沪科版高中物理选修3-1重点强化卷2

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物理沪科版选修3-1模块综合含解析

模块综合（时间:90分钟满分：100分)第Ⅰ卷（选择题共40分）一、本题共10小题,每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分,有选错或不选的得0分．1．某验电器金属小球和金属箔均不带电，金属箔闭合．现将带负电的硬橡胶棒接近验电器金属小球,则将出现的现象是A．金属箔带负电，其两片张开B．金属箔带正电,其两片张开C．金属箔可能带正电，也可能带负电，但两片一定张开D．由于硬橡胶棒并没有接触验电器小球，故金属箔两片因不带电仍闭合2．有一只电风扇标有“220 V 50 W”，电动机线圈的电阻为0。

4 Ω，把它接入220 V的电路中，以下几种计算时间t内产生热量的方法，正确的是A．Q＝U2·错误!B．Q＝PtC．Q＝(错误!)2·Rt D．以上三种方法均正确3．下图是电子射线管示意图．接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出,在荧光屏上会看到一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下（z轴负方向)偏转，则下列措施中可采用的是A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向C．加一电场,电场方向沿z轴负方向D．加一电场,电场方向沿y轴正方向4．下面列出了不同品牌的电视机、电风扇、空调机和电冰箱铭牌的主要项目，试判断正常工作时，功率最大的是错误!错误!错误!错误!A B C D5．如图所示的匀强电场E的区域内，由A、B、C、D、A′、B′、C′、D′作为顶点构成一正方体空间，电场方向与面ABCD 垂直，下列说法正确的是A．A、D两点间电势差U AD与AA′两点间电势差U AA′相等B．带正电的粒子从A点沿路径A→D→D′移到D′点，电场力做正功C．带负电的粒子从A点沿路径A→D→D′移到D′点,电势能减小D．带电粒子从A点移到C′点，沿对角线A→C′与沿路径A→B→B′→C′电场力做功相同6．在如图所示的电路中，电源电动势E＝6 V,内阻R未知，R0为定值电阻．一同学误将电流表并联在电阻R x的两端，其读数为2 A；将此电流表换成电压表后，读数为3 V．若电流表和电压表均为理想电表，则R x的阻值为A．1 Ω B．2 ΩC．3 Ω D．4 Ω7．长直导线固定在圆线圈直径ab上靠近b处，直导线垂直于线圈平面，且通有电流,方向如图所示．在圆线圈开始通以逆时针方向电流的瞬间，线圈将A．向左平动B．向右平动C．绕ab轴逆时针方向转动(由a向b看)D．绕ab轴顺时针方向转动(由a向b看）8．图中A、B、C三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC ＝60°，BC＝20 cm，把一个电荷量q＝10－5 C的正电荷从A移到B，电场力做的功为零；从B移到C，电场力做功为－1。

沪科版高中物理选修3-1单元测试题及答案全套

沪科版高中物理选修3-1单元测试题及答案全套章末综合测评(一)电荷的相互作用(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～12题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．以下说法正确的是()A．一带负电的金属小球放在潮湿的空气中，一段时间后，发现该小球上带的负电荷几乎不存在了．这说明小球上原有的负电荷逐渐消失了B．元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根测得的，元电荷跟一个电子电荷量数值相等C．只有体积很小的带电体才能看成点电荷D．由公式F＝k q1q2r2知，当真空中的两个电荷间的距离r→0时，它们之间的静电力F→∞B[一带负电的金属小球放在潮湿的空气中，一段时间后，发现该小球上带的负电荷几乎不存在了．小球上原有的负电荷只是转移到别的物体上去了，负电荷并没有消失，选项A错误；元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根测得的，元电荷跟一个电子电荷量数值相等，选项B正确；点电荷是指带电体的大小与所研究的问题相比可以忽略不计，体积很大或者体积很小的带电体都不一定看成点电荷，选项C错误；因为当真空中的两个电荷间的距离r→0时，两电荷就不能看作点电荷了，则公式F＝k q1q2r2不再适用，故选项D 错误．故选B.]2．M和N都是不带电的物体，它们互相摩擦后M带正电荷1.6×10－10C，下列判断中正确的是()A．在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B．摩擦的过程中电子从N转移到了MC．N在摩擦后一定带负电荷1.6×10－10 CD．M在摩擦过程中失去了1.6×10－10个电子C[摩擦起电的本质是电子的转移，在摩擦前M、N内部本身都有电荷，A错误；互相摩擦后M带1.6×10－10C正电荷，故应该是M上1.6×10－10C的电子转移到N上，B 错误；N原来是电中性，摩擦后M上1.6×10－10C的电子转移到N上，故N在摩擦后一定带1.6×10－10 C的负电荷，C正确；M在摩擦过程中失去的电子数为：n＝1.6×10－10 1.6×10－19＝1×109个，D错误．故选C.]3．如图1所示，原来不带电的绝缘金属导体，在其两端下面都悬挂着金属验电箔；若使带负电的绝缘金属球A靠近导体的右端，可能看到的现象是()图1A ．只有右端验电箔张开，且右端带正电B ．只有左端验电箔张开，且左端带负电C ．两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电D ．两端的验电箔都不张开，且左端带正电，右端带负电C [带负电的绝缘金属球靠近导体右端，由于发生感应起电，导体右端带正电，左端带负电，两端的验电箔都张开，故C 正确．]4．A 、B 、C 三点在同一直线上，AB ∶BC ＝1∶2，B 点位于A 、C 之间，在B 处固定一电荷量为Q 的点电荷．当在A 处放一电荷量为＋q 的点电荷时，它所受到的静电力为F ；移去A 处电荷，在C 处放一电荷量为－4q 的点电荷，其所受静电力为( )A．－F 2 B ．F 2 C ．－F D ．F D [令AB ＝r ，则BC ＝2r ，在A 处放一电荷量为＋q 的点电荷时，根据库仑定律F ＝k Qq r 2，方向从B 到A ，在C 处放一电荷量为－4q 的点电荷时，F ′＝k 4Qq (2r )2＝k Qq r 2，方向从C 至B ，两者方向相同，所以F ′＝F ，D 正确．]5．两个半径为r 的带电球所带电荷量分别为Q 1和Q 2，当两球心相距3r 时，相互作用的静电力大小为( )A ．F ＝kQ 1Q 2(3r )2B ．F >kQ 1Q 2(3r )2C ．F <kQ 1Q 2(3r )2D ．无法确定 D [两个带电球不能看作点电荷．同种电荷时，实际距离会增大，如图(a)所示；异种电荷时，实际距离会减小，如图(b)所示．由于不能确定电性，所以无法确定静电力的大小．]6．如图2，足够大的光滑绝缘水平面上有三个带电质点，A 和C 围绕B 做匀速圆周运动，B 恰能保持静止，其中A 、C 两点与B 的距离分别是L 1和L 2，不计三质点间的万有引力，则A 和C 的比荷(电量与质量之比)之比应是( )图2A.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 22B.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 2L 12C.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 23D.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 2L 13 C [设A 和C 电量为q 1、q 2，质量为m 1、m 2，由B 分析，k q 1q B L 21＝k q 2q B L 22，可得：q 1q 2＝L 21L 22，质点A 和质点C 绕B 点做匀速圆周运动，具有相同的角速度ω，对A 分析，k q 1q B L 21－k q 1q 2(L 1＋L 2)2＝m 1ω2L 1；对C 分析：k q 2q B L 22－k q 1q 2(L 1＋L 2)2＝m 2ω2L 2，联立解得q 1m 1∶q 2m 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 23，选项C 正确．] 7.如图3所示，三个完全相同的金属小球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上，a与c带正电，b带负电，a所带电量的大小比b的小．C受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是()图3A．F1B．F2C．F3D．F4B[根据a、b、c三者的电性可知，a对c是斥力，b对c是引力，如果三者的电荷量相等，则a对c的斥力大于等于b对c的引力，且两个力的夹角为120°，则合力的方向为F1方向．现在由于a带电荷量比b的带电荷量少，则b对c的引力大于a对c的斥力，此二力的合力方向是由F1偏向电荷b，故应是F2的方向，选项B正确．]8．原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后，得知甲物体带正电荷1.6×10－15C，丙物体带电荷量的大小为8×10－16 C．则对于最后乙、丙两物体的带电情况，下列说法中正确的是()A．乙物体一定带有负电荷8×10－16 CB．乙物体可能带有负电荷2.4×10－15 CC．丙物体一定带有正电荷8×10－16 CD．丙物体一定带有负电荷8×10－16 CAD[由于甲、乙、丙原来都不带电，即都没有净电荷，甲、乙摩擦导致甲失去电子带1.6×10－15 C的正电荷，乙物体得到电子而带1.6×10－15 C的负电荷；乙物体与不带电的丙物体相接触，从而使一部分负电荷转移到丙物体上，故可知乙、丙两物体都带负电荷，由电荷守恒可知乙最终所带负电荷为1.6×10－15 C－8×10－16 C＝8×10－16 C，故A、D正确．]9.如图4是消除烟气中煤粉的静电除尘器示意图，它由金属圆筒和悬在管中的金属丝B组成，带煤粉的烟气从下方进气口进入，煤粉带负电，脱尘后从上端排气孔排出，要让除尘器正确工作，应该是()图4A．AB应接直流电源，且A为正极B．AB应接交流电源，且B接火线C．其外壳A应接地，原因是以防触电D．其外壳A应接地，其原因是导走电荷以防爆炸AC[AB应接直流电源，由于煤粉带负电，故A应为正极，A正确，B错误．外壳A 接地原因是防止触电为了安全，C正确，D错误．]10．如图5所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球A、B、C(可视为点电荷)，三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下静止，则以下判断正确的是()图5A．A对B的静电力一定是引力B．A对B的静电力可能是斥力C．A的电量可能比B少D．A的电量一定比B多AD[根据电场力方向来确定各自电性，从而得出“两同夹一异”的规律，AB间的作用力应为引力，故A正确，B错误；根据库仑定律来确定电场力的大小，并由平衡条件来确定各自电量的大小，因此在大小上一定为“两大夹一小”，故C错误，D正确．故选AD.]11.如图6所示，可视为点电荷的小球A、B分别带负电和正电，B球固定，其正下方的A球静止在绝缘斜面上，则A球受力个数可能为()图6A．2B．3C．4D．5AC[对A受力分析，可知A一定受重力和B对A的库仑引力，若满足二力等大反向，则不需要A和斜面间的相互作用，即A可能受到2个力的作用，故A正确；若向上的库仑引力小于重力，则A会受到斜面的支持力，若要合力为零而处于平衡状态，必须还要受一沿斜面向上的摩擦力，即A可能受四个力的作用，故C正确．]12．竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，小球A、B带有同种电荷．现用指向墙面的水平推力F作用于小球B，两球分别静止在竖直墙和水平地面上，如图7所示．如果将小球B向左推动少许，当两球重新达到平衡时，与原来的平衡状态相比较()图7A．推力F将变大B．竖直墙面对小球A的弹力变大C．地面对小球B的支持力不变D．两小球之间的距离变大CD[以A球为研究对象，分析受力，作出力图如图1所示．图1图2设B对A的库仑力F库与墙壁的夹角为θ，由平衡条件得竖直墙面对小球A的弹力为：N1＝m A g tan θ，将小球B向左推动少许时θ减小，则竖直墙面对小球A的弹力N1减小，故B错误．再以A、B整体为研究对象，分析受力如图2所示，由平衡条件得：F＝N1，N2＝(m A＋m B)g，则F减小，地面对小球B的支持力一定不变，故A错误，C正确．由上分，θ减小，cos θ增大，F库减小，根据库仑定律分析得知，两球之析得到库仑力F库＝m A gcos θ间的距离增大，故D正确．故选CD.]二、非选择题(本题共4小题，共40分，按题目要求作答)13. (10分)如图8所示，一质量为m的带电小球A用长度为l的绝缘丝质细线悬挂于天花板上的O点，在O点的正下方处的绝缘支架上固定一个带与A同种电荷的小球B，两个带电小球都可视为点电荷．已知小球A静止时丝线OA与竖直方向的夹角为60°，设丝线中拉力为T，小球所受库仑力为F，求拉力T与库仑力F分别为多少．(重力加速度g已知)图8【解析】对小球A受力分折，如图所示：图中力三角形与几何三角形△OBA相似，故：F＝mg，T＝mg.【答案】T＝mg F＝mg14．(10分)如图9所示，正电荷q1固定于半径为R的半圆光滑轨道圆心处，将另一带正电、电量为q2、质量为m的小球，从轨道的A处无初速释放，求：图9(1)小球运动到最低点B点的速度大小；(2)小球在B点对轨道的压力．【解析】 (1)带电小球在半圆光滑轨道上运动时，库仑力不做功，故机械能守恒，则mgR ＝12m v 2B解得v B ＝2gR .(2)小球到达B 点时，受到重力mg 、库仑力F 和支持力F N ，由圆周运动和牛顿第二定律得F N －mg －k q 1q 2R 2＝m v 2R解得F N ＝3mg ＋k q 1q 2R 2根据牛顿第三定律，小球在B 点时对轨道的压力为F ′N ＝F N ＝3mg ＋k q 1q 2R 2，方向竖直向下．【答案】 (1)2gR (2)3mg ＋k q 1q 2R 215．(10分)真空中有两个相距r 的点电荷A 和B ，带电荷量分别为q 1＝＋q ，q 2＝＋4q ，再放入一个点电荷q 3，三个点电荷皆可自由移动，在什么位置放入第三个点电荷q 3可使三个电荷都处于平衡状态，q 3的电荷量为多少？【解析】由于A 、B 带同种电荷，根据两同夹异可知，第三个点电荷应放在电荷A 、B 之间，设q 3到q 1点距离为r 1，对q 3受力分析，有k qq 3r 21＝k 4qq 3(r －r 1)2，解得r 1＝r 3 对q 1受力分析，有k qq 3r 21＝k 4qq r 2，解得q 3＝49q . 【答案】在A 、B 之间到A 点距离为r 3的位置放入第三个点电荷q 3可使三个电荷都处于平衡状态，q 3的电荷量为49q16．(10分)如图10所示，倾角为30°的直角三角形的底边BC 长为2L ，处在水平位置，O 为底边中点，直角边AB 为光滑绝缘导轨，OD 垂直AB .现在O 处固定一带正电的物体，让一质量为M 、带正电的小球从导轨顶端A 由静止开始滑下(始终不脱离导轨)，测得它滑到D 处受到的库仑力大小为F ，求它滑到B 处的速度和加速度的大小．(重力加速度为g )图10 【解析】带电小球沿光滑绝缘轨道从A 运动到B 的过程中，受到重力Mg 、轨道支持力N 及库仑斥力F 三个力的作用，其中支持力不做功，库仑斥力关于D 点对称，所做的功等效于零，即W F ＝0由动能定理可得：W G ＝Mg ·(2L cos 30°)·sin 30°＝12M v 2B解得：v B ＝3gL带电小球受到的合外力沿轨道AB 斜向下，因为带电小球在D 点受到的库仑力为F ＝k Q 1Q 2⎝ ⎛⎭⎪⎫L 22＝4k Q 1Q 2L 2，根据库仑定律求得在B 处受到的库仑力为 F ′＝k Q 1Q 2L 2＝F 4小球受到的合外力为F 合＝Mg cos 60°＋F ′cos 30°即12Mg ＋32×F 4＝Ma 则a ＝12g ＋3F 8M .【答案】 3gL 12g ＋3F 8M章末综合测评(二) 电场与示波器(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～12题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．如图1所示，在x 轴上相距为L 的两点固定两个等量异种点电荷＋Q 、－Q ，虚线是以＋Q 所在点为圆心、L 2为半径的圆，a 、b 、c 、d 是圆上的四个点，其中a 、c 两点在x轴上，b 、d 两点关于x 轴对称．下列判断错误的是( )图1 A ．b 、d 两点处的电势相同B ．四个点中c 点处的电势最低C ．b 、d 两点处的电场强度相同D ．将一试探电荷＋q 沿圆周由a 点移至c 点，＋q 的电势能减小C [由等量异种点电荷的电场线分布及等势面特点知，A 、B 正确，C 错误．四点中a 点电势大于c 点电势，正电荷在电势越低处电势能越小，故D 正确．]2.电场中等势面如图2所示，下列关于该电场的描述正确的是( )图2 A ．A 点的电场强度比C 点的小B ．负电荷在A 点的电势能比在C 点的电势能大C ．电荷沿等势面AB 移动的过程中，电场力始终不做功D ．正电荷由A 移动到C ，电场力做负功C [由等势面与电场线密集程度的关系可知，等势面越密集的地方电场强度越大，故A 点的电场强度比C 点的大，A 错误；负电荷在电势越高的位置电势能越小，故B 错误；沿等势面移动电荷，电场力不做功，故C 正确；正电荷由A 移动到C ，电场力做正功，故D 错误．]3.如图3所示是一个匀强电场的等势面，每两个相邻等势面相距2 cm ，由此可以确定电场强度的方向和数值是( )图3A ．竖直向下，E ＝100 V/mB ．水平向左，E ＝100 V/mC ．水平向左，E ＝200 V/mD ．水平向右，E ＝200 V/m B [由电势降低最快的方向就是电场强度的方向以及电场线与等势面垂直的特点可知，电场强度方向水平向左，又由E ＝U d 得E ＝ 2 V 2×10－2 m＝100 V/m ，故B 正确．] 4．一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电容C 和两极板间的电势差U 的变化情况是( )A ．C 和U 均增大B ．C 增大，U 减小C ．C 减小，U 增大D ．C 和U 均减小B [由C ＝εS 4πkd 知，S 和d 不变，插入电介质时，ε增大，电容增大，由C ＝Q U 可知：Q 不变时，C 增大，则两板间的电势差U 一定减小，故选B.]5.如图4所示，质量相等的两个带电液滴1和2从水平方向的匀强电场中O 点自由释放后，分别抵达B 、C 两点，若AB ＝BC ，则它们带电荷量之比q 1∶q 2等于( )图4A ．1∶2B ．2∶1C ．1∶ 2 D.2∶1B [竖直方向有h ＝12gt 2，水平方向有l ＝qE 2m t 2，联立可得q ＝mgl Eh ，所以有q 1q 2＝21，B 对．] 6．如图5所示，匀强电场方向平行于xOy 平面，在xOy 平面内有一个半径为R ＝5 m 的圆，圆上有一个电荷量为q ＝＋1×10－8 C 的试探电荷P ，半径OP 与x 轴正方向的夹角为θ，P 沿圆周移动时，其电势能E p ＝2.5×10－5sin θ(J)，则( )图5A．x轴位于零势面上B．电场强度大小为500 V/m，方向沿y轴正方向C．y轴位于零势面上D．电场强度大小为500 V/m，方向沿x轴正方向A[由E p＝2.5×10－5sin θ(J)知，x轴上的电势能为0，是零势面，电场线沿y轴方向，A对，C错；当θ＝90°时，E p＝2.5×10－5 J＝EqR，解得E＝500 V/m，方向沿y轴负方向，B、D错．]7．如图6所示，两平行金属板间有一匀强电场，板长为L，板间距离为d，在板右端L处有一竖直放置的光屏M，一带电荷量为q，质量为m的质点从两板中央射入板间，最后垂直打在M屏上，则下列结论正确的是()图6A．板间电场强度大小为mg/qB．板间电场强度大小为mg/2qC．质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等D．质点在板间的运动时间大于它从板的右端运动到光屏的时间C[根据质点垂直打在M屏上可知，质点在两板中央运动时向上偏转，在板右端运动时向下偏转，mg<qE，选项A、B错误；根据运动的分解和合成，质点沿水平方向做匀速直线运动，质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等，选项C正确，D错误．]8．一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C点运动到D点，其vt图像如图7所示，则下列说法中正确的是()图7A．A点的电场强度一定大于B点的电场强度B．粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能C．CD间各点电场强度和电势都为零D．AB两点间的电势差大于CB两点间的电势差AB[由图线可看出，A点的图线的斜率大于B点的斜率，即A点的加速度大于B点，故A点的电场强度一定大于B点的电场强度，选项A正确；在B点的速度大于在A点的速度，故从A到B动能增加，电势能减小，即粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能，选项B正确；从C到D粒子做匀速运动，故CD间各点电场强度为零，电势相等但不一定为零，选项C错误；从A到B和从B到C粒子动能的变化量相同，故电场力做功相同，即AB两点间的电势差等于CB两点间的电势差，选项D错误．]9．某电容式话筒的原理如图8所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属极板，对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动，当P、Q间距离增大时，()图8A．P、Q构成的电容器的电容减小B．P上电荷量保持不变C．有电流自M经R流向ND．PQ间的电场强度不变AC[根据电容器的决定式C＝εS4πkd可知，当P、Q间距离d增大时，P、Q构成的电容器的电容减小，选项A正确；因两板间电势差不变，则根据Q＝CU可知P上电荷量减小，选项B错误；电容器上的电量减小时，电容器放电，则有电流自M经R流向N，选项C正确；由于U不变，d增大，根据E＝Ud知，PQ间的电场强度减小，选项D错误．] 10．如图9甲所示，电子静止在两平行金属板A、B间的a点，t＝0时刻开始A板电势按如图9乙所示规律变化，则下列说法中正确的是()甲乙图9A．电子可能在极板间做往复运动B．t1时刻电子的动能最大C．电子能从小孔P飞出，且飞出时的动能不大于eU0D．电子不可能在t2～t3时间内飞出电场BC[t＝0时刻B板电势比A板高，电子在t1时间内向B板加速，t1时刻加速结束；在t1～t2时间内电子减速，由于对称，在t2时刻速度恰好为零，接下来，电子重复上述运动，所以电子一直向B板运动，直到从小孔P穿出，A错误；无论电子在什么时刻穿出P 孔，t1时刻电子都具有最大动能，B正确；电子穿出小孔P的时刻不确定，但穿出时的动能不大于eU0，C正确，D错误．]11．如图10所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径MN水平，a、b是两个完全相同的带正电小球(视为点电荷)，b固定在M点，a从N点静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q(图中未画出)时速度为零，则小球a()图10A．从N到Q的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小B．从N到P的过程中，速率先增大后减小C．从N到Q的过程中，电势能一直增加D．从P到Q的过程中，动能减少量小于电势能增加量BC[小球a从N点释放一直到达Q点的过程中，a、b两球的距离一直减小，库仑力变大，a受重力不变，重力和库仑力的夹角从90°一直减小，故合力变大，选项A错误；小球a从N到P的过程中，速度方向与重力和库仑力的合力方向的夹角由小于90°到大于90°，故库仑力与重力的合力先做正功后做负功，a球速率先增大后减小，选项B正确；小球a由N到Q的过程中库仑力一直做负功，电势能一直增加，选项C正确；小球a从P 到Q的过程中，减少的动能转化为重力势能和电势能之和，故动能的减少量大于电势能的增加量，则选项D错误．]12．如图11所示，有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的质点，由两水平极板正中，以相同的初速度v0，先后垂直匀强电场射入，并分别落在负极板上甲、乙、丙三处，可以判断()图11A．甲处质点带正电，乙处质点不带电，丙处质点带负电B．三个质点在电场中的运动时间相等C．三个质点在电场中的加速度a甲>a乙>a丙D．三个质点到达负极板的动能E丙>E乙>E甲AC[三个质点均做类平抛运动，它们在水平方向上的分运动相同，都是以初速度v0做匀速直线运动，在竖直方向上均做初速度的匀加速直线运动，但它们下落的加速度不同，不带电的质点的加速度大小等于g，带正电质点的加速度大于g，带负电质点的加速度小于g，下落高度相同，下落时间与加速度大小有关，根据公式h＝12可得t＝2h a，可见，2at加速度越小，下落时间越长，所以t负>t不带电>t正，又因为它们的水平位移s＝v0t，所以s 负>s不带电>s正，选项A、C正确，B错误；因为三个质点到达负极板的过程中，电场力对带正电质做正功，机械能增大，对带负电质点做负功，机械能减小，对不带电质点不做功，机械能不变，所以它们的动能E甲>E乙>E丙，选项D错误．]二、非选择题(本题共4小题，共40分，按题目要求作答)13. (10分)平行的带电金属板A、B间是匀强电场，如图12所示，两板间距离是5 cm，两板间的电压是60 V．试问：图12(1)两板间的电场强度是多大？(2)电场中有P1和P2两点，P1点离A板0.5 cm，P2点离B板也是0.5 cm，P1和P2两点间的电势差为多大？(3)若B板接地，P1和P2两点的电势各是多少伏？【解析】(1)根据公式E＝Ud代入数据得E＝605×10－2V/m＝1 200 V/m.(2)P1P2沿电场方向的距离为：d12＝5 cm－(0.5＋0.5) cm＝4 cm根据公式U12＝Ed12＝1 200×4×10－2 V＝48 V.(3)由公式φ1－φB＝Ed1B＝1 200×(4.5×10－2) V＝54 V得φ1＝54 V.同理φ2－φB＝Ed2B＝1 200×0.5×10－2 V＝6 V得φ2＝6 V.【答案】(1)1 200 V/m(2)48 V (3)54 V 6 V14. (10分)如图13所示，质量为m、电荷量为e的粒子从A点以v0的速度垂直电场线沿直线AO方向射入匀强电场，由B点飞出电场时速度方向与AO方向成45°角，已知AO 的水平距离为d，不计重力，求：图13(1)从A点到B点所用的时间；(2)粒子在B点的速度大小；(3)匀强电场的电场强度大小．【解析】(1)粒子从A点以v0的速度沿垂直电场线方向射入电场，水平方向做匀速直线运动，则有：t＝dv0.(2)由B点飞出电场时速度方向与AO方向成45°角，则粒子在B点的速度大小v＝2v0.(3)根据牛顿第二定律得：a ＝eE m将粒子射出电场的速度v 进行分解，则有v y ＝at ＝eE m ·d v 0＝eEd m v 0又v y ＝v 0tan 45°联立解得E ＝m v 20ed .【答案】 (1)d v 0(2)2v 0 (3)m v 20ed 15．(10分)如图14所示，一个带正电的粒子以平行于x 轴正方向的初速度v 0从y 轴上a 点射入第一象限内，为了使这个粒子能经过x 轴上定点b ，可在第一象限的某区域内加一方向沿y 轴负方向的匀强电场．已知所加电场的场强大小为E ，电场区域沿x 方向的宽度为s ，Oa ＝L ，Ob ＝2s ，粒子的质量为m ，带电量为q ，重力不计，试讨论电场的左边界与b 的可能距离．图14【解析】设电场左边界到b 点的距离为Δx ，已知电场宽度为s ，Ob ＝2s ，分以下两种情况讨论： (1)若粒子在离开电场前已到达b 点，如图甲所示，即Δx ≤s ，则Δx ＝v 0ty ＝L ＝qE 2m t 2联立解得Δx ＝2m v 20LqE .(2)若粒子离开电场后做匀速直线运动到达b 点，如图乙所示，即s <Δx ≤2s ，则s ＝v 0t ，y ＝qE 2m t 2由几何关系知tan θ＝qEm t v 0＝L －y Δx －s 联立解得Δx ＝m v 20L qEs ＋s 2.【答案】见解析16．(10分)如图15所示，两块相同的金属板正对着水平放置，板间距离为d .当两板间加电压U 时，一个质量为m 、电荷量为＋q 的带电粒子，以水平速度v 0从A 点射入电场，经过一段时间后从B 点射出电场，A 、B 间的水平距离为L ，不计重力影响．求：图15(1)带电粒子从A 点运动到B 点经历的时间；(2)带电粒子经过B 点时速度的大小；(3)A 、B 间的电势差．【解析】 (1)带电粒子在水平方向做匀速直线运动，从A 点到B 点经历时间t ＝L v 0. (2)带电粒子在竖直方向做匀加速直线运动，板间场强大小E ＝U d加速度大小a ＝qE m ＝qU md经过B 点时粒子沿竖直方向的速度大小v y ＝at ＝qU md ·L v 0带电粒子在B 点速度的大小v ＝v 20＋q 2U 2L 2m 2d 2v 20. (3)粒子从A 点运动到B 点过程中，据动能定理得：qU AB ＝12m v 2－12m v 20A 、B 间的电势差U AB ＝12m v 2－12m v 20q ＝qU 2L 22md 2v 20. 【答案】 (1)L v 0 (2)v 20＋q 2U 2L 2m 2d 2v 20 (3)qU 2L 22md 2v 20章末综合测评(三) 从电表电路到集成电路(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分．在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得4分，有选错的得0分)1．一台半导体收音机，电池供电的电流是8 mA ，也就是说( )A ．1 h 电池供给8 C 的电荷量B ．1 000 s 电池供给8C 的电荷量C ．1 s 电池供给8 C 的电荷量D ．1 min 电池供给8 C 的电荷量B [由q ＝It 可知，只有B 项正确．]2．氢原子核外只有一个电子，它绕氢原子核运动一周的时间约为2.4×10－16 s ，则下列说法正确的是( )①电子绕核运动的等效电流为6.7×10－4 A②电子绕核运动的等效电流为1.5×103 A③等效电流的方向与电子的运动方向相反④等效电流的方向与电子的运动方向相同A．①③B．①④C．②③D．②④A[根据电流的定义，等效电流为I＝qt＝6.7×10－4A，电流方向与电子运动方向相反．]3．有一段长1 m的电阻丝，电阻是10 Ω，现把它均匀拉伸到长为5 m，则电阻变为() A．10 ΩB．50 ΩC．150 ΩD．250 ΩD[设导体原来的横截面积为S1，长度原来为L1，拉长后横截面积为S2，长度为L2.由体积V＝SL得，V不变，L与S成反比．长度之比L1∶L2＝1∶5，则S1∶S2＝5∶1.根据电阻定律R＝ρLS得，R2∶R1＝25∶1则电阻变为250 Ω.故选D.]4．神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类，现代生物学认为，髓鞘是由多层类脂物质——髓质累积而成，具有很大的电阻，经实验测得髓质的电阻率为ρ＝8×106 Ω·m.某生物体中某段髓质神经纤维可看作高20 cm、半径为4 cm的圆柱体，当在其两端加上电压U＝100 V时，该神经发生反应，则引起神经纤维产生感觉的最小电流为()A．0.31 μA B．0.62 μAC．0.15 μA D．0.43 μAA[由R＝ρLS得R≈3.18×108 Ω，所以I＝UR≈0.31 μA.]5.如图1所示是将滑动变阻器作分压器用的电路，A、B为分压器的输出端，R是负载电阻，电源电压为U保持恒定，滑动片P位于变阻器的中央，下列判断错误的是()图1A．空载(不接R)时，输出电压为U 2B．接上负载R时，输出电压小于U 2C．负载电阻R的阻值越大，输出电压越低D．接上负载R后，要使输出电压为U2，滑动片P须向上移动至某一位置C[空载时，输出电压为U2；接上负载R时，R与滑动变阻器的下半部分并联，再与滑动变阻器的上半部分串联，因为并联电路的总电阻总要小于任一支路的电阻，而串联电路中各支路的电压与电阻成正比，所以接R时，输出电压小于U2；负载R阻值越大，并联电路总阻值也大，输出电压就高；若还输出U2的电压，需上移滑片P以增大并联电阻．] 6．两只电流表和是由完全相同的电流计改装而成的，的量程是3 A，的量程。

2020年沪科版高中物理选修3-1全册综合测试题含答案

2020年沪科版高中物理选修3-1全册综合测试题本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。

第Ⅰ卷一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)1.下列关于磁场的说法正确的是()A．沿着磁感线的方向磁场越来越弱B．磁感线从N极出发到S极终止C．不论在什么情况下，磁感线都不会相交D．只有磁体周围才会产生磁场2.如图所示，MN是电场中的一条电场线，一电子从a点运动到b点速度在不断地增大，则下列结论中正确的是()A．该电场是匀强电场B．电场线的方向由N指向MC．电子在a处的加速度小于在b处的加速度D．因为电子从a到b的轨迹跟MN重合，所以电场线就是带电粒子在电场中的运动轨迹3.如图，由均匀的电阻丝组成的等边三角形导体框，垂直磁场放置，将AB两点接入电压恒定的电源两端，通电时电阻丝AB段受到的安培力为F，则此时三根电阻丝受到的合安培力大小为()A．FB． 1.5FC． 2FD． 3F4.在匀强磁场中固定一平行光滑导轨，导轨平面与水平面的夹角为α，有一根长为L、质量为m的导体棒垂直导轨放置，如图所示，当通以图示方向的电流I后，导体棒恰能保持静止，若要求磁感应强度B的值最小，重力加速度为g，则应有（）A．B=mg方向竖直向上B．B= mg，方向垂直斜面向上C．B=方向垂直斜面向上D．B=，方向垂直导体棒向左5.如图所示：一个带负电的金属圆环处于竖直平面内，可以绕过其圆心的水平轴高速旋转，当它不动时，放在它左右侧的小磁针处于静止状态，当金属圆盘从左向右看逆时针高速旋转时，小磁针的N极将()A．不偏转B．均向左偏转C．均向右旋转D．左侧小磁针N极向左偏转，右侧小磁针N极向右偏转6.当放在同一平面内的长直导线MN和金属框通以如图所示电流时，MN固定不动，金属框的运动情况是()A．金属框将靠近MNB．金属框将远离MNC．金属框将以xx′为轴转动D．金属框将以yy′为轴转动7.如图所示，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a，b、c三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是()A．a，b、c的N极都向纸里转B．b的N极向纸外转，而a、c的N极向纸里转C．b、c的N极都向纸里转，而a的N极向纸外转D．b的N极向纸里转，而a、c的N极向纸外转8.如图所示，在匀强电场E中，一带电粒子(不计重力)－q的初速度v0恰与电场线方向相同，则带电粒子－q在开始运动后，将()A．沿电场线方向做匀加速直线运动B．沿电场线方向做变加速直线运动C．沿电场线方向做匀减速直线运动D．偏离电场线方向做曲线运动9.两盏电灯串联如图所示，电源电压是6 V．闭合开关以后，电灯不亮，导线都是好的．用电压表测A、B间和B、C间的电压都是0，而测得C、D间的电压是6 V．则故障可能是()A． L1断路B． L2断路C．开关没接通D．以上都有可能10.电场中有A、B两点，在将某电荷从A点移到B点的过程中，电场力对该电荷做了正功，则下列说法中正确的是()A．该电荷是正电荷，且电势能减少B．该电荷是负电荷，且电势能增加C．该电荷电势能增加，但不能判断是正电荷还是负电荷D．该电荷电势能减少，但不能判断是正电荷还是负电荷11.如图所示，光滑绝缘半球形的碗固定在水平地面上，可视为质点的带电小球1、2的电荷分别为Q1、Q2，其中小球1固定在碗底A点，小球2可以自由运动，平衡时小球2位于碗内的B位置处，如图所示．现在改变小球2的带电量，把它放置在图中C位置时也恰好能平衡，已知AB弦是AC 弦的两倍，则()A．小球在C位置时的电量是B位置时电量的一半B．小球在C位置时的电量是B位置时电量的四分之一C．小球2在B点对碗的压力大小等于小球2在C点时对碗的压力大小D．小球2在B点对碗的压力大小大于小球2在C点时对碗的压力大小12.在商店选购一个10 μF电容器，在只有一台多用电表的情况下，为了挑选一个优质产品，应选用哪个量程：①直流电压挡；②直流电流挡；③欧姆挡；④交流电压挡．选好量程以后，再将多用电表两根测试笔接待检电容器，如果电容器是优质的，电表指针应该：⑤不偏转；⑥偏转至最右边；⑦偏转至中值；⑧偏转一下又返回至最左边．正确的选项是()A．①⑤B．①⑥C．③⑤D．③⑧13.一个磁场的方向如图所示，一个小磁针被放入磁场中，最后小磁针N极将()A．向右B．向左C．向上D．向下14.如图所示，用两根同样的绝缘细线把甲、乙两个质量相等的带电小球悬挂在同一点上，甲、乙两球均处于静止状态．已知两球带同种电荷，且甲球的电荷量大于乙球的电荷量，F1、F2分别表示甲、乙两球所受的库仑力，则下列说法中正确的是()A．F1一定大于F2B．F1一定小于F2C．F1与F2大小一定相等D．无法比较F1与F2的大小15.磁性是物质的一种普遍属性，大到宇宙星体，小到电子、质子等微观粒子，几乎都会有磁性，地球就是一个巨大的磁体．在一些生物体内也会含有微量磁性物质，鸽子就是利用这种体内外磁性的相互作用来辨别方向的．若在鸽子身上绑一块永久磁铁，且其产生的磁场比附近的地磁场强的多，则在长距离飞行中()A．鸽子仍能如平时一样辨别方向B．鸽子会比平时更容易的辨别方向C．鸽子会迷失方向D．不能确定鸽子是否会迷失方向16.如图所示，两个带电量相同的粒子以相同的速度垂直于电场方向从同一点射入平行板M、N间的匀强电场．不计重力，最后粒子1打在N板中点，粒子2打在N板边缘．这两个粒子的质量之比m1：m2为()A． 1∶4B． 4∶1C． 2∶1D． 1∶217.三根平行的长直导体棒分别过正三角形ABC的三个顶点，并与该三角形所在平面垂直，各导体棒中均通有大小相同的电流，方向如图所示，则三角形的中心O处的合磁场方向为()A．平行于AB，由A指向BB．平行于BC，由B指向CC．平行于CA，由C指向AD．由O指向C18.有一场强方向与x轴平行的静电场，电势φ随坐标x的变化的图线如图所示，如规定x轴正方向为场强的正方向，则该静电场的场强E随x变化的图线应是图中的哪一个？()A．B．C．D．19.在静电场中，将一电子从a点移至b点，静电力做功5 eV，则下列结论正确的是()A．电场强度的方向一定由b到aB．a、b两点的电势差是5 VC．电子的电势能减少了5 eVD．因电势能零点未确定，故不能确定a、b间的电势差20.下列哪个措施是为了防止静电产生的危害()A．在高大的烟囱中安装静电除尘器B．静电复印C．在高大的建筑物顶端装上避雷针D．静电喷漆第Ⅱ卷二、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)21.把一带电量为2.0×10－9C的负电荷由A移到B电场力做功4×10－7J，把该电荷由B移到C克服电场力做功为9.0×10－7J．求(1)C、A两点间的电势差(2)若取B点电势为零，则A、C两点的电势．22.光滑绝缘导轨，与水平面成45°角，两个质量均为m，带等量同种电荷的小球A、B，带电量均为q，静止于导轨的同一水平高度处，如图所示. 求两球之间的距离．23.一硫酸铜电解槽的横截面积为2 m2，在0.04 s内若相向通过同一横截面的铜离子和硫酸根离子分别为5.625×1018个和4.735×1018个，则电解槽中的电流是多大？方向如何？24.如图所示，坐标系xOy在竖直平面内，x轴正方向水平向右，y轴正方向竖直向上．y＜0的区域有垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B；在第一象限的空间内有与x轴平行的匀强电场（图中未画出）；第四象限有与x轴同方向的匀强电场；第三象限也存在着匀强电场（图中未画出）．一个质量为m、电荷量为q的带电微粒从第一象限的P点由静止释放，恰好能在坐标平面内沿与x轴成θ=30°角的直线斜向下运动，经过x轴上的a点进入y＜0的区域后开始做匀速直线运动，经过y轴上的b点进入x＜0的区域后做匀速圆周运动，最后通过x轴上的c点，且Oa=Oc．已知重力加速度为g，空气阻力可忽略不计，求：（1）第一象限电场的电场强度E1的大小及方向；（2）带电微粒由P点运动到c点的过程中，其电势能的变化量大小；（3）带电微粒从a点运动到c点所经历的时间．答案1.【答案】C【解析】磁感线的疏密表示磁场的强弱，A错误；在磁体的外部，磁感线从N极出发到S极，在磁体的内部，磁感线从S极出发到N极，B错误；空间中某点的磁场方向是唯一的，所以不论在什么情况下，磁感线都不会相交，C正确；电流周围也会产生磁场，D错误．2.【答案】B【解析】仅从一条直的电场线不能判断出该电场是否为匀强电场，因为无法确定电场线的疏密程度，所以该电场可能是匀强电场，可能是正的点电荷形成的电场，也可能是负的点电荷形成的电场，A错．电子从a到b做的是加速运动，表明它所受的静电力方向是由M指向N，由于电子所受的静电力方向跟场强方向相反，所以电场线的方向由N指向M，B对．由于无法判断电场的性质，因此不能比较电子在A、B两处所受静电力的大小，即不能比较加速度的大小，C错．电场线不是电荷运动的轨迹，只有在特定的情况下，电场线才可能与电荷的运动轨迹重合，D错．3.【答案】B【解析】AB受力：FAB＝BIL＝FACB受力：有效长度为L，电流为AB的电流的，则其受力为：BIL＝，二力方向相同，则合力为1.5F则B正确．4.【答案】C【解析】根据平衡条件，安培力F=mgsinα，方向平行于斜面向上，由左手定则知磁场方向垂直于导轨平面向上，结合安培力公式有：BIL=mgsinα得：B=5.【答案】C【解析】带负电金属圆环按如图所示方向旋转．则金属环的电流方向与旋转方向相反．再由右手螺旋定则可知磁极的方向：左端S极，右端N极．因此小磁针N极沿轴线向右．故C正确，A、B、D错误．6.【答案】A【解析】由右手螺旋定则判断出直导线的磁场，金属框在直导线右边，所处的磁场方向垂直纸面向里．由左手定则判断金属框四边的受力情况，上下两边大小相等，方向相反，左右两边方向也相反，但由于金属线框周围磁感应强度的大小与它到导线的距离成反比，金属框左边受力比右边受力大，合力向左，所以金属框向左运动靠近通电长直导线．7.【答案】B【解析】带负电荷的圆环顺时针转动，形成逆时针方向等效电流，根据安培定则，判断出环内、外的磁场方向，可知小磁针的转动方向．8.【答案】C【解析】在匀强电场E中，带电粒子所受静电力为恒力．带电粒子受到与运动方向相反的恒定的静电力作用，产生与运动方向相反的恒定的加速度，因此，带电粒子－q在开始运动后，将沿电场线做匀减速直线运动．9.【答案】C【解析】设想把电压表接在C、D间，由C、D间的电压是6 V可知，一定有电流流进电压表，进而可知干路一定不断，故选 C.事实上，我们也可以从电流的流经路线来分析，既然有电流流进电压表，则“正极→A点→L1→B点→L2→C点→电压表→D点→负极”一定是通路．同样也可选出正确答案C.10.【答案】D11.【答案】C【解析】对小球2受力分析，如图所示，小球2受重力、支持力、库仑力，其中F1为库仑力F和重力mg的合力，根据三力平衡原理可知，F1＝F N.由图可知，△OAB∽△BFF1设半球形碗的半径为R，AB之间的距离为L，根据三角形相似可知，＝＝即＝＝所以F N＝mg①F＝mg②当小球2处于C位置时，AC距离为，故F′＝F，根据库仑定律有：F＝k，F′＝k所以＝，即小球在C位置时的电量是B位置时电量的八分之一，故A、B均错误．由上面的①式可知F N＝mg，即小球2在B点对碗的压力大小等于小球2在C点时对碗的压力大小，故C正确，D错误．12.【答案】D【解析】若用电压、电流挡，则因无电源无法检测，故要用欧姆挡，刚接通时是充电过程，充电完毕后，相当于断路，电阻无穷大，故测量时指针先偏转一下又返回到最左边．13.【答案】A14.【答案】C【解析】甲、乙两球所受的库仑力属于作用力和反作用力，它们是大小相等，方向相反的，与带的电荷量的大小无关，所以C正确，A、B、D错误．15.【答案】C【解析】鸽子能准确的飞行靠的是地磁场，若在鸽子身上捆绑一块永磁体，会影响鸽子周围的磁场．16.【答案】A17.【答案】A【解析】根据右手螺旋定则，电流A在O产生的磁场平行于BC，且由C向B，电流B在O产生的磁场平行AC，且由A向C，电流C在O产生的磁场平行AB，且由A向B；由于三导线电流相同，到O点的距离相同，根据平行四边形定则，则合场强的方向平行于AB，由A指向B，故A正确，B、C、D错误．18.【答案】B【解析】0～2 m，电势φ升高，逆着电场线，则知电场线方向为x轴负方向，E是负的，故A、D 错误．0～2 m，E＝＝－V/m＝－2×104V/m2～10 m，E＝＝V/m＝1×104V/m10～12 m，E＝＝－2×104V/m，故B正确，C错误．19.【答案】C【解析】电子在移动过程中静电力做正功，电子的电势能减少，因此B错误，C正确；由于电场线方向不一定沿ab连线方向，故A错误；电场中两点间电势差为确定的数值，与电势能零点的选择无关，故D错误．20.【答案】C21.【答案】(1)－250 V；(2)－200 V，－450 V【解析】(1)由A移至C电场力做功：＝WAB＋WBC＝4×10－7J－9.0×10－7J＝－5×10－7JWACAC两点间电势差UAC＝＝V＝250 V则CA间电势差：UCA＝－250 V(2)UAB＝＝－200 V＝＝450 VUBC＝φA－φB UBC＝φB－φCUAB取φB＝0，则φC＝－450 V，φA＝－200 V22.【答案】q【解析】设两球之间的距离为x，相互作用的库仑力为F，则：F＝k由平衡条件得：F cos 45°＝mg sin 45°由以上两式解得：x＝q23.【答案】82.88A方向与铜离子定向移动的方向相同【解析】电解槽中的电流是铜离子和硫酸根离子分别向相反的方向运动形成的，因为铜离子带正电荷，硫酸根离子带负电荷，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，所以电流的方向与铜离子定向移动的方向相同．铜离子和硫酸根离子都是二价离子，每个离子的电荷量为q1＝q2＝2×1.6×10－19C设铜离子的个数为n1，硫酸根离子的个数为n2，所以I＝＝＝A＝82.88 A.24.【答案】（1）第一象限电场的电场强度E1的大小，方向水平向左．（2）带电微粒由P点运动到c点的过程中，其电势能的变化量大小为．（3）带电微粒从a点运动到c点所经历的时间为．【解析】（1）在第一象限内，带电微粒从静止开始沿Pa做匀加速直线运动，受重力mg和电场力qE1的合力一定沿Pa方向，电场力qE1一定水平向左．带电微粒在第四象限内受重力mg、电场力qE2和洛仑兹力qvB做匀速直线运动，所受合力为零．分析受力可知微粒所受电场力一定水平向右，故微粒一定带正电．所以，在第一象限内E1方向水平向左（或沿x轴负方向）．根据平行四边形定则，有mg=qE1tanθ解得．（2）带电粒子从a点运动到c点的过程中，速度大小不变，即动能不变，且重力做功为零，所以从a点运动到c点的过程中，电场力对带电粒子做功为零．由于带电微粒在第四象限内所受合力为零，因此有qvB cosθ=mg带电粒子通过a点的水平分速度v x=v cosθ=mg/Bq带电粒子在第一象限时的水平加速度a x=带电粒子在第一象限运动过程中沿水平方向的位移x=由P点到a点过程中电场力对带电粒子所做的功W电=qE1x=因此带电微粒由P点运动到c点的过程中，电势能的变化量大小△E电=（3）在第三象限内，带电微粒由b点到c点受重力mg、电场力qE3和洛仑兹力qvB做匀速圆周运动，一定是重力与电场力平衡，所以有qE3=mg设带电微粒做匀速圆周运动的半径为R，根据牛顿第二定律，有qvB=带电微粒做匀速圆周运动的周期带电微粒在第三象限运动的轨迹如图所示，连接bc弦，因Oa=Oc，所以△abc为等腰三角形，即∠Ocb=∠Oab=30°．过b点做ab的垂线，与x轴交于d点，因∠Oba=60°，所以∠Obd=30°，因此△bcd为等腰三角形，bc弦的垂直平分线必交于x轴上的d点，即d点为轨迹圆的圆心．所以带电粒子在第四象限运动的位移x ab=R cotθ=R其在第四象限运动的时间t1=由上述几何关系可知，带电微粒在第三象限做匀速圆周运动转过的圆心角为120°，即转过圆周，所以从b到c的运动时间t2=因此从a点运动到c点的时间t=t1+t2=。

高中物理(沪科版选修3-1)学业分层测评：第1章静电与生活含答案

①静电除尘②静电喷涂③静电复印④雷雨天高大树木下避雨⑤飞机上的静电⑥电视荧屏上常有一层灰尘【解析】有利的是静电除尘、静电喷涂、静电复印，有害的是雷雨天到高大树木下避雨、电视机屏上的灰尘、飞机上的静电．【答案】有利的是①、②、③，有害的是④、⑤、⑥9．(多选)下列哪些措施是为了防止静电的危害( )A．油罐车的后边有条铁链搭到地上B．农药喷洒飞机喷洒的农药雾滴带正电C．家用电器如洗衣机接有地线D．手机一般都装有天线【解析】油罐车的后边有条铁链搭到地上，目的是把油罐车产生的静电荷导到地下，保证油罐车的安全，家用电器也一样，A、C 对．农药喷洒飞机喷洒的农药雾滴带正电，而叶子上都带有负电，农药不会被风吹走，B错误．手机接有天线的目的是为了很好地接收信号，D错误．【答案】AC10．(多选)如图133为静电除尘器除尘原理的示意图．尘埃在电场中通过某种机制带电，在静电力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的，下列表述正确的是( )【导学号：29682045】图133A．到达集尘极的尘埃带正电荷B．到达集尘极的尘埃带负电荷C．尘埃可以带负电，也可带正电D．放电极带负电荷【解析】集尘极接电源正极，带正电荷，故尘埃应带负电荷，B 正确，放电极接电源负极，带负电荷，故D正确．【答案】BD11．(多选)如图134所示，在玻璃管中心轴上安装一根直导线，玻璃管外绕有线圈，直导线的一端和线圈的一端分别跟感应圈的两放电柱相连，开始，感应圈未接通电源，点燃蚊香，让烟通过玻璃管冒出．当感应圈电源接通时，玻璃管中的导线和管外线圈间就会加上高电压，立即可以看到不再有烟从玻璃管中冒出来了，过一会儿还可以看到管壁吸附了一层烟尘，这是因为( )【导学号：29682046】图134A．烟尘在高压电场作用下带上了负电B．烟尘在高压电场作用下带上了正电C．带负电的烟尘吸附在玻璃管壁上，因此看不到有烟冒出D．带正电的烟尘吸附在直导线上，因此看不到有烟冒出【解析】烟尘在直导线和管外线圈形成的高压电场作用下，带上了负电．带负电的烟尘颗粒在电场力作用下被吸附到了与带正电的线圈紧密接触的玻璃管壁上，因此看不到有烟冒出，A、C项正确．【答案】AC12．某同学设计了一个证明电荷守恒的实验，实验装置如图135所示．实验步骤如下：图135(1)用一根细金属丝连接两只相同的验电器，让带电的有机玻璃棒靠近右侧验电器，两只验电器的箔片均张开，为什么？(2)在两只验电器的箔片均张开的情况下，先移走金属丝，再移走带电的有机玻璃棒，这时验电器的箔片是否保持张开状态？为什么？(3)再用金属丝连接两只验电器，将会出现什么现象？这个现象说明了什么？这个实验能证明电荷守恒吗？为什么？【解析】(1)当带电的有机玻璃棒靠近右侧验电器的金属球时，由于静电感应两验电器的金属球将带等量的异种电荷，从而使两验电器的金属箔片张开．(2)保持张开状态．因为验电器所带的电荷没有失去．箔片因电荷的斥力仍然处于张开状态．(3)验电器的金属箔片又重新闭合．说明两验电器所带电荷量相等，电性相反．能证明电荷守恒．因为它说明了电荷不是创造的，只。

沪科版高二物理选修3-1第五章练习题及答案

高二物理选修3-1第五章练习题命题人:袁亚林一、选择题1、关于磁感线，下列说法中正确的是A．磁感线是实际存在于磁场中的线B．磁感线上任意一点的切线方向，都跟该点的磁场方向一致C．磁感线是一条条不闭合的曲线D．磁感线有可能出现相交的情况2、从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有大量的高能带电粒子，若它们在毫无阻挡的情况下到达地球，将对地球上的生命造成巨大危害。

下列关于地磁场和上述宇宙射线的相关说法中，正确的是:A．在地球表面附近，地磁场对带电宇宙射线完全没有阻挡作用B．在地球表面附近，各处的地磁场对带电宇宙射线的阻挡作用强弱相同C．在赤道附近，地磁场将使垂直射向地球表面的带正电宇宙射线略向西偏D．在赤道附近，地磁场将使垂直射向地球表面的带正电宇宙射线略向东偏3、在赤道上从东向西水平发射的一束电子流，受地磁场的作用，电子流将偏向A．上方 B．下方 C．北方 D．南方4．如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直。

线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc=∠bcd=1350。

流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。

导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力( )A．方向沿纸面向上，大小为(+1)ILBB．方向沿纸面向上，大小为(-1)ILBC．方向沿纸面向下，大小为(+1)ILBD．方向沿纸面向下，大小为(-1)ILB5、如图,一水平导轨处在方向斜向左上方、与水平方向成60°的磁场中，磁场作用下一根通有恒定电流的金属棒在导轨上向右做匀速滑动，现将磁场方向顺时针缓慢转动30°，在此过程中金属棒始终保持向右匀速运动，则磁感应强度B的大小变化情况可能是A．一直变大 B．一直变小 C．先变大后变小 D．先变小后变大6、如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是A．水平向左 B．水平向右 C．竖直向下D．竖直向上7、绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套着一个铝环，线圈与电源、电键相连，如图所示．线圈上端与电源正极相连，闭合电键的瞬间，铝环向上跳起．若保持电键闭合，则( )A．铝环不断升高B．铝环停留在某一高度C．铝环跳起到某一高度后将回落D．如果电源的正、负极对调，观察到的现象不变8、如图所示，在倾角为a的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒。

2021年沪科版沪教版高中物理选修3-1试卷及答案

(选修3-1)年级:高二科目:物理命题人:牛虹(石油中学)一、选择题(共12题，每题4分，共48分。

每题至少有一个正确答案，全选对的4分，少选的得2分，选错的0分)1．如图所示，MN 是由负电荷产生的电场中的一条电场线。

一个带正电的粒子+q 非如电场后，在电场力的作用下沿曲线运动，先后通过a 、b 两点，则( )A ．电场强度E a 大于E bB ．电势U a 低于U bC ．粒子动能E ka 小于E kbD ．粒子的电势能E pa 低于E pb2．如图所示，Q 1、Q 2为两个被固定的正负点电荷，在它们的连线的延长线上有a 、b 、c 三点，a 是bc 的中点，其中a 点的电场强度恰好为零。

现有一正电荷q 以一定的初速度从b 点运动到c 点，则( )A ．电荷q 的电势能先减少后增加；B ．电荷q 的电势能先增加后减少；C ．电荷q 在b 、c 两点的加速度方向一定相反；D ．电荷q 在b 、c 两点的加速度大小一定相同。

3、如图2所示:a 、b 为平行金属板，静电计的外壳接地，合上开关S 后，静电计的指针张开一个较小的角度，能使角度a b+q MNa b c1+－A θv0增大的办法是( )使a、b板的距离增大一些使a、b板的正对面积减小一些断开S，使a、b板的距离增大一些D.断开S，使a、b板的正对面积减小一些4．示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图，如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的( )A．极板X应带正电B．极板X' 应带正电C．极板Y应带正电D．极板Y' 应带正电5．如图所示，一带负电q的油滴，从A点以速度v0与水平方向成θ角射入水平方向的匀强电场中，如测得油滴在电场中达到最高点B时的速度大小仍为v0，则B点的位置( )A．在A点的正上方B．在A点的左上方C．在A点的右上方 D．无法判断6．若在示波器的“Y输入”和“地”之间加上如图2-2所示的电压，而扫描范围旋钮置于“外X档”，则此时屏上应出现的情形是( )7. 光滑绝缘的水平面上有一正方形，其a 、b 、c 三个顶点上分别放置等量的正点电荷Q ．将一个电荷量为q 的正试探电荷分别放在正方形中心O 点和正方形的另一个顶点d 处，则以下叙述正确的有( )A ．q 在d 点具有的加速度方向与在O 点所具有加速度的方向相同B ．q 在d 点所具有的电势能大于其在O 点所具有的电势能C ．q 在d 点所受的电场力大于其在O 点所受的电场力D ．d 点的电势一定比O 点的电势低 8．如图所示电路中，将三个同样规格的灯泡接入电路中，当将滑动变阻器上的滑动头从开始的中点位置向右移动时，三个灯泡消耗功率的变化情况是( )A ．L 1减小B ．L 2增大C ．L 2减小D ．L 3增大9、十九世纪二十年代，以塞贝克(数学家)为代表的科学家已认识到:温度差会引起电流，安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设:地球磁场是由绕地球的环形UtA B C D图2-2a bc dO电流引起的。

沪科版高中物理选修3-1试题及答案解析

物理选修3——1试题（时间：90分钟满分：100分）一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确.全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1.如图所示,挂在绝缘细线下的小轻质通草球,由于电荷的相互作用而靠近或远离,所以A.甲图中两球一定带异种电荷B.乙图中两球一定带同种电荷C.甲图中至少有一个带电D.乙图中两球至少有一个带电2.电容器是一种常用的电子元件.对电容器认识正确的是A.电容器的电容表示其储存电荷的能力B.电容器的电容与它所带的电荷量成正比C.电容器的电容与它两极板间的电压成正比D.电容的常用单位有μF和pF，1μF=103pF3.正电荷q在电场力作用下由P向Q做加速运动,而且加速度越来越大,那么可以断定,它所在的电场是下图中的哪一个4.（2009广东湛江期末调研考试，4）右图为两电阻R a和R b的伏安特性曲线，由图可知，电阻R a与R b的大小关系为A.R a >R bB.R a <R bC.R a =R bD.不能确定5.a、b、c、d是匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点.电场线与矩形所在平面平行,已知a点的电势为20 V，b点的电势为24 V,d点的电势为4 V，如图所示，由此可知c点的电势为A.4 VB.8 VC.12 VD.24 V6.（2009湖北宜昌“三校联合体”期末联考，2）如图所示，在示波管下方有一根水平放置的通电直电线，则示波管中的电子束将A.向上偏转B.向下偏转C.向纸外偏转D.向纸里偏转 7.将悬挂在细线上的带正电的小球A 放在不带电的金属空心球C 内（不和球壁接触），另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B 向C 靠近，如图所示，于是有A.A 往左偏离竖直方向，B 往右偏离竖直方向B.A 的位置不变，B 往右偏离竖直方向C.A 往左偏离竖直方向，B 的位置不变D.A 和B 的位置都不变8.如图所示，MN 是一条水平放置的固定长直导线，P 是一个通有电流I 2的与MN 共面的金属环，可以自由移动.长直导线与金属圆环均包有绝缘漆皮.当MN 中通上图示方向的电流I 1时，金属环P 在磁场力作用下将A.沿纸面向上运动B.沿纸面向下运动C.水平向左运动D.由于长直导线包有绝缘漆皮，其磁场被屏蔽，金属环P 将静止不动9.真空中两个静止的点电荷，它们之间的作用力为F ，若它们的带电荷量都增大为原来的2倍，距离减小为原来的21，它们之间的相互作用力变为 A.16FB.4FC.FD.F 2110.如图所示，在竖直放置的金属板M 上放一个放射源C ，可向纸面内各个方向射出速率均为v 的α粒子，P 是与金属板M 平行的足够大的荧光屏，到M 的距离为d .现在 P 与金属板M 间加上垂直纸面的匀强磁场，调整磁感应强度的大小，恰使沿M 板向上射出的α粒子刚好垂直打在荧光屏上.若α粒子的质量为m ，电荷量为2e .则A.磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B 的大小为ed mv2 B.磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度B 的大小为edmv2C.在荧光屏上能观察到的亮斑区的长度为2dD.在荧光屏上能观察到的亮斑区的长度为4d二、填空题（本题共2小题，11题4分，12题8分，共12分）11.在电场中把一个电荷量为－6×10－8C 的点电荷从A 点移到B 点，电场力做功为－3×10－5J,将此电荷从B点移到C点，电场力做功4.5×10－5J,则U AC=__________.12.某研究性学习小组利用图甲所示的电路测量某电池的电动势E和内电阻r.由于该电池的内电阻r较小，因此在电路中接入了一阻值为2.00 Ω的定值电阻R0.（1）按照图甲所示的电路图，将图乙所示的实物连接成实验电路.（2）闭合开关K，调整电阻箱的阻值，读出电压表相应的示数，并计算出通过电阻箱的电为了比较准确地得出实验结论，请填全上面表格所空的电流值，并在下图所示的坐标纸中作U-I图象.（3）从图象得到E=___________V，r=____________Ω.（4）该学习小组对该实验方案中是否存在误差以及误差的来源进行了讨论，提出了以下几种看法，其中正确的是__________.A.该实验方案中存在系统误差，是由于电压表的分流作用引起的B.该实验方案中存在系统误差，是由于接入定值电阻R0引起的C.该实验方案中存在偶然误差，是由于电压表的分压作用引起的D.该实验方案中存在偶然误差，是由于电压表的读数引起的三、解答题（本题共4小题，13题10分，14、15题各12分，16题14分，共48分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位）13.如果把带电荷量为q=1.0×10－8C的点电荷从无穷远移至电场中的A点，需克服电场力做功W=1.2×10－4J.试求：（1）q在A点的电势能和在A点的电势（取无穷远处电势为零）.（2）q未移入电场前A点的电势是多少？14.如图所示，电源的电动势E=110 V，电阻R1=21 Ω，电动机绕组的电阻R0=0.5 Ω，电键S1始终闭合.当电键S2断开时，电阻R1的电功率是525 W；当电键S2闭合时，电阻R1的电功率是336 W，求：（1）电源的内电阻；（2）当电键S2闭合时流过电源的电流和电动机的输出功率.15.如图所示，MN、PQ为平行光滑导轨，其电阻忽略不计，与地面成30°角固定.N、Q间接一电阻R′=1.0 Ω，M、P端与电池组和开关组成回路，电动势E=6 V，内阻r=1.0 Ω，导轨区域加有与两导轨所在平面垂直的匀强磁场.现将一条质量m=40 g，电阻R=1.0 Ω的金属导线置于导轨上，并保持导线ab水平.已知导轨间距L=0.1 m，当开关S接通后导线ab恰静止不动.试计算磁感应强度大小.16.如图所示，光滑绝缘竖直杆与以正点电荷Q为圆心的圆弧交于B、C两点，一质量为m、电荷量为－q的空心小球从杆上A点无初速度下滑，设AB=BC=h,小球滑到B点的速度为3,试求：gh（1）小球滑到C点的速度.（2）A、C的电势差.试题答案1.答案：BC解析:若两球相互吸引，可能是两球带异种电荷，也可能只有一个小球带电另一个小球不带电.而两球互相排斥，只有两球带同种电荷这一种情况.2.答案:A解析：电容器的电容就是表示其储存电荷的能力，由电容器本身决定，与它带的电荷量、板间电压无关；1μF=106 p F，故D项错误.3.答案：D解析:正电荷受力的方向和电场强度方向相同，电场线越密的地方电荷受力越大，根据牛顿第二定律，电荷的加速度也就越大，所以根据题意，Q点的电场线应比P点的电场线密，故A、B选项错误.又由于电荷做加速运动，所以选项C错误，选项D正确.4.答案:B解析：伏安特性曲线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大电阻越小，故选B.5.答案：B解析:连结bd,因U bd=20 V,可将bd等分为5份，找到4个等分点e、f、g、h，由于φe=20 V,a、e等势，由对称关系可知h点与c点电势相等，即φc=8 V.6.答案:A解析：由安培定则可知导线上方磁场垂直纸面向外，电子垂直磁场进入，由左手定则可知，电子向上偏转.7.答案：B解析:球C对外界电场有静电屏蔽作用,使处于C内部的A球不受外界电场影响,所以A不偏移.但A在C的外表面感应出正电荷,也就是C不能屏蔽内部电荷向外激发电场,所以B将向右偏.8.答案:B解析：由安培定则和左手定则可知，金属环P受到的磁场力沿金属环所在平面向下，故B 选项正确.绝缘漆皮不会屏蔽磁场，D选项错误.9.答案：A解析:由库仑定律221r q kq F =221)21(22'r q q k F ⋅⋅=得F ′=16F ，故选A10.答案:BC解析：α粒子带正电，由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外，α粒子的轨道半径为d ，由dv m eBv 22=得：ed mv B 2=，故B 正确；亮斑区的上边界是沿M 板向上射出的α粒子，经1/4圆弧到达的a 点；亮斑区的下边界是垂直M 板射出的α粒子，经1/4圆弧轨迹与屏相切的b 点，如图所示，所以亮斑区的长度为2d ，C 正确. 11.答案:－250 V解析:解法一把电荷从A 移到C 电场力做功W AC =W AB ＋W BC =－3×10－5J ＋4.5×10－5J=1.5×10－5J 则A 、C 间的电势差85106105.1--⨯-⨯==q W U AC ACV=－250 V . 解法二 85106105.4--⨯-⨯==q W U BC ACV=500 V 85106105.4--⨯-⨯==q W U BC BCV=－750 V 则U AC =U AB ＋U BC =500 V －750 V=－250 V.12.答案：（1）连线如下图所示：（2）两组电流值分别为：0.089；0.270 图象如下图所示：（3）2.00（1.98～2.02） 0.45（0.40～0.50）（4）AD13.答案：（1）1.2×10－4J 1.2×104 V （2）1.2×104 解析：（1）克服电场力做功，电势能增加，无穷远处的电势为零，电荷在无穷远处的电势能也为零.所以εA =εA －0=W=1.2×10－4J正电荷在电势高处具有的电势能大，即A 点的电势φA >0V 102.1100.1102.10484⨯=⨯⨯==-=--q W A A ϕϕ （2）A 点的电势是由电场本身决定的，跟A 点是否有电荷存在无关，所以在移入电场前，A 点电势仍为1.2×104 V. 14.答案：（1）1Ω （2）26 A 1 606 W解析：（1）设S 2断开时R 1消耗的功率为P 1，则,)(1211R rR E P +=代入数据可以解得r =1Ω. （2）设S 2闭合时R 1两端的电压为U ，消耗的功率为P 2，则,122R U P =解得U =84 V由闭合电路欧姆定律得 E =U ＋Ir ，代入数据，得I =26 A 流过R 1的电流为I 1，流过电动机的电流为I 2，A 411==R UI ，而I 1＋I 2=I ，所以I 2=22 A ，由UI 2=P 出＋I 22R 0，代入数据得P 出=1 606 W. 15.答案：1T解析：导线ab 两端电压V 2V 65.015.0=⨯+=+=E r R R U 并并导线ab 中的电流A 2==RUI 导线ab 受力如图所示，由平衡条件得BIL =mg sin30°解得T 130sin =︒=ILmg B16.答案:（1）gh 5 (2)qm gh2-解析:（1）B 、C 两点在同一等势面上，小球从B 滑到C 静电力不做功，只有重力做功，故222121B C mv mv mgh -=解得.5gh v C = (2)2212C AB mv h mg qU =⋅+- 解得.2qmghU AC -=。

沪科版高中物理选修3-1 磁场(A)

高中物理学习材料金戈铁骑整理制作磁场(A)本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。

满分100分。

第Ⅰ卷 (选择题共40分)选择题：共8小题，每小题5分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确；全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分．1．一根容易形变的弹性导线，两端固定．导线中通有电流，方向如图中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是[2009年高考·海南物理卷]2．如图所示，两倾斜放置的光滑平行金属导轨的间距为L ，电阻不计，导轨平面与水平方向的夹角为θ，导轨上端接入一电动势为E 、内阻可忽略的电源．一粗细均匀的金属棒的电阻为R ，金属棒水平放在导轨上且与导轨接触良好．欲使金属棒静止在导轨上不动，则下列说法正确的是A ．可加竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B ＝mgR tan θELB ．可加竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B ＝mgR tan θELC ．所加匀强磁场的磁感应强度的最小值为B ＝mgR sin θELD ．若所加匀强磁场的方向为水平方向且垂直金属棒向右，则其磁感应强度无论多大都不能使金属棒平衡3．长方体金属块放在匀强磁场中，有电流通过金属块，磁场和电流方向如图所示．则下列说法正确的是A．金属块上下表面的电势相等B．金属块上表面的电势高于下表面的电势C．金属块上表面的电势低于下表面的电势D．无法比较金属块上下表面的电势高低4．回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示．它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出．如果用同一回旋加速器分别加速氚核(31H)和α粒子(42He)，比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，有A．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大B．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小C．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能也较小D．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大5．磁电式电流表的灵敏度高．所谓灵敏度就是指针转过的角度(即线圈转过的角度)和电流的比值θI，这个比值越大，电表的灵敏度就越高．现要提高磁电式电流表的灵敏度，下列办法正确的是A ．增加线圈的匝数nB ．增加永久磁铁的磁感应强度BC ．换用扭转系数k 较大的弹簧D ．增加线圈面积S6．如图所示，在某一空间同时存在相互正交的匀强电场和匀强磁场，匀强电场的方向竖直向上，匀强磁场的方向垂直纸面向里．两个带电液滴在此复合场中恰好能在竖直平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是A ．它们的运动周期一定相等B ．它们做圆周运动的方向可能相反C ．若它们的动量大小相等，则轨道半径就一定相等D ．若它们的动能相等，则轨道半径就一定相等7．如图所示，a 、b 是一对水平放置的平行金属板，板间存在着竖直向下的匀强电场，一个不计重力的带电粒子从两板左侧正中位置以初速度v 沿平行于金属板的方向进入场区并恰好从a 板的右边缘处飞出．若撤去电场，在两金属板间加垂直纸面向里的匀强磁场，则相同的带电粒子从同一位置以相同的速度进入场区后将向下偏转，并恰好从b 板的右边缘处飞出；若上述电场和磁场同时存在于两金属板之间，仍让相同的带电粒子从同一位置以相同的速度进入场区，则下列判断正确的是A．带电粒子将做匀速直线运动B．带电粒子将偏向a板一方做曲线运动C．带电粒子将偏向b板一方做曲线运动D．无法确定带电粒子做哪种运动8．如图所示，圆形区域内有垂直于纸面方向的匀强磁场，一束质量和带电荷量都相同的带电粒子以不同的速率沿着相同的方向对准圆心O射入匀强磁场中，又都从该磁场中射出．若每个粒子均只受磁场力的作用，则A．运动时间较长的粒子，速率一定较大B．运动时间较长的粒子，在磁场中的偏转角度一定较大C．运动时间较长的粒子，在磁场中的路程一定较长D．粒子穿过磁场时的速率一定增大题号12345678答案第Ⅱ卷(非选择题共60分)非选择题部分共4小题，把答案填在题中的横线上或按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．9．(12分)如图所示，半径为R的绝缘光滑半圆弧轨道固定在竖直平面内，匀强磁场垂直轨道所在的平面，在半圆弧的最低点C接有压力传感器．一质量为m、带电荷量为＋q的小球从轨道边缘的A处由静止释放．从传感器传来的数据发现，小球第一次通过C点时对轨道底部的压力恰好为零，重力加速度为g.求匀强磁场的磁感应强度．10．(14分)如图所示，在足够大的空间范围内，同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B.足够长的光滑斜面固定在水平面上，斜面的倾角为30°.有一带电的物体P静止于斜面顶端A且P对斜面无压力．若给物体P一瞬时冲量，使其获得水平向右的初速度，同时另有一不带电的物体Q(图中未画出)从A处由静止开始沿斜面滑下，P、Q均可视为质点，P、Q两物体的运动轨迹在同一竖直平面内．一段时间后，物体P恰好与斜面上的物体Q相遇，且相遇时物体P的速度方向与其水平初速度方向的夹角为60°.已知重力加速度为g，求：(1)P、Q相遇所需的时间．(2)物体P在斜面顶端A受到瞬时冲量后获得的初速度的大小．11．(16分)如图所示，在直角坐标系中，将第Ⅰ、Ⅱ象限称为区域一，第Ⅲ、Ⅳ象限称为区域二，其中一个区域内有匀强电场，另一个区域内有大小为2×10－2 T、方向垂直纸面的匀强磁场．现将一个比荷qm＝2×108 C/kg的正电荷从坐标为(0，－1)的A点处由静止释放，电荷以一定的速度从坐标为(1,0)的C点第一次经x轴进入区域一，经过一段时间，从坐标原点O再次回到区域二，不计电荷的重力．(1)指出哪个区域是电场、哪个区域是磁场，以及电场和磁场的方向．(2)求电荷在磁场中做圆周运动的半径和电场强度的大小．(3)求电荷第三次经过x轴时的位置．12．(18分)如图所示，ABCD是边长为a的正方形．质量为m、电荷量为e的电子以大小为v0的初速度沿纸面垂直于BC边射入正方形区域．在正方形内适当区域中有匀强磁场．电子从BC边上的任意点入射，都只能从A点射出磁场．不计重力，求：(1)此匀强磁场区域中磁感应强度的方向和大小．(2)此匀强磁场区域的最小面积．[2009年高考·海南物理卷]。

沪科版物理选修3-1：第2章重点强化卷2 欧姆定律的综合应用

重点强化卷(二) 欧姆定律的综合应用(建议用时：60分钟)一、选择题1．将一电源电动势为E，内阻为r的电池，与外电路连接，构成一个闭合电路，用R表示外电路电阻，I表示电路的总电流，下列说法正确的是() A．由U外＝IR可知，外电压随I的增大而增大B．由U外＝E－Ir可知，电源输出电压随输出电流I的增大而减小C．电路的电流总是从电源正极流向电源的负极D．由P＝IU外可知，电源的输出功率P随输出电流I的增大而增大【解析】根据闭合电路欧姆定律得：U＝E－Ir，外电压随I的增大而减小，故A错误，B正确；外电路的电流总是从电源的正极流向电源的负极，电源内部的电流总是从电源的负极流向电源的正极，故C错误；根据数学知识分析得，所以电流增大知，当电源的内电阻等于外电阻时，输出功率最大，而I＝ER＋r时，电源的输出功率可能变大，也可能变小，故D错误．【答案】 B2．如图1所示为将不同电压加在一段金属导体两端，在温度不变的情况下所测得的I-U图线．试根据图线回答：若将这段金属导体在保持长度不变的前提下增大其横截面积，则这段导体的电阻()图1A．等于4.0 ΩB．大于2.0 ΩC．小于2.0 ΩD．等于2.0 Ω【解析】由图像知R＝2 Ω，若保持长度不变，增大横截面积，则电阻要变小，故选项C正确．【答案】 C3．(多选)如图2所示，直线A 为电源a 的路端电压与电流的关系图线；直线B 为电源b 的路端电压与电流的关系图线；直线C 为一个电阻R 两端电压与电流的关系图线．将这个电阻分别接到a 、b 两电源上，那么( )图2A ．R 接到b 电源上时电源的效率高B ．R 接到b 电源上时电源的输出功率较大C ．R 接到a 电源上时电源的输出功率较大，但电源效率较低D ．R 接到a 电源上时电阻的发热功率较大，电源效率也较高【解析】由题图知E a >E b ，内阻r a >r b 当电阻R 接到电源两极时，电源的效率为η＝I 2R I 2R ＋r ＝R R ＋r，所以R 接到电源b 上时，电源的效率高，A 对、D 错．由题图知，R 接到电源a 上时，电源的输出电压和电流均比接到b 上时大，故R 接到电源a 上时，电源的输出功率较大，B 错、C 对．【答案】 AC4．在如图3所示的电路中，灯泡L 的电阻大于电源的内阻r ，闭合开关S ，将滑动变阻器滑片P 向左移动一段距离后，下列结论正确的是( )图3A ．灯泡L 变亮B ．电源的输出功率变大C ．电容器C 上的电荷量增加D ．电流表读数变小，电压表读数变小。

沪科版高中物理选修3-1高二12月月考试题

陈仓高中高二物理12月月考试题（磁场）一、选择题（每题4分，共48分。

在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。

全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。

）1、如图1所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根长直流导线，电流方向指向读者，ａ、ｂ、ｃ、ｄ是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中：A. ａ、ｂ两点磁感应强度相同B. ａ点磁感应强度最大C. ｃ、ｄ两点磁感应强度大小相等D. b 点磁感应强度最大2.如图2所示，直角三角形通电闭合线圈ABC 处于匀强磁场中，磁场垂直纸面向里，则线圈所受磁场力的合力为：A.大小为零B.方向竖直向上C.方向竖直向下D.方向垂直纸面向里3．下列关于磁感应强度的说法中正确的是（）A ．通电导线受安培力大的地方磁感应强度一定大B ．磁感线的指向就是磁感应强度减小的方向C ．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同D ．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关4．如图所示，两个半径相同、粗细相同互相垂直的圆形导线圈，可以绕通过公共的轴线xx′自由转动，分别通以相等的电流，设每个线圈中电流在圆心处产生磁感应强度为B ，当两线圈转动而达到平衡时，圆心O 处的磁感应强度大小是A. 1BB. 1.414 BC. 2BD. 05．利用图3所示装置可测磁感应强度B ，矩形线圈宽为L ，共N 匝，磁场垂直于纸面，当线圈中通以方向如图所示的电流I 时，天平如图示那样平衡。

当电流改为反方向时（大小不变），右边再加质量为m 的砝码后，天平重新平衡，由此可知（）A ．B 的方向垂直纸面向里，且B =（m 1－m 2）g/NLIB ． B 的方向垂直纸面向里，且B = mg/2NLIC ． B 的方向垂直纸面向外，且B =（m 1－m 2）g/NLID ． B 的方向垂直纸面向外，且B = mg/2NLI6．如图所示，蹄形磁体用悬线悬于O 点，在磁体的正下方有一水平放置的长直导线，当导线通以由左向右的电流时，蹄形磁体的运动情况将是A ．静止不动B ．向纸外运动C ．N 极向纸外转动，S 级向纸内转动D ．N 极向纸内转动，S 级向纸外转动图3。

沪科版物理选修3-1：第1章重点强化卷1 电场的性质及带电粒子在电场中的运动

重点强化卷(一) 电场的性质及带电粒子在电场中的运动(建议用时：60分钟)一、选择题1. (多选)如图1所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A、B两点，用E A、E B表示A、B两处的场强大小，则()图1A．A、B两点的场强方向相同B．电场线从A指向B，所以E A>E BC．A、B在同一条电场线上，且电场线是直线，所以E A＝E BD．不知A、B附近的电场线分布状况，无法比较E A与E B的大小【解析】一条电场线无法确定电场强度的大小，由于电场线为直线，故A、B电场强度方向相同，故A、D正确，B、C错误．【答案】AD2. (多选)如图2所示，某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上两点．下列说法正确的是()图2A．M点电势一定高于N点电势B．M点场强一定大于N点场强C．正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D．将电子从M点移动到N点，电场力做正功【解析】由于沿电场线的方向，电势逐渐降低，M点电势高于N点电势，故A正确；电场线密的地方，场强大，反之场强小，则N点场强大，故B错误；正电荷从M点运动到N点的过程中，电场力做正功，电势能减少，故C正确；电子从M点移动到N点，电场力做负功，故D错误．【答案】AC3．如图3所示是一个匀强电场的等势面，每两个相邻等势面相距2 cm，由此可以确定电场强度的方向和数值是()图3A．竖直向下，E＝100 V/mB．水平向左，E＝100 V/mC．水平向左，E＝200 V/mD．水平向右，E＝200 V/m【解析】由电势降低最快的方向就是电场强度的方向以及电场线与等势面垂直的特点可知，电场强度方向水平向左，又由E＝Ud得E＝2 V2×10－2 m＝100V/m，故B正确．【答案】 B4．电子以初速度v0沿垂直场强方向射入两平行金属板间的匀强电场中，现增大两极板间的电压，但仍使电子能够穿过平行金属板，则电子穿过平行金属板所需要的时间()A．随电压的增大而减小B．随电压的增大而增大C．加大两板间距离，时间将减小D．与电压及两板间距离均无关【解析】电子穿过平行金属板的时间t＝lv0，速度方向垂直于电场方向，所以时间t与电压及两板间距离均没有关系．正确答案为D.。

沪科版物理选修3-1：第3章重点强化卷3 带电粒子在复合场中的运动

重点强化卷(三) 带电粒子在复合场中的运动(建议用时：60分钟)一、选择题1．如图1所示的正交电场和磁场中，有一粒子沿垂直于电场和磁场的方向飞入其中，并沿直线运动(不考虑重力作用)，则此粒子()图1A．一定带正电B．一定带负电C．可能带正电或负电，也可能不带电D．一定不带电【解析】题中带电粒子在电场中受电场力，在磁场中受洛伦兹力，而带电粒子做直线运动，根据电场力方向及洛伦兹力方向判定，可知两力必反向且与运动速度垂直，故无法判断是何种带电粒子，即带正电、负电和不带电粒子都满足题设条件，故正确选项为C.【答案】 C2．医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度．电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的．使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图2所示．由于血液中的正、负离子随血液一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差．在达到平衡时，血管内部的电场可看做是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零．在某次监测中，两触点间的距离为3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160 μV，磁感应强度的大小为0.040 T．则血流速度的近似值和电极a、b的正负为()图2A．1.3 m/s，a正、b负B．2.7 m/s，a正、b负C．1.3 m/s，a负、b正D．2.7 m/s，a负、b正【解析】由于正、负离子在匀强磁场中垂直于磁场方向运动，利用左手定则可以判断：a电极带正电，b电极带负电．血液流动速度可根据离子所受的电场力和洛伦兹力的合力为0，即q v B＝qE得v＝EB＝UBd≈1.3 m/s.【答案】 A3．1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图3所示．这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是()图3①离子由加速器的中心附近进入加速器②离子由加速器的边缘进入加速器③离子从磁场中获得能量④离子从电场中获得能量A．①③B．①④C．②③D．②④【解析】回旋加速器对离子加速时，离子是由加速器的中心附近进入加速器的，故①正确，②错误；离子在磁场中运动时，洛伦兹力不做功，所以离子的。

高中物理(沪科)选修3-1：重难强化训练1电场能的性质物理试题含答案解析

【最新】高中物理（沪科）选修3-1：重难强化训练1电场能的性质物理试题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．关于静电场，下列说法正确的是（）A．电势等于零的物体一定不带电B．电场强度为零的点，电势一定为零C．同一电场线上的各点，电势一定相等D．负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加2．一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下．若不计空气阻力，则此带电油滴从a运动到b的过程中，能量变化情况为( )A．动能减小B．电势能增加C．动能和电势能之和减小D．重力势能和电势能之和增加3．如图所示，是一个点电荷电场的电场线(箭头线)和等势面(虚线)，两等势面之间的电势差大小为2 V，有一个带电荷量为q＝－1.0×10－8 C的电荷，从A点沿不规则曲线路径移到B点，电场力做功为( )A．2.0×10－8 J B．－2.0×10－8 J C．1.60×10－7 J D．－4.0×10－8 J 4．英国科学家法拉第最先尝试用“线”描述磁场和电场，有利于形象理解不可直接观察的电场和磁场的强弱分布．如图所示为一对等量异种点电荷，电量分别为＋Q、－Q.实线为电场线，虚线圆的圆心O在两电荷连线的中点，a、b、c、d为圆上的点，ad、bc 的连线分别与两电荷的连线垂直，下列说法正确的是( )A．a点的电场强度大于b点的电场强度B．同一电荷在b、c两点所受电场力相同C．将一正电荷沿虚线ad从a移到d点的过程中，电荷的电势能先增大后减小D．d点的电势低于c点的电势5．如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一个以坐标原点为圆心、半径为1cm的圆与两坐标轴的交点，已知A，B，C三点的电势分别为φA=12V、φB=2V、φC=−2V.由此可得D点的电势为()A．4VB．8VC．6VD．9V6．空间存在匀强电场，有一电荷量为＋q、质量为m的粒子从O点以速率v0射入电场，运动到A点时速率为2v0.现有另一电荷量为－q、质量为m的粒子以速率2v0仍从O点射入该电场，运动到B点时速率为3v0.若忽略重力的影响，则( )A．在O、A、B三点中，B点电势最高B．在O、A、B三点中，A点电势最高C．OA间的电势差比BO间的电势差大D．OA间的电势差比BA间的电势差小二、多选题7．图为一头大一头小的导体周围等势面和电场线（带有箭头为电场线）示意图，已知两个相邻等势面间的电势之差相等，则（）A．a点和d点的电场强度一定相同B．a点的电势一定低于b点的电势C．将负电荷从c点移到d点，电场力做正功D．将正电荷从c点沿虚线移到e点，电势能先减小后增大8．如图所示，光滑绝缘的水平桌面上，固定着一个带电荷量为+Q的小球P．带电荷量分别为-q和+2q的小球M和N，由绝缘细杆相连，静止在桌面上．P与M相距L，P、M和N视为点电荷．下列说法正确的是A．M与N的距离大于LB．P、M和N在同一直线上C．在P产生的电场中，M、N处的电势相同D．M、N及细杆组成的系统所受合外力为零9．如图，两电荷量分别为Q（Q＞0）和-Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧，a点位于x轴上O点与点电荷Q之间，b位于y轴O点上方．取无穷远处的电势为零，下列说法正确的是A．b点的电势为零，电场强度也为零B．正的试探电荷在a点的电势能大于零，所受电场力方向向右C．将正的试探电荷从O点移到a点，必须克服电场力做功D．将同一正的试探电荷先后从O、b点移到a点，后者电势能的变化较大10．如图所示的虚线为电场中的三个等势面，三条虚线平行且等间距，电势值分别为10V、19V、28V，实线是仅受电场力的带电粒子的运动轨迹，A、B、C是轨迹上的三个点，A到中心虚线的距离大于C到中心虚线的距离，下列说法正确的是( )A．粒子在三点受到的静电力方向相同B．粒子带负电C．粒子在三点的电势能大小关系为E p C>E p B>E p AD．粒子从A运动到B与从B运动到C，静电力做的功可能相等三、填空题11．如图所示，在匀强电场中，电荷量q＝5.0×10－10C的正电荷分别在平行于电场方向的平面内由a点运动到b点和由a点运动到c点，电场力做的功都为3.0×10－8 J．已知△abc 中，∠a＝37°，∠c＝90°，ab＝20 cm，则a、b两点间的电势差U ab＝________，匀强电场的场强E的大小是________，方向为________．四、解答题12．如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正电荷Q为圆心的某圆交于B、C两点，质量为m、带电量为－q的有孔小球从杆上A点无初速度下滑，已知q≪Q，AB＝h，小球滑到B点时的速度大小为√3gℎ.求：(1)小球由A到B的过程中电场力做的功；(2)A、C两点的电势差；(3)若BC＝2h，求小球到达C时的速度大小．参考答案1．D【详解】电势等于0的点是人为选择的，电势等于零的物体可能带电．故A错误；电势等于0的点是人为选择的，而电场强度是由电场本身决定的，电场强度为零的点，电势可能为零，也可能不为0；如等量同种点电荷连线的中点处，场强等于0，而电势不等于0．故B错误；沿电场线的方向，电势降低，所以同一电场线上的各点，电势一定不相等．故C错误；负电荷沿电场线方向移动时，电场力的方向与运动的方向相反，电场力做负功，电荷电势能增大．故D正确．故选D.点睛：加强基础知识的学习，掌握住电场线和等势面的特点，知道电场强度与电势分别描述电场的两个不同方面的性质，二者没有直接的关系，沿电场线的方向，电势降低．2．C【详解】物体做曲线运动过程中受到的合力指向轨迹内侧，并且运动过程中小球只受电场力和重力，所以合力竖直向上，合力与运动方向夹角为锐角，做正功，动能增大，电场力方向向上，电场力做正功，电势能减小，AB错误；根据功能关系可知，在从a到b的运动过程中只有重力、电场力做功，因此重力势能、电势能、动能三者之和保持不变，因该过程中动能增加，因此重力势能和电势能之和减小，故C正确；从a到b的运动过程中重力做负功，重力势能增加，因此动能和电势能之和减小，故D错误．【点睛】做此类题目的关键是根据物体做曲线运动过程中受到的合力指向轨迹内侧判断受力情况，本题在电场和重力场的复合场中重点考察带电小球的功能关系转化．在学习过程中要明确各种功能关系是解这类问题的关键．3．B【解析】【详解】由图可知，电场线的方向向外，所以A点的电势大于B点的电势，所以AB之间的电势差为：U=2V；由电场力做功的公式有：W=qU=-1.0×108C×2V=-2.0×108J，故B正确，ACD的错误；故选B．【点睛】本题考查W=Uq的应用，要注意在处理电场力做功的问题时，经常与重力做功相对应来考虑，都与始末位置有关，并且都满足：做正功时势能减小，做负功时势能增加．4．C【解析】试题分析：根据等量异种电荷周围的电场线分布情况和对称性，可知a、b两点的电场强度大小相等，故A错误；根据对称性可知，b、c两点的电场强度大小相等，方向不同，由F Eq 知，同一电荷在b、c两点所受电场力大小相等，方向不同，则电场力不同，故B错误；根据等势面的分布情况可知，将一正电荷沿虚线ad从a移到d点的过程中，电势先升高后降低，而正电荷在电势高处电势能大，则其电势能先增大后减小，故C正确；电场线从正电荷出发到负电荷终止，而顺着电场线方向电势逐渐降低，可知d点的电势高于c点的电势，故D错误．考点：电势差与电场强度的关系、电场强度、电势【名师点睛】解决本题的关键知道等量异种电荷周围的电场线和等势面的分布情况，心中要有分布图，知道两电荷连线的中垂线是等势线．5．B【解析】试题分析：在匀强电场中，沿着同一方向（非等势面上），根据公式U=Ed可知，每前进相同的距离，电势的降低相等；根据几何知识可知AB=DC且AB∥DC，说明AB间的电势差等于DC间的电势差，故φA−φB=φD−φC，代入数据，有12−2=φD−(−2)，解得φD= 8V，即D点的电势为8V．考点：考查了匀强电场电场强度与电势差的关系【名师点睛】解决本题要理解公式U=Ed，知道匀强电场中，沿着同一方向（非等势面上），电势均匀降低，即可解决这类问题．6．AD【解析】试题分析：根据电场力做功与电势能之间的关系，电场力做正功，电势能减小，可以判断电势的高低；在由电势差的定义式可以分析OA、BO的电势差的大小．解：正电荷由O 到A ，动能变大，电场力做正功，电势能减小，电势也减小，所以O 点的电势比A 点的高；负电荷从O 到B 速度增大，电场力也做正功，电势能减小，电势升高，B 点电势比O 点高．所以B 点最高，故A 对，B 错误；由电场力做功的公式可得：所以有：U BA =所以C 错误，D 选项正确．故选：AD ．【点评】在计算电场力做功和电势的大小时，一定要注意物理量的正负号，它表示了电势的高低，求电势差时也是如此．7．BD【详解】A .a 点和d 点的电场强度方向不同，则这两点的电场强度不同，故A 错误；B .沿着电场线的方向，电势越来越低，由图示可知，a 点电势比b 点电势低，故B 正确；C .由图示可知，c 与d 两点在同一个等势面上，将负电荷从c 点移到d 点，电场力不做功，故C 错误；D .将正电荷从c 点沿虚线移到e 点，电场力先做负功，后做正功，因此电荷的电势能先增大后减小，故D 正确．故选BD 。

沪科版高中物理选修3-1重点强化卷2.docx

高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）重点强化卷(二)欧姆定律的综合应用一、选择题1．(2016·资阳高二检测)将一电源电动势为E，内阻为r的电池，与外电路连接，构成一个闭合电路，用R表示外电路电阻，I表示电路的总电流，下列说法正确的是()A．由U外＝IR可知，外电压随I的增大而增大B．由U外＝E－Ir可知，电源输出电压随输出电流I的增大而减小C．电路的电流总是从电源正极流向电源的负极D．由P＝IU外可知，电源的输出功率P随输出电流I的增大而增大【解析】根据闭合电路欧姆定律得：U＝E－Ir，外电压随I的增大而减小，故A错误，B正确；外电路的电流总是从电源的正极流向电源的负极，电源内部的电流总是从电源的负极流向电源的正极，故C错误；根据数学知识分析得知，当电源的内电阻等于外电阻时，输出功率最大，而I＝ER＋r，所以电流增大时，电源的输出功率可能变大，也可能变小，故D错误．【答案】 B2．如图1所示为将不同电压加在一段金属导体两端，在温度不变的情况下所测得的I-U图线．试根据图线回答：若将这段金属导体在保持长度不变的前提下增大其横截面积，则这段导体的电阻()图1A．等于4.0 ΩB．大于2.0 ΩC．小于2.0 Ω D．等于2.0 Ω【解析】由图像知R＝2 Ω，若保持长度不变，增大横截面积，则电阻要变小，故选项C正确．【答案】 C3．(多选)如图2所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线；直线C为一个电阻R两端电压与电流的关系图线．将这个电阻分别接到a、b两电源上，那么()图2A．R接到b电源上时电源的效率高B．R接到b电源上时电源的输出功率较大C．R接到a电源上时电源的输出功率较大，但电源效率较低D．R接到a电源上时电阻的发热功率较大，电源效率也较高【解析】由题图知E a>E b，内阻r a>r b当电阻R接到电源两极时，电源的效率为η＝I2RI2(R＋r)＝RR＋r，所以R接到电源b上时，电源的效率高，A对，D错．由题图知，R接到电源a上时，电源的输出电压和电流均比接到b上时大，故R接到电源a上时，电源的输出功率较大，B错，C对．【答案】AC4．(多选)如图3所示的电路中，滑动变阻器的滑片P从a滑向b的过程中，三只理想电压表示数变化的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，下列各值可能出现的是()图3A．ΔU1＝3 VΔU2＝2 VΔU3＝1 VB．ΔU1＝1 VΔU2＝3 VΔU3＝2 VC．ΔU1＝0.5 VΔU2＝1 VΔU3＝1.5 VD．ΔU1＝0.2 VΔU2＝1 VΔU3＝0.8 V【解析】滑动变阻器的滑片P从a滑向b的过程中，电压表V2示数减小，V3示数增大．滑动变阻器的滑片P从a滑向b的过程中，外电路电阻减小，路端电压即电压表V1示数减小．电压表V2示数减小值等于电压表V3示数增大值与电压表V1示数减小值之和，B、D正确．【答案】BD5.(多选)已知如图4，电源内阻不计．为使电容器的带电量增大，可采取以下哪些方法()图4A．增大R1B．增大R2C．增大R3D．减小R1【解析】由于稳定后电容器相当于断路，因此R3上无电流，电容器相当于和R2并联．只有增大R2或减小R1才能增大电容器C两端的电压，从而增大其带电量．改变R3不能改变电容器的带电量．【答案】BD6．(多选)如图5所示，电阻R1＝20 Ω，电动机绕圈的电阻R2＝10 Ω.当电键打开时，电流表的示数是0.5 A，当电键合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率应是()【导学号：37930053】图5A．I＝1.5 A B．I<1.5 AC．P＝15 W D．P<15 W【解析】电路两端的电压为：U＝I1R1＝0.5 A×20 Ω＝10 V．电动机是非纯电阻用电器，UI2>I22R2，所以I2<UR2＝1 A．电流表的示数I＝I1＋I2<1.5 A，A错误，B正确．电路总功率为P＝U(I1＋I2)<15 W，C错误，D正确．【答案】BD7. (多选)如图6所示的电路，两电表均为理想电表，电源的内阻不可忽略．开始时滑片位于图示的位置，则在滑片向上滑动的过程中，下列选项正确的是()图6A．流过R1的电流逐渐增大B．两电表的示数均减小C．电压表的示数减小，电流表的示数增大D．电源的总功率减小【解析】本题的易错之处是不能正确地弄清滑动变阻器的滑片滑动后造成的电路发生的变化. 当滑动变阻器的滑片向上滑动时，外电路电阻减小，总电流增大，路端电压减小，并联电路两端电压减小，电流表读数减小，电源输出电流增大，A、B正确，C错误；由于电源输出电流增大，则由P＝EI可知电源的总功率增大，D错误．【答案】AB8．(多选)(2016·福州八中高二检测)在如图7所示电路图中的电源电动势和内阻未知，R1＝8 Ω，R2＝5 Ω，当电键S接在“1”时，电压表的读数为2.0 V，则当电键S接到“2”时，下面提供的电压表读数中，可能正确的是()图7A ．1.5 VB ．1.8 VC ．2.0 VD ．2.1 V【解析】根据闭合电路欧姆定律知U ＝IR ＝R R ＋r E ，当S 接1时有U 1＝88＋rE ①，当S 接2时有U 2＝55＋rE ②，讨论：当r →0时，由U 1＝2.0 V ，得E ＝2.0 V ，U 2＝U 1＝2.0 V ，当r →∞时，由①/②化简得U 1U 2＝85·5＋r8＋r ，则5＋r 8＋r →1，所以U 2＝58U 1＝1.25 V ，故U 2可能的范围是1.25 V<U 2<2 V .【答案】 AB9.如图8所示，直线OAC 为某一直流电源的总功率随电流I 变化的图线，曲线OBC 表示同一直流电源内部的热功率随电流I 变化的图线．若A 、B 点的横坐标均为1 A ，那么AB 线段表示的功率为( )图8A ．1 WB ．6 WC ．2 WD ．2.5 W【解析】由题图知，在C 点，电源的总功率等于电源内部的热功率，所以电源的电动势为E ＝3 V ，短路电流为I ＝3 A ，所以电源的内阻为r ＝EI ＝1 Ω.图象上AB 段所表示的功率为P AB ＝P 总－I 2r ＝(1×3－12×1)W ＝2 W.【答案】 C 二、非选择题10．某研究性学习小组利用如图9甲所示电路测量电池组的电动势E 和内阻r .根据实验数据绘出如图乙所示的R -1I 图线，其中R 为电阻箱读数，I 为电流表读数，由此可以得到E ＝________V ，r ＝________Ω.图9【解析】由闭合电路欧姆定律E ＝I (R ＋r )，得R ＝E I －r ＝E ·1I －r ，因此R －1I 图像的斜率值ΔRΔ(1I )即为电源电动势，而纵截距的绝对值为内阻r .由图像可得r＝1 Ω，在图像上取点计算斜率可得E ＝3 V .【答案】 3 111.如图10所示，R 为电阻箱，电表为理想电压表．当电阻箱读数为R 1＝2 Ω时，电压表读数为U 1＝4 V ；当电阻箱读数为R 2＝5 Ω时，电压表读数为U 2＝5 V ．求：图10(1)电源的电动势E 和内阻r ；(2)当电阻箱R 读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值P m 为多少？【解析】 (1)由闭合电路欧姆定律知 E ＝U 1＋U 1R 1r ，E ＝U 2＋U 2R 2r联立以上两式并代入数据解得： E ＝6 V ，r ＝1 Ω.(2)由电功率表达式：P ＝E 2(R ＋r )2R将上式变形为：P ＝E 2(R －r )2R ＋4r由上式可知当R ＝r ＝1 Ω时，P 有最大值，P m ＝E 24r ＝9 W. 【答案】 (1)6 V 1 Ω (2)1 Ω 9 W12．(2015·景德镇高二检测)如图11所示，内壁光滑、内径很小的1/4圆弧管固定在竖直平面内，圆弧的半径r 为0.2 m ，在圆心O 处固定一个电荷量为－1.0×10－9 C 的点电荷．质量为0.06 kg 、略小于圆管截面的带电小球，从与O 点等高的A 点沿圆管内由静止运动到最低点B ，到达B 点小球刚好与圆弧没有作用力，然后从B 点进入板距d ＝0.08 m 的两平行板电容器后刚好能在水平方向上做匀速直线运动，且此时电路中的电动机刚好能正常工作．已知电源的电动势为12 V ，内阻为1 Ω，定值电阻R 的阻值为6 Ω，电动机的内阻为0.5 Ω.求(取g ＝10 m/s 2，静电力常量k ＝9.0×109 N·m 2/C 2)图11(1)小球到达B 点时的速度； (2)小球所带的电荷量； (3)电动机的机械功率．【解析】 (1)由机械能守恒得： mgr ＝12 m v 2B 解得：v B ＝2 m/s.(2)到达B 点恰好作用力为0，由牛顿第二定律得： kQq r 2－mg ＝m v 2B r 解得：q ＝8×10－3C.(3)设电容器两端电压为U ，由二力平衡得： qUd ＝mg ①由欧姆定律得：I＝U R②所以，电动机两端电压：U M＝E－U－Ir③P机＝P总－P热＝IU M－I2r M④联立①②③④解得：P机＝4.5 W.【答案】(1)2 m/s(2)8×10－3 C(3)4.5 W。

沪科版高中物理选修3-1(1---3章测试题).docx

高中物理学习材料桑水制作高中物理选修3-1(1---3章测试题)一、选择题1．静电场中某点的电场强度（ D ）A．其方向跟电荷在该点所受的电场力的方向一致B．跟电荷在该点所受的电场力的大小成正比C．跟放于该点的电荷的电量成反比D．跟放于该点的电荷的电量及所受电场力的大小无关2．将电量为3×10-6C的负电荷,放在电场中A点,受到的电场力大小为6×10-3N,方向水平向右，则将电量为6×10-6C的正电荷放在A点，受到的电场力为（ B ）A．1.2×10-2N，方向水平向右 B．1.2×10-2N，方向水平向左C．1.2×102N，方向水平向右 D．1.2×102N，方向水平向左3 . 如图2是点电荷电场中的一条电场线，下面说法正确的是（ B ）A．A点场强一定大于B点场强B．在B点轻轻释放一个电子，将一定向A点运动C．这点电荷一定带正电图2 D．正电荷运动中通过A点时，其运动方向一定沿AB方向4．将一个正点电荷从无穷远处移到电场中A点, 电场力做功为4×10-9J, 将一负点电荷 (带电量与上述正点电荷相等) 从无穷远处移到电场中的B点, 克服电场力做功为8×10-9J, 则下述结论中正确的是 (设无穷远处电势为零) （B ）A．U A＞U B＞0 B．U B＜U A＜0C．U A＜U B＜0 D．U B＞U A＞05．一对带有等量异种电荷的平行金属板竖直放置, 一个电子从某一板上的小孔沿与电场线相反方向射入电场, 不计电子的重力, 在电子向另一板运动的过程中, 以下说法中正确的是（ BD ）A．电子的动能逐渐减小, 电势能逐渐增大B．电子的动能逐渐增大, 电势能逐渐减小C．电子的动能和电势能都逐渐增大D．电子的动能和电势能的总和保持不变6．在正电荷周围的电场中，有a、b两点，以下说法中正确的是（ C ）A．这两点的电场强度一定不相同，电势也一定不相同B．这两点电场强度有可能相同，电势有可能相同C．这两点电场强度一定不相同，但电势有可能相同D．这两点电场强度有可能相同，但电势一定不相同7．如图所示，将充好电的平行板电容器与静电计连接，静电计指针偏转的角度为α。

高中物理沪科版选修31：重难强化训练4 带电粒子在磁场中的运动-学习文档

重难强化训练(四)带电粒子在磁场中的运动(40分钟90分)一、选择题(本题共9小题，每小题6分．第1～6题为单选，第7～9题为多选)1.如图13所示，重力不计、初速度为v的正电荷，从a点沿水平方向射入有明显左边界的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，若边界右侧的磁场范围足够大，该电荷进入磁场后()【导学号：69682285】图13A．动能发生改变B．运动轨迹是一个完整的圆，正电荷始终在磁场中运动C．运动轨迹是一个半圆，并从a点上方某处穿出边界向左射出D．运动轨迹是一个半圆，并从a点下方某处穿出边界向左射出C[洛伦兹力不做功，电荷的动能不变，A不正确；由左手定则知，正电荷刚进入磁场时受到的洛伦兹力的方向向上，电荷在匀强磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹是一个半圆，并从a点上方某处穿出边界向左射出，B、D均不正确，C正确．]2.如图14是某离子速度选择器的原理示意图，在一半径R＝10 cm的圆柱形筒内有B＝1×10－4T的匀强磁场，方向平行于轴线．在圆柱形筒上某一直径两端开有小孔a、b分别作为入射孔和出射孔．现有一束比荷为qm＝2×1011 C/kg的正离子，以不同角度α入射，最后有不同速度的离子束射出．其中入射角α＝30°，则不经碰撞而直接从出射孔射出的离子的速度v大小是()图14A．4×105 m/s B．2×105 m/sC．4×106 m/s D．2×106 m/sC [离子运动轨迹如图所示，设轨迹半径为r ，由几何知识可得r ＝2R ＝20 cm ，由q v B ＝m v 2r ，可得v ＝4×106 m/s.]3．如图15所示，在x >0、y >0的空间有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy 平面向里，大小为B ，现有四个质量及电荷量均相同的带电粒子，由x 轴上的P 点以不同的初速度平行于y 轴射入此磁场，其出射方向如图所示，不计重力的影响，则( )【导学号：69682286】图15A ．初速度最大的粒子是沿①方向射出的粒子B ．初速度最大的粒子是沿②方向射出的粒子C ．在磁场中运动时间最长的是沿③方向射出的粒子D ．在磁场中运动时间最短的是沿④方向射出的粒子A [由R ＝m v qB 可知，速度越大半径越大，选项A 正确，B 错误；由于粒子相同，由周期公式T ＝2πm qB 可知，粒子周期相同，运动时间取决于圆弧对应的圆心角，所以经历时间最长的是沿④方向出射的粒子，选项C 、D 错误．]4.如图16所示，在MNQP 中有一垂直纸面向里的匀强磁场．质量和电荷量都相等的带电粒子a 、b 、c 以不同的速率从O 点沿垂直于PQ 的方向射入磁场，图中实线是它们的轨迹．已知O 是PQ 的中点，不计粒子重力．下列说法中正确的是( )图16A ．粒子a 带负电，粒子b 、c 带正电B ．射入磁场时粒子a 的速率最小C ．射出磁场时粒子b 的动能最小D ．粒子c 在磁场中运动的时间最长D [根据左手定则可知a 粒子带正电，b 、c 粒子带负电，所以选项A 错误；由洛伦兹力提供向心力，B v q ＝m v 2r 可知v ＝Bqr m ，可知b 的速度最大，c 的速度最小，动能最小，所以选项B 、C 错误；由T ＝2πm Bq ，比荷相同，各粒子的周期一样，粒子c 的轨迹对应的圆心角最大，所以粒子c 在磁场中运动的时间最长，选项D 正确．]5．如图17所示，在足够大的屏MN 的上方有磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，P 为屏上一小孔，PC 与MN 垂直．一束质量为m 、电荷量为－q 的粒子(不计重力)，以相同的速率v 从P 处射入磁场区域，粒子入射方向在与磁场垂直的平面里，且分散在与PC 夹角为θ的范围内，则在屏MN 上被粒子打中区域的长度为( )图17A.2m v q BB.2m v cos θqBC.2m v (1－sin θ)qBD.2m v (1－cos θ)qBD [如图所示，ST 之间的距离为在屏MN 上被粒子打中区域的长度．粒子在磁场中运动的轨道半径R ＝m v qB ，由几何关系知，PS ＝2R cos θ＝2m v cos θqB ，RT ＝2R＝2m v qB ，所以ST ＝2m v (1－cos θ)qB.D 正确．] 6.如图18所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a 、b 、c ，以不同的速率对准圆心O 沿着AO 方向射入磁场，其运动轨迹如图．若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是( )【导学号：69682287】图18A ．a 粒子速率最大，在磁场中运动时间最长B ．c 粒子速率最大，在磁场中运动时间最短C ．a 粒子速率最小，在磁场中运动时间最短D ．c 粒子速率最小，在磁场中运动时间最短B [由题图可知，粒子a 的运动半径最小，对应的圆心角最大，粒子c 的运动半径最大，对应的圆心角最小，由洛伦兹力提供粒子做圆周运动的向心力，可得：q v B ＝m v 2r ，故半径r ＝m v qB ，周期T ＝2πr v ＝2πm qB ，故在粒子质量、带电荷量、磁场的磁感应强度都相同的情况下，粒子速率越小，运动半径越小，所以粒子a 的运动速率最小，粒子c 的运动速率最大，而带电粒子在磁场中的运动时间只取决于运动轨迹所对应的圆心角，所以粒子a 的运动时间最长，粒子c 的运动时间最短．只有B 正确．]7.如图19，两个初速度大小相同的同种离子a 和b ，从O 点沿垂直磁场方向进入匀强磁场，最后打到屏P 上，不计重力，下列说法正确的有( )图19A ．a 、b 均带正电B ．a 在磁场中飞行的时间比b 的短C ．a 在磁场中飞行的路程比b 的短D ．a 在P 上的落点与O 点的距离比b 的近AD [要使离子打在屏上，由左手定则，可判断出a 、b 均带正电，A 正确；由牛顿第二定律有q v B ＝m v 2r ，得r ＝m v qB ，离子运动轨迹如图所示，又T ＝2πr v ，t ＝α2πT ，α为轨迹所对圆心角，知a比b 飞行时间长，a 比b 飞行路程长，B 、C 错误；又a 、b 在P 上落点距O 点的距离分别为2r cos θ、2r ，故D 正确．]8．利用如图20所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子．图中板MN 上方是磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上有两条宽度分别为2d 和d 的缝，两缝近端相距为L .一群质量为m 、电荷量为q ，具有不同速度的粒子从宽度为2d 的缝垂直于板MN 进入磁场，对于能够从宽度为d 的缝射出的粒子，下列说法正确的是( )【导学号：69682288】图20A ．粒子带正电B ．射出粒子的最大速度为qB (L ＋3d )2mC ．保持d 和L 不变，增大B ，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大D ．保持d 和B 不变，增大L ，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大 BC [由左手定则可判断粒子带负电，故A 错误；由题意知：粒子的最大半径r max ＝L ＋3d 2，粒子的最小半径r min ＝L 2，根据r ＝m v qB ，可得v max ＝qB (L ＋3d )2m，v min ＝qBL 2m ，则v max －v min ＝3qBd 2m ，故可知B 、C 正确，D 错误．]9.如图21所示，以直角三角形AOC 为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B ，∠A ＝60°，AO ＝L ，在O 点放置一个粒子源，可以向各个方向发射某种带负电粒子．已知粒子的比荷为q m ，发射速度大小都为v 0＝qBL m.设粒子发射方向与OC 边的夹角为θ，不计粒子间相互作用及重力．对于粒子进入磁场后的运动，下列说法正确的是( )图21A ．当θ＝45°时．粒子将从AC 边射出B ．所有从OA 边射出的粒子在磁场中运动时间相等C ．随着θ角的增大，粒子在磁场中运动的时间先变大后变小D ．在AC 边界上只有一半区域有粒子射出AD [粒子在磁场中运动的半径为R ＝m v 0qB ＝L ，当θ＝45°时，由几何关系可知，粒子将从AC 边射出，选项A 正确；所有从OA 边射出的粒子在磁场中运动时所对应的弧长不相等，故粒子在磁场中运动的时间不相等，选项B 错误；当θ＝0°飞入的粒子，在磁场中恰好从AC 中点飞出，在磁场中运动时间是T 6；当θ＝60°飞入的粒子在磁场中运动时间恰好也是T6，对应0°和60°，粒子在磁场中运动时间最长，故θ从0°到60°在磁场中运动时间先减小后增大，当θ从60°到90°过程中，粒子从OA边射出，此时在磁场中运动的时间逐渐减小，故C错误；当θ＝0°飞入的粒子，在磁场中恰好从AC中点飞出，因此在AC边界上只有一半区域有粒子射出，故D正确．]二、非选择题(本题共3小题，共36分)10. (12分)如图22所示，在空间有一坐标系xOy，直线OP与x轴正方向的夹角为30°，第一象限内有两个大小不同、方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，直线OP是它们的边界，OP上方区域Ⅰ中磁场的磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的质子(不计重力)以速度v从O点沿与OP成30°角的方向垂直于磁场进入区域Ⅰ，质子先后通过磁场区域Ⅰ和Ⅱ后，恰好垂直打在x轴上的Q点(图中未画出)，试求：图22(1)区域Ⅱ中磁场的磁感应强度大小；(2)Q点的坐标．【导学号：69682289】【解析】(1)设质子在磁场Ⅰ和Ⅱ中做圆周运动的轨道半径分别为r1和r2，区域Ⅱ中磁感应强度为B′，由牛顿第二定律知q v B＝m v2r1①q v B′＝m v2r2②质子在两区域运动的轨迹如图所示，由几何关系可知，质子从A点出磁场Ⅰ时的速度方向与OP的夹角为30°，故质子在磁场Ⅰ中轨迹的圆心角为θ＝60°，则△O1OA为等边三角形，OA＝r1③r2＝OA sin 30°④由①②③④解得区域Ⅱ中磁感应强度为B ′＝2B .(2)Q 点坐标x ＝OA cos 30°＋r 2故x ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫3＋12m v qB. 【答案】 (1)2B (2)⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫3＋12m v qB ，0 11. (12分)如图23所示，虚线圆所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B .一束电子沿圆形区域的直径方向以速度v 射入磁场，电子束经过磁场区后，其运动方向与原入射方向成θ角．设电子质量为m ，电荷量为e ，不计电子之间相互作用力及所受的重力，求：图23(1)电子在磁场中运动轨迹的半径R ；(2)电子在磁场中运动的时间t ；(3)圆形磁场区域的半径r . 【解析】 (1)由牛顿第二定律和洛伦兹力公式得e v B ＝m v 2R解得R ＝m v eB .(2)设电子做匀速圆周运动的周期为T ，则T ＝2πR v ＝2πm eB由如图所示的几何关系得圆心角α＝θ，所以t ＝θ2πT ＝mθeB .(3)由如图所示几何关系可知，tan θ2＝r R ，所以r ＝m v eB tan θ2. 【答案】 (1)m v eB (2)m θeB (3)m v eB tan θ212. (12分)如图24所示，离子源A 产生的初速度为零、带电量均为q 、质量不同的正离子被电压为U 0的加速电场加速后匀速通过准直管，垂直射入平行板间的匀强偏转电场，偏转后通过极板HM 上的小孔S 离开电场，经过一段匀速直线运动，垂直于边界MN 进入磁感应强度为B 的匀强磁场，已知∠MNQ ＝90°，HO ＝d ，HS ＝2d .(忽略粒子所受重力)图24(1)求偏转电场场强E 0的大小以及HM 与MN 的夹角θ；(2)求质量为m 的正离子在磁场中做圆周运动的半径；(3)若质量为9m 的正离子恰好垂直打在NQ 的中点S 1处，试求能打在边界NQ 上的正离子的质量范围．【导学号：69682290】【解析】 (1)根据动能定理有：qU 0＝12m v 20由d ＝12at 2,2d ＝v 0t ，a ＝E 0q m ，v 1＝at得：E 0＝U 0d由tan θ＝v 0v 1＝1，可得θ＝45°. (2)因为v ＝v 20＋v 21＝2v 0根据Bq v ＝m v 2r ，可得r ＝2BmU 0q . (3)将9m 代入r ，得r 1＝2B9mU 0q ，如图，由几何关系易知，r 1′＝r 12 (2r 1)2＝r 2′2－(r 2′－r 1)2，解得r 2′＝52r 1所以12r 1<r ′<52r 1解得：94m <m x <2254m .【答案】 (1)U 0d 45° (2)2B mU 0q (3)94m <m x <2254m。

教科版高中物理选修3-2重点强化卷2

高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）重点强化卷(二) 交变电流的产生和描述(建议用时：45分钟)一、选择题1．(多选)对交变电流及中性面的理解正确的是()A．交变电流是方向随时间做周期性变化的电流B．交变电流的大小一定随时间做周期性的变化C．当线圈平面位于中性面时，线圈平面与磁感线平行D．当线圈平面位于中性面时，线圈平面与磁感线垂直【解析】方向随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，交变电流的大小未必随时间做周期性的变化，所以选项A正确，选项B错误；中性面指的是与磁感线垂直的平面，故选项C错误，选项D正确．【答案】AD2．(多选)要使处于磁场中的闭合线圈产生正弦式交变电流，则需同时满足()【导学号：46042105】A．线圈处于匀强磁场中B．线圈的轴与匀强磁场的磁感线平行C．线圈的轴与匀强磁场的磁感线垂直D．线圈绕轴匀速转动【解析】磁场中的闭合线圈产生正弦式交变电流，则磁场需是匀强磁场、线圈的轴与磁感线垂直、线圈在磁场中绕轴匀速转动，故选项A、C、D正确，选项B错误．【答案】ACD3．交变电压的瞬时值为u＝U m sin 100πt V，当t＝1600s时，u＝5 2 V，则从交流电压表中看到的读数是()A. 2 V B．10 2 VC．5 2 V D．10 V【解析】将t＝1600s、u＝5 2 V代入u＝U m sin 100πt V中，得U m＝10 2 V，则有效值为U＝10 V，从交流电压表中看到的读数为交变电压的有效值，所以，读数为10 V.【答案】 D4．下列四个用电器接220 V交流电，通电时间相同，其中消耗电能最多的是()【导学号：46042106】A．正常发光的额定功率为100 W的灯泡B．正常电流峰值为0.6 A的电熨斗C．每秒发热168 J的电热器D．额定电流为0.5 A的电烙铁【解析】灯泡P1＝100 W，电熨斗P2＝220 V×0.62A＝93.3 W，电热器P3＝168 W，电烙铁P4＝220 V×0.5 A＝110 W，所以，通电时间相同时，功率大的消耗的电能就多，C对．【答案】 C5．在图1所示电路中，A是熔断电流I0＝2 A的保险丝，R是可变电阻．交流电源的内电阻不计，其电动势随时间变化的规律是e＝2202sin 314t V．为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于()图1A．110 2 Ω B．110 ΩC．220 Ω D．220 2 Ω【解析】由e＝2202sin 314t V可知，E m＝220 2 V，故E＝220 V，又r ＝0，故U＝220 V，根据欧姆定律可得可变电阻的最小阻值为110 Ω，选项B正确．【答案】 B6．如图2所示是一交变电流的i-t图像，则该交变电流的有效值为()图2A．4 A B．2 2 AC.83 AD.2303 A【解析】取一个周期研究，前三分之一周期的有效值为2 2 A ，后三分之二周期的有效值为 4 A ，根据有效值的定义可得，I 2RT ＝(2 2 A)2R T 3＋(4 A)2R 2T 3，解得I ＝2303 A ，选项D 正确．【答案】 D7．(多选)将硬导线中间一段折成半圆形，使其半径为r (m)，让它在磁感应强度为B (T)、方向如图3所示的匀强磁场中绕轴MN 匀速转动，转速为n (r/s)，导线在a ，b 两处通过电刷与外电路连接，外电路接有阻值为R (Ω)的电阻，其余部分的电阻不计，则下列说法正确的是( )【导学号：46042107】图3A ．通过电阻R 的电流恒为Bn π2r 2RB ．电阻R 两端电压的最大值为Bn π2r 2C ．半圆导线从图示位置转过180°的过程中，通过电阻R 的电荷量为B πr 2RD ．电阻R 上消耗的电功率为(Bn π2r 2)22R【解析】因为线圈匀速转动，产生的是正弦式交变电流，故选项A 错误；感应电动势的最大值E m ＝BSω＝B ·πr 22·2πn ＝Bn π2r 2，且电路中除电阻R 外其余部分的电阻不计，所以U m ＝E m ＝Bn π2r 2，选项B 正确；由U ＝U m 2和P ＝U 2R 可得P ＝(Bn π2r 2)22R ，选项D 正确；导线由题图所示位置转过180°时，通过半圆的磁通量由Φ＝BS ＝B ·πr 22＝B πr 22变为－Φ，即ΔΦ＝B πr 2，由法拉第电磁感应定律可得E＝ΔΦΔt ，又I ＝E R ，所以导线由题图所示位置转过180°时通过电阻R 的电荷量为q ＝I Δt ＝ER Δt ＝ΔΦR Δt Δt ＝B πr 2R ，选项C 正确．【答案】 BCD8．如图4甲所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置P 使加在电热丝上的电压的波形如乙图所示．此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为( )【导学号：46042108】甲乙图4A ．110 VB ．156 VC ．220 VD ．311 V【解析】交流电压表测量的是交流电压的有效值．题图乙所示波形为正弦交变电流在时间轴上方的部分．取一个周期T 的时间，根据有效值的定义有：⎝ ⎛⎭⎪⎫31122R ·T 2＝u 2R ·T ，所以u ＝156 V ．选B. 【答案】 B9．正弦交流电的电压随时间变化的规律如图5所示．由图可知( )图5A ．该交流电的电压瞬时值的表达式为u ＝100sin(25t ) VB ．该交流电的电压的有效值为 100 VC ．该交流电的方向每秒钟改变 25 次D ．该交流电加在击穿电压为 110 V 的电容器两端，电容器不会被击穿【解析】由图可知T ＝4×10－2 s ，故 f ＝1T ＝25 Hz ，ω＝2πf ＝50π rad/s ，所以其表达式为u ＝1002sin 50πt V ，故A 错误；由图像可知交流电的最大值为100 2 V ，因此其有效值为10022V ＝100 V ，故B 正确；因为一个周期内电流方向改变两次，所以交流电的方向每秒钟改变50次，故C 错误；由图像可知交流电的最大值为100 2 V ，电容器要能正常工作，其击穿电压必须大于100 2 V ，故D 错误．【答案】 B10．如图6所示电路，电阻R 1与电阻R 2阻值相同，都为R ，和R 1并联的D为理想二极管(正向电阻可看做零，反向电阻可看做无穷大)，在A、B间加一正弦交流电压u＝202sin 100πt V，则加在R2上的电压有效值为()图6A．10 V B．20 VC．15 V D．510 V【解析】由u＝202sin 100πt V可知，电压的有效值为20 V．在一个周期T内，当二极管导通T2时，R2上的电压有效值为U1＝20 V；当二极管不导通T2时，R2上的电压有效值为U2＝10 V．根据有效值的概念可得U2R·T＝U21R·T2＋U22R·T2，解得U＝510 V，选项D正确．【答案】 D二、非选择题11.如图7所示，矩形线框的匝数N＝250 匝，ab＝12 cm，ad＝10 cm，线框置于B＝2πT的匀强磁场中并绕垂直于磁场的轴以120 r/min匀速转动．线框通过滑环与外电路相连，外电路接有R＝12 Ω的电阻及一只发光电压和熄灭电压都为12 V的氖泡L.求：【导学号：46042109】图7(1)当K接e时，电流表的读数为多少？R的热功率为多大？10 min内外力对线框做的功为多少？(2)当K接f时，氖泡闪光的频率为多大？通电10 min，氖泡发光的总时间为多少？(线框电阻不计)【解析】(1)当K接e时，电流表的读数为I＝I m2＝NBSω2R＝250×2π×0.12×0.1×4π2×12A＝ 2 A≈1.4 AR的热功率P＝I2R＝(2)2×12 W＝24 W外力做的功都转化为R上的热量，故W＝Pt＝24×10×60 J＝1.44×104 J.(2)当K接f时，取从中性面开始计时，产生的感应电动势为E＝NBSωsin ωt ＝24sin 4πt根据正弦曲线的变化规律，可知在交变电流的一个周期T内，氖泡发光2次，每次发光的时间为T 3.由于T＝12s，故氖泡闪光的频率为4次．通电10 min，氖泡发光的总时间为t＝10×60×(4×13×12) s＝400 s.【答案】(1)1.4 A24 W 1.44×104 J(2)4次400 s12．如图8甲，电阻为R＝2 Ω的金属线圈与一平行粗糙轨道相连并固定在水平面内，轨道间距为d＝0.5 m，虚线右侧存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B1＝0.1 T，磁场内外分别静置垂直于导轨的金属棒P和Q，其质量m1＝m2＝0.02 kg，电阻R1＝R2＝2 Ω.t＝0时起对左侧圆形线圈区域施加一个垂直于纸面的交变磁场B2，使得线圈中产生如图乙所示的正弦交变电流(从M 端流出时为电流正方向)，整个过程两根金属棒都没有滑动，不考虑P和Q电流的磁场以及导轨电阻．重力加速度g取10 m/s2.甲乙图8(1)若第1 s内线圈区域的磁场B2正在减弱，则其方向应是垂直纸面向里还是向外？(2)假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，金属棒与导轨间的滑动摩擦因数至少应是多少？(3)求前4 s内回路产生的总焦耳热．【解析】(1)第1 s内线圈区域的磁场B2正在减弱，由图乙知：线圈中电流方向沿顺时针方向，根据楞次定律判断得知，磁场B2的方向垂直纸面向里．(2)由图乙知，线圈中电流最大值为I0＝2 A，则通过Q棒的电流最大值为I Q ＝1 A；要使金属棒静止，安培力不大于最大静摩擦力，则有B1I Q d≤μmg得μ≥0.1×1×0.50.2＝0.25，故金属棒与导轨间的动摩擦因数至少应是0.25.(3)前4 s内电流的有效值为I＝22I0＝ 2 A回路的总电阻为R总＝R＋R1R2R1＋R2＝2 Ω＋1 Ω＝3 Ω回路产生的总焦耳热Q＝I2R总t＝24 J.【答案】(1)垂直纸面向里(2)0.25(3)24 J。

【精品试卷】教科版高中物理选修3-2重点强化卷1复习专用试卷

高中物理学习材料（精心收集**整理制作）重点强化卷(一) 电磁感应现象及综合应用(建议用时：45分钟)一、选择题1．如图1虚线所示的范围内有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，矩形线框abcd沿水平方向并自左向右匀速通过磁场．当线框通过图中①、②、③位置时，线框内的感应电流分别为i1、i2、i3，则()【导学号：46042045】图1A．i1>i3，i2＝0B．i1<i3，i2＝0C．i1＝i3<i2D．i1＝i3，i2＝0【解析】根据感应电流产生条件：穿过线圈的磁通量发生变化，所以当线圈完全进入时，线圈中没有感应电流．因此i2＝0.而线圈正在进入磁场与正在离开磁场时，导致磁通量发生变化，所以i1、i3都不等于零．再根据切割磁感线产生电动势E＝BL v与I＝ER可得：i1＝i3.故选D.【答案】 D2．穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图2所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最小的是()图2A．0～2 s B．2～4 sC．4～5 s D．5～10 s【解析】图像斜率的绝对值越小，表明磁通量的变化率越小，感应电动势也就越小．D正确．【答案】 D3. (多选)电吉他中电拾音器的基本结构如图3所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音．下列说法正确的有()【导学号：46042046】图3A．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作B．取走磁体，电吉他将不能正常工作C．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化【解析】铜不能被磁化，铜质弦不能使电吉他正常工作，选项A错误；取走磁体后，弦的振动无法通过电磁感应转化为电信号，音箱不能发声，选项B正确；增加线圈匝数，根据法拉第电磁感应定律E ＝N ΔΦΔt 知，线圈的感应电动势变大，选项C 正确；弦振动过程中，线圈中感应电流的磁场方向不断发生变化，则感应电流的方向不断变化，选项D 正确．【答案】 BCD4．如图4所示，一有限范围的匀强磁场宽度为d ，若将一个边长为L 的正方形导线框以速度v 匀速地通过磁场区域，已知d >L ，则导线框中无感应电流的时间等于( )图4A.d LB.L vC.d －L vD.d －2L v【解析】根据产生感应电流的条件可知：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电流，因此线框在进入和穿出磁场的过程中有感应电流．当线框全部处于磁场中时，穿过线框的磁通量不发生变化，没有感应电流产生．根据几何关系易知C 选项正确．【答案】 C5．MN 、GH 为光滑的水平平行金属导轨，ab 、cd 为跨在导轨上的两根金属杆，匀强磁场垂直穿过MN 、GH 所在的平面，如图5所示，则( )【导学号：46042047】图5A．若固定ab，使cd向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向由a到b到d到cB．若ab、cd以相同的速度一起向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向由c 到d到b到aC．若ab向左、cd向右同时运动，则abdc回路电流为零D．若ab、cd都向右运动，且两棒速度v cd>v ab，则abdc回路有电流，电流方向由c到d到b到a【解析】若固定ab，使cd向右滑动，由右手定则知，应产生顺时针方向的电流，故选项A错；若ab、cd同向运动且速度大小相同，ab、cd所围的面积不变，磁通量不变，故不产生感应电流，故选项B错误；若ab向左、cd向右同时运动，则abdc中有顺时针方向的电流，故选项C错误；若ab、cd向右运动，且v cd>v ab，则ab、cd所围的面积发生变化，磁通量也发生变化，故由楞次定律可判断出产生由c 到d到b到a的电流，故选项D正确．【答案】 D6．(多选)水平放置的平行板电容器与线圈连接如图6，线圈内有垂直纸面(设向里为正方向)的匀强磁场，为使带负电微粒静止在板间，磁感应强度B随时间t变化的图像应该是下列选项中的()图6【解析】要使带负电的微粒静止在板间，电容器上极板应带正电．线圈中感应电流的方向应沿逆时针方向，根据楞次定律可以判断，选项B、C正确．【答案】BC7．如图7(a)，线圈ab，cd绕在同一软铁芯上．在ab线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd间电压如图(b)所示．已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是()【导学号：46042048】(a)(b)图7【解析】由题图(b)可知在cd间不同时间段内产生的电压是恒定的，所以在该时间段内线圈ab中的磁场是均匀变化的，则线圈ab中的电流是均匀变化的，故选项A，B，D错误，选项C正确．【答案】 C8．(多选)如图8所示，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好．在向右匀速通过M、N两区的过程中，导体棒所受安培力分别用F M、F N表示．不计轨道电阻．以下叙述正确的是()图8A．F M向右B．F N向左C．F M逐渐增大D．F N逐渐减小【解析】由题意可知，根据安培定则，在轨道内的M区、N区通电长直导线产生的磁场分别垂直轨道平面向外和向里，由此可知，当导体棒运动到M区时，根据右手定则可以判定，在导体棒内产生的感应电流与长直绝缘导线中的电流方向相反，再根据左手定则可知，金属棒在M区时受到的安培力方向向左，因此A选项不正确；同理可以判定B选项正确；再根据导体棒在M区匀速靠近长直绝缘导线时对应的磁场越来越强，因此产生的感应电动势越来越大，根据闭合电路的欧姆定律和安培力的公式可知，导体棒所受的安培力F M也逐渐增大，故C选项正确；同理D选项正确．【答案】BCD9．在半径为r、电阻为R的圆形导线框内，以直径为界，左、右两侧分别存在着方向如图9甲所示的匀强磁场．以垂直纸面向外的磁场为正，两部分磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律分别如图乙所示．则0～t0时间内，导线框中()【导学号：46042049】甲乙图9A．没有感应电流B．感应电流方向为逆时针C．感应电流大小为πr2B0/(t0R)D．感应电流大小为2πr2B0/(t0R)【解析】圆形导线框左侧磁通量向外增大，右侧磁通量向里减小，总磁通量由向里减小变为向外增大，由楞次定律可知，感应电流方向为顺时针，A 、B 均错误；ΔΦ＝B 0·πr 22－⎝ ⎛⎭⎪⎫－B 0·πr 22＝B 0·πr 2，由E ＝ΔΦΔt ，I ＝E R 可得：感应电流大小为I ＝B 0·πr 2t 0R ，C 正确，D 错误．【答案】 C 二、计算题10．把总电阻为2R 的均匀电阻丝焊接成一半径为a 的圆环，水平固定在竖直向下的磁感应强度为B 的匀强磁场中，如图10所示，一长度为2a ，电阻等于R ，粗细均匀的金属棒MN 放在圆环上，它与圆环始终保持良好的接触，当金属棒以恒定速度v 向右运动经过环心O 时，求：(1)棒上电流的大小和方向及棒两端的电压U MN ；(2)圆环消耗的热功率和在圆环及金属棒上消耗的总热功率．图10【解析】 (1)金属棒MN 切割磁感线产生的感应电动势为E ＝BL v ＝2Ba v 外电路的总电阻为R 外＝R ·RR ＋R ＝12R 金属棒上电流的大小为 I ＝ER 外＋R ＝2Ba v 12R ＋R＝4Ba v 3R 电流方向从N 到M .金属棒两端的电压为电源的路端电压 U MN ＝IR 外＝23Ba v .(2)圆环消耗的热功率为外电路的总功率P 外＝I 2R2＝8(Ba v )29R圆环和金属棒上消耗的总热功率为电路的总功率 P 总＝IE ＝8(Ba v )23R .【答案】 (1)4Ba v 3R 由N →M 23Ba v (2)8(Ba v )29R8(Ba v )23R11．如图11所示，质量为M 的导体棒ab ，垂直放在相距为l 的平行光滑金属导轨上．导轨平面与水平面的夹角为θ，并处于磁感应强度大小为B 、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中．左侧是水平放置、间距为d 的平行金属板．R 和R x 分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻.【导学号：46042050】图11(1)调节R x ＝R ，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒的电流I 及棒的速率v .(2)改变R x ，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m 、带电量为＋q 的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通过，求此时的R x .【解析】 (1)导体棒匀速下滑时， Mg sin θ＝BIl ① I ＝Mg sin θBl②设导体棒产生的感应电动势为E 0 E 0＝Bl v③由闭合电路欧姆定律得I＝E0R＋R x④联立②③④，得v＝2MgR sin θB2l2.(2)改变R x，由②式可知电流不变．设带电微粒在金属板间匀速通过时，板间电压为U，电场强度大小为EU＝IR x ⑤E＝Ud⑥mg＝qE ⑦联立②⑤⑥⑦，得R x＝mBld qM sin θ.【答案】(1)Mg sin θBl2MgR sin θB2l2(2)mBldqM sin θ12．如图12所示，两平行导轨间距L＝0.1 m，足够长的光滑的倾斜部分和粗糙的水平部分圆滑连接，倾斜部分与水平面的夹角θ＝30°，方向垂直斜面向上的磁场的磁感应强度B＝0.5 T，水平部分没有磁场．金属棒ab的质量m＝0.005 kg，电阻r ＝0.02 Ω，运动中与导轨有良好接触，并且垂直于导轨，导轨上接一定值电阻R＝0.08 Ω，其余电阻不计，当金属棒ab从斜面上离地高h＝1.0 m以上的任何地方由静止释放后，在水平面上滑行的最大距离x都是1.25 m．(g取10 m/s2)求：(1)金属棒在斜面上的最大速度；(2)水平面的动摩擦因数；(3)从高度h＝1.0 m处滑下后电阻R上产生的热量．图12【解析】(1)金属棒从离地高h＝1.0 m以上任何地方由静止释放后，在到达水平面之前已经开始做匀速运动设最大速度为v，则感应电动势E＝BL v，感应电流I＝ER＋r，安培力F安＝BIL匀速运动时，有mg sin θ＝F安，解得v＝1.0 m/s.(2)在水平面上运动时，金属棒所受滑动摩擦力F f＝μmg 金属棒在摩擦力作用下做匀减速运动，有F f＝ma，v2＝2ax，解得μ＝0.04.(3)金属棒从高度h＝1.0 m处下滑的过程中，由动能定理可得mgh－W安＝12m v2电路中产生的焦耳热等于克服安培力所做的功，有Q＝W安电阻R上产生的热量Q R＝RR＋rQ，解得Q R＝3.8×10－2 J.【答案】(1)1.0 m/s(2)0.04(3)3.8×10－2 J。