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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：75 分钟 试卷满分：110 分）
一、选择题：本题共8 小题，共48 分。在每小题给出的四个选项中，第14~18 题只有一项符合题目要求，
每小题4 分，第19~21 题有多项符合题目要求。全部选对的得6 分，选对但不全的得3 分，有选错或
不答的得0 分。
14．下列关于原子物理知识说法正确的是（ ）
A．甲图为氢原子的能级结构图，当氢原子从基态跃迁到激发态时，放出能量
B．乙图中重核裂变产生的中子能使核裂变反应连续的进行，称为链式反应，其中一种核裂变反应方程
为
C．丙图为光电效应中光电子最大初动能与入射光频率的关系图线，不同频率的光照射同种金属发生光
电效应时，图线的斜率相同
D．核反应方程
中，
是质子
【答案】C
【详解】A．甲图为氢原子的能级结构图，当氢原子从基态跃迁到激发态时，吸收能量，故A 错误；
B．铀核裂变的核反应方程式为
故B 错误；
C．根据爱因斯坦光电效应方程
可知该图线的斜率表示普朗克常量，不同频率的光照射同种金属发生光电效应时，图线的斜率相同，故
C 正确；
1
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D．由质量数守恒和电荷数守恒可知，核反应方程
中，
的质量数为0，电荷数为
，则
为电子，故D 错误。
故选C。
15．如图所示，虚线为匀强电场中的三角形，且三角形与匀强电场平行，
，
，BO 的长
度为l。一带电荷量为q 的正粒子由A 移动到B 的过程中，电场力对该粒子做功为零，由B 移动到O 的过
程中克服电场力做了W 的功。图中的实线为粒子的可能轨迹，假设O 点的电势为零，则下列说法正确的是
（ ）
A．该匀强电场的场强为
B．B 点的电势为
C．O、A 两点的电势差为
D．如果负粒子在A 点的初速度方向由A 指向B，则粒子的轨迹可能为实线M
【答案】B
【详解】BC．正粒子由A 移动到B 的过程中，电场力对该粒子做功为零，说明AB 连线为该匀强电场的一
个等势线，由B 移动到O 的过程中，电场力对该粒子做功为-W，说明电场强度的方向垂直AB 向上，则
BO 之间的电势差为
又
则
2
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O、A 两点的电势差为
故B 正确；C 错误；
A．该匀强电场的电场场强大小为
故A 错误；
D．负粒子由A 点射入该匀强电场时，受力方向与电场线的方向相反，即负粒子将向下偏转，则负粒子的
轨迹可能为实线N。故D 错误。
故选B。
16．有一圆柱形枯井，过其中心轴OA 的剖面图如图所示，竖直井壁MN、PQ 间距为L。从离井底高度一
定的O 点垂直井壁以初速度
水平抛出一个小球，小球与井壁上B 点、C 点各发生一次碰撞后恰好落在井
底的A 点。每次碰撞，水平分速度大小不变，方向相反，竖直分速度不变。所有摩擦和阻力均不计。小球
在OB 段、BC 段和CA 段飞行过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球在OB 段、BC 段和CA 段动量变化量的比值为
B．小球在OB 段、BC 段和CA 段动能变化量的比值为
C．仅将间距L 增大为原来的2 倍仍在O 点将小球水平抛出，则小球与井壁碰撞2 次后落在A 点
D．仅将初速度
增大为原来的2 倍仍在O 点将小球水平抛出，则小球与井壁碰撞4 次后落在A 点
【答案】D
【详解】A．小球在运动过程中，水平方向匀速，OB、BC、CA 的水平位移1 2 1
∶∶，故所需时间之比为
3
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1 2 1
∶∶，由
知动量变化量的比值为1 2 1
∶∶，故A 错误；
B．初速度为0 的匀加速直线运动在连续相等时间内的位移之比为
，小球在OB 段、BC 段和
CA 段所需时间之比为1 2 1
∶∶，则竖直方向的位移之比为1 8 7
∶∶，根据
动能变化量的比值为1 8 7
∶∶，故B 错误；
C．由于OA 间高度不变，小球落到地面时间不变，运动轨迹水平方向经过的距离不变，仅将间距加倍而仍
在中央O 点平抛，小球将与前面碰撞一次后落在A 点，故C 错误；
D．仅将初速度
增大为原来的2 倍，高度不变则下落的时间不变，则小球水平方向的路程为
则小球与井壁碰撞4 次后落在A 点，故D 正确。
故选D。
17．如图，空间存在方向垂直纸面（竖直面）向里的足够大的磁场，以竖直向下为z 轴正方向，磁感应强
度的大小为
，式中
、k 为常量，纸面内一质量为m、边长为a、总电阻为R 的正方形导线框在
磁场中由静止开始下落，初始时导线框底边水平，最终线框将匀速下落，重力加速度大小为g，则线框匀
速下落时的速度大小为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【详解】线框中电动势为
由题意可得
4
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根据
联立可得
当线框匀速下落时有
解得
18．空间存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面，线段
是屏与纸面的交线，长度为
，
其左侧有一粒子源S，可沿纸面内各个方向不断发射质量为m、电荷量为q、速率相同的粒子；
，
P 为垂足，如图所示，已知
，若
上所有的点都能被粒子从其右侧直接打中，则粒子的速
率至少为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【详解】粒子要打中
的右侧所有位置，最容易的方式为粒子从
飞出，绕过距离最近的
点，从右侧
打中
最下端的
点，粒子运动的轨迹如图所示
5
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为轨迹圆的弦长，
为
中点，
，
；粒子运动的半径为，根据几何关系可知
四边形
为平行四边形，则
解得
粒子在匀强磁场中匀速圆周运动，洛伦兹力完全提供向心力，根据牛顿第二定律可知
解得粒子的最小速率为
故选C。
19.“轨道康复者”是“垃圾”卫星的救星，被称为“太空110”，它可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，
延长卫星的使用寿命。假设“轨道康复者”的轨道半径为地球同步卫星轨道半径的五分之一，其运动方向
与地球自转方向一致，轨道平面与地球赤道平面重合，下列说法正确的是（ ）
A．“轨道康复者”的速度是地球同步卫星速度的5 倍
B．“轨道康复者”的加速度是地球同步卫星加速度的25 倍
C．站在赤道上的人可观察到“轨道康复者”向东运动
D．“轨道康复者”可在高轨道上加速，以实现对低轨道上卫星的拯救
【答案】BC
【详解】A．根据
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得
“轨道康复者”的速度是地球同步卫星速度的
倍，A 错误；
B．根据
得
“轨道康复者”的加速度是地球同步卫星加速度的25 倍，B 正确；
C．因为“轨道康复者”绕地球做匀速圆周运动的周期小于同步卫星的周期，即小于地球自转的周期，站
在赤道上的人观察到“轨道康复者”向东运动，C 正确；
D． “轨道康复者”可在高轨道上减速，做近心运动，以实现对低轨道上卫星的拯救，D 错误。
故选BC。
20．如图所示，铜棒
长
，质量
，两端由长为
的轻铜线悬挂起来，铜棒保持水
平，静止于竖直平面内，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度
。现接通电源，使铜
棒中保持有恒定电流通过，铜棒发生摆动，铜线与竖直方向的最大偏角为
（不计空气阻力，
，
，
），铜棒向上摆动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．铜棒的机械能增大
B．铜棒的机械能减小
C．铜棒中通电电流大小为
D．铜棒中通电电流大小为
【答案】AD
【详解】AB．铜棒向上摆动过程中，安培力一直做正功，则铜棒的机械能一直增加，故A 正确，B 错误；
CD．铜棒向上摆动过程中，根据动能定理有
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FAlsin37°-mgl（1-cos37°）=0
解得
FA=0.2N
根据
FA=BIL
解得
故C 错误，D 正确。
故选AD。
21．如图所示，在足够长的粗糙竖直墙壁上有一物块保持静止。某一时刻无初速度释放物块，并分别以两
种方式施加外力，使物块时刻紧紧地贴合在墙壁上运动。假设两次释放物块完全相同，墙壁粗糙程度
不
变，比例系数k 大小相同。则（ ）
A．方式一下落过程中物体受到合外力方向改变，方式二下落过程中物体受到合外力方向不变
B．方式一下落过程中物体速度先增大后减小，方式二下落过程中物体速度一直增大
C．两次释放过程中物体最终均可保持静止
D．方式一下落过程中物体达到的最大速度大于方式二下落过程中物体达到的最大速度
【答案】AD
【详解】A．对方式一下落过程，对物体竖直方向的受力分析，它受到重力mg，竖直向上的摩擦力f，由
牛顿第二定律,得
由上式子可知,当
时加速度a=0，那么可以分两种情况讨论可知：
8
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当
时加速度
，得出合力向下，加速运动；
当
时加速度
，得出合力向上，做减速运动；
故方式一下落过程中物体受到合外力方向改变；
对方式二下落过程，对物体竖直方向的受力分析，它受到重力mg，竖直向上的摩擦力f，由牛顿第二定律,
得
由上式子可知,当
时加速度a=0，那么速度v 不再增大，同样分两种情况讨论可知：
当
时加速度a>0，得出合力向下，继续向下加速运动；
当
时加速度a=0，得出合力为0，向下做匀速直线运动；
故方式二下落过程中物体受到合外力方向不变；
故A 正确；
BC．因为方式一下落过程中物体从静止开始先加速后减速，所以速度先增大后减小，最终保持静止；方式
二下落过程中物体从静止开始先加速后匀速，最终保持匀速，故BC 错误；
D．方式二下落过程中达到的最大速度为
方式一下落过程中加速度为
由函数关系可知，物体加速度随时间均匀减小，且当
时加速度a=0，故物体下落速度达到最大速
度过程的等效加速度为
由匀加速运动速度公式,代入数值可知
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对比v1和v2，可知
故D 正确。
故选AD。
二、非选择题：本题共4 小题，共47 分。
22．(6 分)一个实验小组做“探究弹簧弹力与弹簧伸长关系”的实验
（1）采用如图甲所示装置，质量不计的弹簧下端挂一个小盘，在小盘中增添砝码，改变弹簧的弹力，实
验中做出小盘中砝码重力随弹簧伸长量x 的图像如图乙所示。（重力加速度
）利用图乙中图像，
可求得该弹簧的劲度系数为
，小盘的质量为
；
（2）为了制作一个弹簧测力计，乙同学选了A、B 两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如
图丙所示的图像，为了制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧 。（填“A”或
“B”）
【答案】 200 0.1 A
【详解】（1）[1]弹簧的劲度系数为
[2]由图乙可知，不放砝码时，有
解得
（2）[3]丙图中纵坐标为弹簧伸长量，横坐标为拉力，图线斜率的倒数为劲度系数，由图可知弹簧A 的劲
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度系数小，为了制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧A。
23．(9 分)电流表G 的表盘既无刻度值又不知其内阻，某同学用以下实验器材测量该电流表的参数：
A．待测电流表G；
B．电阻箱
；
C．定值电阻
；
D．滑动变阻器
；
E．
的直流电源，内阻不计；
F．双量程电压表V；
G．开关、导线若干。
（1）按如图甲所示的电路图连接好电路，将电阻箱
的阻值调为
，闭合开关，调节滑动变阻器
的滑片，使电流表G 满偏，此时电压表V 的指针恰好半偏，如图乙所示，电压表V 的示数
V。
（2）保持电压表V 的示数不变，反复调整电阻箱
的阻值和滑动变阻器
滑片的位置，使电流表
的指
Ⓖ
针指到
，此时电阻箱
的阻值为
。
（3）由上可知电流表G 的内阻
，满偏电流
。
（4）将电流表G 改装成量程为
的电压表，需将电阻箱
的阻值调为
，然后与电流表G
（填“串”或“并”）联。
【答案】 1.50 100 3 900.0 串
【详解】（1）[1]如图乙所示，电压表V 的示数1.50V；
（3）[2][3]由欧姆定律得
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代入数据得
解得
（4）[4][5]要将电流表G 改装成量程为
的电压表，需串联一个电阻，阻值为
即需将电阻箱
的阻值调为
。
24．(12 分)在芯片制造过程中，离子注入是芯片制造重要的工序。图a 是我国自主研发的离子注入机，图
b 是简化的注入过程原理图。静止于A 处的离子，经电压为
的电场加速后，沿图中半径为
的圆弧虚线
通过磁分析器，然后从
点垂直
进入矩形CDQS 有界匀强电场中，最后恰好打在
点，已知磁分析器
截面是四分之一圆环，内部为匀强磁场，方向垂直纸面向里；矩形区域内匀强电场水平向左，
，
。整个装置处于真空中，离子的质量为
、电荷量为
，离子重力不计。求：
（1）离子进入匀强电场区域
点时的速度大小及磁分析器通道内磁感应强度大小
；
（2）矩形区域内匀强电场场强大小
。
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【答案】（1）
；
；（2）
【详解】（1）离子经过加速电场，由动能定理可知
解得
在磁分析器中，洛伦兹力提供向心力有
解得
（2）离子在匀强电场中运动时，水平方向做匀加速运动，则
由运动学公式可知
竖直方向做匀速运动
解得
25．(20 分)如图所示，质量
、长
的长木板C 静止在光滑的水平面上，半径为
的
光滑
圆弧体固定在水平面上，圆弧体和长木板靠在一起，长木板的上表面与圆弧面的最低点相切。在长
木板C 的上表面中点放置质量
的物块B，将质量
的物块A 在圆弧面的最高点由静止释放，
A 与C 间的动摩擦因数
，B 与C 间的动摩擦因数
，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A 与B
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之间的碰撞为弹性碰撞，重力加速度g 取
，物块A、B 均看作质点。求：
（1）物块A 滑到圆弧面最低点时对圆弧面的压力多大；
（2）物块A 在板上滑动且与物块B 未碰撞时，长木板C 的加速度多大；
（3）物块A 与木板C 第二次速度相等时的速度多大。
【答案】（1）60N；（2）
；（3）2.2 m/s
【详解】（1）设物块A 滑到圆弧面最低点时速度大小为
，根据机械能守恒有
在最低点，根据牛顿第二定律可得
联立，解得
根据牛顿第三定律可知物块A 对圆弧面最低点压力大小为
（2）物块A 滑上板与板相对滑动且与B 未碰撞时，假设B、C 不发生相对滑动，则
对于B，有
因此假设不成立，即A 滑上长木板后，B、C 是相对滑动的。由牛顿第二定律
解得
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（3）物块A 滑上板时的加速度大小
假设A、B 碰撞前，A、B 的加速度均保持不变，则
解得
此时物块A 的速度
板C 的速度
即A 与B 刚要碰撞时，A 与C 刚好共速，假设成立。此时物块B 的速度
A、B 碰撞过程，根据动量守恒有
根据能量守恒有
联立，解得
由于
碰撞后A 做加速运动。加速度大小仍为
。B 做减速运动，加速度大小仍为
，C 做减速运动，加速度大
小仍为
，设经过
时间A 、C 共速。设此时B 与C 仍相对滑动，则
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解得
共同速度
此时物块B 的速度
假设成立。因此，物块A 与木板C 第二次速度相等时的速度大小为2.2 m/s。
三、选考题：本题共2 小题，每题15 分。
【选修3-3】
13．(1)关于热学中的一些基本概念，下列说法正确的是（ ）
A．气体、液体、固体之间都可以发生扩散现象
B．
的水变成
的冰时，分子势能减小
C．内能是物体中所有分子的势能与所有分子热运动所具有的动能的总和
D．同温度的氧气和氮气，因为分子的质量不相等，所以它们的分子平均动能不相等
E．温度越低，分子运动越剧烈，布朗运动越明显
【答案】ABC
【详解】A．气体、液体、固体之间都可以发生扩散现象，故A 正确；
B．0℃的水变成0℃的冰时，向外放出热量，所以内能减小。又由于温度是分子的平均动能的标志，温度
不变，则分子的平均动能不变。物体的内能是由分子动能与分子势能组成，内能减小，分子动能不变，所
以分子势能减小，故B 正确；
C．内能是物体中所有分子的势能与所有分子热运动所具有的动能的总和，故C 正确；
D．温度是分子的平均动能的标志，温度相同，分子平均动能相等，故D 错误；
E．温度越高，分子运动越剧烈，布朗运动越明显，故E 错误。
故选ABC。
(2).水枪是一种常见的小玩具，一般的气压式水枪储水罐示意图如图，从储水罐充气口充入气体，达到一
定压强后，关闭充气口，扣动扳机将阀门K 打开，水即从枪口喷出。若初始时水枪内气体压强为120kPa，
气体体积1L，现从储水罐充气口压入气体，压入气体的压强为100kPa，压气过程中水枪内气体温度等于
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环境温度27℃，并保持不变，压气完成后玩具水枪内气体体积还为1L，气体的压强为240kPa，气体可看
作理想气体。求：
（1）压入气体的体积；
（2）压气后，当环境温度降为7℃，经过足够长的时间，内部气体压强为多少。
【答案】（1）
；（2）
【详解】（1）枪内原有气体压强
体积
压入气体压强
设压入气体体积为V2，最终枪内气体压强
体积
温度不变，可得
解得
（2）枪内气体温度降低，做等容变化
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其中
得
【选择3-4】
(1)．如图所示为一列横波在不同时刻的波形，1~19 为介质中间隔相等的质点，下列说法错误的是（ ）
A．机械波在均匀介质中沿传播方向不一定匀速传播，其传播速度即波速可能增大
B．质点3 与质点15 的振动情况有时一致，有时不一致
C．周期和波长分别描述了机械波在时间和空间上的周期性
D．在一列波中，如果两个质点的振动情况总是相同的，则这两个质点平衡位置间的距离为半个波长
的整数倍
E．在一列波中，如果两个质点的振动情况总是相同的，则这两个质点平衡位置间的距离为一个波长
的整数倍
【答案】ABD
【详解】A．机械波在同一均匀介质中沿传播方向一定匀速传播，其传播速度即波速是定值，故A 错误；
B．质点3 与质点15 之间的距离正好等于一个波长，振动情况始终完全一致，故B 错误；
C．周期和波长分别描述了机械波在时间和空间上的周期性，故C 正确；
DE．在一列波中，如果两个质点的振动情况总是相同的，则这两个质点平衡位置间的距离为一个波长的整
数倍，故D 错误，E 正确。
由于本题选择错误的，故选ABD。
(2)．有一用透明材料制成的中空圆柱体，内径为R，外径为2R，其截面如图所示，一束细单色光从圆柱面
上的A 点与
直径成夹角
射入，经折射后恰好与内柱面相切，已知真空中光速为c，不考虑光在
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圆柱体内的反射。求：
（1）单色光在该材料中的折射率n；
（2）单色光在该材料中传播的时间t.
【答案】（1）
；（2）
【详解】（1）根据题意画出光路图如图所示
在A 点，入射角i=45°，折射角
由折射定律有
（2）光在透明材料中的传播速度
光射到C 点时入射角等于r，则光将从C 点射出圆柱体，由几何关系可得
则单色光在该材料中传播的时间
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