高二物理选修3-1总复习卷
高二物理选修3－1综合复习题 姓名
一．单项选择题
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．有两个完全一样的金属小球A 、B ，带电量Q A =2×10-9
C ，，Q B =-3×10-9
C ，固定于相距为r 的两点上，作用力为F ，用一带绝缘柄的不带电的并与A 、B 等大的金属球C 去接触A ，再同B 接触，最后移去C ，则（ ） A 、 F/2
B 、 F/4
C 、 F/5
D 、 F/6
3、如图AB 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下图所示，则A 、B 两点场强大小和电势高低关系是（ ） A 、
B A B A E E ??<<；
B 、B A B A E E ??><；
C 、B A B A E E ??<>；
D 、B A B A
E E ??>>；
4、关于洛伦兹力，以下说法中正确的是（ ） A ．电荷在磁场中一定受到洛伦兹力的作用； B ．运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力的作用； C ．洛伦兹力的方向始终与电荷的运动方向垂直；
D ．让磁感线垂直穿入左手手心，四指对着电荷运动，则大姆指指向就是洛伦兹力方向。 5．某电场区域的电场线如图所示。把一个电子从A 点移到B 点时，则下列判断中正确的（ ） A ．电子所受的电场力增大，电子克服电场力做功
B ．电子所受的电场力减小，电场力对电子做正功
C ．电子所受的电场力减小，电势能减小
D ．电子所受的电场力减小，电势能增大
6．如图所示，当变阻器R 3的滑动头P 向b 端移动时（ ） A 、 电压表示数变大，电流表示数变小 B 、 电压表示数变小，电流表示数变小 C 、 电压表示数变大，电流表示数变大 D 、 电压表示数变小，电流表示数变大
7．如图所示，先接通S 使电容器充电，然后断开S ，增大两极板间的距离时，电容器所带电量Q 、电容C 、两极板间电势差U 的变化情况是（ ） A 、Q 变小，C 不变，U 不变 B 、Q 变小，C 变小，U 不变
s
C
C 、Q 不变，C 变小，U 变大
D 、Q 不变，C 变小，U 变小
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
二．多项选择题
9．关于电场力和电场强度，以下说法正确的是（ ）
A ．一点电荷分别处于电场中的A 、
B 两点，电荷受到的电场力大则场强大 B ．在电场某点如果没有检验电荷，则电场力为零，电场强度也为零
C ．电场中某点场强为零，则检验电荷在该点受到的电场力为零
D ．一检验电荷在以一个点电荷为球心，半径为r 的球面上各点所受电场力相同
10．某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹是图中虚线，由M 运动到N ，以下说法正确的是（ ） A 、粒子是正电荷 B 、粒子在M 点的加速度大于N 点的加速度 C 、粒子在M 点的电势能小于N 点的电势能 D 、粒子在M 点的动能小于N 点的动能
11．带电粒子以速度v 0沿竖直方向垂直进入匀强电场E 中，如图示，经过一段时间后，其速度变为水平方向，大小仍为v 0，则一定有（ ） A 、电场力与重力大小相等
B 、粒子运动的水平位移大小等于竖直位移大小
C 、电场力所做的功一定等于克服重力所做的功
D 、电势能的减少一定大于重力势能的增加
12．如图，MN 是匀强磁场中的一块薄金属板，带电粒子（不计重力）在匀强磁场中运动并穿过金属板，虚线表示其运动轨迹，由图知（ ） A 、粒子带负电 B 、粒子运动方向是abcde C 、粒子运动方向是edcba
D 、粒子在上半周所用时间比下半周所用时间长
13．如图1-1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
14．如图1-2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，
B
A
V 0
E
V 0 M
N
M
N
a b
c
d e
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
图1-1 图1-2
15．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
16．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
17．用如图9—27所示的电路测定电池的电动势和内阻，测得
的数据作出了如图9—28所示的U —I 图像，由图可知（ ） A ．电池电动势的测量值是1.40V ． B ．电池内阻的测量值是3.50Ω．
C ．外电路发生短路时的电流为0.40A ．
I/A
U/V
D ．电压表的示数为1.20V 时，电流表的示数I /
约为0.20A ．
18、正电荷形成的电场中，一带粒子只受电场力作用，其运动轨迹如图abcd 曲线，则： （ ） A 、粒子带正电
B 、粒子通过a 点时的速度比通过b 点时大
C 、粒子在a 点受到的电场力比b 点小
D 、粒子在a 点时的电势能比b 点大
三．填空和实验题
19．下面是在测某电源电动势和内阻的实验中纪录的六组数据。请在直角坐标系中画出U —I 图像，待测电池的电动势为 ，内阻为 。
I/A 0.10 0.15 0.25 0.37 0.40 0.50 U/V
1.38
1.34
1.25
1.15
1.20 1.05
20．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 。 21．如图所示，电源的电动势为12V ，内阻为1Ω，R 1=1Ω,R 2=6Ω,电动机的线圈电阻为
0.5Ω
。开关闭合后通过电源的电流为3A ，电动机输出功率 。
22．如图所示的正方形的盒子开有a 、b 、c 三个微孔，盒内有垂直纸面向里的匀强磁场．一束速率不同的电子从a 孔沿垂直磁感线方向射入盒中，发现从c 孔和b 孔有电子射出，则：
（1）从b 孔和c 孔射出的电子的速率之比v b ︰v c 为 。 （2）从b 孔和c 孔射出的电子在盒内运动时间之比为 。
23．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 ，10 ）
图甲 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。
24.做描绘电压从零伏开始到额定电压之间小电珠的伏安特性曲线实验。 图甲和乙分别是其实验电路图和得到的小灯泡的U-I 图象。
(1)由U-I 图象可知，小灯泡电阻随温度的升高而________ （2）根据电路图可知，当s 闭合后，要使小电珠的亮度增加，变阻器的滑片C 应向__________移动（选填“A ”或“B ”）；
（3）设小电珠的伏安特性曲线如图乙所示，实验时，需要在0V 到小电珠的额定电压之间选取12个左右的电压值记录它对应的电流值，为较准确地描绘出小电珠的伏安特性曲线，应在图乙中的A 、B 、C 、D 四点中的__________点(仅填—个点)附近取较密或较多个电压值。
25、在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：
A ．待测的干电池（电动势约为1. 5 V ，内电阻小于1. 0Ω)
B ．电流表G （满偏电流3 mA ，内阻Rg=10Ω)
C ．电流表A(0～0. 6 A ，内阻0.1Ω)
D ．滑动变阻器R 1(0.20Ω,10 A) E.．滑动变阻器R 2(0～200Ω,l A) F ．定值电阻R 0 (990Ω)
G ．开关和导线若干
(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图所示
中甲的（a)、 (b)两个参考实验电路，其中合理的是 图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选 （填写器材前的字母代号）．
(2）图乙为该同学根据（1)中选出的合理的实验电路 利用测出的数据绘出的I 1—I 2图线（I 1为电流表G 的 示数，I 2为电流表A 的示数），
则由图线可以得被测电池的电动势E= V ，内阻r= Ω。
图
13
a
b
d
c
v
26、（每空4分）、某同学用游标卡尺测得该样品的长度如图甲所示，其示数L = mm ；用螺旋测微器测得该样品的外径如图乙所示，其示数D = mm 。
四．计算题
27、（12分）有一个直流电动机，把它接入0.2V 电压的电路时，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，电动机正常工作，工作电流是1.0A.求
（1）电动机正常工作时的输出功率多大
（2）如果在发动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？
28．空间中存在着如图所示的竖直方向的匀强电场。已知abcd 为一矩形，ab=16cm ，ad=30cm 。从某实验装置中喷射出的带正电的微粒，质量m=1.0×10-22
kg 、带电量q=1.0×10-16
C 。微粒以垂直于电场方向的速度v 0=1.5×104
m/s ，从ab 正中间射入电场，最后从c 点射出。不计微粒重力。求： （1）电场的大小和方向。 （2）a 、c 两点间的电压。
29（20分）、如图所示，一根长 L = 1.5m 的光滑绝缘细直杆MN ，竖直固定在场强为 E =1.0
×105N / C 、与水平方向成θ＝300
角的倾斜向上的匀强电场中。杆的下端M 固定一个带电
小球 A ，电荷量Q ＝+4.5×10－6
C ；另一带电小球 B 穿在杆上可自由滑动， 电荷量q ＝+1.0
×10一6 C ，质量m ＝1.0×10一2
kg 。现将小球B 从杆的上端N 静止释放，小球B 开始运动。
（静电力常量k ＝9.0×10 9N ·m 2／C 2，取 g =l0m / s 2
） （l ）小球B 开始运动时的加速度为多大？
（2）小球B 的速度最大时，距 M 端的高度 h1为多大？
（3）小球 B 从 N 端运动到距 M 端的高度 h2＝0.6l m 时，速度为
v＝1.0m / s ，求此过程中小球 B 的电势能改变了多少？
30. 如图所示，通电直导线ab质量为m、长为L水平地放置在倾角为 的光滑斜面上，通以图示方向的电流，电流强度为I，要求导线ab静止在斜面上。
（1）若磁场的方向竖直向上，则磁感应强度为多大?
（3）若要求磁感应强度最小，则磁感应强度大小和方向如何?
31．(15分）电子自静止开始经M、N板间（两板间的电压为U）的电场加速后从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中，电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L，如图所示．求匀强磁场的磁感应强度．（已知电子的质量为m，电量为e）
32．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 。
33．如图所示，一带电的小球从P 点自由下落，P 点距场区边界MN 高为h ，边界MN 下方有方向竖直向下、电场场强为E 的匀强电场，同时还有匀强磁场，小球从边界上的a 点进入电场与磁场的复合场后，恰能作匀速圆周运动，并从边界上的b 点穿出，已知ab=L ，求： （1）该匀强磁场的磁感强度B 的大小和方向； （2）小球从P 经a 至b 时，共需时间为多少？
34．（20分）如图所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。左侧匀强电场的场强大小为E 、方向水平向右，电场宽度为L ；中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向里。一个质量为m 、电量为q 、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O 点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到O 点，然后重复上述运动过程。求：
（1）中间磁场区域的宽度d ；
（2）带电粒子从O 点开始运动到第一次回到O 点所用时间t 。
B B E
L d O
B
P
N
b a
M
E h L
1-8ADDCDDCA 9AC 10AD 11ABC 12AC 13AD 14AD 15CD 16AD 17AD 18 ABC
19．．① 1.44—1.48v 0.7—1.0Ω
20、N V c N E 8.0,4,/400--= （
C N m V
d U E /400101043
=?==- 21 10W 22．（1）1︰2 （2）2︰1 23、（1）ACEGH
24 (1 )而增大 (2)B (3) B
25、(1 )b D 或R 1 ； (2) (1.48士0.02) 0.77(0.75～0.80)
27（14分）、（1）接U =0.2V 电压，电机不转，电流I =0.4A ， 根据欧姆定律，线圈电阻Ω===
5.04.02.0A
V
I U R .（3分） 当接U ′＝2.0V 电压时，电流I ′＝1.0A ，
故输入电功率P 电＝U ′I ′＝2.0×1.0W ＝2.0W （2分）
热功率P 热＝I 2R ＝12
×0.5W ＝0.5W （2分）
故输出功率即机械功率P 机＝P 电-P 热＝（2.0-0.5）W ＝1.5W.（2分）
（2）如果正常工作时，转子被卡住，则电能全部转化成内能故其发热功率
R U P /2'='热
.（2分） W P 8='热（3分）
28．粒子在磁场中运动时间 t=L/V 0=0.3/1.5X104
=2x10-5
s 竖直偏转位移 Y=at 2
/2 =d/2 a=d/t 2
=4 x108
m/s
2
粒子在磁场中的加速度：F=ma=qE E=am/q=4x102
N/c 方向：竖直向下
I/A
U/V
0.2 0.1 0.3 0.4 0.5 0.6 0 1 1.1 1.2
1.3 1.4
1.5 1.6
a
b
d c v 0
Y E
L
d
a 、c 两端电势差 U=Ed=16x10-2
x10-5
=16v
29（20分）、解：（1）开始运动时小球B 受重力、库仑力、杆的弹力和电场力，沿杆方向运动，由牛顿第二定律得
ma sin qE L
k
mg 2=θ-- ①（3分） 解得m sin qE m L kQq g a 2θ
--= ②
代入数据解得：a=3.2m/s
2
③（3分）
(2)小球B 速度最大时合力为零，即
mg sin qE h kQq
21
=θ+ ④（3分） 解得θ
-=
sin qE mg kQq
h 1 ⑤
代入数据解得h 1=0.9m ⑥（2分）
(3)小球B 从开始运动到速度为v 的过程中，设重力做功为W 1，电场力做功为W 2，库仑力做功为W 3，根据动能定理有2321mv 2
1
W W W =
++ ⑦ W 1＝mg （L-h 2） ⑧ W 2=-qE(L-h 2)sin θ ⑨ 解得θ-+--=
sin )h L (qE )h L (mg mv 2
1
W 2223 ⑩（3分） 设小球的电势能改变了ΔE P ，则ΔE P ＝－（W 2＋W 3）
22P mv 2
1
)h L (mg E --=?
ΔE P ＝8.2×10－2
J （4分）
30．①磁场竖直向上，导线受力如图 tg θ=F/mg=BIL/mg B=tg θmg/IL
②当安培力F 与支持力N 垂直时F 最小，磁场最小，导线受力如图 sin θ=F/mg=BIL/mg B= sin θmg/IL B 方向：垂直斜面向上
31（15分）、解：设电子在M 、N 两板间经电场加速后获得的速度为v ，由动能定理得： 2
12mv eU = ①
电子进入磁场后做匀速圆周运动，设其半径为r ，则：
2
v evB m
r = ② 作电子在磁场中的轨迹如图，由几何关系得：222
()r r L d =-+ ③
联解①②③式得：
2
2
22()L mu
B L d e =
?+
G F
N
θ θ B
32、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
kg c El v m q /8
.0102)102(8272
0???== kg c /105.26
?= 33．①
gL
gh E 22 方向水平向外 ②
g h 2+
gh
L 22π
34．解：（1）带电粒子在电场中加速，由动能定理，可得： 2
2
1mv qEL =
（1） 带电粒子在磁场中偏转，由牛顿第二定律，可得： R
v m Bqv 2
= （2）
由（1）（2）两式，可得 q
mEL B
R 21
=。 可见在两磁场区粒子运动半径相同，如图所示，三段圆弧的圆心组成的三角形ΔO 1O 2O 3
是等边三角形，其边长为2R 。所以中间磁场区域的宽度为： q mEL
B R d 62160sin 0=
= （2）在电场中 qE
mL
qE mv a v t 22
221===， 在中间磁场中运动时间qB m
T t 3232π=
=
，在右侧磁场中运动时间qB
m T t 35653π==。 则粒子第一次回到O 点的所用时间为
O 3
O 1
O 2
60