全国100所名校2024届高三模拟示范卷(四)理科综合物理试题

全国100所名校2024届高三模拟示范卷（四）理科综合物理试题
一、单选题 (共7题)
第(1)题
如图所示，A、B两个木块静止叠放在竖直轻弹簧上，已知，轻弹簧的劲度系数为100N/m。

若在木块A上作用一个竖直向上的力F，使木块A由静止开始以的加速度竖直向上做匀加速直线运动，从木块A向上做匀加速运动开始到A、B分
离的过程中。

弹簧的弹性势能减小了，重力加速度g取。

下列判断不正确的是（ ）
A．木块A向上做匀加速运动的过程中，力F的最大值是12N
B．木块A向上做匀加速运动的过程中，力F的最小值是4N
C．从A向上做匀加速运动到A、B分离的过程中，力F对木块做功为
D．从A向上做匀加速运动到A、B分离的过程中，力F对木块做功为
第(2)题
如图所示，在倾角为的固定粗糙斜面体上，有一可视为质点、质量为的小球用长为的轻绳拴接，轻绳的
另一端固定在点，小球静止时位于最低点A，现给小球一与轻绳垂直的初速度，使小球在斜面上做圆周运动，经过
一段时间小球刚好能运动到最高点，重力加速度取，忽略空气阻力。

关于此过程，下列说法正确的是（ ）
A．小球由A运动到的过程中机械能守恒
B．小球由A运动到的过程中，重力的瞬时功率一直减小
C．小球在A点时，轻绳的拉力大小为
D．小球由A运动到的过程中克服摩擦力做的功为
第(3)题
在国际单位制中，下列哪一组物理量的单位是相同的（ ）
A．速度与加速度B．动能与动量
C．功与热量D．磁感应强度与磁通量
第(4)题
怒江大峡谷区域有一个非常特别的“景观”，就是溜索过江，这是怒江两岸千百年来沿用的交通工具。

如图所示，已知铁索横跨怒江的江面宽度为d，铁索长度为L，游客的质量为m，不计一切阻力。

假设游客从江边缓慢滑向对岸，忽略铁索质量，则下列说法正确的是（）
A．若铁索长度L增加，江面宽度d不变，铁索对人的作用力变大
B．若铁索长度L增加，江面宽度d不变，铁索上的拉力减小
C．游客从怒江边滑向对岸的过程中，铁索之间的夹角变小
D．游客从怒江边滑向对岸的过程中，铁索之间的夹角先变小后变大
第(5)题
一个单匝矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴做匀速转动。

通过线圈的磁通量随时间t的变化规律如图所示，则以下说法正确的是（ ）
A．零时刻线圈位于中性面
B．时刻电流方向发生改变
C．感应电动势的有效值为
D．时刻到时刻，感应电动势的平均值为零
第(6)题
如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为的小球，若将小球从弹簧原长位置由静止释放，小球能够下降的最大高度为。

若将小球换为质量为的小球，仍从弹簧原长位置由静止释放，已知重力加速度为。

不计空气阻力，则小球下降时
的速度为（ ）
A．B．C．D
．0
第(7)题
如图甲所示，直导线P、Q分别被两根等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴上，且P固定于水平轴正下方，两组绳长也相同，其截面图如图乙所示，导线P通以垂直纸面向里的电流；导线Q电流方向未知，平衡时两导线位于同一水平面，且两组绝缘轻绳与竖直方向夹角均为。

已知Q的质量为m，重力加速度为g。

下列说法正确的是（）
A．导线Q中电流方向垂直纸面向里
B
．导线P、Q间的安培力大小为
C．仅使导线P中电流I缓慢增大且不超过90°，导线Q对悬线的拉力大小逐渐增大
D．当导线P中电流突然消失的瞬间，导线Q受到两绳的拉力大小之和为
二、多选题 (共3题)
第(1)题
甲乙两列机械波在同一种介质中沿x轴相向传播，甲波源位于O点，乙波源位于x=8m处，两波源均沿y轴方向振动。

在t=0时刻甲形成的波形如图（a）所示，此时乙波源开始振动，其振动图象如图（b）所示，已知甲波的传播速度，质点P的平衡位置处于x=5m处，下列说法中正确的是（ ）
A．乙波的波长为2m
B．在t=2.0s时，质点P开始振动
C．若两波源一直振动，则质点P为振动的加强点，其振幅为7cm
D．若两波源一直振动，则在t=4.5s时，质点P处于平衡位置且向y轴负方向振动
第(2)题
如图所示，A、B两个小球（可视为质点），间隙极小，两球球心连线竖直，从离地面高度H处以相同的初速度同时竖直向下抛出，B先与地面碰撞，再与A的碰撞后B静止于地面，所有碰撞均为弹性碰撞，则（ ）
A．A、B两球的质量之比为1：3
B．A、B两球的质量之比为1：2
C．碰后A球上升的最大高度为8H
D．碰后A球上升的最大高度为16H
第(3)题
海洋浮标是一个无人的自动海洋观测站，它被固定在指定的海域，随波起伏。

若浮标的上下振动可简化成竖直方向上的简谐运动，海水波可看成简谐横波。

图甲是一列沿x轴正方向传播的海水波在时的波形图，图乙是图甲中离坐标原点3m~9m范
围内某质点的振动图像，则下列说法正确的是（ ）
A．海水波的波速为6m/s
B．一个周期内浮标通过的路程为40cm
C．图乙是平衡位置在处质点的振动图像
D．海水波遇到大小为20m的障碍物时能产生明显的衍射现象
E．海水波的频率为1Hz
三、实验题 (共2题)
第(1)题
某学习小组利用如图所示装置验证弹性碰撞中的动量守恒。

其主要的实验步骤如下：
选择大小相等、可视为质点、质量分别为、（）的两个小钢球A、B，将其分别用轻绳悬挂，静止时两球相切，球
心等高，两绳恰好平行。

将A球向左拉起，使轻绳与竖直方向的夹角为，并将A球由静止释放，两球在最低点发生弹性正碰。

请回答下列问题：
(1)在本实验中还需要测量或已知的物理量有( )
A.需要已知当地的重力加速度
B.需要用直尺测量轻绳的长度L
C.需要测量碰后A球反弹到最大高度时轻绳与竖直方向的夹角
D.需要测量碰后B球的轻绳与竖直方向的最大夹角
(2)根据选择的物理量和已知的物理量，得出验证动量守恒的表达式为( )
A.
B.
C.
D.
第(2)题
某研究性学习小组的同学制作了一个验证动量守恒定律的实验装置，如图所示。

一圆弧形轨道与水平轨道OP平滑连接。

实验中使用不同材料制成、大小相等的滑块A和滑块B，用天平测得质量分别为、。

先不放滑块B，使滑块A从圆弧形轨道上某
处S点由静止滑下，停止在水平面点，测量并记录滑块A在水平轨道上滑行的距离；再把滑块B静置于水平轨道始
端O点，让滑块A仍从圆弧形轨道的S点由静止滑下，滑块A和滑块B碰撞后分别停在水平轨道上的点和点，测量并记录，。

（1）本实验必须满足的条件是___________（已知滑块A 与滑块B 碰撞后不反弹）。

A ．圆弧轨道必须是光滑的
B ．滑块A 的质量必须大于滑块B
的质量
C ．滑块A 每次必须从同一高度由静止释放
（2）若两球碰撞前后的动量守恒，其表达式可表示为___________。

（3）若进一步研究该碰撞是否为弹性碰撞，还需要判断关系式___________是否成立。

四、解答题 (共3题)
第(1)题
如图所示，假定地球为密度均匀分布的球体，忽略地球的自转，已知地球的半径为R 。

理论和实验证明：质量均匀分布的球壳对壳内物体的万有引力为零。

求：
（1）地面上方高h 的山顶A 处和地面处重力加速度大小之比；
（2）地面下方深h 的矿井底B 处和地面处重力加速度大小之比；
（3）根据上述两问的结论，定性做出重力加速度g 随离地心的距离r 而变化的函数曲线（下图中R 为地球半径，为地球表面处
的重力加速度）。

第(2)题如图所示，四分之一光滑圆弧轨道和水平传送带固定在同一竖直平面内，圆弧轨道半径，其底端切线水平且通过一段光滑水平轨道与传送带连接，传送带长度为
，离地高度为，沿逆时针方向转动的速度为，在距传送带右侧水平距离处有一离地高度
的平台。

一质量的小物块（可视为质点）从圆弧顶点处由静止释放，物块
与传送带间的动摩擦因数，不计物块经过轨道连接处时的动能损失，且传送带转动轮足够小，g 取，求：（1）若传送带长度为，请通过计算判断物块能否到达右侧平台；
（2
）若传送带长度为，物块能否返回圆弧轨道？若能，求物块在圆弧轨道能上升的最大高度H。

第(3)题
如图所示是某小型交流发电机的示意图，其矩形线圈 abcd 的面积为 S ，共有 N =10 匝，线圈总电阻为 r ，线圈处于磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO ′转动，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路电阻 R 的连接。

在外力作用下线圈以恒定的角速度 ω 绕轴OO′匀速转动。

求：
（1）当线圈在中性面位置时开始计时，推导线圈中的感应电动势随时间的变化表达式（用字母表示）；
（2）电阻 R 的发热功率；
（3）线圈在转过90°的过程中，线圈的平均感应电动势。