高考物理 高頻考點穿透卷 專題21 選修模塊（含解析選修3-1）(2021年最新整理)

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2、2017年高考物理 高頻考點穿透卷 專題21 選修模塊（含解析，選修3-1）的全部內(nèi)容。18專題21 選修3-1模塊第i卷一、選擇題（本題共8小題，在每小題給出的四個選項中,至少有一項符合題目要求）1如圖所示，一均勻帶電+q細(xì)棒,在過中點c垂直于細(xì)棒的直線上有a、b、d三點，且ab=bc=cd=l，在a點處有一電荷量為的固定點電荷已知b點處的場強為零，則d點處場強的大小為(k為靜電力常量） (）a。 b. c。 d。 【答案】a【題型】選擇題【難度】較易2空間中有豎直方向的勻強電場,一個帶電小球的運動軌跡如圖所示，由此可知()a. 電場的方向豎直向上b。 小球一定帶正電c. 小球受到的電場力大

3、于重力d。 小球在p點的動能小于在q點的動能【答案】c【題型】選擇題【難度】一般3如圖所示，平行金屬板中帶電質(zhì)點p原處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流表和電壓表對電路的影響,r1的阻值和電內(nèi)阻r相等當(dāng)滑動變阻器r4的滑片向b端移動時（）a。 電壓表讀數(shù)增大b. 電流表讀數(shù)減小c. 電的輸出功率逐漸增大d. 質(zhì)點p將向上運動【答案】c【解析】當(dāng)滑動變阻器r4的滑片向b端移動時，其接入電路的電阻減小，外電路總電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律分析得知干路電流i增大電容器板間電壓等于r3的電壓r4減小，ab間并聯(lián)部分的總電阻減小，則r3的電壓減小，r3上消耗的功率逐漸減小,電容器板間場強減小，質(zhì)點p所受的電場力減

4、小，所以質(zhì)點p將向下運動流過電流表的電流ia=ii3，i增大，i3減小，則ia增大，所以電流表讀數(shù)增大r4的電壓u4=u3u2，u3減小，u2增大，則u4減小，所以電壓表讀數(shù)減小由于r1的阻值和電源內(nèi)阻r相等,則外電路總電阻大于電源的內(nèi)阻r,當(dāng)外電阻減小時，電源的輸出功率逐漸增大故abd錯誤,c正確【題型】選擇題【難度】一般4如圖所示a、b為兩塊水平放置的金屬板，通過閉合的開關(guān)s分別與電源兩極相連，兩板中央各有一個小孔a和b，在a孔正上方某處一帶電質(zhì)點由靜止開始下落,不計空氣阻力,該質(zhì)點到達(dá)b孔時速度恰為零，然后返回?，F(xiàn)要使帶電質(zhì)點能穿出b孔,可行的方法是(）a保持s閉合，將b板適當(dāng)上移b保持

5、s閉合，將b板適當(dāng)下移c先斷開s，再將a板適當(dāng)上移d先斷開s，再將b板適當(dāng)下移【答案】b【題型】選擇題【難度】一般5如圖所示兩根相距l(xiāng)平行放置的光滑導(dǎo)電軌道，與水平面的夾角為，軌道處于磁感應(yīng)強度為b、方向垂直軌道向上的勻強磁場中，一根質(zhì)量為m,電阻為r的通電金屬桿ab位于導(dǎo)軌上,若金屬桿ab恰好在導(dǎo)軌上處于靜止?fàn)顟B(tài)，則關(guān)于通過金屬桿ab的電流的方向和大小的說法正確的是（）a方向由b到a，大小b方向由b到a，大小c方向由a到b,大小d方向由a到b，大小【答案】a【題型】選擇題【難度】一般6如圖所示，有四個等量異種電荷，放在正方形的四個頂點處a、b、c、d為正方形四個邊的中點,o為正方形的中心，下

6、列說法中正確的是（以無窮遠(yuǎn)處為電勢零點）(）a. a、b、c、d四點的電場強度不同，電勢不同b。 a、b、c、d四點的電場強度不同，電勢相同c。 將一帶負(fù)電的試探電荷從a點沿直線移動到c點,試探電荷具有的電勢能一直不變d. 位于過o點垂直于紙面的直線上，各點的電場強度為零，電勢不為零【答案】bc【解析】設(shè)正方向邊長為l,每個電荷電量為q,若將四個電荷分成a與d，b與c兩組，則ac是兩組電荷的垂直平分線，是粒子電荷的等勢線；所以ac兩點的電勢相等；ad兩個電荷的合場強的方向向下,a點的場強大于c點的場強；bc兩個點電荷的合場強方向向上，c點的場強大于a點的場強；四個點電荷的合場強方向：a向下，c

7、向上同理，若將四個電荷分成a與b,c與d兩組，可得：bd兩點的電勢相等，b點場強的方向向右,d點的方向向左所以abcd四點的電場強度的方向不同，電勢相等,故a錯誤，b正確由以上分析可知，ac是一條等勢線，故帶正電的試探電荷從a點沿直線移動到c點，試探電荷具有的電勢能不變故c正確；對o點研究：兩個正電荷在o點的合場強為零，兩個負(fù)電荷在o點的合場強為零,故o點的場強為0過o點的垂線位于過ac和bd兩條等勢線的等勢面上,這兩個等勢面與無窮遠(yuǎn)處的電勢相等，為0，所以過o的垂線的電勢都為0故d錯誤。故選bc?！绢}型】多選題【難度】較難7如圖所示，om的左側(cè)存在范圍足夠大、磁感應(yīng)強度大小為b的勻強磁場，磁

8、場方向垂直紙面向里，on（在紙面內(nèi))與磁場方向垂直且,on上有一點p，op=lp點有一粒子源，可沿紙面內(nèi)各個方向射出質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子（不計重力),速率為,則粒子在磁場中運動的最短時間為（）a b c d【答案】a【題型】選擇題【難度】一般8如圖所示,圓形區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小為b1，p為磁場邊界上的一點相同的帶正電的粒子，以相同的速率從p點射入磁場區(qū)域速度方向沿位于紙面內(nèi)的各個方向,這些粒子射出邊界的位置均處于邊界的某一段弧上，這段弧的弧長是圓周長的13若將磁感應(yīng)強度的大小變?yōu)閎2，結(jié)果相應(yīng)的弧長變?yōu)閳A周長的14 ，不計粒子所受的重力和粒子間的相互影響

9、，則b2b1 等于() 62 b。32 c。34 d.23 【答案】a【解析】設(shè)磁場所在圓的半徑為r，則磁感應(yīng)強度為b1時,從p點射入的粒子與磁場邊界的最遠(yuǎn)交點為m，最遠(yuǎn)點是軌跡圓的直徑與磁場邊界圓的交點，即射到圓弧上的粒子在pm之間,則pom=120，如圖所示，所以粒子做圓周運動的半徑為：rrsin6032r,同理，磁感應(yīng)強度為b2時,從p點射入的粒子與磁場邊界的最遠(yuǎn)點為n，最遠(yuǎn)的點是軌跡上直徑與磁場圓的交點，pon=90，如圖所示，所以粒子做圓周運動的半徑:rrsin4522r，由帶電粒子做圓周運動滿足:洛倫茲力提供向心力得半徑r=mvqb ，則得:b2b1rr62 ，所以選項bcd錯誤,

10、a正確【題型】選擇題【難度】較難第卷二、非選擇題（本題共4個小題。寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）9利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻。要求盡量減小實驗誤差。(1）應(yīng)該選擇的實驗電路是圖中的_（選項“甲”或“乙”）。（2)現(xiàn)有電流表（00。6a），開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及以下器材：a.電壓表(0-15v）b.電壓表（0-3v）c.滑動變阻器（050）d?；瑒幼冏杵鳎?500）實驗中電壓表應(yīng)選用_，滑動變阻器應(yīng)選用_(選填相應(yīng)器材前的字母).（3）某同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)如下表所示，其中5組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點已經(jīng)標(biāo)在圖2的坐標(biāo)紙上，請標(biāo)出

11、余下一組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點，并畫出u-i圖線。（4)根據(jù)(3）中所畫圖線可得出干電池的電動勢e=_v，內(nèi)電阻r=_。（5)實驗中，隨著滑動變阻器滑片的移動，電壓表的示數(shù)u以及干電池的輸出功率p都會發(fā)生變化，圖3的各示意圖中正確反映pu關(guān)系的是_.【答案】（1）甲圖 （2）b、c （3）如圖所示 （4）1.5 0.83 （5）c（3）畫線時第4個點的誤差較大，將其舍去，其他點連成直線，就得到電源的u-i圖線。（4)在（3）中圖線中，u軸上的截距為該電源的電動勢1.5v，圖線的斜率為該電源的內(nèi)阻。（5）當(dāng)滑動變阻器的阻值等于電源內(nèi)阻時，電源的輸出功率最大，即電源的輸出功率隨著u先變大再變小，a、b錯誤；

12、輸出功率與路端電壓的關(guān)系可以表示為：，由數(shù)學(xué)知識可得c正確,d錯誤?！绢}型】實驗題【難度】一般10如圖所示，abcdf為一絕緣光滑軌道,豎直放置在方向水平向右的勻強電場中，電場強度大小為eab面水平,bcdf是半徑為r的圓形軌道，b為圓心正下方的最低點,d為圓心正上方的最高點今有一個帶正電小球在電場力作用下由靜止從a點開始沿軌道運動,小球受到的電場力和重力大小相等,小球的電量為q。求：(1）若ab間的距離為4r,則小球在運動過程中的最大動能有多大?（2）若ab間的距離為4r，則小球通過最高點d時的對軌道的壓力有多大?(3）若小球能沿軌道做圓周運動到達(dá)接近水平軌道的f點。則ab間的距離至少要多大

13、？【答案】（1) （2）3eq （3）【解析】（1)重力場和電場合成等效重力場，其方向為電場力和重力的合力方向，與豎直方向的夾角（如圖所示）得：=45所以小球在bc之間且小球與圓心連線與豎直方向成=45的位置動能最大從a點到達(dá)速度最大的位置，由動能定理：解得:（2）從a點到最高點d,據(jù)動能定理有：eq4rmg2rmv2由牛頓定律可得：解得fdn=3mg=3eq【題型】計算題【難度】一般11一半徑為r的薄圓筒處于磁感應(yīng)強度大小為b的勻強磁場中，磁場方向與筒的中心軸線平行，筒的橫截面如圖所示。圖中直徑mn的兩端分別開有小孔，筒可繞其中心軸線轉(zhuǎn)動，圓筒的轉(zhuǎn)動方向和角速度大小可以通過控制裝置改變。一不

14、計重力的負(fù)電粒子從小孔m沿著mn方向射入磁場，當(dāng)筒以大小為0的角速度轉(zhuǎn)過90時,該粒子恰好從某一小孔飛出圓筒。(1）若粒子在筒內(nèi)未與筒壁發(fā)生碰撞,求該粒子的荷質(zhì)比和速率分別是多大?（2）若粒子速率不變,入射方向在該截面內(nèi)且與mn方向成30角,則要讓粒子與圓筒無碰撞地離開圓筒，圓筒角速度應(yīng)為多大？【答案】(1）； （2）【解析】(1）若粒子沿mn方向入射，當(dāng)筒轉(zhuǎn)過90時，粒子從m孔(筒逆時針轉(zhuǎn)動）或n孔(筒順時針轉(zhuǎn)動)射出，如圖，由軌跡1可知半徑r=r由 粒子運動周期筒轉(zhuǎn)過90的時間又 聯(lián)立以上各式得：荷質(zhì)比,粒子速率（2）若粒子與mn方向成30入射，速率不變半徑仍為r，作粒子軌跡2如圖，軌跡2

15、圓心為o，則四邊形mopo為菱形，可得，所以則粒子偏轉(zhuǎn)的時間：；又；得：由于轉(zhuǎn)動方向與射出孔不確定，討論如下： 當(dāng)圓筒逆時針轉(zhuǎn)動時，設(shè)筒轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)?,若從m點離開，則筒轉(zhuǎn)動時間滿足，得:其中k=0,1，2,3若從n點離開，則筒轉(zhuǎn)動時間滿足,得：其中k=0,1，2，3綜上可得其中n=0,1，2，3綜上所述,圓筒角速度大小應(yīng)為或者其中n=0，1，2，3【題型】計算題【難度】較難12如圖所示，在xoy坐標(biāo)系內(nèi)存在一個以(a，0）為圓心、半徑為a的圓形磁場區(qū)域,方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度大小為b另在y軸右側(cè)有一方向向左的勻強電場，電場強度大小為e，分布于ya的范圍內(nèi)o點為質(zhì)子源，其出射質(zhì)子的速

16、度大小相等、方向各異，但質(zhì)子的運動軌跡均在紙面內(nèi)已知質(zhì)子在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑也為a,設(shè)質(zhì)子的質(zhì)量為m、電量為e，重力及阻力忽略不計求：（1）出射速度沿x軸正方向的質(zhì)子，到達(dá)y軸所用的時間；（2）出射速度與x軸正方向成30角（如圖中所示）的質(zhì)子，到達(dá)y軸時的位置；（3）質(zhì)子到達(dá)y軸的位置坐標(biāo)的范圍【答案】（1） （2) (3）（a,a+2ba）【解析】（1）質(zhì)子在磁場中做勻速圓周運動，根據(jù)洛倫茲力提供向心力得：即:出射速度沿x軸正方向的質(zhì)子,經(jīng)圓弧后以速度v垂直于電場方向進入電場，在磁場中運動的時間為質(zhì)子進入電場后做類平拋運動，沿電場方向運動a后到達(dá)y軸,由勻變速直線運動規(guī)律有:即故所求時間為:（2）質(zhì)子轉(zhuǎn)過120角后離開磁場，再沿直線到達(dá)圖中p點，最后垂直電場方向進入電場，做類平拋運動，并到達(dá)y軸，運動軌跡如圖中所示由幾何關(guān)系可得p點距y軸的距離為x1=a+asin30