高中物理选修3-1模块测试卷

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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。

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。

高中物理选修3-1-静电场-测试题-单元测试及答案

静电场单元测试一、选择题1．如图所示，a 、b 、c 为电场中同一条电场线上的三点，c 为ab 的中点，a 、b 点的电势分别为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 点处的场强一定大于b 处的场强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 2．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，其速度方向与电场线成150°角，则A 与B 两点间的电势差为( )A ．300 VB ．－300 VC ．－100 VD ．－1003V3．如图所示，在电场中，将一个负电荷从C 点分别沿直线移到A 点和B 点，克服静电力做功相同．该电场可能是( ) A ．沿y 轴正向的匀强电场 B ．沿x 轴正向的匀强电场C ．第Ⅰ象限内的正点电荷产生的电场D ．第Ⅳ象限内的正点电荷产生的电场4．如图所示，用绝缘细线拴一带负电小球，在竖直平面内做圆周运动，匀强电场方向竖直向下，则( )A ．当小球运动到最高点a 时，线的张力一定最小B ．当小球运动到最低点b 时，小球的速度一定最大C ．当小球运动到最高点a 时，小球的电势能最小D ．小球在运动过程中机械能不守恒5．在静电场中a 、b 、c 、d 四点分别放一检验电荷，其电量可变，但很小，结果测出检验电荷所受电场力与电荷电量的关系如图所示，由图线可知 ( )A ．a 、b 、c 、d 四点不可能在同一电场线上B ．四点场强关系是E c ＝E a >E b >E dC ．四点场强方向可能不相同D ．以上答案都不对6．如图所示，在水平放置的光滑接地金属板中点的正上方，有带正电的点电荷Q ，一表面绝缘带正电的金属球(可视为质点，且不影响原电场)自左以速度v 0开始在金属板上向右运动，在运动过程中 ( ) A ．小球做先减速后加速运动 B ．小球做匀速直线运动 C ．小球受的电场力不做功D ．电场力对小球先做正功后做负功7．如图所示，一个带正电的粒子以一定的初速度垂直进入水平方向的匀强电场．若不计重力，图中的四个图线中能描述粒子在电场中的运动轨迹的是( )8．图中虚线是用实验方法描绘出的某一静电场中的一簇等势线，若不计重力的带电粒子从a点射入电场后恰能沿图中的实线运动，b点是其运动轨迹上的另一点，则下述判断正确的是( )A．b点的电势一定高于a点B．a点的场强一定大于b点C．带电粒子一定带正电D．带电粒子在b点的速率一定小于在a点的速率9．如图所示，在粗糙水平面上固定一点电荷Q，在M点无初速度释放一带有恒定电量的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点静止，则从M点运动到N点的过程中() A．小物块所受电场力逐渐减小B．小物块具有的电势能逐渐减小C．M点的电势一定高于N点的电势D．小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功10．如图所示，A，B两个带有异种电荷的小球分别被两根绝缘细线系在木盒内，且在同一竖直线上，静止时木盒对地面的压力为F N，细线对B的拉力为F.若将系B的细线断开，下列说法中正确的是( )A．刚断开时木盒对地的压力等于F NB．刚断开时木盒对地的压力等于F N＋FC．刚断开时木盒对地的压力等于F N－FD．在B向上运动的过程中，木盒对地的压力逐渐变大11．有一匀强电场，其场强为E，方向水平向右，把一个半径为r的光滑绝缘环，竖直放置于场中，环面平行于电场线，环的顶点A穿有一个质量为m，电量为q(q>0)的空心小球，如图所示，当小球由静止开始从A点下滑1/4圆周到B点时，小球对环的压力大小为：( )A.2mgB.qE．C.2mg+qED.2mg+3qE12．如图所示，一金属球原来不带电．现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，金属球感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为E a、E b、E c，三者相比，则：( )A.E a最大B.E b最大C.E c最大D.E a=E b=E c二、填空题13．带正电1.0×10－3 C 的粒子，不计重力，在电场中先后经过A 、B 两点，飞经A 点时动能为10 J ，飞经B 点时动能为4 J ，则带电粒子从A 点到B 点过程中电势能增加了______，A 、B 两点电势差为____．14．在两块平行竖直放置的带等量异种电荷的金属板M 、N 间的匀强电场中有A 、B 两点，AB 连线与水平方向成30°角，AB 长为0.2cm ，如图所示．现有一带电量为4×10－8C 的负电荷从A 沿直线移到B 点，电场力做正功2.4×10－6J ，则A 、B 两点间的电势差大小为________，________点电势高．若此电荷q 沿任意路径从B 到A 点，电荷电势能变化情况是________，此匀强电场的场强大小为________，若两金属板相距0.3cm ，则两板电势差为________．15．如图，带电量为＋q 的点电荷与均匀带电薄板相距为2d ，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心．若图中a 点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b 点处产生的电场强度大小为________，方向________．(静电力恒量为k)16．如图所示，质量相等的三个小球A 、B 、C ，放在光滑的绝缘水平面上，若将A 、B 两球固定，释放C 球，C 球的加速度为1m/s 2，方向水平向左．若将B 、C 球固定，释放A 球，A 球的加速度为2m/s 2，方向水平向左．现将A 、C 两球固定，释放B 球，则B 球加速度大小为________m/s 2，方向为________．三、计算题17．如图所示，用长L 的绝缘细线拴住一个质量为m ，带电荷量为q 的小球，线的另一端拴在水平向右的匀强电场中，开始时把小球、线拉到和O 在同一水平面上的A 点(线拉直)，让小球由静止开始释放，当摆线摆到与水平线成60°角到达B 点时，球的速度正好为零．求： (1)B 、A 两点的电势差； (2)匀强电场的场强大小．18．如图所示，竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R ，下端与光滑绝缘水平面平滑连接，整个装置处于方向竖直向上的匀强电场E 中．一质量为m 、带电荷量为＋q 的物块(可视为质点)，从水平面上的A 点以初速度v 0水平向左运动，沿半圆形轨道恰好通过最高点C ，场强大小为E(E 小于mgq)．(1)试计算物块在运动过程中克服摩擦力做的功．(2)证明物块离开轨道落回水平面过程的水平距离与场强大小E 无关，且为一常量．19．一质量为m 、电荷量为+q 的小球，从O 点以和水平方向成α角的初速度v 0抛出，当达到最高点A 时，恰进入一匀强电场中，如图．经过一段时间后，小球从A 点沿水平直线运动到与A 相距为S 的A′点后又折返回到A 点，紧接着沿原来斜上抛运动的轨迹逆方向运动又落回原抛出点．求(1)该匀强电场的场强E 的大小和方向；(即求出图中的θ角，并在图中标明E 的方向) (2)从O 点抛出又落回O 点所需的时间．1．C [该电场不一定是匀强电场，φc 不一定等于φa ＋φb2＝4 V ，故A 、B 错误；由φa ＞φb知，电场线由a 指向b ，正电荷在c 点的受力也应由c 指向b ，选项D 错误；由E p ＝qφ知选项C 正确．]2．B [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．]3．AD [由题意知φA ＝φB ，A 、B 应处在同一等势面上，又W CA ＝qU CA ＜0，q ＜0，故U CA ＞0，即φC ＞φA ，符合条件的可能是选项A 、D.]4．CD [qE ＝mg ，小球将做匀速圆周运动，球在各处对细线的拉力一样大；若qE ＜mg ，球在a 处速度最小，对细线的拉力最小；若qE ＞mg ，球在a 处速度最大，对细线的拉力最大，故A 、B 错；a 点电势最高，负电荷在电势最高处电势能最小，故C 正确；小球在运动过程中除重力外，还有静电力做功，机械能不守恒，D 正确．]5.B 解析：场强与检验电荷电量的大小无关．6. BC 解析：金属板在点电荷的电场中达到静电平衡状态后，其表面是一个等势面，根据电场线与等势面垂直，则带电小球沿金属板表面移动时所受电场力的方向竖直向下，所以带电小球所受的重力、支持力和电场力均在竖直方向上，合力为零．故带电小球做匀速直线运动，∴B 正确；又由于电场力与表面垂直，对小球不做功，故C 正确，D 错误．7. 答案：C8.答案：BD解析：由等势线的分布画出电场线的分布如图所示，可知a 点的场强大，B 正确，根据轨迹可判断电场力指向左方，电场力做负功，a 点速率大于b 点速率，D 正确．但不知粒子电性，也无法判断场强的具体方向，故无法确定a 、b 两点电势的高低，A 、C 错误．9.答案：ABD解析：电场力做正功，摩擦力做负功，大小相等(始末速度为零)． 10.答案：BD解析：刚断开时，A ，B 间的库仑力不变．未断开时，对A ，B 和木盒整体进行受力分析，有： F N ＝G 木＋G A ＋G B ，对于B ，F 库＝GB ＋F.断开时，对A 与木箱整体进行受力分析，有： F N′＝G 木＋G A ＋F 库，因为F 库不变．所以B 正确，在B 向上运动过程中F 库变大，所以D 正确． 11.D 12.C13．6 J －6 000 V14.答案：60V ，B ，增加，23×104V/m ,603V 15.答案：2dkq，水平向左(或垂直薄板向左) 16.解析：把A 、B 、C 球作为一个系统，三个小球之间的相互作用力为系统内力．根据牛顿第三定律，每两个小球之间存在一对作用力和反作用力，其大小相等、方向相反．这样系统的内力之和为零．系统的外力之和也为零设三个小球所受的合外力分别为F 1、F 2、F 3，则 F 1＝ma 1 F 2＝ma 2 F 3＝ma 3F 1＋F 2＋F 3＝m(a 1＋a 2＋a 3)＝0设向右为正 a 2＝－a 1－a 3＝1＋2＝3(m/s 2)B 球的加速度大小为3m/s 2，方向向右．17．(1)3mgL 2q (2)3mgq解析 (1)由动能定理得： mgL sin 60°－qU BA ＝0所以U BA ＝3mgL2q(2)U BA ＝EL (1－cos 60°)得：E ＝ 3mgq. 18.答案：(1)Wf ＝12mv20＋52(Eq －mg)R (2)s ＝2R解析：(1)物块恰能通过圆弧最高点C 时，圆弧轨道与物块间无弹力作用，物块受到的重力和电场力提供向心力mg －Eq ＝m v2CR ①物块在由A 运动到C 的过程中，设物块克服摩擦力做的功为Wf ，根据动能定理有 Eq·2R －Wf －mg·2R ＝12mv2C －12mv20② 由①②式解得Wf ＝12mv20＋52(Eq －mg)R ③(2)物块离开半圆形轨道后做类平抛运动，设水平位移为s ，则水平方向有s ＝vCt ④ 竖直方向有2R ＝12(g －Eqm )·t2⑤由①④⑤式联立解得s ＝2R ⑥因此，物块离开轨道落回水平面的水平距离与场强大小E 无关，大小为2R.19.解析：(1)斜上抛至最高点A 时的速度vA ＝v0cosα① 水平向右由于AA ′段沿水平方向直线运动，所以带电小球所受的电场力与重力的合力应为一水平向左的恒力：F ＝mgtanθ＝qEcosθ，②带电小球从A 运动到A ′过程中作匀减速运动有(v0cosα)2＝2qEcosθs/m ③ 由以上三式得： E ＝mv40cos4α＋4g2s22qsθ＝arctan 2gsv20cos2α 方向斜向上(2)小球沿AA ′做匀减速直线运动，于A ′点折返做匀加速运动所需时间t ＝2v0sinαg ＋4s v0cosα。

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。

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。

高二物理(选修3-1)模块检测试题及参考答案(选用3)汇总

高二上学期期末考试物理试卷（考试范围物理选修3-1）、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，只有一个选项正确。

）1•下列四个物理量中属于用比值法定义的是（Q E =k 笃r2•如图所示，下列各项关于各电场的说法正确的是A •甲图中A 、B 两点电场强度和电势都相同B •乙图中A 、B 两点电场强度和电势都不相同C. 丙图中A 、B 两点电场强度和电势都不相同D. 丁图中A 、B 两点电场强度不同，电势相同3•如图所示，一水平放置的矩形闭合线框 abcd ，在细长磁铁的N 极附近竖直下落，保持 bc 边在纸外,ad 边在纸内，如图中的位置I 经过位置□到位置川，位置I 和川都很靠近□，在这个过程中，线圈中 A .导体的电阻R = p; T SB •电容器的电容C 亡丙BC .点电荷的电场强度D .磁感应强度B = £感应电流（ A.沿dcba 流动B.由I 到□是沿 dcba 流动，由□到川是沿 abcd 流动 1*白Hb c 口IIIC.由I 到□是沿 abcd 流动，由□到川是沿 dcba 流动D.沿abcd 流动4•质谱仪是分析同位素的重要工具，如图所示带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。

速度选择器内正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B 和E 。

平板S 上有可让粒子通过的狭缝 P 和记录粒子位置的胶片 A 1A 2。

平板S 下方有磁感应强度为B o 的匀强磁场。

下列表述正确的是（ A .在加速电场中不同粒子加速后的速度都相同 B .速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里 C .能通过狭缝P 的带电粒子的速率等于 E/BD .粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P ,粒子的比荷越小5•在如图所示的电路中，灯泡 L 的电阻大于电源的内阻r ，闭合电键S ,将滑动变阻器滑片 P 向左移动一段距离后，下列结论正确的是（A .灯泡L变亮B .电源的输出功率先变大后变小C. 电容器C上的电荷量减少D.电压表读数的变化量与电流表读数的变化量之比恒定6•关于回旋加速器加速带电粒子所获得的能量，下列结论中正确的是（B ）A .与加速器的半径有关，半径越小，能量越大B .与加速器的磁场有关，磁场越强，能量越大C.与加速器的电场有关，加速电压越大，能量越大D •与带电粒子的质量有关，质量越大，能量越大7•如图所示，在真空中离子P i、P2以相同速度从O点垂直场强方向射入匀强电场，经电场偏转后打在极板B上的C、D两点•已知P i电荷量为P2电荷量的3倍.GC = CD，则P i、P2离子的质量之比为（离子的重力不计）。

高中物理选修31第一章电场单元测试含答案

第 1 页高中物理选修3-1单元测试（含答案）班级____________姓名：____________评分____________一、不定项选择题（每小题5分，共40分）1、由电场强度的定义式E=F/q 可知，在电场中的同一点（） A 、电场强度E 跟F 成正比，跟q 成反比B 、无论检验电荷所带的电量如何变化，F/q 始终不变C 、电荷在电场中某点所受的电场力大，该点的电场强度强。

D 、一个不带电的小球在P 点受到的电场力为零，则P 点的场强一定为零2、如图所示为电场中的一条电场线，A 、B 为其上的两点，以下说法正确的是（）A 、E A及E B一定不等，ϕA及ϕB一定不等B 、E A 及E B 可能相等，ϕA 及ϕB 可能相等C 、E A 及E B 一定不等，ϕA 及ϕB 可能相等D 、E A 及E B 可能相等，ϕA及ϕB一定不等3、在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是（） A 、电势高的地方电场强度不一定大 B 、电场强度大的地方电势一定高 C 、电势为零的地方场强也一定为零 D 、场强为零的地方电势也一定为零4、电量为q 的点电荷，在两个固定的等量异种电荷+Q 和-Q 的连线的垂直平分线上移动，则 ( ) A 、电场力做正功；B 、电场力做负功；C 、电场力不做功；D 、电场力做功的正负,取决于q 的正负。

5、电场中有A 、B 两点，在将某电荷从A 点移到B 点的过程中，电场力对该电荷做了正功，则下列说法中正确的是（）A 、该电荷是正电荷，且电势能减少B 、该电荷是负电荷，且电势能增加C 、该电荷电势能增加，但不能判断是正电荷还是负电荷D 、该电荷电势能减少，但不能判断是正电荷还是负电荷6、若带正电荷的小球只受到电场力的作用，则它在任意一段时间内（）A 、一定沿电场线由高电势处向低电势处运动B 、一定沿电场线由低电势处向高电势处运动C 、不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动D 、不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动7、如图所示的实验装置中，极板A 接地，平行板电容器的极板B 及一个灵敏的静电计相接．将A 极板向左移动，增大电容器两极板间的距离时，电容器所带的电量Q 、电容C 、两极间的电压U ，电容器两极板间的场强E 的变化情况是（）A 、Q 变小，C 不变，U 不变，E 变小B 、Q 变小，C 变小，U 不变，E 不变 C 、Q 不变，C 变小，U 变大，E 不变D 、Q 不变，C 变小，U 变大，E 变小8、如图所示，带箭头的线表示某一电场的电场线。

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 。

(完整)物理选修3-1测试(含答案),推荐文档

物理模拟3-1考试时间：100 分钟；命题人：柳开文一、单选题（本大题共7 小题，共28.0 分）1.在电场中的某点放入电荷量为-q 的试探电荷时，测得该点的电场强度为E；若在该点放入电荷量为+2q 的试探电荷，其它条件不变，此时测得该点的电场强度为（）A.大小为2E，方向和E 相反B. 大小为E，方向和E 相同C. 大小为2E，方向和E 相同D. 大小为E，方向和E 相反2.下列关于电场线和磁感线的说法中，正确的是（）A.电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线B.磁场中两条磁感线一定不相交，但在复杂电场中的电场线是可以相交的C.电场线是一条不闭合曲线，而磁感线是一条闭合曲线D.电场线越密的地方，同一试探电荷所受的电场力越大；磁感线分布较密的地方，同一试探电荷所受的磁场力也越大3.如图1AB 是某电场中的一条电场线，若将正点电荷从A 点自由释放，沿电场线从A 到B 运动过程中的速度图线如图2 所示，则A、B 两点场强大小和电势高低关系是（）C. 1：D. ：1二、多选题（本大题共 5 小题，共20.0 分）8.图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b 是轨迹上的两点．若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可作出正确判断的是（）A.带电粒子所带电荷的符号B.带电粒子在a、b 两点的受力方向C.带电粒子在a、b 两点的速度何处较大D.带电粒子在a、b 两点的电势能何处较大9.如图所示，用控制变量法可以研究影响平行板电容器电容的因素．设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ．实验中，极板所带电荷量不变，则（）A.保持S 不变，增大d，则θ 变大B.保持S 不变，增大d，则θ 变小C.保持d 不变，增大S，则θ 变大D.保持d 不变，增大S，则θ 变小10.如图所示，一带电油滴悬浮在平行板电容器两极板A、B 之间的P 点，处于静止状态．现将极板A 向下平移一小段距离，但仍在P 点上方，其它条件不变．下列说法中正确的是（）A.液滴将向下运动A.E ＜E ；ϕ＜ϕB.E ＜E ；ϕ＞ϕC.E ＞E ；ϕ＜ϕD.E ＞E ；ϕ＞ϕ B.液滴将向上运动A B A B A B A B A B A B A B A B C.极板带电荷量将增加4.如图所示，在真空中，两个放在绝缘架上的相同金属小球A 和B，相距为r．球的半径比r 小得多，A 带电荷量为+4Q，B 带电荷量为-2Q，相互作用的静电力为F．现将小球A 和B 互相接触后，再移回至原来各自的位置，这时A 和B 之间相互作用的静电力为F′．则F 与F′之比为（）A. 8：3B. 8：1C. 1：8D. 4：15.一点电荷从电场中的A 点移动到B 点，静电力做功为零，则以下说法中正确的是（）A.A、B 两点的电势一定相等B.A、B 两点的电场强度一定相等C.该点电荷一定始终沿等势面运动D.作用于该点电荷的静电力方向与其移动方向一定是始终垂直的6.如图为某匀强电场的等势面分布图（等势面竖直分布），已知每两个相邻等势面相距2cm，则该匀强电场的电场强度大小和方向分别为（）A.E=100V/m，竖直向下B.E=100V/m，竖直向上C.E=100V/m，水平向左D.E=100V/m，水平向右7.通过两定值电阻R1、R2的电流I 和其两端电压U 的关系图象分别如图所示，由图可知两电阻的阻值之比R1：R2等于（）D.极板带电荷量将减少11.下列关于电流的说法中，正确的是（）A.我们把大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流B.国际单位制中，电流的单位是安培，简称安C.电流既有大小又有方向，所以电流是矢量D.由I= 可知，电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多12.铅蓄电池的电动势为2V，这表示（）A.铅蓄电池在1s 内将2J 的化学能转化为电能B.铅蓄电池将1C 的正电荷从正极移至负极的过程中，2J 的化学能转变为电能C.铅蓄电池将1C 的正电荷从负极移至正极的过程中，2J 的化学能转变为电能D.铅蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）的大三、实验题探究题（本大题共 2 小题，共18.0 分）13.（1）用多用表的欧姆档测量阻值约为几十kΩ 的电阻R x，以下给出的是可能的操作步骤，其中S 为选择开关，P 为欧姆档调零旋钮，把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上．a．将两表笔短接，调节P 使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度，断开两表笔b．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出R x的阻值后，断开两表笔A. 1：3B. 3：1 c.旋转S 使其尖端对准欧姆档×1kd.旋转S 使其尖端对准欧姆档×100e.旋转S 使其尖端对准交流500V 档，并拔出两表笔．根据如图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为Ω．（2）下述关于用多用表欧姆档测电阻的说法中正确的是（A）测量电阻时如果指针偏转过大，应将选择开关S 拨至倍率较小的档位，重新调零后测量（B）测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，不会影响测量结果（C）测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开（D）测量阻值不同的电阻时都必须重新调零．14.用伏安法测一节干电池的电动势E 和内电阻r，所给的器材有：A．电压表（量程0～3V）B．电压表（量程0～15V）C．电流表（量程0～3A）D．电流表（量程0～0.6A）E. 变阻器R1（总电阻20Ω）F．变阻器R2（总电阻100Ω）G．以及电键S 和导线若干．（1）应选择的器材有（2）画出实验电路图（3）如图所示的U-I 图上是由实验测得的7 组数据标出的点，请你完成图线，并由图线求出E= V，r= Ω．四、计算题（本大题共 5 小题，共50.0 分）15.有一个直流电动机，把它接入0.2V 电压的电路，当电机不转时，测得流过电动机的电流是0.4A；若把电动机接入2.0V 电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0A．问：（1）电动机正常工作时的输出功率多大？（2）如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？16.如图所示为一组未知方向的匀强电场的电场线，将带电荷量为q=-1.0×10-6C 的点电荷由A 点沿水平线移至B 点，克服静电力做了2×10-6J 的功，已知A、B 间的距离为2cm．（1）试求A、B 两点间的电势差U AB；（2）若A 点的电势为φA=1V，试求B 点的电势φB；（3）试求该匀强电场的大小E 并判断其方向．17.如图所示，一个电子以速度v0垂直射入磁感应强度为B，宽为d 的匀强磁场中，穿出磁场的速度方向与电子原来的入射方向的夹角为30°，（电子重力忽略不计）求：（1）电子的质量是多少？（2）穿过磁场的时间是多少？（3）若改变初速度大小，使电子刚好不能从A 边射出，则此时速度v 是多少？18.如图，金属杆ab 的质量为m，长为L，通过的电流为I，处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，结果ab 静止且紧压于水平导轨上．若磁场方向与导轨平面成θ 角，求：（1）棒ab 受到的摩擦力；（2）棒对导轨的压力．19.在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，有一倾角为θ，足够长的光滑绝缘斜面，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，电场方向竖直向上．有一质量为m，带电量为十q 的小球静止在斜面顶端，这时小球对斜面的正压力恰好为零，如图所示，若迅速把电场方向反转竖直向下，小球能在斜面上连续滑行多远？所用时间是多少？【答案】答案和解析由R= =d根据2d= ，可得：v= v0．1. B2. C3. D4. B5. A6. C7. B8. BCD9. AD 10. BC 11. ABD 12. CD13. cabe；30k；ABC14. ADEG；1.5；0.515.解：答：（1）电子的质量是．（2）穿过磁场的时间是．（1）当电机不转时，由欧姆定律得到，电机的内阻，（3）若改变初速度大小，使电子刚好不能从A 边射出，则此时速度v 是v0．当电机正常工作时，输出功率P 出=UI-I2r=2W-0.5W=1.5W 18. 解：作出金属杆受力的主视图，如图．根据平衡条件得（2）电动机的转子突然被卡住时，此时相当于纯电阻，发热功率为．F f=F A sinθ答：mg=F N+F A cosθ（1）电动机正常工作时的输出功率是1.5W；又F A=BIL（2）在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是8W．解得：F f=BIL sinθ16.解：（1）由题意可知，静电力做负功，有：F N=mg-BIL cosθ答：（1）棒ab 受到的摩擦力是BIL sinθ；（2）棒对导轨的压力是mg-BIL cosθ．19. 解：设电场强度为E，则电场反转前：根据U AB= 得：U AB=2V mg=qE电场反转后，设小球离开斜面时的速度为v，则：（2）由U AB=φA-φB，可得：φB=φA-U AB=1V-2V=-1V qvB=（mg+qE）cosθ（3）沿着电场方向的位移为：加速度：d=2×10-2cos60°m=1×10-2mE=沿着电场线方向电势降低，所以电场线的方向：沿电场线斜向下答：（1）A、B 两点间的电势差U AB为2V；（2）B 点的电势φB为-1V；（3）该匀强电场的大小200V/m，方向：沿电场线斜向下．17.解：（1）电子在磁场中运动，只受洛伦兹力作用，故其轨迹是圆弧的一部分，又因为F 洛⊥v，故圆心在电子穿入和穿出磁场时受到洛伦兹力指向的交点上，设圆心为O 点．如图所示．由几何知识可知，圆心角θ=30°，OC 为半径r，则得：r= =2d又由r= 得：m=（2）电子穿过磁场的时间是：t= T=由于，得：（3）电子刚好不能从A 边射出时，轨迹恰好与磁场右边界相切，由几何知识得R=d，a= =2g sinθ由匀变速规律有：v2=2asv=at由以上各式解得小球能沿斜面连续滑行的距离：s=所用时间：t=答：若迅速把电场方向反转竖直向下，小球能在斜面上连续滑行远，所用时间是．【解析】1.解：电场强度是描述电场强弱的物理量，是试探电荷所受的电场力F 与试探电荷所带的电荷量q 的比值，是由电场本身决定，故与试探电荷的有无，电性，电量的大小无关．故在该点放入电荷量为-q 的试探电荷时电场强度为E，改放电荷量为+2q 的试探电荷时电场强度仍为E．故B 正确．故选：B．电场强度是由电场本身决定，与试探电荷无关，故放入电荷量为-q 的试探电荷时的电场强度与放入电荷量为+2q 的试探电荷时的电场强度相同．电场强度是由电场本身决定，与试探电荷无关．2.解：A、电场线和磁感线都是为了形象的描述电场和磁场而引入的曲线，是假想的，不是实际存在的线，所以A 错误；B、电场线和磁感线都是不会相交的，否则的话在该点就会出现两个不同的方向，这是不可能的，所以B 错误；C、电场线是一条不闭合曲线，有起点和终点，而磁感线是一条闭合曲线，所以C 正确；D、电场线越密的地方，电场的强度大，同一试探电荷所受的电场力越大，但是在磁场中，静止的电荷是不受磁场力作用的，所以D 错误；故选C．电场线是从正电荷或者无穷远发出，到负电荷或无穷远处为止，沿电场线的方向，电势降低，电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小；磁感线是在磁场中的用来描述磁感应强度的闭合的曲线，它的特点和电场线类似，但是磁感线是闭合的曲线，电场线不是闭合的，有起点和终点．本题就是考查学生对电场线和磁感线的理解，它们之间的最大的区别是磁感线是闭合的曲线，但电场线不是闭合的，有起点和终点．3.解：正电荷从A 释放（初速为0）后，加速运动到B，说明正电荷受到的电场力方向是从A 指向B，那么电场方向就是由A 指向B，由于沿电场线方向电势逐渐降低，所以AB 两点的电势关系是φA＞φB；正电荷从A 运动到B 的过程中，它的加速度是逐渐减小的（乙图中的“斜率”表示加速度），由牛顿第二定律知，正电荷从A 到B 时，受到的电场力是逐渐减小的，所以，E A＞E B．故D 正确，ABC 错误．故选：D从速度时间图线得到电子做加速运动，加速度逐渐变小，根据牛顿第二定律得到电场力的变化情况，电势的高低看电场线的指向，沿着电场线电势一定降低．本题关键通过速度时间图象得到物体的速度变化情况和加速度变化情况，然后判断场强方向和电势大小．4.解：由库仑定律可得：没接触前AB 之间的静电力为F，则F=k =k ，而两球接触后再分开，它们的电荷量是先中和，在平分，故分开后，若两球带的是同种电荷，则两球的带电量均为为Q则库仑力F′=k = F，所以F 与F′之比为8：1故选B．由库仑定律可得出两球在接触前后的库仑力表达式，则根据电量的变化可得出接触后的作用力与原来作用力的关系．在解答本题的时候，一定要注意，它们带的异种电荷，在接触之后，它们的电荷量要先中和，之后再平分．5.解：A、根据电场力做功公式W AB=qU AB，静电力做功为零，U AB=0，A、B 两点电势相等，故A 正确．B、电场强度与电势没有直接关系，电势相等，场强不一定相等．故B 错误．C、D 电场力做功只与电荷的初末位置有关，与路径无关，电场力做功为零，电荷不一定沿等势面移动，静电力不一定与移动方向垂直．故C、D 错误．故选A．根据电场力做功公式W AB=qU AB，静电力做功为零，U AB=0，A、B 两点电势相等，电场强度不一定相等．电场力做功只与电荷的初末位置有关，与路径无关，可判断电荷不一定沿等势面移动，静电力就不一定与移动方向垂直．电场力与重力相似，做功只与初末位置有关，与路径无关．6.解：根据电场线总是与等势面垂直，而且由高电势指向低电势，可知，电场强度方向水平向左．两个相邻等势面相距d=2cm，电势差U=2V，则电场强度E= =．故选C电场线总是与等势面垂直，而且由高电势指向低电势．根据匀强电场场强与电势差的关系E= 求出电场强度的大小．本题考查电场线与等势面的关系、场强与电势差的关系．公式E= 中，d 是沿电场线方向两点间的距离．7.解：根据欧姆定律得I= ，由数学知识得知，图线的斜率等于电阻的倒数，则R1：R2=cot30°：cot60°=3：1．故选 B根据欧姆定律，分析图线的斜率与电阻的关系，求解电阻之比．本题关键要抓住伏安特性曲线的斜率等于电阻的倒数，从数学的角度求解电阻之比．8.解：AB、粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子在a、b 两点受到的电场力沿电场线向左，由于电场线方向不明，无法确定粒子的电性．故A 错误，B 正确．C、由轨迹弯曲方向与粒子速度方向的关系分析可知，由a 到b，电场力对粒子做负功，粒子的动能减小，电势能增大，则粒子在a 点的速度较大b 点的电势能大，故CD 正确．故选：BCD由图，粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子受到的电场力大体向左，电场线方向不明，无法判断粒子的电性．根据电场线疏密程度，判断ab 两点场强的大小，从而判断ab 两点电场力大小，再根据牛顿第二定律得ab 点加速度的大小．本题是电场中粒子的轨迹问题，首先要能根据轨迹的弯曲方向判断粒子受力方向，其次判断粒子动能和电势能的变化要根据电场力做功情况9.解：A、B、根据电容的决定式C= 得知，电容与极板间距离成反比，当保持S 不变，增大d 时，电容减小，由电容的定义式C= 分析可知板间电势差增大，静电计指针的偏角θ 变大；故A 正确，B 错误；C、D、根据电容的决定式C= 得知，电容与极板的正对面积成正比，当保持d 不变，减小S 时，电容减小，极板所带电荷量Q 不变，则由电容的定义式C= 分析可知板间电势差增大，静电计指针的偏角θ 变大；故C 错误，D 正确；故选：AD．静电计测定电容器极板间的电势差，电势差越大，指针的偏角越大．根据电容的决定式C= 分析极板间距离、正对面积变化时电容的变化情况，由于极板所带电荷量不变，由电容的定义式C= 分析板间电势差的变化，再确定静电计指针的偏角变化情况．本题是电容器的动态分析问题，关键明确电键闭合时，电压等于电源的电动势；电键断开后，电容器的带电量不变．10.解：A、B 电容器板间的电压保持不变，当将极板A 向下平移一小段距离时，根据E= 分析得知，板间场强增大，液滴所受电场力增大，液滴将向上运动．故A 错误，B 正确．C、D 将极板A 向下平移一小段距离时，根据电容的决定式C= 得知电容C 增大，而电容器的电压U 不变，极板带电荷量将增大．故C 正确，D 错误．故选：BC．带电油滴悬浮在平行板电容器中P 点，处于静止状态，电场力与重力平衡，将极板A 向下平移一小段距离时，根据E= 分析板间场强如何变化，判断液滴如何运动．根据电容的决定式和定义式结合分析极板所带电量如何变化．本题关键要抓住电容器的电压不变，由电容的决定式C= 和电量Q =CU 结合分析电量变化．11.解：A、恒定电流是指大小、方向都不随时间变化的电流．故A 正确．B、电流是国际单位制中基本物理量，其单位是安培，简称安．故B 正确．C、电流既有大小又有方向，但电流不是矢量，因为它运算时不遵守平行四边形定则．故C 错误．D、根据电流的定义式I= 可知，电流大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量，则电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多．故D 正确．故选ABD大小、方向都不随时间变化的电流叫恒定电流．国际单位制中，电流的单位是安培，简称安．电流是标量．根据电流的定义式分析电流的大小与单位时间内通过导体横截面的电荷量的关系．本题考查对恒定电流、单位、方向和定义式的掌握情况，要注意电流的方向与力等矢量的方向不同，它表示流向，电流运算时遵守代数加减法则．12.解：A、铅蓄电池的电动势为2V，表示非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功为2J，即电能增加2J，与时间无关，故A 错误；B、铅蓄电池的电动势为2V，表示非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功为2J，不是将正电荷从正极移至负极，故B 错误；C、铅蓄电池将1C 的正电荷从负极移至正极的过程中，克服静电力做功2J，故电势能增加2J，即2J 化学能转化为电能，故C 正确；D、电源的电动势是表示电源将其它形式的能转化为电能的本领，铅蓄电池的电动势比一节干电池的电动势大，故D 正确；故选CD．电动势是一个表征电源特征的物理量．定义电源的电动势是电源将其它形式的能转化为电能的本领，在数值上，等于非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功．它是能够克服导体电阻对电流的阻力，使电荷在闭合的导体回路中流动的一种作用．常用符号E（有时也可用ε）表示，单位是伏（V）．本题关键是明确电动势的概念、物理意义、单位；同时应该知道：电动势的方向规定为从电源的负极经过电源内部指向电源的正极，即与电源两端电压的方向相反．13.解：（1）测量几十kΩ的电阻R x我们一般选择较大的档位先粗测，使用前应先进行调零，然后依据欧姆表的示数，在更换档位，重新调零，在进行测量；使用完毕应将选择开关置于OFF 位置或者交流电压最大档，拔出表笔，正确的步骤为：cabe．根据如图所示指针位置，此被测电阻的阻值约R=30×1000=30kΩ（2）欧姆档更换规律“大小，小大”，即当指针偏角较大时，表明待测电阻较小，应换较小的档位；反之应还较大的档位．电流总是从红表笔流入从黑表笔流出多用电表，每次换挡一定要进行欧姆调零，测量电阻一定要断电作业，故ABC 正确，D 错误．故选：ABC．故答案为：（1）cabe；30k；（2）ABC欧姆表是测量电阻的仪表，把被测电阻串联在红黑表笔之间，欧姆表电流是从黑表笔流出红表笔流入，（1）用欧姆表测电阻，每次换挡后和测量前都要重新调零（指欧姆调零）．（2）测电阻时待测电阻不仅要和电源断开，而且要和别的元件断开．（3）测量时注意手不要碰表笔的金属部分，否则将人体的电阻并联进去，影响测量结果．（4）合理选择量程，使指针尽可能在中间刻度附近．（1）实际应用中要防止超量程，不得测额定电流极小的电器的电阻（如灵敏电流表的内阻）．（2）测量完毕后，应拔出表笔，选择开关置于OFF 挡位置，或交流电压最高挡；长期不用时，应取出电池，以防电池漏电．（3）欧姆表功能：测量电阻、测二极管正负极．（4）用法：最好指针打到中间将误差减小．14.解：（1）根据图象中电压与电流描点的数据范围电压表3V 量程即可，即A；电流表选0.6A 量程即可，即D；为了调节方便滑动变阻器选择小阻值的R1即E，故应选择的器材有：ADEG．（2）电源内阻较小，测电源内阻时为了减小误差电流表采用外接，画出实验电路图如图：（3）画出直线，使尽量多的点在直线上，不在直线上的点均匀的分布在直线的两侧，偏离较远的点舍去，如上图．由电源的U-I 图象可知，电源电动势为：E=1.5V，内电阻为：r= = =0.5Ω故答案为：（1）ADEG；（2）如图；（3）E=1.5V，r=0.5Ω．（1）根据表格中电压与电流数据的范围选取电压表电流表的量程，为了调节方便滑动变阻器选择小阻值的R1即可；（2）电源内阻较小，测电源内阻时为了减小误差电流表采用外接．（3）电源的U-I 图象与纵坐标轴交点是电源电动势，图象斜率的绝对值是电源内阻，由图象可以求出电源电动势与内阻．本题考查了测电源电动势与内阻的实验电路、求电源电动势与内阻，掌握基础知识即可正确解题；求电源内阻时要注意图象纵坐标起点数值，否则会出错．15.（1）当电机不转时，其电路是纯电阻电路，由欧姆定律求出电机的内阻．当电机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，其输出功率P 出=P 总-P 内=UI-I2r，代入求解电动机正常工作时的输出功率．（2）电动机的转子突然被卡住时，电动机的发热功率P 热= ．对于电动机电路，要正确区分是纯电阻电路，还是非纯电阻电路，关键看转子是否转动，电能是否全部转化为内能．16.（1）A、B 间两点间的电势差是U AB=（2）由U AB=φA-φB，求出A 点的电势φB．（3）根据克服电场力做功，与电荷量沿电场方向移动的位移，可求出匀强电场的大小及方向．本题考查对电势差与电场强度关系的理解能力．还要抓住公式E= 中d 是沿着电场线方向的距离．同时考查沿着电场线方向电势是降低的．17.（1）电子垂直射入匀强磁场中，只受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，画出轨迹，由几何知识求出轨迹的半径，由牛顿第二定律求出质量．（2）由几何知识求出轨迹所对的圆心角α，由t= T 求出时间．（3）电子刚好不能从A 边射出，轨迹恰好与磁场右边界相切，由几何知识得到轨迹半径，即可由牛顿第二定律求得速度v．本题是带电粒子在匀强磁场中圆周运动问题，关键要画出轨迹，根据圆心角求时间，由几何知识求半径是常用方法．18.金属杆ab 受到重力、安培力、导轨的支持力和摩擦力平衡，金属杆与磁场方向垂直，安培力大小F A=BIL，根据平衡条件列方程求解．本题考查应用平衡条件解决磁场中通电导体的平衡问题，关键在于安培力分析和计算．本题要注意导体与磁场垂直．19.当电场竖直向上时，小球对斜面无压力，可知电场力和重力大小相等；当电场竖直向下时，小球受到向下的力为2mg；当小球恰好离开斜面时，在垂直于斜面的方向上合力为零，由此可求出此时的速度；小球平行斜面方向的分力不变，故加速度不变，根据速度位移关系公式求解位移，根据速度时间关系公式求解加速时间．该题考察了带电物体在复合场中的运动情况，解决此类问题要求我们要对带电物体进行正确的受力分析，要注意找出当小球离开斜面时的临界情况；然后结合牛顿第二定律和运动学公式列式求解．。

高二物理(选修3-1)模块测试卷

图8图7图6图2图3 高二物理（选修3-1）模块测试卷A 卷（50分）一、单项选择题（共6小题，每小题5分，共30分。

每题所给的选项中只有一个是正确的，选对的得5分，错选或不选的得0分）1．如图1所示，水平直导线ab 通有向右的电流I ，置于导线正下方的小磁针S 极将 A ．向纸外偏转 B ．向纸内偏转 C ．在纸面内顺时针转过90° D ．不动2．如图2所示，一个带正电的物体，从固定的粗糙斜面顶端沿斜面滑到底端时的速度为υ，若加上一个垂直纸面向外的匀强磁场，则物体沿斜面滑到底端时的速度A ．变小B ．变大C ．不变D ．不能确定3．将面积为1.0×10—3 m 2的圆面放入水平向右的匀强磁场中，圆面与磁感线之间的夹角为30°，如图3所示，若穿过该圆面的磁通量为3.0×10—5 Wb ，则此匀强磁场的磁感应强度B 等于A ．1.5×10—2 TB ．3.0×10—2TC ．6.0×10—2TD ．3.46×10—2T4．如图4所示，点电荷+Q 形成的电场中，ab 为电场中同一条电场线上的两点，b 离Q 的距离是a 离Q 的距离的2倍．将电荷量为+q 的电荷M 置于a ，将电荷量为—2q 的电荷N 置于b ，下列判断正确的是A ．a 处的电场强度小于b 处的电场强度B ．a 、b 处的电场强度方向相反C ．电荷N 受到Q 的电场力是电荷M 受到Q 的电场力的2倍D ．电荷M 受到Q 的电场力是电荷N 受到Q 的电场力的2倍 6．在如图6所示的电路中，当滑动变阻器的滑动片向下移动时，关于电灯L 的亮度及电容器C 所带电量Q 的变化判断正确的是A ．L 变暗，Q 增大B ．L 变暗，Q 减小C ．L 变亮，Q 增大D ．L 变亮，Q 减小二、实验题（共2小题，每小题5分，共10分）7．如图7所示，螺旋测微器所示的读数是______________mm ．8．如图8所示，为万用表欧姆挡的内部电路，a 、b 为表笔插孔，下列说法中正确的是_______图4图1NS图10M N·图11U图9×× 右盘 A ．a 孔插红表笔n B ．表盘刻度是均匀的C ．用×100Ω挡测量时，若指针指在0Ω附近，则应换用×1 kΩ挡D ．测量“220V 100W ”的灯泡的电阻，会发现测量的电阻比4840Ω小三、计算题（共1小题，共10分。

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。

人教版高中物理选修3-1模块测试.docx

高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）人教版选修3-1模块测试(时间：90分钟满分：100分)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)1．下列说法正确的是()A．放在匀强磁场中的通电导线一定受到恒定的磁场力作用B．沿磁感线方向磁场逐渐减弱C．磁场的方向就是通电导线所受磁场力的方向D．安培力的方向一定垂直于磁感应强度和直导线所决定的平面2．如图1所示，在电场中，将一个负电荷从C点分别沿直线移到A点和B点，克服静电力做功相同．该电场可能是()图1A．沿y轴正向的匀强电场B．沿x轴正向的匀强电场C．第Ⅰ象限内的正点电荷产生的电场D．第Ⅳ象限内的正点电荷产生的电场图23．如图2所示，a、b、c为电场中同一条电场线上的三点，c为ab的中点，a、b点的电势分别为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 VB．a点处的场强一定大于b处的场强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a4．用半导体材料制成热敏电阻，在温度升高时，电阻会迅速减小，如图3所示，将一热敏电阻接入电路中，接通开关后，会观察到()图3A．电流表示数不变B．电流表示数减小C ．电压表示数增大D ．电压表示数减小5．在如图4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( )图4A ．液滴仍保持静止状态B ．液滴做自由落体运动C ．电容器上的带电荷量与R 1的大小有关D ．电容器上的带电荷量增大6．带电荷量为q 的电荷，从静止开始经过电压为U 的电场加速后，垂直射入磁感应强度为B 的匀强磁场中，其运动轨道半径为R ，则电荷( ) A ．动能为qU B ．动能为qBRC ．运动速率为U BRD ．质量为B 2R 2q2U7．如图5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，其速度方向与电场线成150°角，则A 与B 两点间的电势差为( )图5 A ．300 V B ．－300 VC ．－100 VD ．－1003V8．关于图6门电路的符号，下列说法中正确的是( )图6A ．甲为“非”门、乙为“与”门、丙为“或”门B ．甲为“与”门、乙为“或”门、丙为“非”门C ．甲为“非”门、乙为“或”门、丙为“与”门D ．甲为“或”门、乙为“与”门、丙为“非”门图79．如图7所示，a 、b 是一对平行金属板，分别接到直流电源两极上，右边有一挡板，正中间开有一小孔d ，在较大空间范围内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向里，在a 、b 两板间还存在着匀强电场E .从两板左侧中点c 处射入一束正离子(不计重力)，这些正离子都沿直线运动到右侧，从d 孔射出后分成3束．则下列判断正确的是( )A．这三束正离子的速度一定不相同B．这三束正离子的质量一定不相同C．这三束正离子的电荷量一定不相同D．这三束正离子的比荷一定不相同10．如图8所示，用绝缘细线拴一带负电小球，在竖直平面内做圆周运动，匀强电场方向竖直向下，则()图8A．当小球运动到最高点a时，线的张力一定最小B．当小球运动到最低点b时，小球的速度一定最大C．当小球运动到最高点a时，小球的电势能最小D．小球在运动过程中机械能不守恒题号12345678910答案第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、实验题(本题共3小题，共14分)11．(4分)带正电1.0×10－3 C的粒子，不计重力，在电场中先后经过A、B两点，飞经A点时动能为10 J，飞经B点时动能为4 J，则带电粒子从A点到B点过程中电势能增加了________________，A、B两点电势差为__________．12．(6分)一回旋加速器，在外加磁场一定时，可把质子(11H)加速到v，使它获得的动能为E k，则：(1)它能把α粒子(42He)加速到的速度为____________________．(2)它能使α粒子获得的动能为__________．(3)加速α粒子的交流电压频率与加速质子的交流电压频率之比为__________．13．(4分)在“测定金属的电阻率”的实验中：(1)用准确到0.01 mm的螺旋测微器测量金属电阻丝直径，一次测量时其读数如图9所示，被测金属电阻丝直径为________ mm；图9(2)在虚线框图10内画出用伏安法测金属电阻丝电阻R(约几欧姆)的电路图．图10三、计算题(本题共4小题，共46分)14．(10分)如图11所示，一个质量为m，电荷量为q，不计重力的带电粒子从x轴上的P(a,0)点以速度v，沿与x轴正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限．求匀强磁场的磁感应强度B和穿过第一象限的时间．图1115．(10分)如图12所示，用长L的绝缘细线拴住一个质量为m，带电荷量为q的小球，线的另一端拴在水平向右的匀强电场中，开始时把小球、线拉到和O在同一水平面上的A点(线拉直)，让小球由静止开始释放，当摆线摆到与水平线成60°角到达B点时，球的速度正好为零．求：图12(1)B、A两点的电势差；(2)匀强电场的场强大小．16．(11分)已知电流表的内阻R g ＝120 Ω，满偏电流I g ＝3 mA ，要把它改装成量程是6 V 的电压表，应串联多大的电阻？要把它改装成量程是3 A 的电流表，应并联多大的电阻？图1317．(15分)如图13所示，有界匀强磁场的磁感应强度B ＝2×10－3 T ；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 ＝6.4×10－27 kg ，以v ＝4×104 m/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．(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 .参考答案1．D [由F ＝BIL sin θ知，当θ＝0°时，F ＝0，故A 错；F 的方向一定与B 和I 所决定的平面垂直，所以D 正确．]2．AD [由题意知φA ＝φB ，A 、B 应处在同一等势面上，又W CA ＝qU CA ＜0，q ＜0，故U CA ＞0，即φC ＞φA ，符合条件的可能是选项A 、D .]3．C [该电场不一定是匀强电场，φc 不一定等于φa ＋φb2＝4 V ，故A 、B 错误；由φa ＞φb 知，电场线由a 指向b ，正电荷在c 点的受力也应由c 指向b ，选项D 错误；由E p ＝qφ知选项C 正确．]4．D [接通开关后热敏电阻的温度升高，电阻减小，总电阻减小，I 总＝UR 总得I 总增大，电流表示数变大，A 、B 错误．R 1中电流I 1不变，R 2支路的电流I 2增大，U R2增大，又U ＝U R2＋U 热，则U 热减小，D 正确．]5．D [当电键S 闭合时，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 错误．由Q ＝CU 知，此时R 1上无电流，U ＝E ，与R 1的大小无关．电容器上的带电荷量增大，故选项D 正确，C 错误．]6．AD [电荷在电场中加速过程由动能定理qU ＝12mv 2＝E k ①电荷在匀强磁场中做匀速圆周运动，则qvB ＝m v2R②由①知E k ＝qU ，故A 对，B 错；由①②式得v ＝2U BR ，m ＝B 2R 2q2U，故C 错，D 对．]7．B [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．] 8．C9．D [本题考查带电粒子在电场、磁场中的运动，速度选择器的知识．带电粒子在金属板中做直线运动，qvB ＝Eq ，v ＝EB，表明带电粒子的速度一定相等，而电荷的带电量、电性、质量、比荷的关系均无法确定；在磁场中R ＝mvBq，带电粒子运动半径不同，所以比荷一定不同，D 项正确．]10．CD [qE ＝mg ，小球将做匀速圆周运动，球在各处对细线的拉力一样大；若qE ＜mg ，球在a 处速度最小，对细线的拉力最小；若qE ＞mg ，球在a 处速度最大，对细线的拉力最大，故A 、B 错；a 点电势最高，负电荷在电势最高处电势能最小，故C 正确；小球在运动过程中除重力外，还有静电力做功，机械能不守恒，D 正确．] 11．6 J －6 000 V解析由动能定理可得E k B －E k A ＝W AB ＝－6 J ．电场力做负功，电势能增加，U AB ＝W ABq＝－6 000 V .12．(1)v2(2)E k (3)1∶2解析应用粒子在磁场中做圆周运动的半径公式和周期公式便可求出速度的表达式及频率表达式．(1)设加速器D 形盒的最大半径为R ，磁场的磁感应强度为B ，由R ＝mv qB ，得v ＝qBRm，v αv p ＝q αq p ×m p m α＝21×14＝12.所以α粒子获得的速度v α＝12v p ＝12v. (2)由动能E k ＝12mv 2，得E kαE kp ＝⎝⎛⎭⎫v αv p 2×m αm p ＝⎝⎛⎭⎫122×41＝11.所以α粒子获得的动能也为E k .(3)交流电压频率与粒子在磁场中的回旋频率相等ƒ＝1T ＝qB 2πm ，ƒαƒp ＝q αq p ×m p m α＝21×14＝12.13．(1)0.760 (2)实验电路如图所示．14.3mv 2qa 43π9va解析根据题意知，带电粒子的运动轨迹，垂直于y 轴，必然有圆心在y 轴上，根据半径垂直于速度，则可确定圆心O ，如图所示．由几何关系知粒子运动的半径r ＝233a由qvB ＝mv 2r 得 r ＝mvqB由以上两式可得B ＝3mv2qa由qvB ＝mr(2πT )2得T ＝2πm qB ＝4πa3v则t ＝T 3＝43πa 9v .15．(1)3mgL 2q (2)3mgq解析 (1)由动能定理得：mgL sin 60°－qU BA ＝0 所以U BA ＝ 3mgL2q(2)U BA ＝EL(1－cos 60°) 得：E ＝3mgq. 16．1 880 Ω 0.12 Ω解析 U g ＝I g R g ＝120 Ω×3×10－3 A ＝0.36 V 要改装为6 V 电压表，应串联一电阻，该电阻应分得电压为6 V －0.36 V ＝5.64 V 的电压由欧姆定律R ＝5.64 V3 mA＝1 880 Ω要改装为3 A 电流表应并联一电阻，该电阻分得电流为3 A －3 mA ＝2.997 A由欧姆定律R ′＝0.36 V2.997 A≈0.12 Ω.17．(1)轨迹见解析图 (2)0.4 m(3)7.68×10－18 J解析 (1)轨迹如右图(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 .。

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．则下b两点在同一等势面上，乙两个带电粒子以相同的速率，沿a示数如图所示,则该电阻的阻值是________8分)在用电压表和电流表测电池的电动势和内阻的实验中，所用电压表和电流表的内阻分别为1 kΩ和0.1 Ω，图9为实验原理图及所需器件图．）在图中画出连线，将器件按原理图连接成实物电路．2）一位同学记录的6组数据见下表，试根据这些数据在图10中画出U－I图象，根据图象读出电池的电动三、计算题（本题共4小题，共38分,计算时必须有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)15．（9分)把带电荷量2×10－8 C的正点电荷从无限远处移到电场中A点,要克服电场力做功8×10－6 J，若把该电荷从无限远处移到电场中B点，需克服电场力做功2×10－6 J,规定无限远处电势为零。

求：(1）A点的电势；（2）A、B两点的电势差；(3）把2×10－5 C的负电荷由A点移到B点电场力做的功．16．(9分）如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m,质量为6×10－2 kg的通电直导线，电流强度I＝1 A，方向垂直于纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0。

4 T，方向竖直向上的磁场中,设t＝0时，B＝0，则需要几秒，斜面对导线的支持力为零？(g取10 m/s2)0。

物理选修3-1模块测评附答案含解析精品

模块测评（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，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1.在图1所示的情况下，a 、b 两点的电势相等，电场强度也相等的是（）图1A.带电平行板电容器两板间除边缘附近处的a 、b 两点(甲图)B.达到静电平衡时导体内部的a 、b 两点(乙图)C.离点电荷等距的a 、b 两点(丙图)D.两个等量异种电荷连线的中垂线上，与连线中点O 等距的a 、b 两点(丁图)解析：甲图电场强度相等，但电势不相等；乙图电势、电场强度都相等；丙图电势相等，但电场强度不相同；丁图电势、电场强度都相等. 答案：BD2.如图2所示的电场中有A 、B 两点，该两点场强的大小和电势分别用E a 、E b 和φa 、φb 表示，则…（）图2A.E a ＞E b ，φa ＞φbB.E a ＞E b ，φa ＜φbC.E a ＜E b ，φa ＞φbD.E a ＜E b ，φa ＜φb 解析：沿电场线方向电势降低，电场线的疏密程度表示电场强度的大小，所以C 正确. 答案：C3.两电子从同一点垂直于磁场方向进入匀强磁场，其速度大小分别为v 1和v 2，且v 2＝2v 1，电子在磁场中做匀速圆周运动，两电子的轨道半径之比r 1∶r 2和周期之比T 1∶T 2应为（） A.r 1∶r 2＝1∶2，T 1∶T 2＝1∶2 B.r 1∶r 2＝2∶1，T 1∶T 2＝1∶1 C.r 1∶r 2＝1∶2，T 1∶T 2＝1∶1 D.r 1∶r 2＝1∶1，T 1∶T 2＝2∶1 解析：由r =qB m v及T =qBm π2得r 1∶r 2＝1∶2，T 1∶T 2＝1∶1.答案：C4.如图3所示，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，匀强电场E竖直向下，一个带电微粒在竖直平面内做匀速圆周运动(不计空气阻力)图3①此微粒带正电②此微粒带负电③此微粒顺时针方向转动④此微粒逆时针方向转动以上说法正确的是（）A.①③B.②④C.①④D.②③解析：微粒的重力和电场力一定大小相等、方向相反，是洛伦兹力提供向心力，所以B正确.答案：B5.如图4所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向里的电流.用F N表示磁铁对桌面的压力，用F f表示桌面对磁铁的摩擦力，导线中通电后与通电前相比较（）图4A.F N减小，F f＝0B.F N减小，F f≠0C.F N增大，F f＝0D.F N增大，F f≠0解析：根据左手定则，磁铁对导线产生向上的作用力，导线就对磁铁产生向下的作用力，所以磁铁对桌面的压力增大，因为磁铁相对桌面没有相对运动趋势，所以摩擦力还是零.答案：C6.如图5所示的电路中，当滑动变阻器R的滑动触头P向a端滑动时，电压表○V、电流表○A 示数的变化情况是（）图5A.○V增大，○A增大B.○V增大，○A减小C.○V减小，○A增大D.○V减小，○A减小解析：当滑动变阻器R 的滑动触头P 向a 端滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，总电阻增大，总电流减小，内电压减小，所以路端电压增大，流过R 1的电流增大，而总电流减小了，所以流过R 2的电流减小了. 答案：B7.如图6所示，AB 两端电压U 恒定，C 为平行板电容器，○A 为电流表，电阻R 1=R 3＞R 2，开始开关S 是断开的，则（）图6A.增大电容器两极板间的距离，流过○A 的瞬间电流方向向下B.减小电容器两极板间的正对面积，流过○A 的瞬间电流方向向下C.在电容器两极板间插入玻璃板，流过○A 的瞬间电流方向向下D.S 闭合时，流过○A 的瞬间电流方向先向下后向上解析：开关S 断开时，电容器两端的电压等于R 2两端的电压，保持不变，当增大电容器两极板间的距离时，电容减小，所以电荷量减小，电容器放电，流过○A 的瞬间电流方向向上；减小电容器两极板间的正对面积时，电容减小，所以电荷量减小，电容器放电，流过○A 的瞬间电流方向向上；在电容器两极板间插入玻璃板，电容增加，电容器继续充电，流过○A 的瞬间电流方向向下；S 闭合时，电容器两端电压等于R 3两端的电压，也就是U ，不过两极板电势反了，所以流过○A 的瞬间电流方向先向上后向下. 答案：C8.如图7所示，沿直线通过速度选择器的正离子从狭缝S 射入磁感应强度为B 2的匀强磁场中，偏转后出现的径迹半径之比为R 1∶R 2＝1∶2.这是由于（）图7A.离子的速度之比v 1∶v 2＝1∶2B.离子的电荷量之比q 1∶q 2＝2∶1C.离子的质量之比m 1∶m 2＝1∶2D.离子的比荷之比2211:m q m q ＝2∶1解析：由R =qB m v 得，11m q＝2∶1. 答案：D9.三个速度大小不同的同种带电粒子，沿同一方向从如图8所示的长方形区域的匀强磁场上边缘射入匀强磁场，当它们从下边缘飞出时对入射方向的偏角分别为90°、60°、30°，则它们在磁场中的运动时间之比为（）图8 A.1∶1∶1B.1∶2∶3C.3∶2∶1D.1∶2∶3解析：根据t =qBmπ2360⨯θ，得时间之比就等于偏转角度之比，所以正确选项为C. 答案：C10.如图9所示，电阻R 和电动机M 串联接到电路中.已知电阻R 跟电动机线圈电阻相等，开关闭合后，电动机正常工作，设电阻R 和电动机两端的电压分别为U 1和U 2，经过时间t 后，电流通过电阻R 做功W 1，产生的电热为Q 1；电流通过电动机M 做功W 2，产生的电热为Q 2，则一定有（）图9A.U 1＜U 2，Q 1＞Q 2B.U 1＜U 2，Q 1＝Q 2C.W 1＜W 2，Q 1＜Q 2D.W 1＝W 2，Q 1＝Q 2 解析：电动机为非纯电阻，其消耗的电能一部分转化为机械能，另一部分转化为内能，当电阻R 和电动机M 串联接到电路中时应当有U 1＜U 2，Q 1＝Q 2. 答案：B二、填空题（共4小题，每题6分，共24分）11.如图10所示，a 、b 两导体棒的长均为L 、质量均为m ，a 放置在倾角θ＝45°的光滑斜面上，b 固定在距a 为x 的同一水平面处，且a 、b 水平平行.当a 、b 均通以大小为I 、同向平行的电流时，a 恰能在斜面上保持静止，则b 中的电流在a 处所产生的磁场的磁感应强度B 的大小为_______.图10解析：a 受重力、支持力、引力三个共点力的作用处于平衡状态，所以F 引=mg tan45°=mg =BIL ，所以B =IL mg. 答案：ILmg12.光敏电阻是一种受光照时电阻会突然变小的可变电阻.在如图11所示的电路中，R 为光敏电阻，无光照时，电阻值R 暗＝6×103 Ω；有光照时，电阻值R 亮＝100 Ω.已知保护电阻R 0＝1×103 Ω，电压表内阻为3×103 Ω，电源电动势E ＝1.5 V 、内阻r ＝0.5 Ω.则该电路在有光照与无光照两种情况下，输出电压的变化量为_________V(保留一位有效数字).图11解析：有光照时，输出电压为U 1=VV VvR R R R R R R R R E+⨯++亮亮亮亮0=0.13 V ；无光照时，输出电压为U 2=VV VV R R R R R R R R R E+⨯++暗暗暗暗0=1.0 V ，所以输出电压的变化量为ΔU =U 2-U 1≈0.9 V .答案：0.913.要求测量由2节干电池串联而成的电池组的电动势E 和内阻r (约几欧).提供下列器材：电压表V 1(量程3 V ，内阻1 kΩ)；电压表V 2(量程15 V ，内阻2 kΩ)；电阻箱(0～9 999 Ω)；开关；导线若干.某同学用量程为15 V 的电压表连接成如图12所示的电路，实验步骤如下：图12(1)合上开关S ，将电阻箱阻值调到R 1＝10 Ω，读得电压表的读数为U 1；(2)将电阻箱的阻值调到R 2＝20 Ω，读得电压表的读数为U 2，由方程组U 1=E -11R U r ，U 2=E -22R U r ，解出E 和r .为了减少实验误差，上述实验在选择器材和实验步骤中，应作哪些改进?答案：应选量程为3 V 的电压表.改变电阻箱阻值R ，读取若干个U 的值，由I =RU计算出电流的值，然后作出U -I 图线，得到E 、r14.如图13所示为一可供使用的多用电表.S 为选择开关，Q 为欧姆挡调零旋钮.现在要用它检验两个电阻的阻值(图中未画电阻)，已知阻值分别为R 1＝60 Ω，R 2＝470 kΩ.下面提出了在测量过程中一系列可能的操作.请你选出能尽可能准确地测定各阻值和符合多用电表安全使用规则的各项操作，并且将它们按合理顺序填写在后面的横线上空白处.图13A.旋动S 使其尖端对准欧姆挡×1 k ；B.旋动S 使其尖端对准欧姆挡×100；C.旋动S 使其尖端对准欧姆挡×10；D.旋动S 使其尖端对准欧姆挡×1；E.旋动S 使其尖端对准V×1 000；F.将两表笔分别接到R 1的两端，读出R 1的值，随后即断开；G.将两表笔分别接到R 2的两端，读出R 2的阻值，随后即断开；H.两表笔短接，调节Q 使表针对准欧姆挡刻度盘上的0，随后即断开. 所选操作及其顺序为(用字母代号填写)_________ . 答案：DHFAHGE 或AHGDHFE三、计算题（共36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.（8分）如图14所示，阴极K 发射出的电子(初速不计)被加速电压U 1加速后，垂直电场方向进入偏转电场AB ，AB 为平行金属板，其长度为L ，两板间的距离为d ，两板间的电压为U 2，上板带正电，电子质量为m.求：图14(1)电子离开偏转电场时的偏转距离；(2)电子离开偏转电场时的偏转角(用反三角函数表示). 解析：(1)在加速电场中：eU 1=21mv 02① 在偏转电场中：L =v 0t② 偏距：y =21at 2③ 又a =m eE m F④ E =dU 2⑤由①~⑤式联立解得：y =dU L U 1224.⑥(2)如下图所示tan θ=0v v y ⑦ v y =at⑧由①②④⑦⑧式联立解得θ=arctandU LU 122. 16.(8分)如图15所示的电路中，电源电动势E ＝9 V ，内电阻r ＝0.6 Ω，R 1＝4.4 Ω，R 2＝6 Ω，变阻器R 3开始时放在电阻值为12 Ω处，求：图15(1)此时通过R 1的电流和此时电源的输出功率.(2)R 2的额定功率为3.84 W ，若要使R 2消耗的实际功率不超过它的额定功率，R 3的阻值应取什么范围?解析：(1)R 2、R 3并联后的电阻R ′=126126+⨯ Ω=4 Ω 通过R 1的电流I 1=rR R E+'+1=1 A电源输出功率P 出=I 12（R 1+R ′）=8.4 W.(2)由P =I 2R 可得R 2的额定电流I 2=2/R P =0.8 A 而R 2的额定电压U 2＝I 2R 2＝4.8 V ，干路总电流I =rR U E +-12=0.84 A此时R 3=22I I U -=120 Ω 则R 3的取值范围为：R 3≤120 Ω.17.(10分)如图16所示，ab c d 是一个正方形的盒子；在cd 边的中点有一小孔e .盒子中存在着沿ad 方向的匀强电场，场强大小为E ，一粒子源不断地从a 处的小孔沿ab 方向向盒内发射相同的带电粒子，粒子的初速度为v 0，经电场作用后恰好从e 处的小孔射出，现撤去电场，在盒子中加一方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B (图中未画出)，粒子仍恰好从e 孔射出(带电粒子的重力和粒子之间的相互作用力均可忽略不计).图16(1)所加的磁场的方向如何?(2)电场强度E 与磁感应强度B 的比值为多大?解答：(1)根据粒子在电场中的偏转方向，可知粒子带正电，根据左手定则可判定磁场方向垂直于纸面向外.(2)设带电粒子的电荷量为q 、质量为m ，盒子的边长为l 粒子在电场中运动，则有：2l=v 0t ，l =221t mqE 由以上两式解得：E =qlmv 28带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如右图所示，设轨迹半径为r ，由牛顿第二定律得：qv 0B =rm v 2解得：r =qBm v 0，再根据如图几何关系得：(l -r )2+(2l)2=r 2解得：r =85l ，由以上两式联立解得B =qlm v 580，所以05v B E . 18.（10分）一个负离子，质量为m ，电荷量大小为q ，以速率v 垂直于屏S 经过小孔O 射入存在着匀强磁场的真空室中，如图17所示.磁感应强度B 的方向与离子的运动方向垂直，并垂直于图中纸面向里.图17（1）求离子进入磁场后到达屏S 上时的位置与O 点的距离.（2）如果离子进入磁场后经过时间t 到达位置P ，证明：直线OP 与离子入射方向之间的夹角θ跟t 的关系是θ=mqB 2t .解析：（1）离子的初速度与匀强磁场的方向垂直，在洛伦兹力作用下，做匀速圆周运动.设圆半径为r ，则据牛顿第二定律可得：Bqv =r v m 2，解得r =Bqm v如下图所示，离子回到屏S 上的位置A 与O 点的距离为：AO =2r ，所以AO =Bqm v2.（2）当离子到位置P 时，圆心角：α=t mBq r vt 因为α=2θ，所以θ=mqB2t .。