高中物理选修3-1期末测试题及答案(3)

高中物理选修3-1期末测试题（三）

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一，选择题（本题共10小题，共40分，每题有一个或多个选项符合题意，全部选对得4分，不全的得2分，有错项的得0分）

1．关于电场强度和磁感应强度，下列说法正确的是（ ） A ．电场强度的定义式q

F E =适用于任何电场

B ．由真空中点电荷的电场强度公式2

r

Q k E ?=可知，当r →0时，E →无穷大

C ．由公式IL

F B =可知，一小段通电导线在某处若不受磁场力，则说明此处一定无磁场

D ．磁感应强度的方向就是置于该处的通电导线所受的安培力方向

2．甲、乙两个点电荷在真空中的相互作用力是F ，如果把它们的电荷量都减小为原来的2

1，距离增加到原来的

2倍，则相互作用力变为（ ） A ．F 8

B ．F 2

1

C ．F 4

1

D ．F 16

1

3．如图所示，在真空中有两个等量的正电荷q 1和q 2，分别固定在A 、B 两点，DCE 为AB 连线的中垂线，现将一个正电荷q 由c 点沿CD 移到无穷远，则在此过程中（ ） A ．电势能逐渐减小 B ．电势能逐渐增大

C ．q 受到的电场力逐渐减小

D ．q 受到的电场力先逐渐增大后逐渐减小

4．如图所示，A 、B 、C 、D 、E 、F 为匀强电场中一个边长为1m 的正六边形的六个顶点，A 、B 、C 三点电势分别为10V 、20V 、30V ，则下列说法正确的是（ ）

A ．

B 、E 一定处在同一等势面上 B ．匀强电场的场强大小为10V/m

C ．正点电荷从E 点移到F 点，则电场力做负功

D ．电子从F 点移到D 点，电荷的电势能减少20eV

5．一个阻值为R 的电阻两端加上电压U 后，通过电阻横截面的电荷量q 随时间变化的图象如图所示，此图象的斜率可表示为（ ） A ．U

B ．R

C ．

R

U D ．

R

1 6．有一个直流电动机，把它接入0.2V 电压的电路中电机不转，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，正常工作时的电流是1.0A ，此时，电动机的输出功率是出P ；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热P ，则（ ） A ．W P W P 5.0,2==热出 B ．W P W P 8,5.1==热出 C ．W P W P 8,2==热出

D ．W P W P 5.0,5.1==热出

7．如图所示电路图中，R 1、R 2为定值电阻，R 3为滑动变阻器，电源内阻不可忽略，当滑动变阻器的滑动片向右移动时，电流表、电压表可视为理想电表，关于电流表和电压表示数的变化情况的分析，正确的是（ ）

A ．电流表和电压表读数均增大

B ． 电流表和电压表读数均减小

C ．电压表V 1的示数变化量小于电压表V 2的示数变化量

D ．电流表读数变小，电压表V 2读数变大，V 1读数减小

8．有一毫伏表，它的内阻是100Ω，量程为0.2V ，现要将它改装成量程为10A 的电流表，则毫伏表应（ ） A ．并联一个0.02Ω的电阻 B ．并联一个0.2Ω的电阻 C ．串联一个50Ω的电阻

D ．串联一个4900Ω的电阻

9．如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，放置一根长为L ，质量为m 的导体棒。在导体棒中通以电流I 时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B 的大小和方向正确的是（ ）

A ．IL mg

B α

sin =，方向垂直斜面向上

B ．IL mg B α

sin =，方向垂直斜面向下

C ．IL mg B α

tan =，方向竖直向下

D ．IL

mg B α

tan =，方向竖直向上

10．如图所示，在半径为R 的圆形区域内，有匀强磁场，磁感应强度为B ，方向垂直于圆平面（未画出）。一群比荷为

m

q

的负离子以相同速率v 0（较大），由P 点在纸平面内向不同方向射入磁场中发生偏转后，又飞出磁场，最终打在磁场区域右侧的荧光屏（足够大）上，则下列说法正确的是（不计重力）（ ） A ．离子在磁场中运动时间一定相等 B ．离子在磁场中的运动半径一定相等

C ．由Q 点飞出的离子在磁场中运动的时间最长

D ．沿PQ 方向射入的离子飞出时偏转角最大 二、填空题（11、12、13题每空2分，14题10分，共26分）

11．一回旋加速器，在外加磁场一定时，可把质子（H 1

1）加速到v ，使它获得动能为E k ，则：

①能把α粒子（He 4

2）加速到的速度为 。②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 。

12．如图所示，A 和B 两平行金属板相距10mm ，M 点距A 板及N 点距B 板均为2mm ， 则板间场强为 N/C ，A 板电势为 V ，N 点电势为 V 。 13．电子质量为m ，带电量为e ，垂直射入磁感应强度为B ，方向垂直于纸

面向外，宽度为d 的匀强磁场区域。当它从磁场区域射出时，速度方向偏转了30°角，如图所示，则电子进入磁场时的速度大小是 ；在磁场中运动的时间是 。

14．某同学先用欧姆表的“×10”档粗测一电阻阻值，欧姆表示数如图所示，现欲用伏安法较准确地测定其阻值，给出下列仪器供选用： A ．9V 电池

B ．电流表（0～0.6A ，10Ω）

C ．电流表（0～0.1A ，3Ω）

D ．电压表（0～3V ，2k Ω）

E ．电压表（0～15V ，45k Ω）

F ．滑动变阻器（0～10Ω，0.1A ）

G ．滑动变阻器（0～20Ω，1A ）

H ．导线、电键

（1）上述器材中应选用 （填代号）。 （2）在虚线框中画出电路图。 三、计算题（8′+9′+8′+9′=34分）

15．如图，宽度为m l 8.0=的某一区域存在相互垂直的匀强电场E 与匀强磁场B ，其大小C N E /1028

?=，B=10T 。一带正电的粒子以某一初速度由M 点垂直电场和磁场方向射入，沿直线运动，从N 点离开；若只撤去磁场，则粒子从P 点射出且速度方向发生了45°的偏转。不计粒子的重力，求粒子的电荷量与质量之比m

q

。

16．如图所示电路中，Ω=31R ，Ω=62R ，Ω=5.13R ，F C μ20=。当开关S 1闭合、S 2断开，电路稳定时，电源的总功率为2W ，当开关S 1、S 2都闭合，电路稳定时，电源的总功率为4W ，求：

图

13

（1）电源电动势E 和内电阻r ；

（2）当S 1、S 2都闭合时电源的输出功率及电源内部产生的热功率；

（3）当S 1闭合，分别计算在S 2闭合与断开时，电容器所带的电荷量各为多少？

17．如图所示，铜棒ab 长0.1m ，质量为kg 2

106-?，两端与长为1m 的轻铜线相连静止于竖直平面内。整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度T B 5.0=，现接通电源，使铜棒中保持有恒定电流通过，铜棒发生摆动，已知最大偏转角为37°，（1）在此过程中铜棒的重力势能增加了多少；（2）通电电流的大小为多大。（不计空气阻力，,6.037sin =

2

/10,8.037cos s m g ==

）

18．一匀强磁场，磁场方向垂直于xy 平面，在xy 平面中，磁场分布在以O 为圆心的一个圆形区域内，一个质量为m 、电荷量为q 的带电粒子，由原点O 开始运动，初速度为v ，方向沿x 轴正方向，后来粒子经过y 轴上的P 点，此时速度方向与y 轴夹角为30°，P 到O 的距离为L ，如右图所示。不计重力的影响，求磁场的磁感应强度B 的大小和xy 平面上磁场区域的半径R 。

参考答案（三）

一、选择题

1、（A ）库仑定律适用于点电荷，故B 错；通电导线若平行于磁场方向放置，不受F 安作用，故C 错；某处磁感应强度方向与该处通电导线所受F 安垂直，故D 错。

2、（D ）由2

2

1r Q Q k F ?

=知D 正确。 3、（AD ）电场力对电荷做正功，电势能减小，故A 正确。C 点场强为零，无穷远场强为零，故从C 点到无穷远场强先变大后减小。 4、（AD ）

5、（C ）斜率R

U

I t q k ===

6、（B ）电机不转，Ω==5.0I

U

r ；正常工作时，W r I P W W UI P 5.0,21

22=?==?==热电 故W P P P 5.1=-=热

电出；转子突然被卡住，相当于纯电阻，此时A A I 45

.02==' W r I P 82

=?'='热

7、（CD ）}

↓?↓↑↑??↓↓?↑?↑=32213I I I U U U I R R 内总 8、（A ）设并联电阻为R 通过毫伏表电流为A 100

2

.0，通过R 电流为（10—0.002）A Ω≈-=

∴02.0002

.0102

.0R

9、（AD ）磁场方向不确定带来了多解，若B 垂直斜面向上，则F 安沿斜面向上，IL

mg F α

sin =安，若B 竖直向上，则F 安水平向右，IL

mg F α

tan ?=安 10、（BC ）粒子

m

q

相同，进入磁场速率相同，则Bq mv r 0=相同，故B 正确；运动时间最长，即轨迹所对圆心角最

大，轨迹所对弦最长，故C 正确。

11、V 2

1

，E k ，1:2 （设D 型盒半径为R ，R v m Bqv 2= m BqR v =∴

2

1

412211212=?=?=m m q q v v

12

12121122

21

2==v m v m E E K k 交流电压周期m Bq

T f Bq m T ππ21,2===

2

1211212=?=∴

m m q q f f ） 12、N V c N E 8.0,4,/400--= （C N m

V d U E /400101043=?==

-， V V d E U BN BN 8.01024003=??=?=- V N 8.0-=∴?）

13、Be m t m Bde v 6,2π==

（Be mv d r ==2 m Bed v 2=∴ Be

m

T t 6121π=

=） 14、（1）ACEGH （2）

15、解：带电粒子做直线运动：qE=Bqv 0 s m B

E

v /10270?==

∴ 撤去磁场，带电粒子到P 点所用时间t ：

v l

t =

①

到P 点速度为v ，t m

qE

at v y ?== ②

1tan 0

==v v y θ

③

①②③联立得

k g c El v m q /8

.0102)102(8272

0???== kg c /105.26

?= 16、（1）S 1闭合，S 2断开：

2322

=++=

r

R R E P 总

①

S 1，S 2闭合： 43

2

12

12

=+++?=

'

R r R R R R E P 总

②

① 联立得E=4V ，Ω=5.0?r （2）A r

R R R R R E I 132

12

1=+++?=

，

W R R R R R I P 5.3)(

32

12

12=++??=出

W W W P P P 5.05.34=-=-=出总热

（3）当S 1，S 2闭合时，电容器两板间U=0，∴Q=0 当

S 1闭合，S 2断开时，R 2上电压

V R r

R R E

U 32322=?++=

C U C Q 52106-?=?='∴

17、解（1）重力势能增加：

J L mg Ep 12.0)37cos 1(1=-?=

（2）摆动至最大偏角时v=0

有：037sin )37cos 1(11=??+--

L F mgL 安 2L BI F ?=安

得I=4A

18、由几何关系得：r O P 2=' L r O P =+' L r 3

1

=

∴

①

r v m Bqv 2= 得Bq

mv

r =

②

①②联立得：qL

mv

B 3=

设磁场区域半径为R 有： 30cos 2

1

?=r R L r R 333==∴