江西省宜春市宜丰中学高三下学期模拟预测物理试题

20222023（下）江西省宜丰中学高三模拟考试物理试卷一、选择题（19为单选，1011为多选，每小题4分，共44分）1.沿海建设的核电站可用电磁泵推动氯化钠溶液在管道中运行来冷却反应堆。如图为电磁泵的示意图，长方体导管的左右表面绝缘，将导管水平放置，让磁场方向与左右表面垂直。因充满导管的氯化钠溶液中有正、负离子，将导管上、下表面和电源连接后，氯化钠溶液便会流动，速度方向如图所示。则下列说法正确的是（）A.若无磁场，则溶液中的负离子向上运动B.磁场方向从左表面指向右表面C.交换电源正负极，溶液流动方向不变D.磁场方向与导管上、下表面垂直时，溶液从左至右流动【答案】B【解析】【详解】AB．导管下表面电势高于上表面电势，若不存在磁场，则负离子向下运动，正离子向上运动，由左手定则和图中溶液速度方向可知，磁场方向为从左表面指向右表面，故A错误，B正确；C．由以上分析可知，交换电源正负极，溶液流动方向反向，故C错误；D．磁场方向垂直导管上下表面时，磁场方向与离子初始运动方向在条直线上，沿竖直方向，离子不受洛伦兹力，溶液不会从左至右运动，故D错误。故选B。2.带正电的粒子在外力作用下沿虚线做匀速圆周运动，圆心为O，a、b、c、d是圆上的4个等分点。电流大小为I的长直导线垂直圆平面放置，电流方向如图所示，导线位于a、O连线的中点。则（）A.a、O两点的磁感应强度相同B.运动过程中，粒子所受合力不变C.粒子从a运动到c，洛伦兹力先变大后变小D.粒子从a出发运动一周，洛伦兹力先做正功再做负功，总功为零【答案】C【解析】【分析】【详解】A．由右手螺旋定则可知a、O两点的磁感应强度大小相同，方向相反，故A错误；B．粒子做匀速圆周运动，合力为向心力，向心力的大小不变，方向时刻改变，故B错误；C．匀速圆周运动，速度大小不变，在a点，速度方向和磁感应强度方向相反，洛伦兹力为零，在c点速度方向和磁感应强度方向相同，洛伦兹力为零，在ac之间的圆弧，速度方向和磁感应强度方向不在同一条直线上，洛伦兹力不为零，故粒子从a运动到c，洛伦兹力先变大后变小，故C正确。D．洛伦兹力总是与速度方向垂直，故洛伦兹力不做功，故D错误。故选C。3.关于薄膜干涉现象及其应用下列说法正确的是（）A.如图甲所示，竖直放置的肥皂薄膜，来自前后两个面的反射光发生干涉，形成明暗相间的竖直条纹B.如图乙所示，照相机的镜头表面常常镀一层透光膜，膜的外表面和玻璃表面反射的光发生干涉使镜头看起来有颜色，膜的厚度为光在膜中波长的C.如图丙所示，利用光的干涉检查平整度，用单色光从上面照射，空气膜的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，图中条纹弯曲说明此处是凹下的D.如图丁所示，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，让单色光从上方射入，从上往下看凸透镜，可以看到等间距的明暗相间的圆环状条纹【答案】C【解析】【详解】A.如图甲所示，竖直放置的肥皂薄膜，来自前后两个面的反射光发生干涉，由于同一水平线上的薄膜厚度近似相同，所以干涉后能产生水平的明暗条纹，故A错误；B.如图乙所示，照相机的镜头表面常常镀一层透光膜，从薄膜前后两表面反射的光发生干涉使镜头看起来有颜色，膜的厚度为光在膜中波长的奇数倍，故B错误；C.如图丙所示，利用光的干涉检查平整度，用单色光从上面照射，空气膜的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，如果某处凹下去，则对应亮纹(或暗纹)提前出现，所以图中条纹弯曲说明此处是凹下的，故C正确；D.如图丁所示，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，让单色光从上方射入，从上往下看凸透镜，由于凸透镜下表面是曲面，所以空气膜厚度越往外越厚，所以看到的明暗相间的圆环状条纹越往外越密，故D错误。故选C。4.19世纪末，阿斯顿用他设计的质谱仪发现了氖20和氖22，证实了同位素的存在。已知氖22的质量大于氖20的质量，若两种粒子带等量正电荷，以相同的速度，经狭缝垂直磁场方向射入匀强磁场。它们的运动轨迹可能是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】详解】粒子带正电，进入磁场后，根据左手定则可知，洛伦兹力向左，粒子向左偏转，又洛伦兹力提供向心力，有可得因v、B、q相同，氖22的质量大于氖20的质量，则氖22的轨迹半径大于氖20的轨迹半径。故选C。5.《大国重器Ⅲ》节目介绍了GIL输电系统的三相共箱技术，如图甲所示，三根超高压输电线缆平行且间距相等。截面图如图乙所示，截面圆心构成正三角形，上方两根输电线缆AB圆心连线水平，某时刻A中电流方向垂直于纸面向外、B中电流方向垂直于纸面向里、电流大小均为I，下方输电线缆C中电流方向垂直于纸面向外、电流大小为2I，电流方向如图，则（）A.A、B输电线缆相互吸引B.A输电线缆所受安培力斜向左下方，与水平方向夹角60°C.A输电线缆在AB圆心连线中点处的磁感应强度方向竖直向上D.正三角形中心O处磁感应强度方向水平向左【答案】C【解析】【详解】A．由于A、B输电线缆通入的电流方向相反，所以两线缆相互排斥，故A错误；B．B对A的作用力沿AB水平向左，C对A的作用力沿AC斜向右下，且大小为B对A作用力的2倍，如图所示由图可知即C对A的作用力在水平方向的分力与B对A的作用力大小相等，方向相反，所以A受到的合力即为C对A的作用力在竖直方向的分量，其与水平方向夹角为90°，故B错误；C．根据右手螺旋定则可知，A输电线缆在AB圆心连线中点处的磁感应强度方向竖直向上，故C正确；D．A输电线在O点的磁感应强度方向垂直OA指向右上方，B输电线在O点的磁感应强度方向垂直OB指向左上方，C输电线在O点的磁感应强度方向垂直OC水平向左，所以O处合磁感应强度方向应斜向左上方，故D错误。故选C。6.如图所示，是一透明材料制成的圆柱体的纵截面图，一束黄光从圆柱体圆面上的中心O点折射入光导纤维，恰好在侧面上的A点发生全发射，已知圆柱体对黄光的折射率为n，圆柱体长度为L，光在真空中的传播速度为c。则下列说法正确的是（）A.入射角的正弦值B.此单色光在圆柱体中的传播时间为C.减小入射角α，此单色光在圆柱体中传播的时间变长D.换用红光以相同的入射角从O点射入圆柱体，红光可能从A点右侧折射出圆柱体【答案】A【解析】【详解】A．根据折射定律可得根据临界角公式可得解得A正确；B．黄光在圆柱体中的传播速度此光束在圆柱体中传播的距离可得此单色光在圆柱体中的传播时间为B错误；C．若减小入射角α，可知光束射到侧面上时的入射角θ变大，光在圆柱体中的传播路径变短，此单色光在圆柱体中传播时间变短，C错误；D．换用红光以相同的入射角从O点射入圆柱体，因红光的折射率更小，角度θ变小，但临界角更大，红光将从A点左侧折射出圆柱体，D错误。故选A。7.如图所示，不计电阻水平放置的导轨上连有电源E、定值电阻R、开关，导轨两端分别固定两根材料、粗细均相同的金属杆a、b（电阻不能忽略），两杆分别与导轨夹角60°、90°，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，当开关闭合后，a、b两杆所受安培力大小之比为（）A.4：3 B.1：1C2： D.：2【答案】B【解析】【分析】【详解】设轨道间距为L，a与轨道间的夹角为60°，电阻率为ρ，截面积为S，ab棒并联，电压相同，b棒的电阻为a棒电阻为b棒的电流为I，则a棒中电流为b棒受到的安培力为Fb=BILa棒受到的安培力为所以Fa=Fb故选B。8.在磁极间的真空室内有两个半径为的半圆形金属扁盒（形盒）隔开相对放置，形盒间加频率为的高频率交流电，其间隙处产生交变电场。置于中心的粒子源产生质量为，电荷量为的粒子射出来（初速度视为零），受到电场加速，在形盒内不受电场力，仅受磁极间磁感应强度为的磁场的洛伦兹力，在垂直磁场平面做圆周运动。经过很多次加速，粒子沿螺旋形轨道从形盒边缘引出，能量可达几十兆电子伏特（）。不考虑相对论效应，则下列说法正确的是（）A.粒子第一次和第二次经过型盒间狭缝后轨道半径之比为B.加速电压越大粒子获得的最大动能就越大C.粒子获得的最大动能为D.保持交流电频率和磁场磁感应强度不变可以加速比荷不同的粒子【答案】C【解析】【详解】A．粒子通过狭缝经电场加速有进入D型盒，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动有联立可得则粒子第一次和第二次经过型盒间狭缝后轨道半径之比为，故A错误；B．根据可得可知，当粒子做圆周运动半径等于D型盒半径时最大，速度最大，动能最大，则最大动能由形盒的半径确定，故B错误；C．由B分析可知，粒子获得的最大动能为故C正确；D．粒子在D型盒中做圆周运动的周期要和交流电源的周期相等，才能被加速，则则保持交流电频率和磁场磁感应强度，只有比荷相同才能被加速，故D错误故选C。9.直线OM和直线ON之间的夹角为30°，如图所示，直线OM上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为m，电荷量为q（q>0）。粒子沿纸面以大小为v的速度从OM上的某点向左上方射入磁场，速度与OM成30°角。已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点，并从OM上另一点射出磁场。不计重力。粒子离开磁场的出射点到两直线交点O的距离为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】带电粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为轨迹与ON相切，画出粒子的运动轨迹如图所示，由几何知识得CO′D为一直线解得故选D。10.带电粒子在重力场中和磁场中的运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动和在竖直平面内的匀速圆周运动。若带正电小球的初速度为零，可以分解为在水平方向上有两个大小相等、方向相反速度。水平向右的速度对应的洛伦兹力与小球的重力平衡，水平向左的速度对应的洛伦兹力提供小球匀速圆周运动向心力。设带电小球的质量为m、电量为，磁感应强度为B（范围无限大），重力加速度为g，小球由静止开始下落，则以下猜想正确的是（）A.两点间的距离为 B.小球在运动过程中机械能不守恒C.小球下降的最大高度为 D.小球的加速度大小恒为g【答案】CD【解析】【详解】A．在水平方向上带电小球受力平衡，则有求得水平速度为竖直面内匀速圆周运动半径为周期两点间距离为故A错误；B．小球在运动过程中只有重力做功，洛伦兹力不做功，则小球的机械能守恒，故B错误；C．小球下落的最大高度为故C正确；D．小球在水平面内是匀速直线运动，竖直面内是匀速圆周运动，小球的加速度大小恒为故D正确。故选CD。11.如图所示，质量为m，电量为q的带电小球，通过其中心的小孔套在半径为R的竖直绝缘圆环上，整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中。已知电场强度大小，水平向右，磁感应强度垂直纸面向外，重力加速度为g，MQ和PN分别为圆环的水平和竖直直径，忽略所有摩擦。现从P点由静止释放小球，对小球的运动说法正确的是（）A.若小球带正电，小球在Q点所受洛伦兹力最大B.若小球带正电，小球在M点机械能最小C.若小球带负电，小球在M点的动能最大D.若小球带负电，小球释放后可以回到出发点P【答案】BD【解析】【详解】A．小球带正电时，在劣弧QN中点处合力做功最多，动能最大，洛伦兹力最大，A错误：B．由点Р到点M电场力做负功最多，M点电势能最大，机械能最小，B正确；C．小球带负电时，在劣弧MN中点处合力做功最多，动能最大，C错误：D．根据能量守恒，带负电小球释放后到达Q点时速度为零，之后恰好返回到出发点P，D正确。故选BD。二、实验题（共26分）12.现用伏安法测某电源的电动势和内阻，数据处理时画出了如图的UI图像，由图像可知，电源的电动势为____________，内阻为_________________（均保留到小数点后两位）。【答案】①.②.【解析】【详解】由图示电源UI图像可知，图像与纵轴交点坐标值是，则电源电动势E，电源内阻为13.可选用器材：①电阻箱甲，最大阻值为；②电阻箱乙，最大阻值为：③电源，电动势约为，内阻不计；④电源，电动势约为。内阻不计：另外有开关2个，导线若干，量程为的电流表。现采用如图的电路图测电流表的内阻。（1）实验步骤的顺序为______；①合上S1，调节R，使表A满偏②合上S2，调节，使表A半偏，则③断开S1，S2，将R调到最大（2）可变电阻应选择①．②中的______（填“①”或“②”）．为使结果尽可能准确，可变电阻R应选______（填“①”或“②”），电源E应选______（填“③”或“④”）；（3）认为内阻，此结果与的直实值相比______（填“偏大”“偏小”或“相等”）。【答案】①.③①②②.②③.①④.④⑤.偏小【解析】【分析】【详解】(1)[1]半偏法测电流表内阻的步骤为③断开S1，S2，将R调到最大。①合上S1，调节R，使表A满偏。②合上S2，调节，使表A半偏，则。(2)[2][3][4]此实验为半偏法测电流表内阻，要减小理论上的误差，则应使电阻R的阻值尽量大些，由于一定，则应选。(3)[5]闭合，由于并联上R，电流略增大些，电流表电流为，上电流略大于，则的电阻略小于。三、解答题14.相距为20cm的平行金属导轨倾斜放置（见图），导轨所在平面与水平面的夹角为，现在导轨上放一质量为330g的金属棒ab，它与导轨间动摩擦系数为，整个装置处于磁感应强度的竖直向上的匀强磁场中，导轨所接电源电动势为15V，内阻不计，滑动变阻器的阻值可按要求进行调节，其他部分电阻不计，（g取，）求：（1）ab棒所受安培力方向；（2）ab棒中通入的电流强度为多少时恰能沿斜面下滑。【答案】（1）安培力的方向水平向右；（2）【解析】【详解】（1）根据电路图，结合左手定则可知，安培力的方向水平向右。（2）做出导体棒ab的受力分析图如下所示ab棒若要恰能沿斜面下滑，则此刻应满足而，，联立以上各式可得解得15.长方体导电材料，建立如图所示的坐标系，和坐标轴的交点坐标分别为，导体的电阻率为，导电材料中的自由电荷为电子，电量为e，单位体积中自由电荷的个数为n，若在垂直于x轴的前后表面加上恒定电压U，形成沿x轴正方向的电流。则（1）导体中电流的大小；（2）导体中自由电荷定向移动平均速率；（3）若加上沿y轴正方向、磁感应强度为B的匀强磁场，则垂直于z轴方向的上下两个表面产生电势差，这种现象叫霍尔效应。分析上下表面谁的电势高，并求出电势差的大小。【答案】（1）；（2）；（3）下表面，【解析】【详解】（1）根据电阻定律可得导体在电流方向的电阻为①根据欧姆定律可得导体中电流的大小为②联立①②解得③（2）设导体中自由电荷定向移动的平均速率为v，根据电流的微观表达式有④联立③④解得⑤（3）电子沿x轴负方向移动，根据左手定则可知电子将在上表面聚集，所以下表面电势高。当上下表面电势差稳定时，定向移动的电子所受电场力与洛伦兹力平衡，即⑥设上下表面的电势差的大小为UH，则上下表面之间电场强度大小为⑦联立⑤⑥⑦解得⑧16.如图所示，边长为L的正方形abcd区域内，均分成相同的三个矩形区域，区域I内有大小为B1=B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，区域II内有方向竖直向上的匀强电场，区域三III内方向垂直纸面向里的匀强磁场.在纸面内有ab边的中点e沿于a