人教版高中物理选修3-1模块综合测试卷
人教高中物理选修31学练测练能力课后提升：模块综合质量检测卷选修3-1 含解析
模块综合质量检测卷(选修3－1)(时间：90分钟满分：100分)一、单选题(本题共8小题，每小题3分，共24分)1．市面上出现“充电五分钟通话两小时”的手机电源，源于其使用VOOC 闪充新技术．VOOC闪充标配的microUSB充电线接口为7针，而常规的microUSB充电线接口为5针，它标配的电池为8个金属触点，而常规电池通常为4～5个触点，与常规的microUSB充电线、电池相比，增加触点的作用是为了()A．增大充电电压B．增大电池的容量C．增大充电电流D．增大充电电阻解析：选C由题目：闪充新技术，标配的电池为8个金属触点，而常规电池通常为4～5个触点，可知，与常规的microUSB充电线、电池相比，触点增加，电池不变，则不可能增加充电电压，也没有改变电池的容量及电阻，只可能增大充电的电流，使其快速充满电，故C正确，A、B、D错误．2.玻璃皿中心放圆柱形电极A并接电源正极，玻璃皿边缘内壁放圆环形电极B并接电源负极，然后在玻璃皿中放入导电液体(盐水)．如果把玻璃皿放在向上的磁场中(白纸下面放有磁铁，且N极朝上)，接通开关，液体就会旋转起来．下列说法正确的是()A．接通开关后，导电液体逆时针旋转(俯视)B．改变电流大小，导电液体旋转速度也会改变C．仅改变电流方向或磁场方向，导电液体旋转方向不变D．同时改变电流方向和磁场方向，导电液体旋转方向改变解析：选B若A接电源正极，B接电源负极，在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由中心流向边缘；器皿所在处的磁场竖直向上，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿顺时针方向，因此液体沿顺时针方向旋转，故A错误；改变电流大小，根据F＝BIL，则导电液体旋转速度也会改变，故B正确；仅改变电流方向或磁场方向，依据左手定则，导电液体旋转方向会变，故C错误；同时改变电流方向和磁场方向，根据左手定则，导电液体旋转方向不会改变，故D错误．3.如图所示，用细橡皮筋悬吊一轻质线圈，置于一固定直导线上方，线圈可以自由运动．当给两者通以图示电流时，线圈将()A．靠近直导线，两者仍在同一竖直平面内B．远离直导线，两者仍在同一竖直平面内C．靠近直导线，同时旋转90°D．远离直导线，同时旋转90°解析：选A用右手螺旋定则可以判断导线上方磁场方向向外，用左手定则判断线圈左侧受到的安培力向左，右侧受到的安培力向右，二者大小相等、方向相反，线圈水平方向合力为零；线圈下侧受到的安培力向下，上侧安培力向上，但是线圈下侧磁感应强度大，安培力大，因此线圈受到安培力的合力方向向下，线圈将靠近直导线，但两者仍在同一竖直平面内，故A项正确．4.有一个带正电荷的粒子，沿垂直于电场的方向射入带电平行板的匀强电场，粒子飞出电场后的动能为E k.当在带电平行板间再加入一个垂直纸面向里的如图所示的匀强磁场后，粒子飞出电场后的动能为E k′，磁场力做功为W，则下列判断正确的是()A．E k<E k′，W＝0 B．E k>E k′，W＝0C．E k＝E k′，W＝0 D．E k>E k′，W>0解析：选B磁场力即洛伦兹力，不做功，故W＝0，D错误；有磁场时，带正电的粒子受到向上的洛伦兹力的作用使其所受的电场力做正功减少，故B项正确．5.如图所示，两块平行板A、B之间距离为d，加在两板间的电压为U，并将B板接地作为零电势，现将正电荷q逆着电场线方向由A板移到B板，若用x表示移动过程中该正电荷到A板的距离，其电势能E p随x变化图线为下列图中的()解析：选B将B板接地作为零电势，把正电荷q逆着电场线方向由A板移到B板，电场力做负功，E p＝－qE(d－x)，电势能随x均匀增大，到达B板时，电势能为零，B正确，A、C、D错误．6.如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在条形磁铁的左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时()A．磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用B．磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用C．磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用D．磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力作用解析：选C由左手定则知导线受磁铁的作用力斜向左上方，由牛顿第三定律可知，导线对磁铁的反作用力应斜向右下方，则磁铁对桌面的压力增大，磁铁产生向右的运动趋势，从而受到向左的摩擦力作用，故C正确．7.如图所示，一匀强电场平行于正方形区域ABCD，AB边水平，BC边竖直，A、B、C三点的电势分别为6 V、2 V、－2 V．一质量为m，电量大小为q的带电微粒，从P点射入该电场区，恰好沿水平直线运动，下列判断正确的是()A．微粒带正电B．微粒做匀速直线运动C．电场强度的大小为2mg qD．微粒的电势能逐渐减少解析：选C由A、B、C三点的电势，可知U AB＝4 V，U BC＝4 V，可以判断场强的方向应为AC方向，如图：P点的带电粒子受力为重力、电场力．电场力应斜向上方，与电场方向相反，粒子带负电，A错误；微粒应做匀减速运动，B错误；由受力分析图可知，Eq ＝2mg，C正确；电场力做负功，微粒的电势能增加，D错误．8．如图所示，在垂直纸面向里、磁感应强度B＝2 T的匀强磁场中，有一长度L＝5 m的细圆筒，绕其一端O在纸面内沿逆时针方向做角速度ω＝60 rad/s 的匀速圆周运动．另一端有一粒子源，能连续不断相对粒子源沿半径向外发射速度为v＝400 m/s的带正电粒子．已知带电粒子的电量q＝2.5×10－6C，质量m ＝3×10－8 kg，不计粒子间相互作用及重力，打在圆筒上的粒子均不被吸收，则带电粒子在纸面内所能到达的范围面积S是()A．48π m2B．9π m2C．49π m2D．16π m2解析：选A发射粒子时，粒子沿半径方向的速度为v＝400 m/s，粒子随细圆筒做圆周运动，垂直半径方向的速度为ωL＝300 m/s，故粒子速度为v′＝500m/s，粒子速度方向与径向成arctan ωLv＝37°.粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力做向心力，故有B v′q＝m v′2，R＝3 m.所以，运动半径为R＝m v′qB根据左手定则可知：粒子做圆周运动也是沿逆时针方向运动．根据几何关系，粒子做圆周运动的圆心到O的距离为s＝4 m，故带电粒子在纸面内所能到达的范围为内径为s－R＝1 m，外径为s＋R＝7 m的环形区域．故带电粒子在纸面内所能到达的范围面积为S＝π×72－π×12(m2)＝48π m2，故A正确，B、C、D错误．二、多选题(本题共7小题，每小题3分，共21分)9．把一根通电的硬直导线ab放在磁场中，导线所在的区域的磁感线呈弧线，导线中的电流方向由a到b，如图所示．虚线框内有产生以上弧形的磁场源．下列符合要求的是()解析：选AC条形磁铁外部的磁场从N极指向S极，若左侧是N极则能够满足题意，故A正确；蹄形磁铁左侧为S极，则磁感线与题图中方向相反，故B错误；根据安培定则可知，通电导线电流向里，可以在上方形成由左向右的磁感线，故C正确；通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场相似，但根据安培定则可知，左侧为S极，右侧为N极，故形成磁感线与图示相反，故D错误．10．如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑片向上滑动时，则()A．电源的功率变小B．电容器储存的电荷量变小C．电源内部消耗的功率变大D．电阻R消耗的电功率变小解析：选BC由闭合电路欧姆定律可知，当滑片向上滑动时，R总减小，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；由Q＝CU知Q减小，B正确；电源内部消耗功率P内＝I总2r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，D 错误．11.半径为R的导电圆环处于某一发散的磁场中，其环面的对称轴MN沿竖直方向，该磁场中与圆环相交的磁感线反向延长后交于对称轴上的某点，磁感线与对称轴成θ角，圆环上各点的磁感应强度B大小相等，若圆环上载有如图所示的恒定电流I，则() A．导电圆环所受的安培力的方向竖直向下B．导电圆环所受的安培力的方向竖直向上C．导电圆环所受的安培力的大小为2BIRD．导电圆环所受的安培力的大小为2πBIR sin θ解析：选BD将导线分成小的电流元，把磁场分解成水平方向和竖直方向的两个分量，则竖直方向的分磁场对这些电流元产生的总安培力为零，水平方向的分磁场产生的总安培力为F＝BIL＝2πBIR sin θ，方向为竖直向上，选项B、D 正确．12.如图所示，由PO 和QO 两块光滑绝缘的平板组成的“V”形组合体固定在地面上，两平板互相垂直，平板PO 与地面的夹角α＝37°，在两个平板上各放置一个且带同种电荷的小球A 和B ，A 、B 的带电量分别为q 和2q ，A 、B 恰在同一条水平线上静止．小球A 和B 可看成点电荷，A 的质量为m ，静电力常量为k ，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则( )A ．B 对A 库仑斥力是A 对B 库仑斥力的2倍B ．A 、B 两球所受平板的支持力大小均为54mgC ．B 球的质量为916mD ．A 、B 两球间的距离为2q 2k 3mg解析：选CD 库仑力是相互作用力，故A 对B 的库仑力与B 对A 的库仑力大小一定相等，A 选项错误；分析小球A 、B 的受力情况，对于A 球，根据平衡条件，N A cos 37°＝G A ，N A sin 37 °＝F ，对于B 球，根据平衡条件，N B cos 53°＝G B ，N B sin 53°＝F ，联立解得，N A ＝1.25mg ，F ＝0.75mg ，N B ＝1516mg ，m B ＝916m ，B 选项错误，C 选项正确；根据库仑定律，F ＝k q ·2q r 2，联立解得，r ＝2q2k 3mg ，D 选项正确．13．如图所示，R 1和R 2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，但R 1的尺寸比R 2的尺寸大．在两导体上加相同的电压，通过两导体的电流方向如图，则下列说法中正确的是( )A ．R 1中的电流小于R 2中的电流B ．R 1中的电流等于R 2中的电流C ．R 1中自由电荷定向移动的速率小于R 2中自由电荷定向移动的速率D ．R 1中自由电荷定向移动的速率等于R 2中自由电荷定向移动的速率解析：选BC设导体的电阻率为ρ，厚度为d，边长为L，则由电阻定律得：导体的电阻R＝ρLS ＝ρLLd＝ρd，则可知，R与边长L无关，故R1＝R2.通过电阻的电流I＝UR，由于U与R都相同，则通过两电阻的电流相同，故A错误，B正确；电流I＝ne v S＝ne v Ld，由于I、n、e、d相同，则L越大，v越小，则R1中自由电荷定向移动的速率小于R2中自由电荷定向移动的速率，故C正确，D错误．14.如图所示，在平板PQ上方有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．某时刻有a、b、c三个电子(不计重力)分别以大小相等、方向如图所示的初速度v a、v b和v c经过平板PQ上的小孔O射入匀强磁场，这三个电子打到平板PQ上的位置到小孔O的距离分别是l a、l b和l c，电子在磁场中运动的时间分别为t a、t b和t c，整个装置放在真空中．下列判断正确的是()A．l a＝l c<l b B．l a<l b<l cC．t a<t b<t c D．t a>t b>t c解析：选AD由带电粒子在磁场中运动的特征可以画出这三个电子在磁场中运动的轨迹，如图所示．由带电粒子在磁场中运动的半径公式R＝m vBq和周期公式T＝2πmBq可得出l a＝l c<l b，t a>t b>t c，B、C错误，A、D正确．15.如图所示，在x轴下方的第Ⅲ、Ⅳ象限中，存在垂直于xOy平面方向的匀强磁场，磁感应强度B1＝2B2＝2B，带电粒子a、b分别从x轴上的P、Q两点(图中没有标出)以垂直于x轴方向的速度同时进入匀强磁场B1、B2中，两粒子恰在第一次通过y轴时发生正碰，碰撞前带电粒子a的速度方向与y轴正方向成60°角，若两带电粒子的比荷分别为k 1、k 2，进入磁场时的速度大小分别为v 1、v 2，不计粒子重力和两粒子间相互作用，则下列关系正确的是( )A ．k 1＝k 2B ．2k 1＝k 2C ．v 1＝2v 2D ．2v 1＝v 2解析：选AC 两粒子在y 轴上发生正碰时，粒子a 的速度与y 轴正方向成60°角，则粒子b 的速度与y 轴负方向成60°角，轨迹对应的圆心角分别为120°和60°，粒子运动轨迹如图所示：两粒子同时进入磁场并相撞，则运动时间相等，t 1＝t 2，其中t 1＝T 13＝2πm 13q 1B 1＝πm 13q 1B ，t 2＝T 26＝πm 23q 2B 2＝πm 23q 2B ，粒子的比荷间关系为k 1＝k 2，A 选项正确，B 选项错误；由于两粒子正碰则轨道半径相等，R 1＝m 1v 1q 1B 1，R 2＝m 2v 2q 2B 2，解得v 1＝2v 2，C 选项正确，D 选项错误．三、非选择题(本题共5小题，共55分)16．(8分)在探究“决定导线电阻因素”的实验中，需要进行以下测量：(1)用螺旋测微器测得导线的直径如图1所示，其读数是0.701 mm.请在图中相应刻度处的方框内填入正确数字．(2)欲用伏安法测定一段电阻丝的电阻，其阻值约为12 Ω，要求测量结果尽量准确，并且电压、电流测量范围尽可能大一些．下列器材中：电流表应选用(填器材的标号，下同)________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________．并在如图2的虚线框内画出你设计的实验电路图．A ．电池阻E (6 V ，内阻很小)B ．电流表A 1(0～3 A ，内阻约0.01 Ω)C ．电流表A 2(0～0.6 A ，内阻约0.1 Ω)D ．电压表V 1(0～3 V ，内阻约3 kΩ)E ．电压表V 2(0～6 V ，内阻约6 kΩ)F ．滑动变阻器R 1(0～5 Ω，2 A)G ．滑动变阻器R 2(0～1 kΩ，1 A)H ．电键、导线解析：(1)螺旋测微器的读数为0.701 mm ，故可分解为0.5 mm ＋0.201 mm ，即0.5 mm ＋20.1×0.01 mm ，三个格子里的示数从下到上分别为15、20、25.(2)电源电动势为6 V ，电压表选：电压表V 2(0～6 V ，内阻6 kΩ)，电路最大电流I ＝E R ＝612＝0.5 A ，则电流表可选：A 2(0～0.6 A ，内阻0.1 Ω)，电压从零开始，滑动变阻器应采用分压接法，由于R R A＝120.1＝120<R V R ＝6 00012＝500，则电流表采用外接法，滑动变阻器的范围应与电阻值差不多，方便调节，所以滑动变阻器选R 1，实验电路图如图所示．答案：(1)15 20 25 (2)A 2 V 2 R 1 图见解析17．(8分)(2018·江苏卷)一同学测量某干电池的电动势和内阻．(1)甲图所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路．请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处．(2)实验测得的电阻箱阻值R 和电流表示数I ，以及计算的1I 数据见下表：R /Ω8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 I /A 0.15 0.17 0.19 0.22 0.261I /A －16.7 6.0 5.3 4.5 3.8 根据表中数据，在方格纸上作出R -1I关系图象．由图象可计算出该干电池的电动势为______V ，内阻为______Ω.(3)为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100 mV 的电压表并连在电流表的两端．调节电阻箱，当电流表的示数为0.33 A 时，电压表的指针位置如图乙所示，则该干电池的电动势应为________V ，内阻应为________Ω.解析：(1)①开关不应该闭合，应该保持断开状态．②电阻箱要以最大阻值接入，然后再调小．(2)根据表中数据描点连线如图所示．由闭合电路欧姆定律，E＝IR＋Ir得R＝E·1I－r，类似于一次函数y＝kx＋b的形式，R-1I图象的斜率表示电动势E，纵截距绝对值为内阻r.读图可知，E＝1.4 V，r＝1.2 Ω.(3)因为电动势是一个常数1.4 V，电流表的内阻R A＝U AI＝0.2 Ω，内阻为1.2Ω－0.2 Ω＝1.0 Ω.答案：(1)①开关未断开；②电阻箱阻值为零．(2)见解析图 1.4(1.30～1.44都算对) 1.2(1.0～1.4都算对)(3)1.4[结果与(2)问第一个空格一致]1．0[结果比(2)问第二个空格小0.2]18．(10分)(2019·大同一中模拟)如图所示，质量m＝2.0×10－4 kg、电荷量q＝1.0×10－6 C的带正电微粒静止在空间范围足够大的电场强度为E1的匀强电场中．取g＝10 m/s2.(1)求匀强电场的电场强度E1的大小和方向；(2)在t＝0时刻，匀强电场强度大小突然变为E2＝4.0×103 N/C，方向不变．求在t＝0.20 s时间内电场力做的功；(3)在t＝0.20 s时刻突然撤掉电场，求带电微粒回到出发点时的动能．解析：(1)带正电微粒在重力场和匀强电场中处于静止状态，电场力和重力平衡，E1q＝mg，代入数据解得E1＝2.0×103 N/C，方向向上．(2)在t＝0时刻，电场强度突然变化为E2＝4.0×103 N/C．根据牛顿第二定律可知，qE2－mg＝ma1，解得a1＝10 m/s2.在t＝0.20 s时间内上升高度h＝12a1t2，解得h＝0.20 m.电场力做功W＝qE2h，解得W＝8.0×10－4 J.(3)设在t＝0.20 s时刻突然撤掉电场时粒子的速度大小为v，回到出发点时的动能为E k，根据运动学公式可知，v＝at.根据能量守恒可知，E k＝mgh＋12m v2，解得E k＝8.0×10－4 J.答案：(1)2.0×103 N/C方向向上(2)8.0×10－4 J(3)8.0×10－4 J19.(13分)(2017·天津卷)平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场，第Ⅲ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，如图所示．一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动，Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍．粒子从坐标原点O离开电场进入磁场，最终从x轴上的P点射出磁场，P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等．不计粒子重力，问：(1)粒子到达O点时速度的大小和方向；(2)电场强度和磁感应强度的大小之比．解析：(1)粒子在电场中从Q到O做类平抛运动，设Q点速度v与x方向夹角为α，Q点到x轴的距离为L，到y轴的距离为2L，粒子的加速度为a，运动时间为t，根据类平抛运动的规律，有：x方向：2L＝v0ty方向：L＝12at2粒子到达O点时沿y轴方向的分速度为v y＝at又tan α＝v y v解得tan α＝1，即α＝45°，粒子到达O点时速度方向与x轴方向的夹角为45°角斜向上．粒子到达O 点时的速度大小为v ＝v 0cos 45°＝2v 0.(2)设电场强度为E ，粒子电荷量为q ，质量为m ，粒子在电场中受到的电场力为F ，粒子在电场中运动的加速度：a ＝qE m设磁感应强度大小为B ，粒子做匀速圆周运动的半径为R ，洛伦兹力提供向心力，有：q v B ＝m v 2R根据几何关系可知：R ＝2L整理可得E B ＝v 02.答案：(1)2v 0 方向与x 轴方向的夹角为45°角斜向上 (2)v 0220．(16分)环保部门为了监测某化肥厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计．该装置的外形为一长方体，由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a 、b 、c ，左右两端开口，在垂直于上下表面加磁感应强度为B 的匀强磁场，在前后两个内侧面固定有金属板作为电极，电阻率为ρ的污水管慢管口从左向右匀速流经该装置时，接在两电极间的理想电压表显示两个电极间的电压为U ，求：(1)该装置内电场的场强的大小和方向；(2)污水的流量Q (单位时间内排出的污水体积)；(3)若从两个电极引出两条导线，导线间接一阻值为R 的电阻时理想电压表的示数．解析：(1)依据电场强度公式E ＝U d ，而d ＝b ，解得E ＝U b方向垂直纸面向外(由后侧面指向前侧面)．(2)根据电场力与洛伦兹力平衡，则有qE＝q v B，而污水的流量Q＝v S解得Q＝cUB.(3)根据电阻定律：r＝ρbac且U1R＝UR＋rU1＝RacRac＋ρbU.答案：(1)Ub垂直纸面向外(2)cUB(3)RacRac＋ρbU。
物理人教选修3-1同步训练：模块综合(A卷(附答案)含解析
同步检测十三模块综合（A卷）（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.实验表明：磁体能吸引1元硬币，对这种现象解释正确的是A.硬币一定是铁做的，因为磁体能吸引铁B.硬币一定是铝做的，因为磁体能吸引铝C.磁体的磁性越强,能吸引的物质种类越多D.硬币中含有磁性材料，磁化后能被吸引答案：D解析：一元硬币为钢芯镀镍，钢和镍都是磁性材料，放在磁体的磁场中能够被磁化获得磁性，因而能够被磁体吸引。
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=103pF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.下列说法，正确的是A。
电源向外电路提供的电能越多，表示电动势越大B。
电动势在数值上等于电源将单位正电荷从负极移送到正极时，非静电力所做的功C 。
电源的电动势与外电路有关，外电路电阻越大,电动势就越大D.电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大 答案:BD解析：电动势表征电源把其他形式能转化为电能的本领，与电源向外提供的电能多少、外电路的电阻等均无关，选项A 、C 均错误，选项B 、D 正确.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 b C.R a =R b D 。
不能确定答案: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。
下列各种说法中正确的是A.电流的定义式,tq I =适用于任何电荷的定向移动形成的电流 B.电源的负载增加，输出功率一定增大C.电源的电动势越大，电源向外电路输出电能的效率越高D.从IU R =可知,导体中的电流减小到近似等于零时，导体的电阻将趋向无穷大答案：AC 解析：tq I =是电流的定义式，适用于任何情况,A 项对；当外电路电阻等于电源内阻时,电源的输出功率最大，B 项错；电源的效率与电动势无关，C 项错；I U R =是导体电阻的定义式，电流变化不是电阻的决定因素，D 项错。
高中物理《选修3-1》全册模块测试卷(含解析)
高中物理《选修3-1》全册模块测试卷(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1．如图甲所示，AB 是某电场中的一条电场线，若有一电子以某一初速度且仅在电场力的作用下，沿AB 由点A 运动到点B ，所经位置的电势随距A 点的距离变化的规律如图乙所示．以下说法正确的是( )A ．A 、B 两点的电场强度E A >E B B ．电子在A 、B 两点的速度v A <v BC ．A 、B 两点的电势φA <φBD ．电子在A 、B 两点的电势能E p A >E p B2．如图所示的两个电场中，点电荷＋Q 位于圆心处，乙图中另有一水平向右的匀强电场，关于圆上a 、b 、c 、d 四点的场强和电势说法正确的是( )A ．a 、b 两点场强不同，电势相同B ．a 、b 两点场强不同，电势不同C ．c 、d 两点场强相同，电势相同D ．c 、d 两点场强相同，电势不同3.如图所示的同心圆是电场中的一簇等势线，一个电子只在电场力作用下沿着直线由A 至C 运动时的速度越来越大，B 为线段AC 的中点，则下列说法不正确的是( )A ．电子沿AC 方向运动时受到的电场力越来越大B ．电子沿AC 方向运动时它具有的电势能越来越小 C ．电势差U AB ＝U BCD ．电势φA <φB <φC4．一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U ，额定电流为I ，线圈电阻为R ，将它接在电动势为E ，内阻为r 的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则( )A ．电动机消耗的总功率为UIB ．电动机消耗的热功率为U 2RC ．电源的输出功率为EID ．电源的效率为IrE5．在如图所示的电路中，E 为电源电动势，r 为电源内阻，R 1和R 3均为定值电阻，R 2为滑动变阻器．当R 2的滑动触点在a 端时合上开关S ，此时三个电表A 1、A 2和V 的示数分别为I 1、I 2和U .现将R 2的滑动触点向b 端移动，则三个电表示数的变化情况是( )A ．I 1增大，I 2不变，U 增大B ．I 1减小，I 2增大，U 减小C ．I 1增大，I 2减小，U 增大D ．I 1减小，I 2不变，U 减小6．如图所示为“滤速器”装置示意图．a 、b 为水平放置的平行金属板，其电容为C ，板间距离为d ，平行板内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B .a 、b 板带上电荷量，可在平行板内产生匀强电场，且电场方向和磁场方向互相垂直．一带电粒子以速度v 0经小孔O 进入正交电磁场可沿直线OO ′运动，由O ′射出，粒子所受重力不计，则a 板所带电荷量情况是( )A ．带正电，其电荷量为C v 0BdB ．带负电，其电荷量为Bd v 0CC ．带正电，其电荷量为CBd v 0D ．带负电，其电荷量为B v 0Cd7．如图所示，在y >0的区域内存在匀强磁场，磁场垂直于图中的xOy 平面向外，原点O 处有一离子源，沿各个方向射出速率相等的同价负离子，对于进入磁场区域的离子，它们在磁场中做圆周运动的圆心所在的轨迹，可用下面给出的四个半圆中的一个来表示，其中正确的是( )二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意．)8．用如图所示电路测量电池电动势和内阻时，若有两只电压表V 1、V 2量程相同，内阻分别为R V1、R V2，且R V1>R V2；两只电流表A1、A2量程相同，内阻分别为R A1、R A2，且R A1>R A2，在实验中，为了使E、r的测量值精确些，选择的电表可以是()A．V1与A1B．V1与A2C．V2与A1D．V2与A29．在用“伏安法”测电阻的实验中，某小组设计了下面四种实验电路，有些设计存在严重错误，其中实验时可能烧坏器材的是()10．某同学设计了一种静电除尘装置，如图甲所示，其中有一长为L、宽为b、高为d 的矩形通道，其前、后面板为绝缘材料，上、下面板为金属材料．图乙是装置的截面图，上、下两板与电压恒定为U的高压直流电源相连．带负电的尘埃被吸入矩形通道的水平速度为v0，当碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集．将被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值，称为除尘率．不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用．要增大除尘率，则下列措施可行的是()A．只减小电压UB．只减小长度LC．只减小高度dD．只减小尘埃被吸入的水平速度v011.如图为某磁谱仪部分构件的示意图．图中，永磁铁提供匀强磁场，硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹．宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子．当这些粒子从上部垂直进入磁场时，下列说法正确的是()A. 电子与正电子的偏转方向一定不同B．电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同C．仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子D．粒子的动能越大，它在磁场中运动轨迹的半径越小12．如图所示，电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的．电子束经过加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，磁场方向垂直于圆面．不加磁场时，电子束将通过磁场中心O点而打到屏幕的中心M，加磁场后电子束偏转到P点外侧．现要使电子束偏转回到P点，可行的办法是()A．增大加速电压B．增加偏转磁场的磁感应强度C．将圆形磁场区域向屏幕靠近些D．将圆形磁场的半径增大些13．(10分)在“测定电池的电动势和内阻”的实验中，给定以下的器材来完成实验．待测干电池E一节电压表V(量程0～3～15 V，内阻约为10 kΩ)电流表A(量程0～0.6～3 A，内阻约为1 Ω)滑动变阻器R1(0～10 Ω)滑动变阻器R2(0～200 Ω)导线、开关S(1)为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用________(选填“R1”或“R2”)．(2)实验所用电路如图甲所示，请用笔画线代替导线在图乙中完成实物连接图，要求保证开关在闭合前滑动变阻器的滑片处于正确的位置．(3)该同学根据实验数据得到图丙中的图线a，根据图线a求得电源电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.(4)图丙中b 图线是标有“1.5 V 、1.6 W ”的小灯泡的伏安特性曲线，该同学将该小灯泡与本实验中的电池连成一闭合电路，小灯泡实际消耗的电功率是________W(保留2位有效数字)．四、计算题(本题共3小题，共32分．解答时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．)14.(10分)如图所示，闭合开关，变阻器R0的滑片P 在移动过程中电压表的示数变化范围是0～4 V ，电流表的示数变化范围是0.5～1 A ，已知电阻R 的阻值为6 Ω，电源的内阻不可忽略．求：(1)变阻器R 0的最大阻值； (2)电源电动势E 和内阻r .15．(10分)制作半导体时，需向单晶硅或其他晶体中掺入杂质．单晶硅内的原子是规则排列的，在两层电子间的间隙会形成上下对称的匀强电场．设某空间存在上下对称的匀强电场，并在该电场中的下半区域加一方向垂直纸面向里的匀强磁场如图所示．电荷量为＋q 、质量为m 的带电小球从上边界以初速度v 0垂直电场入射，已知足够长的上下场区的宽均为d ，电场强度E ＝mg q ，初速度v 0＝32gd ，sin 37°＝35，cos 37°＝45.求：(1)小球第一次经过对称轴OO ′时的速度；(2)要使小球不越过下边界，所加磁场的磁感应强度的大小B 的最小值．16．(12分)如图甲所示，在空间存在一个变化的电场和一个变化的磁场，电场的方向水平向右(图甲中由B 到C )，场强大小随时间变化情况如图乙所示；磁场磁感应强度方向垂直于纸面、大小随时间变化情况如图丙所示．在t ＝1 s 时，从A 点沿AB 方向(垂直于BC )以初速度v 0射出第一个粒子，在此之后，每隔2 s 有一个相同的粒子沿AB 方向以初速度v 0射出，并恰好均能击中C 点，若AB ＝BC ＝l ，且粒子由A 点运动到C 点的时间小于1 s ．不计空气阻力，试求：(1)电场强度E 0和磁感应强度B 0的大小之比； (2)第一个粒子和第二个粒子通过C 点的动能之比.参考答案与解析1．[197] 【解析】选A.根据电场强度与电势差的关系E ＝ΔφΔx ，图乙切线的斜率代表场强大小，由题图可看出E A >E B ，A 正确；沿电场线方向电势降低，所以电场线方向由A 指向B ，φA >φB ，电子受力方向与电场线方向相反，从A 至B ，电子减速，v A >v B ，B 、C 选项错误；电子从A 到B ，电场力做负功，电势能增大，D 选项错误．2．[198] 【解析】选A.由点电荷场强公式E ＝kQr 2得，甲图中a 、b 场强大小相等，方向不同，a 、b 在同一等势面上，φa ＝φb ；乙图中，由电场叠加可知，c 、d 场强大小相等，方向不同，由处于同一等势面可得φc ＝φd .3．[199] 【解析】选C.离场源电荷越近，场强越大，电子沿AC 方向运动时受到的电场力越来越大，A 正确；电子沿AC 方向运动时，电场力做正功，电势能越来越小，B 正确；点电荷周围电场不是匀强电场，C 错；电子只在电场力作用下沿着直线由A 至C 运动，场源电荷为正电荷，沿电场线方向电势越来越低，电势φA <φB <φC ，D 正确．4．[200] 【解析】选A.电动机不是纯电阻，电动机消耗的总功率为UI ，A 正确；电动机消耗的热功率为I 2R ，B 错；电源的输出功率为UI ，C 错，电源的效率为U E ＝E －IrE ，D错．5．[201] 【解析】选B.将R 2的滑动触点向b 端移动时，R 2的接入电阻变小，则整个电路外电阻减小，电压表示数U 减小；并联部分的电阻也减小，并联电压减小，I 1减小，又总电流变大，故I 2增大，B 正确．6．[202] 【解析】选C.对带电粒子受力分析，a 极板带正电，带电粒子受力平衡，q v 0B ＝q U d ，U ＝QC，可得电荷量为Q ＝CBd v 0，所以答案选C.7．[203] 【解析】选C.磁场垂直于xOy 平面向外并位于y 轴上方，离子带负电，利用左手定则判断出离子受洛伦兹力的方向，画出草图找出圆心，可判断C 图是正确的．8．[204] 【解析】选AB.用如图所示的电路测E 、r 时，造成系统误差的原因是电压表的分流，电压表内阻越大，电流表所测电流越接近于干路中的电流的真实值，所测内阻也越接近电池内阻的真实值，故电压表选用内阻大的好，而电流表内阻对实验无影响，因为电流表与R 是串联，不需知道R 和R A 的值，故电流表选用哪一个都可以，故选A 、B.9．[205] 【解析】选AD.A 、D 两图中，当滑动变阻器的滑动触头放在最左端时，电源被短路而烧坏；B 、C 两图中，供电电路正确，B 图虽然电流表和电压表接错位置，但由于串联的电压表内阻较大，不会烧坏电流表；C 图则可测较大电阻的阻值．10．[206] 【解析】选CD.根据y ＝UqL 22dm v 20可知，除尘率为k ＝y d ＝UqL 22d 2m v 20，要增大除尘率，可只增大电压U ，只增大长度L ，选项A 、B 错误；可只减小高度d ，只减小尘埃被吸入的水平速度，选项C 、D 正确．11．[207] 【解析】选AC.根据左手定则，电子、正电子进入磁场后所受洛伦兹力的方向相反，故两者的偏转方向不同，选项A 正确；根据q v B ＝m v 2r ，得r ＝m v qB ，若电子与正电子在磁场中的运动速度不相等，则轨迹半径不相同，选项B 错误；对于质子、正电子，它们都带正电，以相同速度进入磁场时，所受洛伦兹力方向相同，两者偏转方向相同，仅依据粒子轨迹无法判断是质子还是正电子，故选项C 正确；粒子的m v 越大，轨道半径越大，而m v ＝2mE k ，粒子的动能大，其m v 不一定大，选项D 错误．12．[208] 【解析】选AC.增大加速电压，可增大电子的速度，使电子在磁场中运动的轨道半径增大些，可使电子束偏转回到P 点，选项A 可行．增加偏转磁场的磁感应强度，使电子在磁场中运动的轨道半径减小，电子束偏转到P 点外侧以外，选项B 不可行．将圆形磁场区域向屏幕靠近些，可使电子束偏转到P 点，选项C 可行．将圆形磁场的半径增大些，电子束偏转到P 点外侧以外，选项D 不可行．13．[209] 【解析】(1)因电源的内阻一般较小，为保证调节滑动变阻器时，电流表示数变化明显，所以滑动变阻器应选R 1.(2)连线时要注意：电流表接0.6 A ，滑动变阻器接左下接线柱，电压表接3 V ．(3)a 图线与纵轴的截距表示电动势的大小，即E ＝1.45 V ，斜率表示电源的内阻，即r ＝ΔU ΔI ＝1.45－1.00.9－0 Ω＝0.5 Ω.(4)a 、b 两图线交点纵横坐标的乘积就表示小灯泡实际消耗的电功率，即P ＝UI ＝1.15×0.6 W ＝0.69 W.【答案】(1)R 1 (2)如图所示(3)1.45 0.5 (4)0.6914．[210] 【解析】(1)当变阻器R 0取最大值时，电压表示数最大，为U 2＝4 V ，电流表示数最小，为I 2＝0.5 A ，由欧姆定律可得，变阻器R 0的最大阻值R 0＝U 2I 2＝8 Ω.(2)当电压表示数为U 1＝0时，电流表示数为I 1＝1 A 由闭合电路欧姆定律得：E ＝U 1＋I 1(r ＋R )当电压表示数为U 2＝4 V 时，电流表示数为I 2＝0.5 A 由闭合电路欧姆定律得：E ＝U 2＋I 2(r ＋R ) 联立解得：E ＝8 V ，r ＝2 Ω. 【答案】(1)8 Ω (2)8 V 2 Ω15．[211] 【解析】(1)小球进入电场后做类平抛运动， 在竖直方向上，加速度：a ＝mg ＋qEm ＝2g 竖直位移：d ＝12at 2 得t ＝d g竖直速度：v y ＝at ＝2gd所以合速度大小v ＝v 20＋v 2y ＝52gd 与竖直方向夹角：tan θ＝v 0v y ＝32gd2gd ＝34θ＝37°.(2)小球进入下半区域时，因重力和电场力平衡，小球在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动．设小球恰好不越过下边界，则小球在到达下边界时速度方向应与边界平行，设圆周半径为R .由几何关系得：R －d R ＝sin 37°得：R ＝52d由牛顿第二定律得：B v q ＝m v 2R所以磁感应强度的大小B 的最小值是mdqgd .【答案】(1)52gd 与竖直方向的夹角为37°斜向下 (2)mdqgd16．[212] 【解析】(1)依题意，粒子由A 点运动到C 点的时间小于1 s ，所以在1～2 s 内第一个粒子做匀速圆周运动，且运动1/4周期，则q v 0B 0＝m v 20l而在3～4 s 内第二个粒子做类平抛运动，则x ＝l ＝v 0t 2 y ＝l ＝12qE 0m t 22联立解得E 0B 0＝2v 0.(2)第一个粒子运动过程中动能不变E k0＝12m v 20对第二个粒子在C 点应用动能定理可得 qE 0l ＝E k －12m v 20解得E k ＝52m v 20故第一个粒子和第二个粒子通过C 点的动能之比为 E k0E k ＝15. 【答案】(1)2v 0 (2)15。
人教版高中物理选修3-1综合能力测试(附详解答案)
（精心整理，诚意制作）选修3-1综合能力测试（附详解答案）本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，时间90分钟．第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(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符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，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．如图所示，有一金属箔验电器，起初金属箔闭合，当带正电的棒靠近验电器上部的金属板时，金属箔张开．在这个状态下，用手指接触验电器的金属板，金属箔闭合，问当手指从金属板上离开，然后使棒也远离验电器，金属箔的状态如何变化？从下图中的①～④4个选项中选取一个正确的答案．( ) A．图①B．图②C．图③D．图④答案：B解析：手指接触一下，验电器上带负电，手指离开，棒也远离，金属箔张开，B正确．2．如图所示，用两个一样的弹簧测力计吊着一根铜棒，铜棒所在的虚线范围内有垂直纸面的匀强磁场，棒中通以自左向右的电流，当棒静止时，弹簧测力计的读数之和为F1；若将棒中的电流反向，当棒静止时，弹簧测力计的示数之和为F2，且F2>F1，根据这两个数据，可以确定( )A．磁场的方向B．磁感应强度的大小C．安培力的大小D．铜棒的重力答案：ACD解析：由弹簧测力计示数F2>F1可知电流向右时F安方向向上，再由左手定则可确定磁场方向垂直于纸面向里．再由题意，电流自左向右时，F1＋F安＝mg，电流反向后，F2－F安＝mg，解得F安＝12(F2－F1)，mg＝12(F1＋F2)，由于I、L未知，故不能确定磁感应强度B的大小．3．(20xx·广州模拟)如图为“热得快”热水器的电路图和示意图．现接通电源，发现该热水器没有发热，并且热水器上的指示灯也不亮，现用交流电压表测得热水器A、B两端的电压为220V，指示灯两端的电压为220V.那么该热水器的故障在于( )A．连接热水器和电源之间的导线断开B．连接电阻丝与指示灯的导线发生了短路C．电阻丝熔断，同时指示灯烧毁D．同时发生了以上各种情况答案：C解析：电压表测得AB两点间电压为220V，说明连接热水器和电源之间的导线是完好无损的，热水器不发热说明电阻丝熔断了，指示灯不亮，说明指示灯被烧毁了，故只有选项C正确．4.汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗．如下图，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10A，电动机启动时电流表读数为58A，若电源电动势为12.5V，内阻为0.05Ω，电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了( )A．35.8W B．43.2WC．48.2W D．76.8W答案：B解析：车灯电阻为R＝EI－r＝12.510Ω－0.05Ω＝1.2Ω，电动机未启动时车灯的电功率P1＝I2R＝102×1.2W＝120W.电动机启动后，电源内阻消耗的电压U r＝Ir ＝58×0.05V＝2.9V，车灯与电动机的并联电压为U＝E－U r＝(12.5－2.9)V＝9.6V ，车灯的电功率为P 2＝U2R ＝9.621.2W ＝76.8W ，车灯电功率降低了ΔP ＝P 1－P 2＝43.2W.5．静电计是在验电器的基础上制成的，用其指针的张角大小来定性显示其金属球与外壳之间的电势差大小．如图所示，A 、B 是平行板电容器的两个金属板，G 为静电计．开始时开关S 闭合，静电计指针张开一定角度，为了使指针张开角度增大些，下列采取的措施可行的是( )A ．断开开关S 后，将A 、B 分开些B ．保持开关S 闭合，将A 、B 两极板分开些C ．保持开关S 闭合，将A 、B 两极板靠近些D ．保持开关S 闭合，将变阻器滑动触头向右移动答案：A6．压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置，如图甲所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物体m ，升降机静止时电流表示数为I 0，某过程中电流表的示数如图乙所示，则在此过程中( )A ．物体处于失重状态B ．物体处于超重状态C ．升降机一定向上匀加速运动D ．升降机可能向上匀减速运动答案：B解析：电流表示数增大，说明电阻阻值减小，由压敏电阻的特点知压力增大，即压力大于重力，物体处于超重状态，加速度方向向上，故升降机可能向上加速运动，也可能向下减速运动，故选项B 正确．7.在图中，a 、b 带等量异种电荷，MN 为ab 连线的中垂线，现有一个带电粒子从M 点以一定初速度v0射入，开始时一段轨迹如图中实线，不考虑粒子重力，则在飞越该电场的整个过程中( )A ．该粒子带负电B．该粒子的动能先增大，后减小C．该粒子的电势能先减小，后增大D．该粒子运动到无穷远处后，速度的大小一定仍为v0答案：ABCD解析：等量异种电荷连线的中垂线一定是等势线，且与无穷远处等电势，这是本题考查的重点．至于粒子的动能增减、电势能变化情况，可以根据粒子轨迹的弯曲情况结合功能关系判断出来．由粒子开始时一段轨迹可以判定，粒子在该电场中受到大致向右的电场力，因而可以判断粒子带负电，A正确．因为等量异种电荷连线的中垂面是一个等势面，又由两个电荷的电性可以判定，粒子在运动过程中，电场力先做正功后做负功，所以其电势能先减小后增大，动能先增大后减小，所以B、C正确．因为M点所处的等量异种电荷连线的中垂面与无穷远等电势，所以在由M 点到无穷远运动的过程中，电场力做功W＝qU＝0，所以粒子到达无穷远处时动能仍然为原来值，即速度大小一定为v0.8．(20xx·上海模拟)如图所示，真空中存在范围足够大的匀强电场，A、B为该匀强电场的两个等势面．现有三个完全相同的带等量正电荷的小球a、b、c，从等势面A上的某点同时以相同速率v0向不同方向开始运动，其中a的初速度方向垂直指向等势面B；b的初速度方向平行于等势面；c的初速度方向与a相反．经过一段时间，三个小球先后通过等势面B，已知三个小球始终在该匀强电场中运动，不计重力，则下列判断正确的是( )A．等势面A的电势高于等势面B的电势B．a、c两小球通过等势面B时的速度相同C．开始运动后的任一时刻，a、b两小球的动能总是相同D．开始运动后的任一时刻，三个小球电势能总是相等答案：AB解析：由a、b、c三球经过一段时间后均通过等势面B，可得：电场方向竖直向下，故A正确，由动能定理得，三个小球通过等势面B时，电场力做功相等，三球的速度大小相同，但a、c方向相同，均与b方向不同，同一时间，电场力做功不同，因此同一时刻的动能不相同，C错误；三个小球运动后不可能在同一时刻位于同一等势面上，故电势能不可能相等，D错误．9．如图所示电路中，电源内阻不计，三个小灯泡完全相同且外电路变化时每个灯泡两端的电压都不会超过其额定电压，开始时只有S1闭合，当S2也闭合后，下列说法正确的是( ) A．灯泡L1变亮B．灯泡L2变亮C．电容器C的带电量将增加D．闭合S2的瞬间流过电流表的电流方向自右向左答案：AD解析：只S1闭合时，L1和L2串联，电容器两端的电压等于电源两端的电压，S2闭合后，L3和L2并联，再和L1串联，则L1两端的电压增大，故L1变亮，电容器两端的电压减小，故电容器放电，电量减小，电流表上的电流是电容器的放电电流，故方向从右向左．10．如下图甲所示，以MN为界的两匀强磁场B1＝2B2，一带电＋q、质量m 的粒子从O点垂直MN进入B1磁场，则经过多长时间它将向下通过O点(不计粒子重力) ( )A．2πm/qB1B．2πm/qB2C．2πm/(B1＋B2)q D．πm/(B1＋B2)q答案：B解析：因为r=T=2πm/qB而B1=2B2所以r2=2r1T2=2T1.由图乙分析示意可知，从粒子垂直MN经O点向上进入B1磁场，到粒子垂直MN经O点向下进入B2磁场，所需最短时间为t=T1+=T2=2πm/qB2.第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题(共3小题，共15分．把答案直接填在横线上)11．(4分)磁流体发电是一项新兴技术，它可以把气体的内能直接转化为电能．下图是磁流体发电机的装置：A、B组成一对平行电极，两极间距为d，内有磁感强度为B的匀强磁场，现持续将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，而整体呈中性)垂直喷射入磁场，每个离子的速度为v ，电量大小为q，忽略两极之间的等效内阻，稳定时，磁流体发电机的电动势E ＝________，设外电路电阻为R，则R上消耗的功率P＝____________________.答案：Bvd；∵qvB=q ∴E=Bvd P=I2R=12．(4分)如图所示，平行的金属板M、N与电源相连，一个带负电的小球悬挂在两板间，闭合电键后，悬线偏离了竖直方向的夹角为θ，若N板向M板靠近，θ角将；把电键断开，再使N板向M靠近，θ角将.答案：变大；不变解析：极板与电源相连，当减小板间距时，电场增强，所以θ角变大．当断开电源时，减小板间距，电场强度不变所以θ角不变．13．(7分)20xx年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家．材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度．若图1为某磁敏电阻在室温下的电阻－磁感应强度特性曲线，其中R B、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值．为了测量磁感应强度B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值R B.请按要求完成下列实验．(1)设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，在图2的虚线框内画出实验电路原理图(磁敏电阻及所处磁场已给出，待测磁场磁感应强度大小约为0.6～1.0T，不考虑磁场对电路其它部分的影响)．要求误差较小．提供的器材如下：A．磁敏电阻，无磁场时阻值R0＝150ΩB．滑动变阻器R，全电阻约20ΩC．电流表Ⓐ，量程2.5mA，内阻约30ΩD．电压表，量程3V，内阻约3kΩE．直流电源E，电动势3V，内阻不计F．开关S，导线若干(2)正确接线后，将磁敏电阻置入待测磁场中，测量数据如下表：12345 6U(V)0.000.450.91 1.50 1.79 2.71I(mA)0.000.300.60 1.00 1.20 1.80 根据上表可求出磁敏电阻的测量值R B＝______Ω，结合图1可知待测磁场的磁感应强度B＝______T.(3)试结合图1简要回答，磁感应强度B在0－0.2T和0.4～0.1T范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同？(4)某同学查阅相关资料时看到了图3所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻－磁感应强度特性曲线(关于纵轴对称)，由图线可以得到什么结论？答案：(1)如下图所示(2)1500 0.90(3)在0～0.2T范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化(或不均匀变化)；在0.4～1.0T范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化(或均匀变化)(4)磁场反向，磁敏电阻的阻值不变．三、论述·计算题(共5小题，共45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)14．(8分)如图所示，在水平方向的匀强电场中一表面光滑、与水平面成45°角的绝缘直杆AC，其下端(C端)距地面高度h=0.8m.有一质量500g的带电小环套在直杆上，正以某一速度，沿杆匀速下滑，小环离杆后正好通过C端的正下方P 点处．(g取10m/s2)求：(1)小环离开直杆后运动的加速度大小和方向；(2)小环从C运动到P过程中的动能增量；(3)小环在直杆上匀速运动速度的大小v0.答案：(1)15．(9分)在竖直平面内有一圆形绝缘轨道，半径为R＝0.4m，匀强磁场垂直于轨道平面向里，一质量为m＝1×10－3kg、带电量为q＝＋3×10－2C的小球，可在内壁滑动，如图甲所示，开始时，在最低点处给小球一个初速度v0，使小球在竖直平面内逆时针做圆周运动，如图乙(a)是小球在竖直平面内做圆周运动的速率v随时间变化的情况，图乙(b)是小球所受轨道的弹力F随时间变化的情况，结合图像所给数据，(取g＝10m/s2)求：(1)磁感应强度的大小？(2)初速度v0的大小？答案：(1)0.25T (2)8m/s解析：(1)从乙图(a)可知，小球第二次到达最高点时，速度大小为4m/s，而由乙图(b)知，此时轨道与球间的弹力为零，故代入数据得：B=0.25T(2)从图乙可知，小球最初在最低点时，轨道与球之间的弹力为F=0.11N，根据牛顿第二定律得：代入数据得：v0=8m/s16．(9分)环保汽车在为20xx年奥运会馆服务中，受到世界各国运动员的一致好评．某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量m＝3×103kg.当它在水平路面上以v＝36km/h的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电流I＝50A，电压U＝300V.在此行驶状态下，(1)求驱动电机的输出功率P电；(2)若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P ，求汽车所受阻力与车重的比值(g取10m/s2)；机(3)设想改用太阳能电池给该车供电，其他条件不变，求所需太阳能电池板的最小面积．结合计算结果，简述你对该设想的思考．已知太阳辐射的总功率P0＝4×1026W，太阳到地球的距离r＝1.5×1011m，太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗，该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%.答案：(1)1.5×104W (2)0.045 (3)101m2对该设想的思考，只要正确即可解析：(1)驱动电机的输入功率P电＝IU＝1.5×104W(2)在匀速行驶时P机＝0.9P电＝F v＝f v，f＝0.9P电/v，汽车所受阻力与车重之比f/mg＝0.045；(3)当太阳光垂直电池板入射时，所需电池板面积最小，设其为S距太阳中心为r的球面面积S0＝4πr2若没有能量损耗，太阳能电池板接收到的太阳能功率为P′，则P′P0＝SS0设太阳能电池板实际接收到的太阳能功率为P则P＝(1－30%)P′，所以PP0(1－30%)＝SS0由于P电＝15%P，所以电池板的最小面积S＝PS00.7P0＝4πr2P电0.15×0.7P0＝101m2对该设想提出合理的改进建议，只要正确即可．17．(9分)如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d ＝40cm.电源电动势E＝24V，内电阻r＝1Ω，电阻R＝15Ω.闭合S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0＝4m/s竖直向上射入板间．若小球带电量为q＝1×10－2C，质量为m＝2×10－2kg，不考虑空气阻力．那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板？此时，电源的输出功率是多大？(取g＝10m/s2)答案：8Ω；23W解析：(1)小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到A板时速度为零．设两板间电压为UAB由动能定理得①将已知数据代入上式得：滑动变阻器两端电压U滑＝U AB＝8V②设通过滑动变阻器电流为I，由欧姆定律得I＝E－U滑R＋r＝1A③滑动变阻器接入电路的电阻R滑＝U滑I＝8Ω④(2)电源的输出功率P出＝I2(R＋R滑)＝23W⑤11 / 11 18.(10分)(20xx·潍坊)如图所示，有界匀强磁场的磁感强度B=2×10-3T ；磁场右边是宽度L=0.2m 、场强E=40V/m 、方向向左的匀强电场．一带电粒子电荷量q=-3.2×10-19C ，质量m=6.4×10-27kg ，以v=4×104m/s 的速度沿OO′垂直射入磁场，在磁场中偏转后进入右侧的电场，最后从电场右边界射出．求：(1)大致画出带电粒子的运动轨迹(画在给出的图中)；(2)带电粒子在磁场中运动的轨道半径；(3)带电粒子飞出电场时的动能Ek.答案：(1)如图 (2)R ＝0.4m (3)E k ＝7.68×10－18J解析：(1)轨迹如图．。
人教版高中物理选修3-1综合测试题全套及答案.doc
最新人教版高中物理选修3-1综合测试题全套及答案综合评估检测卷（一）静电场一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分.每小题至少一个答案正确）1.图中，实线和虚线分别表示等量杲种点电荷的电场线和等势线，则下列冇关P、Q两点的相关说法屮正确的是（）A.两点的场强等大、反向B・P点电场更强C•两点电势一样高D. 0点的电势较低答案：C2.如图所示，让平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角度，若不改变/、〃两极板帶的电荷量而减小两极板间的距离，同时在两极板间插入电介质，那么静电计指针的偏转角度（）A.—定增大B. 一定减小C. 一•定不变D.可能不变解析：极板带的电荷虽0不变，当减小两极板间距离，同时插入电介质，则电容C一定增大•由可知两极板间电压U—定减小，静电计指针的偏转角也一定减小，选项B正确・答案：B3.~* b E如图所示屮带箭头的直线是某一电场屮的一•条电场线，在该直线上有Q、〃两点，用位、Q,分別衣示a、b 两点的场强大小，贝”）A.a、b两点场强方向相同B.电场线从a指向b,所以E a>E hC.电场线是直线，所以E a=E hD.不知a、b附近的电场线分布，E。
、E/,大小不能确定解析：由于电场线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一致，而该电场线是直线，故A正确.电场线的疏密表示电场的强弱，只有一条电场线时，则应讨论如下：若此电场线为正点电荷电场中的，则有E a>E h；若此电场线为负点电荷电场中的，则有E（,<E b；若此电场线是匀强电场中的，则有E产Eb；若此电场线是等量异种点电荷电场中那一条直的电场线，则位和价的关系不能确定・故正确选项为A、D.答案：AD4.如图所示，三个等势面上有°、b、C、d四点，若将一止电荷由C经G移到d,电场力做止功忆，若由C经方移到〃，电场力做止功“2，贝|J()A.IV\>IV2 (Pi>(p2B.W}<W2(P\<(P2C.W. = W2D.W\ — W2(p\>(p2解析：由W二Uq可知= W2.由”cd= Uc&q >哄〃>0 , q>0 ,可知U c J>0. 故0>02>03 , D正确・答案：D5.，一B E右图为一匀强电场，某带电粒子从〃点运动到B点，在这一运动过程中克服重力做的功为2.0J,静电力做的功为1.5 J.下列说法止确的是（）A.粒子带负电B.粒了在/点的电势能比在B点少1.5 JC.粒子在/点的动能比在〃点少0.5 JD.粒子在/点的机械能比在B点少1.5 J解析：本题考查电荷在电场中的运动，从粒子运动的轨迹判断粒子带正电，A项错误；因为静电力做正功，电势能减小，所以B项错误；根据动能定理得"+ "（产二・0.5 J , B点的动能小于A点的动能，C项错误；静电力做正功，机械能增加，所以A点的机械能比B点的机械能要小1.5 J , D项正确・答案：D6.如图所示，在某一点电荷0产生的电场中有a 、b 两点,莫中。
人教版高中物理选修3-1模块综合测试卷
（精心整理，诚意制作）模块综合测试卷时间：90分钟分值：100分第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．其中1～9题为单选题，10～12题为多选题)1.如图所示，将一个带正电的小球Q放在本身不带电的导体AB靠近A端一侧，由于静电感应，导体的A、B两端分别出现负、正感应电荷．则以下说法中正确的是( )A．A端接一下地，导体将带正电荷B．A端接一下地，导体将带负电荷C．导体的A端电势低，B端电势高D．导体上的感应电荷在导体内部产生的电场强度为0【解析】导体AB处于点电荷＋Q激发的电场中，导体AB的电势大于0，不论A端还是B端接地导体都带负电荷．AB是一个等势体，导体内部的电场强度为0，是感应电荷与场源电荷共同作用的结果．【答案】B2．如图所示，四边形的通电闭合线框abcd处在垂直线框平面的匀强磁场中，它受到磁场力的合力( )A．竖直向上B．方向垂直于ad斜向上C．方向垂直于bc斜向下D．为零【解析】导线abcd的有效长度L＝0，故它受到的磁场力的合力为零，即任何闭合通电线圈在匀强磁场中受到的磁场力的合力一定为零．【答案】D3．在如图所示的电路中，当电键S闭合后，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态，现将电键S断开，则( )A．液滴仍保持静止状态B．液滴做自由落体运动C．电容器上的带电量与R1的大小有关D．电容器上的带电量增大【解析】当电键S闭合后，电容器两极板上的电压是R2两端的电压，将电键S断开，电容器两极板上的电压等于电源的电动势，即电容器两极板间的电压增加，液滴受到的电场力增大，液滴将向上做匀加速运动，故选项A、B 都是错误的．由Q＝CU知，此时R1上无电流，U＝E，与R1的大小无关．电容器上的带电量增大，故选项D正确，C错误．【答案】D4．如图所示，粗细均匀的金属环上a、b、c、d四点把它分为四等份．当a 、b两点接入电路时，圆环消耗的电功率为P；当把a、d两点接入同一电路中时(即保持电压不变)，圆环消耗的电功率为( )A.P4B．PC.4P3D．3P【解析】设金属环的电阻为4R，则当a、b接入电路时，相当于两个半圆环并联，R1＝R，消耗的功率P＝U2/R；当a、d接入电路时，相当于一个1/4圆环和一个3/4圆环并联，R2＝3R/4，消耗的功率P′＝4U2/3R，所以P′＝4P/3.【答案】C5．如图所示，一个电子以100eV的初动能从A点垂直电场线方向飞入匀强电场，在B点离开电场时，其运动方向与电场线成150°角，则A与B两点间的电势差为( )A．300 V B．－300 VC．－100 V D．－100 V/3【解析】电子做类平抛运动，在B点，由速度分解可知v B＝vAcos60°＝2v A，所以E k B＝4E k A＝400 eV，由动能定理得U AB(－e)＝E k B－E k A，所以U AB＝－300 V，B对．【答案】B6．图中边长为a的正三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷＋q、＋q 、－q，则该三角形中心O点处的场强为( )A.6kqa2，方向由C指向OB.6kqa2，方向由O指向CC.3kqa2，方向由C指向OD.3kqa2，方向由O指向C【解析】每个点电荷在O点处的场强大小都是E＝kq3a23＝3kqa2，画出矢量叠加的示意图，如图所示，由图可得O点处的合场强为E0＝2E＝6kqa2，方向由O指向C，B项正确．【答案】B7．夜间，居民楼的楼道里只是偶尔有人经过，“长明灯”会造成浪费．科研人员利用“光敏”材料制成“光控开关”——天黑时自动闭合，天亮时自动断开；利用“声敏”材料制成“声控开关”——当有人走动发出声音时自动闭合，无人走动时自动断开．若将这两种开关配合使用，就可以使楼道里的灯变的“聪明”．这种“聪明”的电路是图中的()【解析】在白天时，一般不需要灯照明的；天黑以后，特别是夜深人静时，一般也不需要灯照明的，也就是说天黑且人在楼道里走动时需要．对于选项A，“声控开关”闭合时，发生短路；对于选项B，不管是“光控开关”，还是“声控开关”各自都能让灯发光，节能目的达不到；对于选项C，“光控开关”闭合时，发生短路；对于选项D，“光控开关”与“声控开关”同时闭合时，灯才亮，所以达到节能的目的．【答案】D8．如图所示，一个带负电的油滴以水平向右的速度v进入一个方向垂直纸面向外的匀强磁场B后，保持原速度做匀速直线运动，如果使匀强磁场发生变化，则下列判断中错误的是( )A．磁场B减小，油滴动能增加B．磁场B增大，油滴机械能不变C．使磁场方向反向，油滴动能减小D．使磁场方向反向后再减小，油滴重力势能减小【解析】开始时油滴所受洛伦兹力跟重力平衡，即qvB＝mg.B减小及反向时，油滴将向下偏转，重力做正功，洛伦兹力不做功，故动能增加，重力势能减小，A、D正确，C错误；当B增加时，油滴将向上偏转，但只有重力做功，故B正确．【答案】C9．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【答案】B10．某同学在研究三种导电元件的伏安特性时，他根据实验所测得的数据，分别绘制了I－U图线，如图甲、乙、丙所示，下列说法正确的是( ) A．图甲的元件可以作为标准电阻使用B．图乙的电阻随电压升高而增大C．图丙的电阻随电压升高而增大D．只有图乙才是可能的【解析】由图象可知甲元件的电阻不变，乙元件的电阻随电压U的增大而增大，丙元件的电阻随电压U的增大而减小，故A、B正确．【答案】AB11．如图所示，一个半径为R的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交，环上各点的磁感应强度B大小相等，方向均与环面轴线方向成θ角(环面轴线为竖直方向)．若导线环上载有如图所示的恒定电流I，则下列说法正确的是( )A．导电圆环所受安培力方向竖直向下B．导电圆环所受安培力方向竖直向上C．导电圆环所受安培力的大小为2BIRD．导电圆环所受安培力的大小为2πBIR sinθ【解析】将导线分成小的电流元，任取一小段电流元为对象，把磁场分解成水平方向和竖直方向的两个分量，则竖直方向的分磁场产生的安培力为零，水平方向的分磁场产生的安培力为：F＝BIL＝2πBIR sinθ，方向为竖直向上，所以B、D正确．【答案】BD12．如图所示，两个横截面分别为圆和正方形，但磁感应强度均相同的匀强磁场，圆的直径D等于正方形的边长，两个电子以相同的速度分别飞入两个磁场区域，速度方向均与磁场方向垂直，进入圆形区域的电子速度方向对准了圆心，进入正方形区域的电子是沿一边的中心且垂直于边界线进入的，则()A．两个电子在磁场中运动的半径一定相同B．两电子在磁场中运动的时间有可能相同C．进入正方形区域的电子一定先飞离磁场D．进入圆形区域的电子一定不会飞离磁场【解析】根据公式R＝mv/qB可知A正确；若两个粒子的轨道半径R＝D/2，那么两电子在磁场中运动的时间相同，因此B正确；粒子在磁场中的轨道半径是相同的，由题图可以看出进入正方形区域的电子不会先飞离磁场，因此C错误；由于离子的圆心一定在入射点的切线上，所以粒子一定会飞离磁场，因此D错误．【答案】AB第Ⅱ卷(非选择题共52分)二、实验题(本题有2小题，共15分，请将答案写在题中的横线上)13．(6分)某照明电路出现故障，其电路如图1所示，该电路用标称值12V的蓄电池为电源，导线及其接触完好．维修人员使用已调好的多用表直流50 V挡检测故障．他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点．(1)断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图2所示，读数为________V，说明________正常(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)．(2)红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图2相同，可判定发生故障的器件是________(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)．【解析】(1)断开开关，电压表直接测量电源两端的电压，有示数且接近电源电动势，说明电源正常．(2)红表笔接b点，闭合开关，电压表示数与(1)中相同，说明电路仍然处于断路状态，而开关是闭合的，因此可以确定是小灯发生断路故障．【答案】(1)12.0 蓄电池(2)小灯14．(9分)在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表(视为理想电压表)的量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路．(1)实验时，应先将电阻箱的电阻调到________．(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)(2)改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值R0＝10Ω的定值电阻两端的电压U，下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是____ ____．(选填“1”或“2”)方案编号电阻箱的阻值R/Ω1 400.0 350.0 300.0 250.0 200.02 80.0 70.0 60.0 50.0 40.0(3)根据实验数据描点，绘出的1 U－R图象是一条直线．若直线的斜率为k，在1 U坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E＝________，内阻r＝________.(用k、b和R0表示)【解析】(1)实验时，应使电路中的电阻阻值最大，所以应先将电阻箱的电阻调到最大．(2)方案1中R的阻值与R0相差较大，则R0两端的电压过小，电压表的示数过小，不能准确测量R0两端的电压，所以方案1不合理，方案2中R的阻值与R0相差较小，R0两端的电压较大，电压表的示数较大，所以方案2比较合理．(3)根据闭合电路欧姆定律有E＝UR0(R0＋R＋r)1 U ＝1ER0R＋R0＋rER0由k＝1ER0得E＝1kR0由b＝R0＋rER0得r＝bk－R0.【答案】(1)最大值(2)2 (3)1kR0bk－R0三、计算题(本题有3小题，共37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)15．(12分)如图所示，一带电微粒质量为m 、电荷量为q ，从静止开始经电压为U 1的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，微粒射出电场时的偏转角为θ.已知偏转电场中金属板长为L ，两板间距为d ，带电微粒重力忽略不计．求：(1)带电微粒进入偏转电场时的速率v 1； (2)偏转电场中两金属板间的电压U 2.【解析】 (1)由动能定理得qU 1＝12mv 21①所以v 1＝2qU1m.② (2)偏转电场的场强：E ＝U2d③ 微粒的加速度：a ＝qE m④ 在电场中运动的时间：t ＝Lv1⑤沿电场方向的分速度：v y ＝at ⑥偏转角θ满足：tan θ＝vyv1⑦解得：U 2＝2U1dtan θL ⑧【答案】 (1) 2qU1m (2)2U1dtan θL16．(12分)如图所示的电路中，电源电动势E ＝10 V ，内阻r ＝1 Ω，电容器的电容C ＝40 μF ，电阻R 1＝R 2＝4 Ω，R 3＝5 Ω.接通电键S ，待电路稳定后，求：(1)理想电压表V 的读数； (2)电容器的带电荷量． 【解析】电路简化如右图所示，(1)由闭合电路欧姆定律得：I ＝E R1＋R3＋r ＝104＋5＋1A ＝1 A故U V＝I·R3＝1×5 V＝5 V(2)Q＝CU1＝C·I·R1＝40×10－6×1×4 C＝1.6×10－4C.【答案】(1)5 V(2)1.6×10－4C17．(13分)如图所示，有界匀强磁场的磁感应强度B＝2×10－3T；磁场右边是宽度L＝0.2 m、场强E＝40V/m、方向向左的匀强电场．一带电粒子电荷量q＝－3.2×10－19C，质量m＝6.4×10－27kg，以v＝4×104m/s的速度沿OO′垂直射入磁场，在磁场中偏转后射入右侧的电场，最后从电场右边界射出．(不计重力)求：(1)大致画出带电粒子的运动轨迹；(2)带电粒子在磁场中运动的轨道半径；(3)带电粒子飞出电场时的动能E k.【解析】(1)轨迹如图(2)带电粒子在磁场中运动时，由牛顿运动定律，有qvB＝m v2 RR＝mvqB＝6.4×10－27×4×1043.2×10－19×2×10－3m＝0.4 m(3)E k＝EqL＋12mv2＝40×3.2×10－19×0.2 J＋12×6.4×10－27×(4×104)2J＝7.68×10－18J.【答案】(1)轨迹见解析图(2)0.4 m(3)7.68×10－18J。
物理人教选修3-1同步训练：模块综合B卷附答案 含解析
同步检测十四 模块综合（B 卷）（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.磁极与电流之间以及电流与电流之间都能产生力的作用，下列有关说法中正确的是A.磁极与电流间的相互作用是磁极的磁场和电流的电场产生的B.磁极与电流间的相互作用是通过磁场产生的C.电流与电流间的相互作用是通过电场产生的D.电流与电流间的相互作用是通过磁场产生的答案:BD解析：无论磁极与磁极之间，磁极与电流之间还是电流与电流之间的相互作用都是通过磁场发生的，所以选项B 和D 是正确的，选项A 和C 是错误的.2.某点电荷从静电场中的a 点移到b 点，电场力做功为零，则A.电荷所受的电场力总是垂直于移动的方向B.a 、b 两点间的电势差一定为零C.a 、b 两点的场强一定为零D.a 、b 两点的电势一定相等答案:D解析：由W=q （U A －U B ）可知道a 、b 两点的电势一定相等.3.一负电荷从电场中A 点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B 点，它运动的速度—时间图象如图甲所示，则A 、B 所在区域的电场线分布情况可能是图乙中的甲乙答案:C解析：由v －t 时间图象知电荷的速度越来越大，加速度越来越大，电荷为负电荷，受力方向与电场线方向相反，所以选C.4.若加在某导体两端的电压变为原来的3/5时，导体中的电流减小了0.4 A.如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流为A.1.0 AB.1.5 AC.2.0 AD.2.5 A答案:C解析：导体电阻,I U R =导体两端的电压变为原来的3/5时，导体中的电流减小了0.4 A ，则有,)4.0(53-=I U R 解得I ＝1.0 A ，当电压变为2U 时，I ′=2I =2.0 A.5.如图所示，a 、b 两根垂直纸面的直导线通有等值的电流，两导线旁有一点P ，P 点到a 、b 距离相等，关于P 点的磁场方向，以下判断正确的是A.a 中电流方向向纸外，b 中电流方向向纸里，则P 点的磁场方向向右B.a 中电流方向向纸外，b 中电流方向向纸里，则P 点的磁场方向向左C.a 中电流方向向纸里，b 中电流方向向纸外，则P 点的磁场方向向右D.a 中电流方向向纸里，b 中电流方向向纸外，则P 点的磁场方向向左答案:AD解析：根据安培定则和矢量合成时的平行四边形定则可知，A 、D 正确.6.在如图所示的电路中电源电动势为E ，内电阻为r .闭合开关S ，待电流达到稳定后，电流表示数为I ，电压表示数为U ，电容器C 所带电荷量为Q ，将滑动变阻器P 的滑动触头, 从图示位置向a 一端移动一些，待电流达到稳定后，则与P 移动前相比A.U 变小B.I 变小C.Q 增大D.Q 减小答案:BC解析：当滑动变阻器P 的滑动触头, 从图示位置向a 一端移动时，其电阻值增大，由闭合电路的欧姆定律可知，电路的电流I 减小；变阻器R 两端的电压增大，即电容器C 两端的电压增大，显然所带电荷量Q 增大.7.如图所示为一磁流体发电机示意图，A 、B 是平行正对的金属板，等离子体（电离的气体，由自由电子和阳离子构成，整体呈电中性）从左侧进入，在t 时间内有n 个自由电子落在B 板上，则关于R 中的电流大小及方向判断正确的是A.,tne I =从上向下 B.,2t ne I =从上向下 C.,t ne I =从下向上 D.,2t ne I =从下向上 答案:A 解析：在t 时间内，落到B 板的电子数为n 个，即q =ne ，根据电流的定义式,t q I =得通过R 的电流大小为,tne I =方向从上向下.8.如图所示，空间的某一区域存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域沿直线运动，从C点离开区域；如果将磁场撤去，其他条件不变，则粒子从B点离开场区；如果将电场撤去，其他条件不变，则这个粒子从D点离开场区.已知BC=CD，设粒子在上述三种情况下，从A到B、从A到C和从A到D所用的时间分别是t1、t2和t3，离开三点时的动能分别是E k1、E k2、E k3，粒子重力忽略不计，以下关系正确的是A.t1=t2<t3B.t1<t2=t3C.E k1>E k2=E k3D.E k1=E k2<E k3答案:AC解析：当电场、磁场同时存在时，粒子做匀速直线运动，此时qE=qvB.当只有电场时，粒子从B点射出，做类平抛运动，由运动的合成与分解可知，水平方向为匀速直线运动，所以t1=t2；只有磁场时，粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，速度大小不变，但路程变长，有t2<t3，因此A选项正确.粒子从B点射出时，电场力做功，动能变大，故C选项正确. 9.在“伏安法测干电池的电动势和内电阻”实验中，通过改变滑动变阻器电阻大小，测量并记录多组路端电压和相应电流值，某同学的实验数据如下表所示，与预想的实验结果不一致.由实验数据来分析，他所连接的电路可能是如图所示电路图中的U/V0.600.700.800.90 1.00 1.10 I/A0.180.210.250.270.300.33答案:B解析：从表中实验数据可知所测电流随电压增大而增大，且电压与电流的比值近似相等，因此，电压表和电流表测的是定值电阻R1的电压和电流，因此可得B选项正确.10.如图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒.在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连.带电粒子在磁场中运动的动能E k随时间t的变化规律如图乙所示，忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是A.在E k－t图中应有t4－t3=t3－t2=t2－t1B.高频电源的变化周期应该等于t n－t n－1C.粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大D.要想粒子获得的最大动能越大，可增加D 形盒的面积答案:AD解析：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期与速度大小无关，因此，在E k －t 图中应有t 4－t 3=t 3－t 2=t 2－t 1，选项A 正确；带电粒子在回旋加速器中每运行一周加速两次，高频电源的变化周期应该等于2（t n －t n －1），选项B 错；由qB mE qB mv r k /2/==可知，粒子获得的最大动能决定于D 形盒的半径，当轨道半径与D 型盒半径相等时就不能继续加速，故选项C 错D 对.二、填空题（本题共2小题，11题6分，12题12分，共18分）11.如图是一个多用表的刻度盘，当多用表选择开关置于直流“30 mA”挡时，测出的电流为____________；当选择开关置于直流“15 V”挡时，测出的电压为___________.答案： 20.0 mA 10.0 V12.（1）为了测定一个“6.3 V 1 W”的小灯泡正常发光时的电阻，实验室提供了下列实验器材：A.电流表0.6 A ，0.2 ΩB.电流表200 mA ，0.5 ΩC.电压表10 V ，1 kΩD.电压表15 V ，1.5 kΩE.电源6 V ，2 AF.电源9 V ，1 AG.电源15 V ，0.1 AH.滑线变阻器10 Ω，1 W I. 滑线变阻器20 Ω，0.8 WJ.滑线变阻器50 Ω，0.5 WK.导线若干，电键一个实验时要求测量误差尽可能小，应选用的上述器材是_____________（填写字母序号）；滑线变阻器应采用_____________连接（填“限流”或“分压”）；电流表应采用__________接法（填“内”或“外”）.（2）某课外兴趣小组测量一个标有“12 V”字样，功率未知的灯泡灯丝电阻R 随灯泡两端电压U 变化的关系，得到如图所示的图线，则由此可以得到：①在正常发光情况下，灯泡的电功率P =____________W.②若一定值电阻与该灯泡串联，接在20 V 的电压上，灯泡能正常发光，则串联电阻的阻值为___________Ω.③若用电动势为12V 的理想电源给小灯泡供电，当灯泡开关合上后，需0.1s 灯泡才能达到正常亮度，这0.1s 内流过灯泡的电流变化情况是由___________变__________（填“大”或“小”），最大电流是___________A.答案：（1）BCFIK 限流 内（2）①24 ②4 ③大 小 12三、解答题（本题共4小题，13、14、15题各10分，16题12分，共42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.竖直放置的平行金属板A 、B 带有等量异种电荷，在两板间用绝缘细线悬挂一个质量m =4.0×105 k g ，带电荷量q =3.0×107 C 的小球，平衡时悬线偏离竖直方向，夹角α=37°，如右图所示.（1）求A 、B 间匀强电场的强度是多少?（2）若平衡时带电小球距B 板15 cm ，求剪断细线，小球达到B 板所用的时间.答案：（1） 1 000 N/C （2） 0.2 s解析：（1）小球平衡时受到三个力的作用F 电=mg tan37°＝qE 得N/C 000 110375.01010437tan 75=⨯⨯⨯⨯=︒=--mg q mg E （2）剪断细线，小球做初速度为零的匀加速直线运动，合力为F 合=5×104 N 产生的加速度254m/s 5.12104105=⨯⨯==--m F a 合小球发生的位移s=25 cm=0.25 m 据,212at s =得：t =0.2 s 14.（2009辽宁大连期末，16）如图所示，一质量为m 、电荷量为q 的带正电荷的小球静止在倾角30°、足够长的绝缘光滑斜面上，空间中有足够大的竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场.小球在顶端时对斜面压力恰好为零.若迅速把电场方向改为竖直向下，则小球能在斜面上滑行多远？（结果中用m 、q 、B 及g 表示）答案：22223q B g m x = 解析：当电场方向竖直向上时，小球在顶端时对斜面压力为零，则Eq =mg当电场方向竖直向下时，F 合=（Eq ＋mg ）sin30°=mg ，解得a =F 合/m =g当物体恰好离开斜面时，Bqv =（Eq ＋mg ）cos30°，解得Bqmg v 3= 小球在斜面上滑行时做初速度为零的匀加速直线运动，av v x 2202-=带入a 、v 可得22223qB g m x = 15.如图所示，在直角坐标系xOy 的 y ＞0空间内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B .许多质量为m 的带电粒子，以相同的速率v 沿位于纸面内的各个方向，由O 点射入磁场区域.不计重力，不计粒子间的相互影响.图中曲线表示带电粒子可能经过的区域边界，其中边界与y 轴交点P 的坐标为（0，a ），边界与x 轴交点为Q .求：（1）试判断粒子带正电荷还是负电荷？（2）粒子所带的电荷量.（3）Q 点的坐标.答案：（1）正电 （2）aBmv 2 （3）（－a ，0） 解析：（1）粒子带正电.（2）粒子进入磁场后做匀速圆周运动，粒子从O 点沿x 轴正方向进入磁场做圆周运动的轨迹恰是边界的右边曲线.其圆半径为Bqm v a =2 解得粒子带电荷量.2aBmv q = （3）当带电粒子沿y 轴方向射入磁场时，轨迹圆周与x 轴的交点即为Q ，OQ =2R =a . Q 点的坐标为（－a ，0）.16.如图所示的坐标系，在y 轴左侧有垂直纸面、磁感应强度为B 的匀强磁场.在x =L 处，有一个与x 轴垂直放置的屏，y 轴与屏之间有与y 轴平行的匀强电场.在坐标原点O 处同时释放两个均带正电荷的粒子A 和B ，粒子A 的速度方向沿着x 轴负方向，粒子B 的速度方向沿着x 轴正方向.已知粒子A 的质量为m ，带电荷量为q ，粒子B 的质量是n 1m ，带电荷量为n 2q ，释放瞬间两个粒子的速率满足关系式mv a =n 1mv b .若已测得粒子A 在磁场中运动的半径为r ，粒子B 击中屏的位置到x 轴的距离也等于r .粒子A 和粒子B 的重力均不计.（1）试在图中画出粒子A 和粒子B 的运动轨迹的示意图.（2）求：粒子A 和粒子B 打在屏上的位置之间的距离.答案：（1）如下图所示（2）213n n r r -解析：（1）粒子A 在磁场中做半个圆周的匀速圆周运动后进入电场做类平抛运动，设打在屏上的位置为Q 点，粒子B 直接在电场中做类平抛运动，设打在屏上的位置为P 点，如右图所示.（2）由题意，两个粒子的速率满足关系式mv Ａ=n 1mv Ｂ粒子A 在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得，rm v B qv A A 2= 解得mn qBr v m qBr v B A 1,== 粒子A 和粒子B 做类平抛运动过程中，沿电场方向上的侧移分别为2)(21AA v L m qE y = 212)(21Bv L m n qE n r = 由以上两式解得21n n r y A =所以，粒子A 和粒子B 打在屏上的位置之间的距离为2132n n r r y r r y -=-+=∆。
物理人教选修3-1模块综合含解析
模块综合测试（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,全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）1．电场中有一点P,下列说法正确的是( ）A．若放在P点电荷的电荷量减半,则P点的场强减半B．若P点没有检验电荷，则P点场强为零C．P点场强越大，则同一电荷在P点所受电场力越大D．P点的场强方向为该点的电荷的受力方向2．某电解池中,若在2s内各有1。
0×1019个二价正离子和2。
0×1019个一价负离子通过某横截面，那么通过这个截面的电流是( ）A．3.2 A B．0.8 A C．1。
6 A D．03．如图所示为通过电阻的电流随电压的变化图线，由图可知( )A．R a〉R bB．R a〈R bC．若R a与R b串联，则电功率P a>P bD．若R a与R b并联,则电功率P a>P b4．如右图所示,将一个光滑斜面置于匀强磁场中,通电直导体棒置于斜面上,电流方向垂直纸面向里，则下图有可能使导体棒在斜面上保持静止的是（)5．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，1 μF＝103 pF6．如图所示,两个相同的带电粒子，不计重力，同时从A孔沿AD 方向射入一正方形空腔的匀强磁场中，它们的轨迹分别为a和b，则它们的速率和在空腔里的飞行时间关系是（）A．v a＝v b，t a<t bB．v a>v b，t a>t bC．v a<v b，t a＝t bD．v a>v b，t a〈t b7．如图所示，平行线代表电场线,但未标明方向，一个带正电、电荷量为10–6C的微粒在电场中仅受电场力作用，当它从A点运动到B点时动能减少了10–5J，已知A点的电势为－10V,则以下判断正确的是（）A．微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示B．微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示C．B点电势为零D．B点电势为–20V8．如图所示电路中，当变阻器R3的滑动头P向b端移动时，则（)A．电压表示数变大,电流表示数变小B．电压表示数变小,电流表示数变大C．电压表示数变大，电流表示数变大D．电压表示数变小，电流表示数变小9．一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电荷量不变的小油滴，油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比.若两极板间电压为零，经一段时间后,油滴以速率v匀速下降;若两极板间的电压为U，经一段时间后，油滴以速率v匀速上升。
人教版高中物理选修3-1模块综合检测卷
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9个小题，每小题6分，共54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(D)
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2E
C．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＝F
q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.
2．在图中，水平导线中有电流I通过，导线正下方的电子初速度的方向与电流I的方向相同，则电子将(B)
A．沿路径a运动，轨迹是圆B．沿路径a运动，轨迹半径越来越大
C．沿路径a运动，轨迹半径越来越小D．沿路径b运动，轨。
人教版高中物理选修3-1模块测试题
高中物理学习材料金戈铁骑整理制作邹城市物理3-1模块测试题（物理）一、选择题（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符合题目要求，有的小题有多个选项符合题目要求，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.关于电场力和电场强度，下列说法正确的是（）A.电场强度的方向总是跟电场力的方向一致；B.电场强度的大小总是跟电场力的大小成正比；C.正电荷受到的电场力的方向跟电场强度的方向一致；D.电荷在某点受到的电场力越大，该点的电场强度不一定越大。
2.下列关于电势和电势能的说法中正确是（）A.在电场中，电势高的地方，电荷在该点具有的电势能就大；B.在电场中，电势高的地方，放在该点的电荷的电荷量越大，它所具有的电势能也越大；C.在电场中的任何一点上，正电荷所具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能；D.在负的点电荷所产生的电场中任何一点上，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能。
3.如图所示的四个电场的电场线，其中A和C图中小圆圈表示一个点电荷，A图中虚线是个圆（M N在圆上的不同点），B图中几条直线间距相等互相平行，则在图中4.如图所示，在匀强电场中有一平行四边形ABCD已知A B、C三点的电势分别为 $ A= 10V、M N处电场o B= 8V、$ C= 2V,则D点的电势为（）图（b ）中两表的示数分别为的真实值为（）A .略小于1k QC .略大于1k QD .略大于750 Q这三个灯泡消耗的总功率可能为（） A. 40WB . 50WC . 60WD. 70W10 .如图所示的电路，将两个相同的电流表分别改装成（0—3A ）和A 2 （ 0 — 0.6A ）电流表，把两个电流表并联接入电路中测量电流强度，则下列说法正确的是A . A 1的指针偏转角度大于 A 2的指针偏转角度 B. A 1的指针偏转角度小于 A 2的指针偏转角度 C. A 1的读数等于A 2的读数D. A 1的读数为1A 时，A 2的读数为0.2AA. 8V 6VC. 4V D . 1V 5如图是一种 电容式接近传感器”传感器的感应面与检测物体之间形成一个电容器， 当该电容器的电容C 超过某个设定值时， 电容式接近传感器”就 会输出一个信号来控制设备，当检测物体靠近感应面时， 电容C 将 A .减小 B .增大 C .不变D .先增大后减小 6•如图所示的电场中，每一条等势曲线的电势大小分别为A 、B 、C 为这些等势线上的三个点.下列叙述正确的是 10v 、 8v 、 6v 。
人教版高中物理选修3-1综合能力测试题(附详解答案)
选修3-1综合能力测试题（附详解答案）本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，时间90分钟．第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(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符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，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．下列说法中正确的是哪一组() A．(a)电场线一定是从正电荷出发，终止于负电荷(b)磁感线一定是从N极出发，终止于S极B．(c)正电荷在电场中受到的电场力的方向即为该点电场强度的方向(d)小磁针在磁场中N极受到的磁场力的方向即为该点磁场的方向C．(e)电场线上某点的切线方向即是该点电场强度的方向(f)磁感线上某点的切线方向即是该点的磁场的方向D．(g)电场线越密的地方电场强度越强(h)磁感线越密的地方磁场越强答案：BCD解析：磁感线是封闭曲线，在磁体外部是由N极指向S极，而在磁体内部则是由S极指向N极，而电场线是由正电荷出发终止于负电荷，不形成封闭曲线，所以A项错误．根据电场、磁场方向的规定可知B项正确．根据电场线、磁感线的定义可知C项正确．电场线和磁感线的相同之处就在于电场线或磁感线越密的地方场强越强，可知D项正确．2．(2009·石北中学高二检测)带电粒子以初速度v0垂直电场方向进入平行金属板形成的匀强电场中，它离开时偏离原方向y，偏角为φ，下列说法正确的是() A．粒子在电场中做类平抛运动B．偏角φ与粒子的电量和质量无关C．粒子飞过电场的时间，决定于极板长和粒子进入电场时的初速度D．粒子的偏移距离y，可用加在两极板上的电压控制答案：ACD3．(2009·宁波模拟)如图所示的电容式话筒就是一种电容式传感器，其原理是：导电性振动膜片与固定电极构成了一个电容器，当振动膜片在声压的作用下振动时，两个电极之间的电容发生变化，电路中电流随之变化，这样声信号就变成了电信号．则当振动膜片向右振动时()A．电容器电容值增大B．电容器带电荷量减小C．电容器两极板间的场强增大D．电阻R上电流方向自左向右答案：AC解析：振动膜片向右振动时，相当于两极板间距减小，由C=知C变大，A对；又由C=，因电容式话筒始终与电源连接，U不变，故Q变大，B错；由E=知，d减小，E变大，C对；当电容器电荷量变大时，由电源正负极知，电流方向自右向左流过电阻R，D错，故选A、C.4.如图所示，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面间的电势差相等，实线为一带正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．三个等势面中，Q点的电势最高B．带电质点通过P点时电势能较大C．带电质点通过P点时的动能较大D．带电质点通过P点时的加速度较大答案：BD解析：带电质点无论从P点进入还是从Q点进入，受电场力方向都是指向轨迹的凹侧．由于该质点带正电，且电场线方向和等势线处处垂直，所以等势面c电势最高，带正电荷的质点在P点的电势能较大．正电荷只受电场力作用，其动能和电势能之和为定值，所以正电荷在P点的动能较小，在Q点的动能较大．由于P点处的等势面密，所以带电质点加速度大．5.如图所示，平行板电容器极板水平放置，板间有一质量为m的带电油滴悬浮在两板间静止不动，要使油滴向上运动，可采用的方法是()A．把电阻R1的阻值调大B．把电阻R2的阻值调大C．把电阻R3的阻值调大D．把电阻R4的阻值调大答案：BD解析：要使油滴向上运动需增大R4两端的电压．6.普通照明电路的一只白炽灯泡不发光了，电工师傅在检修时，拧下上盖，露出了两个接线柱(如图中a、b所示)．然后用测电笔分别去接触a接线柱和b接线柱，如果发现a、b 两接线柱都能够使测电笔的氖管发光．根据这一现象，电工师傅就判断出了故障的性质及发生故障的部位．以下说法中你认为正确的是()A．短路．短路处在灯口内B．短路．短路处必在跟灯口连接的两根电线之间C．断路．必是跟灯口连接的两根电线中有一根断了，且断掉的那根是零线，灯泡的钨丝肯定没有断D．断路．必是灯泡的钨丝断了，而不是连接灯口的电线断了答案：C解析：灯口的两个接线柱都能使测电笔的氖管发光，表明a、b两接线柱是等电势的，都跟火线等势，也就是说灯丝上流过的电流为零，所以故障性质是断路，且不是灯丝断路，而是连接灯的零线断路，故只有选项C正确．7．两个共轴的半圆柱形电极间的缝隙中，存在一沿半径方向的电场，如图所示．带正电的粒子流由电场区域的一端M射入电场，沿图中所示的半圆形轨道通过电场并从另一端N射出，由图可知() A．若入射粒子的电荷量相等，则出射粒子的质量一定相等B．若入射粒子的电荷量相等，则出射粒子的动能一定相等C．若入射粒子的电荷量与质量之比相等，则出射粒子的速率一定相等D．若入射粒子的电荷量与质量之比相等，则出射粒子的动能一定相等答案：BC解析：由题图知，轨迹上各点场强大小相等，粒子沿同一轨道运动，半径R相同，电场力提供向心力qE＝m v2/R.8.如图所示，有一电量为q，重力为G的小球，从两竖直的带等量异种电荷的平行板上方高h处自由落下，两板间有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，小球通过正交电磁场时()A．一定做曲线运动B．不可能做曲线运动C．可能做匀速直线运动D．可能做匀加速直线运动答案：A解析：因为重力做正功，小球的速度逐渐增大，球受的洛伦兹力逐渐增大，所以小球不可能做直线运动．9．如图所示电路中，当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，以下判断正确的是()A．电压表读数变大，通过灯L1的电流变大，灯L2变亮B．电压表读数变小，通过灯L1的电流变小，灯L2变亮C．电压表读数变大，通过灯L2的电流变小，灯L1变暗D．电压表读数变小，通过灯L2的电流变大，灯L1变暗答案：BD解析：两灯和滑动变阻器组成的电路，其中L2在干路上，L1和变阻器并联后与L2串联，电压表测量的是L1两端电压，也即是测变阻器两端电压．当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，变阻器连入电路中的阻值减小，变阻器R′与L1并联的阻值减小，电路的总电阻减小；根据闭合电路欧姆定律I＝ER＋r，外电阻R的减小使干路电流I增大，可知通过L2的电流增大；电源内电阻上的电压U′＝Ir增大，外电路两端的电压U＝E－Ir减小，由于电流I增大，L2的电功率增大，L2变亮；且L2两端电压U2增大，L1两端电压U1＝U－U2减小，电压表的示数减小；L1两端电压U1减小，使通过L1的电流减小；且L1的电功率减小，L1变暗．10．如图所示，金属板M、N水平放置，相距为d，其左侧有一对竖直金属板P、Q，板P上小孔S正对板Q上的小孔O，M、N间有垂直纸面向里的匀强磁场，在小孔S处有一带负电粒子，其重力和初速均不计，当变阻器的滑动触头在AB的中点时，带负电粒子恰能在M、N间做直线运动，当滑动变阻器滑片向A点滑动过程中，则()A．粒子在M、N间运动过程中，动能一定不变B．粒子在M、N间运动过程中，动能一定减小C．粒子在M、N间仍做直线运动D．粒子可能沿M板的右边缘飞出答案：B解析：滑动触头在中点时，粒子恰能做直线运动，此时M、N间为一速度选择器模型．当滑动触头滑向A点时，M、N间电压减小，电场力变小，粒子向下偏，所以粒子在其间运动时动能减小，B选项正确．粒子带负电，由左手定则知粒子一定向下偏，所以不可能从M 板的右边缘飞出．第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题(共4小题，每小题5分，共20分．把答案直接填在横线上)11.(4分)如图所示，在倾角为θ的很大的光滑绝缘斜面上，有一质量为m的小球，带电荷量为+q，初速度为v0，方向与斜面底边AB平行．欲使小球在斜面上沿初速度方向做匀速直线运动，需加一个匀强电场，场强的最小值为，方向为.答案：mgsinθ/q方向沿斜面向上解析：如图所示，带电小球在斜面上受三个力作用而平衡，即重力mg、支持力FN和电场力Eq三力的合力为零，所以-mg与FN、Eq构成矢量三角形MNP.因mg不变，故MN 的大小、方向不变．又FN的方向不变，由N向MP线上作线段NP.且NP⊥MP为最小，所以当Eq=mgsinθ时，E有最小值，可解得：E=mgsinθ/q，方向沿斜面向上．12．(4分)如下图所示，灯泡L1、L2上标有“110V,100W”字样，灯泡L3、L4上标有“110V,60W”字样，今把它们接入电路中，灯泡最亮的是______，最暗的是______．答案：L4；L3解析：由P=知R=，灯泡电阻R3=R4>R1=R2，根据串联电路的性质==I2知P4>P1，L4的实际功率比L1的实际功率大，L4比L1亮．根据并联电路的性质，P2R2=P3R3=U知，P2>P3，L2的实际功率比L3的实际功率大，L2比L3亮．由图中可以看出流过L1的电流一定大于流过L2的电流，由P=I2R知P1>P2，即L1比L2亮．由以上分析知：P4>P1>P2>P3，所以最亮的灯泡是L4，最暗的是L3.13．(5分)电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如下图所示，1982年澳大利亚国立大学制成了能把2.2g的弹体(包括金属杆EF的质量)加速到10km/s的电磁炮(常规炮弹速度大小约为2km/s)，若轨道宽2m，长为100m，通过的电流为10A，则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为________T，磁场力的最大功率P＝__________W(轨道摩擦不计)．答案：55；1.1×107解析：F=ma=m=1.1×103N B==55TPm=Fvm=1.1×107W14．(7分)当你在享受电带来的高质量生活时，是否关注过用电安全？一份关于家庭用电环境的调查引起了某研究性学习小组的兴趣．(1)研究性学习小组经讨论得出家庭用电不安全事例主要有：电器漏电、线路老化、______________、______________等，并提出猜想．(a)家庭电路连接有熔丝(保险丝)，应该是安全的；(b)熔丝只能保护电路，而不能保护人．某同学说：我家还安装了漏电保护器，很安全的．于是，大家决定探究熔丝和漏电保护器在电路中的作用，小组同学汇总资料并绘制如图所示电器漏电示意图．①熔丝是一种合金丝，当电路中的电流超过熔丝的额定电流时，它就会熔断．②当通过人体的电流大于30毫安时，将有生命危险．③漏电保护器是防止电流泄漏的装置，如果火线与零线中的电流不同，它将切断电源．综合上述图、表，能够支持猜想(b)的资料有、(从①、②、③中选择)，理由.电路中，若用铜丝代替熔丝，可能出现的危害是.(2)结合资料③，你认为下图中四种(A、B、C、D)漏电保护器的安装方法正确的有()(3)细心的同学发现上图中有一处用电不安全隐患．请将图中不安全因素用笔圈出．(4)观察下图，若淋浴器发生漏电可导致其外壳带电，请分析其危险性：________.为了更加合理和安全地使用电热淋浴器，该研究小组在理论上设计了B、C两种方案(如下图)，图中的R相当于保护电阻．根据已有知识判断，可行方案是________(填“B”或“C”)，理由是______________________________________________________________________________．答案：(1)无接地线、使用劣质开关或插座；①、②；流过熔丝的电流未超过其额定电流，但流过人体的电流已超过30毫安；电流过大而不熔断，容易发生火灾．(2)B(3)地线接在自来水管上(4)容易发生人体触电；C；发生漏电时人体分得的电压只有12V，所以不会造成危险．三、论述·计算题(共5小题，共40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)15.(7分)(2009·广东深圳模拟)一根长为l的丝线吊着一质量为m，带电荷量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中，如图所示，丝线与竖直方向成37°角，现突然将该电场方向变为向下且大小不变，不考虑因电场的改变而带来的其他影响(重力加速度为g)，求：(1)匀强电场的电场强度的大小；(2)求小球经过最低点时丝线的拉力．答案：(1)(2)mg解析：(1)小球静止在电场中受力如图所示，显然小球带正电，由平衡条件得：mgtan37°=qE ①故E ＝3mg 4q② (2)电场方向变成向下后，小球开始摆动做圆周运动，重力、电场力对小球做正功．由动能定理得：mv2=(mg+qE)l(1-cos37°)③ 由圆周运动知识，在最低点时，F 向＝F T －(mg ＋qE )＝m v 2l④ 由③④解得F T ＝4920mg 16．(8分)质谱仪原理如图所示，a 为粒子加速器，电压为U 1；b 为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B 1，板间距离为d ；c 为偏转分离器，磁感应强度为B 2.今有一质量为m 、电荷量为＋e 的正电子(不计重力)，经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做半径为R 的匀速圆周运动．求：(1)粒子射出加速器时的速度v 为多少？(2)速度选择器的电压U 2为多少？(3)粒子在B 2磁场中做匀速圆周运动的半径R 为多大？答案：(1)2eU 1m (2)B 1d 2eU 1m (3)1B 22U 1m e解析：(1)在a 中，e 被加速电场U 1加速，由动能定理有eU 1＝12m v 2，得v ＝2eU 1m(2)在b 中，e 受的电场力和洛伦兹力大小相等，即e U 2d ＝e v B 1，代入v 值得U 2＝B 1d 2eU 1m(3)在c 中，e 受洛伦兹力作用而做圆周运动，回转半径R ＝m v B 2e ，代入v 值得R ＝1B 22U 1m e17．(8分)下图为“解放”牌大卡车的远程车灯电路的蓄电池总功率随电流变化的图象，已知蓄电池瞬间短路时的电流为14A.求：(1)该蓄电池的电动势E 和内电阻r.(2)车头两个远程车灯的铭牌上标有“12V 、12W ”字样，若两灯并联接在蓄电池两端，则两灯消耗的总电功率为多少？答案：(1)E ＝14V ；r ＝1Ω (2)P 总＝24W解析：(1)由图可知瞬间短路时总功率P ＝196W ，由P ＝I 短E ，求出E ＝14V ，由P ＝I 2短r ，求出r ＝1Ω(2)一个车灯的电阻：R 灯＝U 2额P 额＝12Ω 两灯并联的电阻：R 并＝R 灯2＝6Ω 电路中的总电流：I ＝E R 并＋r＝2A 两灯总电功率P 总＝I 2R 并＝24W18．(8分)(2009·江苏淮安)如图所示，一根水平光滑的绝缘直槽轨连接一个竖直放置的半径为R ＝0.50m 的绝缘光滑槽轨．槽轨处在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度B ＝0.50T.有一个质量m ＝0.10g ，带电量为q ＝＋1.6×10－3C 的小球在水平轨道上向右运动．若小球恰好能通过最高点，重力加速度g ＝10m/s 2.试求：(1)小球在最高点所受的洛伦兹力F ；(2)小球的初速度v0.答案：(1)8×10-4N (2)m/s解析：(1)设小球在最高点的速度为v ，则小球在最高点所受洛伦兹力F=qvB ①方向竖直向上；由于小球恰好能通过最高点，故小球在最高点由洛伦兹力和重力共同提供向心力，即mg －F ＝m v 2R② 将①代入②式求解可得v ＝1m/s ，F ＝8×10－4N(2)由于无摩擦力，且洛伦兹力不做功，所以小球在运动过程中机械能守恒，由机械能守恒定律可得12m v 20＝mgh ＋12m v 2③ 其中h ＝2R ④求解可得v 0＝21m/s.19．(9分)汤姆孙测定阴极射线粒子比荷的实验原理如下图所示，阴极发出的电子束沿直线射到荧光屏上的O 点时，出现一个光斑．在垂直于纸面的方向上加一个磁感应强度为3.0×10－4T 的匀强磁场后，电子束发生偏转，沿半径为7.2cm 的圆弧运动，打在荧光屏上的P 点．然后在磁场区域加一个竖直向下的匀强电场，电场强度的大小为1.14×103V/m 时，光斑P 又回到O 点，求电子的比荷．答案：1.76×1011C/kg解析：只加磁场时，电子仅受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，轨道半径设为r ，由牛顿第二定律知qvB=，比荷为=①加上电场E以后，使偏转的电子束回到原来的直线上，是因为电子受到的电场力E q和洛伦兹力q v B平衡，因此有Eq＝q v B②由①②式得：qm＝ErB2＝1.14×1037.2×10－2×(3.0×10－4)2C/kg＝1.76×1011C/kg.。
人教版高中物理选修3-1综合考试测试卷(含解析)
人教版高中物理选修3-1综合检测卷一、单选题（本大题共17小题，共34分）1.以下关于电场线的说法，正确的是（）A. 电场线是电荷移动的轨迹B. 电场线是实际存在的曲线C. 在复杂电场中,电场线可以相交D. 同一幅图中,电场线越密的地方,电场强度越强2.关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法正确的是（）A. 摩擦起电说明通过做功可以创造电荷B. 摩擦起电说明电荷可以创造C. 感应起电说明电荷可以从物体的一个部分转移到物体另一个部分D. 感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了3.关于点电荷的说法正确的是（）A. 点电荷的带电量一定是B. 实际存在的电荷都是点电荷C. 点电荷是理想化的物理模型D. 大的带电体不能看成是点电荷4.图中虚线是某电场的一组等势面．两个带电粒子从P点沿等势面的切线方向射入电场，粒子仅受电场力作用，运动轨迹如实线所示，a、b是实线与虚线的交点．下列说法正确的是( )A. 两粒子的电性相同B. a点的场强小于b点的场强C. a点的电势高于b点的电势D. 与P点相比两个粒子的电势能均增大5.A、B两个点电荷在真空中所产生电场的电场线（其中方向未标出）的分布如图所示．图中C点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，D为中垂线上的一点，电场线的分布关于MN左右对称．下列说法中正确的是（）A. A、B两个点电荷一定是等量异种电荷B. A、B两个点电荷一定是等量同种电荷C. C点的电势比D点的电势高D. C点的电场强度比D点的电场强度小6.对库仑定律的数学表达式F=k的以下理解中，正确的是（）A. 此式适用于任何介质中任意两个带电体间相互作用力的计算B. 此式仅适用于真空中任意两个带电体间相互作用力的计算C. 由此式可知,当r趋于零时F趋于无限大D. 式中的k是与、及r的大小无关的恒量,且7.如图所示，a、c、b为同一条电场线上的三点，c为ab中点，a、b电势分别为ϕa=5V，ϕb=3V．则（）A. c点的电势一定为4VB. a点的场强一定比b点场强大C. 正电荷从c点运动到b点电势能一定减少D. 正电荷从a点运动到b点动能一定增加8.关于带电粒子（不计重力）在匀强电场中的运动情况，下列说法正确的是（）A. 一定做曲线运动B. 不可能做匀减速运动C. 一定是匀变速运动D. 可能做匀变速直线运动,不可能做匀变速曲线运动9.下列说法中正确的是( )A. 电场线和磁感线都是一系列闭合曲线B. 在医疗手术中,为防止麻醉剂乙醚爆炸,医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套,这样做是为了消除静电C. 奥斯特提出了分子电流假说D. 首先发现通电导线周围存在磁场的科学家是安培10.如图所示,B、C、D三点都在以点电荷为圆心,半径为r的圆弧上将一试探电荷从A点分别移到B、C、D各点时,电场力做功是( )A. B. C.D.11.下列关于电功W和电热Q的说法正确的是( )A. 在任何电路中都有W UIt、Q I Rt,且W QB. 在任何电路中都有W UIt、Q I Rt,但W不一定等于QC. W UIt、Q I Rt均只有在纯电阻电路中才成立D. W UIt在任何电路中都成立, Q I Rt只在纯电阻电路中才成立12.根据电容器电容的定义式可知( )A. 电容器所带的电荷量Q越多,它的电容就越大,C与Q成正比B. 电容器不带电时,其电容为零C. 电容器两极板之间的电压U越高,它的电容就越小,C与U成反比D. 以上答案均不对13.在地球赤道上空,沿东西方向水平放置一根导线,通以自西向东方向的电流,则此导线受到地磁场的安培力作用方向为A. 竖直向上B. 竖直向下C. 由南向北D. 由西向东14.一根导线的电阻为40欧,将这根导线对折后连入电路,这根导线的电阻将变为A. 40欧B. 10欧C. 80欧D. 60欧15.如图所示的电路中,电源的电动势E和内电阻r恒定不变,电灯L发光,如果变阻器的滑片向b端滑动,则A. 电灯L更亮,安培表的示数减小B. 电灯L更亮,安培表的示数增大C. 电灯L变暗,安培表的示数减小D. 电灯L变暗,安培表的示数增大16.一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场,粒子的一段径迹如图所示径迹上的每一小段都可以近似看成圆弧,由于带电粒子使沿途的空气电离,粒子的能量逐渐减小带电荷量不变从图中情况可以确定( )A. 粒子从b向a运动,带正电B. 粒子从a向b运动,带正电C. 粒子从a向b运动,带负电D. 粒子从b向a运动,带负电17.如图所示,带电粒子不计重力以初速度v从a点进入匀强磁场,运动中经过b点,,若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场,仍以v从a点进入电场,粒子仍能通过b点,那么电场强度E与磁感应强度B之比为( )A. B. C. D.二、填空题（本大题共5小题，共20.0分，每空1分）18.a、b为电场中同一电场线上的两点，两点的电势分别为φa=8V，φb=6V．将一个带电量为6×10-19C的质子放在电场中的a点．（1）该质子在a点具有的电势能为______ J；（2）该质子从a点运动到b点，电场力做功为______ J．19.A、B两个完全相同的金属球，A球带电量为-3q，B球带电量为7q，现将两球接触后分开，A、B带电量分别变为______ 和______．20.如图所示，Q A=3×10-8C，Q B=－3×10-8C，A，B两相距6cm，在水平方向外电场作用下，A，B保持静止，悬线竖直，则A，B连线中点场强大小___________，方向______________ 。
高中物理人教版选修3-1模块检测含答案解析
高中物理人教版选修3-1模块检测学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、多选题1．南极考察队队员在地球南极附近．．．．．．．用弹簧秤竖直悬挂一未通电螺线管，如图所示，下列说法正确的是（）A．若将a端接电源正极，b端接电源负极，则弹簧秤示数将减小B．若将a端接电源正极，b端接电源负极，则弹簧秤示数将增大C．若将b端接电源正极，a端接电源负极，则弹簧秤示数将增大D．不论螺线管通电情况如何，弹簧秤示数均不变2．如图所示的U-I 图象中，直线Ⅰ为某电源路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R 的U-I图线．用该电源与电阻R连接成闭合电路，由图象可知（）A．R 的阻值为1.5ΩB．电源电动势为3.0V，内阻为1.5ΩC．电源的输出功率为3.0WD．电阻R 消耗的功率为1.5W3．如图，一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场磁感应强度为B和匀强电场电场强度为E.组成的速度选择器，然后粒子通过平板S上的狭缝P进入另一匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度为B/，最终打在A1A2上，下列表述正确的是( )A．粒子带正电B．所有打在A1A2上的粒子，在磁感应强度为B/的磁场中的运动时间都相同C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E BD．粒子打在A1A2上的位置越靠近P,粒子的比荷qm越大4．劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如右图所示。
置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略。
磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U。
若A处粒子源产生的质子在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。
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2πRfB．质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比C．质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为D．不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器也能加速粒子5．如图所示，在一单边有界磁场的边界上有一粒子源O，沿垂直磁场方向，以相同速率向磁场中发出了两种粒子，a为质子(11H)，b为α粒子(42He)，b的速度方向垂直磁场边界，a的速度方向与b的速度方向夹角为θ＝30°，两种粒子最后都打到了位于磁场边界位置的光屏OP上，则()A ．a 、b 两粒子转动周期之比为2∶3B ．a 、b 两粒子在磁场中运动时间之比为2∶3C ．a 、b 两粒子在磁场中转动半径之比为1∶2D ．a 、b 两粒子打到光屏上的位置到O 点的距离之比为1∶26．如图所示，正方形abcd 区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，O 点是cd 边的中点。
物理人教选修3-1模块综合测试含解析
模块综合测试（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．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，1 μF＝103 pF2．某点电荷从静电场中的a点移到b点，电场力做功为零，则（）。
A．电荷所受的电场力总是垂直于移动的方向B．a、b两点间的电势差一定为零C．a、b两点的场强一定为零D．a、b两点的电势一定相等3．一负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的速度—时间图象如图甲所示，则A、B所在区域的电场线分布情况可能是图乙中的（）。
甲乙4．如图所示，在示波管下方有一根水平放置的通电直导线,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5．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I2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I1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6．在如图所示的电路中电源电动势为E，内电阻为r。
闭合开关S，待电流达到稳定后,电流表示数为I，电压表示数为U,电容器C 所带电荷量为Q，将滑动变阻器P的滑动触头，从图示位置向a 一端移动一些，待电流达到稳定后，则与P移动前相比（)。
A．U变小B．I变小C．Q增大D．Q减小7．如图所示为一磁流体发电机示意图，A、B是平行正对的金属板，等离子体(电离的气体，由自由电子和阳离子构成，整体呈电中性）从左侧进入，在t 时间内有n 个自由电子落在B 板上，则关于R 中的电流大小及方向判断正确的是( ）。
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高中物理学习材料金戈铁骑整理制作模块综合测试卷时间：90分钟分值：100分第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．其中1～9题为单选题，10～12题为多选题)1.如图所示，将一个带正电的小球Q放在本身不带电的导体AB靠近A端一侧，由于静电感应，导体的A、B两端分别出现负、正感应电荷．则以下说法中正确的是() A．A端接一下地，导体将带正电荷B．A端接一下地，导体将带负电荷C．导体的A端电势低，B端电势高D．导体上的感应电荷在导体内部产生的电场强度为0【解析】导体AB处于点电荷＋Q激发的电场中，导体AB的电势大于0，不论A端还是B端接地导体都带负电荷．AB是一个等势体，导体内部的电场强度为0，是感应电荷与场源电荷共同作用的结果．【答案】B2．如图所示，四边形的通电闭合线框abcd处在垂直线框平面的匀强磁场中，它受到磁场力的合力()A．竖直向上B．方向垂直于ad斜向上C．方向垂直于bc斜向下D．为零【解析】导线abcd的有效长度L＝0，故它受到的磁场力的合力为零，即任何闭合通电线圈在匀强磁场中受到的磁场力的合力一定为零．【答案】D3．在如图所示的电路中，当电键S闭合后，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态，现将电键S断开，则()A ．液滴仍保持静止状态B ．液滴做自由落体运动C ．电容器上的带电量与R 1的大小有关D ．电容器上的带电量增大【解析】 当电键S 闭合后，电容器两极板上的电压是R 2两端的电压，将电键S 断开，电容器两极板上的电压等于电源的电动势，即电容器两极板间的电压增加，液滴受到的电场力增大，液滴将向上做匀加速运动，故选项A 、B 都是错误的．由Q ＝CU 知，此时R 1上无电流，U ＝E ，与R 1的大小无关．电容器上的带电量增大，故选项D 正确，C 错误．【答案】 D4．如图所示，粗细均匀的金属环上a 、b 、c 、d 四点把它分为四等份．当a 、b 两点接入电路时，圆环消耗的电功率为P ；当把a 、d 两点接入同一电路中时(即保持电压不变)，圆环消耗的电功率为( )A .P4 B ．P C .4P3D ．3P 【解析】 设金属环的电阻为4R ，则当a 、b 接入电路时，相当于两个半圆环并联，R 1＝R ，消耗的功率P ＝U 2/R ；当a 、d 接入电路时，相当于一个1/4圆环和一个3/4圆环并联，R 2＝3R/4，消耗的功率P ′＝4U 2/3R ，所以P ′＝4P/3.【答案】 C5．如图所示，一个电子以100 eV 的初动能从A 点垂直电场线方向飞入匀强电场，在B 点离开电场时，其运动方向与电场线成150°角，则A 与B 两点间的电势差为( )A ．300 VB ．－300 VC ．－100 VD ．－100 V /3【解析】 电子做类平抛运动，在B 点，由速度分解可知v B ＝v Acos 60°＝2v A ，所以E k B＝4E k A ＝400 eV ，由动能定理得U AB (－e)＝E k B －E k A ，所以U AB ＝－300 V ，B 对．【答案】 B6．图中边长为a 的正三角形ABC 的三个顶点分别固定三个点电荷＋q 、＋q 、－q ，则该三角形中心O 点处的场强为( )A .6kqa2，方向由C 指向OB .6kqa 2，方向由O 指向C C .3kqa 2，方向由C 指向OD .3kqa2，方向由O 指向C【解析】每个点电荷在O 点处的场强大小都是E ＝kq 3a23＝3kqa 2，画出矢量叠加的示意图，如图所示，由图可得O 点处的合场强为E 0＝2E ＝6kqa2，方向由O 指向C ，B 项正确．【答案】 B7．夜间，居民楼的楼道里只是偶尔有人经过，“长明灯”会造成浪费．科研人员利用“光敏”材料制成“光控开关”——天黑时自动闭合，天亮时自动断开；利用“声敏”材料制成“声控开关”——当有人走动发出声音时自动闭合，无人走动时自动断开．若将这两种开关配合使用，就可以使楼道里的灯变的“聪明”．这种“聪明”的电路是图中的( )【解析】 在白天时，一般不需要灯照明的；天黑以后，特别是夜深人静时，一般也不需要灯照明的，也就是说天黑且人在楼道里走动时需要．对于选项A ，“声控开关”闭合时，发生短路；对于选项B ，不管是“光控开关”，还是“声控开关”各自都能让灯发光，节能目的达不到；对于选项C ，“光控开关”闭合时，发生短路；对于选项D ，“光控开关”与“声控开关”同时闭合时，灯才亮，所以达到节能的目的．【答案】 D8．如图所示，一个带负电的油滴以水平向右的速度v 进入一个方向垂直纸面向外的匀强磁场B 后，保持原速度做匀速直线运动，如果使匀强磁场发生变化，则下列判断中错误的是( )A ．磁场B 减小，油滴动能增加 B ．磁场B 增大，油滴机械能不变C ．使磁场方向反向，油滴动能减小D ．使磁场方向反向后再减小，油滴重力势能减小【解析】 开始时油滴所受洛伦兹力跟重力平衡，即qvB ＝mg.B 减小及反向时，油滴将向下偏转，重力做正功，洛伦兹力不做功，故动能增加，重力势能减小，A 、D 正确，C 错误；当B 增加时，油滴将向上偏转，但只有重力做功，故B 正确．【答案】 C9．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v 1，从D 点射出磁场时的速率为v 2，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【答案】B10．某同学在研究三种导电元件的伏安特性时，他根据实验所测得的数据，分别绘制了I－U图线，如图甲、乙、丙所示，下列说法正确的是()A．图甲的元件可以作为标准电阻使用B．图乙的电阻随电压升高而增大C．图丙的电阻随电压升高而增大D．只有图乙才是可能的【解析】由图象可知甲元件的电阻不变，乙元件的电阻随电压U的增大而增大，丙元件的电阻随电压U的增大而减小，故A、B正确．【答案】AB11．如图所示，一个半径为R的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交，环上各点的磁感应强度B大小相等，方向均与环面轴线方向成θ角(环面轴线为竖直方向)．若导线环上载有如图所示的恒定电流I，则下列说法正确的是()A．导电圆环所受安培力方向竖直向下B．导电圆环所受安培力方向竖直向上C．导电圆环所受安培力的大小为2BIRD．导电圆环所受安培力的大小为2πBIR sinθ【解析】将导线分成小的电流元，任取一小段电流元为对象，把磁场分解成水平方向和竖直方向的两个分量，则竖直方向的分磁场产生的安培力为零，水平方向的分磁场产生的安培力为：F＝BIL＝2πBIR sinθ，方向为竖直向上，所以B、D正确．【答案】BD12．如图所示，两个横截面分别为圆和正方形，但磁感应强度均相同的匀强磁场，圆的直径D等于正方形的边长，两个电子以相同的速度分别飞入两个磁场区域，速度方向均与磁场方向垂直，进入圆形区域的电子速度方向对准了圆心，进入正方形区域的电子是沿一边的中心且垂直于边界线进入的，则()A．两个电子在磁场中运动的半径一定相同B．两电子在磁场中运动的时间有可能相同C．进入正方形区域的电子一定先飞离磁场D．进入圆形区域的电子一定不会飞离磁场【解析】根据公式R＝mv/qB可知A正确；若两个粒子的轨道半径R＝D/2，那么两电子在磁场中运动的时间相同，因此B正确；粒子在磁场中的轨道半径是相同的，由题图可以看出进入正方形区域的电子不会先飞离磁场，因此C错误；由于离子的圆心一定在入射点的切线上，所以粒子一定会飞离磁场，因此D错误．【答案】AB第Ⅱ卷(非选择题共52分)二、实验题(本题有2小题，共15分，请将答案写在题中的横线上)13．(6分)某照明电路出现故障，其电路如图1所示，该电路用标称值12 V的蓄电池为电源，导线及其接触完好．维修人员使用已调好的多用表直流50 V挡检测故障．他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点．(1)断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图2所示，读数为________V，说明________正常(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)．(2)红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图2相同，可判定发生故障的器件是________(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)．【解析】(1)断开开关，电压表直接测量电源两端的电压，有示数且接近电源电动势，说明电源正常．(2)红表笔接b点，闭合开关，电压表示数与(1)中相同，说明电路仍然处于断路状态，而开关是闭合的，因此可以确定是小灯发生断路故障．【答案】(1)12.0蓄电池(2)小灯14．(9分)在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表(视为理想电压表)的量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路．(1)实验时，应先将电阻箱的电阻调到________．(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)(2)改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值R0＝10 Ω的定值电阻两端的电压U，下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是________．(选填“1”或“2”)方案编号电阻箱的阻值R/Ω1 400.0 350.0 300.0 250.0 200.02 80.0 70.0 60.0 50.0 40.0(3)根据实验数据描点，绘出的1U－R图象是一条直线．若直线的斜率为k，在1U坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E＝________，内阻r＝________.(用k、b和R0表示) 【解析】(1)实验时，应使电路中的电阻阻值最大，所以应先将电阻箱的电阻调到最大．(2)方案1中R的阻值与R0相差较大，则R0两端的电压过小，电压表的示数过小，不能准确测量R0两端的电压，所以方案1不合理，方案2中R的阻值与R0相差较小，R0两端的电压较大，电压表的示数较大，所以方案2比较合理．(3)根据闭合电路欧姆定律有E ＝UR 0(R 0＋R ＋r)1U ＝1ER 0R ＋R 0＋r ER 0由k ＝1ER 0得E ＝1kR 0由b ＝R 0＋r ER 0得r ＝b k－R 0.【答案】 (1)最大值 (2)2 (3)1kR 0 bk－R 0三、计算题(本题有3小题，共37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)15．(12分)如图所示，一带电微粒质量为m 、电荷量为q ，从静止开始经电压为U 1的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，微粒射出电场时的偏转角为θ.已知偏转电场中金属板长为L ，两板间距为d ，带电微粒重力忽略不计．求：(1)带电微粒进入偏转电场时的速率v 1； (2)偏转电场中两金属板间的电压U 2.【解析】 (1)由动能定理得qU 1＝12mv 21①所以v 1＝ 2qU 1m.②(2)偏转电场的场强：E ＝U 2d ③微粒的加速度：a ＝qEm④在电场中运动的时间：t ＝Lv 1⑤沿电场方向的分速度：v y ＝at ⑥偏转角θ满足：tan θ＝v yv 1⑦解得：U 2＝2U 1d tan θL⑧【答案】 (1) 2qU 1m (2)2U 1d tan θL16．(12分)如图所示的电路中，电源电动势E ＝10 V ，内阻r ＝1 Ω，电容器的电容C ＝40 μF ，电阻R 1＝R 2＝4 Ω，R 3＝5 Ω.接通电键S ，待电路稳定后，求：(1)理想电压表V 的读数； (2)电容器的带电荷量． 【解析】电路简化如右图所示，(1)由闭合电路欧姆定律得：I ＝E R 1＋R 3＋r ＝104＋5＋1 A ＝1 A 故U V ＝I·R 3＝1×5 V ＝5 V(2)Q ＝CU 1＝C·I·R 1＝40×10－6×1×4 C ＝1.6×10－4 C .【答案】 (1)5 V (2)1.6×10－4 C17．(13分)如图所示，有界匀强磁场的磁感应强度B ＝2×10－3T ；磁场右边是宽度L ＝0.2 m 、场强E ＝40 V /m 、方向向左的匀强电场．一带电粒子电荷量q ＝－3.2×10－19 C ，质量m ＝6.4×10－27kg ，以v ＝4×104 m /s 的速度沿OO ′垂直射入磁场，在磁场中偏转后射入右侧的电场，最后从电场右边界射出．(不计重力)求：(1)大致画出带电粒子的运动轨迹； (2)带电粒子在磁场中运动的轨道半径； (3)带电粒子飞出电场时的动能E k . 【解析】 (1)轨迹如图(2)带电粒子在磁场中运动时，由牛顿运动定律，有qvB ＝m v 2RR ＝mv qB ＝6.4×10－27×4×1043.2×10－19×2×10－3m ＝0.4 m(3)E k ＝EqL ＋12mv 2＝40×3.2×10－19×0.2 J ＋12×6.4×10－27×(4×104)2 J ＝7.68×10－18J .【答案】 (1)轨迹见解析图 (2)0.4 m (3)7.68×10－18 J。