【经典试卷】2017-2018学年 高二(上)期末物理试卷(选修3-1)(解析版)

【经典试卷】2017-2018学年高二（上）期末物理试卷（选修3-1）(解析版)一、单项选择题1.在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献．下列说法正确的是（）A．库仑发现了点电荷的相互作用规律B．安培发现了电流的磁效应C．洛仑兹发现了磁场对电流的作用规律D．奥斯特发现了磁场对运动电荷的作用规律2．一带负电的点电荷，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知点电荷的速率是递减的．关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）（）A．B．C． D．3．如图甲所示，P、Q是电场线上的两点，在P点由静止释放一个质子，仅在电场力的作用下，沿着电场线从P点运动到Q点，质子的速度随时间变化的关系如图乙所示，下列判断正确的（）A．该电场是匀强电场B．从P点到Q点，质子受到的电场力减小C．从P点到Q点，质子的电势能增大D．P点的电势高于Q点的电势4．如图所示，平行板电容器的电容为C，电荷量为Q，板间距离为d，静电力恒量为k．今在两极板的中间放入一电荷q，则它所受电场力的大小为（）A．k B．k C．D．5．如图，M、N两点分别放置两个等量异种电荷，A为它们连线的中点，B为连线上靠近N的一点，C点如图所示，在A、B、C三点中（）A．场强最小的点是A点，电势最高的点是B点B．场强最小的点是A点，电势最高的点是C点C．场强最小的点是C点，电势最高的点是B点D．场强最小的点是C点，电势最高的点是A点6．两平行带电金属板水平放置．若在两板中间某点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态．现将两板逆时针旋转45°，如图所示，再由同一点从静止释放同样的微粒，则微粒将（）A．保持静止状态B．向右下方做匀加速运动C．水平向左做匀加速运动D．向左下方做匀加速运动7．某同学用伏安法测电阻，分别采用了甲、乙两种电路测量，关于误差分析正确的是（）A．若选择甲图，测量值比真实值偏大B．若选择乙图，测量值比真实值偏大C．若被测电阻R X与电流表内阻接近，应该选择乙图误差较小D．若被测电阻R X与电压表内阻接近，应该选择甲图误差较小8．粗细均匀的金属环上，A、B、C、D四点把其周长四等分，如图所示，当A、C点接入电路中时，圆环消耗的电功率为P；当A、D点接入电路中时，圆环消耗的电功率为（电源内阻不计）（）A．B．C．P D．3P9．电源电动势为ε，内阻为r，向可变电阻R供电．关于路端电压，下列说法中正确的是（）A．因为电源电动势不变，所以路端电压也不变B．因为U=IR，所以当R增大时，路端电压也增大C．因为U=IR，所以当I增大时，路端电压也增大D．因为U=ε﹣Ir，所以当I增大时，路端电压下降10．在阴极射线管中电子流方向由左向右，其上方有一根通有如图所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则阴极射线将（）A．向纸里偏转B．向纸外偏转C．向上偏转D．向下偏转11．为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的．在如图四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（）A．B．C．D．12．如图所示，两平行导轨与水平面成θ角倾斜放置，电源、电阻、金属细杆及导轨组成闭合回路，细杆与导轨间的摩擦不计．整个装置分别处在如图所示的各匀强磁场中，其中可能使金属杆处于静止状态的是（）A．B．C．D．13．三个完全相同的小球a、b、c带有等量正电荷，从同一高度由静止开始下落，当落下h1高度后a球进入水平向左的匀强电场，b球进入垂直纸面向里的匀强磁场，c球进入只有重力场的区域，如图所示，它们到达水平面上的速度大小分别用v A、v B、v C表示，它们的关系是（）A．v A＞v B=v C B．v A=v B=v C C．v A＞v B＞v C D．v A=v B＞v C14．如图所示，螺线管两端加上如图所示电压，沿着螺线管轴线方向有一电子射入，则该电子在螺线管内将做（）A．匀加速直线运动 B．往返运动C．匀速直线运动D．匀速圆周运动15．关于回旋加速器加速带电粒子所获得的能量，下列说法正确的是（）A．与加速器的电场有关，电场越强，能量越大B．与加速器的磁场有关，磁场越强，能量越大C．与加速器的电场和磁场均有关，电场和磁场越强，能量越大D．与带电粒子的质量有关，质量越大，能量越大二、多项选择题16．下列属于预防静电危害的做法是（）A．在高大的建筑物顶端安装避雷针B．水泥厂利用静电除去废气中的粉尘C．在制造轮胎的橡胶中添加导电材料D．行驶中的油罐车尾带一条拖地的铁链17．引力场和电场之间有许多相似的性质，在处理有关问题时可以将它们类比．例如电场中反映各点电场强弱的电场强度，其定义式为，在引力场中可以有一个类似的物理量来反映各点引力场的强弱，设地球质量为M，半径为R，地球表面处重力加速度为g，引力常量为G，则下列表达式中能反映地球表面的引力场强弱的是（）A．B．C．D．g18．如图所示，电源电动势为E、内阻为r，电阻R1、R2、R3为定值电阻，R4为光敏电阻（有光照射时电阻变小），C为定值电容．当S闭合且电路稳定后，让光照射R4，则下列说法正确的是（）A．电流表示数减小 B．电容器电荷量增大C．电压表示数增大 D．R1上消耗的功率减小19．如图所示为一电路的示意图，a、b、c、d为接线柱，a、d与直流电源连接，ab间、bc间、cd间分别连接一个电阻．现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一多用电表的直流电压挡分别测得b、d两点间和a、c两点间均有电压．由此可知（）A．ab间电路通，cd间电路不通B．ab间电路不通，bc间电路通C．ab间电路通，bc间电路不通D．bc间电路不通，cd间电路通20．关于多用电表，下列说法中正确的是（）A．不管是测电压、电流还是测电阻，流过多用电表的电流均是从红表笔流入，黑表笔流出B．测电阻时，要进行欧姆调零，调好后变换倍率档就不用再调零了C．测电阻时，指针指在中值附近，测量结果才比较准确D．多用电表使用完后应将转换开关拨至交流电压的最大量程档21．某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示，则下列说法正确的是（）A．加5 V电压时，导体的电阻约是5ΩB．加12 V电压时，导体的电阻约是1.5ΩC．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小D．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断增大22．在“测定金属的电阻率”的实验中，下列操作正确的是（）A．用米尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中B．用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值C．用伏安法测电阻时采用电流表外接法，多次测量后算出平均值D．实验中应保持金属丝的温度不变23．如图为自左向右逐渐增强的磁场，一不计重力的带电粒子垂直射入其中，由于周围气体的阻碍作用，其运动轨迹恰为一段圆弧PQ（粒子电量保持不变），则可判断（）A．粒子从P点射入 B．粒子所受洛伦兹力逐渐增大C．粒子从Q点射入D．粒子的动能逐渐减小24．在场强E=1.0×102V/m的匀强电场中，有相距d=2.0×10﹣2m的a、b两点，则a、b两点间的电势差可能为（）A．1.0 V B．2.0 V C．3.0 V D．4.0 V25．1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖．若速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图，则下列正确的是（）A．该束带电粒子带正电B．该束带电粒子带负电C．速度选择器的P1极板带正电D．在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小三、解答题（共4小题，满分50分）26．（10分）在“用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻”的实验中，（1）按图甲、乙所示两种电路测量干电池的电动势和内阻，应选电路．（填甲或乙）．（2）图丙电路中部分导线已连接，请用笔画线代替导线将电路补充完整．注意，开始实验前要保证滑动变阻器处于最大电阻处．（3）闭合开关，调节滑动变阻器，读取电压表和电流表的示数．用同样方法测量多组数据，将实验测得的数据标在如丁图所示的坐标图中，请作出UI图线，（4）由UI图象，待测电池的电动势E=V，内电阻r=Ω．（结果保留两位有效数字）27．（12分）质量为m=5×10﹣8kg的带电微粒以v0=2m/s速度从水平放置的平行金属板A、B的中央水平飞入板间．已知板长L=10cm，板间距离d=2cm，当U AB=1.0×103V时，带电微粒恰好沿直线穿过平行金属板，（重力加速度g=10m/s2）求：（1）带电粒子带何种电荷？电荷量q多大？（2）若要带电粒子恰好从B板右端飞出，则AB间所加电压U1为多大？（3）若要带电粒子恰好从A板右端飞出，则AB间所加电压U2为多大？28．（14分）空间有E=100V/m竖直向下的匀强电场，长L=0.8m不可伸长的轻绳固定于O点．另一端系一质量m=0.5kg，电量q=0.05C的带正电小球．拉起小球至绳水平后在A点无初速度释放，当小球运动至O点的正下方B点时绳恰好断裂，小球继续运动，最后落至地面上C点，B点离地的高度h B=0.2m．（g=10m/s2）试求：（1）绳子的最大张力为多大？（2）落地点C到B点的水平距离为多大？（3）A、C两点的电势差为多少？31．（14分）如图所示，在x轴上方有垂直于xy平面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B=1.0×10﹣7T，在x轴下方有沿y轴负方向的匀强电场，场强为E=1.0×10﹣7N/C，一质量为m=1.0×10﹣15kg、电量为1.0×10﹣7C的粒子（不计重力）从y轴上方的P点沿着x轴正方向射出，正好垂直进入匀强电场中，当第二次进入电场时，到达X轴的Q点，Q点与O点的距离为L=3米，求：（1）此粒子带何种电荷（2）射出时的速度v为多大？（2）此粒子从P到Q运动的总路程s为多大？高二（上）期末物理试卷（选修3-1）参考答案与试题解析一、单项选择题（2015秋•惠州期末）在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献．下列说法正确的是（）A．库仑发现了点电荷的相互作用规律B．安培发现了电流的磁效应C．洛仑兹发现了磁场对电流的作用规律D．奥斯特发现了磁场对运动电荷的作用规律【考点】物理学史．【分析】本题考查电磁学物理学史，根据库仑、安培、洛伦兹力、奥斯特等科学家的贡献进行解答．【解答】解：A、库仑通过扭秤实验发现了点电荷的相互作用规律﹣﹣﹣库仑定律，故A正确．B、奥斯特发现了电流的磁效应，故B错误．C、安培发现了磁场对电流的作用规律，故C错误．D、洛伦兹力发现了磁场对运动电荷的作用规律，故D错误．故选：A【点评】解答本题关键掌握电磁学物理学史，对于科学家的重大发现要记牢，不能张冠李戴．2．一带负电的点电荷，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知点电荷的速率是递减的．关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）（）A．B．C．D．【考点】电场强度；物体做曲线运动的条件．【分析】根据物体做曲线运动的条件和受力特点：合力指向轨迹的内侧，分析电荷受的电场力方向，再由负电荷所受的电场力方向与场强方向相反进行选择．【解答】解：A、电荷做曲线运动，电场力与速度方向不在同一直线上，应指向轨迹弯曲的内侧，不可能沿轨迹的切线方向，则场强也不可能沿轨迹的切线方向．故A错误．B、负电荷所受的电场力方向与场强方向相反，图中电场力方向与速度方向的夹角为锐角，电场力做正功，电荷的速率增大，与题不符．故B错误．C、图中场强方向指向轨迹的内侧，则电场力指向轨迹的外侧，电荷的轨迹应向上弯曲，不可能沿如图的轨迹运动．故C错误．D、图中场强方向指向轨迹的外侧，则电场力指向轨迹的内侧，而且电场力方向与电荷的速度方向成钝角，电场力做负功，电荷的速率减小，符合题意．故D 正确．故选：D【点评】本题是电场中轨迹问题，抓住电荷所受的合力指向轨迹的内侧和速度沿轨迹的切线方向是解题的关键．3．如图甲所示，P、Q是电场线上的两点，在P点由静止释放一个质子，仅在电场力的作用下，沿着电场线从P点运动到Q点，质子的速度随时间变化的关系如图乙所示，下列判断正确的（）A．该电场是匀强电场B．从P点到Q点，质子受到的电场力减小C．从P点到Q点，质子的电势能增大D．P点的电势高于Q点的电势【考点】电场线；电势能．【分析】速度图象的斜率等于物体的加速度，故P点的场强小于Q点场强；正电荷所受电场力的方向与场强的方向相同，沿电场线的方向电势降低是解决本题的突破口．【解答】解：AB、速度图象的斜率等于物体的加速度，由图可知点电荷从P向Q 运动的过程中加速度越来越大，则电场力越来越大，故P点的场强小于Q点场强．故AB错误；CD、由于质子沿电场线运动过程当中做加速运动，电场力做正功，电势能减小，故点电荷所受电场力方向由P指向Q，又由于正电荷所受电场力的方向与场强的方向相同，所以电场线的方向由P指向Q，而沿电场线的方向电势降低，所以P 点电势比Q点的电势高．故C错误，D正确．故选：D【点评】本题虽然难度不大，但考查的知识点比较全面，特别是从图象中获取解题的突破口，要注意掌握．4．如图所示，平行板电容器的电容为C，电荷量为Q，板间距离为d，静电力恒量为k．今在两极板的中间放入一电荷q，则它所受电场力的大小为（）A．k B．k C．D．【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系．【分析】根据电容器的定义式C=，求出电容器两端间的电势差，根据匀强电场的强度公式E=得出电场强度，从而得出电场力．【解答】解：根据电容器的定义式C=，得U=，平行板电容器内部的电场强度大小为E=，故对点电荷q的作用力大小为F=qE=，故选：C．【点评】解决本题的关键掌握电容的定义式C=，以及匀强电场电势差与电场强度的关系式E=．5．如图，M、N两点分别放置两个等量异种电荷，A为它们连线的中点，B为连线上靠近N的一点，C点如图所示，在A、B、C三点中（）A．场强最小的点是A点，电势最高的点是B点B．场强最小的点是A点，电势最高的点是C点C．场强最小的点是C点，电势最高的点是B点D．场强最小的点是C点，电势最高的点是A点【考点】电场线；电场的叠加；电势差与电场强度的关系．【分析】根据等量异种电荷电场线的分布去比较场强的大小，以及电势的高低．沿着电场线方向电势降低．【解答】解：根据等量异种电荷电场线的分布，知道E B＞E A＞E C，场强最小的是C点．等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线，知ΦA=ΦC，沿着电场线方向电势逐渐降低，异种电荷间的电场线由正电荷指向负电荷，知ΦB＞ΦA，所以电势最高点是B点．故ABD错误，C正确．故选：C【点评】解决本题的关键是熟悉等量异种电荷周围电场线的分布以及知道等量异种电荷间连线的垂直平分线是等势线．6．两平行带电金属板水平放置．若在两板中间某点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态．现将两板逆时针旋转45°，如图所示，再由同一点从静止释放同样的微粒，则微粒将（）A．保持静止状态B．向右下方做匀加速运动C．水平向左做匀加速运动D．向左下方做匀加速运动【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．【分析】开始时刻微粒保持静止，受重力和电场力而平衡；将两板绕过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转45°，电容器带电量不变，间距不变，正对面积也不变，故电场强度的大小不变，电场力的大小不变，方向逆时针旋转45°，根据平行四边形定则求解出合力的方向，确定微粒的运动即可．【解答】解：粒子在电容中受力如图所示；在两板中间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态，微粒受重力和电场力平衡，故电场力大小F=mg，方向竖直向上；将两板绕过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转45°，电场强度大小不变，方向逆时针旋转45°，故电场力逆时针旋转45°，大小仍然为mg；故重力和电场力的大小均为mg，方向夹角为135°，故合力向左下方，微粒的加速度恒定，向左下方做匀加速运动；故ABC错误，D正确；故选：D．【点评】本题关键是对微利受力分析后结合牛顿第二定律分析，注意本题中电容器的两板绕过a点的轴逆时针旋转，板间场强大小不变，从而明确带电粒子的受力情况即可求解．7．某同学用伏安法测电阻，分别采用了甲、乙两种电路测量，关于误差分析正确的是（）A．若选择甲图，测量值比真实值偏大B．若选择乙图，测量值比真实值偏大C．若被测电阻R X与电流表内阻接近，应该选择乙图误差较小D．若被测电阻R X与电压表内阻接近，应该选择甲图误差较小【考点】伏安法测电阻．【分析】电流表外接法测得的电阻阻值是待测电阻R x和电压表内阻的并联电阻值；电压表内阻越大，电阻越小，测量的误差越小；而电流表内接法测得的电阻阻值是电流表内阻与待测电阻的串联值的和，待测电阻越大，误差越小．【解答】解：A、甲图所示电路是电流表外接法，用它测量电阻时，测量值是待测电阻Rx和电压表内阻的并联电阻值，故测得的电阻值偏小，故A错误；B、乙图所示电路是电流表内接法，用它测量电阻时，测量值R测=R x+R A＞R x，测量值偏大；故B正确；C、电流表内阻很小，被测电阻R X与电流表接近，若采用乙图接法，则误差较大；因此应该选择甲图误差较小，故C错误；D、电压表内阻越大，被测电阻R X与电压表接近，应该选择乙图误差较小．故D 错误．故选：B．【点评】该题中用伏安法测电阻的两种常用电路分别是电流表内接法和电流表外接法，电流表内接法测得的电阻值大，电流表外接法测得的电阻值偏小；该知识点既可以说是属于记忆性的知识，也要记住分析的方法．8．粗细均匀的金属环上，A、B、C、D四点把其周长四等分，如图所示，当A、C点接入电路中时，圆环消耗的电功率为P；当A、D点接入电路中时，圆环消耗的电功率为（电源内阻不计）（）A ．B ．C ．PD ．3P【考点】电功、电功率．【分析】电源内阻不计，路端电压等于电动势，保持不变．设圆环每一等分的电阻为R ，根据串并联电路的特点求出当A 、C 点接入电路中时总电阻及当A 、D点接入电路中时总电阻，由功率公式P=，利用比例法求解当A 、D 点接入电路中时，圆环消耗的电功率．【解答】解：设电源的电动势为E ，金属环每一等分的电阻为R ，则当A 、C 点接入电路中时总电阻：R 1=R当A 、D 点接入电路中时总电阻：R 2==由功率公式P=，U=E 得到：P 2：P 1=R 1：R 2=4：3，又P 1=P 得到：P 2=故选：A【点评】本题是串并联电路知识与电功率的综合，关键之处在于应用比例法研究两种情况功率关系．9．电源电动势为ε，内阻为r ，向可变电阻R 供电．关于路端电压，下列说法中正确的是（ ）A ．因为电源电动势不变，所以路端电压也不变B ．因为U=IR ，所以当R 增大时，路端电压也增大C ．因为U=IR ，所以当I 增大时，路端电压也增大D．因为U=ε﹣Ir，所以当I增大时，路端电压下降【考点】闭合电路的欧姆定律．【分析】给定的电源，其电动势和内阻都不变，与外电路无关，而路端电压随外电阻的增大而增大，减小而减小．【解答】解：A、电源电动势不变，路端电压随外电阻的增大而增大，减小而减小．故A错误．B、当R增大时，I减小，不能根据U=IR判断路端电压的变化，而由U=E﹣Ir分析，E，r不变，I减小，得到U增大．故B错误．C、当I增大时，说明R减小，不能根据U=IR判断路端电压的变化，而由U=E﹣Ir分析，E，r不变，I增大，得到U减小．故C错误．D、根据闭合电路欧姆定律U=E﹣Ir可知，I增大时，路端电压U减小．故D 正确．故选D【点评】本题是简单的路动态分析问题．对于路端电压与电流的关系，也可以作出电源的外特性曲线U﹣I图线，更直观判断它们的关系．10．在阴极射线管中电子流方向由左向右，其上方有一根通有如图所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则阴极射线将（）A．向纸里偏转B．向纸外偏转C．向上偏转D．向下偏转【考点】电流的磁场对磁针的作用．【分析】阴极射线由于受到洛伦兹力而发生偏转，先根据安培定则判断出通电导线产生的磁场方向，再运用左手定则判断洛伦兹力方向，即可判断阴极射线的偏转方向．【解答】解：根据安培定则判断可知：通电导线在阴极射线管处产生的磁场方向垂直纸面向里，电子带负电，向右运动，由左手定则判断得知电子流所受的洛伦兹力方向向下，所以阴极射线向下偏转．故D正确，ABC错误．故选：D．【点评】本题关键要掌握两大定则：安培定则和左手定则，要明确两个问题：一是什么条件用什么定则，二是怎样用定则．11．为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的．在如图四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（）A．B．C．D．【考点】分子电流假说．【分析】要知道环形电流的方向首先要知道地磁场的分布情况：地磁的南极在地理北极的附近，故右手的拇指必需指向南方，然后根据安培定则四指弯曲的方向是电流流动的方向从而判定环形电流的方向．【解答】解：地磁的南极在地理北极的附近，故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必需指向南方；而根据安培定则：拇指与四指垂直，而四指弯曲的方向就是电流流动的方向，故四指的方向应该向西．故B正确．故选B．【点评】主要考查安培定则和地磁场分布，掌握安培定则和地磁场的分布情况是解决此题的关键所在．另外要掌握此类题目一定要乐于伸手判定．12．如图所示，两平行导轨与水平面成θ角倾斜放置，电源、电阻、金属细杆及导轨组成闭合回路，细杆与导轨间的摩擦不计．整个装置分别处在如图所示的各匀强磁场中，其中可能使金属杆处于静止状态的是（）A．B．C．D．【考点】安培力；共点力平衡的条件及其应用．【分析】本题在磁场中考查了物体平衡问题，对物体正确进行受力分析，看能否满足平衡条件，同时知道左手定则的内容：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线进入手心，并使四指指向电流方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．【解答】解：A、磁场的方向与电流的方向相同，不受安培力，金属杆受重力和支持力不可能平衡．故A错误．B、金属杆所受的安培力方向竖直向上，若安培力与重力平衡，金属杆能处于平衡状态．故B正确．C、金属杆受垂直于杆子向上的安培力，重力，支持力，不可能平衡．故C 错误．D、金属杆受到水平向左的安培力，重力，支持力，不可能平衡．故D错误．故选B．【点评】这类问题的解题思路和以前所学物体平衡解题思路一样，只不过在受力分析时多了安培力，注意正确应用左手定则判断安培力的方向．13．三个完全相同的小球a、b、c带有等量正电荷，从同一高度由静止开始下落，当落下h1高度后a球进入水平向左的匀强电场，b球进入垂直纸面向里的匀强磁场，c球进入只有重力场的区域，如图所示，它们到达水平面上的速度大小分别用v A、v B、v C表示，它们的关系是（）A．v A＞v B=v C B．v A=v B=v C C．v A＞v B＞v C D．v A=v B＞v C。