物理教科版選修3-1綜合檢測卷

綜合檢測卷(時間：90分鐘滿分：100分)一、單項選擇題(本題共6小題，每小題4分，共24分)1.物理學的發(fā)展是許多物理學家奮斗的結(jié)果，下面關于一些物理學家貢獻的說法正確的是()A.安培通過實驗發(fā)現(xiàn)了通電導線對磁體有作用力，首次揭示了電與磁的聯(lián)系B.奧斯特認為安培力是帶電粒子所受磁場力的宏觀表現(xiàn)，并提出了著名的洛倫茲力公式C.庫侖在前人工作的基礎上通過實驗研究確認了真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力遵循的規(guī)律——庫侖定律D.安培不僅提出了電場的概念，而且采用了畫電場線這個簡潔的方法描述電場答案C2.如圖1所示的電路中，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，閉合開關后，滑動變阻器滑片P向左移動.下列結(jié)論正確的是()圖1A.電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大B.小燈泡L變亮C.電容器C上電荷量減小D.電源的總功率變大答案A解析閉合開關后，滑動變阻器滑片P向左移動，接入電路的總電阻變大，電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大，小燈泡L變暗，選項A正確，B錯誤；電容器C上電壓增大，電荷量增大，選項C錯誤；電源的總功率變小，選項D錯誤.3.如圖2所示，實線表示勻強電場的電場線，一個帶正電荷的粒子以某一速度射入勻強電場，只在電場力作用下，運動的軌跡如圖2中的虛線所示，a、b為軌跡上的兩點.若a點電勢為φa，b點電勢為φb，則()圖2A.場強方向一定向左，且電勢φa>φbB.場強方向一定向左，且電勢φa<φbC.場強方向一定向右，且電勢φa>φbD.場強方向一定向右，且電勢φa<φb答案C解析由曲線運動條件可知合力偏向曲線內(nèi)側(cè)，電場強度方向應該是電場線上該點的切線方向，所以電荷所受電場力向右.由于是帶正電荷的粒子，所以場強方向一定向右.作出a、b點的等勢點(要在同一根電場線上)，由沿著電場線的方向電勢降低，可判定a點的電勢大于b點的電勢.4.靜電計是在驗電器的基礎上制成的，用其指針的張角大小來定性顯示其金屬球與外殼之間的電勢差大小.如圖3所示，A、B是平行板電容器的兩個金屬板，G為靜電計.開始時開關S閉合，靜電計指針張開一定角度，為了使指針張開角度增大些，下列采取的措施可行的是()圖3A.斷開開關S后，將A、B分開些B.保持開關S閉合，將A、B兩極板分開些C.保持開關S閉合，將A、B兩極板靠近些D.保持開關S閉合，將變阻器滑動觸頭向右移動答案A5.目前世界上有一種新型發(fā)電機叫磁流體發(fā)電機，如圖4所示為它的發(fā)電原理：將一束等離子體(即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和負電的粒子，而從整體來說呈中性)沿圖中所示方向噴射入磁場，磁場中有兩塊金屬板A、B，這時金屬板上就聚集了電荷.磁極配置情況如圖中所示，下述說法正確的是()圖4A.A板帶正電，B板帶負電B.電阻中電流從b端經(jīng)電阻流向a端C.金屬板A、B間的電場方向由A板指向B板D.離子發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是離子所受電場力大于所受洛倫茲力答案B解析等離子體進入磁場后受到洛倫茲力作用，正電荷受力向下，負電荷受力向上，正、負電荷分別向B板、A板聚集，形成電勢差.因洛倫茲力大于電場力，電荷繼續(xù)偏轉(zhuǎn)，電阻R上有從b流向a的電流，故B正確.6.如圖5所示，兩個相同的帶電粒子，不計重力，同時從A孔沿AD方向射入一正方形空腔中，空腔中有垂直紙面向里的勻強磁場，兩粒子的運動軌跡分別為a和b，則兩粒子的速率和在空腔中運動的時間的關系是()圖5A.va＝vb，ta＜tb B.va＞vb，ta＞tbC.va＞vb，ta＜tb D.va＜vb，ta＝tb答案C解析由題圖可知，半徑Ra＝2Rb，由于帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑為R＝eq\f(mv,qB)，又兩個帶電粒子相同，所以va＝2vb.帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動的周期T＝eq\f(2πm,qB)，則兩帶電粒子運動的周期相同，設周期為T，從C孔射出的粒子運動的時間ta＝eq\f(T,4)，從B孔射出的粒子運動的時間tb＝eq\f(T,2)，所以tb＝2ta.故選項C正確.二、多項選擇題(本題共4小題，每小題4分，共16分)7.如圖6所示，真空中固定兩個等量異號點電荷＋Q、－Q，圖中O是兩電荷連線的中點，a、b兩點與＋Q的距離相等，c、d是兩電荷連線垂直平分線上的兩點，bcd構(gòu)成一個等腰三角形.則下列說法正確的是()圖6A.a、b兩點的電場強度相同B.c、d兩點的電勢相同C.將電子由b移到c的過程中電場力做正功D.質(zhì)子在b點的電勢能比在O點的電勢能大答案BD解析根據(jù)等量異種點電荷的電場分布可知：c、O、d三點等勢，a、b兩點場強大小、方向均不同.由于φb＞φc，電子從b到c電場力做負功.φb＞φO，質(zhì)子從b到O電場力做正功，電勢能減小，故質(zhì)子在b點的電勢能較大.8.如圖7所示，連接兩平行金屬板的導線的一部分CD與一有電源回路的一部分GH平行且均在紙面內(nèi)，金屬板置于磁場中，磁場方向垂直于紙面向里，當一束等離子體射入兩金屬板之間時，CD段導線受到力F的作用.則()圖7A.若等離子體從右方射入，F(xiàn)向左B.若等離子體從右方射入，F(xiàn)向右C.若等離子體從左方射入，F(xiàn)向左D.若等離子體從左方射入，F(xiàn)向右答案AD解析等離子體指的是整體顯電中性，內(nèi)部含有等量的正、負電荷的氣態(tài)離子群體.當?shù)入x子體從右方射入時，正、負離子在洛倫茲力作用下將分別向下、上偏轉(zhuǎn)，使上極板的電勢低于下極板，從而在外電路形成由D流向C的電流，這一電流處在導線GH中電流所產(chǎn)生的磁場中，由左手定則可知，它所受安培力方向向左，所以A項對，B項錯；同理可分析得知C項錯，D項對.9.如圖8所示，兩根長直導線豎直插入光滑絕緣水平桌面上的M、N兩小孔中，O為M、N連線的中點，連線上a、b兩點關于O點對稱.導線均通有大小相等、方向向上的電流.已知長直導線周圍產(chǎn)生的磁場的磁感應強度B＝keq\f(I,r)，式中k是常量、I是導線中的電流、r為點到導線的距離.一帶正電的小球以初速度v0從a點出發(fā)沿連線運動到b點.關于上述過程，下列說法正確的是()圖8A.小球先做加速運動后做減速運動B.小球一直做勻速直線運動C.小球?qū)ψ烂娴膲毫ο葴p小后增大D.小球?qū)ψ烂娴膲毫σ恢痹谠龃蟠鸢窧D解析由右手螺旋定則可知，M處的通電導線在MO區(qū)域產(chǎn)生的磁場垂直于MO向里，離導線越遠磁場越弱，所以M處電流的磁場由M到O逐漸減弱；N處的通電導線在ON區(qū)域產(chǎn)生的磁場垂直于ON向外，由O到N逐漸增強，帶正電的小球由a點沿連線運動到b點，受到的洛倫茲力F洛＝Bqv為變力，則從a到O洛倫茲力的方向向上，隨磁場的減弱而減小，從O到b洛倫茲力的方向向下，隨磁場的增強而增大，所以小球?qū)ψ烂娴膲毫σ恢痹谠龃?，D正確，C錯誤；由于桌面光滑，且洛倫茲力始終沿豎直方向，所以小球在水平方向上不受力，做勻速直線運動，B正確，A錯誤.10.如圖9所示，直線①表示某電源的路端電壓與電流的關系圖像，曲線②表示該電源的輸出功率與電流的關系圖像，則下列說法正確的是()圖9A.電源電動勢約為50VB.電源的內(nèi)阻約為eq\f(25,3)ΩC.電流為2.5A時，外電路的電阻約為15ΩD.輸出功率為120W時，輸出電壓約是30V答案ACD解析根據(jù)閉合電路歐姆定律，電源的輸出電壓：U＝E－Ir，對照U－I圖像，當I＝0時，E＝U＝50V，故A正確；U－I圖像斜率的絕對值表示內(nèi)阻，故：r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))＝eq\f(50－20,6)Ω＝5Ω，故B不正確；電流為2.5A時，對照U－I圖像，電壓約為37.5V，故外電路電阻：R＝eq\f(U,I)＝eq\f(37.5V,2.5A)＝15Ω，故C正確；輸出功率為120W時，對照P－I圖像，電流約為4A，再對照U－I圖像，輸出電壓約為30V，故D正確.三、實驗題(本題共2小題，共16分)11.(8分)有一個小燈泡上標有“4V,2W”字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個小燈泡的U－I圖線.有下列器材供選用：A.電壓表(0～5V，內(nèi)阻10kΩ)B.電壓表(0～10V，內(nèi)阻20kΩ)C.電流表(0～3A，內(nèi)阻1Ω)D.電流表(0～0.6A，內(nèi)阻0.4Ω)E.滑動變阻器(5Ω，1A)F.滑動變阻器(500Ω，0.2A)G.電源、開關一個、導線若干.(1)實驗中電壓表應選用__________，電流表應選用________.為使實驗誤差盡量減小，要求電壓表從零開始變化且多取幾組數(shù)據(jù)，滑動變阻器應選用________.(用序號字母表示)(2)請在虛線框內(nèi)畫出滿足實驗要求的電路圖，并把圖10中的實驗器材用實線連接成相應的實物圖.圖10答案(1)ADE(2)見解析圖解析(1)因為小燈泡的額定電壓為4V，所以電壓表應選用A；小燈泡的額定電流I＝eq\f(P,U)＝0.5A，所以電流表應選用D；小燈泡正常工作時的電阻R＝eq\f(U2,P)＝8Ω，因eq\r(RVRA)＞R，R為小電阻，電流表應采用外接法，要求電壓表從零開始變化，故滑動變阻器采用分壓式接法，為便于調(diào)節(jié)，滑動變阻器應選用E.(2)電路圖如圖所示.連成相應的實物圖如圖所示.12.(8分)某同學用如圖11所示的電路測量歐姆表的內(nèi)阻和電源電動勢(把歐姆表看成一個電源，且已選定倍率并進行了歐姆調(diào)零).實驗器材的規(guī)格如下：圖11電流表A1(量程200μA，內(nèi)阻R1＝300Ω)；電流表A2(量程30mA，內(nèi)阻R2＝5Ω)；定值電阻R0＝9700Ω；滑動變阻器R(阻值范圍0～500Ω).閉合開關S，移動滑動變阻器的滑動觸頭至某一位置，讀出電流表A1和A2的示數(shù)分別為I1和I2.多次改變滑動觸頭的位置，得到的數(shù)據(jù)見下表：I1(μA)120125130135140145I2(mA)20.016.713.210.06.73.3(1)依據(jù)表中數(shù)據(jù)，作出I1－I2圖線如圖12所示；據(jù)圖可得，歐姆表內(nèi)電源的電動勢為E＝________V，歐姆表內(nèi)阻為r＝________Ω.(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)圖12(2)若某次電流表A1的示數(shù)是114μA，則此時歐姆表的示數(shù)約為________Ω.(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)答案(1)1.50(1.48～1.51)15.2(14.9～15.4)(2)47.5(47.0～48.0)解析(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律有：E＝I1(R1＋R0)＋(I1＋I2)r所以I1＝－eq\f(r,R1＋R0＋r)I2＋eq\f(E,R1＋R0＋r)由圖像可知斜率k＝eq\f(ΔI1,ΔI2)＝1.52×10－3，截距b＝1.5×10－4A即eq\f(r,R1＋R0＋r)＝1.52×10－3，eq\f(E,R1＋R0＋r)＝1.5×10－4A解得E≈1.50V，r≈15.2Ω.(2)由題圖可知當I1＝114μA時，I2＝24mA所以R外＝eq\f(I1R0＋R1,I2)＝47.5Ω，則此時歐姆表示數(shù)約為47.5Ω.四、計算題(本題共4小題，共44分)13.(10分)如圖13所示的電路中，R1＝9Ω，R2＝30Ω，S閉合時，電壓表V的示數(shù)為11.4V，電流表A的示數(shù)為0.2A，S斷開時，電流表A的示數(shù)為0.3A，求：圖13(1)電阻R3的值；(2)電源電動勢E和內(nèi)阻r的值.答案(1)15Ω(2)12V1Ω解析R2兩端電壓：U2＝I2R2＝6V；所以，R1兩端電壓為：U1＝U－U2＝5.4V；從而，流過R1的電流：I1＝eq\f(U1,R1)＝0.6A流過電阻R3的電流I3＝I1－I2＝0.6A－0.2A＝0.4A所以電阻R3的阻值R3＝eq\f(U2,I3)＝eq\f(6,0.4)Ω＝15Ω(2)由閉合電路歐姆定律，當開關閉合時E＝11.4＋0.6r ①當開關斷開時E＝0.3×(9＋30)＋0.3r ②解①式和②式得E＝12V，r＝1Ω.14.(10分)如圖14所示，在空間取直角坐標系Oxy，在第一象限內(nèi)平行于y軸的虛線MN與y軸距離為d，從y軸到MN之間的區(qū)域充滿一個沿y軸正方向的勻強電場，場強大小為E.初速度可以忽略的電子經(jīng)過另一個電勢差為U的電場加速后，從y軸上的A點以平行于x軸的方向射入第一象限區(qū)域，A點坐標為(0，h).已知電子的電荷量為e，質(zhì)量為m，電子的重力忽略不計，求：圖14(1)電子進入偏轉(zhuǎn)電場區(qū)域的初速度v0；(2)電子離開電場時的位置坐標(假設電子能在第一象限內(nèi)射出電場).答案(1)eq\r(\f(2eU,m))(2)(d，h－eq\f(Ed2,4U))解析(1)由eU＝eq\f(1,2)mv02得電子進入偏轉(zhuǎn)電場區(qū)域的初速度v0＝eq\r(\f(2eU,m)).(2)設電子從MN離開，則電子從A點進入到離開勻強電場區(qū)域的時間t＝eq\f(d,v0)＝deq\r(\f(m,2eU))，加速度a＝eq\f(Ee,m)，豎直方向位移y＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(Ed2,4U)，則電子離開電場時的位置坐標為(d，h－eq\f(Ed2,4U)).15.(12分)如圖15所示，初速度為零的負離子經(jīng)電勢差為U的勻強電場加速后，從離子槍T中水平射出，經(jīng)過一段路程后進入水平放置的距離為d的兩平行金屬板MN和PQ之間，離子所經(jīng)空間存在著磁感應強度為B的勻強磁場.不考慮離子重力作用，離子的荷質(zhì)比eq\f(q,m)在什么范圍內(nèi)，離子才能打在金屬板PQ上？圖15答案eq\f(32U,289B2d2)≤eq\f(q,m)≤eq\f(32U,25B2d2)解析在加速過程中，根據(jù)動能定理有eq\f(1,2)mv2＝qU分析離子進入磁場后打到金屬板兩端的軌跡，如圖所示，設半徑分別為R1和R2，則離子打到金屬板上的條件是R1≤R≤R2由勾股定理知：R12＝d2＋(R1－eq\f(d,2))2解得R1＝eq\f(5,4)d同理可得：R22＝(2d)2＋(R2－eq\f(d,2))2解得：R2＝eq\f(17,4)d離子在磁場中運動時，由洛倫茲力和向心力公式可得：qvB＝meq\f(v2,R)解得：R＝eq\f(mv,qB)故eq\f(q,m)＝eq\f(2U,B2R2)因R1≤R≤R2，故eq\f(32U,289B2d2)≤eq\f(