【全国省级联考】衡水金卷2024届高三四省第三次大联考理科综合物理试题

【全国省级联考】衡水金卷2024届高三四省第三次大联考理科综合物理试题
一、单选题 (共7题)
第(1)题
国际单位制（缩写SI ）定义了米（m ）、秒（s ）等7个基本单位，其他单位均可由物理关系导出．例如，由m 和s 可以导出速度单位m·s –1．历史上，曾用“米原器”定义米，用平均太阳日定义秒．但是，以实物或其运动来定义基本单位会受到环境和测量方式等因素的影响，而采用物理常量来定义则可避免这种困扰．1967年用铯–133原子基态的两个超精细能级间跃迁辐射的频率∆ν=9 192 631 770 Hz 定义s ；1983年用真空中的光速c =299 792 458 m·s –1定义m ．2018年第26届国际计量大会决定，7个基本单位全部用基本物理常量来定义（对应关系如图，例如，s 对应∆ν，m 对应c ）．新SI 自2019年5月20日（国际计量日）正式实施，这将对科学和技术发展产生深远影响．下列选项不正确的是
A ．7个基本单位全部用物理常量定义，保证了基本单位的稳定性
B ．用真空中的光速c （m·s –1）定义m ，因为长度l 与速度v 存在l =vt ，而s 已定义
C ．用基本电荷e （C ）定义安培（A ），因为电荷量与电流I 存在I =q /t ，而s 已定义
D ．因为普朗克常量h （J·s ）的单位中没有kg ，所以无法用它来定义质量单位
第(2)题
无线充电技术的应用，让手机摆脱了充电线的牵制，手机使用者做到了“随用随拿，随放随充”。

无线充电器简化示意图如图所示，其主要部件为发射线圈和接收线圈，工作原理与理想变压器相同，忽略线圈的内阻。

已知某款手机的无线快充充电器充电功率为10W ，发射线圈与接收线圈的匝数比为10：1，CD 端的输出电流（A ），则下列说法正确的是（ ）
A ．发射线圈中电流的周期为0.01s
B ．发射线圈AB 端输入电流的有效值为0.2A
C ．发射线圈AB 端的电压的有效值为5V
D ．从AB 端向发射线圈输入的功率为1.0W
第(3)题图1是一列简谐横波在t =1.25s 时的波形图，已知c 位置的质点比a 位置的晚0.5s 起振，则图2所示振动图像对应的质点可能位于（ ）
A ．a<x<b
B ．b <x <c
C ．c<x<d
D ．d<x <e
第(4)题电动汽车由于节能环保的重要优势，广受人们喜欢，某品牌电动汽车储能部件是由10个蓄电池串联叠置组成的电池组。

充电时，直流充电桩的充电电压为，充电电流为；每个电池容量，放电时平均电压为，整个电池组输出功率为
；转化机械能的效率为。

以的速度在高速公路匀速行驶时，则（ ）
A ．该电动汽车最长可连续工作
B ．该电池组最多可储存电能
C ．该电动汽车正常工作时电流为
D．匀速行驶时所受阻力为
第(5)题
如图所示，一直角支架固定在竖直面内，一轻质细绳a的一端A点挂一灯笼，另一端固定于支架水平部分的B点，另一轻质细绳b一端固定于支架水平部分的C点，另一端连接一轻质光滑滑钩，滑钩钩住轻质细绳a中间部分的O点，系统处于平衡状态，细绳b与竖直方向的夹角为。

不计空气对灯笼的影响，在细绳a的端点从B点缓慢移动到D点过程中，下列说法正确的是（ ）
A．细绳a上的拉力逐渐变大B．细绳a上的拉力先变大再变小
C．夹角α不变D．细绳b上的拉力逐渐变大
第(6)题
如图所示，在电场强度为E的匀强电场中，电场线与水平方向的夹角为，有一质量为m的带电小球，用长为L的细线悬挂
于O点，当小球静止时，细线恰好呈水平状态。

若用外力F使小球绕O点做半径为L的匀速圆周运动，在沿圆弧（图中虚线）
从A点运动到O点正下方的B点的过程中（重力加速度为g），小球电荷量保持不变，下列说法正确的是（ ）
A
．小球带负电，电量值为B．小球带正电，电量值为
C．电势能增加D．外力F做负功
第(7)题
如图为、、三种光在同一光电效应装置中测的光电流和电压的关系．由、、组成的复色光通过三棱镜时，下述光路图中
正确的是（）
A．B．
C．D．
二、多选题 (共3题)
第(1)题
两带电的平行板A、B水平放置，上极板A的中央有一小孔．如图甲所示，一带电油滴从小孔的正上方的O点处自由下落，穿过上极板A中央的小孔后，刚好不与下极板B相碰，在此过程中，油滴的速度v随时间t变化的关系如图乙所示．重力加速度为g，不计空气阻力，可知（）
A．在时，油滴刚好穿过A板的小孔
B．在时，油滴刚好返回到O点
C．油滴受到的重力与电场力之比为2∶3
D．O点到下极板B的距离为
第(2)题
国产科幻大片《流浪地球2》中的“太空电梯”给观众带来了强烈的视觉震㨔。

如图所示，“太空电梯”由地面基站、缆绳、箱体、同步轨道上的空间站和配重组成，缆绳相对地面静止，箱体可以沿缆绳将人和货物从地面运送到空间站。

下列说法正确的是（ ）
A．地面基站可以建设在青藏高原上
B．配重的线速度小于同步空间站的线速度
C．箱体在上升过程中受到地球的引力越来越小
D．若同步空间站和配重间的缆绳断开，配重将做离心运动
第(3)题
一台发电机最大输出功率为4 000kW，电压为4000 V，经变压器T1升压后向远方输电．输电线路总电阻R＝1kΩ.到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220V、60W)．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压
器T1和T2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则( )
A．T1原、副线圈电流分别为103A和20A
B．T2原、副线圈电压分别为1.8×105V和220V
C．T1和T2的变压比分别为1:50和40:1
D．有6×104盏灯泡(220V、60W)正常发光
三、实验题 (共2题)
第(1)题
某实验小组测量某金属丝的电阻率。

（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图甲所示，则该金属丝的直径__________mm。

（2）为继续测量其电阻，实验室提供的器材有：
电源（电动势5V，内阻约为）
待测金属丝（阻值约为）
电压表（量程，内阻约为）
电压表（量程，内阻约为）
电流表（量程，内阻约为）
电流表（量程，内阻等于）
滑动变阻器（最大阻值）
单刀开关，单刀双挪开关，导线若干。

该小组利用上述实验器材设计图乙所示的测量电路。

为使待测电阻的测量值更接近真实值，回答下列问题：
①电压表应选________，电流表应选____________；（均选填电表符号）
②实验时，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑至__________（填“a”或“b”）端；应将拨向________（填“c”或“d”）；
③按上述方案进行某次实验时，测得电压表的示数为，电流表的示数为，则________。

（结果保留两位小
数）
第(2)题
一同学用如图甲所示的电路测一节电池的电动势和内阻。

(1)为了电路的安全，在闭合开关之前应将滑动变阻器的滑动头P滑到最___________（填“左”或“右”）端；
(2)根据如图乙所示的图像可知此电池的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω；
(3)关于本实验，电动势的测量值___________真实值，内阻的测量值___________真实值。

（均填“小于”“大于”或“等于”）
四、解答题 (共3题)
第(1)题
如图所示，劲度系数为的轻质弹簧一端固定在竖直墙壁上，另一端与质量为的不带电滑块相连，此时弹簧恰好处于原长。

另一质量为、带电荷量为的滑块A静止在滑块B右侧且与B相距处，滑块A、B与水平地面间的动摩擦因数均为，且最大
静摩擦力等于滑动摩擦力。

已知弹簧的弹性势能（为弹簧的形变量）。

现在整个空间加上一个水平向左的匀强电场，其电场强度，已知碰撞时间极短，且与碰撞后一起向左运动但不粘连，碰撞过程中电荷不发生转移，且
A的带电荷量不变，重力加速度大小为。

求：
（1）与发生碰撞瞬间的速度大小；
（2）弹簧的最大压缩量，并讨论此时两滑块保持静止状态所满足的条件。

第(2)题
如图所示，在距水平地面高h=0. 80m的水平桌面右端的边缘放置一个质量m=1.60kg的木块B，桌面的左端有一质量M=2.0kg的木块A，以v0=4.0m/s的初速度向木块B滑动，经过时间t=0.80s与B发生碰撞，碰后两木块都落到水平地面上，木块B离开桌面后落到水平地面上的D点。

设两木块均可以看作质点，它们的碰撞时间极短，且D点到桌面边缘的水平距离x=0.60m，木块A与桌面间的动摩擦因数μ=0.25，重力加速度g取10m/s2，求：
（1）两木块碰撞前瞬间木块A的速度大小v A；
（2）木块B离开桌面时的速度大小v B；
（3）碰撞过程中损失的机械能ΔE。

第(3)题
我国已完全掌握磁悬浮列车制造的核心技术，它具有两个重要系统：一是悬浮系统，利用磁力使车体在导轨上悬浮起来；另一是驱动系统，在沿轨道上安装的三相绕组中，通上三相交流电，产生随时间和空间做周期性变化的磁场，磁场与固连在车体下端的感应金属板相互作用，使车体获得牵引力。

关于列车的驱动，我们可以用下述情景来模拟，如图甲所示，xoy平面代表轨道平面，x轴与轨道平行；金属矩形框ABCD锁定在轨道的坐标系上，AB边与y轴重合，长度为L，BD的宽度为d，金属框的总电
阻为R。

磁场与轨道平面垂直，平面内x坐标相同的点磁感应强度相同，其大小按图乙的规律随时间变化，B的这种变化方式正以恒定的速度向-x方向传播，t0时刻线圈所在的位置沿x方向各点的场强分布如图丙所示，y轴上各点的磁场垂直于轨道平面向下。

忽略金属框的电感的影响，求：
(1)t0时刻金属框中的感应电流大小和方向；
(2)时刻金属框所受到的安培力的大小和方向；
(3)在任意时间内，金属框产生的热量。