【精品试卷】人教版高中物理选修3-1单元复习复习专用试卷
人教版高中物理选修3-1《静电场》单元测试题
P 点射
A.落在 A 、 B 、C 三处的小球分别是带正电、不带电 和带负电的
B.三小球在该电场中的加速度大小关系是
aA< aB< aC
C.三小球从进入电场至落到下板所用的时间相等
马鸣风萧萧
》》》》》》》》》积一时之跬步 臻千里之遥程《 《《《《《《《《《《《
D.三小球到达下板时动能的大小关系是
EKC< EKB < EKA
》》》》》》》》》积一时之跬步 臻千里之遥程《 《《《《《《《《《《《
高中物理学习材料
(马鸣风萧萧 ** 整理制作)
一 选择题:
《静电场》单元测试题
1.如图所示, P、Q 是两个电量相等的正电荷,它们连线的中点 是 O,A 、 B 是中垂线上的两点, OA < OB,用 EA、EB、UA、U B 分别 表示 A 、 B 两点的场强和电势,则
C. C 球的加速度为 g
D. A、 B 有共同的加速度 g+(qE/8m ) 二 填空题:
10.一带电粒子质量为 m,电量为 q,以初速度 v 跟水平方向成 450 角斜向上进入匀强
电场区域,能使粒子沿直线运动的匀强电场的最小电场强度是
。
11.如图所示,在光滑绝缘平面上有 A 、 B 两个点电荷相距无 穷远。 A 的质量为 m,且静止; B 的质量为 4m,且以速度 v 正对着
a和 c
A. F1
B. F2
C. F3
D. F4
3.光滑水平面上有一边长为 L 的正方形区域处在场强为 E 的匀强电场中,电场方向与 正方形一边平行。 一质量为 m、带电量为 q 的小球由某一边的中点, 以垂直于该边的水平初 速 v0 进入该正方形区域。当小球再次运动到该正方形区域的边缘时,具有的动能可能是
人教版高中物理选修3-1:测试卷(一)含答案
高中同步测试卷(一)第一单元 电场力的性质 (时间:90分钟,满分:100分)一、单项选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确.)1.关于电场强度的下列说法中不正确的是( ) A .电场强度在数值上等于单位电荷在电场中所受的电场力 B .在电场中某点不放电荷,则该点的电场强度一定为零C .正电荷在电场中某点所受电场力的方向就是这点电场强度的方向D .负电荷在电场中某点所受电场力的方向就是这点电场强度的反方向2.在如图所示的四种电场中,分别标记有a 、b 两点.其中a 、b 两点电场强度大小相等、方向相反的是( )A .甲图中与点电荷等距的a 、b 两点B .乙图中两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a 、b 两点C .丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a 、b 两点D .丁图中非匀强电场中的a 、b 两点3.如图,足够大的光滑绝缘水平面上有三个带电质点,A 和C 均围绕B 以相同的角速度做匀速圆周运动,三个带电质点始终在同一直线上,B 恰能保持静止.其中A 、C 和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 (电荷量与质量之比)之比应是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 22B.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 2L 12C.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 23D.⎝ ⎛⎭⎪⎫L 2L 134.如图所示,有一带电荷量为+q 的点电荷与均匀带电圆形薄板相距为2d ,此点电荷到带电薄板的垂线通过板的圆心.若图中a 点处的电场强度为零,则图中b 点处的电场强度大小是( )A .k q 9d 2+k qd 2B .k q d 2-k q9d 2C .0D .k q d25.真空中相距为3a 的两个点电荷M 、N 分别固定于x 轴上x 1=0和x 2=3a 的两点上,在它们连线上各点场强随x 变化关系如图所示,以下判断正确的是( )A .点电荷M 、N 一定为同种点电荷B .点电荷M 、N 一定为异种点电荷C .点电荷M 、N 所带电荷量的绝对值之比为2∶1D .点电荷M 、N 所带电荷量的绝对值之比为3∶1二、多项选择题(本题共7小题,每小题6分,共42分,在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题意.)6.如图所示,水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂两个相同的带电介质小球A 、B ,左边放一个带电荷量为+Q 的固定球时,两悬线都保持竖直方向.下列说法中正确的是( )A .A 球带正电,B 球带正电,并且A 球带电荷量较小 B .A 球带负电,B 球带正电,并且A 球带电荷量较小C .A 球带负电,B 球带正电,并且B 球带电荷量较大D .A 球带正电,B 球带负电,并且B 球带电荷量较大7.用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的强弱.如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线,图乙是场中的一些点:O 是电荷连线的中点,E 、F 是连线中垂线上相对O 对称的两点,B 、C 和A 、D 也相对O 对称.则( )A.B、C两点场强大小和方向都相同B.A、D两点场强大小相等,方向相反C.E、O、F三点比较,O点场强最强D.B、O、C三点比较,O点场强最弱8.一带电粒子从电场中的A点运动到B点,轨迹如图中虚线所示.不计粒子所受重力,则( )A.粒子带正电B.粒子加速度逐渐减小C.A点的速度大于B点的速度D.粒子的初速度不为零8题图9题图10题图9.如图所示的水平匀强电场中,将两个带电小球M和N分别沿图示路径移动到同一水平线上的不同位置,释放后,M、N保持静止,不计重力,则( )A.M的带电量比N大B.M带负电荷,N带正电荷C.静止时M受到的合力比N大D.移动过程中匀强电场对M做负功10.如图所示,在足够大的光滑绝缘水平面内固定有一带正电的电荷a(图中未画出),与a带同种电荷的电荷b仅在a的库仑力作用下,以初速度v0(沿MP方向)由M点运动到N 点,到N点时速度大小为v,且v<v0, 则( )A.b电荷在M点受力一定向左上方B.b电荷在M点受力一定向右下方C.a电荷一定在虚线MP上方D.a电荷一定在虚线MP下方11.两个通电小球带电后相互排斥,如图所示.两悬线跟竖直方向各有一个夹角α、β,且两球在同一水平面上.两球质量用m和M表示,所带电荷量用q和Q表示.若已知α>β,则一定有关系( )A.两球一定带同种电荷B.m一定小于MC.q一定大于Q D.m受到的电场力一定等于M所受电场力12.如图所示,固定在竖直面内的光滑金属细圆环半径为R,圆环的最高点通过长为L 的绝缘细线悬挂质量为m的可视为质点的金属小球,已知圆环带电均匀分布且带电荷量与小球相同,均为Q (未知),小球在垂直圆环平面的对称轴上处于平衡状态,已知静电力常量为k ,重力加速度为g .细线对小球的拉力为F (未知),下列式子中正确的是( )A .Q =mgR 3kLB .Q =mgL 3kRC .F =mgR LD .F =mgL R题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案演算步骤,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.(8分)如图,真空中xOy 平面直角坐标系上的ABC 三点构成等边三角形,边长L =2.0 m .若将电荷量均为q =+2.0×10-6C 的两点电荷分别固定在A 、B 点,已知静电力常量k =9.0×109N ·m 2/C 2,求:(1)两点电荷间的库仑力大小; (2)C 点的电场强度的大小和方向.14.(10分)如图所示,绝缘的粗糙水平桌面高为h =1.25 m ,长为s =2 m ,桌面上方有一个水平向左的匀强电场.一个质量为m =2×10-3kg ,带电量为q =+2.5×10-8C 的小物体自桌面的左端A 点以初速度v 0=6 m/s 向右滑行,离开桌子边缘B 后,落在水平地面上C 点,C 点与B 点的水平距离x =1 m ,物体与桌面间的动摩擦因数为0.4,不计空气阻力,取g =10 m/s 2.(1)水平向左的匀强电场的电场强度E 为多大;(2)为使小物体离开桌面边缘B 后水平距离加倍,即x ′=2x ,某同学认为可以在桌子边缘B的右侧空间加一竖直方向的匀强电场E′,请你求出该电场的电场强度.15.(10分)竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场.其电场强度为E,在该匀强电场中,用丝线悬挂质量为m的带电小球,丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡,如图所示.请问:(1)小球带电荷量是多少?(2)若剪断丝线,小球碰到金属板需多长时间?16.(10分)如图所示,带正电的甲球固定在足够大的光滑绝缘水平面上的A点,其带电荷量为Q;质量为m,带正电的乙球在水平面上的B点由静止释放,其带电荷量为q;A、B两点的距离为l0.释放后的乙球除受到甲球的静电力作用外,还受到一个大小为F=k qQ4l20(k为静电力常量)、方向指向甲球的恒力作用,两球均可视为点电荷.(1)求乙球在释放瞬间的加速度大小;(2)求乙球的速度最大时两球之间的距离;(3)请定性地描述乙球在释放后的运动情况(说明速度的大小变化及运动方向的变化情况).参考答案与解析1.[导学号66870001] 【解析】选B.电场强度的大小在数值上等于单位电荷在电场中所受的电场力,故A 说法正确.电场强度的大小跟有没有试探电荷无关,由电场本身决定,故B 说法错误.电场强度的方向总是跟正电荷所受电场力的方向一致,跟负电荷所受电场力的方向相反,故C 、D 说法正确.故选B.2.[导学号66870002] 【解析】选C.甲图中与点电荷等距的a 、b 两点,场强大小相同,方向不相反,选项A 错误;对乙图,根据电场线的疏密及对称性可判断,a 、b 两点的场强大小相等、方向相同,选项B 错误;丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a 、b 两点,场强大小相同,方向相反,选项C 正确;对丁图,根据电场线的疏密可判断,b 点的场强大于a 点的场强,选项D 错误.3.[导学号66870003] 【解析】选C.根据B 恰能保持静止可得:k q A q B L 21=k q C q BL 22.A 做匀速圆周运动,kq A q B L 21-k q C q A (L 1+L 2)2=m A ω2L 1,C 做匀速圆周运动,k q C q B L 22-k q C q A (L 1+L 2)2=m C ω2L 2,联立解得A 和C 的比荷之比等于⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 23,选项C 正确.4.[导学号66870004] 【解析】选A.由于a 点场强为零,说明点电荷在a 点的场强与圆盘在a 点的场强大小相等,E =kq d2,根据对称性可知,圆盘在b 点产生的场强大小也是E =kq d 2,则b 点的场强为E ′=E +kq (3d )2=kq d 2+kq9d2,A 正确. 5.[导学号66870005] 【解析】选A.从场强E 随x 的变化关系图象可以看出,x =2a 处的场强为零,在0~2a 范围内场强为正,2a ~3a 范围内场强为负,根据场强叠加原理可知,点电荷M 、N 为同种电荷,选项B 错误,选项A 正确;设点电荷M 的带电荷量为q 1,点电荷N 的带电荷量为q 2,x =2a 处的场强为E =k q 1(2a )2-k q 2a 2=0,解得:q 1∶q 2=4∶1,选项C 、D 错误.6.[导学号66870006] 【解析】选BC.存在固定球时,对A 、B 球受力分析,由于悬线都沿竖直方向,说明水平方向各自所受电场力合力为零,说明A 球带负电而B 球带正电,A 、B 作为整体得固定球对A 、B 的水平方向的库仑力大小相等方向相反.根据库仑定律得A 离固定球近点,所以A 球带电荷量较小,B 球带电荷量较大.故A 、D 错误,B 、C 正确.7.[导学号66870007] 【解析】选ACD.由等量异种点电荷的电场线分布可知选项A 、C 、D 正确,B 错误.8.[导学号66870008] 【解析】选BCD.由运动轨迹可知电场力方向向左,粒子带负电,A 错误;A →B 电场强度变小,电场力变小,加速度变小,B 正确;粒子运动过程中,电场力与运动方向的夹角大于90°,所以速率减小,C 正确;若粒子的初速度为0,将沿电场线向左下侧运动,D 正确.故选BCD.9.[导学号66870009] 【解析】选BD.释放后,M 、N 保持静止,它们均受到水平匀强电场的电场力qE 和相互之间的库仑力F 作用,因此有qE =F ,两者方向相反,其合力为0,故选项C 错误;由牛顿第三定律可知,M 、N 间相互作用的库仑力F ,一定大小相等、方向相反,所以它们受到的水平匀强电场的电场力qE 也一定大小相等、方向相反,所以两带电小球必带异种电荷,电量相等,故选项A 错误;两小球带异种电荷,相互间的库仑力为引力,由题图中位置关系可知,小球M 受到的水平匀强电场的电场力方向向左,与电场方向相反,所以带负电,小球N 受到的水平匀强电场的电场力方向向右,与电场方向相同,所以带正电,故选项B 正确;由题图图示可知,小球M 移动方向与水平匀强电场的电场力方向成钝角,所以匀强电场对M 做负功,故选项D 正确.10.[导学号66870010] 【解析】选AD.b 电荷运动轨迹向上弯曲,根据曲线运动特点可知,b 电荷在M 点受力一定向左上方,所以a 电荷一定在虚线MP 下方,选项A 、D 正确.11.[导学号66870011] 【解析】选ABD.库仑力同样满足牛顿第三定律,满足共点力平衡条件,由题中图示可知两小球相互排斥,故A 、D 正确;偏角的大小与小球的质量和悬线的长度有关,故B 正确.12.[导学号66870012] 【解析】选BD.由于圆环不能看成点电荷,采用微元法求圆环对小球的库仑力,小球受到的库仑力为圆环各点对小球库仑力的合力.以小球为研究对象,进行受力分析,小球受到三个力的作用:线对小球的拉力为F 、重力G 、圆环各点对小球库仑力的合力F Q .则F sin θ=mg ,sin θ=RL ,解得:F =mgLR,选项C 错误,D 正确;水平方向上:F cos θ=k Q 2L 2cos θ,解得:Q =mgL 3kR,选项A 错误,B 正确. 13.[导学号66870013] 【解析】(1)根据库仑定律,A 、B 两点电荷间的库仑力大小为F =k q 2L2①代入数据得F =9.0×10-3N .②(2)A 、B 点电荷在C 点产生的场强大小相等,均为E 1=k q L2③A 、B 两点电荷形成的电场在C 点的合场强大小为 E =2E 1cos 30°④由③④式并代入数据得E =7.8×103 N/C场强E 的方向沿y 轴正向. 【答案】(1)9.0×10-3N(2)7.8×103N/C 方向沿y 轴正向14.[导学号66870014] 【解析】(1)设小物体离开桌子边缘B 点后经过时间t 落地,则h =12gt 2得t =2h g=2×1.2510s =0.5 s 设小物体离开桌子边缘B 点时的速度为v B ,则v B =x t =10.5m/s =2 m/s根据动能定理,有-qEs -μmgs =12mv 2B -12mv 2得E =3.2×105N/C. (2)要使水平射程加倍,则 2x =v B t ′h =12at ′2 mg -qE ′=ma代入数据得E ′=6×105N/C ,方向竖直向上.【答案】(1)3.2×105N/C (2)6×105N/C 方向竖直向上 15.[导学号66870015] 【解析】(1)由小球处于平衡状态知小球带正电,对小球受力分析如图所示F T sin θ=qE ① F T cos θ=mg②由①②得tan θ=qE mg , 故q =mg tan θE. (2)由第(1)问中的方程②知F T =mgcos θ,而剪断丝线后小球所受电场力和重力的合力与未剪断丝线时丝线对小球的拉力大小相等,故剪断丝线后小球所受重力、电场力的合力等于mg cos θ.小球的加速度a =F 合m =gcos θ,小球由静止开始沿着丝线拉力的反方向做匀加速直线运动,当碰到金属板上时,它的位移为x =bsin θ, 又由x =12at 2,得t =2xa=2b cos θg sin θ=2bgcot θ.【答案】(1)mg tan θE(2) 2bgcot θ16.[导学号66870016] 【解析】(1)由牛顿第二定律得:k qQ l 20-F =ma 解得:a =3kqQ4ml 20.(2)当乙球所受的合力为零,即库仑力与恒力F 大小相等时,乙球的加速度为零,速度最大,设此时两球之间的距离为x ,则有k qQ x 2=kqQ 4l 20, 解得:x =2l 0.(3)乙球先做远离甲球的运动,速度先增大后减小,然后又反向做速度先增大后减小的运动,返回到释放点B 后,再重复前面的运动,之后就在B 点和最远点之间做往复运动.【答案】(1)3kqQ4ml 20(2)2l 0 (3)见解析。
人教版高中物理选修3-1高三新第一轮复习单元测试.docx
高中物理学习材料桑水制作高三新物理第一轮复习单元测试静电场命题人、审核 人:徐苏华说明:本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共150分;答题时间120分钟.第Ⅰ卷(选择题,共40分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分.在每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3分,有选错或不答的得0分)1.某电场的分布如图所示,带箭头的实线为电场线,虚线为等势面.A 、B 、C 三点的电场强 度分别为E A 、E B 、E C ,电势分别为A ϕ、B ϕ、C ϕ,关于这 三点的电场强度和电势的关系,以下判断正确的是( ) A .E A <E B ,B ϕ=C ϕ B .E A >E B ,A ϕ>B ϕ C .E A >E B ,A ϕ<B ϕD .E A =E C ,B ϕ=C ϕ2.如图所示,在直线MN 上有一个点电荷,A 、B 是直线MN 上的两点,两点的间距为L , 场强大小分别为E 和2E .则( )A .该点电荷一定在A 点的右侧B .该点电荷一定在A 点的左侧C .A 点场强方向一定沿直线向左D .A 点的电势一定低于B 点的电势3.如图所示,A 、B 为两个固定的等量的同种正电荷,在它们连线的中点处有一个可以自由 运动的正电荷C ,现给电荷C 一个垂直于连线的初速度v ,若不计电荷C 所受的重力,则关于电荷C运动过程中的速度和加速度情况,下列说法正确的是()A.加速度始终增大B.加速度先增大后减小C.速度始终增大,最后趋于无穷大D.速度始终增大,最后趋于某有限值4.电工穿的高压作业服是用铜丝编织的,下列说法正确的是()A.铜丝编织的衣服不易拉破B.电工被铜丝衣服所包裹,使体内电势为零C.电工被铜丝衣服所包裹,使体内场强为零D.铜丝电阻小,能对人体起到保护作用5.如图所示,沿水平方向放置的平行金属板a和b,分别与电源的正、负极相连,两板的中央沿竖直方向各有一个小孔,今有一个带正电的液滴,自小孔的正上方的P点由静止自由落下,先后穿过两个小孔后的速度为v1.若使a板不动,若保持电键K断开或闭合,b 板向上或向下平移一小段距离,相同的液滴仍然从P点由静止自由落下,先后穿过两个小孔后的速度为v2,在不计空气阻力的情况下,下列说法正确的是()A.若电键K保持闭合,向下移动b板,则v2>v1B.若电键K闭合一段时间后再断开,向下移动b板,则v2>v1C.若电键K保持闭合,无论向上或向下移动b板,则v2=v1D.若电键K闭合一段时间后再断开,无论向上或向下移动b板,则v2<v16.如图所示,在O点放置正点电荷Q,a、b两点的连线过O点,且Oa=ab,以下说法正确的是()A.将质子从a点由静止释放,质子向b做匀加速运动B.将质子从a点由静止释放,质子运动到b的速率为v,2则将 粒子从a点由静止释放后运动到b点的速率为v2C.若电子以Oa为半径绕O做匀速圆周运动的线速度为v,则电子以Ob为半径绕O做匀速圆周运动的线速度为2vD.若电子以Oa为半径绕O做匀速圆周运动的线速度为v,则电子以Ob为半径绕O做匀v速圆周运动的线速度为27.如图所示,AB、CD为一圆的两条直径,且相互垂直,O点为圆心.空间存在一未知静电场,场强方向与圆周所在平面平行.现有一电子,在电场力作用下(重力不计),先从A 点运动到C 点,动能减少了W ;又从C 点运动到B 点,动能增加了W ,那么关于此空间存 在的静电场可能是 ( ) A .方向垂直于AB 并由O 指向C 的匀强电场 B .方向垂直于AB 并由C 指向O 的匀强电场 C .位于O 点的正点电荷形成的电场 D .位于D 点的正点电荷形成的电场8.如图所示,平行金属板内有一匀强电场,一个电量为q 、质量为m 的带电粒子(不计重 力)以0v 从A 点水平射入电场,且刚好以速度v 从B 点射出.则( )①若该粒子以速度v -从B 点射入,则它刚好以速度0v -从A 点射出 ②若将q 的反粒子),(m q -以v -从B 点射入,它将刚好以速度0v -从A 点射出 ③若将q 的反粒子),(m q -以0v -从B 点射入,它将刚好以速度v -从A 点射出 ④若该粒子以0v -从B 点射入电场,它将v -从A 点射出 A .只有①③正确 B .只有②④正确C .只有①②正确D .只有③④正确9.如图所示,a 、b 两个带电小球,质量分别为a m 、b m ,用绝缘细线悬挂,两球静止时,它 们距水平地面的高度均为h (h 足够大),绳与竖直方向的夹角分别为α和β(βα<),若 剪断细线Oc ,空气阻力不计,两球电量不变,重力加速度取g ,则( )A .a 球先落地,b 球后落地B .落地时,a 、b 水平速度相等,且向右C .整个运动过程中,a 、b 系统的电势能增加D .落地时,a 、b 两球的动能和为gh m m b a )(+10.如图所示,有三个质量相等、分别带正电、负电和不带电的粒子从两水平放置的金属板左侧中央以相同的水平初速度0v 先后射入电场中,最后分别打在正极板的C 、B 、A 处,则( )A .三种粒子在电场中运动时间相同B .三种粒子在电场中的加速度为C B A a a a >> C .三种粒子到达正极板时动能kA kB kC E E E >>D .落在C 处的粒子带正电,落在B 处的粒子不带电,落在A 处的粒子带负电第Ⅱ卷(非选择题,共110分)二、本题共2小题,共20分,把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答.11.(8分)(1)在用电流场模拟静电场描绘电场等势线的实验中,给出下列器材,应选用的是__________(用字母表示) A .6V 的交流电源 B .6V 的直流电源 C .100V 的直流电源D .量程为0.5V ,零刻度在中央的电压表E .量程为300μA ,零刻度在中央的电流表(2)该实验装置如图所示,如果以a 、b 两个电极的连线为x 轴,以a 、b 连线的中垂线为y 轴,并将一个探针固定于y 轴上的某一点,合上开关S ,而将另一探针由O 点左侧沿x 轴正方向移到O 点右侧的过程中,灵敏电流表G 的指针与零刻度夹角的变化情况是_________. A .逐渐增大B .逐渐减小C .先变大后变小D .先变小后变大12.(12分)某研究性学习小组设计了以下方法来测量物体的带电量.如图所示的小球是一个外表面镀有金属膜的空心塑料球,用绝缘丝线悬挂于O 点,O 点固定一个可测量丝线偏离竖直方向角度α的量角器,M 、N 是两块相同的、正对着平行放置的金属板(加上电压后其内部电场可看作匀强电场).另外还要用到的器材有天平、刻度尺、电压表、直流电流表、开关、滑动变阻器及导线若干.该小组的实验步骤如下,请你帮助该小组完成: (1)用天平测出小球的质量m ,按上图所示进行器材的安装,并用刻度尺测出M 、N 板之间的距离d ,使小球带上一定的电量.(2)连接电路(请在图中的虚线框中画出实验所用的电路图,11题(2)图电源、开关已经画出).(3)闭合开关,调节滑动变阻器滑片的位置,读出多组相应的电压表的示数和丝线的偏转角度θ.(4)以电压U 为纵坐标,以__________为横坐标作出过原点的直线,求出直线的斜率k . (5)小球的带电量q =__________________.(用m 、d 、k 等物理量表示)三、本题共6小题,共90分.解答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.13.(14分)有一个点电荷Q 的电场中,Ox 坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A 、B两点的坐标分别为2.0m 和5.0m.已知放在A 、B 两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x 轴的正方向相同,电场力的大小跟试探电荷所带电荷量大小的关系如图中直线A 、B 所示,放在A 点的电荷带正电,放在B 点的电荷带负电.求: (1)B 点的电场强度的大小和方向;(2)试判断点电荷Q 的电性,并确定点电荷Q 的位置坐标.14.(14分)如图所示(a ),一条长为3L 的绝缘丝线穿过两个质量都是m 的小金属环A 和B ,将丝线的两端共同系于天花板上的O 点,使金属环带电后,便因排斥而使丝线构成一个等边三角形,此时两环恰处于同一水平线上,若不计环与线间的摩擦,求金属环所带电量是多少?某同学在解答这道题时的过程如下:设电量为q ,小环受到三个力的作用,拉力T 、重力mg 和库仑力F ,受力分析如图b ,由受力平衡知识得,22L q k =mg tan30°,kmgL q 332=. 你认为他的解答是否正确?如果不正确,请给出你的解答?15.(14分)如图所示,空间存在着强度E=2.5×102N/C方向竖直向上的匀强电场,在电场内一长为L=0.5m的绝缘细线,一端固定在O点,一端拴着质量m=0.5kg、电荷量q=4×10-2C的小球.现将细线拉直到水平位置,使小球由静止释放,当小球运动最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断裂.取g=10m/s2.求:(1)小球的电性;(2)细线能承受的最大拉力;(3)当小球继续运动后与O点水平方向距离为L时,小球距O点的高度.-的油滴,从O点以速度v射入匀强电场中,v的方16.(16分)如图所示,一个带电量为q向与电场方向成θ角.已知油滴的质量为m,测得油滴到达运动轨迹的最高点时,它的速度大小又为v.求:(1)最高点的位置可能在O点正上方的哪一侧?U.(2)最高点处(设为N)与O点的电势差NO(3)电场强度E.17.(16分)如图所示,在水平向左的匀强电场中,一带电小球用绝缘轻绳(不伸缩)悬于O点,平衡时小球位于A点,此时绳于竖直方向的夹角θ=53°,绳长为L,B、C、D到O点的距离为L,BD水平,OC竖直.(1)将小球移到B点,给小球一竖直向下的初速度v B,小球到达悬点正下方时绳中拉力恰等于小球重力,求v B.(2)当小球移到D点后,让小球由静止自由释放,求:小球经悬点O正下方时的速率.(计算结果可保留根号,取sin53°=0.8)18.(16分)如图所示为一真空示波管,电子从灯丝K发出(初速度不计),经灯丝与A板间的加速电压U1加速,从A板中心孔沿中心线KO射出,然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直,电子经过电场后打在荧光屏上的P点。
【新教材】人教版物理选修3-1《静电场》章节复习试题及答案
新教材适用·人教版物理电场同步测试(1—3节)一、选择题:1.关于物体的带电荷量,以下说法中正确的是()A .物体所带的电荷量可以为任意实数B .物体所带的电荷量只能是某些特定值C .物体带电+1.60×10-9C ,这是因为该物体失去了1.0×1010个电子D .物体带电荷量的最小值为 1.6×10-19C2.如图所示,将带电棒移近两个不带电的导体球,两个导体球开始时互相接触且对地绝缘,下述几种方法中能使两球都带电的是 ( ) A .先把两球分开,再移走棒B .先移走棒,再把两球分开C .先将棒接触一下其中的一个球,再把两球分开D .棒的带电荷量不变,两导体球不能带电3.用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的硬橡胶棒,都能吸引轻小物体,正确的是:()A.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带上了电荷B.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带有同种电荷C.被吸引的轻小物体一定是带电体D.被吸引的轻小物体可能不是带电体4.一个带正电的验电器如图所示,当一个金属球A 靠近验电器上的金属球B 时,验电器中金属箔片的张角减小,则()A .金属球A 可能不带电B .金属球A 一定带正电C .金属球A 可能带负电D .金属球A 一定带负电5.用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近已带电的验电器时,发现它的金属箔片的张角减小,由此可判断()A .验电器所带电荷量部分被中和B .验电器所带电荷量部分跑掉了C .验电器一定带正电D .验电器一定带负电6.以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是()A.摩擦起电是因为电荷的转移,感应起电是因为产生电荷B.摩擦起电是因为产生电荷,感应起电是因为电荷的转移C.摩擦起电的两摩擦物体必定是绝缘体,而感应起电的物体必定是导体D.不论是摩擦起电还是感应起电,都是电荷的转移7.带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的()A. 2.4×10-19CB.-6.4×10-19CC.-1.6×10-18CD.4.0×10-17C- - - - - - 甲乙 AB + +8.库仑定律的适用范围是()A.真空中两个带电球体间的相互作用B.真空中任意带电体间的相互作用C.真空中两个点电荷间的相互作用D.真空中两个带电体的大小远小于它们之间的距离,则可应用库仑定律9.两个相同的金属小球,带电量之比为1∶7,相距为r,两者相互接触后在放回原来的位置上,则它们间的库仑力可能为原来的()A.4/7 B. 3/7C. 9/7D. 16/710.A、B两个点电荷间距离恒定,当其它电荷移到A、B附近时,A、B之间的库仑力将 [ ]A.可能变大 B.可能变小C.一定不变 D.不能确定11.两个半径均为1cm的导体球,分别带上+Q和-3Q的电量,两球心相距90cm,相互作用力大小为F,现将它们碰一下后,放在两球心间相距3cm处,则它们的相互作用力大小变为()A.3000F B.1200FC.900F D.无法确定12.真空中有两个固定的带正电的点电荷,其电量Q1>Q2,点电荷q置于Q1、Q2连线上某点时,正好处于平衡,则()A.q一定是正电荷B.q一定是负电荷C.q离Q2比离Q1远D.q离Q2比离Q1近13.如图1所示,用两根绝缘丝线挂着两个质量相同不带电的小球A和B,此时,上、下丝线受的力分别为T A、T B;如果使A带正电,14. 关于电场线的说法,正确的是()A. 沿着电场线的方向电场强度越来越小B. 在没有电荷的地方,任何两条电场线都不会相交C. 电场线是人们假设的,用以形象表示电场的强弱和方向,客观上并不存在D. 电场线是始于正电荷或无穷远,止于负电荷或无穷远15.在真空中一匀强电场,电场中有一质量的0.01g,带电荷量为-1×10-8C的尘埃沿水平方向向右做匀速直线运运,取g=10m/s2,则()A. 场强方向水平向左B. 场强的方向竖直向下C. 场强的大小是5×106N/CD. 场强的大小是5×103N/C16.如图1-2-3所示,M、N是某个点电荷电场中的一条电场线上的两点,在线上O点由静止释放一个自由的负电荷,它将沿电场线向N点运动,下列判断正确的是()M o N图1-2-3A. 电场线由N指向M,该电荷加速运动,加速度越来越小B. 电场线由N指向M,该电荷加速运动,其加速度大小的变化不能确定C. 电场线由M指向N,该电荷做加速运动,加速度越来越大D. 电场线由N指向M,该电荷做加速运动,加速度越来越大17.电场强度的定义式为E=F/q ()A.该定义式只适用于点电荷产生的电场B.F是检验电荷所受到的力,q是产生电场的电荷电量C.场强的方向与F的方向相同D.由该定义式可知,场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比18.A为已知电场中的一固定点,在A点放一电量为q的电荷,所受电场力为F,A点的场强为E,则()A.若在A点换上-q,A点场强方向发生变化B.若在A点换上电量为2q的电荷,A点的场强将变为2EC.若在A点移去电荷q,A点的场强变为零D.A点场强的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关高一班姓名:座号:电场同步测试1一、选择题:(每小题4分,共72分)1 2 3 4 5 6 7 8 910 11 12 13 14 15 16 17 18二、填空题(每空5分,共15分)19.将一定量的电荷Q,分成电量q、q'的两个点电荷,为使这两个点电荷相距r时,它们之间有最大的相互作用力,则q值应为.20.如图3所示,把质量为0.2克的带电小球A用丝线吊起,若将带电量为4×10-8库的小球B靠近它,当两小球在同一高度相距3cm时,丝线与竖直夹角为45°,此时小球B受到的库仑力F=,小球A带的电量q A=.三、计算题(13分)21.如图所示,绝缘细线一端固定于O点,另一端连接一带电荷量为q,质量为m的带正电小球,要使带电小球静止时细线与竖直方向成а角,可在空间加一匀强电场则当所加的匀强电场沿着什么方向时可使场强最小?这时细线中的张力多大?电场强度同步测试1参考答案一、选择题:(不定项,每小题4分,共72分)1 2 3 4 5 6 7 8 9 BCD AC AD AC C D A CD CD10 11 12 13 14 15 16 17 18C D D BC BCD B B B D二、填空题19. Q/220.2×10-3N,-0.5×10-8C三、计算题:21.答案:小球受到重力G、绳的拉力T、电场力F三个力作用,根据平衡条件可知,拉力T与电场力F的合力必与重力G等值反向因为拉力T的方向确定,F与T的合力确定,由矢量图可知,当电场力F垂直悬线时最小,场强也最小.此时绳中张力T=mgcosа。
人教版高中物理选修3-1第一章复习测试题.docx
v第5题图高中物理学习材料桑水制作安师大附中09-10学年选修3-1第一章复习测试题姓名: 学号: 班级:一、选择题(本题10小题,每题4分,共40分;每小题只有1个选项正确,将正确答案填写在答题卷的表格中,不填入表格的答案无效。
)1.以下叙述中正确的是 ( ) A .带电量较小的带电体可以看成是点电荷B .电场线的形状可以用实验来模拟,这说明电场线是实际存在的C .一般情况下,两个点电荷之间的库仑力比它们之间的万有引力要大得多D .电场线的分布情况可以反映出电场中各点的场强方向,但无法描述电场的强弱2.平行金属板水平放置,板间距为0.6cm ,两板接上600V 电压,板间有一个带电液滴质量为4.8×10-10g ,处于静止状态,则油滴上有元电荷数目是(g 取10m/s 2)( ) A .3×106B.300C.10D.3×1043.下列关于点电荷的场强公式2rQkE 的几种不同的理解,正确的是 ( ) A..以点电荷Q 为中心,r 为半径的球面上各处的场强相同. B .当r →0时,E →∞;当r →∞时,E →0C .点电荷Q 产生的电场中,各点的场强方向一定是背向点电荷QD .在点电荷Q 的电场中,某点的场强大小与Q 成正比,与r 2成反比4.在点电荷+Q 形成的电场中有一点A ,当一个-q 的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A 点时,电场力做功为W ,则检验电荷在A 点的电势能及电场中A 点的电势分别为( )A. E A =-W , φA =W q B. E A =W, φA =-W qC .E A =W, φA =W qD .E A =-W , φA =-Wq5.如图所示,一水平放置的金属板正上方有一固定的正点电荷Q ,一表面绝缘的带正电小球(可视为质点且不影响Q 的电场)从左端以v 滑上金属板的上表面,向右运动到右端,在此过程中( ) A .小球受到的电场力做正功; B .小球先减速运动,后加速运动;C .小球受到的电场力方向始终沿两电荷连线斜向下;D .小球做匀速直线运动。
【精品试卷】人教版高中物理选修3-1第二章 第六节《导体的电阻》复习专用试卷
高中物理学习材料(精心收集**整理制作)选修3-1第二章 第六节《导体的电阻》课后巩固提升(40分钟)1.下列说法中正确的是( )A .据R =U /I 可知,当通过导体的电流强度不变,加在电阻两端的电压变为原来的2倍时,导体的电阻也变为原来的2倍B .据R =U /I 可知,通过导体的电流强度改变,加在电阻两端的电压也改变,但导体的电阻不变C .据ρ=RS /l 可知,导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS 成正比,与导体的长度l 成反比D .导体的电阻率与导体的长度l 、横截面积S 、导体的电阻R 皆无关2.两根同种材料制成的电阻丝a 和b ,a 的长度和横截面的直径均为b 的两倍,要使两电阻丝接入电路后消耗的电功率相等,加在它们两端的电压之比U a ∶U b 为( )A .1∶1B .2∶1 C.2∶1 D .1∶ 23.如图所示为一块长方体铜块,使电流沿如图I 1、I 2两个方向通过该铜块,铜块的电阻之比为( )A .1B.a 2c 2 C.a 2b 2 D.b 2c 2 4.一根阻值为R 的均匀电阻丝,在下列哪些情况中其阻值仍为R (设温度不变)( )A .当长度不变,横截面积增大一倍时B .当横截面积不变,长度增加一倍时C .长度和横截面半径都缩小一倍时D .长度和横截面积都扩大一倍时5.当电路中的电流超过熔丝的熔断电流时,熔丝就要熔断,由于种种原因,熔丝的横截面积略有差别,那么熔丝熔断的可能性较大的是( )A .横截面积大的地方B .横截面积小的地方C .同时熔断D .可能是横截面积大的地方,也可能是横截面积小的地方6.当电路中的电流超过熔丝的熔断电流时,熔丝就要熔断,由于种种原因,熔丝的横截面积略有差别,那么熔丝熔断的可能性较大的地方是( )A .横截面积大的地方B .横截面积小的地方C .同时熔断D .可能是横截面积大的地方,也可能是横截面积小的地方7.两根完全相同的金属裸导线,如果把一根导线对折起来当一条导线(R 1)使用,把另一根均匀地拉伸到原来长度的2倍(R 2)使用,假如它们的密度和电阻率不发生变化,则第一条电阻R 1与第二条电阻R 2的比值为( )A .1 ∶4B .1 ∶8C .1 ∶16D .1 ∶328.关于材料的电阻率,下列说法正确的是( )A .把一根长导线截成等长的三段,则每段的电阻率都是原来的13B .材料的电阻率随温度的升高而增大C .纯金属的电阻率较合金的电阻率小D .电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大9.对于常温下一根阻值为R 的金属电阻丝,下列说法正确的是( )A .常温下,若将电阻丝均匀拉长为原来的10倍,则电阻变为10RB .常温下,若将电阻丝从中点对折,电阻变为R /4C .加在电阻丝上的电压从0逐渐加大到U ,则在任意状态下的U /I 的值不变D .若把温度降到绝对零度附近,电阻丝的电阻突然变为零,这种现象称为超导现象10.温度能明显地影响金属导体和半导体材料的导电性能,在如图所示的图象中分别为某金属和某半导体的电阻随温度变化的关系曲线,则( )A .图线1反映半导体材料的电阻随温度的变化B .图线2反映金属导体的电阻随温度的变化C .图线1反映金属导体的电阻随温度的变化D .图线2反映半导体材料的电阻随温度的变化11.某电路需要20A 的保险丝,但手边只有用同种材料制成的“15A”和“5A”两种型号的保险丝,他们的规格如下表所示,问能否将这两种保险丝取等长的两段并联后接入该电路中?说明其理由。
最新人教版高中物理选修3-1测试题全套带答案解析
最新人教版高中物理选修3-1测试题全套带答案解析第一章第一章第一章章末检测第一章(时间:90分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共6小题,每小题4分,共24分)1.关于电场强度与电势的关系,下面各种说法中正确的是()A.电场强度大的地方,电势一定高B.电场强度不变,电势也不变C.电场强度为零时,电势一定为零D.电场强度的方向是电势降低最快的方向答案 D解析电场强度是描述静电力的性质的物理量,电势是描述电场能的性质的物理量,电场强度的大小和电势高低没有必然关系,电场线的方向,即电场强度的方向是电势降低最快的方向,选项A、B、C错误,选项D正确.图12.如图1所示,空间有一电场,电场中有两个点a和b.下列表述正确的是()A.该电场是匀强电场B.a点的电场强度比b点的大C.a点的电势比b点的高D.正电荷在a、b两点受力方向相同答案 C解析由电场线的分布可以看出,此电场不是匀强电场,选项A错误;b点电场线比a点电场线密,故a 点的电场强度比b点的小,B不正确;根据电场线的方向知a点的电势比b点的大,故C正确.正电荷在a、b两点受力方向分别沿a、b两点的切线方向,选项D错误.图23.空中有两个等量的正电荷q1和q2,分别固定于A、B两点,DC为AB连线的中垂线,C为A、B两点连线的中点,将一正电荷q 3由C 点沿着中垂线移至无穷远处的过程中,下列结论正确的有( ) A .电势能逐渐减小 B .电势能逐渐增大 C .q 3受到的电场力逐渐减小D .q 3受到的电场力逐渐增大 答案 A解析 中垂线CD 段上的电场强度方向处处都是竖直向上,故正电荷q 3由C 点沿着中垂线移至无穷远处的过程中,电场力做正功,电势能减小,A 对,B 错;中垂线上由C 到D ,电场强度先变大后变小,q 3受到的电场力先变大后变小,C 、D 错.图34.如图3所示,a 、b 、c 为电场中同一条水平方向电场线上的三点,c 为ab 的中点,a 、b 电势分别为φa =5 V 、φb =3 V .下列叙述正确的是( ) A .该电场在c 点处的电势一定为4 V B .a 点处的场强E a 一定大于b 点处的场强E b C .一正电荷从c 点运动到b 点电势能一定减少 D .一正电荷运动到c 点时受到的静电力由c 指向a 答案 C解析 因不知该电场是否是匀强电场,所以E =Ud 不一定成立,c 点电势不一定是4 V ,所以A 、B 两项错误.因φa >φb ,电场线方向向右,正电荷从高电势点移到低电势点电场力做正功,电势能减少,受到的电场力指向b ,所以C 项正确、D 项错误.图45.空间存在甲、乙两相邻的金属球,甲球带正电,乙球原来不带电,由于静电感应,两球在空间形成了如图4所示稳定的静电场.实线为其电场线,虚线为其等势线,A 、B 两点与两球球心连线位于同一直线上,C 、D 两点关于直线AB 对称,则( ) A .A 点和B 点的电势相同 B .C 点和D 点的电场强度相同C .正电荷从A 点移至B 点,静电力做正功D .负电荷从C 点沿直线CD 移至D 点,电势能先增大后减小 答案 C解析 由题图可知φA >φB ,所以正电荷从A 移至B ,静电力做正功,故A 错误,C 正确.C 、D 两点场强方向不同,故B 错误.负电荷从C 点沿直线CD 移至D 点,电势能先减小后增大,所以D 错误,故选C.图56.如图5所示,一半径为R 的圆盘上均匀分布着电荷量为Q 的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有a 、 b 、d 三个点,a 和b 、b 和c 、 c 和d 间的距离均为R ,在a 点处有一电荷量为q (q >0)的固定点电荷.已知b 点处的场强为零,则d 点处场强的大小为(k 为静电力常量)( ). A .k 3q R 2 B .k 10q9R 2 C .k Q +q R 2 D .k 9Q +q 9R 2答案 B解析 由于b 点处的场强为零,根据电场叠加原理知,带电圆盘和a 点处点电荷在b 处产生的场强大小相等,方向相反.在d 点处带电圆盘和a 点处点电荷产生的场强方向相同,所以E =k q (3R )2+k q R 2=k 10q 9R 2,所以B 选项正确.二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分) 7.下列各量中,与检验电荷无关的物理量是( )A .电场力FB .电场强度EC .电势差UD .电场力做的功W答案 BC解析 电场力F =qE ,与检验电荷有关,故A 项错;电场强度E 、电势差U 与检验电荷无关,故B 、C 对;电场力做功W =qU ,与检验电荷有关,故D 项错.8.带电粒子M 只在电场力作用下由P 点运动到Q 点,在此过程中克服电场力做了2.6×10-8 J 的功,那么( )A .M 在P 点的电势能一定小于它在Q 点的电势能B .P 点的场强一定小于Q 点的场强C .P 点的电势一定高于Q 点的电势D .M 在P 点的动能一定大于它在Q 点的动能答案AD解析因克服电场力做功,电势能增加,动能减小,所以A、D项正确;P、Q两点的场强大小不能确定,B项错;粒子电性未知,所以P、Q两点的电势高低不能判定,C项错.图69.如图6所示的电路中,AB是两金属板构成的平行板电容器.先将电键K闭合,等电路稳定后再将K 断开,然后将B板向下平移一小段距离,并且保持两板间的某点P与A板的距离不变.则下列说法正确的是()A.电容器的电容变小B.电容器内部电场强度大小变大C.电容器内部电场强度大小不变D.P点电势升高答案ACD图710.带电粒子在匀强电场中的运动轨迹如图7所示,如果带电粒子只受电场力作用从a到b运动,下列说法正确的是()A.粒子带正电B.粒子在a和b点的加速度相同C.该粒子在a点的电势能比在b点时大D.该粒子在b点的速度比在a点时大答案BCD解析由于粒子运动轨迹越来越向上弯曲,可判断它受力方向为竖直向上,所以粒子应带负电,故A错;匀强电场中受力恒定,加速度相同,B对;从a到b由于电场力方向速度方向成锐角,电场力做正功,则电势能减小,动能增大,故该粒子在b点的电势能比在a点时小,在b点的速度比在a点时大.故C、D 正确.三、填空题(每空2分,共10分)图811.如图8所示,Q 为固定的正点电荷,A 、B 两点在Q 的正上方与Q 相距分别为h 和0.25h ,将另一点电荷从A 点由静止释放,运动到B 点时速度正好又变为零.若此电荷在A 点处的加速度大小为34g ,此电荷在B 点处的加速度大小为________;方向________;A 、B 两点间的电势差(用Q 和h 表示)为________. 答案 3g 方向竖直向上 -3kQh解析 这一电荷必为正电荷,设其电荷量为q ,由牛顿第二定律,在A 点时mg -kQq h 2=m ·34g .在B 点时kQq(0.25h )2-mg =m ·a B ,解得a B =3g ,方向竖直向上,q =mgh 24kQ.从A 到B 过程,由动能定理mg (h -0.25h )+qU AB =0, 故U AB =-3kQh.图912.如图9所示,在竖直向下、场强为E 的匀强电场中,长为l 的绝缘轻杆可绕固定轴O 在竖直面内无摩擦转动,两个小球A 、B 固定于杆的两端,A 、B 的质量分别为m 1和m 2(m 1<m 2),A 带负电,电荷量为q 1,B 带正电,电荷量为q 2.杆从静止开始由水平位置转到竖直位置,在此过程中静电力做功为____________,在竖直位置处两球的总动能为______________. 答案 (q 1+q 2)El /2 [(m 2-m 1)g +(q 1+q 2)E ]l /2解析 本题考查静电力做功的特点和动能定理,考查学生对功能关系的处理.A 、B 在转动过程中静电力对A 、B 都做正功,即:W =q 1E l 2+q 2E l 2=(q 1+q 2)El /2,根据动能定理:(m 2-m 1)g l 2+(q 1+q 2)El2=E k -0,可求解在竖直位置处两球的总动能为E k =[(m 2-m 1)g +(q 1+q 2)E ]l /2. 四、计算题(本题共4小题,共50分)图1013.(10分)如图10所示,在匀强电场中,将带电荷量q =-6×10-6 C 的电荷从电场中的A 点移到B 点,克服电场力做了2.4×10-5 J 的功,再从B 点移到C 点,电场力做了1.2×10-5 J 的功.求:(1)A 、B 两点间的电势差U AB 和B 、C 两点间的电势差U BC ; (2)如果规定B 点的电势为零,则A 点和C 点的电势分别为多少? (3)作出过B 点的一条电场线(只保留作图的痕迹,不写做法). 答案 (1)4 V -2 V (2)4 V 2 V (3)见解析图解析 (1)U AB =W AB q =-2.4×10-5-6×10-6V =4 VU BC =1.2×10-5-6×10-6 V =-2 V(2)U AB =φA -φB ,U BC =φB -φC 又φB =0故φA =4 V ,φC =2 V (3)如图所示图1114.(12分)一个带正电的微粒,从A 点射入水平方向的匀强电场中,微粒沿直线AB 运动,如图11所示.AB 与电场线夹角θ=30°,已知带电粒子的质量m =1.0×10-7 kg ,电荷量q =1.0×10-10C ,A 、B 相距L =20cm.(取g =10 m/s 2,结果保留两位有效数字)求: (1)说明微粒在电场中运动的性质,要求说明理由. (2)电场强度的大小和方向.(3)要使微粒从A 点运动到B 点,微粒射入电场时的最小速度是多少. 答案 见解析解析 (1)微粒只在重力和电场力作用下沿AB 方向运动,在垂直于AB 方向上的重力和电场力必等大反向,可知电场力的方向水平向左,如图所示,微粒所受合力的方向由B 指向A ,与初速度v A 方向相反,微粒做匀减速运动.(2)在垂直于AB 方向上,有qE sin θ-mg cos θ=0所以电场强度E =1.7×104 N/C 电场强度的方向水平向左(3)微粒由A 运动到B 时的速度v B =0时,微粒进入电场时的速度最小,由动能定理得,mgL sin θ+qEL cosθ=m v 2A /2,代入数据,解得v A =2.8 m/s图1215.(14分)如图12所示,在E = 103 V/m 的水平向左匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置,轨道与一水平绝缘轨道MN 连接,半圆轨道所在竖直平面与电场线平行,其半径R =0.4 m ,一带正电荷q =10-4 C 的小滑块质量为m = 0.04 kg ,与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,g 取10 m/s 2,求:(1)要使小滑块能运动到半圆轨道的最高点L ,滑块应在水平轨道上离N 点多远处释放? (2)这样释放的滑块通过P 点时对轨道压力是多大?(P 为半圆轨道中点) 答案 (1)20 m (2)1.5 N解析 (1)滑块刚能通过轨道最高点条件是 mg =m v 2R,v =Rg =2 m/s滑块由释放点到最高点过程由动能定理得: Eqs -μmgs -mg 2R =12m v 2所以s =m ⎝⎛⎭⎫12v 2+2gREq -μmg代入数据得:s =20 m(2)滑块过P 点时,由动能定理: -mgR -EqR =12m v 2-12m v 2p所以v 2P=v 2+2(g +Eq m)R 在P 点由牛顿第二定律:N -Eq =m v 2PR所以N =3(mg +Eq ) 代入数据得:N =1.5 N图1316.(14分)如图13所示,EF 与GH 间为一无场区.无场区左侧A 、B 为相距为d 、板长为L 的水平放置的平行金属板,两板上加某一电压从而在板间形成一匀强电场,其中A 为正极板.无场区右侧为一点电荷Q 形成的电场,点电荷的位置O 为圆弧形细圆管CD 的圆心,圆弧半径为R ,圆心角为120°,O 、C 在两板间的中心线上,D 位于GH 上.一个质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子以初速度v 0沿两板间的中心线射入匀强电场,粒子出匀强电场经无场区后恰能进入细圆管,并做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动.(不计粒子的重力、管的粗细)求: (1)O 处点电荷的电性和电荷量; (2)两金属板间所加的电压. 答案 (1)负电 4m v 20R 3kq (2)3md v 203qL解析 (1)由几何关系知,粒子在D 点速度方向与水平方向夹角为30°,进入D 点时速度v =v 0cos 30°=233v 0 ①在细圆管中做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动,故Q 带负电且满足k QqR 2=m v 2R ②由①②得:Q =4m v 20R3kq(2)粒子射出电场时速度方向与水平方向成30° tan 30°=v y v 0③v y =at ④ a =qU md ⑤ t =L v 0⑥ 由③④⑤⑥得:U =md v 20tan 30°qL =3md v 203qL章末检测 第二章(时间:90分钟 满分:100分)一、单项选择题(本题共6小题,每小题4分,共24分)1.两个小灯泡,分别标有“1 A 4 W ”和“2 A 1 W ”的字样,则它们均正常发光时的电阻阻值之比为( )A .2∶1B .16∶1C .4∶1D .1∶16 答案 B解析 由P =I 2R 知:R =P I 2,所以R 1∶R 2=41∶14=16∶1.2.在正常照射下,太阳能电池的光电转换效率可达23%.单片单晶硅太阳能电池可产生0.6 V 的电动势,可获得0.1 A 的电流,则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是 ( ) A .0.24 J B .0.25 J C .0.26 J D .0.28 J 答案 C解析 根据W =UIt 可得每秒太阳能电池产生的能量为W =0.6×0.1×1 J =0.06 J ,设太阳能每秒照射的能量为Q ,则由能的转化和守恒定律得Q ×23%=W ,所以Q =0.26 J.3.为了保障行驶安全,一种新型双门电动公交车安装了如下控制装置:只要有一扇门没有关紧,汽车就不能启动.如果规定,车门关紧时为“1”,未关紧时为“0”;当输出信号为“1”时,汽车可以正常启动行驶,当输出信号为“0”时,汽车不能启动.能正确表示该控制装置工作原理的逻辑门是( ) A .“与”门 B .“或”门 C .“非”门 D .“与非”门 答案 A解析 根据汽车双门都关紧汽车才能启动的情况可知,即两个条件都满足事件才能发生,故能正确表示该控制装置工作原理的逻辑门应该是“与”门.图14.如图1所示,R 4是半导体材料制成的热敏电阻,电阻率随温度的升高而减小,这就是一个火警报警器的电路,电流表是安放在值班室的显示器,电源两极之间接一个报警器,当R 4所在处出现火情时,显示器的电流I 和报警器两端的电压U 的变化情况是( ) A .I 变大,U 变小 B .I 变大,U 变大 C .I 变小,U 变大 D .I 变小,U 变小答案 A解析 当R 4处出现火情时,R 4↓→R 总↓→I 总↑→U 外↓→U 并↓→IR 3↓→I ↑.故A 项正确.图25.如图2为测量某电源电动势和内阻时得到的UI 图线.用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路,测得路端电压为4.8 V .则该电路可能为( )答案 B解析 根据UI 图象可知E =6 V ,r =0.5 Ω,A 图U 外=4 V ,B 图中U 外=4.8 V ,C 图中: U 外=5.7 V ,D 图中U 外=5.4 V.图36.电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图3所示,图中U 为路端电压,I 为干路电流,a 、b 为图线上的两点,相应状态下电源的效率分别为ηa 、ηb .由图可知ηa 、ηb 的值分别为( ) A.34、14 B.13、23 C.12、12 D.23、13 答案 D解析 电源的效率η=UI EI ×100%=UE ×100%.a 点对应的路端电压U 为4个格,而电动势E 为6个格.因此ηa =23;b 点对应的路端电压为2个格,因此ηb =13.故D 正确.二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分)图47.如图4所示,在一幢居民楼里有各种不同的用电器,如电灯、电视机、洗衣机、微波炉、排油烟机等.停电时,用多用电表测得A 、B 间的电阻为R ;供电后,设各家用电器全都同时使用时,测得A 、B 间电压为U ,进线电流为I ;经过一段时间t ,从总电能表中测得这段时间内消耗的电能为W ,则下列表达式用来计算该幢楼居民用电的总功率,其中正确的是( ) A .P =I 2R B .P =U 2R C .P =IU D .P =Wt答案 CD解析 电路消耗的电功率的计算公式P =UI ,P =Wt 是普遍适用的,而A 、B 两选项只适用于纯电阻电路,而电视机、洗衣机、微波炉和排油烟机都不是纯电阻,所以A 、B 错误, C 、D 正确.图58.某学生做研究串联电路电压特点的实验时,接成如图5所示的电路,接通S 后,他将多用电表电压挡的红、黑表笔并联在A 、C 两点间时,电压表读数为U ;当并联在A 、B 两点间时,电压表读数也为U ;当并联在B 、C 两点间时,电压表读数为零,故障的原因可能是( ) A .AB 段断路 B .BC 段断路 C .AB 段短路 D .BC 段短路答案 AD解析 由题意可得U AB =U AC =U ,说明由A 、B 分别至电源的线路均已接通.若BC 段完好,则AB 段断路;若BC 段短路,则AB 段可能断路,也可能完好.又由题述得U BC =0,因而可能AB 段断路,或BC 段短路,也有可能出现两者同时发生的情况.分析时考虑要全面,要把故障的可能原因全部找出来,不要漏掉正确选项.图69.如图6所示,已知电源电动势E =12 V ,内阻r =1 Ω,定值电阻R =2 Ω,通过小灯泡的电流为1 A ,已知小灯泡的电阻为3 Ω,小型直流电动机的线圈电阻 =1 Ω,则( ) A .电动机两端的电压1 V B .电动机两端的电压6 V C .电动机的输入功率6 W D .电动机的输出功率5 W 答案 BCD解析 电动机两端的电压U M =E -I (R +R L +r )=12 V -1×(2+3+1)V =6 V ,故选项A 错误,选项B 正确;电动机的输入功率P =U M I =6×1 W =6 W ,P 出=P -I 2r =6 W -1 W =5 W ,故选项C 、D 正确.图710.如图7所示,电源的电动势E =2 V ,内阻r =2 Ω,两个定值电阻均为8 Ω,平行板电容器的电容C =3×10-6 F ,则( )A .开关断开时两极板间的电压43 VB .开关断开时电容器的带电量4×10-6 CC .开关接通时两极板间的电压43 VD .开关接通时电容器的带电量4×10-6 C答案 CD解析 电容器两极板间的电压等于R 2两端电压,开关S 断开时,电路中的总电流I =ER 2+r =28+2 A =0.2 A ,电容器的极板电压U =IR 2=0.2×8 V =1.6 V ,此时电容器的带电量Q =CU =3×10-6×1.6 C =4.8×10-6 C ,故选项A 、B 错误;开关接通时两定值电阻并联,电容器两极板间的电压等于路端电压,电路中的总电流I ′=E R 外+r =24+2A =13 A ,电容器的极板电压U ′=I ′R 外=13×4 V =43 V ,此时电容器的带电量Q ′=CU ′=3×10-6×43 C =4×10-6 C ,故选项C 、D 正确.三、实验题(本题共2小题,共15分) 11.(6分)某直流电动机M 转动时的UI 图象如图8甲所示,该同学利用图乙的实验电路研究电动机的转动情况,电路中使用恒压电源,R 1=15 Ω,R 2是滑动变阻器,电流表A 是理想电流表,实验操作步骤如下:图8(1)闭合开关S 2前,调节滑动变阻器,使其滑动触头应在________端.(选填“左”或“右”) (2)先闭合开关S 1,开关S 2保持断开,此时电流表的示数为0.6 A ,则恒压电源输出电压为________ V. (3)再闭合开关S 2,然后缓慢调节滑动变阻器使电动机恰好转动起来,此时电流表的示数为1.8 A ,直流电动机M 实际消耗的电功率为________ W ,滑动变阻器接入电路中的阻值为________.(取两位有效数值) 答案 (1)左 (2)9 (3)3.8 4.8解析 (1)闭合开关S 2前,调节滑动变阻器使其接入电路中的阻值最大,则滑动触头应在左端. (2)恒压电源输出电压U =I 1R 1=0.6×15 V =9 V(3)通过直流电动机M 电流I 2=I -I 1=1.8 A -0.6 A =1.2 A ,根据甲图可知此时直流电动机M 的电压为U M =3.2 V ,U 2=U -U M =9 V -3.2 V =5.8 V ,则直流电动机M 实际消耗的电功率为P =U M I 2=3.2×1.2 W =3.8 W ,滑动变阻器接入电路中的阻值为R =U 2I 2=5.81.2Ω=4.8 Ω.12.(9分)用伏安法测量一个定值电阻的电阻值,现有的器材规格如下: A .待测电阻R x (大约100 Ω)B .直流毫安表A 1(量程0~10 mA ,内阻约100 Ω)C .直流毫安表A 2(量程0~40 mA ,内阻约40 Ω)D .直流电压表V 1(量程0~3 V ,内阻约5 kΩ)E .直流电压表V 2(量程0~15 V ,内阻约15 kΩ)F .直流电源(输出电压4 V ,内阻不计)G .滑动变阻器R (阻值范围0~50 Ω,允许最大电流1 A) H .开关一个、导线若干(1)根据器材的规格和实验要求,为使实验结果更加准确,直流毫安表应选________,直流电压表应选________.(2)在方框内画出实验电路图,要求电压和电流的变化范围尽可能大一些. (3)用铅笔按电路图将实物图连线.图9答案 (1)C D (2)电路图见解析 (3)实物图见解析解析 (1)由于直流电源的电动势为4 V ,待测电阻R x 阻值约100 Ω,故通过R x 的最大电流约为40 mA ,所以直流毫安表应选C ;直流电压表若选15 V 量程,则读数误差较大,故应选D.(2)由于要求电压和电流的变化范围尽可能大一些,所以滑动变阻器采用分压式接法; 由于R V R x =5 000100=50>R x R A =10040=2.5,故电流表采用外接法.电路图如图:(3)根据电路图,实物图连线如图:四、计算题(本题共4小题,共45分)13.(10分)如图10甲所示的电路中,R 1、R 2均为定值电阻,且R 1=100 Ω,R 2阻值未知,R 3为一滑动变阻器.当其滑片P 从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图象如图乙所示,其中A 、B 两点是滑片P 在变阻器的两个不同端点得到的.求:图10(1)电源的电动势和内阻. (2)定值电阻R 2的阻值. (3)滑动变阻器的最大阻值.答案 (1)20 V 20 Ω (2)5 Ω (3)300 Ω解析 (1)将乙图中AB 线延长,交U 轴于20 V 处,交I 轴于1.0 A 处,所以电源的电动势为E =20 V ,内阻r =EI 短=20 Ω.(2)当P 滑到R 3的右端时,电路参数对应乙图中的B 点,即U 2=4 V 、I 2=0.8 A ,得R 2=U 2I 2=5 Ω.(3)当P 滑到R 3的左端时,由乙图知此时U 外=16 V ,I 总=0.2 A ,所以R 外=U 外I 总=80 Ω.因为R 外=R 1R 3R 1+R 3+R 2,所以滑动变阻器的最大阻值为:R 3=300 Ω.图1114.(10分)如图11所示的电路中,电源的电动势E =12 V ,内阻未知,R 1=8 Ω,R 2=1.5 Ω,L 为规格“3 V ,3 W ”的灯泡,开关S 断开时,灯泡恰好正常发光.(不考虑温度对灯泡电阻的影响)试求: (1)灯泡的额定电流和灯丝电阻; (2)电源的内阻;(3)开关S 闭合时,灯泡实际消耗的功率. 答案 (1)1 A 3 Ω (2)1 Ω (3)0.48 W 解析 (1)灯泡的额定电流I 0=P 0U 0=33A =1 A 灯丝电阻R L =U 20P 0=323Ω=3 Ω(2)断开S 时,灯L 正常发光,即I 1=I 0,根据闭合电路欧姆定律E =I 0(R 1+R L +r ) 得r =E I 0-(R 1+R L )=[121-(8+3)]Ω=1 Ω(3)闭合S 时,设外电路总电阻为R 外 R 外=R L ·R 2R L +R 2 +R 1=9 Ω干路电流为I 总=ER 外+r=1.2 A灯两端的电压U L =I 总·R L ·R 2R L +R 2=1.2 V灯的实际功率P =U 2LR L=0.48 W15.(12分)在如图12甲所示的电路中,电阻R 1和R 2都是纯电阻,它们的伏安特性曲线分别如图乙中Oa 、Ob 所示.电源的电动势E =7.0 V ,内阻忽略不计.图12(1)调节滑动变阻器R 3,使电阻R 1和R 2消耗的电功率恰好相等,求此时电阻R 1和R 2阻值为多大?R 3接入电路的阻值为多大?(2)调节滑动变阻器R 3,使R 3=0,这时电阻R 1和R 2消耗的电功率各是多少? 答案 (1)1 000 Ω 1 000 Ω 800 Ω (2)1.05×10-2 W 1.4×10-2 W解析 (1)R 1、R 2和R 3串联,电流相等,当电阻R 1和电阻R 2消耗的电功率相等时,由伏安特性曲线可知,此时电路中的电流I =2.5 mA.这时加在电阻R 1和R 2上的电压U 1=U 2=2.5 V. 由欧姆定律得R 1=R 2=U 1I=1 000 Ω滑动变阻器R 3两端电压为U 3=E -U 1-U 2=2 V 由欧姆定律得R 3=U 3I =800 Ω(2)调节滑动变阻器R 3,当R 3=0时 U 1+U 2=E =7 V又因通过电阻R 1和R 2的电流相等,从伏安特性曲线上可以看出,I =3.5 mA ,且U 1=3 V ,U 2=4 V 电阻R 1消耗的电功率为P 1=IU 1=1.05×10-2 W 电阻R 2消耗的电功率为P 2=IU 2=1.4×10-2 W16.(13分)一台电风扇,内阻为20 Ω,接上220 V 电压后,消耗的功率为66 W .求: (1)电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流;(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率和内能的功率以及电动机的效率;(3)若接上电源后,扇叶被卡住,不能转动,则此时通过电动机的电流多大?电动机消耗的电功率和发热功率各是多大?答案 (1)0.3 A (2)64.2 W 1.8 W 97.3% (3)11 A 2 420 W 2 420 W解析 (1)由P 入=IU 得I =P 入U =66220 A =0.3 A(2)电风扇正常工作时转化为内能的功率 P 内=I 2r =0.32×20 W =1.8 W电风扇正常工作时转化为机械能的功率 P 机=P 入-P 内=66 W -1.8 W =64.2 W 电风扇正常工作时电动机的效率 η=P 机P 入×100%=64.266×100%≈97.3%(3)电风扇扇叶被卡住后通过电动机的电流 I =U r =22020 A =11 A 电动机消耗的电功率 P =IU =11×220 W =2 420 W 电动机发热功率P 热=I 2r =112×20 W =2 420 W.章末检测 第三章(时间:90分钟 满分:100分)一、单项选择题(本题共6小题,每小题4分,共24分) 1.下面关于磁场的说法正确的是( )A .某点一小段通电直导线受到的磁场力方向与该点磁场的方向一致B .某点小磁针北极的受力方向与该点磁场方向一致C .某点小磁针的南极指向,即为该点的磁场方向D .在通电螺线管外部小磁针北极受力方向与磁场方向一致,在内部小磁针北极受力方向与磁场方向相反 答案 B2.关于带电粒子在电场或磁场中运动的表述,以下正确的是( )A.带电粒子在电场中某点受到的电场力方向与该点的电场强度方向相同B.正电荷只在电场力作用下,一定从高电势处向低电势处运动C.带电粒子在磁场中运动时受到的洛伦兹力方向与粒子的速度方向垂直D.带电粒子在磁场中某点受到的洛伦兹力方向与该点的磁场方向相同答案 C解析当带电粒子带负电时,在电场中某点受到的电场力方向与该点的电场强度方向相反,当带电粒子带负电时,受到的电场力方向与该点的电场强度方向相同,故A错误;由U AB=Wq知,若电场力的方向与运动方向相反,电场力做负功,则正电荷将从低电势处向高电势处运动,故B错误;根据左手定则,带电粒子在磁场中运动时受到的洛伦兹力方向一定与速度的方向垂直.故C正确,D错误.所以选C.3.在雷雨天气时,空中有许多阴雨云都带有大量电荷,在一楼顶有一避雷针,其周围摆放一圈小磁针,当避雷针正上方的一块阴雨云对避雷针放电时,发现避雷针周围的小磁针的S极呈顺时针排列(俯视),则该块阴雨云可能带()A.正电荷B.负电荷C.正负电荷共存D.无法判断答案 B解析小磁针的S极顺时针排列,说明磁场方向为逆时针,由安培定则可知,电流方向为竖直向上,即该阴雨云带负电荷,故选项B正确.图14.如图1所示,当开关S闭合的时候,导线ab受力的方向应为()A.向右B.向左C.向纸外D.向纸里答案 D5.如图2所示,空间存在水平向里、磁感应强度的大小为B的匀强磁场,磁场内有一绝缘的足够长的直杆,它与水平面的倾角为θ,一带电荷量为-q、质量为m的带负电小球套在直杆上,从A点由静止沿杆下滑,小球与杆之间的动摩擦因数为μ<tan θ.则小球运动过程中的速度时间图象可能是()答案 C解析 带电小球套静止时受到竖直向下的重力G 、垂直斜面向上的支持力N 和沿斜面向上的摩擦力f ,小球下滑后,再受到一个垂直斜面向上的洛伦兹力F ,沿斜面方向有:mg sin θ-μ(mg cos θ-F )=ma ,在垂直于斜面方向有:N +F =mg cos θ,由于小球加速,据F =q v B ,F 增大而支持力N 减小,据f =μF N ,摩擦力减小,导致加速度a 增加;当速度v 1增加到某个值时,出现mg cos θ-F =0,有mg sin θ=ma ,此时加速度最大;此后,F >mg cos θ,支持力N 反向,且速度越增加支持力N 越大,摩擦力f 也随着增加,最后出现mg sin θ=f ,之后小球做匀速下滑;所以只有C 选项正确.图36.带电粒子以初速度v 0从a 点进入匀强磁场如图3所示,运动中经过b 点,Oa =Ob .若撤去磁场加一个与y 轴平行的匀强电场,带电粒子仍以速度v 0从a 点进入电场,仍能通过b 点,则电场强度E 和磁感应强度B 的比值为( ) A .v 0 B.1v 0 C .2v 0 D.v 02答案 C解析 设Oa =Ob =d ,因带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,所以圆周运动的半径正好等于d 即d =m v 0qB ,得B =m v 0qd. 如果换成匀强电场,带电粒子做类平抛运动,那么有d =12·qE m ·⎝⎛⎭⎫d v 02得E =2m v 20qd ,所以E B=2v 0.选项C 正确.二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分)7.如图直导线通入垂直纸面向里的电流,在下列匀强磁场中,能静止在光滑斜面上的是( )。
人教版高中物理选修3-1高二物理3-1模块测试题
高中物理学习材料(灿若寒星 **整理制作)高二物理3-1模块测试题一、本题共 10 小题。
(每小题 5 分,共 50 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。
) 1.使带电的金属球靠近不带电的验电器,验电器的箔片张开。
下列各图表示验电器上感应电荷的分 布情况,其中正确的是( ) A B+ + + 2.如图所 示,1 和 2 为电 阻 R 1 和 R 2 的 伏安特性曲线, 若把 R 1 和 R 2 并 联接入电路,则( ) A . R 1 比 R 2 的发热功率大 B .R 1比 R 2 的发热功率小 C .R 1比 R 2的发热功率相同 D .无法确定 3.在研究微型电动机的性能时, 应用如图所示的实验电路。
阻器 R 并控制电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为 当调节滑动变1. 0 A 和2.0 V 。
重新调节 R 并使电动机恢复正常运转, 此时电流表和电压表的示数分别为 常运转时输出的机械功率为( ) A . 48 W B .47 W C .40 W D .32 W 2.0 A 和 24.0 V 。
则这台电动机正4. 如图所示,两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线 M 等值电流;沿纸面与直导线 M 、N 等距放置的另一根可自由移动 ab ,则通电导线 ab 在安培力作用下运动的情况是 ( ) A .沿纸面逆时针转动 B .沿纸面顺时针转动 C .a 端转向纸外, b 端转向纸里 D .a 端转向纸里, b 端转向纸外和 N ,通有同向 的通电导线 5.逻辑电路的信号有两种状态:一是高电位状态,用“ 示。
关于这里的“ 1”和“ 0”下列说法正确的是( )1”表示;另一种是低电位状态,用“ 0”表A .“ 1”表示电压为 1 V,“ 0”表示电压为 0 V B.“1”表示电压为大于或等于 1 V,“ 0”表示电压一定为 0 V C.“1”和“ 0”是逻辑关系的两种可能的取值,不表示具体的数值D .“1”表示该点与电源的正极相连,“ 0”表示该点与电源的负极相连6.如图所示,带电粒子以速度v 刚刚进入磁感应强度为 B 的磁场,下列各图所标的带电粒子+q所受洛伦兹力F 的方向中,正确的是(示。
最新人教版高中物理选修3-1测试题及答案全套
最新人教版高中物理选修3-1测试题及答案全套第一章静电场章末检测一、选择题1. 一带电粒子在电场中只受静电力作用时,它不可能出现的运动状态是()A. 匀速直线运动B. 匀加速直线运动C. 匀变速曲线运动D. 匀速圆周运动2. 如图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,其中等势面3的电势为零.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动,经过a、b点时的动能分别为26 eV和5 eV.当这一点电荷运动到某一位置m点时,其电势能变为-8 eV时,它的动能为()A.8 eV B.13 eV C.20 eV D.34 eV3. 下列粒子从静止状态经过电压为U 的电场加速后,速度最大的是()A. 质子()B. 氘核()C. α粒子()D. 钠离子(Na + )4. 对关系式U ab = Ed 的理解,正确的是A.式中的d 是a 、b 两点间的距离B. a 、b 两点间距离越大,电势差越大C. d 是a 、b 两个等势面的距离D.此式适用于任何电场5. 一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,在两极板间有一正电荷(电荷量很小)固定在P 点,如图所示.以E 表示两极板间的场强,U 表示电容器的电压,W 表示正电荷在P 点的电势能,若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,则()A. U 变小,E 不变B. E 变大,W 变大C. U 变小,W 不变D. U 不变,W 不变6. 如图所示,有三个质量相等,分别带正电、负电和不带电小球,从平行板电场中的P 点以相同的初速度垂直于E 进入电场,它们分别落到A 、B 、C 三点()A. 落到A 点的小球带正电,落到B 点的小球不带电B. 三小球在电场中运动的时间相等C. 三小球到达正极板时动能关系:E KA >E KB >E KCD. 三小球在电场中运动的加速度关系:a A >a B >a C7. 一束正离子以相同的速率从同一位置,沿垂直于电场方向飞入匀强电场中,所有离子的轨迹都是一样的,这说明所有粒子()A. 具有相同的质量B. 具有相同的电荷量C. 电荷量和质量的比相同D. 属于同一元素的同位素8. 某一电场中的电场线分布如图1352,则电场中A、B两点间电场强度和电势的关系为()A.Ea 大于Eb,φa高于φbB.Ea 大于Eb,φa低于φbC.Ea 小于Eb,φa高于φbD.Ea 小于Eb,φa低于φb9. 下列对物理现象、概念认识正确的是:()A.由于地球大气阻力作用,从高空下落的大雨滴落地速度大于小雨滴落地速度B.以匀加速运动的火车为参考系,牛顿第一定律并不成立,这样的参考系是非惯性系C.汽车在通过水库泄洪闸下游的“过水路面”最低点时,驾驶员处于失重状态D.电场强度、电势差、电容器的电容都是用比值法定义的10. 下列物理量中哪些与检测电荷q 无关()A. 电场强度EB. 电势UC. 电势能E pD. 电场力F11. 如图所示,电子由静止开始从A 板向B 板运动,当到达B 板时速度为v ,保持两板电压不变,则()A. 当增大两板间距离时,v 增大B. 当减小两板间距离时,v 变小C. 当改变两板间距离时,v 不变D. 当增大两板间距离时,电子在两板间运动的时间增长12. 在静电场中()A.电场强度处处为零的区域内,电势也一定处处为零B.电场强度处处相同的区域内,电势也一定处处相同C.电场强度的方向总是跟等势面垂直D.沿着电场强度的方向,电势总是不断降低的13. 如图所示,一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称,O、M、N 是y轴上的三个点,且OM=MN,P点在y轴的右侧,MP⊥ON,则…()A.M点的电势比P点的电势高B.将负电荷由O点移动到P点,电场力做正功C.M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差D.在O点静止释放一带正电粒子,该粒子将沿y轴做直线运动14. 如图所示,一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称,O、M、N 是y轴上的三个点,且OM=MN,P点在y轴的右侧,MP⊥ON,则…()A.M点的电势比P点的电势高B.将负电荷由O点移动到P点,电场力做正功C.M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差D.在O点静止释放一带正电粒子,该粒子将沿y轴做直线运动二、实验题15. 某同学为了测量一节电池的电动势和内阻,从实验室找到以下器材,一个满偏电流为100μA,内阻为2500Ω的表头,一个开关,两个电阻箱()和若干导线;(1)由于表头量程偏小,该同学首先需要将表头改装成量程为50mA的电流表,则应将表头与电阻箱__________(填“串联”或者“并联”),并将电阻箱阻值调为________Ω。
人教版高中物理选修3-1《磁场》单元测试试卷(精品整理含答案)
人教版高中物理选修3-1《磁场》单元测试卷限时:90分钟总分:100分一、选择题(每小题4分,共40分)1.下列说法正确的是()A.除永久磁铁外,一切磁场都是由运动电荷产生的B.一切磁现象都起源于运动电荷C.一切磁作用都是运动电荷通过磁场产生的D.有磁必有电,有电必有磁2.关于磁感应强度B,下列说法中正确的是()A.磁场中某点B的大小,跟放在该点的试探电流元的情况有关B.磁场中某点B的方向,跟该点处试探电流元所受磁场力方向一致C.在磁场中某点试探电流元不受磁场力作用时,该点B值大小为零D.在磁场中磁感线越密集的地方,B值越大3.如图所示,一圆形区域内存在匀强磁场,AC为直径,O为圆心,一带电粒子从A沿AO方向垂直射入磁场,初速度为v1,从D点射出磁场时的速率为v2,则下列说法中正确的是(粒子重力不计)()A.v2>v1,v2的方向必过圆心B.v2=v1,v2的方向必过圆心C.v2>v1,v2的方向可能不过圆心D.v2=v1,v2的方向可能不过圆心4.如图所示,三个速度大小不同的同种带电粒子沿同一方向从图示长方形区域的匀强磁场上边缘射入,当它们从下边缘飞出时对入射方向的偏角分别为90˚、60˚、30˚,则它们在磁场中运动时间之比为()A.1∶1∶1B.1∶2∶3C.3∶2∶1D.3∶2∶15.电磁轨道炮工作原理如下图所示,待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动,并与轨道保持良好接触.电流I从一条轨道流入,通过导电弹体后从另一条轨道流回.轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场),磁感应强度的大小与I成正比.通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出.现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍,理论上可采用的办法是()A.只将轨道长度L变为原来的2倍B.只将电流I增加至原来的2倍C.只将弹体质量减至原来的一半D.将弹体质量减至原来的一半,轨道长度L变为原来的2倍,其他量不变6.如图所示,甲是一带正电的小物块,乙是不带电的绝缘物块,甲、乙叠放在一起置于粗糙的水平地板上,地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场.现用水平恒力拉乙物块,使甲、乙无相对滑动一起向左加速运动,在加速运动阶段()A.甲、乙两物块间摩擦力不断增大B.甲、乙两物块间摩擦力不断减小C.甲、乙两物块间摩擦力大小不变D.乙物块与地面间摩擦力不断增大7.利用如图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,板上的两条宽度分别为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()A.粒子带正电B.射出粒子的最大速度为qB(3d+L)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8.如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B,有一矩形线圈abcd,且ab=L1,ad=L2,通有逆时针方向的电流I,让它绕cd边转过某一角度时,使线圈平面与磁场夹角为θ,则()A.穿过线圈的磁通量为Φ=BL1L2sinθB.穿过线圈的磁通量为Φ=BL1L2cosθC.cd边受到的安培力为F=BIL1sinθD.ad边受到的安培力为F=BIL1cosθ9.如图,空间有垂直于xOy平面的匀强磁场.t=0的时刻,一电子以速度v0经过x轴上的A点,方向沿x轴正方向.A点坐标为(-R2,0),其中R为电子在磁场中做圆周运动的轨道半径.不计重力影响,则() A.电子经过y轴时,速度大小仍为v0B.电子在t=πR6v0时,第一次经过y轴C.电子第一次经过y轴的坐标为(0,2-32R)D.电子第一次经过y轴的坐标为(0,-2-32R)10.回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示.设D形盒半径为R.若用回旋加速器加速质子时,匀强磁场的磁感应强度为B,高频交流电频率为f.则下列说法正确的是()A.质子被加速后的最大速度不可能超过2πfRB.质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关C.只要R足够大,质子的速度可以被加速到任意值D.不改变B和f,该回旋加速器也能用于加速α粒子二、填空题(每小题5分,共20分)11.如图所示,比荷为em的电子,以速度v0沿AB边射入边长为a的等边三角形的匀强磁场区域中,欲使电子从BC边穿出,磁感应强度B的取值应为________.12.如图所示,质量为m,带电量为-q的粒子,从两平行电极板正中央垂直电场线和磁感线以速度v飞入.已知两板间距为d,磁感应强度为B,这时粒子恰能直线穿过电场和磁场区域(重力不计).今将磁感应强度增大到某值,则粒子将落到极板上.粒子落到极板上的动能为________.13.如图所示,A、B为粗细均匀的铜环直径两端,若在A、B两端加一电压U,则环心O处的磁感应强度为________.(已知圆环直径为d)14.如图所示,质量为m的带电微粒,在相互垂直的匀强电磁场中运动,电场强度为E,方向竖直向下,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,此微粒在垂直于磁场的竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动(不计空气阻力),微粒一定带________电(填“正”或“负”),微粒的线速度大小为________.三、计算题(共40分)15.(10分)如图所示,平行金属导轨间距为0.5 m,水平放置,电源电动势为E=1.5 V,内阻r=0.2 Ω,金属棒电阻R=2.8 Ω,与平行导轨垂直,其余电阻不计,金属棒处于磁感应强度B=2.0 T、方向与水平方向成60˚角的匀强磁场中,则开始接通电路瞬间,金属棒受到的安培力的大小和方向如何?若棒的质量为m=5×10-2 kg,此时它对轨道的压力是多少?(g取10 m/s2)16.(10分)如图所示,足够长的绝缘斜面与水平面间的夹角为α(sinα=0.6),放在水平方向的匀强电场和匀强磁场中,电场强度E=50 V/m,方向水平向左,磁场方向垂直于纸面向外.一带电量q=+4.0×10-2C,质量m=0.40 kg的光滑小球,以初速度v0=20 m/s,从斜面底端A冲上斜面,经过3 s离开斜面,求磁场的磁感应强度.(取g=10 m/s2)17.图中左边有一对平行金属板,两板相距为d,电压为U,两板之间有匀强磁场,磁感应强度大小为B0,方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里.图中右边有一半径为R,圆心为O的圆形区域,区域内也存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面朝里.一电荷量为q的正离子沿平行金属板面、垂直于磁场的方向射入平行金属板之间,沿同一方向射出平行金属板之间的区域,并沿直径EF方向射入磁场区域,最后从圆形区域边界上的G点射出,已知弧FG所对应的圆心角为θ,不计重力,求(1)离子速度的大小;(2)离子的质量.18.(10分)如图所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度为B,方向垂直xOy平面向里,电场线平行于y轴.一质量为m、电荷量为q的带正电的小球,从y轴上的A点水平向右抛出,经x轴上的M点进入电场和磁场,恰能做匀速圆周运动,从x轴上的N点第一次离开电场和磁场,MN之间的距离为L,小球过M点时的速度方向与x轴正方向夹角为θ.不计空气阻力,重力加速度为g,求:(1)电场强度E的大小和方向;(2)小球从A点抛出时初速度v0的大小;(3)A点到x轴的高度h.人教版高中物理选修3-1《磁场》单元测试试卷参考答案一、选择题(每小题4分,共40分)1.下列说法正确的是()A.除永久磁铁外,一切磁场都是由运动电荷产生的B.一切磁现象都起源于运动电荷C.一切磁作用都是运动电荷通过磁场产生的D.有磁必有电,有电必有磁解析:磁现象的电本质,一切磁现象都起源于运动电荷.答案:BC2.关于磁感应强度B,下列说法中正确的是()A.磁场中某点B的大小,跟放在该点的试探电流元的情况有关B.磁场中某点B的方向,跟该点处试探电流元所受磁场力方向一致C.在磁场中某点试探电流元不受磁场力作用时,该点B值大小为零D.在磁场中磁感线越密集的地方,B值越大解析:磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定,与试探电流元无关,而磁感线可以描述磁感应强度,疏密程度表示大小.答案:D图13.如图1所示,一圆形区域内存在匀强磁场,AC为直径,O为圆心,一带电粒子从A沿AO方向垂直射入磁场,初速度为v1,从D点射出磁场时的速率为v2,则下列说法中正确的是(粒子重力不计)()A.v2>v1,v2的方向必过圆心B.v2=v1,v2的方向必过圆心C .v 2>v 1,v 2的方向可能不过圆心D .v 2=v 1,v 2的方向可能不过圆心答案:B图24.如图2所示,三个速度大小不同的同种带电粒子沿同一方向从图示长方形区域的匀强磁场上边缘射入,当它们从下边缘飞出时对入射方向的偏角分别为90˚、60˚、30˚,则它们在磁场中运动时间之比为( )A .1∶1∶1B .1∶2∶3C .3∶2∶1 D.3∶2∶1解析:如图3所示,图3设带电粒子在磁场做圆周运动的圆心为O ,由几何关系知,圆弧MN ︵ 所对应的粒子运动的时间t =MN ︵v =Rαv =m v qB ·αv =mαqB ,因此,同种粒子以不同速度射入磁场,经历时间与它们的偏角α成正比,即t 1∶t 2∶t 3=90˚∶60˚∶30˚=3∶2∶1.答案:C5.(2011·新课标卷)电磁轨道炮工作原理如下图4所示,待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动,并与轨道保持良好接触.电流I 从一条轨道流入,通过导电弹体后从另一条轨道流回.轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场),磁感应强度的大小与I成正比.通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出.现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍,理论上可采用的办法是()图4A.只将轨道长度L变为原来的2倍B.只将电流I增加至原来的2倍C.只将弹体质量减至原来的一半D.将弹体质量减至原来的一半,轨道长度L变为原来的2倍,其他量不变解析:由题意可知,安培力做功使炮弹的速度逐渐增大.假设轨道宽度为L′,则由动能定理可知F安培力L=12,而F安培力=BIL′,又根据题意可知B=KI(K2m v为常数),三个式子整理可得到弹体的出射速度v=I2KLL′,从而判断B,Dm正确.答案:BD6.如图5所示,甲是一带正电的小物块,乙是不带电的绝缘物块,甲、乙叠放在一起置于粗糙的水平地板上,地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场.现用水平恒力拉乙物块,使甲、乙无相对滑动一起向左加速运动,在加速运动阶段()图5A.甲、乙两物块间摩擦力不断增大B.甲、乙两物块间摩擦力不断减小C .甲、乙两物块间摩擦力大小不变D .乙物块与地面间摩擦力不断增大答案:BD图67.利用如图6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,板上的两条宽度分别为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( )A .粒子带正电B .射出粒子的最大速度为qB (3d +L )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解析:粒子要从右边的缝中射出,粒子进入磁场后向右偏,根据左手定则可以判断粒子带负电,A 项错误;由q v B =m v 2r 得v =qBr m ,可见半径越大,速率越大,最大半径为3d +L 2,因此射出的最大速度为qB (3d +L )2m,B 项正确;同理可求得最小速度为qBL 2m ,最大速度与最小速度之差为3qBd 2m ,这个值与L 无关,可以分析,C 项正确,D 项错误.答案:BC8.如图7所示,匀强磁场的磁感应强度为B ,有一矩形线圈abcd ,且ab =L 1,ad =L 2,通有逆时针方向的电流I ,让它绕cd 边转过某一角度时,使线圈平面与磁场夹角为θ,则( )图7A.穿过线圈的磁通量为Φ=BL1L2sinθB.穿过线圈的磁通量为Φ=BL1L2cosθC.cd边受到的安培力为F=BIL1sinθD.ad边受到的安培力为F=BIL1cosθ解析:沿cd转过某一角度,使线圈平面与磁场夹角为θ,此时穿过线圈的有效面积为L1L2sinθ,所以穿过线圈的磁通量为BL1L2sinθ,cd边与磁场方向垂直,受到的安培力为BIL1,ad边与磁场方向平行,受到的安培力为0.答案:A9.如图8,空间有垂直于xOy平面的匀强磁场.t=0的时刻,一电子以速度v0经过x轴上的A点,方向沿x轴正方向.A点坐标为(-R2,0),其中R为电子在磁场中做圆周运动的轨道半径.不计重力影响,则()图8A.电子经过y轴时,速度大小仍为v0B.电子在t=πR6v0时,第一次经过y轴C.电子第一次经过y轴的坐标为(0,2-32R)D.电子第一次经过y轴的坐标为(0,-2-32R)解析:因电子在匀强磁场中运动,只受洛伦兹力,做匀速圆周运动,故A正确;画出轨迹,由几何关系可知,当电子转过30˚角时,到达y轴对应时间t=112T=1 12×2πRv0=πR6v0,故B正确;电子应向下方偏转.故穿过y轴时坐标为∶y=-R(1-cos30˚)=-2-32R,故D正确.答案:ABD10.回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图9所示.设D形盒半径为R.若用回旋加速器加速质子时,匀强磁场的磁感应强度为B,高频交流电频率为f.则下列说法正确的是()图9A.质子被加速后的最大速度不可能超过2πfRB.质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关C.只要R足够大,质子的速度可以被加速到任意值D.不改变B和f,该回旋加速器也能用于加速α粒子解析:由于回旋加速器所加交变电压周期与粒子转动的周期相同,则粒子的最大速度为2πfR,A项正确;质子被加速后的最大速度v m=BqRm,与加速电场的电压大小无关,B项正确;R足够大,质子速度不能被加速到任意值.因为按相对论原理,质子速度接近光速时光子质量发生变化,进一步提高速度就不可能了,C 项错误;因为回旋加速器所加交变电压周期与粒子转动周期应相同,粒子转动周期T=2πmBq,α粒子与质子的比荷不相同,应调节f或B,故D项错误.答案:AB二、填空题(每小题5分,共20分)图1011.如图10所示,比荷为e m 的电子,以速度v 0沿AB 边射入边长为a 的等边三角形的匀强磁场区域中,欲使电子从BC 边穿出,磁感应强度B 的取值应为________.解析:画出刚好不出BC 边的临界状态对应的轨迹,应与BC 相切,根据轨迹确定半径,再根据r =m v 0eB 求B .答案:B ≤3m v 0ae图1112.如图11所示,质量为m ,带电量为-q 的粒子,从两平行电极板正中央垂直电场线和磁感线以速度v 飞入.已知两板间距为d ,磁感应强度为B ,这时粒子恰能直线穿过电场和磁场区域(重力不计).今将磁感应强度增大到某值,则粒子将落到极板上.粒子落到极板上的动能为________.解析:由题意:q U d =q v B ,又当粒子落到极板上有:-q ·U 2=E k -12m v 2,所以E k =m v 2-q v Bd 2. 答案:m v 2-q v Bd 213.如图12所示,A 、B 为粗细均匀的铜环直径两端,若在A 、B 两端加一电压U,则环心O处的磁感应强度为________.(已知圆环直径为d)图12答案:014.如图13所示,质量为m的带电微粒,在相互垂直的匀强电磁场中运动,电场强度为E,方向竖直向下,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,此微粒在垂直于磁场的竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动(不计空气阻力),微粒一定带________电(填“正”或“负”),微粒的线速度大小为________.图13解析:粒子做匀速圆周运动,则重力与电场力等大反向,故电场力竖直向上,则微粒带负电,又R=m vqB 且mg=qE,所以v=qBRm=gBRE.答案:负;BRg E三、论述计算题(共40分)图1415.(10分)如图14所示,平行金属导轨间距为0.5 m,水平放置,电源电动势为E=1.5 V,内阻r=0.2 Ω,金属棒电阻R=2.8 Ω,与平行导轨垂直,其余电阻不计,金属棒处于磁感应强度B=2.0 T、方向与水平方向成60˚角的匀强磁场中,则开始接通电路瞬间,金属棒受到的安培力的大小和方向如何?若棒的质量为m=5×10-2 kg,此时它对轨道的压力是多少?(g取10 m/s2)解:电路刚接通的瞬间,金属棒瞬时速度为零,金属棒受三个力作用,即:重力、支持力、安培力,由于此时金属棒未动,不会产生感应电动势,这时回路中的电流只由电源及回路电阻决定.由闭合电路欧姆定律有I=ER+r = 1.52.8+0.2A=0.5 A.F=BIL=2.0×0.5×0.5 N=0.5 N.方向由左手定则可知,与轨道成30˚角斜向左上方,其竖直的分力F sinθ=0.5×sin30˚ N=0.25 N.因F sin30˚=0.25 N,小于重力mg=5×10-2×10 N=0.5 N.说明轨道对金属棒仍有支持力F N存在,由竖直方向受力平衡知:F N+F sin30˚-mg=0,F N=mg-F sin30˚=0.5 N-0.25 N=0.25 N.由牛顿第三定律可知,金属棒对轨道的压力为0.25 N.图1516.(10分)如图15所示,足够长的绝缘斜面与水平面间的夹角为α(sinα=0.6),放在水平方向的匀强电场和匀强磁场中,电场强度E=50 V/m,方向水平向左,磁场方向垂直于纸面向外.一带电量q=+4.0×10-2C,质量m=0.40 kg的光滑小球,以初速度v0=20 m/s,从斜面底端A冲上斜面,经过3 s离开斜面,求磁场的磁感应强度.(取g=10 m/s2)解:带电小球的受力示意图如图16所示.小球沿斜面方向做匀减速运动,根据牛顿第二定律,则有:mg sinα+qE cosα=ma.图16解得:a=g sinα+qEm cosα=(10×0.6+4×10-2×50×0.80.40) m/s2=10 m/s2.设小球运动到最高点时速度v t=0,所用时间为t1,则有:v t=v0-at1=0.解得:t1=v0a=2010s=2 s.图17故带电小球上升至最高点后立即下滑,此时小球受力情况如图17所示.小球沿斜面加速下滑其加速度仍为:a=10 m/s2,下滑时间:t2=t-t1=3 s-2 s=1 s.小球下滑t2=1 s时的速度为:v′=at2=10×1 m/s=10 m/s.此时小球离开斜面,F N=0.则垂直斜面方向有:qE sinα+q v′B=mg cosα,解得B=mg cosα-qE sinαq v′=5.0 T.17.图18中左边有一对平行金属板,两板相距为d,电压为U,两板之间有匀强磁场,磁感应强度大小为B0,方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里.图中右边有一半径为R,圆心为O的圆形区域,区域内也存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面朝里.一电荷量为q的正离子沿平行金属板面、垂直于磁场的方向射入平行金属板之间,沿同一方向射出平行金属板之间的区域,并沿直径EF方向射入磁场区域,最后从圆形区域边界上的G点射出,已知弧FG所对应的圆心角为θ,不计重力,求图18(1)离子速度的大小;(2)离子的质量.解:(1)由题设知,离子在平行金属板之间做匀速直线运动,它所受到的向上的磁场力和向下的电场力平衡q v B0=qE0①式中,v是离子运动速度的大小,E0是平行金属板之间的匀强电场的强度,有E0=Ud②由①②式得v =U B 0d ③ (2)在圆形磁场区域,离子做匀速圆周运动.由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有q v B =m v 2r ④图19式中,m 和r 分别是离子的质量和它做圆周运动的半径.由题设,离子从磁场边界上的点G 穿出,离子运动的圆周的圆心O ′必在过E 点垂直于EF 的直线上,且在EG 的垂直平分线上(见上图).由几何关系有r =R tan α⑤式中,α是OO ′与直线EF 的夹角.由几何关系有2α+θ=π⑥联立③④⑤⑥式得,离子的质量为m =qBB 0Rd U cot θ2⑦图2018.(10分)如图20所示,直角坐标系xOy 位于竖直平面内,在水平的x 轴下方存在匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度为B,方向垂直xOy平面向里,电场线平行于y轴.一质量为m、电荷量为q的带正电的小球,从y轴上的A点水平向右抛出,经x轴上的M点进入电场和磁场,恰能做匀速圆周运动,从x轴上的N点第一次离开电场和磁场,MN之间的距离为L,小球过M点时的速度方向与x轴正方向夹角为θ.不计空气阻力,重力加速度为g,求:(1)电场强度E的大小和方向;(2)小球从A点抛出时初速度v0的大小;(3)A点到x轴的高度h.解:(1)小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动,其所受电场力必须与重力平衡,有qE=mg①E=mg q ②重力的方向是竖直向下的,电场力的方向则应为竖直向上,由于小球带正电,所以电场强度方向竖直向上.(2)小球做匀速圆周运动,O′为圆心,MN为弦长,∠MO′P=θ,(P为MN 的中点).设半径为r,由几何关系知L2r=sinθ③小球做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供,设小球做圆周运动的速率为v,有q v B=m v2 r④由速度的合成与分解得v0v=cosθ⑤由③④⑤式得v0=qBL2m cotθ⑥(3)设小球到M点的竖直分速度为v y,它与水平分速度的关系为v y=v0tanθ⑦由匀变速直线运动规律v2y=2gh⑧由⑥⑦⑧式得h=q2B2L2 8m2g⑨。
【精品试卷】人教版高中物理选修3-1学期复习复习专用试卷
高中物理学习材料(精心收集**整理制作)高一第二学期期终复习 班级 姓名一、选择题1、一个带电粒子沿着图中曲线JK 穿过一匀强电场, a 、b 、c 、d 为该电场的等势面, 其中Φa <Φb <Φc <Φd ,若不计粒子受到的重力, 可以确定A 、该粒子带正电B 、该粒子带负电C 、从J 到K粒子的电势能增加2、如图是测定电流表内阻的电路图,接通开关S ,选调节电阻箱R 的电阻值R 1,使电流表指针偏转到满刻度,再把电阻箱R 的电阻值调至R 2,使指针偏转到满刻度的一半,在电池内阻略去不计的情况下,电流表的内阻R g 等于( )A . R 2—2R 1B .21R 2-R 1 C .R 2—R 1 D . 2( R 2—R 1)3、如图所示为一电路板的示意图,a 、b 、c 、d 为接线柱,a 、b 与200V 的交流电源连接,ab 间、bc 间、cd 间分别连接一个电阻。
现发现电路中没有是流,为检查电路故障,有一交流电压表分别测得b 、d 两点间以及a 、c 两点间的电压均为200V 。
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4、某居民家中的电路如图所示,开始时各部分工作正常。
将电饭堡的插头插入三孔插座后,正在烧水的电热水壶突然不能工作,但电灯仍正常发光。
拔出电饭堡的插头,把试电笔分别插入插座的左、右插孔,氖管均能发光,则A.仅电热壶所在的C、D两点间发生了断路故障B.仅电热壶所在的C、D两点间发生了短路故障C.仅导线A、B间断路D.因为连接插座的导线接地,所以发生了上述故障5、如图所示,电动势为E、内阻为r的电源与电阻R1、R1、R3、平行板电容器AB及电流表组成电路,滑动变阻器R1处于某位置时,A、B间的带电油滴静止不动,当滑动变阻器R1的触头向右滑动时,下列判断正确的是()A.电流表读数增大,油滴向上运动B.电流表读数增大,油滴向下运动C.电流表读数减小,油滴向上运动D.电流表读数减小,油滴向下运动二、填空题6、在如图所示的测内、外电压的装量中,A、B是电池的________,a、b是位于电极内侧的_________,V表测量_______电压,V'表测量________电压,标出V、V'正负接线柱的符号。
高中物理选修3-1《1.静电场》状元培优单元测试题(人教版附答案)
2019-2020学年高中物理选修3-1《1.静电场》状元培优单元测试题(人教版附答案)一、选择题1、关于静电场下列说法中正确的是()A.在电场中某点的电势为零,则该点的电场强度一定为零B.电荷在电场中电势高的地方电势能大,在电势低的地方电势能小C.根据公式U= Ed 知,在匀强电场中两点间的距离越大,电势差就越大D.正电荷从电势高的点运动到电势低的点,电势能一定减少2、以下说法正确的是()A.由可知电场中某点的电场强度E与F成正比 B.由可知电场中某点的电势φ与q成反比C.由U ab=Ed可知,匀强电场中的任意两点a、b间的距离越大,则两点间的电势差也一定越大D.在公式C=Q/U中,电容器的电容大小C与电容器两极板间电势差U无关3、如图所示,左边是一个原先不带电的导体,右边C是后来靠近导体的带正电金属球,若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开,分导体为A、B两部分,这两部分所带电荷量的数值分别为Q A、Q B,则下列结论正确的是()A.沿虚线d切开,A带负电,B带正电,且Q A>Q BB.只有沿虚线b切开,才有A带正电,B带负电,且Q A=Q BC.沿虚线a切开,A带正电,B带负电,且Q A<Q BD.沿任意一条虚线切开,都有A带正电,B带负电,而Q A、Q B的值与所切的位置无关4、如图,一正离子在电场力作用下从A点运动到B点,在A点的速度大小为v0,方向与电场方向相同.该离子从A 点到B点的v﹣t图象是()A. B. C. D.5、如图所示是定性研究影响平行板电容器电容大小因素的装置,平行板电容器的A板固定在铁架台上并与静电计的金属球相连,B板和静电计金属外壳都接地。
将极板B稍向上移动,则:()A.指针张角变小,两极板间的电压变小,极板上的电荷量变大B.指针张角不变,两极板间的电压不变,极板上的电荷量变小C.指针张角变大,两极板间的电压变大,极板上的电荷量几乎不变D.指针张角变小,两极板间的电压变小,极板上的电荷量几乎不变6、如图所示,空间有两个等量的正点电荷,a、b两点在其连线的中垂线上,则下列说法一定正确的是:()A.场强 B.场强 C.电势 D.电势7、如图虚线a、b、c代表电场中三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即,实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,据此可知:()A.P点的电势高于Q点的电势 B.该质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大C.该质点通过P点时的动能比通过Q点时大 D.该质点通过P点时的加速度比通过Q点时小8、如图所示,在两个固定电荷+q和﹣q之间放入两个原来不带电的导体,1、2、3、4为导体上的四个点,在达到静电平衡后,各点的电势分别是φ1、φ2、φ3、φ4,则()A.φ4>φ3>φ2>φ1 B.φ4=φ3>φ2=φ1 C.φ4<φ3<φ2<φ1 D.φ4=φ3<φ2=φ1二、多项选择9、下列各量中,与检验电荷无关的量是()10、如图所示,A、B、C为等量异种电荷产生的静电场中的三个等势面,已知三个等势面的电势关系为φA<φB<φC。
最新人教版高中物理选修3-1复习试题及答案全套
最新人教版高中物理选修3-1复习试题及答案全套章末综合测评(一)(时间:90分钟分值:100分)一、选择题(本题共12小题,每小题5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2分,有选错的得零分.)1.下列说法正确的是()A.电荷放在电势高的地方,电势能就大B.正电荷在电场中某点的电势能,一定大于负电荷在该点具有的电势能C.无论是正电荷还是负电荷,克服电场力做功它的电势能都增大D.电场强度为零的点,电势一定为零C[电势能的大小与电荷的电性有关,正电荷放在电势高的地方,电势能大,而负电荷放在电势高的地方,电势能小,故A错误;正电荷在电场中电势大于零的点,其电势能一定大于负电荷在该点具有的电势能;而正电荷在电场中电势小于零的点,其电势能一定小于负电荷在该点具有的电势能,故B错误;只要克服电场力做功,电荷的电势能一定增大,与电荷的电性无关,故C正确;电场强度与电势无关,可知电场强度为零的点,电势不一定为零,故D错误.] 2.如图1所示,在真空中,把一个绝缘导体向带负电的球P慢慢靠近.关于绝缘导体两端的电荷,下列说法中不正确的是()图1A.两端的感应电荷越来越多B.两端的感应电荷是同种电荷C.两端的感应电荷是异种电荷D.两端的感应电荷的电荷量相等B[由于导体内有大量可以自由移动的电子,当它慢慢靠近带负电的球P 时,由于同种电荷相互排斥,导体上靠近P的一端的电子被排斥到远端,靠近P 的一端带上了正电荷,远离P的一端带上了等量的负电荷.导体离球P距离越近,电子被排斥得越多,感应电荷越多.]3.如图2所示,曲线为电荷在匀强电场中的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点,则下列说法正确的是()图2A.电荷在b点的电势能大于在a点的电势能B.电荷在a、b两点的电势能相等C.该电场的方向水平向左D.b点的电势高于a点的电势A[由电荷运动轨迹可以确定电荷所受电场力水平向左,a到b过程中,电场力与速度所成的角度为钝角,则电场力做负功,电势能增大,则电荷在b点的电势能大于在a点的电势能,故A正确,B错误;由于不知道电荷的电性,所以不能确定电场线的方向,同时也就不能确定电势的高低,故C、D错误.]4.在匀强电场中,有一质量为m,带电量为q的带电小球静止在O点,然后从O点自由释放,其运动轨迹为一直线,直线与竖直方向的夹角为θ,如图3所示,那么关于匀强电场的场强大小的下列说法中正确的是()图3A.唯一值是mg tan θq B.最大值是mg tan θqC .最小值是mg sin θqD .不可能是mg qC [带电小球受到电场力与重力作用,小球沿合力方向做加速直线运动,根据图示位置可确定电场力的方向,小球在重力和电场力的共同作用下做加速直线运动,当电场力的大小与重力沿合力的垂直方向分力相等时,电场力最小,即qE =mg sin θ,故E =mg sin θq ;故选C.]5.某带电粒子仅在电场力作用下由A 点运动到B 点,电场线、粒子在A 点的初速度及运动轨迹如图4所示,可以判定( )图4A .粒子在A 点的加速度大于它在B 点的加速度B .粒子在A 点的动能小于它在B 点的动能C .粒子在A 点的电势能小于它在B 点的电势能D .A 点的电势低于B 点的电势B [由电场线分布可知, E A <E B, 故带电粒子在B 点的加速度较大,A 错.由粒子的运动轨迹可知,静电力做正功, 粒子的电势能减少,动能增加,B 对,C 错.由于沿电场线方向电势降低,所以φA >φB ,D 错.]6.在真空中,上、下两个区域均有竖直向下的匀强电场,其电场线分布如图5所示,有一带负电的粒子从上边区域沿一条电场线以速度v 0匀速下落,并进入下边区域(该区域的电场范围足够广),在下列速度—时间图象中,符合粒子在电场内运动情况的是(以v 0方向为正方向)( )图5A B C DC[电场线在下边区域密,即下边区域场强大,故粒子在上边区域向下匀速运动,进入下边区域后,先做匀减速运动至速度减为零,接着向上做匀加速运动,越过边界后以速度-v0在上边区域再次做匀速运动.]7.如图6所示,三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔,小孔分别位于O、M、P点.由O点静止释放的电子恰好能运动到P点.现将C 板向右平移到P′点,则由O点静止释放的电子()图6A.运动到P点返回B.运动到P和P′点之间返回C.运动到P′点返回D.穿过P′点A[设AB、BC间的电场强度分别为E1、E2,间距分别为d1和d2,电子由O点运动到P点的过程中,据动能定理得:eE1d1-eE2d2=0 ①当C板向右平移后,BC板间的电场强度E′2=U′d′2=QC′d′2=QεS4πkd′2·d′2=4πkQεS,BC板间的电场强度与板间距无关,大小不变.第二次释放后,设电子在BC间移动的距离为x,则eE1d1-eE2x=0-0 ②比较①②两式知,x =d 2,即电子运动到P 点时返回,选项A 正确.]8.如图7所示的U -x 图象表示三对平行金属板间电场的电势差与场强方向上距离的关系.若三对金属板的负极板接地,图中x 均表示到正极板的距离,则下述结论中正确的是( )图7A .三对金属板正极电势的关系φ1>φ2>φ3B .三对金属板间场强大小有E 1>E 2>E 3C .若沿电场方向每隔相等的电势差值作一等势面,则三个电场等势面分布的关系是1最密,3最疏D .若沿电场方向每隔相等距离作一等势面,则三个电场中相邻等势面差值最大的是1,最小的是3BCD [通过U -x 图象分析可得,三对金属板的板间电势差相同,又因为金属板的负极板都接地,所以三个正极板的电势相等,A 错误.又因为板间距离不同,由E =U AB d 可得E 1>E 2>E 3,B 正确.每隔相等的电势差值作一等势面,由d =U AB E 可得,场强越大,等势面间距越小,分析得等势面分布的关系是1最密,3最疏,C 正确.沿电场方向每隔相等距离作一等势面,由U AB =Ed 可得,场强越大,电势差越大,分析得相邻等势面差值最大的是1,最小的是3,D 正确.]9.如图8所示是两个等量异种点电荷,周围有1、2、3、4、5、6各点,其中1、2之间距离与2、3之间距离相等,2、5之间距离与2、6之间距离相等.两条虚线互相垂直且平分,那么关于各点电场强度和电势的叙述正确的是( )图8A.1、3两点电场强度相同B.5、6两点电场强度相同C.4、5两点电势相同D.1、3两点电势相同ABC[两个等量异种点电荷的中垂线是等势线,所以2、4、5、6的电势相等,C正确;顺着电场线的方向电势降低,1、3电势不相等,D错误;1、2之间距离与2、3之间距离相等,由场强的矢量合成可以知道1、3两点电场强度相同,A正确;2、5之间距离与2、6之间距离相等,由场强的矢量合成得5、6两点电场强度相同,B正确.]10.空间某一静电场的电势φ在x轴上分布如图9所示,x轴上两点B、C的电场强度在x方向上的分量分别是E Bx、E Cx,下列说法中正确的有()图9A.E Bx的大小大于E Cx的大小B.E Bx的方向沿x轴正方向C.电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大D.负电荷沿x轴从B移到C的过程中,电场力先做正功,后做负功AD[在φ-x图中,图象斜率的绝对值表示场强大小.结合题中图象特点可知E Bx>E Cx,E Ox=0,故A对,C错.根据电场中沿着电场线的方向电势逐渐降低可知E Bx沿x轴负方向,B项错.负电荷在正x轴上受电场力沿x轴负向,在负x轴上受电场力沿x轴正向,故可判断负电荷从B移到C的过程中,电场力先做正功后做负功,D项正确.]11.如图10所示,在两等量异种点电荷产生的电场中,abcd是以两点电荷连线中点O为对称中心的菱形,a、c在两电荷的连线上,下列判断正确的是()图10A.a、b、c、d四点的电场强度的方向相同B.a、b、c、d四点的电势相同C.a、b两点间的电势差等于c、d两点间的电势差D.将正试探电荷由b沿ba及ad移到d点的过程中,试探电荷的电势能先增大后减小AD[根据等量异种电荷电场线的特点可知,a、b、c、d四点的电场强度方向都向右,A正确;沿着电场线方向电势逐渐降低,中垂线上各点电势为零,连线上的a点电势高于c点电势,B错误;a、b两点间的电势差等于a、O两点间的电势差,c、d两点间的电势差等于c、O两点间的电势差,所以U aO=-U cO,C错误;将正试探电荷由b沿ba及ad移到d点的过程中,电场力先做负功,后做正功,所以电势能先增大后减小,D正确.]12.如图11所示,三个质量相同,带电荷量分别为+q、-q和0的小液滴a、b、c,从竖直放置的两板中间上方由静止释放,最后从两板间穿过,轨迹如图所示,则在穿过极板的过程中()图11A.电场力对液滴a、b做的功相同B .三者动能的增量相同C .液滴a 电势能的增加量等于液滴b 电势能的减小量D .重力对三者做的功相同AD [此题考查带电粒子在电场中的受力运动及能量变化规律,因a 、b 带电荷量相等,所以穿过两板时电场力做功相同,电势能增加量相同,A 对,C 错;c 不带电,不受电场力作用,由动能定理,三者动能增量不同,B 错;a 、b 、c 三者穿出电场时,由W G =mgh 知,重力对三者做功相同,D 对.]二、非选择题(本题共4小题,共40分)13.(8分) 将一个电量为-2×10-9 C 的点电荷从电场中的N 点移动到M 点, 需克服电场力做功1.4 × 10-8 J ,求:(1)N 、M 两点间的电势差U NM 为多少?(2)若将该电荷从M 移到N ,电场力做什么功?U MN 为多少?【解析】 (1)由题意可知,将点电荷从N 移动到M 点,电场力做负功,即W NM =-1.4×10-8 J ,根据公式U NM =W NM q =-1.4×10-8-2×10-9=7 V . (2)当点电荷从M 移到N 点时,电场力做正功.根据电势差之间的关系有: U MN =-U NM =-7 V .【答案】 (1)7 V (2)正功 -7 V14. (10分)在一个点电荷Q 的电场中,Ox 坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A 、B 两点的坐标分别为2.0 m 和5.0 m .已知放在A 、B 两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x 轴的正方向相同,电场力的大小跟试探电荷所带电荷量大小的关系如图12所示中的直线A 、B 所示,放在A 点的电荷带正电,放在B 点的电荷带负电.求:图12(1)B点的电场强度的大小和方向;(2)试判断点电荷Q的电性,并确定点电荷Q的位置坐标. 【解析】(1)由题图可得B点电场强度的大小E B=Fq=2.5 N/C.因B点的试探电荷带负电,而受力指向x轴的正方向,故B点场强的方向沿x轴的负方向.(2)因A点的正电荷受力和B点的负电荷受力均指向x轴的正方向,故点电荷Q位于A、B两点之间,带负电.设点电荷Q的坐标为x,则E A=k Q(x-2)2,E B=k Q(5-x)2.由题图可得E A=40 N/C,解得x=2.6 m.【答案】(1)2.5 N/C沿x轴的负方向(2)负电2.6 m15. (10分)如图13所示,固定于同一条竖直线上的A、B是两个带等量异种电荷的点电荷,电荷量分别为+Q和-Q,A、B相距为2d.MN是竖直放置的光滑绝缘细杆,另有一个穿过细杆的带电小球P,质量为m、电荷量为+q(可视为点电荷,不影响电场的分布.),现将小球P从与点电荷A等高的C处由静止开始释放,小球P向下运动到距C点距离为d的O点时,速度为v.已知MN与AB 之间的距离为d,静电力常量为k,重力加速度为g.求:图13(1)C 、O 间的电势差U CO ;(2)O 点处的电场强度E 的大小;(3)小球P 经过与点电荷B 等高的D 点时的速度.【解析】 (1)根据动能定理则,从C 到Omgd +qU CO =12m v 2则U CO =m v 2-2mgd 2q. (2)A 点和B 点在O 点的电场强度均为E =k Q r 2,其中r =AO =BO =2d ,所以E =k Q 2d 2,根据对称性可知,两点电荷场强在水平方向的分场强抵消,合场强为:E 合=2E ·cos 45°=2kQ 2d 2.(3)从C 到D 点,由于电场线的对称性,U CD =2U CO ,则根据动能定理有:mg 2d +2qU CO =12m v 2D ,所以v D =2v .【答案】 (1)m v 2-2mgd 2q (2)2kQ 2d 2 (3)2v16. (12分)如图14所示,在绝缘水平面上,相距为L 的A 、B 两处分别固定着两个带电量相等的正电荷,a 、b 是AB 连线上的两点,其中Aa =Bb =L /4,O 为AB 连线的中点,一质量为m 、带电荷量为+q 的小滑块(可以看作质点)以初动能E 0从a 点出发,沿直线AB 向b 点运动,其中小滑块第一次经过O 点的动能为初动能的n 倍(n >1),到达b 点时动能恰好为零,小滑块最终停在O 点,求:图14(1)小滑块与水平面间的动摩擦因数;(2)O 、b 两点间的电势差U O b ;(3) 小滑块运动的总路程.【解析】 (1)因为+q A =+q B ,a 、b 以中点O 对称,所以U ab =0.滑块由a 到b 的过程,根据动能定理:qU ab -μmg L 2=-E 0,所以μ=2E 0mgL .(2)对小滑块由O 到b 的过程,根据动能定理:qU Ob -μmg L 4=-nE 0, U Ob =14μmgL -nE 0q =(1-2n )E 02q. (3)U aO =-U Ob =(2n -1)E 02q, 小滑块从a 点开始,最终停在O 点,根据动能定理qU aO -μmgs =-E 0,s =qU aO +E 0μmg =(2n +1)L 4. 【答案】 (1)2E 0mgL (2) (1-2n )E 02q (3)(2n +1)L 4章末综合检测(二)(时间:90分钟分值:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分.在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求.第6~10题有多项符合题目要求.全部选对的得4分,选对但不全的2分,有选错的得零分.)1.某同学用伏安法测小灯泡的电阻时,误将电流表和电压表接成如图1所示的电路,接通电源后,可能出现的情况是()图1A.电流表被烧坏B.电压表被烧坏C.小灯泡被烧坏D.小灯泡不亮D[由于电压表的内阻很大,所以电路中的电流很小,电压表、电流表、灯泡都不会被烧坏,但灯泡不亮,D正确.]2.两个相同的电阻R,当它们串联后接在电动势为E的电源上,通过一个电阻的电流为I;若将它们并联后仍接在该电源上,通过一个电阻的电流仍为I,则电源的内阻为()A.4R B.RC.R2D.无法计算B[当两电阻串联接入电路中时I=E2R+r,当两电阻并联接入电路中时I=E R2+r ×12,由以上两式可得r=R,B正确.]3.两根由同种材料制成的均匀电阻丝A、B串联在电路中,A的长度为L,直径为d;B的长度为2L,直径为2d,那么通电后在相同的时间内产生的热量之比为()A.Q A∶Q B=1∶1 B.Q A∶Q B=2∶1C.Q A∶Q B=1∶2 D.Q A∶Q B=4∶1B[直径比为1∶2,则横截面积比为1∶4,根据电阻定律R=ρlS,知电阻之比为2∶1,根据Q=I2Rt,电流相等,则热量之比为2∶1.故选B.]4.如图2所示,A灯与B灯电阻相同,当滑动变阻器R的滑动片向下滑动时,两灯的变化是()图2A.A灯变亮,B灯变亮B.A灯变暗,B灯变亮C.A灯变暗,B灯变暗D.A灯变亮,B灯变暗C[当变阻器的滑片向下滑动时,接入电路的电阻减小,根据串、并联电路特点可知电路中总电阻减小,由闭合电路欧姆定律可得干路电流I增大,内电压增大,路端电压U减小,A灯两端电压减小,亮度变暗;另一支路电流I′=I -I A增大,R1两端电压U1=I′R1增大,故R与B灯的并联支路电压U B=U-U1减小,B灯变暗,C正确.]5.某一网络电路中的部分电路如图3所示,已知I=3 A,I1=2 A,R1=10 Ω,R2=5 Ω,R3=30 Ω,则下列结论正确的是()图3A.通过R3的电流为0.5 A,方向从a→bB.通过R3的电流为0.5 A,方向从b→aC.通过电流表的电流为0.5 A,电流表“+”接线柱在右边D.通过电流表的电流为1.5 A,电流表“+”接线柱在左边B[R1两端的电压U1=I1R1=2×10 V=20 V;R2两端的电压U2=I2R2=(3-2×5) V=5 V,所以R3两端的电势差U ab=U2-U1=5 V-20 V=-15 V,b点电势高,电流由b→a,I3=|U ab|R3=0.5 A,A错误,B正确;电流表中的电流方向应该向右,大小I A=I2-I3=0.5 A,C、D均错误.]6.如图4所示,U-I图线上,a、b、c各点均表示该电路中有一个确定的工作状态,b点α=β,则下列说法中正确的是()图4A.在b点时,电源有最大输出功率B.在b点时,电源的总功率最大C.从a到b时,β角增大,电源的总功率和输出功率都将增大D.从b到c时,β角增大,电源的总功率和输出功率都将减小AD[在b点α=β说明此时外电阻R等于内阻,电源有最大输出功率,A 对;电源总功率P总=IE,则电流越大,总功率越大,B、C错,D正确.] 7.在如图5甲所示的电路中,电源的电动势为3.0 V,内阻不计,L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,当开关闭合后,下列说法中正确的是()甲乙图5A.L1中的电流为L2中的电流的2倍B.L1的电阻为12 ΩC.L1消耗的电功率为0.75 WD.L2消耗的电功率为0.375 WBC[L1两端电压为3 V时,由题图乙可知L1中的电流为0.25 A,L1的电阻R=UI=12 Ω,B正确;L1消耗的电功率P=UI=0.75 W.L2、L3串联分压,分到的电压为1.5 V,由题图乙可知L2和L3中的电流为0.20 A,L2消耗的电功率P=UI=0.30 W,D错误;L1中的电流为L2中的电流的1.25倍,A错误.]8.如图6所示的电路中,当滑动变阻器的触头向上滑动时,则()图6A.电源的功率变小B.电容器贮存的电荷量变小C.电源内部消耗的功率变大D.电阻R消耗的电功率变小BC[由闭合电路欧姆定律可知,当滑动触头向上滑动时,R总变小,I总增大,U端减小,而R1分压U1增大,所以电容器上的电压减小.电源功率P总=I 总E增大,A错误;Q=CU减小,B正确;电源内部消耗功率P内=I2总r增大,C 正确;电阻R1消耗的功率增大,R上消耗的功率无法确定.]9.将分压电阻串联在表头上,改装成电压表,下列说法中正确的是() A.接上分压电阻后,增大了表头的满偏电压B.接上分压电阻后,电压按一定比例分别降在表头和分压电阻上,表头的满偏电压不变C.如果分压电阻是表头内阻的n倍,则电压表量程扩大为表头满偏电压的n倍D.通电时,表头和分压电阻中通过的电流一定相等BD[接上分压电阻后,电压按一定比例分别降在表头和分压电阻上,表头的满偏电压不变,A错误,B正确;分压电阻是表头内阻的n倍,则表头满偏时分压电阻两端的电压为nU g,则电压表的量程为(n+1)U g,C错误;通电时,表头和分压电阻串联,故通过它们的电流一定相等,D正确.]10.在如图7所示的电路中,电源的电动势E和内阻r恒定,闭合开关S后灯泡能够发光,经过一段时间后灯泡突然变亮,则出现这种现象的原因可能是()图7A.电阻R1短路B.电阻R2断路C.电阻R2短路D.电容器C断路AB[若R1短路,则R总变小,I总变大,通过灯泡L的电流变大,灯泡变亮,A正确;若R2断路,R总变大,I总变小,U内=I总r变小,U外变大,U1=IR1变小,因U L=U外-U1,所以U L变大,灯泡变亮,B正确;若R2短路,电总流不经过灯泡,灯泡不亮,C错误;若电容器断路,总电阻不影响,故灯泡亮度不变,D错误.]二、非选择题(本题共6小题,共60分)11.(8分)(1)在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中,利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图8所示,校零时的读数为________mm,合金丝的直径为______________mm.甲乙图8(2)为了精确测量合金丝的电阻R x,设计出如图9甲所示的实验电路图,按照该电路图完成图乙中的实物电路连接.甲乙图9【解析】(1)由于螺旋测微器开始起点有误差,估读为0.007 mm,测量后要去掉开始误差,即合金丝直径为0.5 mm+14.5×0.01 mm-0.007 mm=0.638 mm.(2)将电表连入电路时注意电流要从正接线柱流入,该实验要求电压表示数从零开始,滑动变阻器采用分压接法.【答案】(1)0.0070.638(0.636~0.640均正确)(2)见解析图12.(10分)某物理实验小组利用实验室提供的器材测定电压表V1的内阻,可选用的器材如下:A.待测电压表V1:量程3 V,内阻约3 kΩB.电压表V2:量程15 V,内阻约20 kΩC.电流表A:量程3 A,内阻约0.1 ΩD.定值电阻R0:9.0 kΩE.滑动变阻器R1:0~200 ΩF.滑动变阻器R2:0~2 kΩG.电源E:电动势约为12 V,内阻忽略不计H.开关、导线若干(1)现用多用电表测电压表V1的内阻,选择倍率“×100”挡,其它操作无误,多用电表表盘示数如图10所示,则电压表V1的内阻约为________Ω.图10(2)为了准确测量电压表V1的内阻,两位同学根据上述实验器材分别设计了如图11甲和乙两个测量电路,你认为________(选填“甲”或“乙”)更合理,并在实物图中用笔画线代替导线将电路图补充完整.甲乙图11(3)该实验中滑动变阻器应该选用________(选填“R1”或“R2”).(4)用已知量R0和V1、V2的示数U1、U2来表示电压表V1的内阻R V1=________.【解析】(1)用多用电表测得的电压表的内阻为34×100 Ω=3 400 Ω;(2)甲图中,因为电压表V2的电阻与R0阻值相当,通过电压表V2的电流不能忽略,故用通过R0的电流作为通过V1的电流,则误差较大;故用乙电路较合理;电路连接如图:(3)实验中滑动变阻器要用分压电路,故用选取阻值较小的R 1;(4)根据欧姆定律可知:R V1=U 1U 2-U 1R 0=U 1R 0U 2-U 1. 【答案】 (1)3 400 (2)乙 连图如解析图 (3)R 1 (4)U 1R 0U 2-U 113.(10分) 如图12所示的电路中,各电阻的阻值已标出.当输入电压U AB =110 V 时,输出电压U CD 是多少?图12【解析】 并联部分的等效电阻为:R 并=(9R +R )×109R(9R +R )+109R=R ,则电路的总电阻为:R 总=10R +R =11R .由串联分压得并联部分R 并上的电压为:U 并=R 并R 总·U AB =R 11R ×110 V =10 V . 而输出电压U CD 即电阻R 上分到的电压,再由串联分压得,U CD =U R =R9R +R U 并=110×10 V =1 V . 【答案】1 V14.(10分)有一只量程为1 mA 的电流表,刻度盘共有50格,若给它并联一个10-2 Ω的电阻,则可将它改装成一个量程为1 A 的电流表,若要把这个量程为1 mA 的电流表改装成一个量程为10 V 的电压表, 应在电流表上串联一个多大的电阻?用这个电压表测量电压时,表盘上指针偏转40格,则所测电压为多少伏?【解析】 将电流表改装成大量程电流表时,并联一分流电阻,则有I =I g +I g R g R 1即R g =(I -I g )R 1I g=(1-0.001)×10-20.001 Ω=9.99 Ω≈10 Ω 将电流表改装成大量程电压表时,串联一分压电阻,则有I g (R g +R 2)=UR 2=U I g-R g =100.001 Ω-10 Ω=9 990 Ω 当指针偏转40格时,通过电流表的电流为I ′=0.001×4050 A所测电压U ′=I ′(R g +R 2)=8 V .【答案】 9 990 Ω 8 V15.(10分)一根长为l =3.2 m 、横截面积S =1.6×10-3m 2的铜棒,两端加电压U =7.0×10-2 V .铜的电阻率ρ=1.75×10-8 Ω·m ,铜内自由电子的体密度为n =8.5×1029 m -3.求:(1)通过铜棒的电流;(2)铜棒内的电场强度;(3)自由电子定向移动的平均速度.【解析】 (1)由R =ρl S 和I =U R 得I =US ρl =7.0×10-2×1.6×10-31.75×10-8×3.2 A =2×103A.(2)E=Ud=7.0×10-23.2V/m=2.19×10-2 V/m.(3)由I=neS v得v=IneS=2×1038.5×1029×1.6×10-19×1.6×10-3m/s=9.19×10-6 m/s.【答案】(1)2×103 A(2)2.19×10-2 V/m(3)9.19×10-6 m/s16. (12分)如图13所示,直流电动机和电炉并联后接在直流电源上,电源的内阻r=1 Ω,电炉的电阻R1=19 Ω,电动机线圈的电阻R2=2 Ω,当开关S断开时,电源内电路消耗的热功率P=25 W;当S闭合时,干路中的电流I=12.6 A.求:图13(1)电源的电动势E;(2)S闭合后电动机的机械功率.【解析】(1)开关S断开时,由P=I20·r得I0=Pr=251A=5 A由闭合电路欧姆定律得E=I0(R1+r)=5×(19+1) V=100 V.(2)开关S闭合后,内电压U内=Ir=12.6 V路端电压U=E-U内=(100-12.6) V=87.4 V通过电炉的电流I1=UR1=87.419A=4.6 A通过电动机的电流I2=I-I1=8.0 A电动机消耗的热功率P1=I22R2=8.02×2 W=128 W电动机工作时,消耗的电功率P2=UI2=87.4×8 W=699.2 W电动机输出的机械功率P3=P2-P1=(699.2-128) W=571.2 W.【答案】(1)100 V(2)571.2 W章末综合检测(三)(时间:90分钟分值:100分)一、选择题(本题共12小题,每小题4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4分,选对但不全的2分,有选错的得零分.)1.关于磁感应强度B,下列说法中正确的是()A.磁场中某点B的大小,跟放在该点的试探电流元的情况有关B.磁场中某点B的方向,跟该点处试探电流元所受磁场力的方向一致C.在磁场中某点试探电流元不受磁场力作用时,该点B值大小为零D.在磁场中磁感线越密集的地方,B值越大D[磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定,与试探电流元无关.而磁感线可以描述磁感应强度,疏密程度表示大小.]2.如图1所示,A为一水平旋转的橡胶盘,带有大量均匀分布的负电荷,在圆盘正上方水平放置一通电直导线,电流方向如图.当圆盘高速绕中心轴OO′顺时针转动时,通电直导线所受磁场力的方向是()图1A.竖直向上B.竖直向下C.水平向里D.水平向外C[由于带负电的圆环顺时针方向旋转,形成的等效电流为逆时针方向,所产生的磁场方向竖直向上.由左手定则可判定通电导线所受安培力的方向水平向里.]3.图2中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线,其横截面位于正方形的四个顶点上,导线中通有大小相同的电流,方向如图所示.一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动,它所受洛伦兹力的方向是()图2A.向上B.向下C.向左D.向右B[由右手定则可以判断出a、b、c、d四根长直导线在正方形中心O处产生的磁感应强度如图所示,四个磁感应强度按矢量的平行四边形定则合成,可得合磁场为水平向左.利用左手定则判断洛伦兹力的方向,可得洛伦兹力的方向竖直向下,B正确.]4.如图3所示的虚线框为一长方形区域,该区域内有一垂直于纸面向里的匀强磁场,一束电子以不同的速率从O点垂直于磁场、沿图中方向射入磁场后,分别从a、b、c、d四点射出磁场,比较它们在磁场中的运动时间t a、t b、t c、t d,其大小关系是()图3。
人教版高中物理选修3-1综合复习试题.docx
高中物理学习材料桑水制作1、下列说法不符合...物理史实的是:( ) A.赫兹首先发现电流能够产生磁场,证实了电和磁存在着相互联系 B.安培提出的分子电流假说,揭示了磁现象的电本质C.法拉第在前人的启发下,经过十年不懈的努力,终于发现电磁感应现象 D.19世纪60年代,麦克斯韦建立了完整的电磁场理论,并预言了电磁波的存在 2、图中带箭头的直线是某电场中的一条电场线,在这条直线上有a 、b 两点,若用Ea 、Eb 表示a 、b 两点的场强大小,则:( ) A.电场线是从a指向b,所以有Ea >Eb B.a 、b 两点的场强方向相同C.若一负电荷从b 点逆电场线方向移到a点,则电场力对该电荷做负功 D.若此电场是由一负点电荷所产生的,则有Ea>Eb3、在如图所示的电路中,电池的电动势为ε,内电阻为r ,R 1、R 2为两个阻值固定的电阻,当可变电阻R 的滑片向下移动时,安培表的示数I 和伏特表的示数U 将:( ) A .I 变大,U 变大 B .I 变大,U 变小 C .I 变小,U 变大 D . I 变小,U 变小4、如图所示,两板间距为d 的平行板电容器与电源连接,电键k 闭合。
电容器两板间有一质量为m ,带电量为q 的微粒静止不动。
下列各叙述中正确的是:( ) A .微粒带的是正电 B .电源电动势大小为mgd/qC .断开电键k ,微粒将向下做加速运动D .保持电键k 闭合,把电容器两板距离增大,微粒将向下做加速运动 5、如图所示,在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场,一对正、负电子分别以相同速度沿与x 轴成300角从原点射入磁场,则正、负电子在磁场中运动时间之比为:( )a bmkR 1VAR 2RA .1:2B .2:1C .1:3D .1:16、在磁感应强度为B 的匀强磁场中做匀速圆周运动的带电粒子,当磁感应强度突然增大为2B 时,这个带电粒子:( )A .速率加倍,周期减半B .速率不变,轨道半径减半C .速率不变,周期加倍D .速率减半,轨道半径不变。
人教版高中物理选修3-1高二总复习测试题.docx
高中物理学习材料(鼎尚**整理制作)山东省沂源一中高二《选修3-1》总复习测试题考试时间:2013.12.14(时间:60分钟 满分:100分)一、单选题(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,只有一个选项是符合题目要求的)1.物理学中有许多物理量的定义,可用公式来表示,不同的概念定义的方法不一样,下列四个物理量中,定义法与其他物理量不同的一组是( ).A .导体的电阻R =ρlSB .电场强度E =FqC .电场中某点的电势φ=E pqD .磁感应强度B =FIL2.在图1所示的几种典型电场的电场线中,a 、b 两点电场强度和电势均相等的是( )3.如图2(a)所示是—个欧姆表的外部构造示意图,其正、负插孔内分别插有红、黑表笔,则虚线内的电路图应是2(b)图中的图( )图1图24.如图3(a)所示为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况,以O 点为坐标原点,沿z 轴正方向磁感应强度B 大小的变化最有可能为图3(b)中的 ( )(a ) (b)图35.酒后驾驶严重危害人民群众的生命财产安全,为此交警加大了酒后驾驶的查处力度.如图4是某探究性学习小组自行设计的酒精气体浓度报警器的一部分电路示意图.其中R 2为半导体型酒精气体传感器,该传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比,电流表A 可以显示酒精气体的浓度情况,a 、b 之间接报警器,当吹入传感器的酒精气体达到一定的浓度时,报警器会报警.当吹入酒精气体的浓度增大时,电流表 A 的电流I 、报警器两端的电压U 的变化情况是( )A .I 变大,U 变大B .I 变小,U 变小C .I 变小,U 变大D .I 变大,U 变小6.图5是某同学设计的电容式位移传感器原理图,其中右板为固定极板,左板为可动极板,待测物体固定在可动极板上。
若两极板所带电量Q 恒定,极板两端电压U 将随待测物体的左右移动而变化,若U 随时间t 的变化关系为U =at +b (a 、b 为大于零的常数),其图象如图6(a )所示,那么图6(b)(c)中反映极板间场强大小E 和物体位移随t 变化的图线是(设t =0时物体位移为零)( )A .①和③B .①和④C .②和③D .②和④图4U可动极板固定 极板图5图6二、多选题(本题共4小题,每小题4分,共16分。
人教版高中物理-有答案-人教版高中物理_选修3-1_第三章_磁场_单元试卷
人教版高中物理选修3-1 第三章磁场单元试卷一、选择题(共13题;)1. 下列物理量的单位是“特斯拉”的是()A.安培力B.电场强度C.电容D.磁感应强度2. 在电磁学发展史上,提出分子电流假说的科学家是()A.富兰克林B.法拉第C.安培D.奥斯特3. 如图所示,把一根通电导体棒ab放在垂直纸面向里的匀强磁场中,电流方向由a至b,则ab受到安培力的方向是()A.垂直ab向上B.垂直ab向下C.竖直向上D.水平向左4. 如图所示,匀强磁场B的方向竖直向上,一电子沿纸面以水平向右的速度v射入磁场时,它受到的洛仑兹力的方向是()A.竖直向上B.竖直向下C.垂直纸面向里D.垂直纸面向外5. 如图,将可自由转动的四个小磁针(深色的磁极为N极),置于通电直导线附近的四个位置.当小磁针静止不动时,小磁针的指向符合事实的是()A.甲B.乙C.丙D.丁6. 将面积为0.5m2的单匝线圈放在磁感应强度为2.0×10−2T的匀强磁场中,线圈平面垂直于磁场方向,如图所示,那么穿过这个线圈的磁通量为()A.1.0×10−2WbB.1.0WbC.0.5×10−2WbD.5×10−2Wb7. 带正电粒子(不计重力)沿纸面竖直向下飞入某磁场区域,在竖直平面上运动轨迹如图,则该区域的磁场方向是()A.水平向右B.竖直向下C.水平向外D.水平向里8. 如图所示是三个从O点同时发出的正、负电子的运动轨迹,匀强磁场方向垂直向里,可以判定()A.a、b是正电子,c是负电子,a、b、c同时回到O点B.a、b是负电子,c是正电子,a首先回到O点C.a、b是负电子,c是正电子,b首先回到O点D.a、b是负电子,c是正电子,a、b、c同时回到O点9. 如图所示,匀强磁场中有一圆形闭合线圈,线圈平面与磁感线平行,能使线圈中产生感应电流的应是下述运动中的哪一种()A.线圈平面沿着与磁感线垂直的方向运动B.线圈平面沿着与磁感线平行的方向运动C.线圈绕着与磁场平行的直径ab旋转D.线圈绕着与磁场垂直的直径cd旋转10. 如图所示,半径为r的圆形空间内,存在着垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子(不计重力),从A点以速度v0垂直磁场方向射入磁场中,并从B点射出,∠AOB=120∘,则该带电粒子在磁场中运动的时间为()A.2πr3v0B.√3πr3v0C.2√3πr3v0D.πr3v011. 某制药厂的污水处理站的管道中安装了如图所示的流量计,该装置由绝缘材料制成,长、宽、高分别为a、b、c,左右两端开口,在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场,在前后两个面的内侧固定有金属板作为电极,当含有大量正负离子(其重力不计)的污水充满管口从左向右流经该装置时,利用电压表所显示的两个电极间的电压U,就可测出污水流量Q(单位时间内流出的污水体积).则下列说法正确的是()A.后表面的电势一定高于前表面的电势,与正负哪种离子多少无关B.若污水中正负离子数相同,则前后表面的电势差为零C.流量Q越大,两个电极间的电压U越小D.污水中离子数越多,两个电极间的电压U越大12. 用回旋加速器来加速质子,为了使质子获得的动能增加为原来的4倍,原则上可以采用下列哪几种方法()A.将其磁感应强度增大为原来的2倍B.将其磁感应强度增大为原来的4倍C.将D形盒的半径增大为原来的2倍D.将D形盒的半径增大为原来的4倍13. 如图所示,以0为圆心、MN为直径的圆的左半部分内有垂直纸面向里的匀强磁场,三个不计重力、质量相同、带电荷量相同的带正电粒子a、b和c以相同的速率分别沿aO、b0和cO方向垂直于磁场射入磁场区域,已知b0垂真MN,aO、cO与bO的夹角都为30∘,a、b、c三个粒子从射入磁场到射出磁场所用时间分别为t a、t b、t c,则下列给出的时间关系可能正确的是()A.t a<t b<t cB.t a>t b>t cC.t a=t b<t cD.t a=t b=t c二、解答题(共3题;)如图所示,有一垂直纸面向里的匀强磁场,B=0.8T,磁场有明显的圆形边界,圆心为O,半径为1cm.现于纸面内先后放上圆线圈A、B、C,圆心均在O处,A线圈的半径为1cm, 10匝;B线圈的半径为2cm, 1匝;C线圈的半径为0.5cm, 1匝.问:(1)在B减为0.4T的过程中,A和B中磁通量改变多少?(2)在磁场转过30∘角的过程中,C中磁通量改变多少?面积为S的矩形线框abcd,处在磁感应强度为B的匀强磁场中(磁场区域足够大),磁场方向与线框平面成θ角,如图所示,当线框以ab为轴顺时针转90∘过程中,穿过abcd的磁通量变化量ΔΦ为多少?如图所示,一根长为l、质量为m的导线AB,用软导线悬挂在方向水平、磁感应强度为B的匀强磁场中,先要使悬线张力为零,则导线AB通电方向怎样?电流是多大?参考答案与试题解析人教版高中物理选修3-1 第三章磁场单元试卷一、选择题(共13题;)1.【答案】D【考点】磁感应强度【解析】“特斯拉”是磁感应强度的单位,不是电场强度、电动势、电容的单位.【解答】解:A、安培力的单位是牛顿,不是特斯拉.故A错误;B、电场强度的单位是牛/库,不是特斯拉.故B错误.C、电容的单位是法拉,不是特斯拉.故C错误.D、磁感应强度的单位是特斯拉.故D正确.故选:D2.【答案】C【考点】物理学史【解析】提出分子电流假说的物理学家是安培,不是法拉第、奥斯特和富兰克林.【解答】解:A、富兰克林提出自然界中存在两种电荷,即正电荷和负电荷,故A错误B、法拉第发现了电磁感应现象及其规律,故B错误C、安培提出了分子电流假说,能很好地解释软铁被磁化的现象,故C正确;D、奥斯特发现了电流的磁效应,故D错误;故选:C.3.【答案】A【考点】左手定则安培力【解析】通电直导线在磁场中受到的安培力方向利用左手定则判断.让磁感线穿过左手手心,四指指向电流方向,拇指指向安培力方向.【解答】解:根据左手定则:伸开左手,拇指与手掌垂直且共面,磁感线向里穿过手心,则手心朝外.四指指向电流方向,则指向a到b,拇指指向安培力方向:垂直向上.故选:A.4.【答案】C【考点】洛伦兹力【解析】已知电子的运动方向和磁场方向,根据左手定则判断洛伦兹力的方向,注意四指指向与电子运动方向相反.【解答】解:粒子带负电,向右移动,根据左手定则,洛伦兹力垂直纸面向里;故ABD错误,C 正确;故选:C5.【答案】A【考点】通电直导线和通电线圈周围磁场的方向【解析】先根据安培定则判断出通电导体周围的磁场方向,然后根据小磁针静止时,北极的指向为磁场方向可知小磁针N极的指向,从而即可求解.【解答】解:伸出右手,大拇指指向电流的方向,四指的方向为磁场的方向,故导体周围磁场方向逆时针(俯视),即小磁针静止时N极的指向即为磁场方向,由题目中图可知,甲图正确,乙、丙、丁均错误;故选:A.6.【答案】A【考点】磁通量【解析】掌握磁通量是解答本题的根本,需要知道求磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数.任何一个面都有正、反两个面;磁感线从面的正方向穿入时,穿过该面的磁通量为正.反之,磁通量为负.所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和.【解答】解:磁通量Φ=BS=0.5×2.0×10−2T=1.0×10−2Wb;故A正确,BCD错误故选:A.7.【答案】D【考点】洛伦兹力【解析】带正电的粒子受到向右的洛伦兹力而做圆周运动,根据洛伦兹力的方向和粒子运动的方向判断磁场的方向.【解答】A、若磁场方向沿纸面水平向右,粒子将在垂直于纸面的平面内绕逆时针方向(从左向右看)做圆周运动;A不符合题意.B、若磁场方向沿纸面竖直向下,粒子的速度方向和磁场方向平行,不受洛伦兹力将不偏转;B不符合题意.C、若磁场方向垂直向外,粒子偏转方向与图中方向相反;C不符合题意.D、粒子进入磁场时受到的洛伦兹力方向水平向右,粒子带正电,根据左手定则,可知磁场方向垂直纸面向里.D符合题意.故答案为:D.8.【答案】D【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动规律牛顿第二定律的概念向心力【解析】曲线运动中速度方向是切线方向,合力指向曲线的内侧,然后根据左手定则判断粒子的电性;最后根据推论公式T=2πm判断运动时间.qB【解答】解:粒子做匀速圆周运动,速度方向是切线方向,合力指向圆弧的内侧,结合左手定则可以判断a、b带负电,c带正电;电子做匀速圆周运动,周期T=2πm一定相同,故三个粒子同时回到出发点;qB故选:D.9.【答案】D【考点】感应电流的产生条件【解析】感应电流产生的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化,根据这个条件进行判断.【解答】解:A、线圈平面沿着与磁感线垂直的方向运动时,磁通量始终为零,保持不变,线圈中没有感应电流产生.故A错误.B、线圈平面沿着与磁感线平行的方向运动时,磁通量始终为零,保持不变,线圈中没有感应电流产生.故B错误.C、线圈绕着与磁场平行的直径ab旋转时,磁通量始终为零,保持不变,线圈中没有感应电流产生.故C错误.D、线圈绕着与磁场垂直的直径cd旋转时,磁通量从无到有发生变化,线圈中有感应电流产生.故D正确.故选D10.【答案】B【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动规律向心力【解析】带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,由几何关系可求出圆心角和半径,则可求得粒子转过的弧长,由线速度的定义可求得运动的时间。
人教版高中物理选修3-1单元复习.docx
选修1高中物理学习材料桑水制作第二章 恒定电流 班级单元复习 姓名一、选择题1、粗细均匀的金属导体,横截面积的直径为d ,电阻力R ,把它拉制成直径为d /10的均匀细丝后,它的电阻变成A . R /10000B .10000RC .R /100D .100R2、灯泡旁并联一只大功率的电炉,发现电灯变暗,这是因为( ) A.电炉从电灯上分出了一部分电流 B.输电线上电压增大,电灯上电压下降 C.电炉的额定电压大于电灯的额定电压 D.原来电灯上的电压有一部分分给了电炉3、如图所示电路中,当开关S 闭合时,电流表和电压表读数的变化是( ) A.两表读数均变大 B.两表读数均变小C.电流表读数增大,电压表读数减小D.电流表读数减小,电压表读数增大4、分时电表惠及百万家。
2001年上海市启用分时电表,家庭用电在谷时段(22:00~次日6:00)以每千瓦时0.30元优惠计费,平时段(6:00~22:00)仍以每千瓦时0.61元计费。
某家庭五月份平时段和谷时段的用电数分别为116 kw ·h 和98 kw ·h 。
分时电表的安装,为该家庭节省人民币 A .29.40元 B .30.38元 C .34.80元 D .35.96元5、自动恒温装置中,某种半导体材料的电阻率与温度的关系如图所示,这种材料具有发热和控温双重功能,回答下列问题: ⑴通电后,其电功率:A.先增大后减小B.先减小后增大C.一直不变D.无法确定⑵当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在: A.t 1 B.t 2C.t 1至t 2的某一值上D.大于t 2某一值上6、如图所示,甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I 的关系图线,下列说法中正确的是( )A.路端电压都为U O时,它们的外电阻相等B.电流都是I0时,两电源的内电压相等C.电源甲的电动势大于电源乙的电动势D.电源甲的内阻小于电源乙的内阻二、填空题7、太阳能汽车是利用太阳能电池将太阳能直接转化为电能,再利用电动机驱动汽车的一种新型汽车,目前正处在实验阶段。
【精品试卷】人教版高中物理选修3-1章末综合测评1复习专用试卷
高中物理学习材料(精心收集**整理制作)章末综合测评(一)(时间:60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1~7题只有一选项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,对但不全的得3分,有选错的得零分)1.(2015·江苏高考)静电现象在自然界中普遍存在,我国早在西汉末年已有对静电现象的记载,《春秋纬·考异邮》中有“玳瑁吸衣若”之说,但下列不属于静电现象的是() A.梳过头发的塑料梳子吸起纸屑B.带电小球移至不带电金属球附近,两者相互吸引C.小线圈接近通电线圈过程中,小线圈中产生电流D.从干燥的地毯上走过,手碰到金属把手时有被电击的感觉【解析】用塑料梳子梳头发时相互摩擦,塑料梳子会带上电荷吸引纸屑,选项A 属于静电现象;带电小球移至不带电金属球附近,由于静电感应,金属小球在靠近带电小球一端会感应出与带电小球异号的电荷,两者相互吸引,选项B属于静电现象;小线圈接近通电线圈过程中,由于电磁感应现象,小线圈中产生感应电流,选项C不属于静电现象;从干燥的地毯上走过,由于摩擦生电,当手碰到金属把手时瞬时产生较大电流,人有被电击的感觉,选项D属于静电现象.【答案】 C2.平行板A、B组成电容器,充电后与静电计相连,要使静电计指针张角变大,下列措施可行的是() 【导学号:08160073】图1A.A板向上移动B.B板向左移动C.A、B板间插入电介质D.减少极板上的电荷量【解析】A板向上移动,正对面积S减小,或B板向右移动,距离d增大,根据C=εr S4πkd,电容C均减小,由U=QC知电势差U变大,静电计指针偏转角度增大,A对、B错;A、B板间插入电介质,相对介电常数εr增大,根据C=εr S4πkd,电容C增大,由U=QC知电势差U变小,静电计指针偏转角度减小,C错;由U=QC得,减小电荷量Q,电势差U变小,静电计指针偏转角度减小,D错.【答案】 A3.如图2所示是匀强电场中的一组等势面,若A、B、C、D相邻两点间的距离为2 cm,A和P点间的距离为1.5 cm,则该电场的场强E和P点的电势φP分别为()图2A.500 V/m,-2.5 VB.1 00033V/m,-2.5 VC.500 V/m,2.5 VD.1 00033V/m,2.5 V【解析】匀强电场中电势均匀降落,根据U=Ed,可求得φP=14φA=-2.5 V,E=U BC L sin 60°=102×10-2×32 V/m =1 00033V/m.故B 正确. 【答案】 B4.(2016·合肥高二检测)x 轴上有两点电荷Q 1和Q 2,Q 1和Q 2之间各点对应的电势高低如图3中的曲线所示,规定无限远处电势为零,下列推理与图象信息不符合的是( )【导学号:08160074】图3A .Q 1一定大于Q 2B .Q 1和Q 2一定是同种电荷,但不一定是正电荷C .电势最低处P 点的电场强度为0D .Q 1和Q 2之间各点的电场方向都指向P 点【解析】 两个点电荷间的电势都为正,因此两点电荷都为正电荷,B 不符合图象信息,两个正点电荷的连线上有一点场强为零,正的试探电荷从两个电荷中的任一电荷附近沿连线向场强为零的点移动时电势都降低,到场强为零的点,电势最低,C 符合图象信息,场强为零的点离Q 1远,故Q 1一定大于Q 2,A 符合图象信息;Q 1和Q 2之间各点的电场方向都指向P 点,D 符合图象信息.【答案】 B5.(2016·汕头高二检测)如图4所示,从炽热的金属丝漂出的电子(速度可视为零),经加速电场加速后从两极板中间垂直射入偏转电场.电子的重力不计.在满足电子能射出偏转电场的条件下.下述四种情况中,一定能使电子的偏转角变大的是( )图4A .仅将偏转电场极性对调B .仅增大偏转电极间的距离C .仅增大偏转电极间的电压D .仅减小偏转电极间的电压【解析】 设加速电场电压为U 0,偏转电压为U ,极板长度为L ,间距为d ,电子加速过程中,由U 0q =m v 202,得v 0=2U 0q m ,电子进入极板后做类平抛运动,时间t =Lv 0,a =Uq dm ,v y =at ,tan θ=v y v 0=UL 2U 0d ,由此可判断C 正确. 【答案】 C6.(2016·乐山高二检测)如图5,两块水平放置的带电平行金属板间有竖直向上的匀强电场.一个质量为m 、带电量为q 的油滴以初速度v 0进入电场,并在电场中沿直线运动了一段时间,空气阻力不计,则( ) 【导学号:08160075】图5A .该油滴带负电B .在这段时间内电场力所做的功大于油滴重力势能的变化C .在这段时间内油滴的机械能保持不变D .在这段时间内油滴的动能保持不变【解析】 油滴受重力和电场力,由于油滴做直线运动,故合力一定为零,电场力与重力平衡,电场力向上,与场强同向,故油滴带正电,故A 错误;由于电场力和重力是一对平衡力,电场力做的功等于克服重力做的功,而克服重力做的功等于重力势能的增加量,所以电场力所做的功等于油滴重力势能的变化,故B 错误;由于除重力外电场力做正功,故机械能增加,故C 错误;由于受力平衡,做匀速直线运动,故动能不变,故D 正确.【答案】 D7.如图6所示,竖直放置的两个平行金属板间有匀强电场,在两板之间等高处有两个质量相同的带电小球,P小球从紧靠左极板处由静止开始释放,Q小球从两板正中央由静止开始释放,两小球最后都能打在右极板上的同一点.则从开始释放到打到右极板的过程中()图6A.它们的运行时间t P>t QB.它们的电荷量之比q P∶q Q=2∶1C.它们的动能增加量之比ΔE k P∶ΔE k Q=4∶1D.它们的电势能减少量之比ΔE P∶ΔE Q=2∶1【解析】在竖直方向加速度均为g,竖直分位移相等,所以它们运行时间相等,A项错误;水平位移x P=2x Q,12a P t2=2×12a Q t2,FP=2F Q,q P=2q Q,q P∶q Q=2∶1,B项正确;ΔE k P=mgh+F P x,ΔE k Q=mgh+F Q x2,所以ΔE k P∶ΔE k Q≠4∶1,C项错误;ΔE P∶ΔE Q=F P x∶F Q x2=4∶1,D项错误.【答案】 B8. (2015·江苏高考)两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图7所示.c 是两负电荷连线的中点,d点在正电荷的正上方,c、d到正电荷的距离相等,则() 【导学号:08160076】图7A.a点的电场强度比b点的大B.a点的电势比b点的高C.c点的电场强度比d点的大D.c点的电势比d点的低【解析】根据电场线的分布图,a、b两点中,a点的电场线较密,则a点的电场强度较大,选项A正确.沿电场线的方向电势降低,a点的电势低于b点的电势,选项B 错误.由于c、d关于正电荷对称,正电荷在c、d两点产生的电场强度大小相等、方向相反;两负电荷在c点产生的电场强度为0,在d点产生的电场强度方向向下,根据电场的叠加原理,c点的电场强度比d点的大,选项C正确.c、d两点中c点离负电荷的距离更小,c点电势比d点低,选项D正确.【答案】ACD9. (2015·广东高考)如图8所示的水平匀强电场中,将两个带电小球M和N分别沿图示路径移动到同一水平线上的不同位置,释放后,M、N保持静止,不计重力,则()图8A.M的带电量比N的大B.M带负电荷,N带正电荷C.静止时M受到的合力比N的大D.移动过程中匀强电场对M做负功【解析】两带电小球分别在两球间的库仑力和水平匀强电场的电场力作用下处于平衡状态,因为两小球间的库仑力等大反向,则匀强电场对两带电小球的电场力也等大反向,所以两带电小球的带电量相等,电性相反,静止时,两球所受合力均为零,选项A、C错误;M、N两带电小球受到的匀强电场的电场力分别水平向左和水平向右,即M带负电,N带正电,M、N两球在移动的过程中匀强电场对M、N均做负功,选项B、D 正确.【答案】BD10. (2015·四川高考)如图9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9A.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【解析】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.【答案】BC二、计算题(本题共3小题,共40分,按题目要求作答)11.(12分)(2016·聊城高二检测)如图10所示,倾角θ=30°的光滑斜面固定在水平地面上,斜面顶端a离地高度h=2.5 cm,整个装置处于水平向左的匀强电场中.一个质量m=0.3 kg,带电量q=+0.01 C的物体(可视为质点)从斜面顶端静止释放,经过t=0.2 s 到达斜面底端b点(g取10 m/s2).求:图10(1)物体到达斜面底端b时的速度大小;(2)电场强度E的大小;(3)电场中a到b两点之间的电势差.【解析】(1)斜面的长度为:L=hsin 30°=2h=0.05 m下滑的加速度为:a=2Lt2=2×0.050.22m/s2=2.5 m/s2底端速度为:v=at=0.5 m/s.(2)对物体进行受力分析,如图所示.由牛顿第二定律得:mg sin 30°-qE cos 30°=ma解得:E=503V/m.(3)电场中a到b两点之间的电势差:U ab=-EL cos 30°=-3.75 V.【答案】(1)0.5 m/s(2)50 3 V/m(3)-3.75 V12.(14分)(2016·资阳高二检测)如图11所示,一根长L=1.5 m的光滑绝缘细直杆MN,竖直固定在场强为E=1.0×105N/C、与水平方向成θ=30°角的倾斜向上的匀强电场中.杆的下端M固定一个带电小球A,电荷量Q=+4.5×10-6 C;另一带电小球B穿在杆上可自由滑动,电荷量q =+1.0×10-6 C ,质量m =1.0×10-2 kg.现将小球B 从杆的上端N 静止释放,小球B 开始运动(静电力常量k =9.0×109 N·m 2/C 2,取g =10 m/s 2)图11(1)小球B 开始运动时的加速度为多大?(2)小球B 的速度最大时,距M 端的高度h 1为多大? 【导学号:08160077】【解析】 (1)开始运动时小球B 受重力、库仑力、杆的弹力和电场力,沿杆方向运动,由牛顿第二定律得mg -k Qq L 2-qE sin θ=ma代入数据解得a =3.2 m/s 2.(2)小球B 向下运动,受A 的斥力增大,加速度减小,速度增大,当小球B 速度最大时合力减为零,即k Qq h 21+qE sin θ=mg 代入数据解得:h 1=0.9 m.【答案】 (1)3.2 m/s 2 (2)0.9 m13. (14分)如图12所示,在水平向右的匀强电场中,有一质量为m 、带正电的小球,用长为l 的绝缘细线悬挂于O 点,当小球静止时细线与竖直方向的夹角为θ.现给小球一个初速度,使小球恰能在竖直平面内做圆周运动,试问:图12(1)小球在做圆周运动的过程中,在哪一位置速度最小?速度最小值为多少?(2)小球的初速度应为多大?【解析】(1)如图所示,小球在复合场中静止时,所受重力与电场力的合力为一定值,其大小为F=mgcos θ,方向与竖直方向为θ角.我们不妨把重力场和电场的叠加场叫做等效重力场,合力F就是等效重力,等效重力加速度g等=gcos θ.当小球从A点沿圆周运动时,这一等效重力一直对小球做负功,绳子拉力不做功.可知,动能和等效重力势能相互转化,且总和保持不变.当小球运动至位于与A点对应的同一直径上的另一端点B时,等效重力势能最大,动能最小,速度也最小,此时由等效重力提供向心力有mg等=m v2B l所以v B=g等l=gl cos θ.(2)小球由A→B的过程中,根据动能定理得12m v 2A =12m v2B+mg等·2l所以v A=5gl cos θ.【答案】(1)与A点对应的同一直径上的另一端点glcos θ(2)5glcos θ。
人教版高中物理选修3-1·选修 3-1(版)
高中物理学习材料(灿若寒星**整理制作)物理·选修3-1(人教版)模块综合检测卷(测试时间:50分钟评价分值:100分)一、选择题(本大题共7个小题,每小题6分,共42分)1.A为已知电场中的一固定点,在A点放一电量为q的电荷,所受电场力为F,A点的场强为E,则()A.若在A点换上-q,A点场强方向发生变化B.若在A点换上电量为2q的电荷,A点的场强将变为2EC.若在A点移去电荷q,A点的场强变为零D.A点场强的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关解析:电场强度E=Fq是通过比值定义法得出的,其大小及方向与试探电荷无关;故放入任何电荷时电场强度的方向大小均不变,故A、B、C均错误;故选D.答案:D2.图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线,其横截面积位于正方形的四个顶点上,导线中通有大小相等的电流,方向如图所示.一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动,它所受洛伦兹力的方向是()A.向上B.向下C.向左D.向右解析:根据题意,由右手螺旋定则,则有b与d导线电流产生磁场正好相互抵消,而a与c导线产生磁场正好相互叠加,由右手螺旋定则,则得磁场方向水平向左,当一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动,它所受洛伦兹力的方向,根据左手定则可知,向下.故B正确,A、C、D错误.答案:B3.如图所示,用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN,电流I方向从M到N,绳子的拉力均为F.为使F=0,可能达到要求的方法是()A.加水平向右的磁场B.加水平向左的磁场C.加垂直纸面向里的磁场D.加垂直纸面向外的磁场解析:若F=0则F安-mg=0,故安培力方向必竖直向上,由左手定则知磁场方向为垂直纸面向里,故C正确.答案:C4. 实验室用的小灯泡灯丝的I-U特性曲线可用以下哪个图象来表示:()解析:灯丝在通电后一定会发热,当温度达到一定值时才会发出可见光,这时温度能达到很高,因此必须考虑到灯丝的电阻将随温度的变化而变化.随着电压的升高,电流增大,灯丝的电功率将会增大,温度升高,电阻率也将随之增大,电阻增大,U 越大I-U曲线上对应点于原点连线的斜率必然越小,选A.答案:A5.电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路,当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时,下列说法正确的是()A.电压表和电流表读数都增大B.电压表和电流表读数都减小C.电压表读数增大,电流表读数减小D.电压表读数减小,电流表读数增大解析:当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时,接入电路有效电阻增大,因此,整个电路的总电阻增大,总电流减小,电源内电压减小,路端电压增大,即电压表读数增大;又总电流减小,R1两端电压减小,并联部分电压增大,通过电流表的电流增大,故选项A正确.答案:A6.一带电小球悬挂在平行板电容器内部,闭合电键S,电容器充电后,悬线与竖直方向夹角为φ,如图所示.下列方法中能使夹角φ减小的是()A.保持电键S闭合,使两极板靠近一些B.保持电键S闭合,使滑动变阻器滑片向右移动C.保持电键S闭合,使两极板远离一些D.断开电键S,使两极板靠近一些解析:要使悬线夹角φ减小,就要减小小球在电容器中所受到的电场力,即要减小电容器内部电场强度.保持电键S闭合,即电容器两端电压不变,使两极板靠近些,由E=Ud知,电场强度增大,φ增大;使两极板远离一些,就会使电场强度减小,夹角φ减小;调节滑动变阻器不能影响电容器两极板间的电压大小,因此A、B错误,C正确;若断开电键S,电容器两极板电荷量不变,使两极板靠近一些,由C=εr S4πkd,U=QC,E=Ud知,E不变,即夹角φ不变,D错误.答案:C 7.如图所示,在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中,电荷量为q 的液滴在竖直面内做半径为R 的匀速圆周运动,已知电场强度为E ,磁感应强度为B ,则油滴的质量和环绕速度分别为( )A.qE g ,EB B.B 2qR E ,E BC .B qR g ,qgR D.qE g ,BgR E解析:选D.液滴要在这种复合场中做匀速圆周运动,从受力的角度来看,一是要满足恒力的合力为零,即qE =mg ,有m =qEg .二是洛伦兹力提供向心力q v B =m v 2R ,则可得v =BgRE ,D 正确.答案:D8.(双选)如图是某一点电荷的电场线分布图,下列表述正确的是( )A.a点的电势高于b点的电势B.该点电荷带负电C.a点和b点电场强度的方向相同D.a点的电场强度大于b点的电场强度解析:A.根据电场线与等势线垂直,在b点所在电场线上找到与a点电势相等的,依据沿电场线电势降低,a点电势低于b点电势,故A错误.B.该点电荷带负电,故B 正确.C.由题图可看出a点和b点电场强度的方向不相同,故C错误.D.电场线越密的地方电场强度越大,a点的电场强度大于b点的电场强度,故D正确.答案:BD9.(双选)如图,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人匀强磁场,最后打到屏P上.不计重力.下列说法正确的有() A.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上的落点离O点的距离比b的近解析:根据t=T2πα,a在磁场中飞行的时间比b的长;a在磁场中飞行的路程比b的长;b在P上的落点与O点的距离为轨迹圆的直径,比a的远.答案:AD二、填空题(本大题共2个小题,每小题10分,共20分)10.(2013·上海高考)(每问2分)为确定某电子元件的电气特性,做如下测量.(1)用多用表测量该元件的电阻,选用“×100”倍率的电阻挡测量,发现多用表指针偏转过大,因此需选择_________________倍率的电阻挡(填“×10”或“×1k”),并__________________再进行测量,多用表的示数如图(a)所示,测量结果为_____________________Ω.(2)将待测元件(额定电压9 V)、蓄电池、滑动变阻器、电流表、多用表、电键及若干导线连接成电路如图(b)所示.添加连线,使电路能测量该元件完整的伏安特性.本实验中使用多用表测电压,多用表的选择开关应调到_____________________________挡(填“直流电压10 V”或“直流电压50 V”).解析:(1)选用“×100”倍率的电阻挡测量,发现多用表指针偏转过大,应选取“×10”倍率的电阻挡,并需要重新欧姆调零后再测量,测量结果为R=7×10 Ω=70 Ω(2)因测量元件的伏安特性曲线,所以电流应从零调,故滑动变阻器应用分压式接法,电路如图;因电源电动势为9 V,所以电压表应调到直流电压10 V挡.答案:(1)×10重新欧姆调零70 Ω(2)电路如图直流电压10 V11.(2013·广东高考)图(a)是测量电阻R x的原理图.学生电源输出电压可调,电流表量程选0.6 A(内阻不计),标有长度刻度的均匀电阻丝ab的总长为30.0 cm.①根据原理图连接图(b)的实物图②断开S2,合上S1;调节电源输出电压为3.0 V时,单位长度电阻丝为电压u=_________________V/cm.记录此时电流表A1的示数.③保持S1闭合,合上S2;滑动c点改变ac的长度L,同时调节电源输出电压,使电流表A1的示数与步骤②记录的值相同,记录长度L和A2的示数I.测量6组L和I值,测量数据已在图(c)中标出,写出R x 与L 、I 、u 的关系式R x =____________________;根据图(c)用作图法算出R x =________________________Ω.解析:①连线实物图如图;②3 V 分布在长为30 cm 上面故有单位长度的电压u = 3 V30 cm=0.1V/cm③设电阻丝每cm 长的电阻为R ,当合上S 1断开S 2时,设此时电阻丝电流为I ′有:I ′·30R =30u ,当合上S 1、S 2时I ′·LR =IR x 由上两公式得:R x =LuI作图求出:L -I 的斜率k =300.5=60,故电阻R x =ku =60×0.1 Ω=6 Ω(2分).答案:①如下图②u =3 V30 cm=0.1V/cm③LuI 6 Ω点评:本题关键明确实验原理,写出L -I 关系式,然后结合图线分析数据,不难.三、计算题(本大题共4个小题,共26分)12.(15分)如图所示,两平行金属板间距为d ,电势差为U ,板间电场可视为匀强电场;金属板下方有一磁感应强度为B 的匀强磁场.带电量为+q 、质量为m 的粒子,由静止开始从正极板出发,经电场加速后射出,并进入磁场做匀速圆周运动.忽略重力的影响,求:(1)匀强电场场强E 的大小; (2)粒子从电场射出时速度v 的大小; (3)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R .解析:(1)匀强电场的电场强度的大小:E =U d(2)根据动能定理有:qU =12m v 2,解得:v =2qU m(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动时,洛伦兹力提供向心力,有:q v B =m v 2R 将上述v =2qUm代入解得:R =1B2mU q .答案:(1)E =U d (2)v =2qU m (3)R =1B 2mU q13.(11分)如图甲所示,在真空中足够大的绝缘水平地面上,一个质量为m =0.2 kg ,带电荷量为q =+2.0×10-6 C 的小物块处于静止状态,小物块与地面间的动摩擦因数μ=0.1.从t =0时刻开始,空间加上一个如图乙所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场(取水平向右的方向为正方向,g 取10 m/s 2),求:(1)23秒内小物块的位移大小;(2)23秒内电场力对小物块所做的功.解析:(1)0~2 s 内小物块的加速度 a 1=qE 1-μmg m=2 m/s 2 位移s 1=12a 1t 21=4 m 2 s 末小物块的速度为v 2=a 1t 1=4 m/s2 s ~4 s 内小物块的加速度a 2=-qE -μmg m=-2 m/s 2 位移s 2=s 1=4 m 4 s 末的速度为v 4=0因此小物块做周期为4 s 的变速运动,第22 s 末的速度为v 22=4 m/s ,第23 s 末的速度为v 23=v 22+a 2t =2 m/s(t =1 s)所求位移为s =222s 1+v 22+v 232t =47 m(2)23秒内,设电场力对小物块所做的功为W ,由动能定理有:W -μmgs =12m v 223,解得W =9.8 J.答案:(1)47 m(2)9.8 J。
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选修1 高中物理学习材料(精心收集**整理制作)
第二章恒定电流班级单元复习姓名
一、选择题
1、粗细均匀的金属导体,横截面积的直径为d,电阻力R,把它拉制成直径为d/10的均匀细丝后,它的电阻变成
A. R/10000 B.10000R C .R/100 D.100R
2、灯泡旁并联一只大功率的电炉,发现电灯变暗,这是因为( )
A.电炉从电灯上分出了一部分电流
B.输电线上电压增大,电灯上电压下降
C.电炉的额定电压大于电灯的额定电压
D.原来电灯上的电压有一部分分给了电炉
3、如图所示电路中,当开关S闭合时,电流表和电压表读数的变化是( )
A.两表读数均变大
B.两表读数均变小
C.电流表读数增大,电压表读数减小
D.电流表读数减小,电压表读数增大
4、分时电表惠及百万家。
2001年上海市启用分时电表,家庭用电在谷时段(22:00~次日6:00)以每千瓦时0.30元优惠计费,平时段(6:00~22:00)仍以每千瓦时0.61元计费。
某家庭五月份平时段和谷时段的用电数分别为116 kw·h和98 kw·h。
分时电表的安装,为该家庭节省人民币
A.29.40元 B.30.38元
C.34.80元 D.35.96元
5、自动恒温装置中,某种半导体材料的电阻率与温度的关系如图所示,这种材料具有发热和控温双重功能,回答下列问题:
⑴通电后,其电功率:
A.先增大后减小
B.先减小后增大
C.一直不变
D.无法确定
⑵当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在:
A.t1
B.t2
C.t1至t2的某一值上
D.大于t2某一值上
6、如图所示,甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I 的关系图线,下列说法中正确的是( )
A .路端电压都为U O 时,它们的外电阻相等
B .电流都是I 0时,两电源的内电压相等
C .电源甲的电动势大于电源乙的电动势
D .电源甲的内阻小于电源乙的内阻
二、填空题
7、太阳能汽车是利用太阳能电池将太阳能直接转化为电能,再利用电动机驱动汽车的一种新型汽车,目前正处在实验阶段。
实验车的形状都比较怪,有一个几乎布满全部车身的太阳能电池板,还有流线型的外形,仅有的一位乘员(驾驶员)拥有的空间也极为有限。
今后随着太阳能电池板效率的提高和轻型高强度车体材料的出现,实用型太阳能汽车必将会出现在我们的
生活中。
某辆实验车,太阳能电池板的总面积S =8m 2
,电池组提供的电压U =120V ,提供给电动机的
工作电流 I =10 A ,电动机内阻 R =2Ω,太阳光照射到电池板单位面积上的辐射功率P 0=1kw/m 2
,已知电动机的效率η=90%,在水平路面行驶时车受到的阻力f =150 N 。
那么,这辆实验车在该路面上行驶的最大速率为 ,它所用的太阳能电池板的效率为
三、计算题
8、均匀金属丝,长lm ,电阻为15Ω。
现将金属丝两端连接成一闭合圆环,如图所示,在圆环上取P 、Q 两点。
已知P 、Q 间的短圆弧长20cm 求P 、Q 间的电阻值。
9、一根完全相同的金属导线A 和B ,如果把其中导线A 拉长到原来的2倍,把导线B 对折绞合起来,给它们加上相同的电压,则在同一时间内通过它们的电荷量之比是多少?
10、如图所示的电路中,电流表G 的内阻R g =900Ω,A 、B 间电压恒定,若把电
路由图(a)变成图(b)的形式,电路总电阻不变,只是通过电流表的电流变为原
来的
10
1
,则R 1、R 2分别为多少?
11、如图所示的电路中,电源的电动势E =3.0V , 内阻r =1.0Ω,电阻R 1=10Ω,R 2=10Ω,R 3=30Ω,R 4=35Ω;电容器的电容C =μF ,电容器原来不带电.求接通电键K 后流过R 4的总电量。
12、额定电压都是110V 的灯泡A 和B ,A 的额定功率是100W ,B 的额定功率是40W ,为了使它们接在220V 的电路上能正常发光,用图中
哪个连接方法最合理?此时电路消耗的总功率是多少?
选修1
第二章 恒定电流 班级
单元自测 姓名
一、选择题
1、如图所示,两截面不同,长度相等的均匀铜棒接在电路中,两端电压为U ,则( )
A .通过两棒的电流不相等
B .两棒的自由电子定向移动的平均速率不同
C .细棒的电压U 1大于粗棒两端的电压U 2
D .两棒内的电场强度不同,细棒内场强
E 1大于粗棒内场强E 2
2、实验小组用三只相同的小灯泡,联成如图所示的电路,研究串并
联电路特点。
实验中观察到的现象是 A .k 2断开,k 1与a 连接,三只灯泡都熄灭 B .k 2断开,k 1与b 连接,三只灯泡亮度相同
C .k 2闭合,k 1与a 连接,三只灯泡都发光,L 1、L 2 亮度相同
D .k 2闭合,k 1与b 连接,三只灯泡都发光,L 3亮度小于L 2
的亮度 3、电阻R 1、R 2、R 3的阻值相等,电池的内阻不计。
开关K 接通后流过R 2的
电流是K 接通前的 A .─ 12 B .─ 23 C .─ 13 D .─
14
4、A 为理想电流
表,V 1和V 2为理想电压表,R 1为定值电阻,R 2为可变电阻,电池E 内阻不计,则 A .R 2不变时,V 2读数与A 读数之比等于R 1 B .R 2不变时, V 1读数与A 读数之比等于R 1 C .R 2改变一定量时,V 2读数的变化量与A 读数的变化量之比的绝对值等于R 1 D .R 2改变一定量时,V 1读数的变化量与A 读数的变化量之比的绝对值等于R 1
5、 如图所示为某灯泡的伏安特性曲线,对于这条曲线,下列说法正确的是
( )
A .OM 段接近一条直线,说明在这一测量过程中电阻几乎没有变化
B .电阻值R 可以用图线的斜率ΔU /ΔI 求得,OM 段的电阻R OM =tan θ=ΔU /
ΔI
C.MN段开始出现明显的弯曲,说明在这过程中电阻值发生变化,而且电阻值是越来越大
D.MN段电阻值变化的原因是,电阻丝中通过的电流较大,通电时间较长,再加散热不好,使电阻丝的温度明显上升
6、电流表的满偏电流I g=1mA.内阻为500Ω,要把它改装成一个量程为10V的电压表,则应在电流表上( )
A.串联一个10kΩ的电阻
B.并联一个10kΩ的电阻
C.串联一个9.5kΩ的电阻
D.并联一个9.5kΩ的电阻
7、一个经过精确校准的电压表V1和V2,当用它们分别来测量图中的电阻R0两端电压时,读数依次为15.3V和15.8V,那么在未接上电压表时,R0两端的电压应是( )
A.大于15.8V
B.小于15.3V
C.在15.3V和158V之间
D.无法确定
二、填空题
8、如图所示是一个双量程电压表,表头是一个内阻为R g=500Ω,满偏电流为1mA的毫安表,表盘刻度分为100个刻度.现接成量程分别为10V和100V 的两个量程,则所串联的电阻R1=______,此时刻度盘每个刻度表示______V,所串联的电阻R2=______
9、直流发电机G的电动势为13V,内电阻r1=0.1Ω,用它给一个蓄电池组充电,蓄电
池组的内电阻r2=0.2Ω,充电电压为12V,如图所示,则:(1)发电机的总功率为______;
(2)发电机内阻损耗的功率为______;(3)供给电池组的总功率为______;(4)蓄电池组
发热消耗的功率为______;(5)转化为蓄电池的化学能的电功率为______.
三、计算题
10、测定电阻丝的电阻率的实验中,已测得电阻丝长为8m,横截面积为2mm2,在如图所示的电路中,如果电流表的示数是1.6A,电压表的示数是2.5V,求电阻丝的电阻率。
11、如图所示,电源电动势为4V,电阻R1=4
Ω,R2=2Ω,R3=10Ω,R4=6Ω,已知电流表的示数为0.3A,
求:
(1)电压表V1的示数是多大?
(2)电压表V2的示数是多大?
(3)电源的内电阻r是多大?
12、如图所示电路中,R
1=3Ω,R2=6Ω,R3=1.5Ω,C=20μF当开关S断开时,电源所释放的总功率为2W;当开关S闭合时,电源所释放的总功率为4W求:
(1)电源的电动势和内电阻;
(2)闭合S时,电源的输出功率;
(3)S断开和闭合时,电容器所带的电荷量各是多少?。