河南省顶级名校2022-2023学年高三上学期12月摸底考试物理试卷含解析.pdf
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1、2022-2023 学学年年度度高高中中物物理理 12 月月月月考考卷卷考试时间:90 分钟第第 I 卷卷(选选择择题题)一一、单单选选题题(共共 48 分分)1(本题 4 分)如图甲、乙、丙、丁所示,下列关于四幅图的说法正确的是()A甲图,通电螺线管周围产生的磁场和磁感线都是真实存在的B乙图,将小磁针放在地球表面赤道位置自由静止时,小磁针的 N 极指向地理南极C丙图,法拉第圆盘发电机利用了“电生磁”的现象为原理制作而成D丁图,麦克斯韦推断的电磁波产生与传播的原理图2(本题 4 分)如图所示,在半径为 0.5m 圆形轨道(粗细均匀)内存在着垂直轨道平面的匀强磁场,磁感应强度大小为 1T,导体棒
2、 ab 在外力作用下沿轨道平面做匀速运动,速度大小为 3m/s。已知轨道总电阻为4,导体棒总电阻为2。运动过程中导体棒与轨道良好接触,忽略阻力及摩擦,当导体棒通过圆心时,a、b 两点的电势差为()A3VB2VC1VD0.5V3(本题 4 分)镭(Ra)是历史上第一个被分离出来的放射性元素,已知22688Ra能自发放出粒子而变成新核 Rn,已知22688Ra的质量 m=226.0207u,Rn 的质量 m=222.0101u,粒子的质量m=4.0026u,如图所示,一个静止的镭核在匀强磁场中发生衰变,衰变后两粒子运动平面与磁场垂直(涉及比值时,质量可取整数),已知 1u 质量相当于 931.5M
3、eV 的能量,则()A轨迹半径大的是新核 RnB粒子与 Rn 核在磁场中运动的半径之比为 2:111C衰变过程中放出的能量约为 0.745MeVD粒子的动能约为 7.320MeV4(本题 4 分)如图所示,空间中存在一均匀磁场B,方向垂直纸面向里。一长度为l的铜棒以速度v向右匀速运动,速度方向与铜棒长度方向之间的夹角为30,则铜棒ab、两端的电势差ababUUU等于()ABlvBBlvC12BlvD12Blv5(本题 4 分)不计电阻的两组线圈 ab 和 cd 分别绕在铁芯上,相互靠近如图所示放置,两线圈匝数之比为 n1:n2,图中 C 为电容器,V1和 V2为理想电压表。若 MN 端输入按正
4、弦规律变化的电压,以下说法正确的是()A两线圈中电流均为 0B电容器消耗的功率等于 MN 端的输入功率C电压表 V1和 V2的读数之比为:1122UnUnD将一闭合导线框置于电容器两极板之间,线框中可能会产生电流6(本题 4 分)图甲为发电机线圈中的磁通量随时间变化的图像,发电机线圈共有 100 匝,其电阻忽略不计。将发电机接在乙图中的 a、b 两端并为其供电。R1、R2阻值均为 400,R2与一理想二极管串联,其右侧接一理想交流电压表。下列说法中正确的是()A发电机线圈中的磁通量随时间变化的关系为=2 2cos100t(Wb)BR1中电流的瞬时值 i1=0.5cos100t(A)C02s 内
5、,R2上产生的焦耳热为 1104JD电压表的示数约为 141V7(本题 4 分)氢原子的基态能量为1E,第 n 能级能量为12nEEn,能级如图甲所示,现有大量处于激发态(4n)的氢原子,向较低能级跃迁放出光子,其中有 2 种频率的光子可以使某金属发生光电效应。该金属的遏止电压cU与入射光的频率的关系如乙图所示,下列说正确的是()A将滑动变阻器的滑片向右移动,电压表和电流表的示数均增大B这群氢原子,所发出的光子的最大频率是11516EhC由图乙可知,普朗克常量121eUhD大量处于激发态(5n)的氢原子,向较低能级跃迁时,将有 4 种频率的光子可以使该金属发生光电效应8(本题 4 分)如图所示
6、,A、B、C 是三个完全相同的灯泡,L 是一个自感系数较大的线圈,其直流电阻可忽略不计,则()AS 闭合时,B、C 灯立即亮,A 灯缓慢亮B电路接通稳定后,B、C 灯亮度不同C电路接通稳定后断开 S,A 灯闪一下后逐渐熄灭D电路接通稳定后断开 S,b 点的电势高于 a 点9(本题 4 分)如图所示,竖直光滑导轨上端接入一定值电阻 R,C1和 C2是半径都为 a 的两圆形磁场区域,其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向外,区域 C1中磁场的磁感应强度随时间按 B1=bkt(k0)变化,C2中磁场的磁感应强度恒为 B2,一质量为 m、电阻为 r、长度为 L 的金属杆 AB穿过区域 C2的圆心垂直地跨
7、放在两导轨上,且与导轨接触良好,并恰能保持静止。则()A通过金属杆的电流大小为2mgB LB通过金属杆的电流方向为从 A 到 BC定值电阻的阻值 R=322 kB amgD整个电路中产生的热功率 P=22kamgB10(本题 4 分)如图所示,电阻不计的单匝线圈 abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁场的 bc 边以角速度匀速转动,其线圈中感应电动势的峰值为 Em,闭合回路中两只灯泡均能正常发光。则()A 从图中位置开始计时,感应电动势的瞬时值表达式为 e=EmcostB增大线圈转动角速度时,感应电动势的峰值 Em不变C减小电容器 C 两极板间的距离时,灯泡 A1变暗D抽去电感器 L 的铁芯时,灯泡
8、 A2变亮11(本题 4 分)传感器是把非电学物理量(如位移、速度、压力、角度等)转换成电学物理量(如电压、电流、电量等)的一种元件。如图所示中的甲、乙、丙、丁是四种常见的电容式传感器,下列说法正确的是()A甲图中两极间的电量不变,若电压减小,可判断出 h 变小B乙图中两极间的电量不变,若电压增大,可判断出变小C丙图中两极间的电压不变,若有电流流向传感器的负极,则 x 变小D丁图中两极间的电压不变,若有电流流向传感器的正极,则 F 变大12(本题 4 分)14156Ba是铀核核裂变的产物之一,仍有放射性,其发生衰变的方程是141141056571BaLae。已知14156Ba核的质量为1m,1
9、4157La核的质量为2m,电子的质量为3m,质子的质量为4m,中子的质量为5m,光速为c,则14156Ba的比结合能可表示为()A212356mmmcB2123141mmmcC2451568556mmm cD24515685141mmm c二二、多多选选题题(共共 30 分分,每每题题 5 分分,选选不不全全等等 2 分分)13(本题 5 分)如图,空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为 B。有两根完全相同的金属棒 a 和 b 垂直静置于水平光滑平行金属导轨上。导轨间距为 L,电阻不计,金属棒与导轨接触良好,两根金属棒质量均为 m,电阻均为 R。某时刻给 a 施加一个水平向右的恒力 F
10、,关于 a、b 棒最终的状态,全科免费下载公众号高中僧课堂下列说法正确的是()Aa、b 棒处于相对静止的状态Ba 棒受到的安培力与 F 是一对平衡力Cb 棒的加速度为2FmD回路中的电功率为2222RFB L14(本题 5 分)金属圆环 P 中通有逆时针电流,将另一直径可变、通有逆时针电流的圆环 Q 放在圆环 P 的不同位置处,如图所示,下列说法正确的是()A甲图中 Q 有向左运动并扩大的趋势B乙图中 Q 有向左运动并缩小的趋势C丙图中 Q 有扩大的趋势D丁图中 Q 有扩大的趋势15(本题 5 分)如图,质量为 m=1kg 的物块 A 和质量为 M=2kg 的正方形导线框 C 用轻绳跨过两个等
11、高的光滑定滑轮相连,C 正下方两虚线区域内有两个有界匀强磁场 I 和 II,两磁场磁感应强度相等。线框边长与磁场宽度及磁场与磁场间距离都为 d=0.6m,导体框总电阻为 r=5。用手竖直向下拉住 A,使 C 与磁场距离为 d=0.6m,整个系统保持静止。放手后,线框向下运动,并可以匀速进入磁场 I。g 取 10m/s2,下列说法正确的是()A线框进入磁场 I 的速度为 2m/sB磁场的磁感应强度为253TC磁场的磁感应强度为25 23TD线框穿越 I、II 两个磁场产生的焦耳热为 24J16(本题 5 分)2021 年下半年,全国多地为避免能源供应不足而影响民生,开始出台限产限电措施。为了研究
12、远距离输电时输电导线的总电阻对电路的影响,某学校兴趣小组设计了如图所示的电路。ab、间接入正弦交流发电机,发电机输出电压保持不变。用滑动变阻器接入的电阻模拟输电导线的总电阻,变压器可视为理想变压器,12LL、为两个规格相同的灯泡且其电阻可视为不变,开始时开关 S 处于闭合状态。下列说法正确的是()A当滑动变阻器滑片 P 向右滑动时,两灯泡均变亮B当滑动变阻器滑片 P 向右滑动时,ab、间输出的总功率变小C当开关 S 断开时,灯泡1L变亮D当开关 S 断开时,变压器的输出功率变小17(本题 5 分)如图所示,正方形导线框abcd的ad边中点O和bc边中点O分别接有接线柱,两接线柱通过导线与阻值为
13、R的定值电阻相连。OO的左侧有方向垂直纸面向里的匀强磁场,右侧有方向垂直纸面向外的匀强磁场,两磁场的磁感应强度均为B。从某时刻开始,正方形导线框绕过OO的轴以恒定角速度转动,初始ab边速度方向垂直纸面向外。已知正方形导线框边长为L,正方形导线框、接线柱、导线的电阻均不计,下列说法正确的是()A正方形导线框的ab边越过OO向右转动时电流方向为abB定值电阻消耗的电功率为2428B LRC流过正方形导线框cd边的电流有效值为224BLRD正方形线框abcd产生的感应电动势最大值为2BL18(本题 5 分)如图所示,匀强磁场的磁感应强度为 B,垂直于磁场有两根足够长的、间距为 l 的光滑竖直平行金属
14、导轨,导轨上端接有开关、电阻、电容器,其中电阻的阻值为 R,电容器的电容为 C(不会被击穿),金属棒 MN 水平放置,质量为 m,不计金属棒和导轨的电阻。现使 MN 沿导轨由静止开始下滑,金属棒 MN 和导轨始终接触良好,下列说法正确的是(已知重力加速度为 g)()A只闭合开关 S1,金属棒 MN 先做加速直线运动,达到大速度m2 2mgRvB l,保持这个速度做匀速直线运动B只闭合开关 S1,经过一段时间,金属棒 MN 恰好匀速运动,此过程中金属棒机械能守恒C 只闭合开关 S2,金属棒 MN 做匀加速直线运动,加速度大小为2 2mgamCB lD只闭合开关 S1,金属棒 MN 下降距离为 x
15、 时,通过闭合开关 S1的电荷量BlxqR三、解答题三、解答题(共共 22 分分)19(本题 22 分)如图,质量为 m、电阻为 2r 的均匀金属棒 ab 垂直架在水平面甲内间距为 2L 的两光滑金属导轨的右边缘处。下方的导轨由光滑圆弧导轨与处于水平面乙的光滑水平导轨平滑连接而成(即图中半径 OM 和 OP 竖直),圆弧导轨半径为 R、对应圆心角为 60、间距为 2L,水平导轨间距分别为 2L 和 L。质量也为 m、电阻为 r 的均匀金属棒 cd 垂直架在间距为 L 的导轨左端。导轨MM与 PP、NN与 QQ均足够长,所有导轨的电阻都不计。电源电动势为 E、内阻不计。所有导轨部分均有竖直向下的
16、、磁感应强度为 B 的匀强磁场(图中未画出)。闭合开关 S,金属棒 ab 迅即获得水平向右的速度(未知,记为 v0)做平抛运动,并在高度降低 2R 时恰好沿圆弧轨道上端的切线方向落在圆弧轨道上端,接着沿圆弧轨道下滑。已知重力加速度为 g,求:(1)金属棒 ab 做平抛运动的初速度 v0;(2)金属棒 ab 做平抛运动恰好落在圆弧轨道上端时对圆弧轨道的压力;(3)若圆弧导轨区域内无磁场,其他部分磁场不变,从金属棒 ab 刚落到圆弧轨道上端起至开始匀速运动止,这一过程中金属棒 ab 上产生的焦耳热。参考答案参考答案1D【详解】A磁场真实存在,但磁感线是为了描述磁场的性质引人的假想线,并不实际存在,
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