備戰(zhàn)2024年高考模擬物理試卷4（河北卷專用）（解析版）

PAGEPAGE3備戰(zhàn)2024年高考物理模擬卷（河北卷專用）黃金卷04（考試時(shí)間：75分鐘試卷滿分：100分）第I卷（選擇題）單項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)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(shí)，面向社會(huì)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(jì)劃，我國將在2030年前實(shí)現(xiàn)中國人首次登陸月球，開展月球科學(xué)考查及相關(guān)技術(shù)試驗(yàn)等。不考慮月球的自轉(zhuǎn)，下列說法正確的是（）A.新一代載人飛船的發(fā)射速度必須大于11.2km/sB.新一代載人飛船赴月過程無須主動(dòng)變速C.載人月面著陸器可在環(huán)月軌道上處于靜止?fàn)顟B(tài)D.載人月面著陸器登月過程中需在近月點(diǎn)減速變軌【答案】D【解析】A．若飛船的發(fā)射速度大于11.2km/s，則會(huì)逃脫地球束縛，故A錯(cuò)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(cuò)誤；C．由于著陸器只受月球的萬有引力（其他引力可不計(jì)），因此其不可能靜止在環(huán)月軌道上，故C錯(cuò)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(shí)刻的波形如圖所示，則（）A.經(jīng)過1s質(zhì)點(diǎn)K運(yùn)動(dòng)到波谷B.經(jīng)過2s質(zhì)點(diǎn)K運(yùn)動(dòng)到L處C.經(jīng)過2s質(zhì)點(diǎn)K回到平衡位置D.經(jīng)過3s質(zhì)點(diǎn)K運(yùn)動(dòng)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(shí)，質(zhì)點(diǎn)K向y軸正方向振動(dòng)，根據(jù)圖像可知，波長為2.0m，所以周期，所以經(jīng)過1s即，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到波峰，故A錯(cuò)誤；BC．經(jīng)過2s即半個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)K運(yùn)動(dòng)到平衡位置，并不隨波遷移，故B錯(cuò)誤C正確；D．經(jīng)過3s即質(zhì)點(diǎn)K運(yùn)動(dòng)到波谷，故D錯(cuò)誤。故選C。3.物體放置在粗糙的水平面上，若水平外力以恒定的功率單獨(dú)拉著物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體的最大速度為；若水平外力仍以恒定的功率拉著物體和物體共同運(yùn)動(dòng)時(shí)，如圖所示，物體和物體的最大速度為?？諝庾枇Σ挥?jì)，在物體和達(dá)到最大速度時(shí)作用在物體上的拉力功率為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】物體受到的滑動(dòng)摩擦力為以恒定的功率拉著物體和物體共同運(yùn)動(dòng)有在物體和達(dá)到最大速度時(shí)作用在物體上的拉力功率為故選C。4.某實(shí)驗(yàn)小組測得在豎直方向飛行的無人機(jī)飛行高度y隨時(shí)間t的變化曲線如圖所示，E、F、M、N為曲線上的點(diǎn)，EF、MN段可視為兩段直線，其方程分別為和。無人機(jī)及其載物的總質(zhì)量為2kg，取豎直向上為正方向。則（）A.EF段無人機(jī)的速度大小為4m/sB.FM段無人機(jī)的貨物處于超重狀態(tài)C.FN段無人機(jī)和裝載物總動(dòng)量變化量大小為4kg?m/sD.MN段無人機(jī)機(jī)械能守恒【答案】A【解析】A．根據(jù)EF段方程可知EF段無人機(jī)的速度大小為故A正確；B．根據(jù)圖像的切線斜率表示無人機(jī)的速度，可知FM段無人機(jī)先向上做減速運(yùn)動(dòng)，后向下做加速運(yùn)動(dòng)，加速度方向一直向下，則無人機(jī)的貨物處于失重狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)MN段方程，可知MN段無人機(jī)的速度為則有可知FN段無人機(jī)和裝載物總動(dòng)量變化量大小為12kg?m/s，故C錯(cuò)誤；D．MN段無人機(jī)向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減少，無人機(jī)的機(jī)械能不守恒，故D錯(cuò)誤。故選AB。5.某同學(xué)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F-t圖像如圖乙所示。下列說法不正確的是（）A.物塊與長木板先相對(duì)靜止后相對(duì)運(yùn)動(dòng)B.根據(jù)圖乙中數(shù)據(jù)可得出物塊與木板間的最大靜摩擦力C.根據(jù)圖乙中數(shù)據(jù)可得出物塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)D.5.0s到5.2s圖像的波動(dòng)是由于細(xì)線的彈性引起的【答案】C【解析】A．根據(jù)圖乙可知，板塊間開始是靜摩擦力，后來是滑動(dòng)摩擦力，所以，物塊與長木板先相對(duì)靜止后相對(duì)運(yùn)動(dòng)，故A正確不符合題意；B．根據(jù)圖乙中數(shù)據(jù)可得出物塊與木板間的最大靜摩擦力約1.08N，故B正確不符合題意；C．根據(jù)圖乙可求得滑動(dòng)摩擦力，但不知道正壓力，無法計(jì)算動(dòng)摩擦因數(shù)，故C錯(cuò)誤符合題意；D．5.0s到5.2s圖像的波動(dòng)是由于達(dá)到最大靜摩擦力后，細(xì)線的彈性引起的，故D正確不符合題意；故選C。6.外出研學(xué)中，小明同學(xué)觀察到農(nóng)民用手拋撒谷粒進(jìn)行播種，他發(fā)現(xiàn)，如圖（a）所示，某次拋出的谷粒中有兩顆的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖（b）所示，其軌跡在同一豎直平面內(nèi)，拋出點(diǎn)均為O，且軌跡交于P點(diǎn)，拋出時(shí)谷粒1和谷粒2的初速度分別為v1和v2，其中v1方向水平，v2方向斜向上。忽略空氣阻力，關(guān)于兩谷粒在空中的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A.谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度B.谷粒2在最高點(diǎn)的速度小于v1C.兩谷粒從O到P的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等D.谷粒2從O到P的平均速度大【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(cuò)誤；B．谷粒2做斜拋運(yùn)動(dòng)，水平方向上為勻速直線運(yùn)動(dòng)，故運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的速度即為水平方向上的分速度；從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)，與谷粒1比較，水平位移相同，但谷粒2的運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長，故谷粒2水平方向上的速度較小，即最高點(diǎn)的速度小于v1，故B正確；C．谷粒2做斜向上拋運(yùn)動(dòng)，谷粒1做平拋運(yùn)動(dòng)，均從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)，在豎直方向上谷粒2做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，谷粒1做自由落體運(yùn)動(dòng)，豎直方向上位移相同，故谷粒2運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長，故C錯(cuò)誤；D．兩谷粒從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的位移相同，但谷粒2的運(yùn)動(dòng)時(shí)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(cuò)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方向勻速通過一有界的勻強(qiáng)磁場，磁場的邊界、相互平行，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、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，，，下列說法正確的是（

）A．A點(diǎn)離開磁場后線框內(nèi)的感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向B．線框內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為C．此過程中穿過線框的磁通量的最大值為D．線框穿過磁場的整個(gè)過程中回路的最大熱功率為【答案】C【解析】A．線框的A點(diǎn)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(shí)針方向，后沿順時(shí)針方向，故A錯(cuò)誤；B．從B點(diǎn)進(jìn)入磁場到D點(diǎn)進(jìn)入磁場的過程中線框內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，有故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)線框到如圖所示的位置時(shí)穿過線框的磁通量最大，此時(shí)A點(diǎn)和C點(diǎn)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故C正確；D．回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大時(shí)熱功率最大，有故D錯(cuò)誤。故選C。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(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分。8.為了解決光信號(hào)長距離傳輸中的衰減問題，常常在光纖中摻入鉺元素。如圖所示的是鉺離子的能級(jí)示意圖，標(biāo)識(shí)為的鉺離子處在亞穩(wěn)態(tài)，不會(huì)立即向下躍遷：如果用光子能量約為的激光把處于基態(tài)能級(jí)的鉺離子激發(fā)到能級(jí)，再通過“無輻射躍遷”躍遷到能級(jí)，從而使該能級(jí)積聚的離子數(shù)遠(yuǎn)超過處于基態(tài)的離子數(shù)。當(dāng)光纖中傳輸某波長的光波時(shí)，能使處在亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)的離子向基態(tài)躍遷，產(chǎn)生大量能量約為的光子，于是輸出的光便大大加強(qiáng)了。根據(jù)上述資料你認(rèn)為下列說法正確的是（）A．無輻射躍遷中一個(gè)鉺離子放出的能量約為B．這種光纖傳輸任何頻率的光信號(hào)衰減都能得到有效補(bǔ)償C．大量處在能級(jí)的鉺離子向下躍遷能產(chǎn)生4種頻率的光子D．上述情景發(fā)生時(shí)，光纖中傳輸?shù)墓庑盘?hào)波長約為【答案】AD【解析】A．電子從軌道躍遷到軌道得能量，電子從軌道躍遷到軌道得能量。則無輻射躍遷中一個(gè)鉺離子放出的能量約為,故A正確；B．由可得這種光纖傳輸只有頻率為的光信號(hào)衰減才能得到有效補(bǔ)償，故B錯(cuò)誤；C．大量處在能級(jí)的鉺離子向下躍遷有以下幾種情況，，因?yàn)槟芗?jí)躍遷到能級(jí)是無輻射躍遷，所以不會(huì)放出光子，故處在能級(jí)的鉺離子向下躍遷能產(chǎn)生2種頻率的光子，故C錯(cuò)誤；D．由可得帶入數(shù)據(jù)可解得光纖中傳輸?shù)墓庑盘?hào)波長約為，故D正確。故選AD。9.如圖，豎直平面內(nèi)有一半徑為R=1m、內(nèi)壁光滑的圓形軌道，軌道底端與水平面相切于點(diǎn)c，該圓形軌道處于豎直向下的勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)。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、mB=1kg，物塊B所帶電荷量，用輕質(zhì)細(xì)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）。d點(diǎn)左側(cè)水平面粗糙但右側(cè)光滑，物塊A與d點(diǎn)左側(cè)水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5。現(xiàn)將細(xì)繩剪斷，A脫離彈簧P一段時(shí)間后才滑到d點(diǎn)，最終在d點(diǎn)左端L=1.225m處停止。A、B可看作質(zhì)點(diǎn)，g=10m/s2，則（）A.物塊B第一次滑至c點(diǎn)的速度大小為7m/sB.物塊B在c點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能最大C.物塊B可以運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn)D.物塊B離開軌道時(shí)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vA、vB，A在d點(diǎn)左側(cè)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則有解得A、B組成系統(tǒng)動(dòng)量守恒，則有解得。故A正確；B．B帶正電，在B運(yùn)動(dòng)到電場中最高點(diǎn)過程，電場力對(duì)B做負(fù)功，電勢(shì)能增大，物塊B在電場中最高點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能最大，故B錯(cuò)誤；C．若物塊B恰好能達(dá)最高點(diǎn)，則有解得假設(shè)B從上述臨界狀態(tài)返回至c點(diǎn)，則有解得由于，故B脫離彈簧后不能到達(dá)圓弧軌道最高點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；D．設(shè)B在離開軌道時(shí)速度為，飛出點(diǎn)位置的半徑與豎直方向夾角為，則在飛出點(diǎn)有B從離開彈簧到運(yùn)動(dòng)至飛出點(diǎn)有解得，，故D正確。故選AD。10.“探究加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖所示。實(shí)驗(yàn)中平衡了各種阻力，如果砂桶（含砂）的質(zhì)量m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m增大為原來的2倍，不計(jì)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(jī)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(jī)械能比原來多【答案】ABC【解析】AB．以小車為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律可得以砂桶（含砂）為對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律可得聯(lián)立可得若M保持不變，將m增大為原來的2倍，則有故AB錯(cuò)誤；C．繩子拉力對(duì)砂桶做負(fù)功，砂桶機(jī)械能的減少量為由于可得即砂桶機(jī)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(jī)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(jī)械能與原來相等，故D錯(cuò)誤。故選ABC。第Ⅱ卷（非選擇題）實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共15分。11.（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(dǎo)體小球A和B、刻度尺、絲線、米尺、天平、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BB．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(dǎo)體球，再分開A、B小球（2）用天平測量小球的質(zhì)量m，懸掛點(diǎn)到小球球心的距離l，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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中，絲線與豎直方向夾角很小，，重力加速度。本實(shí)驗(yàn)中若小球質(zhì)量為10g，，則庫侖力___________N（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。（4）緩慢移動(dòng)絕緣底座，得到五組F、r數(shù)據(jù)，根據(jù)庫侖定律，擬合的庫侖力F與距離r的關(guān)系圖像可能正確的是___________；A．B．C．【答案】

（1）C

（2）2.20

（3）2.2×10-3

（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)喜坏攘康耐N電荷，選項(xiàng)A錯(cuò)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，能使小球帶等量異種電荷，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．A、B小球接觸后，用帶電小球接觸A、B，移除導(dǎo)體球，再分開A、B小球，能使小球帶等量同種電荷，選項(xiàng)C正確；故選C。（2）[2]由圖可知，A、B小球之間的距離r=2.20cm。（3）[3]對(duì)小球受力分析可知，庫侖力帶入數(shù)據(jù)解得（4）[4]根據(jù)可知圖像為過原點(diǎn)的直線，故選C。12.（9分）小明做“用單擺測量重力加速度”的實(shí)驗(yàn)。（1）如圖甲所示，細(xì)線的上端固定在鐵架臺(tái)上，下端系一個(gè)小鋼球（下方吸附有小磁片），做成一個(gè)單擺。圖乙、丙分別畫出了細(xì)線上端的兩種不同的懸掛方式，你認(rèn)為應(yīng)選用圖___________（選填“乙”或“丙”）的懸掛方式。（2）使小球在豎直平面內(nèi)做小角度擺動(dòng)，打開手機(jī)的磁傳感器軟件。某次采集到的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示，則單擺的振動(dòng)周期T=___________s（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）；（3）改變線長l，重復(fù)上述步驟，實(shí)驗(yàn)測得數(shù)據(jù)如下表所示（實(shí)驗(yàn)前已測得小球半徑r），請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在方格紙上作出L-T2圖像___________；L=l+r/m0.401.2761.6280.601.5552.4180.801.8013.2441.002.01040401.202.2084.875（4）測得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=___________（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）；（5）有同學(xué)認(rèn)為，根據(jù)公式，小明在實(shí)驗(yàn)中未考慮小磁片對(duì)擺長的影響，L的測量值小于真實(shí)值，所以實(shí)驗(yàn)測得的重力加速度g偏小。請(qǐng)判斷該觀點(diǎn)是否正確，簡要說明理由___________。【答案】（1）丙（2）1.36s（1.32~1.40s均可）（3）（4）9.71（9.47~9.78均可）（5）不正確。設(shè)擺球的重心下移△L，根據(jù)單擺周期公式，有，所以，與無關(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(dāng)單擺擺動(dòng)時(shí)擺長會(huì)發(fā)生變化，則圖丙的懸掛方式較好；（2）[2]小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度最大，相鄰兩次磁場最強(qiáng)的時(shí)間間隔為半個(gè)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(diǎn)連線如圖（4）[4]根據(jù)可得則圖線斜率為則（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(gè)同學(xué)的觀點(diǎn)是不正確的。計(jì)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(jì)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(jìn)的核動(dòng)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(diǎn)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(diǎn)，如圖乙所示，此時(shí)人到水面的高度，潛艇的水下深度。水的折射率為，，，求此時(shí)潛艇與人的水平距離?！敬鸢浮俊窘馕觥咳鐖D所示根據(jù)折射定律可得解得即由圖中幾何關(guān)系可得此時(shí)潛艇與人的水平距離為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B、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m、長為L，各水平接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為。一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的鋼球用不可伸長的輕繩掛于O點(diǎn)，鋼球質(zhì)量也為m，輕繩長為R。游戲時(shí)，將鋼球拉到與O等高的P點(diǎn)（保持繩繃直）由靜止釋放，鋼球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)輕繩恰好斷裂，隨即鋼球與積木A發(fā)生彈性碰撞（碰撞時(shí)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(jì)空氣阻力。求：（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?。?）鋼球與積木A碰后，積木A的位移大小。【答案】（1）3mg；（2）；（3）【解析】（1）設(shè)鋼球達(dá)到最低點(diǎn)的速度為，從點(diǎn)到最低點(diǎn)由動(dòng)能定理有由牛頓第二定律有解得（2）鋼球與積木A碰撞過程滿足動(dòng)量守恒，取向右為正方向，設(shè)碰撞后鋼球的速度為、積木A的速度為，根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得聯(lián)立解得（3）從碰撞后到A靜止過程中，設(shè)滑塊A的位移大小為，對(duì)滑塊A由動(dòng)能定理得解得15．（17分）電磁彈射是我國最新研究的重大科技項(xiàng)目，創(chuàng)造了世界領(lǐng)先的關(guān)鍵技術(shù)，原理可用下述模型說明。如圖甲所示，虛線MN右側(cè)存在一個(gè)豎直向上的勻強(qiáng)磁場，邊長L的正方形單匝金屬線框abcd放在光滑水平面上，電阻為R，質(zhì)量為m，ab邊在磁場外側(cè)緊靠MN虛線邊界。t=0時(shí)起磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律是B=B0+kt（k為大于零的常數(shù)）同時(shí)用一水平外力使線圈處于靜止?fàn)顟B(tài)，空氣阻力忽略不計(jì)。（1）求線框中的感應(yīng)電流的大小和方向；（2）寫出所加水平外力隨時(shí)間變化的表達(dá)式；（3）求0到t0時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)線截面的電荷量q；（4）若用相同的金屬線繞制相同大小的n匝線框，并在線框上加一質(zhì)量為M的負(fù)載物，如圖乙所示，當(dāng)t=t0時(shí)撤去外力釋放線框，求剛撤去外力時(shí)線框的加速度大小。【答案】（1），沿順時(shí)針方向；（2）；（3）；（4）【解析】（1）線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電流根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向。（2）由于線圈靜止，則所加的水平外力與安培力平衡，有（3）0到時(shí)間內(nèi)的平均電動(dòng)勢(shì)線框中的電流通過的電量求得（4）n匝線框中時(shí)刻產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)線框的總電阻線框中的電流時(shí)刻線框受到的安培力設(shè)線框的加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律有解得備戰(zhàn)2024年高考物理模擬卷（河北卷專用）黃金卷04（考試時(shí)間：75分鐘試卷滿分：100分）第I卷（選擇題）單項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)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(shí)，面向社會(huì)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(jì)劃，我國將在2030年前實(shí)現(xiàn)中國人首次登陸月球，開展月球科學(xué)考查及相關(guān)技術(shù)試驗(yàn)等。不考慮月球的自轉(zhuǎn)，下列說法正確的是（）A.新一代載人飛船的發(fā)射速度必須大于11.2km/sB.新一代載人飛船赴月過程無須主動(dòng)變速C.載人月面著陸器可在環(huán)月軌道上處于靜止?fàn)顟B(tài)D.載人月面著陸器登月過程中需在近月點(diǎn)減速變軌【答案】D【解析】A．若飛船的發(fā)射速度大于11.2km/s，則會(huì)逃脫地球束縛，故A錯(cuò)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(cuò)誤；C．由于著陸器只受月球的萬有引力（其他引力可不計(jì)），因此其不可能靜止在環(huán)月軌道上，故C錯(cuò)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(shí)刻的波形如圖所示，則（）A.經(jīng)過1s質(zhì)點(diǎn)K運(yùn)動(dòng)到波谷B.經(jīng)過2s質(zhì)點(diǎn)K運(yùn)動(dòng)到L處C.經(jīng)過2s質(zhì)點(diǎn)K回到平衡位置D.經(jīng)過3s質(zhì)點(diǎn)K運(yùn)動(dòng)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(shí)，質(zhì)點(diǎn)K向y軸正方向振動(dòng)，根據(jù)圖像可知，波長為2.0m，所以周期，所以經(jīng)過1s即，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到波峰，故A錯(cuò)誤；BC．經(jīng)過2s即半個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)K運(yùn)動(dòng)到平衡位置，并不隨波遷移，故B錯(cuò)誤C正確；D．經(jīng)過3s即質(zhì)點(diǎn)K運(yùn)動(dòng)到波谷，故D錯(cuò)誤。故選C。3.物體放置在粗糙的水平面上，若水平外力以恒定的功率單獨(dú)拉著物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體的最大速度為；若水平外力仍以恒定的功率拉著物體和物體共同運(yùn)動(dòng)時(shí)，如圖所示，物體和物體的最大速度為?？諝庾枇Σ挥?jì)，在物體和達(dá)到最大速度時(shí)作用在物體上的拉力功率為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】物體受到的滑動(dòng)摩擦力為以恒定的功率拉著物體和物體共同運(yùn)動(dòng)有在物體和達(dá)到最大速度時(shí)作用在物體上的拉力功率為故選C。4.某實(shí)驗(yàn)小組測得在豎直方向飛行的無人機(jī)飛行高度y隨時(shí)間t的變化曲線如圖所示，E、F、M、N為曲線上的點(diǎn)，EF、MN段可視為兩段直線，其方程分別為和。無人機(jī)及其載物的總質(zhì)量為2kg，取豎直向上為正方向。則（）A.EF段無人機(jī)的速度大小為4m/sB.FM段無人機(jī)的貨物處于超重狀態(tài)C.FN段無人機(jī)和裝載物總動(dòng)量變化量大小為4kg?m/sD.MN段無人機(jī)機(jī)械能守恒【答案】A【解析】A．根據(jù)EF段方程可知EF段無人機(jī)的速度大小為故A正確；B．根據(jù)圖像的切線斜率表示無人機(jī)的速度，可知FM段無人機(jī)先向上做減速運(yùn)動(dòng)，后向下做加速運(yùn)動(dòng)，加速度方向一直向下，則無人機(jī)的貨物處于失重狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)MN段方程，可知MN段無人機(jī)的速度為則有可知FN段無人機(jī)和裝載物總動(dòng)量變化量大小為12kg?m/s，故C錯(cuò)誤；D．MN段無人機(jī)向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減少，無人機(jī)的機(jī)械能不守恒，故D錯(cuò)誤。故選AB。5.某同學(xué)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F-t圖像如圖乙所示。下列說法不正確的是（）A.物塊與長木板先相對(duì)靜止后相對(duì)運(yùn)動(dòng)B.根據(jù)圖乙中數(shù)據(jù)可得出物塊與木板間的最大靜摩擦力C.根據(jù)圖乙中數(shù)據(jù)可得出物塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)D.5.0s到5.2s圖像的波動(dòng)是由于細(xì)線的彈性引起的【答案】C【解析】A．根據(jù)圖乙可知，板塊間開始是靜摩擦力，后來是滑動(dòng)摩擦力，所以，物塊與長木板先相對(duì)靜止后相對(duì)運(yùn)動(dòng)，故A正確不符合題意；B．根據(jù)圖乙中數(shù)據(jù)可得出物塊與木板間的最大靜摩擦力約1.08N，故B正確不符合題意；C．根據(jù)圖乙可求得滑動(dòng)摩擦力，但不知道正壓力，無法計(jì)算動(dòng)摩擦因數(shù)，故C錯(cuò)誤符合題意；D．5.0s到5.2s圖像的波動(dòng)是由于達(dá)到最大靜摩擦力后，細(xì)線的彈性引起的，故D正確不符合題意；故選C。6.外出研學(xué)中，小明同學(xué)觀察到農(nóng)民用手拋撒谷粒進(jìn)行播種，他發(fā)現(xiàn)，如圖（a）所示，某次拋出的谷粒中有兩顆的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖（b）所示，其軌跡在同一豎直平面內(nèi)，拋出點(diǎn)均為O，且軌跡交于P點(diǎn)，拋出時(shí)谷粒1和谷粒2的初速度分別為v1和v2，其中v1方向水平，v2方向斜向上。忽略空氣阻力，關(guān)于兩谷粒在空中的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A.谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度B.谷粒2在最高點(diǎn)的速度小于v1C.兩谷粒從O到P的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等D.谷粒2從O到P的平均速度大【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(cuò)誤；B．谷粒2做斜拋運(yùn)動(dòng)，水平方向上為勻速直線運(yùn)動(dòng)，故運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的速度即為水平方向上的分速度；從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)，與谷粒1比較，水平位移相同，但谷粒2的運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長，故谷粒2水平方向上的速度較小，即最高點(diǎn)的速度小于v1，故B正確；C．谷粒2做斜向上拋運(yùn)動(dòng)，谷粒1做平拋運(yùn)動(dòng)，均從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)，在豎直方向上谷粒2做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，谷粒1做自由落體運(yùn)動(dòng)，豎直方向上位移相同，故谷粒2運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長，故C錯(cuò)誤；D．兩谷粒從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的位移相同，但谷粒2的運(yùn)動(dòng)時(shí)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(cuò)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方向勻速通過一有界的勻強(qiáng)磁場，磁場的邊界、相互平行，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、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，，，下列說法正確的是（

）A．A點(diǎn)離開磁場后線框內(nèi)的感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向B．線框內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為C．此過程中穿過線框的磁通量的最大值為D．線框穿過磁場的整個(gè)過程中回路的最大熱功率為【答案】C【解析】A．線框的A點(diǎn)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(shí)針方向，后沿順時(shí)針方向，故A錯(cuò)誤；B．從B點(diǎn)進(jìn)入磁場到D點(diǎn)進(jìn)入磁場的過程中線框內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，有故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)線框到如圖所示的位置時(shí)穿過線框的磁通量最大，此時(shí)A點(diǎn)和C點(diǎn)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故C正確；D．回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大時(shí)熱功率最大，有故D錯(cuò)誤。故選C。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(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分。8.為了解決光信號(hào)長距離傳輸中的衰減問題，常常在光纖中摻入鉺元素。如圖所示的是鉺離子的能級(jí)示意圖，標(biāo)識(shí)為的鉺離子處在亞穩(wěn)態(tài)，不會(huì)立即向下躍遷：如果用光子能量約為的激光把處于基態(tài)能級(jí)的鉺離子激發(fā)到能級(jí)，再通過“無輻射躍遷”躍遷到能級(jí)，從而使該能級(jí)積聚的離子數(shù)遠(yuǎn)超過處于基態(tài)的離子數(shù)。當(dāng)光纖中傳輸某波長的光波時(shí)，能使處在亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)的離子向基態(tài)躍遷，產(chǎn)生大量能量約為的光子，于是輸出的光便大大加強(qiáng)了。根據(jù)上述資料你認(rèn)為下列說法正確的是（）A．無輻射躍遷中一個(gè)鉺離子放出的能量約為B．這種光纖傳輸任何頻率的光信號(hào)衰減都能得到有效補(bǔ)償C．大量處在能級(jí)的鉺離子向下躍遷能產(chǎn)生4種頻率的光子D．上述情景發(fā)生時(shí)，光纖中傳輸?shù)墓庑盘?hào)波長約為【答案】AD【解析】A．電子從軌道躍遷到軌道得能量，電子從軌道躍遷到軌道得能量。則無輻射躍遷中一個(gè)鉺離子放出的能量約為,故A正確；B．由可得這種光纖傳輸只有頻率為的光信號(hào)衰減才能得到有效補(bǔ)償，故B錯(cuò)誤；C．大量處在能級(jí)的鉺離子向下躍遷有以下幾種情況，，因?yàn)槟芗?jí)躍遷到能級(jí)是無輻射躍遷，所以不會(huì)放出光子，故處在能級(jí)的鉺離子向下躍遷能產(chǎn)生2種頻率的光子，故C錯(cuò)誤；D．由可得帶入數(shù)據(jù)可解得光纖中傳輸?shù)墓庑盘?hào)波長約為，故D正確。故選AD。9.如圖，豎直平面內(nèi)有一半徑為R=1m、內(nèi)壁光滑的圓形軌道，軌道底端與水平面相切于點(diǎn)c，該圓形軌道處于豎直向下的勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)。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、mB=1kg，物塊B所帶電荷量，用輕質(zhì)細(xì)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）。d點(diǎn)左側(cè)水平面粗糙但右側(cè)光滑，物塊A與d點(diǎn)左側(cè)水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5。現(xiàn)將細(xì)繩剪斷，A脫離彈簧P一段時(shí)間后才滑到d點(diǎn)，最終在d點(diǎn)左端L=1.225m處停止。A、B可看作質(zhì)點(diǎn)，g=10m/s2，則（）A.物塊B第一次滑至c點(diǎn)的速度大小為7m/sB.物塊B在c點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能最大C.物塊B可以運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn)D.物塊B離開軌道時(shí)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vA、vB，A在d點(diǎn)左側(cè)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則有解得A、B組成系統(tǒng)動(dòng)量守恒，則有解得。故A正確；B．B帶正電，在B運(yùn)動(dòng)到電場中最高點(diǎn)過程，電場力對(duì)B做負(fù)功，電勢(shì)能增大，物塊B在電場中最高點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能最大，故B錯(cuò)誤；C．若物塊B恰好能達(dá)最高點(diǎn)，則有解得假設(shè)B從上述臨界狀態(tài)返回至c點(diǎn)，則有解得由于，故B脫離彈簧后不能到達(dá)圓弧軌道最高點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；D．設(shè)B在離開軌道時(shí)速度為，飛出點(diǎn)位置的半徑與豎直方向夾角為，則在飛出點(diǎn)有B從離開彈簧到運(yùn)動(dòng)至飛出點(diǎn)有解得，，故D正確。故選AD。10.“探究加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖所示。實(shí)驗(yàn)中平衡了各種阻力，如果砂桶（含砂）的質(zhì)量m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m增大為原來的2倍，不計(jì)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(jī)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(jī)械能比原來多【答案】ABC【解析】AB．以小車為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律可得以砂桶（含砂）為對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律可得聯(lián)立可得若M保持不變，將m增大為原來的2倍，則有故AB錯(cuò)誤；C．繩子拉力對(duì)砂桶做負(fù)功，砂桶機(jī)械能的減少量為由于可得即砂桶機(jī)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(jī)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(jī)械能與原來相等，故D錯(cuò)誤。故選ABC。第Ⅱ卷（非選擇題）實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共15分。11.（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(dǎo)體小球A和B、刻度尺、絲線、米尺、天平、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BB．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(dǎo)體球，再分開A、B小球（2）用天平測量小球的質(zhì)量m，懸掛點(diǎn)到小球球心的距離l，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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中，絲線與豎直方向夾角很小，，重力加速度。本實(shí)驗(yàn)中若小球質(zhì)量為10g，，則庫侖力___________N（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。（4）緩慢移動(dòng)絕緣底座，得到五組F、r數(shù)據(jù)，根據(jù)庫侖定律，擬合的庫侖力F與距離r的關(guān)系圖像可能正確的是___________；A．B．C．【答案】

（1）C

（2）2.20

（3）2.2×10-3

（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)喜坏攘康耐N電荷，選項(xiàng)A錯(cuò)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，能使小球帶等量異種電荷，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．A、B小球接觸后，用帶電小球接觸A、B，移除導(dǎo)體球，再分開A、B小球，能使小球帶等量同種電荷，選項(xiàng)C正確；故選C。（2）[2]由圖可知，A、B小球之間的距離r=2.20cm。（3）[3]對(duì)小球受力分析可知，庫侖力帶入數(shù)據(jù)解得（4）[4]根據(jù)可知圖像為過原點(diǎn)的直線，故選C。12.（9分）小明做“用單擺測量重力加速度”的實(shí)驗(yàn)。（1）如圖甲所示，細(xì)線的上端固定在鐵架臺(tái)上，下端系一個(gè)小鋼球（下方吸附有小磁片），做成一個(gè)單擺。圖乙、丙分別畫出了細(xì)線上端的兩種不同的懸掛方式，你認(rèn)為應(yīng)選用圖___________（選填“乙”或“丙”）的懸掛方式。（2）使小球在豎直平面內(nèi)做小角度擺動(dòng)，打開手機(jī)的磁傳感器軟件。某次采集到的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示，則單擺的振動(dòng)周期T=___________s（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）；（3）改變線長l，重復(fù)上述步驟，實(shí)驗(yàn)測得數(shù)據(jù)如下表所示（實(shí)驗(yàn)前已測得小球半徑r），請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在方格紙上作出L-T2圖像___________；L=l+r/m0.401.2761.6280.601.5552.4180.801.8013.2441.002.01040401.202.2084.875（4）測得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=___________（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）；（5）有同學(xué)認(rèn)為，根據(jù)公式，小明在實(shí)驗(yàn)中未考慮小磁片對(duì)擺長的影響，L的測量值小于真實(shí)值，所以實(shí)驗(yàn)測得的重力加速度g偏小。請(qǐng)判斷該觀點(diǎn)是否正確，簡要說明理由___________。【答案】（1）丙（2）1.36s（1.32~1.40s均可）（3）（4）9.71（9.47~9.78均可）（5）不正確。設(shè)擺球的重心下移△L，根據(jù)單擺周期公式，有，所以，與無關(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(dāng)單擺擺動(dòng)時(shí)擺長會(huì)發(fā)生變