最新人教版高中物理选修3-1复习试题及答案全套

1、最新人教版高中物理选修3-1 复习试题及答案全套章末综合测评（ 一 ）（时间：90 分钟分值： 100分 ）一、选择题（本题共12小题，每小题5分.在每小题给出的四个选项中第17题只有一项符合题目要求.第 812题有多项符合题目要求.全部选对的得 5分，选对但不全的得2 分，有选错的得零分）1下列说法正确的是（）A.电荷放在电势高的地方，电势能就大B.正电荷在电场中某点的电势能，一定大于负电荷在该点具有的电势能C.无论是正电荷还是负电荷，克服电场力做功它的电势能都增大D.电场强度为零的点，电势一定为零C 电势能的大小与电荷的电性有关，正电荷放在电势高的地方，电势能大，而负电荷放在电势高的地方，

2、电势能小，故A 错误；正电荷在电场中电势大于零的点， 其电势能一定大于负电荷在该点具有的电势能；而正电荷在电场中电势小于零的点，其电势能一定小于负电荷在该点具有的电势能，故B 错误；只要克服电场力做功，电荷的电势能一定增大，与电荷的电性无关，故C 正确；电场强度与电势无关，可知电场强度为零的点，电势不一定为零，故D 错误2如图1 所示，在真空中，把一个绝缘导体向带负电的球P 慢慢靠近关于绝缘导体两端的电荷，下列说法中不正确的是（）图5A.两端的感应电荷越来越多B.两端的感应电荷是同种电荷C.两端的感应电荷是异种电荷D.两端的感应电荷的电荷量相等B 由于导体内有大量可以自由移动的电子，当它慢慢靠

3、近带负电的球P时，由于同种电荷相互排斥，导体上靠近P 的一端的电子被排斥到远端，靠近P的一端带上了正电荷，远离P 的一端带上了等量的负电荷导体离球P 距离越近，电子被排斥得越多，感应电荷越多3.如图2 所示， 曲线为电荷在匀强电场中的运动轨迹，a、 b 是轨迹上的两点，则下列说法正确的是()A.电荷在b点的电势能大于在a点的电势能B.电荷在a、b两点的电势能相等C .该电场的方向水平向左D b 点的电势高于a 点的电势A 由电荷运动轨迹可以确定电荷所受电场力水平向左，a 到 b 过程中，电场力与速度所成的角度为钝角，则电场力做负功，电势能增大，则电荷在b 点的电势能大于在a 点的电势能，故A

4、正确， B 错误；由于不知道电荷的电性，所以不能确定电场线的方向，同时也就不能确定电势的高低，故C、 D 错误 4.在匀强电场中，有一质量为 m,带电量为q的带电小球静止在。点，然后 从O点自由释放，其运动轨迹为一直线，直线与竖直方向的夹角为 8,如图3所 示，那么关于匀强电场的场强大小的下列说法中正确的是()A .唯一值是酗KB .最大值是mga9qqC,最小值是mgqn-）D,不可能是mgC 带电小球受到电场力与重力作用，小球沿合力方向做加速直线运动，根 据图示位置可确定电场力的方向，小球在重力和电场力的共同作用下做加速直线 运动，当电场力的大小与重力沿合力的垂直方向分力相等时，电场力最小

5、，即 mgsin 0 一，qE=mgsin 9,故 E = -一；故选 C. q5 .某带电粒子仅在电场力作用下由 A点运动到B点，电场线、粒子在A点的初速度及运动轨迹如图4所示，可以判定（）A.粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度B.粒子在A点的动能小于它在B点的动能C.粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能D A 点的电势低于B 点的电势B 由电场线分布可知，EA<EB, 故带电粒子在B 点的加速度较大，A 错 由粒子的运动轨迹可知，静电力做正功，粒子的电势能减少，动能增加，B 对， C错.由于沿电场线方向电势降低，所以 M>加，D错.6 .在真空中，上、下两个区域均有竖直向

6、下的匀强电场，其电场线分布如图5所示，有一带负电的粒子从上边区域沿一条电场线以速度vo匀速下落，并进入下边区域（该区域的电场范围足够广），在下列速度 时间图象中，符合粒子在电场内运动情况的是（以vo方向为正方向）（）图7ABCDC 电场线在下边区域密，即下边区域场强大，故粒子在上边区域向下匀速运动， 进入下边区域后，先做匀减速运动至速度减为零，接着向上做匀加速运动，越过边界后以速度-V0在上边区域再次做匀速运动.7 .如图6 所示，三块平行放置的带电金属薄板A、 B、 C 中央各有一小孔，小孔分别位于O、M、P点.由。点静止释放的电子恰好能运动到 P点.现将C 板向右平移到P'点，则由

7、。点静止释放的电子（）A.运动到P点返回8 .运动到P和P'点之间返回C.运动到P'点返回D.穿过P'点A 设AB、BC间的电场强度分别为Ei、E2,间距分别为di和d2,电子由。点运动到P点的过程中，据动能定理得：eEidi eE2d2=0当C板向右平移后，BC板间的电场强度,_U_ QQ4/QE 2=d，2=C，df 2= eS , = gS， 4T1d 2BC板间的电场强度与板间距无关，大小不变.第二次释放后，设电子在BC间移动的距离为x,则eEidi eE»= 0 0比较两式知，x= d2,即电子运动到P点时返回，选项A正确.8.如图7所示的U-x图象

8、表示三对平行金属板间电场的电势差与场强方向上距离的关系.若三对金属板的负极板接地，图中 x均表示到正极板的距离，则下述结论中正确的是（）图7A.三对金属板正极电势的关系 电第依8 .三对金属板间场强大小有 El>E2>E3C.若沿电场方向每隔相等的电势差值作一等势面，则三个电场等势面分布 的关系是1最密，3最疏D.若沿电场方向每隔相等距离作一等势面，则三个电场中相邻等势面差值 最大的是1,最小的是3BCD 通过U-x图象分析可得，三对金属板的板间电势差相同，又因为金属板的负极板都接地，所以三个正极板的电势相等，A错误.又因为板间距离不 同，由E=UdB可得E1>E2>E

9、3, B正确.每隔相等的电势差值作一等势面，由d = UE£可得，场强越大，等势面间距越小，分析得等势面分布的关系是1最密,3最疏，C正确.沿电场方向每隔相等距离作一等势面，由UAB=Ed可得，场强越大，电势差越大，分析得相邻等势面差值最大的是 1,最小的是3, D正确.9 .如图8所示是两个等量异种点电荷，周围有 1、2、3、4、5、6各点，具中1、2之间距离与2、3之间距离相等，2、5之间距离与2、6之间距离相等.两条虚线互相垂直且平分，那么关于各点电场强度和电势的叙述正确的是（ ）图10A 1、 3 两点电场强度相同B 5、 6 两点电场强度相同C 4、 5 两点电势相同D 1

10、、 3 两点电势相同ABC 两个等量异种点电荷的中垂线是等势线，所以2、 4、 5、 6 的电势相等， C 正确；顺着电场线的方向电势降低，1、 3 电势不相等，D 错误；1、 2 之间距离与2、 3 之间距离相等，由场强的矢量合成可以知道1、 3 两点电场强度相同， A 正确； 2、 5 之间距离与2、 6 之间距离相等，由场强的矢量合成得5、 6两点电场强度相同，B 正确 10 .空间某一静电场的电势 小在x轴上分布如图9所示，x轴上两点B、C的电场强度在x方向上的分量分别是EBx、ECx,下列说法中正确的有（）A. Ebx的大小大于Ecx的大小B. Ebx的方向沿x轴正方向C.电荷在。点

11、受到的电场力在x方向上的分量最大D.负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做正功，后做负功AD 在6X图中，图象斜率的绝对值表示场强大小.结合题中图象特点可知Ebx>Ecx, Eox=0,故A对，C错.根据电场中沿着电场线的方向电势逐渐降低可知Ebx沿X轴负方向，B项错.负电荷在正X轴上受电场力沿X轴负向，在负 x 轴上受电场力沿x 轴正向，故可判断负电荷从B 移到 C 的过程中，电场力先做正功后做负功，D 项正确 11 .如图10 所示，在两等量异种点电荷产生的电场中，abcd 是以两点电荷连线中点O为对称中心的菱形，a、c在两电荷的连线上，下列判断正确的是（）图10A. a、b、c

12、、d四点的电场强度的方向相同B. a、b、c、d四点的电势相同C. a、b两点间的电势差等于c、d两点间的电势差D.将正试探电荷由b沿ba及ad移到d点的过程中，试探电荷的电势能先 增大后减小AD 根据等量异种电荷电场线的特点可知，a、b、,c、d四点的电场强度方向都向右，A正确；沿着电场线方去?向电势逐渐降低，中垂线上各点电势为零，连线上的a点电势高于c点电势，B错误；a、b两点间的电势差等于a、。两点间的电势差， c、d两点间的电势差等于c、。两点间的电势差，所以UaO= UcO, C错误；将 正试探电荷由b沿ba及ad移到d点的过程中，电场力先做负功，后做正功，所 以电势能先增大后减小，

13、D正确.12. 如图11所示，三个质量相同，带电荷量分别为+ q、- q和0的小液滴a、 b、c,从竖直放置的两板中间上方由静止释放，最后从两板间穿过，轨迹如图所 示，则在穿过极板的过程中（）图11A.电场力对液滴a、b做的功相同B.三者动能的增量相同C.液滴a电势能的增加量等于液滴b电势能的减小量D.重力对三者做的功相同AD 此题考查带电粒子在电场中的受力运动及能量变化规律，因 a、b带电荷量相等，所以穿过两板时电场力做功相同，电势能增加量相同，A对，C错；c不带电，不受电场力作用，由动能定理，三者动能增量不同，B错；a、b、c三者穿出电场时，由 Wg= mgh知，重力对三者做功相同，D对.

14、二、非选择题（本题共4小题，共40分）13. （8分）将一个电量为一2X10 9 C的点电荷从电场中的N点移动到M点, 需克服电场力做功1.4 X 10 8 J,求：（1）N、M两点间的电势差 Unm为多少？（2）若将该电荷从M移到N,电场力做什么功？ Umn为多少？【解析】（1）由题意可知，将点电荷从 N移动到M点，电场力做负功，即1.4X 10- 8-2X 10-97 V.Wjm = 1.4X10-8 J,Wnm根据公式Unm=-T = q(2)当点电荷从M移到N点时，电场力做正功.根据电势差之间的关系有：Umn = Unm= - 7 V【答案】(1)7 V (2)正功 7 V14. (1

15、0分)在一个点电荷Q的电场中，Ox坐标轴与它的一条电场线重合，坐 标轴上A、B两点的坐标分别为2.0 m和5.0 m.已知放在A、B两点的试探电荷 受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同，电场力的大小跟试探电荷所带电荷量 大小的关系如图12所示中白直线A、B所示，放在A点的电荷带正电，放在 B 点的电荷带负电.求：图12(1)B点的电场强度的大小和方向；(2)试判断点电荷Q的电性，并确定点电荷 Q的位置坐标.【解析】(1)由题图可得B点电场强度的大小EB=F=2.5 N/C. q因B点的试探电荷带负电，而受力指向 x轴的正方向，故B点场强的方向 沿x轴的负方向.(2)因A点的正电荷受力和B点的负

16、电荷受力均指向x轴的正方向，故点电荷Q位于A、B两点之间，带负电.设点电荷Q的坐标为x,则Ea= k2,x-2 2Eb= k- 5-x2由题图可得Ea= 40 N/C,解得x = 2.6 m.【答案】（1）2.5 N/C 沿x轴的负方向（2）负电2.6 m15. （10分）如图13所示，固定于同一条竖直线上的 A、B是两个带等量异种 电荷的点电荷，电荷量分别为+ Q和一Q, A、B相距为2d.MN是竖直放置的光 滑绝缘细杆，另有一个穿过细杆的带电小球P,质量为m、电荷量为+ q（可视为点电荷，不影响电场的分布.），现将小球P从与点电荷A等高的C处由静止开 始释放，小球P向下运动到距C点距离为d

17、的O点时，速度为v.已知MN与AB 之间的距离为d,静电力常量为k,重力加速度为g.求：图13（1）C、。间的电势差Uco;（2）O点处的电场强度E的大小；小球P经过与点电荷B等高的D点时的速度.【解析】（1）根据动能定理则，从C到O12mgd+ qUco=2mvmv22mgd 贝U Uco=2q ,Q ,一(2)A点和B点在。点的电场强度均为E=ky,其中r=AO=BO=42d,所以E=k2d2,根据对称性可知，两点电荷场强在水平方向的分场强抵消，合场强 为:cos 4 5(3)从C至ID点，由于电场线的对称性，Ucd = 2Uco,12则根据动能止理有：mg2d + 2qUC0 = 2mv

18、D,所以 vD = -J2v.【答案】(1严2铲d啜Q (3) 2v16. (12分)如图14所示，在绝缘水平面上，相距为 L的A、B两处分别固定 着两个带电量相等的正电荷，a、b是AB连线上的两点，其中Aa=Bb= L/4, 0 为AB连线的中点，一质量为 m、带电荷量为+ q的小滑块(可以看作质点)以初 动能E0从a点出发，沿直线AB向b点运动，其中小滑块第一次经过 0点的动 能为初动能的n倍(n>1),到达b点时动能恰好为零，小滑块最终停在0点，求：图14(1)小滑块与水平面间的动摩擦因数;(2)0、b两点间的电势差Uob；(3)小滑块运动的总路程.【解析】 因为+qA= + qB

19、, a、b以中点o对称，所以Uab= o.滑块由a到b的过程，根据动能定理:qUab a mg= - Eo,2Eo 所以口 mgL.(2)对小滑块由0到b的过程，根据动能定理:1砂 mgLnE0 i 2n EoU0b =qUob a mg= - nEo,2q2n1 Eo(3)U aO = Uob =2,/q小滑块从a点开始，最终停在0点，根据动能定理qUao a mgs Eo,qUao+ Eo2n+1 Ls n mg 一【答案】mEL (2)1-2n Eo2n+1 L2q章末综合检测(二)(时I可：9。分钟 分值：loo分)一、选择题(本题共io小题，每小题4分.在每小题给出的四个选项中，第

20、15题只有一项符合题目要求.第 6io题有多项符合题目要求.全部选对的得4分，选对但不全的2分，有选错的得零分.)1 .某同学用伏安法测小灯泡的电阻时， 误将电流表和电压表接成如图1所示的电路，接通电源后，可能出现的情况是（）图1A.电流表被烧坏B.电压表被烧坏C.小灯泡被烧坏D .小灯泡不亮D 由于电压表的内阻很大，所以电路中的电流很小，电压表、电流表、灯泡都不会被烧坏，但灯泡不亮，D正确.2 .两个相同的电阻R,当它们串联后接在电动势为 E的电源上，通过一个 电阻的电流为I;若将它们并联后仍接在该电源上，通过一个电阻的电流仍为I, 则电源的内阻为（）A. 4RB. RRC. 2D.无法计算

21、B 当两电阻串联接入电路中时1 = 2，当两电阻并联接入电路中时1 =E 一 1 r *2，由以上两式可得r= R, B正确.2+r3.两根由同种材料制成的均匀电阻丝 A、B串联在电路中，A的长度为L,直径为d; B的长度为2L,直径为2d,那么通电后在相同的时间内产生的热量之比为（）A. Qa ：Qb= 1 ： 1B.Qa：Qb=2 ： 1C. Qa ：Qb =1 ： 2D.Qa：Qb=4 ： 1B 直径比为1 : 2,则横截面积比为1 ： 4,根据电阻定律R= &,知电阻之比为2 ： 1,根据Q=I2Rt,电流相等，则热量之比为2 ： 1.故选B.4 .如图2所示，A灯与B灯电阻相

22、同，当滑动变阻器R的滑动片向下滑动时， 两灯的变化是（）图2A. A灯变亮，B灯变亮B. A灯变暗，B灯变亮C. A灯变暗，B灯变暗D. A灯变亮，B灯变暗C 当变阻器的滑片向下滑动时，接入电路的电阻减小，根据申、并联电路 特点可知电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得干路电流 I增大，内电压 增大，路端电压U减小，A灯两端电压减小，亮度变暗；另一支路电流 I' =1 Ia增大，R1两端电压U1=I' R1增大，故R与B灯的并联支路电压Ub=U U1减小，B灯变暗，C正确.5 .某一网络电路中的部分电路如图 3所示，已知I=3 A,I1 = 2 A, R1=10 QR2 =

23、5 Q R3=30 0则下列结论正确的是（）图3A.通过R3的电流为0.5 A,方向从a-bB.通过R3的电流为0.5 A,方向从baC.通过电流表的电流为0.5 A,电流表“ 十 ”接线柱在右边D.通过电流表的电流为1.5 A,电流表“ 十 ”接线柱在左边B Ri 两端的电压 Ui=IiRi = 2X10 V = 20 V; R2 两端的电压 U2=I2R2=（3 2X5) V = 5 V,所以 R3 两端的电势差 Uab=U2Ui = 5 V20 V= 15 V, b 点B正确；电流表中的电流方向电势高，电流由b-a, |3 =詈=0.5 A, A错误,应该向右，大小Ia = I213=0

24、.5 A, C、D均错误.6 .如图4所示，U-I图线上，a、b、c各点均表示该电路中有一个确定的工作 状态，b点a= &则下列说法中正确的是（）图4A.在b点时，电源有最大输出功率B.在b点时，电源的总功率最大C.从a到b时，B角增大，电源的总功率和输出功率都将增大D.从b到c时，B角增大，电源的总功率和输出功率都将减小AD 在b点a= B说明此时外电阻R等于内阻，电源有最大输出功率， A对；电源总功率P总= IE,则电流越大，总功率越大，B、C错，D正确.7 .在如图5甲所示的电路中，电源的电动势为 3.0 V,内阻不计，Li、L2、L3 为 3 个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏

25、安特性曲线如图乙所示，当开关闭合后，下列说法中正确的是()A. Li中的电流为L2中的电流的2倍B. Li的电阻为12 QC. Li消耗的电功率为0.75 WD. L2消耗的电功率为0.375 WBC Li两端电压为3 V时，由题图乙可知Li中的电流为0.25 A, Li的电 阻R=，= i2 RB正确；Li消耗的电功率P=UI=0.75 W. L2、L3串联分压， 分到的电压为i.5 V,由题图乙可知L2和L3中的电流为0.20 A, L2消耗的电功P=UI = 0.30 W, D错误；Li中的电流为L2中的电流的i.25倍，A错误.8.如图6所示的电路中，当滑动变阻器的触头向上滑动时，则

26、（）图6A.电源的功率变小B.电容器贮存的电荷量变小C.电源内部消耗的功率变大D.电阻R消耗的电功率变小BC 由闭合电路欧姆定律可知，当滑动触头向上滑动时，R总变小，I总增大，U端减小，而R1分压Ui增大，所以电容器上的电压减小.电源功率 P总=1总E增大，A错误；Q=CU减小，B正确；电源内部消耗功率P内=I2、r增大，C正确；电阻R1 消耗的功率增大，R 上消耗的功率无法确定9将分压电阻串联在表头上，改装成电压表，下列说法中正确的是()A.接上分压电阻后，增大了表头的满偏电压B.接上分压电阻后，电压按一定比例分别降在表头和分压电阻上，表头的满偏电压不变C .如果分压电阻是表头内阻的n倍，则

27、电压表量程扩大为表头满偏电压的n倍D.通电时，表头和分压电阻中通过的电流一定相等BD 接上分压电阻后，电压按一定比例分别降在表头和分压电阻上，表头的满偏电压不变，A 错误， B 正确；分压电阻是表头内阻的n 倍，则表头满偏时分压电阻两端的电压为nUg,则电压表的量程为(n+1)Ug, C错误；通电时，表头和分压电阻串联，故通过它们的电流一定相等，D 正确 10.在如图7 所示的电路中，电源的电动势E 和内阻 r 恒定，闭合开关S 后灯泡能够发光，经过一段时间后灯泡突然变亮，则出现这种现象的原因可能是()A.电阻Ri短路B.电阻R2断路C.电阻R2短路D.电容器C断路AB 若 R1 短路，则R

28、总 变小， I 总 变大，通过灯泡L 的电流变大，灯泡变亮，A正确；若R2断路，R总变大，I总变小，U内=1总r变小，U外变大，Ui = I 总Ri变小，因UL = U外一 Ui,所以Ul变大，灯泡变亮，B正确；若R2短路，电流不经过灯泡，灯泡不亮，C 错误；若电容器断路，总电阻不影响，故灯泡亮度不变， D 错误 二、非选择题（本题共6 小题，共60 分 ）11. （8分）（1）在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器 测定合金丝直径的过程如图8所示，校零时的读数为 mm,合金丝的直 径为 mm.甲乙图8为了精确测量合金丝的电阻 Rx,设计出如图9甲所示的实验电路图，按照该电路图

29、完成图乙中的实物电路连接甲乙图9【解析】（1）由于螺旋测微器开始起点有误差，估读为 0.007 mm,测量后要去掉开始误差，即合金丝直径为 0.5 mm+14.5X0.01 mm0.007 mm =0.638 mm.（2）将电表连入电路时注意电流要从正接线柱流入，该实验要求电压表示数从零开始，滑动变阻器采用分压接法【答案】（1）0.007 0.638（0.6360.640均正确）（2）见解析图12. （10 分 ）某物理实验小组利用实验室提供的器材测定电压表V 1 的内阻， 可选用的器材如下：A.待测电压表Vi:量程3 V,内阻约3 k QB.电压表V2：量程15 V,内阻约20 k QC.电

30、流表A:量程3 A,内阻约0.1 QD.定值电阻R0： 9.0 k QE.滑动变阻器Ri: 0200 QF.滑动变阻器R2： 02 k QG.电源E:电动势约为12 V,内阻忽略不计H.开关、导线若干(1)现用多用电表测电压表 Vi的内阻，选择倍率“X 100”挡，其它操作无 误，多用电表表盘示数如图10所示，则电压表V1的内阻约为 Q.图 10(2)为了准确测量电压表V 1 的内阻，两位同学根据上述实验器材分别设计了如图 11 甲和乙两个测量电路，你认为(选填“甲”或“乙”)更合理，并在实物图中用笔画线代替导线将电路图补充完整甲乙图 11该实验中滑动变阻器应该选用 您填“Ri”或“R2”).

31、(4)用已知量Ro和Vi、V2的示数Ui、U2来表示电压表 Vi的内阻Rvi=【解析】(1)用多用电表测得的电压表的内阻为 34X 100 g3 400 日(2)甲图中，因为电压表 V2的电阻与R0阻值相当，通过电压表 V2的电流不能忽略，故用通过R0的电流作为通过Vi的电流，则误差较大；故用乙电路较合 理；电路连接如图：实验中滑动变阻器要用分压电路，故用选取阻值较小的Ri;(4)根据欧姆定律可知：RV1 = -1 = 3°-U2-U1 U2-U1R0-【答案】(1)3 400 (2)乙 连图如解析图Ri (4)用Uab13. (10分)如图12所示的电路中，各电阻的阻值已标出.当输

32、入电压= 110 V时，输出电压Ucd是多少？图12【解析】 并联部分的等效电阻为:109R+ R XyRR 并=10- - R,9R+ R +-5-R9则电路的总电阻为：R总=10R+ R= 11R.由串联分压得并联部分R并上的电压为:.RR、，U 并=Uab = iiR* 110 V= 10 V.而输出电压Ucd即电阻R上分到的电压，再由串联分压得,R1Ucd = Ur =藁一"U 并=2乂10 V=1 V.【答案】 1 V14. （10分）有一只量程为1 mA的电流表，刻度盘共有50格，若给它并联 一个10 Ig R11-0.001 X10-2即 Rg = -=0.001将电流

33、表改装成大量程电压表时，串联一分压电阻，则有Ig(Rg+ R2)=U-U _10R2= igRg= 0001 Q 10 0= 9 990当指针偏转40格时，通过电流表的电流为 ,40I =0.001x50 A。的电阻，则可将它改装成一个量程为 1 A的电流表，若要把这个量 程为1 mA的电流表改装成一个量程为10 V的电压表，应在电流表上串联一个 多大的电阻？用这个电压表测量电压时，表盘上指针偏转 40格，则所测电压为 多少伏？【解析】 将电流表改装成大量程电流表时，并联一分流电阻，则有I = IgIgRgQ= 9.99+玉T所测电压 U' =I' (Rg+R2)=8 V.【答

34、案】9 990 Q 8 V15. (10分)一根长为l = 3.2 m、横截面积S= 1.6X10 3m2的铜棒，两端加电 压U = 7.0X10-2 V.铜的电阻率P= 1.75X 10 8 Q 犯铜内自由电子的体密度为 n = 8.5X 1029 m 3.求:(1)通过铜棒的电流；(2)铜棒内的电场强度；(3)自由电子定向移动的平均速度.【解析】(1)由R=(口 I = R>US 7.0X 10- 2x 1.6X 10-3I =L A = 2X103A.pl1.75X 10-8X3.2U 7.0X 10- 2E=d = V/m = 2.19x10-2v/m.2X103m/s=9.19

35、x 10 6 m/s.(3)由 I = neSv 得v neS_ 8.5X 1029X 1.6X 10- 19x 1.6X 10 3【答案】(1)2X103 A (2)2.19X10 2 V/m (3)9.19X 10 6 m/s16. (12分)如图13所示，直流电动机和电炉并联后接在直流电源上， 电源的 内阻r =1 Q电炉白电阻Ri=19 Q电动机线圈的电阻R2=2 Q当开关S断 开时，电源内电路消耗的热功率 P = 25 W;当S闭合时，干路中的电流I = 12.6 A.求：图14(1)电源的电动势E;(2)S闭合后电动机的机械功率.【解析】(1)开关S断开时，由P=I0r得Io =A

36、 = 5 A由闭合电路欧姆定律得E=l0(Ri + r) = 5X(19+1) V = 100 V(2)开关S闭合后，内电压U内=卜=12.6 V路端电压 U=EU 内= (100 12.6) V = 87.4 VU 87.4通过电炉的电流I1 = R1=«9 A = 4.6 A通过电动机的电流I2=I I1 = 8.0 A电动机消耗的热功率 P1=I2R2 = 8.02X2 W=128 W电动机工作时，消耗的电功率P2= UI 2= 87.4X 8 W= 699.2 W电动机输出的机械功率P3= P2 Pi = (699.2 128) W= 571.2 W.【答案】（1）100 V

37、 （2）571.2 W章末综合检测（ 三 ）（时间：90 分钟分值： 100 分 ）一、选择题（本题共12小题，每小题4分在每小题给出的四个选项中，第17题只有一项符合题目要求.第 812题有多项符合题目要求.全部选对的得 4 分，选对但不全的2 分，有选错的得零分）1.关于磁感应强度B,下列说法中正确的是（）A.磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关B.磁场中某点B的方向，跟该点处试探电流元所受磁场力的方向一致C.在磁场中某点试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小为零D.在磁场中磁感线越密集的地方，B值越大D 磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定，与试探电流元无关而磁感线可以

38、描述磁感应强度，疏密程度表示大小2 .如图1所示，A为一水平旋转的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在OO'圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如图当圆盘高速绕中心轴顺时针转动时，通电直导线所受磁场力的方向是（）图1A.竖直向上B.竖直向下C.水平向里D.水平向外C 由于带负电的圆环顺时针方向旋转，形成的等效电流为逆时针方向，所 产生的磁场方向竖直向上.由左手定则可判定通电导线所受安培力的方向水平向 里.3 .图2中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形 的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示.一带正电的粒子从 正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向

39、外运动，它所受洛伦兹力的方向是（）A.向上B.向下C.向左D.向右B 由右手定则可以判断出a、b、c、d四根长直导线在正方形中心O处产生的磁感应强度如图所示，四个 磁感应强度按矢量的平行四边形定则合成，可得合磁场 为水平向左.利用左手定则判断洛伦兹力的方向，可得洛伦兹力的方向竖直向下，B正确.4.如图3所示的虚线框为一长方形区域，该区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一束电子以不同的速率从 。点垂直于磁场、沿图中方向射入磁场后， 分别从a、b、c、d四点射出磁场，比较它们在磁场中的运动时间 ta、tb、tc、td, 其大小关系是（）A. ta<tb<tc<tdB. ta = t

40、b=tc= tdC. ta = tb<tc<tdD . ta= tb>tc>tdD 电子的运动轨迹如图所示，由图可知，从 a、b、c、d四点飞出的电子对应的圆心角 色= 6>出> 曲，而电子的周期丁=勺?相同，其在磁场中运动的时 qB可 t=；7"T,故 ta=tb>tc>td.2九5.薄铝板将同一匀强磁场分成I、II两个区域，高速带电粒子可穿过铝板一次，在两个区域运动的轨迹如图 4所示，半径Ri>K.假定穿过铝板前后粒子电 荷量保持不变，则该粒子（）图4A.带正电B.在I、II区域的运动时间相同C.在I、II区域的运动加速度相同

41、D.从区域II穿过铝板运动到区域IB 设粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为r,线速度大小为v,根据洛2伦兹力提供向心力有Bvq=7，可得v = B8r,可见，轨道半径越大，表示粒子的线速度越大，考虑到轨道半径 R>R2,可知粒子从I区域穿过铝板进入n区域，选项D错误；知道粒子的运动方向、磁场方向和磁场力的方向，结合左手定则可以判断出粒子带负电，选项 A错误；根据粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期的计算公式 丁=皆可知，粒子在I、II区域的运动周期相同，运Bvq动时间也相同，选项B正确；根据ma= Bvq可得a=量，粒子在I、H区域的运动速率不同，加速度也不同，选项 C错误.6 .如图5

42、所示，在以。点为圆心、r为半径的圆形区域内，有磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，a、b、c为圆形磁场区域边界上的三点，其 中/aOb= / bOc= 60° 丁束质量为m、电荷量为e而速率不同的电子从 a点沿 aO方向射入磁场区域，从b、c两点间的弧形边界穿出磁场区域的电子速率 v的 取值范围是（）eBrv3eBrA. 3m<v< m3eBr 3eBrC. 3m <v< m图53eBr 2 , 3eBrB.&<v< 3mc 3eBr 3eBr D.<vF2C 根据 evB=mR'得 veBR= eBR，根据几何关系可

43、知，从c点射出时的轨道半径为Ri = 43r,从b点射出时的轨道半径为R2=3r,故从b、c两点间的弧形边 3界穿出磁场区域的电子，其速率取值范围是 "3mBr<v<*eM.7 .如图6所小，空间的某一区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场， 一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域沿直线运动，从C点离开区域； 如果这个区域只有电场则粒子从 B点离开场区；如果这个区域只有磁场，则粒 子从D点离开场区；设粒子在上述 3种情况下，从A到B点，从A到C点和A 到D点所用的时间分别是tl、t2和t3,比较tl、t2和t3的大小，则有（粒子重力忽 略不计）（）图11A. tl

44、= t2=t3B. t2<tl<t3C. tl=t2<t3D. tl = t3>t2C 只有电场时，粒子做类平抛运动，水平方向为匀速直线运动，故tl = t2；只有磁场时做匀速圆周运动，速度大小不变，但沿AC 方向的分速度越来越小， 故t3>t2,综上所述可知，选项 C对.8质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具图7 为质谱仪的原理示意图，现利用这种质谱仪对氢元素进行测量氢元素的各种同位素从容器 A 下方的小孔S 由静止飘入电势差为U 的加速电场，经加速后垂直进入磁感应强度为B 的匀强磁场中氢的三种同位素最后打在照相底片D 上， 形成a、b、c 三条“质

45、谱线”关于三种同位素进入磁场时速度大小的排列顺序和a、b、c三条“质谱线”的排列顺序，下列判断正确的是 ()A.进入磁场时速度从大到小排列的顺序是瓶、笊、MB.进入磁场时速度从大到小排列的顺序是先、笊、敬C. a、b、c三条质谱线依次排列的顺序是气、笊、瓶D. a、b、c三条质谱线依次排列的顺序是瓶、笊、M2qUBD 设粒子离开加速电场时的速度为 v,则qU=gmv2,可得v=*所以质量最小的气核的速度最大，质量最大的瓶核的速度最小，选项 B选项A错误；打到底片上的位置与进入磁场时的位置的距离x= 2R=2mV='2qB b、/2mU,所以质量最大的瓶核所形成的“质谱线”距离进入磁场时

46、的位置最远，选项C错误，选项D正确.9.如图8所示的区域共有六处开口，各相邻开口之间的距离都相等，匀强磁 场垂直于纸面，不同速度的粒子从开口 a进入该区域，可能从b、c、d、e、f五 个开口离开，粒子就如同进入“迷宫” 一样，可以称作“粒子迷宫”.以下说法 正确的是（）A.从d 口离开的粒子不带电B.从e、f 口离开的粒子带有异种电荷C.从b、c 口离开的粒子运动时间相等D.从c口离开的粒子速度是从b口离开的粒子速度的2倍AD 从d 口离开的粒子不偏转，所以不带电，选项A正确；根据左手定则，从e、f 口离开的粒子带有同种电荷，选项 B错误；从b 口离开的粒子运动时间 是2从c 口离开的粒子运动

47、时间是1T,选项C错误；从c 口离开的粒子轨道半径是从b口离开的粒子轨道半径的2倍，因此速度也是2倍关系，选项D正确.10.两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子 a、b,以不同的速率对准圆 心。沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图9所示.若不计粒子 的重力，则下列说法正确的是（）A a 粒子带负电，b 粒子带正电8 a 粒子在磁场中所受洛伦兹力较大C b 粒子动能较大D b 粒子在磁场中运动时间较长AC 由左手定则可知b粒子带正电，a粒子带负电，A正确；由于a粒子的轨道半径较小，所以a 粒子的速度较小，动能较小，在磁场中所受洛伦兹力较小， B 错误；同理知C 正确；由于b 粒子轨

48、迹对应的圆心角较小，所以在磁场中运动时间较短，D 错误 11. 如图10 所示，在平面直角坐标系中有一个垂直于纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点。和y轴上的点a(0, L), 一质量为m、电荷量为e的电子从 a点以初速度vo平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的b点射出磁场，此时 速度方向与x轴正方向的夹角为60°下列说法中正确的是()，、，、，,、 ， 冠A.电子在磁场中运动的时间为薪2LB .电子在磁场中运动的时间为获C.磁场区域的圆心坐标为（嘤，L）BC 作出几何关系图如图所示，电子在磁场中做32学D.电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为（0, 2L）, ,. 圆周运动的半径r

49、=2L,圆心角为3,则弧长为3故运动时间为t=2VL, A错误，B正确；连接ab, ab的中点必为圆形匀强磁场的圆心，Ob=43L,故磁场区域的圆心坐标为（*L, 2）, C正确；电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为（0, -L), D 错误.12. 如图11所示，空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为 0.5 T的匀强磁场， 一质量为0.2 kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上， 在木板左端放置一质 量为0.1 kg、带电荷量q= + 0.2 C的滑块，滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为 0.5,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力.现对木板施加方向水平向左、大小为0.6 N的恒力，g取1

50、0 m/S2,则（）图11A.木板和滑块一直做加速度为2 m/s2的匀加速运动B.滑块开始做匀加速直线运动，然后做加速度减小的变加速运动，最后做匀速运动C.最终木板做加速度为2 m/s2的匀加速直线运动，滑块做速度为10 m/s的 匀速直线运动D.最终木板做加速度为3 m/s2的匀加速直线运动，滑块做速度为10 m/s的 匀速直线运动BD 由于动摩擦因数为0.5,静摩擦力能提供的最大加速度为 5 m/s2,所以F 0.6当0.6 N的恒力作用于木板时，系统一起以a=m/s2 =2 m/s2的加M + m 0.2+0.1速度一起运动，当滑块获得向左运动的速度以后磁场对其有竖直向上的洛伦兹力， 当

51、洛伦兹力等于重力时滑块与木板之间的弹力为零，此时有 Bqv = mg,解得v= 10 m/s,此时摩擦力消失，滑块做匀速直线运动，而木板在恒力作用下做匀加速一、一，F 2 一, 一直线运动，a =6=3 m/s2,所以B、D正确.、非选择题（本题共4小题，共52分）13. （12分）如图12所示，导轨间的距离 L=0.5 m, B = 2 T, ab棒的质量 m=1 kg,物块重力G = 3 N,动摩擦因数 尸0.2,电源的电动势 E=10 V, r = 0.1， 导轨的电阻不计，ab 棒电阻也不计，问 R 的取值范围怎样时棒处于静止状态？图 12【解析】依据物体平衡条件可得棒恰不右滑时：G

52、mg BLI1 = 0 棒恰不左滑时：G + mg广BLI2= 0 依据闭合电路欧姆定律可得E=l1（R + r）E=l2（R2 + r）联立得 R = BLE/（GmgN ） r = 9.9 Q联立得 R2=BLE/（G+mgQr=1.9 Q所以R的取值范围为：1.94次09.9 Q.【答案】1.9意R<9.9 Q14. （12分）如图13所示，质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v沿垂直磁场方向射入磁感应强度为B 的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动不计带电粒子所受重力图14(1)求粒子做匀速圆周运动的半径R和周期T;(2)为使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个与磁场方向垂直

53、的匀强电场，求电场强度E的大小.【解析】(1)洛伦兹力提供向心力，有2 v f= qvB=mg R,一mv带电粒子做匀速圆周运动的半径R=的匀速圆周运动的周期丁 =尊=第.(2)粒子受电场力F=qE,洛伦兹力f= qvB.粒子做匀速直线运动，则有 qE=qvB电场强度的大小E=vB.mv 2 7m【答案】qB福(2)vB15. (14分)如图14所小，一质量为m、电荷量为q带正电荷的小球静止在倾 角为30。、足够长的绝缘光滑斜面顶端时，对斜面的压力恰为零，若迅速把电场 方向改为竖直向下，则小球能在斜面上滑行多远?【解析】由分析知：当小球静止在斜面顶端时，小球受重力mg、电场力Eq,mg且mg=

54、 Eq,可得E= q当电场反向时，小球由于受到重力和电场力作用而沿斜面下滑，产生速度, 同时受到洛伦兹力的作用,F = qvB,方向垂直斜面向上.速度v是在不断增大的，直到 mg和Eq的合力在垂直斜面方向上的分力等于洛伦兹力，小球就要离开斜面了，此时qvB=(mg+ Eq)cos 30 ,°3mg v= qB又因为小球在下滑过程中只有重力和电场力做功，所以由动能定理可得:12(mg+Eq)h=?mv ,2所以h = 4qW2所以小球在斜面上下滑的距离为x二hsin 303m2g2h=k§2.【答案】3m2g2q2B216. (14分)如图15所示，在某装置中有一匀弓®磁场，磁感应强度为B,方向垂直于xOy所在的纸面向外.某时刻在 x=lo、y=0处，一质子沿y轴的负方 向进入磁场；同一时刻，在x=尿y= 0处，一个a粒子进入磁场，速度方向 与磁场垂直.不考虑质子与a粒子的相互作用，设质子的质量为m、电量荷为e,a粒子的质量为4 m,电荷量为2e,则:图15(1)如果质子经过坐标原点 O,它的速度为多大？(2)如果a粒