高中物理選修3-1期末測(cè)試卷-附答案

高中物理選修3-1期末測(cè)試卷一、單選題（本大題共10小題，共40.0分）關(guān)于物理學(xué)家和他們的貢獻(xiàn)，下列說(shuō)法中正確的是(??)A.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，并提出了電磁感應(yīng)定律B.庫(kù)侖提出了庫(kù)侖定律，并最早實(shí)驗(yàn)測(cè)得元電荷e的數(shù)值C.伽利略發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出了引力常量D.法拉第不僅提出了場(chǎng)的概念，而且發(fā)明了人類歷史上的第一臺(tái)發(fā)電機(jī)在圖中所示的電路中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸片向b端移動(dòng)時(shí)(??)

A.伏特表V讀數(shù)增大，電容C的電荷量在減小

B.安培表A的讀數(shù)增大，電容C的電荷量在增大

C.伏特表V的讀數(shù)增大，安培表A的讀數(shù)減小

D.伏特表V的讀數(shù)減小，安培表A的讀數(shù)增大三根通電長(zhǎng)直導(dǎo)線P、Q、R互相平行、垂直紙面放置.三根導(dǎo)線中電流方向均垂直紙面向里，且每?jī)筛鶎?dǎo)線間的距離均相等.則P、Q中點(diǎn)O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)???)A.方向水平向左B.方向水平向右C.方向豎直向上D.方向豎直向下如圖所示，兩個(gè)半徑相同的半圓形軌道分別豎直放在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，軌道兩端在同一高度上，軌道是光滑的而且絕緣，兩個(gè)相同的帶正電小球同時(shí)從兩軌道左端最高點(diǎn)由靜止釋放，a、b為軌道的最低點(diǎn)，則不正確的是(??)A.兩小球到達(dá)軌道最低點(diǎn)的速度VB.兩小球到達(dá)軌道最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力FC.小球第一次到達(dá)a點(diǎn)的時(shí)間大于小球第一次到達(dá)b點(diǎn)的時(shí)間D.在磁場(chǎng)中小球能到達(dá)軌道的另一端，在電場(chǎng)中小球不能到達(dá)軌道的另一端如圖所示，在同一平面內(nèi)，同心的兩個(gè)導(dǎo)體圓環(huán)中通以同向電流時(shí)(??)

A.兩環(huán)都有向內(nèi)收縮的趨勢(shì)B.兩環(huán)都有向外擴(kuò)張的趨勢(shì)

C.內(nèi)環(huán)有收縮趨勢(shì)，外環(huán)有擴(kuò)張趨勢(shì)D.內(nèi)環(huán)有擴(kuò)張趨勢(shì)，外環(huán)有收縮趨勢(shì)如圖所示，水平直導(dǎo)線中通有恒定電流I，導(dǎo)線正下方處有一電子初速度v0，其方向與電流方向相同，以后電子將(??)A.沿路徑a運(yùn)動(dòng)，曲率半徑變小B.沿路徑a運(yùn)動(dòng)，曲率半徑變大

C.沿路徑b運(yùn)動(dòng)，曲率半徑變小D.沿路徑b運(yùn)動(dòng)，曲率半徑變大下列說(shuō)法中正確的是(??)A.磁場(chǎng)中某一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可以這樣測(cè)定：把一小段通電導(dǎo)線放在該點(diǎn)時(shí)受到的磁場(chǎng)力F與該導(dǎo)線的長(zhǎng)度L、通過(guò)的電流I乘積的比值.即B=B.通電導(dǎo)線放在磁場(chǎng)中的某點(diǎn)，該點(diǎn)就有磁感應(yīng)強(qiáng)度，如果將通電導(dǎo)線拿走，該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度就為零C.磁感應(yīng)強(qiáng)度B=FIL只是定義式，它的大小取決于場(chǎng)源以及磁場(chǎng)中的位置，與F、I、D.通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向就是磁場(chǎng)的方向如圖所示，質(zhì)量為m，帶電量為q的粒子，以初速度v0，從A點(diǎn)豎直向上射入空氣中的沿水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，粒子通過(guò)電場(chǎng)中B點(diǎn)時(shí)，速率vB=2v0，方向與電場(chǎng)的方向一致，則A.m?v022qC.2mv02如圖所示，一個(gè)絕緣圓環(huán)，當(dāng)它的14均勻帶電且電荷量為+q時(shí)，圓心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，現(xiàn)使半圓ABC均勻帶電+2q，而另一半圓ADC均勻帶電-2q，則圓心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向?yàn)???)A.22E方向由OB.4E方向由O指向DC.22E方向由OD.0某區(qū)域的電場(chǎng)線分布如圖所示，M、N、P是電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn)，則下列說(shuō)法正確的是(??)A.P、N兩點(diǎn)點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不等，但方向相同

B.將一帶負(fù)電的粒子從M點(diǎn)移到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功

C.帶電量+q的粒子，從P點(diǎn)的電勢(shì)能小于在N點(diǎn)的電勢(shì)能

D.帶正電的粒子僅在電場(chǎng)力作用下，一定沿電場(chǎng)線PN運(yùn)動(dòng)二、多選題（本大題共2小題，共8.0分）如圖所示，實(shí)線表示在豎直平面內(nèi)的勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線，電場(chǎng)線與水平方向成α角，水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與勻強(qiáng)電場(chǎng)相互垂直.有一帶電液滴沿虛線L向上做直線運(yùn)動(dòng)，L與水平方向成β角，且α>β.下列說(shuō)法中正確的是(??)A.液滴一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)B.液滴一定帶正電C.電場(chǎng)線方向一定斜向上D.液滴有可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng)如圖中虛線為勻強(qiáng)電場(chǎng)中與場(chǎng)強(qiáng)方向垂直的等間距平行直線，兩粒子M、N質(zhì)量相等，所帶電荷的絕對(duì)值也相等.現(xiàn)將M、N從虛線上的O點(diǎn)以相同速率射出，兩粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡分別如圖中兩條實(shí)線所示.點(diǎn)a、b、c為實(shí)線與虛線的交點(diǎn).已知O點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)，若不計(jì)重力，則(??)A.M帶負(fù)電荷，N帶正電荷B.N在a點(diǎn)的速度與M在c點(diǎn)的速度大小相同C.N在從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至a點(diǎn)的過(guò)程中克服電場(chǎng)力做功D.M在從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至b點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)它做的功等于零三、實(shí)驗(yàn)題探究題（本大題共3小題，共27.0分）請(qǐng)完成以下兩小題：

(1)圖a中螺旋測(cè)微器讀數(shù)為______mm.圖b中游標(biāo)卡尺(游標(biāo)尺上有50個(gè)等分刻度)讀數(shù)為______cm．

(2)歐姆表“×1”檔的中值電阻為20Ω，已知其內(nèi)裝有一節(jié)干電池，干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5V.該歐姆表表頭滿偏電流為______mA，要測(cè)2.5kΩ的電阻應(yīng)選______檔.測(cè)得接入電路的金屬絲的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，金屬絲的直徑d，已知其電阻大約為25Ω．

(1)在用伏安法準(zhǔn)確測(cè)其電阻時(shí)，有下列器材供選擇，除必選電源(電動(dòng)勢(shì)1.5V，內(nèi)阻很小)、導(dǎo)線、開關(guān)外，電流表應(yīng)選______，電壓表應(yīng)選______，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選______.(填代號(hào))并將設(shè)計(jì)好的測(cè)量電路原理圖畫在方框內(nèi)．

A1電流表(量程40mA，內(nèi)阻約0.5Ω)

A2電流表(量程10mA，內(nèi)阻約0.6Ω)

V1電壓表(量程6V，內(nèi)阻約30kΩ)

V2電壓表(量程1.2V，內(nèi)阻約的20kΩ)

R1滑動(dòng)變阻器(范圍0-10Ω)

R2滑動(dòng)變阻器(范圍0-2kΩ)

(2)若電壓表、電流表讀數(shù)用U、I表示，用上述測(cè)得的物理量計(jì)算金屬絲的電阻率的表示式為ρ=______為了測(cè)定干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，現(xiàn)有下列器材：

A.干電池一節(jié)

B.電壓表v1(0-15V，內(nèi)阻約為15KΩ)

C.電壓表v2(0-3V，內(nèi)阻約為3KΩ)

D.電流表A1(0-3A，內(nèi)阻約為2Ω)

E.電流表A2(0-0.6A，內(nèi)阻約為10Ω)

F.電流表G(滿偏電流3mA，內(nèi)阻Rg=10Ω)

G.變壓器

H.滑動(dòng)變阻器(0-1000Ω)

I.滑動(dòng)變阻器(0-20Ω)

J.開關(guān)、導(dǎo)線

(1)用電流表和電壓表測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是______，電流表______，電壓表______(組別123456電流I/A0.120.200.310.320.500.57電壓U/V1.371.321.241.181.101.05根據(jù)表中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)圖乙上畫出U-I圖線，由圖可求得E=______V，r=______Ω.

(4)用你設(shè)計(jì)的電路做實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)與電池電動(dòng)勢(shì)的真實(shí)值相比______(填“偏大”“偏小”或“相等”)．

四、計(jì)算題（本大題共4小題，共40.0分）如圖所示，y軸上A點(diǎn)距坐標(biāo)原點(diǎn)的距離為L(zhǎng)，坐標(biāo)平面內(nèi)有邊界過(guò)A點(diǎn)和坐標(biāo)原點(diǎn)O的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直坐標(biāo)平面向里.有一電子(質(zhì)量為m、電荷量為e)從A點(diǎn)以初速度v0沿著x軸正方向射入磁場(chǎng)區(qū)域，并從x軸上的B點(diǎn)射出磁場(chǎng)區(qū)域，此時(shí)速度方向與x軸正方向之間的夾角為60°.求：

(1)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。?/p>

(2)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間．

17.如圖甲所示，足夠長(zhǎng)的“U”型金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，金屬導(dǎo)軌寬度L=1.0m，導(dǎo)軌上放有垂直導(dǎo)軌的金屬桿P，金屬桿質(zhì)量為m=0.1kg，空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng).連接在導(dǎo)軌兩端的電阻R=3.0Ω，金屬桿的電阻r=1.0Ω，其余部分電阻不計(jì).某時(shí)刻給金屬桿一個(gè)水平向右的恒力F，金屬桿P由靜止開始運(yùn)動(dòng)，圖乙是金屬桿P運(yùn)動(dòng)過(guò)程的v-t圖象，導(dǎo)軌與金屬桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5.在金屬桿P運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，第一個(gè)2s內(nèi)通過(guò)金屬桿P的電荷量與第二個(gè)2s內(nèi)通過(guò)P的電荷量之比為3：5.g取10m/s2.求：

(1)水平恒力F的大小；

(2)求前2s內(nèi)金屬桿P運(yùn)動(dòng)的位移大小x1；

(3)前4s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量．

18.質(zhì)譜儀原理如圖所示，a為粒子加速器，電壓為U1；b為速度選擇器，磁場(chǎng)與電場(chǎng)正交，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，板間距離為d；c為偏轉(zhuǎn)分離器，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2.今有一質(zhì)量為m、電荷量為+e的正電子(不計(jì)重力)，經(jīng)加速后，該粒子恰能通過(guò)速度選擇器，粒子進(jìn)入分離器后做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng).求：

(1)粒子射出加速器時(shí)的速度v為多少？

(2)速度選擇器的電壓U2為多少？

(3)粒子在B2磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R為多大？

19.如圖所示，一質(zhì)量為m、電量為+q、重力不計(jì)的帶電粒子，從A板的S點(diǎn)由靜止開始釋放，經(jīng)A、B加速電場(chǎng)加速后，穿過(guò)中間偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，再進(jìn)入右側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域.已知AB間的電壓為U，MN極板間的電壓為2U，MN兩板間的距離和板長(zhǎng)均為L(zhǎng)，磁場(chǎng)垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、有理想邊界.求：

(1)帶電粒子離開B板時(shí)速度v0的大??；

(2)帶電粒子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)速度v的大小與方向；

(3)要使帶電粒子最終垂直磁場(chǎng)右邊界射出磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的寬度d多大？

答案和解析【答案】1.D

2.D

3.A

4.C

5.D

6.B

7.C

8.C

9.A

10.B

11.ABC

12.BD

13.1.998；1.094；75；×10014.?A1?；V215.I；E；C；1.45；0.75；偏小16.解：(1)過(guò)B點(diǎn)作電子出射速度方向的垂線交y軸于C點(diǎn)，則C點(diǎn)為電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心，畫出電子的運(yùn)動(dòng)軌跡．

由幾何知識(shí)得∠ACB=60°

設(shè)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為R，

則

R-L=Rsin30°，得：R=2L

又由洛倫茲力提供向心力，得：

ev0B=mv02R

則得：B=mv02eL；

(2)由幾何知識(shí)∠ACB=60°

則粒子在磁場(chǎng)中飛行時(shí)間為

t=θ17.解：(1)由圖乙可知金屬桿P先作加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，2s后做勻速直線運(yùn)動(dòng)．

當(dāng)t=2s時(shí)，v=4m/s，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

E=Blv

感應(yīng)電流I=ER+r

安培力

根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律有

解得F=0.75

N

(2)通過(guò)金屬桿P的電荷量

q=It=ER+rt

其中E.=△Φ△t=BLxt

所以q=BLxR+r∝x(x為P的位移)

設(shè)第一個(gè)2s內(nèi)金屬桿P的位移為x1，第二個(gè)2s內(nèi)P的位移為x2

則△Φ1=BLx1

△Φ2=BLx=BLvt

由于q1：q2=3：5

聯(lián)立解得x2=8m，x1=4.8m.

(3)前4s內(nèi)由能量守恒得

F(x1+x2)=12mv218.解：(1)粒子經(jīng)加速電場(chǎng)U1加速，獲得速度為v，由動(dòng)能定理可知：

eU1=12mv2

解得v=2U1em

(2)在速度選擇器中作勻速直線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力與洛侖茲力平衡得：eE=evB1

即U2de=evB1

解得