高二物理选修3-1模块综合测试.doc

班级___________学号______________姓名__________
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高二物理选修3－1模块综合训练（三）
注意事项：
1． 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分．试卷共18小题，考试时间90分钟，总分100分．
2． 第Ⅰ卷选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．
3． 第Ⅱ卷答案写在答题卷相应的位置处，超出答题区域或在其它题的答题区域内书写的答案无效；在草稿纸、本试题卷上答题无效．
第Ⅰ卷
一、选择题(本题共12小题，每题4分，共48分．有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，请选出正确选项前的字母。)
1．发现通电导线周围存在磁场的科学家是(　　)
A．洛伦兹 B．库仑
C．法拉第 D．奥斯特
2．在一个点电荷形成的电场中，关于电场强度和电势的说法中正确的是（ ）
A．没有任何两点电场强度相同
B．可以找到很多电场强度相同的点
C．没有任何两点电势相等
D．可以找到很多电势相等的点
3．导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，在温度不变的情况下，下列表述正确的是(　 　)
A．横截面积一定，电阻与导体的长度成正比
B．长度一定，电阻与导体的横截面积成正比
C．电压一定，电阻与通过导体的电流成反比
D．电流一定，电阻与导体两端的电压成正比
P
4.一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P点，如图所示.以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，ε表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则（ ）
A.U变小，E不变
B.E变大，ε变大
C.U变小，ε不变
D.U不变，ε不变
5.如右图所示，AB是某点电荷电场中一条电场线，在电场线上P处自由释放一个负试探电荷时，它沿直线向B点处运动，对此现象下列判断正确的是(不计电荷重力)(　 )
A．电荷向B做匀加速运动
B．电荷向B做加速度越来越小的运动
C．电荷向B做加速度越来越大的运动
D．电荷向B做加速运动，加速度的变化情况不能确定
6.如右图所示，当滑动变阻器的滑动触头P向右移动时，三个灯泡亮度的变化情况是(　 　)
A．L1变亮，L2和L3皆变暗
B．L1变亮，L2不能确定，L3变暗
C．L1变暗，L2变亮，L3也变亮
D．L1变亮，L2变亮，L3变暗
7.如图所示，直线A为电源的U-I图线，曲线B为灯泡电阻的U-I图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率和电路的总功率分别是( )
A．4W、8W B．2W、4W
C．4W、6W D．2W、3W
8.如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心，且垂直于线圈平面，当线圈中通入如图所示方向的电流后，线圈的运动情况是( )
A.线圈向左运动 B.线圈向右运动
C.从上往下看顺时针转动 D.从上往下看逆时针转动
x
x1
x2
a0
b0
B
A
U
v0
S

9.下图是质谱仪工作原理的示意图。带电粒子a、b经电压U加速（在A点初速度为零）后，进入磁感应强度为B的匀强磁场做匀速圆周运动，最后分别打在感光板S上的x1、x2处。图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径，则 ( )
A．a的质量一定大于b的质量
B．a的电荷量一定大于b的电荷量
C．a运动的时间大于b运动的时间
D．a的比荷（q a /ma）大于b的比荷（qb /mb）
10.空间存在竖直向下的匀强电场和水平方向（垂直纸面向里）的匀强磁场，如图所示，已知一离子在电场力和洛仑兹力共同作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C为运动的最低点.不计重力，则　　( )　　
　　A.该离子带负电
　　B.A、B两点位于同一高度
　　C.C点时离子速度最大
　　D.离子到达B点后，将沿原曲线返回A点　
11．如下图为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B点．在这一运动过程中克服重力做的功为2.0 J，电场力做的功为1.5 J．则下列说法正确的是(　 　)
A．粒子带负电
B．粒子在A点的电势能比在B点少1.5 J
C．粒子在A点的动能比在B点多0.5 J
D．粒子在A点的机械能比在B点少1.5 J
Q
b
甲
乙
d
c
a
12．如图所示，虚线表示某点电荷Q所激发电场的等势面，已知a、b两点在同一等势面上， c、d两点在另一个等势面上。甲、乙两个带电粒子以相同的速率，沿不同的方向从同一点a射入电场，在电场中沿不同的轨迹adb曲线、acb曲线运动。则下列说法正确的是 （ ）
①两粒子所带的电荷符号不同
②甲粒子经过c点时的速度大于乙粒子经过d点的速度
③两个粒子的电势能都是先减小后增大
④经过b点时，两粒子的动能一定相等
A．①② B．①③ C．③④ D． ①④
第Ⅱ卷
二、实验题(本题共2小题，共14分)
13．（6分）一多用电表的欧姆挡有三个倍率，分别是×1 Ω、×10 Ω、×100 Ω.用×10 Ω挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到________挡．如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是________，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图所示，则该电阻的阻值是________ Ω.

14.（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．
(1)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势E＝______________ V，求出电池的内阻r＝____________ Ω.
I(A)
0.12
0.20
0.31
0.32
0.50
0.57
U(V)
1.37
1.32
1.24
1.18
1.10
1.05

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)

17.（10分）如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a 、b相距d = 0.10m，a 、b间的电场强度为E = 5.0×105N/C，b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B = 6.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场. d
a
b
P
B
θ
υ0
υ
今有一质量为m = 4.8×10-25kg、电荷量为q = 1.6×1018C的带正电的粒子（不计重力），从贴近a 板的左端以v0= 1.0×10 6m/s的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P穿过b板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到边界b的Q（图中未标出）处.试求
（1）粒子穿过狭缝P时的速度v及其与b板的夹角θ.
（2）P、Q之间的距离L.

18.（10分）如图所示，一个质量为m，带电量为+q的粒子以速度v0从O点沿y轴正方向射入磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，粒子飞出磁场区域后，从点b处穿过x轴，速度方向与x轴正方向的夹角为300.粒子的重力不计，试求:
b
x
y
O
m,q
v0
30°
(1)圆形匀强磁场区域的最小面积.
(2)粒子在磁场中运动的时间.
(3)b到O的距离.

参考答案

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
D
AD
A
AC
D
C
C
A
D
BC
CD
A

13．×100 Ω　调零　2.2×103
解析　用×10 Ω挡测电阻时，表头指针偏转角度很小，说明待测电阻阻值很大，应换到×100 Ω挡，换当后应先调零，由表盘可知，其测量电阻的阻值为R＝22×100 Ω＝2.2×103 Ω.
14．(1)、(2)见解析图　1.45　0.69
解析　(1)按照实验原理图将实物图连接起来，如图甲所示．
(2)根据U、I数据，在方格纸U­I坐标系上找点描迹．如图乙所示，然后将直线延长，交U轴于U1≈1.45 V，此即为电源电动势；交I轴于I≈0.65 A，注意此时U2＝1.00 V，由闭合电路欧姆定律得I＝，则r＝＝ Ω≈0.69 Ω.

甲

乙
15.解析：　(1)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，所以EpA＝8×10－6 J．φA＝＝＝400 V，
(2)EpB＝2×10－6 J，φB＝＝＝100 V．
由电势差定义：UAB＝φA－φB＝300 V.
(3)把2×10－5 C的负电荷由A点移到B点电场力做的功为：
WAB＝qUAB＝－2×10－5×300 J＝－6×10－3 J.
答案：　(1)400 V　(2)300 V　(3)－6×10－3 J
16．【答案】5 s
【详解】斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图所示
由平衡条件FTcos37°＝F
a
b
υ0
P
B
θ
υ0
O
υ
Q
υ
FTsin37°＝mg
由①②解得：F＝
代入数值得：F＝0.8 N
由F＝BIL得B＝＝ T＝2 T
B与t的变化关系为B＝0.4t
解得t＝5 s
17.（1）粒子从a 板左端运动到P处，由动能定理得
qEd =mυ2 - mυ02
υ =
代入有关数据，解得
b
x
y
O
R
v0
60°
l
υ = × 106m/s

θ = 30°
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，圆心为O，半径为r，如图。由几何关系得
∠POQ = 2θ = 60°
= rsin30°
所以 L = r
又
L = = m

18.解:(1)带电粒子在磁场中运动时，洛仑兹力提供向心力

其转动半径为
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，连接粒子在磁场区入射点和出射点得弦长为:

要使圆形匀强磁场区域面积最小，其半径刚好为l的一半，即:

其面积为
(2)带电粒子在磁场中轨迹圆弧对应的圆心角为1200，带电粒子在磁场中运动的时间为转动周期的，
(3)带电粒子从O处进入磁场，转过1200后离开磁场，再做直线运动从b点射出时ob距离:

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