2024年高考模擬物理試卷4（河北卷專用）（解析版）

備戰(zhàn)2024年高考物理模擬卷（河北卷專用）

黃金卷04

（考試時間：75分鐘試卷滿分：100分）

第I卷（選擇題）

一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只

有一項符合題目要求。

1.中國載人航天工程辦公室從2023年9月1日起至9月30日24時，面向社會公開征集

新一代載人飛船（圖甲）、載人月面著陸器（圖乙）的名稱。根據(jù)計劃，我國將在2030年前

實現(xiàn)中國人首次登陸月球，開展月球科學考查及相關(guān)技術(shù)試驗等。不考慮月球的自轉(zhuǎn)，下列

說法正確的是（）

甲乙

A.新一代載人飛船的發(fā)射速度必須大于11.2km/s

B.新一代載人匕船赴月過程無須主動變速

C.載人月面著陸器可在環(huán)月軌道上處于靜止狀態(tài)

D.載人月面著陸器登月過程中需在近月點減速變軌

【答案】D

【解析】A.若飛船的發(fā)射速度大丁11.2kuiA,則會逃脫地球束縛，故A錯誤；

BD.飛船在飛向月球過程中需不斷加速變軌，與著陸器登月過程相反，故D正確、B錯誤;

C.由于著陸器只受月球的萬有引力（其他引力可不計），因此其不可能靜止在環(huán)月軌道上,

故C錯誤。

故選D。

2.一列橫波沿x軸的正方向傳播，波速為0.5m/s,某時刻的波形如圖所示，則（）

B.經(jīng)過2s質(zhì)點K運動到L處

C.經(jīng)過2s質(zhì)點K回到平衡位置

D.經(jīng)過3s質(zhì)點K運動到波峰

【答案】C

【解析】A.波沿x軸正方向傳播，根據(jù)平移法可知，此時，質(zhì)點K向），軸正方向振動，

21

根據(jù)圖像可知，波長為2.0m,所以周期7=—=4s,所以經(jīng)過1s即一7,質(zhì)點運動到波峰，

v4

故A錯誤；

BC.經(jīng)過2s即半個周期，質(zhì)點K運動到平衡位置，并不隨波遷移，故B錯誤C正確；

D.經(jīng)過3s即之7質(zhì)點K運動到波谷，故D錯誤。故選C。

4

3.物體A、B放置在粗糙的水平面上，若水平外力以恒定的功率2單獨拉著物體A運動時,

物體A的最大速度為匕；若水平外力仍以恒定的功率尸拉著物體A和物體B共同運動時，

如圖所示，物體A和物體B的最大速度為匕?？諝庾枇Σ挥嫞谖矬wA和B達到最大速度

時作用在物體B上的拉力功率為（）

V1nV]-v2V）+v2

A.—PB.工尸C.-~-PD.-~-P

嶺匕vi匕

【答案】C

【解析】物體A受到的滑動摩擦力為￡=-

匕

P

以恒定的功率尸拉著物體A和物體B共同運動有A+JB="

匕

在物體A和B達到最大速度時作用在物體B上的拉力功率為6=6彩=上以P

故選c。

4.某實驗小組測得在豎直方向飛行的無人機飛行高度y隨時間，的變化曲線如圖所示，E、

F、M、N為曲線上的點，EF、MN段可視為兩段直線，其方程分別為y=4,-26和

y=-2r+140a無人機及其載物的總質(zhì)量為2kg,取豎直向上為正方向。則（）

A.E/段尢人機的速度大小為4m/s

B./M段無人機的貨物處于超重狀態(tài)

C.RV段無人機和裝載物總動量變化量大小為4kg-m/s

D.MN段無人機機械能守恒

【答案】A

【解析】A.根據(jù)EF段方程y=4f—26

可知EF段無人機的速度大小為u=電=4m/s故A正確；

Ar

B.根據(jù)y-，圖像的切線斜率表示無人機的速度，可知段無人機先向上做減速運動，后

向下做加速運動，加速度方向一直向下，則無人機的貨物處于失重狀態(tài)，故B錯誤；

C.根據(jù)MN段方程），=-2f+l40,可知MN段無人機的速度為M=E=-2m/s

Ar

則有bp=mv'—mv=2x（—2）kg?m/s—2x4kg-m/s=-12kg?m/s

可知FN段無人機和裝載物總動量變化量大小為12kgm/s,故C錯誤；

D.MN段無人機向下做勻速直線運動，動能不變，重力勢能減少，無人機的機械能不守恒，

故D錯誤。

故選ABo

5.某同學利用圖甲所示裝置研究物塊與長木板間摩擦力。水平向左拉長木板，傳感器記錄

的尸“圖像如圖乙所示。下列說法不正確的是（）

【答案】B

【解析】A.拋出的兩谷粒在空中均僅受重力作用，加速度均為重力加速度，故谷粒1的加

速度等于谷粒2的加速度，故A錯誤；

B.谷粒2做斜拋運動，水平方向上為勻速直線運動，故運動到最高點的速度即為水平方向

上的分速度；從。點運動到。點，與谷粒1比較，水平位移相同，但谷粒2的運動時間較

長，故谷粒2水平方向上的速度較小，即最高點的速度小于也，故B正確；

C.谷粒2做斜向上拋運動，谷粒1做平拋運動，均從。點運動到戶點，在豎直方向上谷粒

2做豎直上拋運動，谷粒1做自由落體運動，豎直方向上位移相同，故谷粒2運動時間較長，

故C錯誤；

D.兩谷粒從0點運動到尸點的位移相同，但谷粒2的運動時間較長，則谷粒1的平均速

度大于谷粒2的平均速度，故D錯誤。故選B。

7.如圖所示，紙面內(nèi)的菱形金屬線框以速度％平行于AZ)方向勻速通過一有界的勻強

磁場，磁場的邊界。。、AW相互平行，磁感應(yīng)強度大小為8、方向垂直紙面向里。已知線

框的電阻為線框的邊長和磁場寬度均為L,ZA=60°,A。，。。，下列說法正確的是

()

X\M

X

X：

X：

X：

X

X：

X

X\N

A.4點離開磁場后線框內(nèi)的感應(yīng)電流沿順時針方向

B.線框內(nèi)感應(yīng)電動勢的最大值為日

C.此過程中穿過線框的磁通量的最大值為逋3Z?

16

月2"2

D.線框穿過磁場的整個過程中回路的最大熱功率為山*

2R

【答案】C

【解析】A.線框的4點離開磁場后，穿過線框的磁通量垂直紙面向里先增大后減小，由楞

次定律可知線框中的電流先沿逆時針方向，后沿順時針方向，故A錯誤；

B.從B點進入磁場到。點進入磁場的過程中線框內(nèi)的感應(yīng)電動勢最大，有心=釁殳故

B錯誤；

C.當線框到如圖所示的位置時

穿過線框的磁通量最大，此時人點和C點到磁場邊界MN和PQ的距離相等，所以穿過線

框的磁通量的最大值6m=（爭-衿x用8=*班?故C正確：

D.回路中感應(yīng)電動勢最大時熱功率最大，有"山一號―當科故D錯誤。故選C。

二、選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項

符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯或不答的得。分。

8.為了解決光信號長距離傳輸中的衰減問題，常常在光纖中摻入鋰元素,如圖所示的是餌離

子的能級示意圖，標識為'引2的鋰離子處在亞稔態(tài)，不會立即向下躍遷：如果用光子能量

約為2.03X10-2J的激光把處于基態(tài)能級的銀離子激發(fā)到F他能級，再通過“無輻射躍

遷''躍遷到能級41⑶2,從而使該能級積聚的離子數(shù)遠超過處于基態(tài)的離子數(shù)。當光纖中傳輸

某波長的光波時，能使處在亞穩(wěn)態(tài)能級的離子向基態(tài)躍遷，產(chǎn)生大量能量約為L28X10T9J的

光子，于是輸出的光便大大加強了。根據(jù)上述資料你認為下列說法正確的是（）

A.無輻射躍遷中一個鋰離子放出的能量約為7.50x10叼

B.這種光纖傳輸任何頻率的光信號衰減都能得到有效補償

C.大量處在［“2能級的餌離子向卜躍遷能產(chǎn)生4種頻率的光子

D.上述情景發(fā)生時，光纖中傳輸?shù)墓庑盘柌ㄩL約為1.55pm

【答案】AD

【解析】A.電子從軌道7%躍遷到軌道得能量卬=2.03x10-1”,電子從軌道工躍

遷到軌道九⑶2得能量%=L28X10/J。則無輻射躍遷中一個鋰離子放出的能量約為

*23=￡”-￡12=7.5°xl°-2°J,故A正確；

2O3XIO-I9I

B.由￡=配可得這種光纖傳輸只有頻率為二的光信號衰減才能得到有效補償，故

h

B錯誤；

C.大量處在［“2能級的銀離子向下躍遷有以下幾種情況-⑶2，、3,2->41"，

4^11/2-4115,2

因為'“2能級躍遷到41電能級是無輻射躍遷，所以不會放出光子，故處在能級的鋰離

子向卜.躍遷能產(chǎn)生2種頻率的光子，故C錯誤；

D.由馬2=與可得％芍入數(shù)據(jù)可解得光纖中傳輸?shù)墓庑盘柌ㄩL約為L55|am,故D正確。

4￡|2

故選AD。

9.如圖，豎直平面內(nèi)有一半徑為R=lm、內(nèi)壁光滑的圓形軌道，軌道底端與水平面相切于點

c,該圓形軌道處于豎直向下的勻強電場中，場強E=2X1（）3N/C。在水平面上放著不帶

電的物塊A和帶正電的物塊B,其中mA=2kg、〃?B=lkg,物塊B所帶電荷量q=2xl（尸C,用

輕質(zhì)細繩將A、B連接在一起，且A、B間夾著一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧P（兩端未與A、B

拴接）M點左側(cè)水平面粗糙但右側(cè)光滑，物塊A與d點左側(cè)水平面之間的動摩擦因數(shù)4=0.5。

現(xiàn)將細繩剪斷，A脫離彈簧P一段時間后才滑到d點，最終在d點左端L=1.225m處停止。

A、B可看作質(zhì)點，g=10m/s2,則（）

A.物塊B第一次滑至c點的速度大小為7m/s

B.物塊B在。點時具有的電勢能最大

C.物塊B可以運動到圓軌道的最高點

D.物塊B離開軌道時的速度大小為m/s

【答案】AD

【解析】A.剪斷繩子后，物塊A、B獲得速度以、I，B，A在d點左側(cè)做勻減速直線運動，

則有v；=2/jgL

解得L=3.5m/s

A、B組成系統(tǒng)動量守恒，則有〃/匕一〃%%=。解得以=7m/s。故A正確：

B.B帶正電，在B運動到電場中最高點過程，電場力對B做負功，電勢能增大，物塊B

在電場中最高點時具有的電勢能最大，故B錯誤；

2

C.若物塊B恰好能達最高點，則有mB8+%=〃％血&■解得】‘Bmin=Em/S

R

假設(shè)B從上述臨界狀態(tài)返|可至°點，則有（〃％8+&/>2/?=3〃％41-3恤1總而解得

vBi=V70m/s

由于故B脫離彈簧后不能到達圓弧軌道最高點，故C錯誤；

D.設(shè)B在離開軌道時速度為％2,飛出點位置的半徑與豎直方向夾角為0,則在飛出點

有

2

（〃％g+Eq）cos。="B?

A

B從離開彈簧到運動至飛出點有一+Eq）R（1+cos。）=^恤電一;恤4

解得0=60，/2=4m/s,故D正確。

故選ADo

10.“探究加速度與力的關(guān)系”的實驗裝置示意圖如圖所示。實驗中平衡了各種阻力，如果砂

桶（含砂）的質(zhì)量加不滿足比小車質(zhì)量M小得多的條件，那么，若保持M不變，將〃?增

大為原來的2倍，不計繩的質(zhì)量和滑輪摩擦，在砂桶下落相同高度的過程中，下列說法正確

的是（）

A.小車的加速度小于原來的2倍

B.繩上的拉力小于原來的2倍

C.砂桶機械能的減少量小于原來的2倍

D,砂桶和小車組成的系統(tǒng)損失的機械能比原來多

【答案】ABC

【解析】AB.以小車為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律可得丁=

以砂桶（含砂）為對象，根據(jù)牛頓第二定律可得〃吆=〃以

聯(lián)立可得。=一絲一丁=也暨

M+mM+m

若M保持不變，將，”增大為原來的2倍，則有

f

a=<2aV=乂。2〃3<27故AB錯誤；

M+2mM+2m

AE.,=Th

C.繩子拉力對砂桶做負功，砂桶機械能的減少量為,,,

△昂=Th

由于Tv27可得AE》<2△4

即砂桶機械能的減少量小于原來的2倍，故C正確；

D.砂桶和小車組成的系統(tǒng)損失的機械能等于小車克服摩擦力做的功，由于摩擦力大小保持

不變，則砂桶和小車組成的系統(tǒng)損失的機械能與原米相等，故D錯誤。

故選ABCo

第n卷（非選擇題）

三、實驗題：本題共2小題，共15分。

H.（6分）某研究小組用如圖所示裝置探究等量同種電荷間庫侖力與距離的關(guān)系。器材有：

專用支架、相同的導體小球A和B、刻度尺、絲線、米尺、天平、絕緣底座。

/////////

絕緣底座

(1)下列能使A、B小球帶等量同種電荷的方式是。

A.用與A、B相同的帶電小球C,先接觸A,再接觸E

B.A、B小球接觸后靠近帶電體但不接觸，然后分開A、B小球，再移走帶電體

C.A、B小球接觸后，用帶電小球接觸A、B,移除導體球，再分開A、B小球

(2)用天平測量小球的質(zhì)量加,懸掛點到小球球心的距離/,將小球B固定在絕緣底座上,

A球用絲線懸掛在支架上，使小球帶上等量同種電荷。某次實驗中小球A靜止位置和B固

定位置如圖所示，則A、B小球之間的距離“cm。

(3)本實驗中/>一，絲線與豎直方向夾角。很小，tan<9?sin<9,重力加速度R=9.8m/s2。

本實驗中若小球質(zhì)量為10g,/=l.()m,則庫侖力尸=N(結(jié)果保留兩位有效數(shù)

字)。

(4)緩慢移動絕緣底座，得到五組足，?數(shù)據(jù)，根據(jù)庫侖定律，擬合的庫侖力”與距離〃

的關(guān)系圖像可能正確的是___________;

【答案】(1)C(2)2.20(3)2.2x10-3(4)C

【解析】(1)[1]A.用與A、B相同的帶電小球C,先接觸A,再接觸B,兩球?qū)喜坏?/p>

量的同種電荷，選項A錯誤；

B.A、B小球接觸后靠近帶電體但不接觸，然后分開A、B小球，再移走帶電體，能變小

球帶等量異種電荷，選項B錯誤；

c.A、B小球接觸后，用帶電小球接觸A、B,移除導體球，再分開A、B小球，能使小球

帶等量同種電荷，選項C正確；故選C。

（2）[2]由圖可知，A、B小球之間的距離x2.20cm。

（3）[3]對小球受力分析可知，庫侖力F=mgtan6*mgsin6=mgj

99

帶入數(shù)據(jù)解得F=0.0lx9.8x—N=2.2x103N

100

（4）[4]根據(jù)產(chǎn)=24

r

可知r-4圖像為過原點的直線，故選C。

r

12.（9分）小明做“用單擺測量重力加速度”的實驗。

（I）如圖甲所示，細線的上端固定在鐵架臺上，下端系一個小鋼球（下方吸附有小磁片）,

做成一個單擺。圖乙、丙分別畫出了細線上端的兩種不同的懸掛方式，你認為應(yīng)選用圖

（選填“乙”或“內(nèi)”）的懸掛方式。

甲乙丙

（2）使小球在豎直平面內(nèi)做小角度擺動，打開手機的磁傳感器軟件。某次采集到的磁感應(yīng)

強度B的大小隨時間/變化的圖像如圖所示，則單擺的振動周期7=s（結(jié)果保

留3位有效數(shù)字）；

（3）改變線長/,重燈上述步驟，實驗測得數(shù)據(jù)如下表所示（實驗前已測得小球半徑r）,

請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在方格紙上作出圖像

L=l+r/mT/sT2/S2

0.401.2761.628

0.601.5552.418

0.801.8013.244

1.002.0104040

1.202.2084.875

（4）測得當?shù)氐闹亓铀俣?=（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）;

（5）有同學認為，根據(jù)公式7二,小明在實驗中未考慮小磁片對擺長的影響，心的

測量值小于真實值，所以實驗測得的重力加速度g偏小。請判斷該觀點是否正確，簡要說明

理由___________0

【答案】（1）丙（2）1.36s（1.32~1.40s均可）

1.60

1.20

(4)9.71(9.47~9.78均可)(5)

0.80

0.40

不正確。設(shè)擺球的重心下移△/,,根據(jù)單擺周期公式T二，有。+刈二告小

44~

小"二言4所以g=4/經(jīng)

與AL無關(guān)。

（或：不正確。小磁片只影響圖像在L軸上的截距，不影響圖像的斜率，故不影響從圖像

中測得的g的大小。）

【解析】（1）[1]圖乙的方法中當單擺擺動時擺長會發(fā)生變化，則圖內(nèi)的懸掛方式較好；

（2）[2]小球經(jīng)過最低點時磁感應(yīng)強度最大，相鄰兩次磁場最強的時間間隔為半個周期，由

圖可知單擺的周期約為1.36s；

（3）[3]根據(jù)表格中數(shù)據(jù)描點連線如圖

(4)［4］根據(jù)T=2］肚可得L=/7T2

4h

則圖線斜率為工o=1-2-4----（）=0.248則g=9.78m/s2、

44~5.00

（5）[5]重力加速度根據(jù)圖像的斜率可求，由（4）的分析可知，小磁片不影響重力加速度

的測量值，所以這個同學的觀點是不正確的。

四、計算題：本題共3小題，共39分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步

驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位，

13.（9分）094型戰(zhàn)略核潛艇（如圖甲）是目前我國服役中最先進的核動力潛艇，是中國擁

有三位一體核戰(zhàn)略的保障，也是國之利器。如果游輪上處于O點的人剛好看到潛艇在其正

前方的水下緩慢通過，將人和潛艇均視為質(zhì)點，如圖乙所示，此時人到水面的高度九=15m,

4

潛艇的水下深度，?2=23m0水的折射率為〃=§,Sin530=0.8,8s53。=0.6,求此時潛艇

與人的水平距離。

【答案】37.25m

【解析】如圖所示

根據(jù)折射定律可得〃=華sin53-0=74

sin03

解得sin0=0.6即0=37。

由圖中幾何關(guān)系可得此時潛艇與人的水平距離為

43

x=%tan53°+為（an37°=15x—m+23x—m=37.25m

34

14.（13分）如圖所示為一種打積木的游戲裝置，在水平地面的靶位上疊放著三塊完全相同

的硬質(zhì)積木A、B、C,其中積木4、C夾在固定的兩光滑硬質(zhì)薄板間，每塊積木的質(zhì)量均為

機、長為L,各水平接觸面間的動摩擦因數(shù)均為一個可視為質(zhì)點的鋼球用不可伸長的輕

繩掛于。點，鋼球質(zhì)量也為〃?，輕繩長為凡游戲時，將鋼球拉到與。等高的P點（保持

繩繃直）由靜止釋放，鋼球運動到最低點時輕繩恰好斷裂，隨即鋼球與積木A發(fā)生彈性碰

撞（碰撞時間極短可忽略），之后積木A與B分離，積木A再滑行一段距離后停止。重力加

速度為g，不計空氣阻力。求:

R

p。

L

（1）輕繩能承受的最大拉力；

（2）鋼球與積木A碰后瞬間，積木A的速度大小

（3）鋼球與積木A碰后，積木A的位移大小。

R

【答案】（1）3mg；（2）、麗;（3）--4A

【解析】（1）設(shè)鋼球達到最低點的速度為%,從2點到最低點由動能定理有〃?gR=g〃叼2

由牛頓第二定律有（nax一"田",n~

R

解得%_辰五，ax=3mg

（2）鋼球與積木A碰撞過程滿足動量守恒，取向右為正方向，設(shè)碰撞后鋼球的速度為匕'、

積木