河南豫南豫北名校2023届高三上学期精英联赛物理试题

河南豫南豫北名校2023届高三上学期精英联赛物理试题
一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28分 (共7题)
第(1)题
如图是演示自感现象的实验装置，小灯泡电阻与自感线圈的直流电阻相同，电源内阻不能忽略，关于该实验现象下列说法正确的是（ ）
A．接通开关后小灯泡慢慢变亮直至亮度稳定
B．接通开关电路稳定后通过小灯泡的电流为零
C．接通开关电路稳定后再断开瞬间线圈两端电压大小不变
D．接通开关电路稳定后再断开小灯泡闪亮一下后逐渐熄灭
第(2)题
如图所示，过玻璃球球心的平面内，一束红、蓝复合光入射到玻璃球表面。

a、b是该复合光经两次折射和一次反射后的出射光，则a、b两种光判断错误的是（ ）
A．a一定是蓝光
B．b一定是蓝光
C．从玻璃球出射的折射角相等
D．b在玻璃中传播时间一定大
第(3)题
如图所示，将可视为质点的小球置于空心管的正上方处，空心管长度一定，小球与管的轴线重合。

将小球先由静止释放，间隔一小段时间后再将管由静止释放（此时小球还没有进入管内），假设空间足够大，空心管不会碰到地面，不计空气阻
力，则下列判断正确的是（）
A．越大，小球穿过管的时间越长
B．无论为多少，小球穿过管的时间保持不变
C．一定时，越小，小球穿出管时管子的速度越大
D．一定时，越小，小球穿过管的时间越短
第(4)题
水平放置的M、N两金属板，板长均为L，板间距为d，两板间有竖直向下的匀强电场，场强大小为E，在两板左端点连线的左侧足够大空间存在匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直纸面向里。

一质量为m、电荷量为q的带正电粒子以初速v0紧靠M板从右端水平射入电场，随后从P点进入磁场，从Q点离开磁场（P、Q未画出）。

不考虑粒子的重力，下列说法正确的是
A ．PQ 间距离与E 的大小无关
B ．PQ 间距离与v 0的大小无关
C ．P 点的位置与粒子的比荷无关
D ．带电粒子不可能打在N 板上
第(5)题
厚度不计的透明圆柱形玻璃杯中，装有适量的两种密度不同且不相溶的透明液体1和2，液体稳定后界面清晰，液体1的密度小于液体2的密度，红光在液体1中的速度与蓝光在液体2中的速度相等，现将一根筷子竖直插入到玻璃杯左侧，由于光的折射，从侧面观察会发现筷子折断的现象，以下四个图中正确的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
第(6)题
如图所示，从我国空间站伸出的长为d 的机械臂外端安置一微型卫星，微型卫星和空间站能与地心保持在同一直线上绕地球做匀速圆周运动。

已知地球半径为R ，空间站的轨道半径为r ，地球表面重力加速度为g 。

忽略空间站对卫星的引力以及空间站的尺寸，则（ ）
A ．微型卫星的角速度比空间站的角速度要小
B ．微型卫星的线速度与空间站的线速度相等
C ．空间站所在轨道处的加速度与g 之比为
D ．机械臂对微型卫星一定无作用力
第(7)题
下列说法正确的是（ ）
A ．布朗运动就是液体分子的无规则运动
B ．气体的体积是所有气体分子的体积之和
C ．20℃的水和20℃的氮气的分子平均动能相同
D ．玻璃沿不同方向的导热性能相同说明玻璃内部分子在空间上周期性排列
二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分 (共3题)
第(1)题
如图，长为2L、宽为L的矩形金属线框abcd放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于线框平面向上。

当金属框绕对称轴ef以角速度逆时针匀速转动时，下面说法正确的是（ ）
A．线圈中没有感应电流
B．线圈中感应电流的方向为a→b→c→d→a
C．ad两点的电势差
D．ad两点的电势差
第(2)题
如图甲所示，一小车静止在光滑水平地面上，上表面PQ是以O为圆心，半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，左端P与平台等高且平滑对接（不粘连）。

一小球以某一水平速度冲上小车，测得在水平方向上小球与小车的速度大小分别为v1、v2，作
出v2-v1图像，如图乙所示。

已知P点距地面高，重力加速度为g，则（ ）
A．小车质量是小球质量的2倍
B．小球上升到最高点时的速度为
C
．小球上升的最大高度为
D．小球落地时与小车左端P点的水平距离为
第(3)题
某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机的输出功率为100kW，输出电压为，输电导线的总电阻为，导线上损耗的电功率为4kW，要使额定电压为220V的用电器正常工作，不计变压器损耗，则下列判断正确的是（　
　）
A．，用电器得到的交流电频率为50Hz
B．升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比分别为和
C．若用电器功率变大，则输电线上损耗的功率占总功率的比例增大
D．若用电器功率变大，升压变压器的输出电压增大
三、解答题：本题共4小题，每小题8分，共32分 (共4题)
第(1)题
有一边长为L、质量为m、总电阻为R的正方形导线框自磁场上方某处自由下落，如图所示。

区域Ⅰ、Ⅱ中匀强磁场的磁感应强度大小均为B，区域Ⅰ宽度为L，区域Ⅱ宽度H ＞L，但具体值未知。

已知导线框恰好匀速进入区域Ⅰ，一段时间后又恰好匀速离开区域Ⅱ，线框穿过磁场全过程产生焦耳热为Q，重力加速度为g，求：
（1）导线框下边缘距离区域Ⅰ上边界的高度h；
（2）导线框刚进入区域Ⅱ时的加速度；
（3）磁场区域Ⅱ的宽度H；
（4）导线框自开始进入区域Ⅰ至完全离开区域Ⅱ的时间。

第(2)题
如图所示，在一竖直平面内有水平匀强磁场，磁感应强度B的方向垂直该竖直平面向里，让质量为m，电荷量为q（）的粒
子从坐标原点O沿竖直平面以不同的初速度和方向入射到该磁场中，在竖直平面内还有一竖直向上匀强电场，场强大小
，a点坐标为，L未知。

（1）若，发现初速度大小为的粒子恰好能够打中a点，求粒子初速度与x轴正方向的可能夹角值；
（2）撤去电场E，只考虑从坐标原点水平向右射入磁场的粒子，小珂同学发现，无论L取什么值，均可使粒子经直线运动通过a点，试问v应取什么值；
（3）撤去电场E，只考虑从坐标原点水平向右射入磁场的粒子，若v为第（2）问可取值之外的任意值，则L取哪些值，可
使q必定会经曲线运动通过a点；（v已知）
（4）接第（3）问，求O到a运动过程中的最大速度。

（v已知）
第(3)题
加速器在核物理和粒子物理研究中发挥着巨大作用，回旋加速器是其中的一种．如图1为回旋加速器的工作原理图。

和是
两个中空的半圆金属盒，分别和一高频交流电源两极相连．两盒处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒面，在位于盒圆心附近的A处有一个粒子源，产生质量为、电荷量为的带电粒子。

不计粒子的初速度、重力和粒子通过两盒间
的缝隙的时间，加速过程中不考虑相对论效应。

（1）若已知半圆金属盒的半径为，请计算粒子离开加速器时获得的最大动能；
（2）若带电粒子束从回旋加速器输出时形成的等效电流为，求从回旋加速器输出的带电粒子的平均功率；
（3）某同学在分析带电粒子运动轨迹时，画出了如图2所示的轨迹图，他认为两个D形盒中粒子加速前后相邻轨迹间距是相等的。

请通过计算分析该轨迹是否合理？若不合理，请描述合理的轨迹其间距会有怎样的变化趋势。

第(4)题
如图，足够长水平 U 形光滑导体框架，宽度L=1m，电阻不计，左端连接电阻R=0.9Ω；长杆ab质量m=0.2kg，阻值r=0.1Ω，匀强磁场的磁感应强度B=1T，方向垂直框架向上，现ab 杆有向右的初速度v0=4m/s，并且用恒力F=2N 由向右作用在ab 杆上。

（1）ab杆最终的速度是多少？此时电阻R的电功率是多少？
（2）当ab杆速度为3m/s 时，加速度是多少？
四、实验题：本题共2小题，每小题11分，共22分 (共2题)
第(1)题
宋同学正在实验室测量一根弹性导电绳的电阻率。

如图甲所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入图乙所示的电路中。

(1)实验中需要用螺旋测微器测量导电绳的直径，某次测量到的示数如图丙所示，则该次测量时导电绳的直径______cm。

(2)实验中先闭合开关、，调节滑动变阻器R，使电压表和电流表的指针偏转到合适的位置，记录两表的示数和。

然后
断开开关，电流表的示数将______（填“变大”、“变小”或“不变”），调节滑动变阻器R的滑片，使电流表的示数为，记下此
时电压表的示数U，则此时导电绳的电阻______（用U、和表示），并记录此时金属夹A、B间的距离L和导电绳的横
截面积S。

(3)多次拉伸导电绳，重复上面的实验，利用获得的多组数据绘制的图像如图丁所示，则弹性导电绳的电阻率
______（用a、b和c表示）。

第(2)题
科学家发现某种材料在温度特别低时电阻可以降到0，这种现象叫作超导现象。

某同学在常温下测量用这种材料做的粗细均匀的导线的电阻率，已经测出导线的长度为L。

（1）如图所示，用螺旋测微器测导线的直径______mm。

（2）用欧姆表测这段导线的电阻大约是140Ω。

为了精确测量该导线的电阻，实验室提供的器材有
A．学生电源E（电动势为12.0V，内阻很小）
B．电压表（量程为0～12V，内阻约12kΩ）
C．电流表A（量程为0～100mA，内阻为10Ω）
D．滑动变阻器（最大阻值为1kΩ，额定电流为50mA）
E．滑动变阻器（最大阻值为10Ω，额定电流为2A）
F．开关，导线若干
（3）为了完成实验，滑动变阻器选______（填选项序号）。

（4）根据所提供的器材在虚线框内画出实验原理图______。

（5）根据以上实验结合电阻定律，即可测出该导线的电阻率。