2022-2023學(xué)年河南省頂級(jí)名校高三上學(xué)期12月摸底考試物理

2022-2023學(xué)年河南省頂級(jí)名校高三上學(xué)期12月摸底考試物理考試時(shí)間：90分鐘第I卷（選擇題）一、單選題(共48分)1．(本題4分)如圖甲、乙、丙、丁所示，下列關(guān)于四幅圖的說法正確的是（）A．甲圖，通電螺線管周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)和磁感線都是真實(shí)存在的B．乙圖，將小磁針放在地球表面赤道位置自由靜止時(shí)，小磁針的N極指向地理南極C．丙圖，法拉第圓盤發(fā)電機(jī)利用了“電生磁”的現(xiàn)象為原理制作而成D．丁圖，麥克斯韋推斷的電磁波產(chǎn)生與傳播的原理圖2．(本題4分)如圖所示，在半徑為0.5m圓形軌道（粗細(xì)均勻）內(nèi)存在著垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為1T，導(dǎo)體棒ab在外力作用下沿軌道平面做勻速運(yùn)動(dòng)，速度大小為3m/s。已知軌道總電阻為，導(dǎo)體棒總電阻為。運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)體棒與軌道良好接觸，忽略阻力及摩擦，當(dāng)導(dǎo)體棒通過圓心時(shí)，a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差為（）3．(本題4分)鐳（Ra）是歷史上第一個(gè)被分離出來的放射性元素，已知能自發(fā)放出粒子而變成新核Rn，已知的質(zhì)量m?=226.0207u，Rn的質(zhì)量m?=222.0101u，粒子的質(zhì)量=4.0026u，如圖所示，一個(gè)靜止的鐳核在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中發(fā)生衰變，衰變后兩粒子運(yùn)動(dòng)平面與磁場(chǎng)垂直（涉及比值時(shí)，質(zhì)量可取整數(shù)），已知1u質(zhì)量相當(dāng)于931.5MeV的能量，則（）A．軌跡半徑大的是新核RnB．粒子與Rn核在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為2：111D．4．(本題4分)如圖所示，空間中存在一均勻磁場(chǎng)，方向垂直紙面向里。一長(zhǎng)度為的銅棒以速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，速度方向與銅棒長(zhǎng)度方向之間的夾角為，則銅棒兩端的電勢(shì)差等于（）A． B．C． D．5．(本題4分)不計(jì)電阻的兩組線圈ab和cd分別繞在鐵芯上，相互靠近如圖所示放置，兩線圈匝數(shù)之比為n1：n2，圖中C為電容器，V1和V2為理想電壓表。若MN端輸入按正弦規(guī)律變化的電壓，以下說法正確的是（??）A．兩線圈中電流均為0B．電容器消耗的功率等于MN端的輸入功率C．電壓表V1和V2的讀數(shù)之比為：D．將一閉合導(dǎo)線框置于電容器兩極板之間，線框中可能會(huì)產(chǎn)生電流6．(本題4分)圖甲為發(fā)電機(jī)線圈中的磁通量隨時(shí)間變化的圖像，發(fā)電機(jī)線圈共有100匝，其電阻忽略不計(jì)。將發(fā)電機(jī)接在乙圖中的a、b兩端并為其供電。R1、R2阻值均為400Ω，R2與一理想二極管串聯(lián)，其右側(cè)接一理想交流電壓表。下列說法中正確的是（）A．發(fā)電機(jī)線圈中的磁通量隨時(shí)間變化的關(guān)系為Φ=cos100πt（Wb）B．R1中電流的瞬時(shí)值i1t（A）C．0～2s內(nèi)，R2上產(chǎn)生的焦耳熱為1×104JD．電壓表的示數(shù)約為141V7．(本題4分)氫原子的基態(tài)能量為，第n能級(jí)能量為，能級(jí)如圖甲所示，現(xiàn)有大量處于激發(fā)態(tài)（）的氫原子，向較低能級(jí)躍遷放出光子，其中有2種頻率的光子可以使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)。該金屬的遏止電壓與入射光的頻率的關(guān)系如乙圖所示，下列說正確的是（）A．將滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)，電壓表和電流表的示數(shù)均增大B．這群氫原子，所發(fā)出的光子的最大頻率是C．由圖乙可知，普朗克常量D．大量處于激發(fā)態(tài)（）的氫原子，向較低能級(jí)躍遷時(shí)，將有4種頻率的光子可以使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)8．(本題4分)如圖所示，A、B、C是三個(gè)完全相同的燈泡，L是一個(gè)自感系數(shù)較大的線圈，其直流電阻可忽略不計(jì)，則（）A．S閉合時(shí)，B、C燈立即亮，A燈緩慢亮B．電路接通穩(wěn)定后，B、C燈亮度不同C．電路接通穩(wěn)定后斷開S，A燈閃一下后逐漸熄滅D．電路接通穩(wěn)定后斷開S，b點(diǎn)的電勢(shì)高于a點(diǎn)9．(本題4分)如圖所示，豎直光滑導(dǎo)軌上端接入一定值電阻R，C1和C2是半徑都為a的兩圓形磁場(chǎng)區(qū)域，其區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)方向都垂直于導(dǎo)軌平面向外，區(qū)域C1中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按B1=b＋kt（k>0）變化，C2中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為B2，一質(zhì)量為m、電阻為r、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的金屬桿AB穿過區(qū)域C2的圓心垂直地跨放在兩導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，并恰能保持靜止。則（）A．通過金屬桿的電流大小為 B．通過金屬桿的電流方向?yàn)閺腁到BC．定值電阻的阻值R= D．整個(gè)電路中產(chǎn)生的熱功率P=10．(本題4分)如圖所示，電阻不計(jì)的單匝線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的bc邊以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，其線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值為Em，閉合回路中兩只燈泡均能正常發(fā)光。則（）A．從圖中位置開始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=EmcosωtB．增大線圈轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值Em不變C．減小電容器C兩極板間的距離時(shí)，燈泡A1變暗D．抽去電感器L的鐵芯時(shí)，燈泡A2變亮11．(本題4分)傳感器是把非電學(xué)物理量（如位移、速度、壓力、角度等）轉(zhuǎn)換成電學(xué)物理量（如電壓、電流、電量等）的一種元件。如圖所示中的甲、乙、丙、丁是四種常見的電容式傳感器，下列說法正確的是（）A．甲圖中兩極間的電量不變，若電壓減小，可判斷出h變小B．乙圖中兩極間的電量不變，若電壓增大，可判斷出θ變小C．丙圖中兩極間的電壓不變，若有電流流向傳感器的負(fù)極，則x變小D．丁圖中兩極間的電壓不變，若有電流流向傳感器的正極，則F變大12．(本題4分)是鈾核核裂變的產(chǎn)物之一，仍有放射性，其發(fā)生衰變的方程是。已知核的質(zhì)量為，核的質(zhì)量為，電子的質(zhì)量為，質(zhì)子的質(zhì)量為，中子的質(zhì)量為，光速為，則的比結(jié)合能可表示為（

）A． B．C． D．二、多選題(共30分，每題5分，選不全等2分）13．(本題5分)如圖，空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。有兩根完全相同的金屬棒a和b垂直靜置于水平光滑平行金屬導(dǎo)軌上。導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，電阻不計(jì)，金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，兩根金屬棒質(zhì)量均為m，電阻均為R。某時(shí)刻給a施加一個(gè)水平向右的恒力F，關(guān)于a、b棒最終的狀態(tài)，全科免費(fèi)下載公眾號(hào)《高中僧課堂》下列說法正確的是（）A．a(chǎn)、b棒處于相對(duì)靜止的狀態(tài) B．a(chǎn)棒受到的安培力與F是一對(duì)平衡力C．b棒的加速度為 D．回路中的電功率為14．(本題5分)金屬圓環(huán)P中通有逆時(shí)針電流，將另一直徑可變、通有逆時(shí)針電流的圓環(huán)Q放在圓環(huán)P的不同位置處，如圖所示，下列說法正確的是（）A．甲圖中Q有向左運(yùn)動(dòng)并擴(kuò)大的趨勢(shì) B．乙圖中Q有向左運(yùn)動(dòng)并縮小的趨勢(shì)C．丙圖中Q有擴(kuò)大的趨勢(shì) D．丁圖中Q有擴(kuò)大的趨勢(shì)15．(本題5分)如圖，質(zhì)量為m=1kg的物塊A和質(zhì)量為M=2kg的正方形導(dǎo)線框C用輕繩跨過兩個(gè)等高的光滑定滑輪相連，C正下方兩虛線區(qū)域內(nèi)有兩個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)I和II，兩磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度相等。線框邊長(zhǎng)與磁場(chǎng)寬度及磁場(chǎng)與磁場(chǎng)間距離都為d=0.6m，導(dǎo)體框總電阻為r=5。用手豎直向下拉住A，使C與磁場(chǎng)距離為d=0.6m，整個(gè)系統(tǒng)保持靜止。放手后，線框向下運(yùn)動(dòng)，并可以勻速進(jìn)入磁場(chǎng)I。g取10m/s2，下列說法正確的是（）A．線框進(jìn)入磁場(chǎng)I的速度為2m/sB．磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為C．磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為D．線框穿越I、II兩個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生的焦耳熱為24J16．(本題5分)2021年下半年，全國多地為避免能源供應(yīng)不足而影響民生，開始出臺(tái)限產(chǎn)限電措施。為了研究遠(yuǎn)距離輸電時(shí)輸電導(dǎo)線的總電阻對(duì)電路的影響，某學(xué)校興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示的電路。間接入正弦交流發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)輸出電壓保持不變。用滑動(dòng)變阻器接入的電阻模擬輸電導(dǎo)線的總電阻，變壓器可視為理想變壓器，為兩個(gè)規(guī)格相同的燈泡且其電阻可視為不變，開始時(shí)開關(guān)S處于閉合狀態(tài)。下列說法正確的是（）A．當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向右滑動(dòng)時(shí)，兩燈泡均變亮B．當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向右滑動(dòng)時(shí)，間輸出的總功率變小C．當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，燈泡變亮D．當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，變壓器的輸出功率變小17．(本題5分)如圖所示，正方形導(dǎo)線框的邊中點(diǎn)和邊中點(diǎn)分別接有接線柱，兩接線柱通過導(dǎo)線與阻值為的定值電阻相連。的左側(cè)有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，右側(cè)有方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度均為。從某時(shí)刻開始，正方形導(dǎo)線框繞過的軸以恒定角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，初始邊速度方向垂直紙面向外。已知正方形導(dǎo)線框邊長(zhǎng)為，正方形導(dǎo)線框、接線柱、導(dǎo)線的電阻均不計(jì)，下列說法正確的是（）A．正方形導(dǎo)線框的邊越過向右轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電流方向?yàn)锽．定值電阻消耗的電功率為C．流過正方形導(dǎo)線框邊的電流有效值為D．正方形線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為18．(本題5分)如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，垂直于磁場(chǎng)有兩根足夠長(zhǎng)的、間距為l的光滑豎直平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上端接有開關(guān)、電阻、電容器，其中電阻的阻值為R，電容器的電容為C（不會(huì)被擊穿），金屬棒MN水平放置，質(zhì)量為m，不計(jì)金屬棒和導(dǎo)軌的電阻。現(xiàn)使MN沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑，金屬棒MN和導(dǎo)軌始終接觸良好，下列說法正確的是（已知重力加速度為g）（）A．只閉合開關(guān)S1，金屬棒MN先做加速直線運(yùn)動(dòng)，達(dá)到大速度，保持這個(gè)速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．只閉合開關(guān)S1，經(jīng)過一段時(shí)間，金屬棒MN恰好勻速運(yùn)動(dòng)，此過程中金屬棒機(jī)械能守恒C．只閉合開關(guān)S2，金屬棒MN做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為D．只閉合開關(guān)S1，金屬棒MN下降距離為x時(shí)，通過閉合開關(guān)S1的電荷量三、解答題(共22分)19．(本題22分)如圖，質(zhì)量為m、電阻為2r的均勻金屬棒ab垂直架在水平面甲內(nèi)間距為2L的兩光滑金屬導(dǎo)軌的右邊緣處。下方的導(dǎo)軌由光滑圓弧導(dǎo)軌與處于水平面乙的光滑水平導(dǎo)軌平滑連接而成（即圖中半徑OM和O′P豎直），圓弧導(dǎo)軌半徑為R、對(duì)應(yīng)圓心角為60°、間距為2L，水平導(dǎo)軌間距分別為2L和L。質(zhì)量也為m、電阻為r的均勻金屬棒cd垂直架在間距為L(zhǎng)的導(dǎo)軌左端。導(dǎo)軌MM′與PP′、NN′與QQ′均足夠長(zhǎng)，所有導(dǎo)軌的電阻都不計(jì)。電源電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻不計(jì)。所有導(dǎo)軌部分均有豎直向下的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫出）。閉合開關(guān)S，金屬棒ab迅即獲得水平向右的速度（未知，記為v0）做平拋運(yùn)動(dòng)，并在高度降低2R時(shí)恰好沿圓弧軌道上端的切線方向落在圓弧軌道上端，接著沿圓弧軌道下滑。已知重力加速度為g，求：（1）金屬棒ab做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0；（2）金屬棒ab做平拋運(yùn)動(dòng)恰好落在圓弧軌道上端時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力；（3）若圓弧導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)無磁場(chǎng)，其他部分磁場(chǎng)不變，從金屬棒ab剛落到圓弧軌道上端起至開始勻速運(yùn)動(dòng)止，這一過程中金屬棒ab上產(chǎn)生的焦耳熱。參考答案1．D2．C3．D4．D5．D6．D7．C8．C9．D10．D11．D12．D13．CD14．AC16．AC17．AB18．ACD19．（1）；（2）；（3）【詳解】（1）金屬棒ab進(jìn)入圓弧軌道時(shí)，分解速度有平拋運(yùn)動(dòng)中，豎直方向上有解得（2）根據(jù)ab棒在圓軌道上端的受力分