河南省郑州市河南实验中学2024-2025学年高三第二次精英对抗赛物理试题

河南省郑州市河南实验中学2024-2025学年高三第二次精英对抗赛物理试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、如图所示，将一篮球从地面上方B点斜向上抛出，刚好垂直击中篮板上A点，不计空气阻力，若抛射点B向篮板方向水平移动一小段距离，仍使抛出的篮球垂直击中A点，则可行的是A．增大抛射速度，同时减小抛射角θB．增大抛射角θ，同时减小抛出速度C．减小抛射速度，同时减小抛射角θD．增大抛射角θ，同时增大抛出速度2、下列关于电磁感应现象的认识，正确的是()A．它最先是由奥斯特通过实验发现的B．它说明了电能生磁C．它是指变化的磁场产生电流的现象D．它揭示了电流受到安培力的原因3、地球半径为R，在距球心r处（rR）有一颗同步卫星，另有一半径为2R的星球A，在距其球心2r处也有一颗同步卫星，它的周期是72h，那么，A星球的平均密度与地球平均密度的比值是（）A．1∶3 B．3∶1 C．1∶9 D．9∶14、如图所示，将直径为d，电阻为R的闭合金属环从匀强磁场B中拉出，这一过程中通过金属环某一截面的电荷量为（）A． B． C． D．5、一束由a、b两种单色光组成的复色光射向玻璃制成的三棱镜，通过三棱镜的传播情况如图所示。关于a、b两种单色光，下列说法正确的是（）A．玻璃对a色光的折射率大于对b色光的折射率B．a色光的光子能量小于b色光的光子能量C．a色光在玻璃中的传播速度比b色光小D．a色光发生全反射的临界角比b色光小6、如图所示，一轻绳绕过光滑的轻质定滑轮，一端挂一水平托盘，另一端被托盘上的人拉住，滑轮两侧的轻绳均沿竖直方向。已知人的质量为60kg，托盘的质量为20kg，取g=10m/s2。若托盘随人一起竖直向上做匀加速直线运动，则当人的拉力与自身所受重力大小相等时，人与托盘的加速度大小为（）A．5m/s2 B．6m/s2 C．7.5m/s2 D．8m/s2二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、大量天文观测表明宇宙中的恒星（其实是银河系中的恒星）超过70%是以双星形式存在的。如图所示为某星系中由两颗恒星A。B组成的双星系统，两恒星环绕连线上的O点（未画出）做匀速圆周运动，观测到它们球心间的距离为L，转动的周期为T，已知引力常量为G，根据观测结果可以确定的物理量是（）A．两恒星的线速度之和B．两恒星的线速度之比C．两恒星的质量之比D．两恒星的质量之和8、如图所示，“L”形支架AOB水平放置，物体P位于支架OB部分，接触面粗糙；一根轻弹簧一端固定在支架AO上，另一端与物体P相连。物体P静止时，弹簧处于压缩状态。现将“L”形支架绕O点逆时针缓慢旋转一很小的角度，P与支架始终保持相对静止。在转动的过程中，关于P的受力情况，下列说法正确的是（）A．支持力减小B．摩擦力不变C．合外力不变D．合外力变大9、质量均匀分布的导电正方形线框abcd总质量为m，边长为l，每边的电阻均为r0。线框置于xoy光滑水平面上，处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中。如图，现将ab通过柔软轻质导线接到电压为U的电源两端（电源内阻不计，导线足够长），下列说法正确的是A．若磁场方向竖直向下，则线框的加速度大小为B．若磁场方向沿x轴正方向，则线框保持静止C．若磁场方向沿y轴正方向，发现线框以cd边为轴转动，则D．若磁场方向沿y轴正方向，线框以cd边为轴转动且cd边未离开水平面，则线框转动过程中的最大动能为10、下列有关热现象的说法中，正确的是（）A．温度高的物体内能不一定大B．气体的温度升高，所有分子的运动速率都增大C．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功D．对物体做功不能改变物体的分子势能E.物体的内能跟物体的温度和体积有关三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某同学用如图所示的实验器材来探究产生感应电流的条件．（1）图中已经用导线将部分器材连接，请补充完成图中实物间的连线________．（2）若连接好实验电路并检查无误后，闭合开关的瞬间，观察到电流计指针发生偏转，说明线圈______（填“A”或“B”）中有了感应电流．开关闭合后，他还进行了其他两项操作尝试，发现也产生了感应电流，请写出两项可能的操作：①_________________________________；②_________________________________．12．（12分）用如图所示装置可验证机械能守恒定律，轻绳两端系着质量相等的物体A、B，物体B上放一金属片C，铁架台上固定一金属圆环，圆环处在物体B的正下方，金属片C与圆环间的高度差为h，将A、B、C组成的系统由静止释放．当物体B穿过圆环时，金属片C被搁置在圆环上，两个固定在铁架台P1、P2处的光电门，通过电子计时器可测出物体B通过P1、P2这段距离的时间．(1)若测得P1、P2之间的距离为d，物体B通过这段距离的时间为t，则物体B刚穿过圆环后的速度v＝________．(2)若物体A、B的质量均用M表示，金属片C的质量用m表示，重力加速度为g，该实验中验证了等式____________成立，即可验证机械能守恒定律．(3)本实验中的测量仪器除刻度尺、光电门、电子计时器外，还需要________．四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，一根劲度系数为k的轻质弹簧竖直放置，上下两端各固定质量均为M的物体A和B（均视为质点），物体B置于水平地面上，整个装置处于静止状态，一个质量的小球P从物体A正上方距其高度h处由静止自由下落，与物体A发生碰撞（碰撞时间极短），碰后A和P粘在一起共同运动，不计空气阻力，重力加速度为g．（1）求碰撞后瞬间P与A的共同速度大小；（2）当地面对物体B的弹力恰好为零时，求P和A的共同速度大小．（3）若换成另一个质量的小球Q从物体A正上方某一高度由静止自由下落，与物体A发生弹性碰撞（碰撞时间极短），碰撞后物体A达到最高点时，地面对物块B的弹力恰好为零．求Q开始下落时距离A的高度．（上述过程中Q与A只碰撞一次）14．（16分）如图所示，在平面内存在大小随时间周期性变化的匀强磁场和匀强电场，变化规律分别如图乙、丙所示（规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向，沿轴负方向为电场强度的正方向）。在时刻由原点发射一个初速度大小为、方向沿轴正方向的带正电粒子，粒子的比荷，、、均为已知量，不计粒子受到的重力。(1)求在内粒子转动的半径；(2)求时，粒子的位置坐标；(3)若粒子在时首次回到坐标原点求电场强度与磁感应强度的大小关系。15．（12分）地心隧道是根据凡尔纳的《地心游记》所设想出的一条假想隧道，它是一条穿过地心的笔直隧道，如图所示。假设地球的半径为R，质量分布均匀，地球表面的重力加速度为g。已知均匀球壳对壳内物体引力为零。(ⅰ)不计阻力，若将物体从隧道口静止释放，试证明物体在地心隧道中的运动为简谐运动；(ⅱ)理论表明：做简谐运动的物体的周期T=2πmk，其中，m为振子的质量，物体的回复力为F=－kx。求物体从隧道一端静止释放后到达另一端需要的时间t(地球半径R=6400km，地球表面的重力加速为g=10m/s2

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、B【解析】

由于篮球垂直击中A点，其逆过程是平抛运动，抛射点B向篮板方向水平移动一小段距离，由于平抛运动的高度不变，运动时间不变，水平位移减小，初速度减小。水平速度减小，则落地速度变小，但与水平面的夹角变大。因此只有增大抛射角，同时减小抛出速度，才能仍垂直打到篮板上。A.增大抛射速度，同时减小抛射角θ。与上述结论不符，故A错误；B.增大抛射角θ，同时减小抛出速度。与上述结论相符，故B正确；C.减小抛射速度，同时减小抛射角θ。与上述结论不符，故C错误；D.增大抛射角θ，同时增大抛出速度。与上述结论不符，故D错误。故选：B。2、C【解析】

电磁感应现象最先是由法拉第通过实验发现的，它说明了磁能生电的问题，它是指变化的磁场产生电流的现象，故选项C正确．3、C【解析】

万有引力提供向心力密度因为星球A的同步卫星和地球的同步卫星的轨道半径比为2：1，地球和星球A的半径比为2：1，两同步卫星的周期比3：1．所以A星球和地球的密度比为1：2．故C正确，ACD错误。

故选C。4、A【解析】

金属环的面积：由法拉第电磁感应定律得：由欧姆定律得，感应电流：感应电荷量：q=I△t，解得：故A正确，BCD错误；故选A．【点睛】本题考查了求磁通量的变化量、感应电荷量等问题，应用磁通量的定义式、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、电流定义式即可正确解题，求感应电荷量时，也可以直接用公式计算．5、B【解析】

AB．通过玻璃三棱镜后，b色光的偏折角最大，说明玻璃对b光的折射率大于对a色光的折射率，则b色光的频率最高，根据可知，a色光的光子能量小于b色光的光子能量，故A错误，B正确；C．a色光的折射率小，根据分析可知a色光在玻璃中的传播速度大于b色光，故C错误；D．玻璃对b光的折射率大，根据知b色光发生全反射的临界角小于a色光，故D错误。故选B。6、A【解析】

设人的质量为M，则轻绳的拉力大小T=Mg设托盘的质量为m，对人和托盘，根据牛顿第二定律有2T一(M+m)g=(M+m)a解得a=5m/s2故选A。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、AD【解析】

AB．设两恒星的轨道半径分别为、，双星系统有相同的周期，则有联立可得故无法确定两恒星的线速度之比，而两恒星的线速度之和可以确定，选项A正确，选项B错误；CD．又联立解得故可以确定两恒星的质量之和，但无法确定两恒星的质量之比，选项D正确，C错误。故选AD。8、AC【解析】

对受力分析如图：不转动时，对有支持力和静摩擦力，根据平衡条件转动后受力分析如图：支持力为则支持力减小，摩擦力为则静摩擦力减小，物块保持静止，所以合外力不变，仍为0，AC正确，BD错误。故选AC。9、ACD【解析】

A．根据左手定则，安培力的方向沿+y轴方向

根据F=BIl，线框所受的安培力的合力为：线框的加速度大小为：故A正确；B．若磁场方向沿x轴正方向，ad边受到的安培力竖直向下，cd边受到的安培力竖直向上，故线框不可能处于静止，故B错误；C．若磁场方向沿y轴正方向，发现线框以cd边为轴转动，则，根据动能定理可得解得：故C正确；

D．在转动过程中，由于ab边的安培力大于线框的重力，故在安培力作用下，线框的动能一直增大，故有：故D正确；故选ACD。10、ACE【解析】

A．物体温度高，其分子平均动能一定大。但分子数不确定，总动能不确定。且分子间势能也不确定，则物体内能不确定，A正确；B．气体温度升高，其分子运动平均速率增大。其中多数分子速率变大，也有少数分子速率变小，B错误；C．在引起外界变化时，物体可以从单一热源吸收热量全部用于做功，C正确；D．对物体做功，物体内能增加。可表现为分子势能增加，或分子动能增加，或二者均增加，D错误；E．物体的内能是所有分子动能和分子势能之和，分子动能与温度有关，分子势能与体积等有关，则内能跟物体的温度和体积有关，E正确。故选ACE。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、（2）B；将滑动变阻器的滑片快速滑动；将线圈A（或铁芯）快速抽出；断开开关的瞬间．【解析】

感应电流产生的条件：穿过闭合线圈的磁通量发生变化，所以要想探究这个问题就要从这个条件出发，尽可能的改变穿过线圈B的磁通量，达到电流计发生偏转的效果．【详解】（1）连接实物图如图所示：（2）闭合开关的瞬间，观察到电流计指针发生偏转，说明线圈B中有了感应电流，根据感应电流产生的条件：穿过闭合线圈的磁通量发生变化即可，所以要想是电流计指针发生偏转，则还可以采取的措施为：将线圈A（或铁芯）快速抽出；断开开关的瞬间12、d/t天平【解析】(1)由于A、B两物体的质量相等，当物体B通过圆环，金属片C被搁置在圆环上后，A、B系统做匀速直线运动，故物体B刚穿过圆环后的速度．(2)A、B、C系统由初态至金属片C被搁置在贺环上的教程中，系统减少的重力势能为，系统增加的动能．若，则可验证机械能守恒定律．(3)从表达式可得：本实验中的测量仪器除刻度尺、光电门、电子计时器外，还需要天平来测量物体及金属片的质量．四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、（1）（2）（3）【解析】

本题考查物体的自由下落、碰撞以及涉及弹簧的机械能守恒问题．（1）设碰撞前瞬间P的速度为，碰撞后瞬间二者的共同速度为由机械能守恒定律，可得由动量守恒定律可得，联立解得（2）设开始时弹