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【赢在高考·黄金8 卷】备战2024 年高考物理模拟卷（全国卷专用）
黄金卷04
（考试时间：90 分钟 试卷满分：100 分）
一、单项选择题（本题包含8 小题，每小题4 分，共32 分。在每小题给出的四个选项中，只
有一项是符合题目要求的）
1．下列说法正确的是（ ）
A. 分析布朗运动会发现，悬浮的颗粒越大，温度越高，布朗运动越剧烈
B. 一定质量的气体，温度升高时，分子间的平均动能不一定增大
C. 分子间的距离r 存在某一值r0，当r 大于r0时，分子间引力小于斥力，当r 小于r0时，分子间斥力小于
引力
D. 已知铜的摩尔质量为M（kg/mol），铜的密度为ρ（kg/m3），阿伏加德罗常数为NA（mol-1），1 m3铜
所含的原子数为
2．如图，将水平面上一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，使在两玻璃表面之间形成一个倾角
很小
的劈形空气薄膜，光从上方入射后，从上往下看到的干涉条纹有如下特点：（1）任意一条明条纹或暗条
纹所在位置下面的薄膜厚度相等；（2）任意相邻明条纹中心位置或暗条纹中心位置所对应的薄膜厚度差
恒定。由此可以判定在垂直水平面的入射光不变的情况下，相邻明条纹或暗条纹的间距
与倾角
（单
位为rad）的关系图像可能正确的是（ ）
1
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A.
B.
C.
D.
3．可变电容器是一种电容可以在一定范围内调节的电容器，通过改变极极间相对的有效面积或极板间距
离，它的电容就相应地变化。通常在无线电接收电路中作调谐电容器用。如图所示，水平放置的两半圆形
金属极板由绝缘转轴连接，下极板固定，上极板可以绕过圆心且垂直于半圆面的轴转动，也可上下平移，
起初两极板边缘对齐，上极板通过开关S 与电源正极相连，下极板接地后与电源负极相连，初始时开关S
闭合，极板间有一带电粒子P 恰好处于静止状态。忽略边缘效应，关于两极板组成的电容器下列说法正确
的是（ ）
A. 保持开关S 闭合，若只将上极板转过30°，则电容器电容增大
B. 保持开关S 闭合，若只将上极板转过30°，则电容器所带电荷量不变
C. 保持开关S 闭合，若只将上极板转过30°，则电容器两极板连线中点处电势变小
D. 断开开关S，只将板间距变为原来的二倍，则带电粒子仍处于静止状态
4．如图，在跨过光滑定滑轮的轻绳拉动下，木箱从距滑轮很远处沿水平地面向右匀速运动。已知木箱与
地面间的动摩擦因数为
，木箱始终在地面上。则整个过程中拉力F 的大小变化情况是（ ）
A. 先减小后增大
B. 先增大后减小
C. 一直减小
D. 一直增大
5．如图所示，在绝缘光滑水平面上有一劲度系数为k 的绝缘轻弹簧，弹簧左端固定在竖直墙上，右端固定
一电荷量为＋q 的小球。小球静止在O 点，弹簧处于原长。现在整个空间加水平向右的匀强电场，场强为
2
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E，小球向右最多运动到B 点，弹簧始终在弹性限度内，则（ ）
A. 小球在B 点时，弹簧弹力大小等于qE
B. O、B 两点距离为
C. 小球振动周期与电场强度大小无关
D. 小球从O 点运动到B 点过程中，动能与电势能的和在不断增大
6．如图所示，2023 个完全相同的小球通过完全相同的轻质弹簧（在弹性限度内）相连，在水平拉力F 的
作用下，一起沿水平面向右运动，设1 和2 之间弹簧的弹力为
，2 和3 之间弹簧的弹力为
，……，
2022 和2023 之间弹簧的弹力为
，则下列说法不
正确
的是（ ）
A. 若水平面光滑，从左到右每根弹簧长度之比为1∶2∶3∶…∶2021∶2022
B. 若水平面粗糙，撤去F 的瞬间，第2000 号小球的加速度不变
C. 若水平面光滑，
D. 若水平面粗糙，
7．2021 年10 月16 日，“神舟十三号”载人飞船成功与“天和”核心舱对接，3 名航天员顺利进入“天
和”核心舱。发射载人飞船和空间站对接的一种方法叫“同椭圆轨道法”，简化示意图如图所示，先把飞
船发射到近地圆轨道Ⅰ，继而调整角度和高度，经过多次变轨不断逼近空间站轨道，当两者轨道很接近的时
候，再从空间站下方、后方缓慢变轨接近。Ⅱ、Ⅲ是绕地球运行的椭圆轨道，Ⅳ是绕地球运行、很接近空
间站轨道的圆形轨道。P、Q 分别为椭圆轨道Ⅲ的远地点和近地点，P、Q 之间的距离为
，地球半径为
R。下列说法正确的是（ ）
3
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A. 载人飞船在轨道Ⅲ上的机械能比在轨道Ⅱ上大
B. 载人飞船在轨道Ⅲ和轨道Ⅰ上运动的周期之比为
C. 载人飞船在轨道Ⅲ上P 处与Q 处的加速度大小之比为
D. 载人飞船在轨道Ⅰ和轨道Ⅳ的线速度大小之比为
8．如图所示，一个抛出的桔子在空中飞过墙上的六扇窗户，桔子通过窗户所用的时间分别为
、
、
、
、
和
，桔子通过窗户的平均速率分别为
、
、
、
、
和
。不计空气阻力，以下关系正确
的是（ ）
A.
B.
C.
D.
二、多项选择题（本题包含4 小题,每小题4 分,共16 分。在每小题给出的四个选项中，至少
有两个选项正确。全部选对的得4 分，选对但不全的得2 分，有选错或不答的得0 分）
9．红外测温具有响应时间快、非接触、安全准确的优点，在新冠疫情防控中发挥了重要作用。红外测温
仪捕捉被测物体电磁辐射中的红外线部分，将其转变成电信号。图甲为红外线光谱的三个区域，图乙为氢
原子能级示意图，已知普朗克常量
，光在真空中的速度
，
4
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，下列说法正确的是（ ）
A. 红外线光子能量的最大值约为
B. 氢原子从
能级向
能级跃迁时释放出的光子能被红外测温仪捕捉
C. 大量氢原子从
能级向低能级跃迁时，红外测温仪可捕捉到2 种频率的光子
D. 大量处于
激发态的氢原子吸收能量为
的光子后，辐射出的光子可能被红外测温仪捕捉
10．摩擦传动是传动装置中的一个重要模型，如图所示的两个水平放置的轮盘靠摩擦力传动，其中O、
O′分别为两轮盘的轴心，已知两个轮盘的半径之比r 甲∶r 乙＝3∶1，且在正常工作时两轮盘不打滑。今在
两轮盘上分别放置两个同种材料制成的完全相同的滑块A、B，两滑块与轮盘间的动摩擦因数相同，两滑
块与轴心O、O′的间距RA＝2RB。若轮盘乙由静止开始缓慢地转动起来；且转速逐渐增加，则下列叙述正
确的是( )
A．滑块A 和B 均与轮盘相对静止时，角速度之比为ωA∶ωB＝1∶3
B．滑块A 和B 均与轮盘相对静止时，向心加速度之比为aA∶aB＝2∶9
C．转速增加后滑块B 先发生滑动
D．转速增加后两滑块一起发生滑动
11．现代科技中常常利用电场来控制带电粒子的运动。某控制装置由加速电场、偏转电场和收集装置组成，
如图所示。加速电场可以提供需要的电压，偏转电场为辐向电场，其内外圆形边界的半径分别为
、
，
5
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在半径相等的圆周上电场强度大小都相等，方向沿半径向外，且满足
（为半径），已知
处的
电场强度大小为
，带电粒子的质量为
，电荷量为
，不计带电粒子的重力及粒子间的相互作用。则
（ ）
A. 加速电场电压无论取多少，粒子只要垂直PB 飞入电场，就一定能做匀速圆周运动
B. 要使粒子由静止加速后能从A 点沿半径
的圆形轨迹1 到达
点，则加速电场的电压为
C. 若加速后从PB 间垂直PB 方向进入的粒子都能做匀速圆周运动而到达收集装置，则粒子做圆周运动的
周期
与轨迹对应半径应满足的关系式
D. 若粒子从B 点垂直于
方向射入，对应的轨迹2 为椭圆
12．如图，两根足够长的平行光滑导轨固定在绝缘水平面上，所在空间有方向垂直于水平面、磁感应强度
为B 的范围足够大的匀强磁场，导轨的间距为L，电阻不计；导轨上静置两根长度均为L 的导体棒PQ 和
MN，其中PQ 的质量为2m、阻值为R，MN 的质量为m、阻值为2R。若在
时刻给PQ 一个平行于导
轨向右的初速度
，不计运动过程中PQ 和MN 的相互作用力，则（ ）
A. 导体棒PQ 从
开始做加速度逐渐减小的减速运动，直至匀速运动
6
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B. 整个运动过程中，系统产生的焦耳热为
C. PQ 速度为
时，PQ 两端的电压为
D. 导体棒MN 速度由
的过程中，通过导体棒MN 的电荷量为
三、填空、实验探究题（本题包含2 个小题，共16 分。请按题目要求作答，并将答案填写在
答题纸上对应位置。）
13．（6 分）某实验小组利用如图甲所示的实验装置探究加速度与力的关系。甲图中小车A 的质量为M，
连接在小车后的纸带穿过电火花计时器，它们均置于已平衡摩擦力的一端带有定滑轮的足够长的木板上，
钩码B 的质量为m，C 为力传感器（与计算机连接可以直接读数）。实验时改变B 的质量，记下力传感器
的对应读数F，不计绳与滑轮的摩擦。
（1）在实验过程中，___________（选填“需要”或“不需要”）满足“小车A 的质量M 远大于钩码B
的质量m”这一条件。
（2）该同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器
采用的是频率为
的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为___________
（结果保留两位有效
数字）。
（3）该同学以力传感器的示数F 为横坐标，加速度a 为纵坐标，画出的
图像是一条直线，如图丙所
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示，图线与横坐标轴的夹角为
，求得图线的斜率为k，则小车的质量为___________。
A．
B．
C．
D．
14．（10 分）一实验小组用某种导电材料制作成电阻较小(约小于3Ω)的元件Z，并通过实验研究该元件中
的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律。
(1)该小组连成的实物电路如图(a)所示，其中有两处错误，请在错误的连线上打“×”，并在原图上用笔画出
正确的连线__________。
(2)在实验中应选用的滑动变阻器是_________。
A.滑动变阻器R1(0～5Ω 额定电流5A)
B.滑动变阻器R2(0～20Ω 额定电流5A)
C 滑动变阻器R3(0～100Ω 额定电流2A)
(3)图(b)中的点为实验测得的元件Z 中的电流与电压值，请将点连接成图线__________。
(4 把元件Z 接入如图(c)所示的电路中，当电阻R 的阻值为2Ω 时，电流表的读数为1.25A；当电阻R 的阻
值为3.6Ω 时，电流表的读数为0.8A。结合图线，可求出电池的电动势E 为______V，内阻r 为______Ω。
8
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四、计算题（本题包含3 小题，共36 分。解答下列各题时，应写出必要的文字说明、表达式
和重要步骤。只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单
位。请将解答过程书写在答卷纸相应位置。）
15．（10 分）“太空粒子探测器”由加速、偏转和收集三部分组成，其原理可简化为如图所示。辐射状的
加速电场区域I 边界为两个同心平行的网状金属扇形弧面，O1为圆心，圆心角θ 为120°，外圆弧面AB 与
内圆弧面CD 间的电势差为U0，M 为外圆弧的中点。在紧靠O1 右侧有一圆形匀强磁场区域Ⅱ，圆心为
O2，半径为L，磁场方向垂直于纸面向外且大小为
。在磁场区域下方相距L 处有一足够长的
收集板PNQ。已知MO1O2和FNQ 为两条平行线，且与O2N 连线垂直。假设太空中漂浮着质量为m、电荷
量为q 的带正电粒子，它们能均匀地吸附到AB 弧面并经电场从静止开始加速，然后从O1进入磁场，并最
终到达PNQ 板被收集，忽略一切万有引力和粒子之间作用力。求：
（1）粒子经电场加速后，进入磁场时的速度v 的大小；
（2）粒子在磁场中运动的半径R；
（3）粒子到达收集板沿PQ 方向的宽度。
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16．（11 分）已知夯锤的质量M＝450 kg，桩料的质量m＝50 kg。每次打夯都通过卷扬机牵引将夯锤提升
到距离桩顶h0＝5 m 处再释放，让夯锤自由下落，夯锤砸在桩料上后立刻随桩料一起向下运动。桩料进入
泥土后所受阻力f 随打入深度h 的变化关系如图乙所示，直线斜率k＝5.05×104 N/m。g 取10 m/s2，求
（1）夯锤与桩料第1 次碰撞后瞬间的速度；
（2）夯锤与桩料第1 次碰撞后桩料进入泥土
深度。
17．（15 分）如图甲所示，一不可伸长的绝缘细绳上端固定在铁钉上，下端系在质量为m、半径为r 的由
粗细均匀导线制成的圆形硬质金属框上，圆形金属框静止在倾角为θ 的绝缘光滑固定斜面上，细绳与斜面
平行。金属框的下半部分处于垂直于斜面向上的匀强磁场中，上半部分位于磁场外。已知构成金属框的材
料的电阻率为ρ，金属框的总体积为V。在
到
时间内，磁感应强度大小随时间t 的变化规律如图
乙所示，重力加速度为g。求：
10
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（1）
时，金属框所受绳拉力
大小；
（2）从
到
时间内，金属框产生的焦耳热。
11
