江西省2022届高三上学期期末强化训练16A物理试卷（Word版含答案）

高三年级上学期期末物理强化训练16A
考试时间：90分钟
一、单选题（1－6单选，7-10多选）
1．产生闪电的积雨云底层带负电，为避免闪电造成损害，高大的建筑物都装有避雷针，避雷针的顶端带正电。图中虚线为避雷针周围的等势线，、两点的场强大小分别为、，电势大小分别为、，设雨滴下落过程中阻力大小不变，下列正确的是（　　）
A． B．
C．一带负电的雨滴从下落至的过程中，电势能减少
D．一带负电的雨滴从下落至的过程中，加速度变小
2．如图所示，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件，下列说法正确的是（　　）
A．甲图要增大粒子的最大动能，可增加电压
B．乙图可判断出A极板是发电机的正极
C．丙图可以判断出带电粒子的电性，粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是
D．丁图中若载流子带负电，稳定时C板电势高
3．如图所示，固定在水平面上的半径为r=0.1m的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B=4T的匀强磁场。长为l=0.2m、单位长度电阻为R0=10Ω的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴OO′上，随轴以角速度ω=100rad/s匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有如图所示的电路，电阻R1和R2阻值均为1Ω，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．棒产生的电动势为8V
B．通过电流表的电流方向自右向左，示数为1A
C．导体棒消耗的电功率为1W
D．电阻R2消耗的电功率为W
4．地磁场可以减少宇宙射线中带电粒子对地球上生物体的危害。为研究地磁场可将其简化为包围地球一定厚度的匀强磁场，某研究小组模拟了一个地磁场。如图所示，地球半径为R，模拟地磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直于赤道平面。A处有一粒子源，可在赤道平面内以速度2v向各个方向射人带正电粒子，该粒子比荷为。研究发现，沿半径方向射入磁场的粒子恰不能到达模拟地球。不计粒子重力及大气对粒子运动的影响，且不考虑相对论效应。这时粒子在磁场中运动的时间是（　　）
A． B． C． D．
5．如图甲所示，左侧接有定值电阻的水平平行且足够长的粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度B=2T，导轨间距L=1m。一质量m=1kg、接入电路的阻值r=1Ω的金属棒在拉力F的作用下由静止开始从CD处沿导轨向右加速运动，金属棒的v一x图像如图乙所示。若金属棒与导轨垂直且接触良好，与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，导轨电阻不计，取g=10/s2，则金属棒从静止开始向右运动的位移为x1=1m的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．金属棒中感应电流的方向为D→C B．通过电阻的电荷量为0.25C
C．拉力F做的功为8J D．导体棒产生的焦耳热为0.75J
6．电路如图所示，A、B是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数较大的线圈，直流电阻不计。下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关，A、B两灯均立即变亮
B．闭合开关，A灯逐渐变亮，B灯立即变亮，最后两灯亮度相同
C．闭合开关，电路稳定后再断开开关，A、B两灯均逐渐变暗直到熄灭
D．闭合开关，电路稳定后再断开开关，A灯立即熄灭，B灯先闪亮一下，然后逐渐变暗直到熄灭
7．在如图所示电路中，已知电表均为理想仪表，且小灯泡的电阻小于电源的内阻，电流表A、电压表V1、电压表V2的读数分别为I、U1和U2，P为被细线悬挂在两平行金属板间的带电小球，细线与竖直方向间的夹角为θ，则当滑动变阻器的滑片向右滑动一小段距离的过程中，电流表A、电压表V1、电压表V2读数变化量大小分别是△I、△U1和△U2，下列说法中正确的是（　　）
A．灯泡变亮 B．细线与竖直方向间的夹角θ变大
C．电流表A示数减小 D．变大、变大
8．如图甲，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示，时刻，质量为m的带电微粒以初速度沿中线射入两板间，时间内微粒匀速运动，时刻微粒恰好经金属板边缘飞出，微粒运动过程中未与金属板接触，重力加速度的大小为g，关于微粒在时间内运动的描述，正确的是（　　）
A．粒子从上极板边缘飞出 B．末速度沿水平方向
C．重力势能减少了 D．克服电场力做功为
9．2020年爆发了新冠肺炎疫情，新冠病毒传播能力非常强，在医院中需要用到呼吸机和血流计检测患者身体情况。血流计原理可以简化为如图所示模型，血液内含有少量正、负离子，从直径为d的血管右侧流入，左侧流出。流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，M、N两点之间可以用电极测出电压U。下列说法正确的是（　　）
A．离子所受洛伦兹力方向由M指向N
B．血液中正离子多时，M点的电势低于N点的电势
C．血液中负离子多时，M点的电势低于N点的电势
D．血液流量
10．如图所示，绝缘中空轨道竖直固定，圆弧段COD光滑，对应圆心角为120°，C、D两端等高，O为最低点，圆弧圆心为O′，半径为R；直线段AC、HD粗糙，与圆弧段分别在C、D端相切；整个装置处于方向垂直于轨道所在平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，在竖直虚线MC左侧和ND右侧还分别存在着场强大小相等、方向水平向右和向左的匀强电场。现有一质量为m、电荷量恒为q、直径略小于轨道内径、可视为质点的带正电小球，从轨道内距C点足够远的P点由静止释放。若PC=l，小球所受电场力等于其重力的倍，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．小球第一次沿轨道AC下滑的过程中，先做加速度减小的加速运动，后做减速运动
B．小球经过O点时，对轨道的弹力大小可能为
C．经足够长时间，小球克服摩擦力做的总功是
D．小球在轨道内受到的摩擦力大小可能等于
三、实验题
11．手机、电脑等电器已经普及到人们的日常生活中，这些电器都要用到蓄电池。某同学利用下列器材测定一节蓄电池的电动势和内阻。蓄电池的电动势约为3V。
A．量程是0.6A，内阻约为的电流表；
B．量程是15V，内阻是的电压表；
C．量程是3V，内阻是的电压表；
D．阻值为，额定电流为2A的滑动变阻器；
E．阻值为，额定电流为0.5A的滑动变阻器；
F．定值电阻，额定功率4W；
G．开关S一个，导线若干。
（1）为了减小实验误差，电压表应选择___________（填器材代号），图中的导线应连接到___________处（填“①”或 “②”），改变滑动变阻器阻值的时候，为了使电压表和电流表的读数变化比较明显，滑动变阻器应选择___________（填器材代号）。
（2）用（1）问中的实验电路进行测量，读出电压表和电流表的读数，画出对应的U-I图线如图所示，由图线可得该蓄电池的电动势___________V，内阻___________。（结果保留两位有效数字）
12．某些固体材料受到外力后除了产生形变，其电阻率也要发生变化，这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”，这样的材料常用来作为传感器的敏感元件。现用如甲图所示的电路研究某长薄板电阻的压阻效应，已知薄板的阻值变化范围为几欧到几十欧，实验室中有下列器材：
A．电源E（3V，内阻约为1）
B．电流表A1（0.6A，内阻r1=5）
C．电流表A2（0.6A，内阻r2约为1）
D．开关S，定值电阻R0
（1）根据上述器材，设计的电路图如甲图所示，为了准确的测量电阻Rx，则虚线框中甲电流表应选择__________。（选填“A1”或“A2”）
（2）在电阻最上面加一个竖直向下的力F（设竖直向下为正方向），闭合开关，记下电表读数，A1的读数为I1，A2的读数为I2，得Rx=__________（用字母表示）。
（3）改变力的大小，得到不同的Rx值，然后让力反向从下向上挤压电阻，并改变力的大小，得到不同的Rx值。最后绘成的图像如乙图所示，除观察到电阻Rx的阻值随压力F的增大而均匀减小外，根据图线的对称性还可以看到：施加大小相等的拉力或压力时，该电阻的阻值__________（填“相等”、“不相等”或“无法确定”）。
（4）定值电阻R0的阻值应该选用（____）。
A．0.5　　B．4　　C．20　　D．50
四、解答题
13．两物块A、B用轻弹簧相连，质量均为1kg，初始时弹簧处于原长，A、B两物块都以v=3m/s的速度在光滑的水平地面上运动，质量为2kg的物块C静止在前方，如图所示。已知B与C碰撞后会粘在一起运动。在以后的运动中：
（1）碰后瞬间B、C的速度多大？
（2）当弹簧的弹性势能最大时，物块A的速度为多大？
（3）系统中弹性势能的最大值是多少？
14．如图所示，坐标空间中有场强为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场，Y轴为两种场的分界面，图中虚线为磁场区域的右边界，现有一质量为m，电荷量为的带电粒子从电场中坐标位置（，0）处，以初速度v0沿x轴正方向开始运动，且已知（重力不计），试求：
（1）带电粒子进入磁场的速度和方向
（2）使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中，磁场的宽度d应满足的条件。
15．在如图甲所示的电路中，螺线管匝数匝，横截面积。螺线管导线电阻，，，。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。规定图中磁场向下为磁场的正方向，求：
（1）螺线管中产生的感应电动势的大小；
（2）闭合S，电路中的电流稳定后电容器上极板的电性和电容器所带的电荷量。
参考答案
1．C 【详解】 A．由题意可知，电场线由下向上，沿电场线电势降低，可知
A错误；B．等势面越密集则场强越大，则B错误；CD．一带负电的雨滴从下落至的过程中，受向下的电场力变大，则加速度变大；电场力做正功，则电势能减小，D错误，C正确。
故选C。
2．D【详解】A．根据和可得粒子的最大动能为则可知要增大粒子的最大动能，可增大磁感应强度B和金属盒半径R，故A错误；B．根据左手定则，可知正电荷向B极板偏转，则B极板是发电机的正极，故B错误；C．速度选择器选择的是带电粒子的速度，故丙图无法判断出带电粒子的电性，根据可得粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是
故C错误；D．根据左手定则可知，带负电的载流子受到洛伦兹力方向向右，即向D板偏转，故稳定时C板电势高，故D正确。故选D。
3．D【详解】A．由于在圆环内存在磁感应强度为B的匀强磁场，所以金属棒有效切割长度为r，金属棒切割磁感线产生的感应电动势故A错误；B．以金属棒有效切割长度为r，单位长度电阻为R0=10Ω则金属棒电阻为Rr=1Ω电路中的总电阻为电路中电流为故B错误；C．导体棒消耗的电功率为故C错误；D．电阻R2中电流为干路电流一半，则消耗的电功率为故D正确。故选D。
4．C
【详解】
其轨迹如图所示由解得粒子轨迹半径
设包围地球的匀强磁场厚度为，由几何关系可知，圆心角又所以粒子在磁场中运动的时间故C正确。故选C。
5．C【详解】A．由右手定则知金属棒中感应电流的方向为C→D，故A错误；B．流过电阻的电荷量为
故B错误；C．金属棒在运动为的过程中，克服摩擦力做功为安培力的大小为
结合图像可知，安培力的大小与位移成正比，则金属棒克服安培力做功为由动能定理得解得
故C正确；D．安培力做功转化为电路中的焦耳热，则电路中的焦耳热导体棒产生的焦耳热为故D错误。故选C。
6．D【详解】A．闭合开关，A灯立即变亮，B灯所在电路上线圈L产生自感电动势，阻碍电流的增大，电流只能逐渐增大，所以B灯逐渐变亮，A错误；B．闭合开关， A灯立即变亮，B灯逐渐变亮，最后两灯亮度相同，B错误；CD．闭合开关，电路稳定后再断开开关，线圈产生自感电动势，相当电源，自感电动势方向与B灯原电流方向相同，由于A、B两灯串联，与A灯原电流方向相反，线圈直流电阻不计，A灯立即熄灭，B灯先闪亮一下，然后逐渐变暗直到熄灭，C错误，D正确。故选D。
7．AC【详解】ABC．滑动变阻器的滑片向右滑动一小段距离R2的电阻变大，则总电阻变大，总电流变小，外压增大，通过灯泡的电流变大，则R1电流变小，则其分压变小，电容器的电压变小，细线与竖直方向间的夹角θ变小，B错误，AC正确；D．由电路图可知，为外阻，变大，为内阻，不变，D错误。故选AC。
8．BCD【详解】AB．时间内微粒匀速运动，则有内，微粒做平抛运动，下降的位移
时间内，微粒的加速度方向竖直向上，微粒在竖直方向上做匀减速下降，T时刻竖直分速度为零，T~2T时刻重复以上过程，所以末速度的方向沿水平方向，大小为v0，从下极板边缘飞出，故A错误，B正确；C．微粒在竖直方向上向下运动，位移大小为，则重力势能的减小量故C正确；D．在内、内，内、时间内竖直方向上的加速度大小相等，方向相反，时间相等，则位移的大小相等，为所以整个过程中克服电场力做功故D正确。故选BCD。
9．BCD【详解】ABC．根据左手定则，正离子受到竖直向下的洛伦兹力，负离子受到竖直向上的洛伦兹力，则正电聚集在N一侧，负电荷聚集在M一侧，则M点的电势低于N点的电势，故A错误，BC正确；D．正负离子达到稳定状态时，有可得流速流量
故D正确。故选BCD。
10．BCD【详解】A．小球第一次沿轨道AC下滑的过程中，小球所受电场力等于其重力的倍，即
电场力垂直于轨道方向的分量为重力垂直于轨道方向的分量为则因此，电场力与重力的合力方向恰好沿着AC方向，且刚开始时小球与管壁无作用力。当小球从静止运动后，由左手定则可知，小球受到的洛伦兹力垂直于AC向上，导致小球对管壁有作用力，小球将受到滑动摩擦力，随着速度增大，洛伦兹力增大，小球对管壁的压力，摩擦力增大，合力减小，根据牛顿第二定律可知小球做加速度减小的加速运动，当加速度减至零时做匀速运动，故A错误；B．对小球在O点受力分析，且由C向D运动，由牛顿第二定律，则有由C到O点，由机械能守恒定律，则有解得即当小球由C向D运动时，则对轨道的最小的弹力为，可能为，故B正确；C．最终小球在CD间做往复运动，在C点和D点速度为零。从开始到最终速度为零的C点或D点，根据动能定理得则经过足够长时间，小球克服摩擦力做的总功为故C正确；D．当小球的摩擦力与重力及电场力的合力大小相等时小球做匀速直线运动，小球在轨道内受到的摩擦力最大，摩擦力最大值为
故D正确。故选BCD。
11．C ① D 3.2 2.3
（1）[1]蓄电池的电动势约为3V，选量程为0到3V的电压表C。
[2]由于蓄电池的内阻较小，为了避免电流表的分压带来较大的误差，采用电流表的内接，所以导线接①处。
[3]与电池串联的定值电阻阻值已知，有利于准确测出电池的内阻。为了使电压表和电流表的读数变化比较明显，所以滑动变阻器选择阻值较小的D。
（2）[4]由图线在纵轴上截距可得电池电动势。
[5]图线斜率绝对值得
12．A1 相等 B
【详解】
（1）[1]由于题目中没有电压表，为了比较准确测量电阻，由于知道电流表的阻值，所以用电流表作为电压表使用，电流表连在干路上，即可求出电阻的阻值。所以虚线框中甲电流表应选择。
（2）[2]根据电路图，结合串并联和欧姆定律得解得
（3）[3]根据图线可以直接得到：施加大小相等的拉力或压力时，该电阻的阻值相等；
（4）[4]根据电流表A2量程0.6A，内阻rA约为1Ω，定值电阻R0作为保护电阻应该满足即可解得定值电阻阻值较为接近，故选B。
13．（1）1m/s；（2）1.5m/s；（3）1.5J
【详解】
（1）取向右为正方向，B、C碰撞时，B、C组成的系统动量守恒，设碰撞后瞬间B、C的共同速度为，则有代入数据解得
（2）当A、B、C三者的速度相等时，弹簧的弹性势能最大，根据A、B、C三者组成的系统动量守恒，取向右为正方向，有代入数据解得
（2）当A、B、C三者的速度相等时，弹簧的弹性势能最大，设为Ep，在B、C碰撞后，A与B、C组成的系统通过弹簧相互作用的过程中机械能守恒，根据机械能守恒定律代入数据求得
14．（1），；（2）
【详解】
（1）粒子做类平抛运动，进入磁场需要时间电场力方向（竖直向上）运动的加速度
进入磁场时速度vg=a t则有所以进入磁场时速度为
方向为即可得
（2）粒子进入磁场后在洛仑兹力作用下做圆周运动，如图所示
由图可知：解得θ=45°
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力有
可得
若要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中，磁场的宽度d应满足
d≤R（1+cosθ）
可得
联立可得
15．（1）；（2）负电，
【详解】
（1）根据法拉第电磁感应定律可得螺线管中产生的感应电动势的大小为
（2）闭合S，电路中的电流稳定后，根据楞次定律可知，回路中的电流方向为逆时针，所以电容器上极板带负电。根据闭合电路欧姆定律可知此时电路中的电流为
电容器两端电压等于R2两端电压，即
根据电容的定义式变形可得电容器所带的电荷量为