云南省峨山一中高三二轮复习检测物理（选修31）

云南省峨山一中20172018学年高三二轮复习检测高三物理（选修31）本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共110分，考试时间60分钟。分卷I一、单选题(共5小题,每小题6.0分,共30分)1.如图所示为一种获得高能粒子的装置，环形区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小可调的均匀磁场（环形区域的宽度非常小）。质量为m、电荷量为+q的粒子可在环中做半径为R的圆周运动。A、B为两块中心开有小孔的距离很近的极板，原来电势均为零，每当带电粒子经过A板准备进入AB之间时，A板电势升高为+U，B板电势仍保持为零，粒子在两板间的电场中得到加速。每当粒子离开B板时，A板电势又降为零。粒子在电场中一次次加速下动能不断增大，而在环形磁场中绕行半径R不变。（设极板间距远小于R）下列说法正确的是（）A．粒子从A板小孔处由静止开始在电场力作用下加速，绕行n圈后回到A板时获得的总动能为2nqUB．粒子在绕行的整个过程中，每一圈的运动时间不变C．为使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运动，磁场的磁感应强度大小必须周期性递减D．粒子绕行第n圈时的磁感应强度为【答案】D【解析】带电粒子每一次经过电场AB，获得动能为qu,经过n圈后获得的动能为EK=nqu,所以A选项错误；由T=2πm/qB和v=qBR/m可知，带电粒子的运动周期逐渐减小，所以B选项错误；由R=mv/qB可知，要使半径不变，速度v增加时磁感应强度B也要增加，所以C选项错误；由EK=nqu=mv2/2和v=qBR/m可的B=，所以D选项正确。2.一个带正电荷q、质量为m的小球，从光滑绝缘的斜面轨道的A点由静止下滑，小球恰能通过半径为R的光滑绝缘竖直圆形轨道的最高点B而做圆周运动．现在竖直方向上加如图所示的匀强电场，若仍从A点由静止释放该小球，则()A．小球不能过B点B．小球仍然恰好能过B点C．小球能过B点，且在B点与轨道之间压力不为0D．以上说法都不对【答案】B【解析】据题意，施加电场之前，小球刚好过B点，即：mg＝m，则有：v1＝；小球从A点静止下滑，到B点的速度为：mg(h－2R)＝mv，以上关系联立求得：h＝R；当施加电场之后，对小球受力分析，小球受到重力G、支持力N电场力F，其中重力做正功，支持力不做功而电场力做正功，则从静止下滑到到达B点过程中据动能定理有：(mg＋F)(h－2R)＝mv，整理得v2＝；而假设小球恰好过B点，对小球分析则有：v2＝，则加了电场后，小球也恰好过B点，则A、C、D选项错误而B选项正确．3.如图所示闭合电路中，当滑动变阻器R2触头向上滑动时，则电表示数的变化情况是（）A．和均增大B．和均减小C．增大，减少D．减小，增大【答案】B【解析】当滑动变阻器R2触头向上滑动时，滑动变阻器接入电路中的有效电阻减小，电路中的总电阻减小，干路中的电流增大，路端电压减小，电压表的示数减小；R1中的电流增大，其两端的电压增大，因路端电压减小，所以并联电路两端的电压减小，R3中的电流减小，电流表的示数减小，B正确。4.在磁感应强度的定义式B＝中，有关各物理量间的关系，下列说法中正确的是()A．B由F、I和L决定B．F由B、I和L决定C．I由B、F和L决定D．L由B、F和I决定【答案】B【解析】定义式中B＝，B的大小与F、I、L等无关，只和磁场的本身因素有关，A错误；F的大小是由BIL决定的，B正确；I的大小是由电路的基本特征决定的，C错误；L的大小和导线有关，与B、I、F无关，D错误．5.如下图所示，把两个完全一样的环形线圈互相垂直地放置，它们的圆心位于一个共同点O上，当通以相同大小的电流时，O点处的磁感应强度与一个线圈单独产生的磁感应强度大小之比是()A．1∶1B．∶1C．1∶D．2∶1【答案】B【解析】根据安培定则可知，竖直方向的通电圆环在圆心O处产生的磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为B，水平方向的通电圆环在圆心O处产生的磁感应强度方向竖直向上，大小为B，两者相互垂直，所以圆心O处的磁感强度的大小是Bo＝B，所以B正确，A、C、D错误．二、多选题(共3小题,每小题6.0分,共18分)6.(多选)如图所示，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为θ.质量为m、长为L的金属杆ab垂直导轨放置，整个装置处于垂直ab方向的匀强磁场中．当金属杆ab中通有从a到b的恒定电流I时，金属杆ab保持静止．则磁感应强度方向和大小可能为()A．竖直向上，B．平行导轨向上，C．水平向右，D．水平向左，【答案】AD【解析】金属导轨光滑，所以没有摩擦力，则金属棒只受重力、支持力和安培力，根据平衡条件支持力和安培力的合力应与重力等大反向，根据矢量三角形合成法则作出三种情况的合成图如图：由图可以看出当安培力F与支持力垂直时有最小值：Fmin＝mgsinθ，即BIL＝mgsinθ，则Bmin＝，＝·＞，由右手定则判断磁场的方向，竖直向上，故A正确；cosθ不一定大于sinθ故B错误；＞，由右手定则判断磁场的方向水平向左，故C错误，D正确．7.（多选）2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家，某探究小组查到某磁敏电阻在室温下的电阻随磁感应强度变化曲线如图所示，其中R、Ro分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。为研究其磁敏特性设计了图乙所示电路．关于这个图探究实验，下列说法中正确的是（）A．闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，电压表的示数增大B．闭合开关S，图乙中只改变磁场方向，电压表的示数减小C．闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，流过ap段的电流可能减小D．闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，电源的输出功率可能增大【答案】AD【解析】由图可以看出，磁敏电阻的阻值只与磁感应强度的大小有关．随着磁感应强度变大，电阻变大；闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，磁敏电阻的阻值变大，电路电流减小，Pb两端电压减少，由E=U+Ir，可知路端电压增大，所以晓以电压表的示数增大，故A正确；由甲图可知，磁敏电阻的阻值的磁感应强度的方向无关，只改变磁场方向原来方向相反时，伏特表示数不变，故B错误；闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，由选项A分析可知，电压表读数增大，也就是ap段的两端电压增加，而电阻没变，故通过ap的电流一定增大，故C错误；闭合开关S，如果原来的外电阻小于内电阻，图乙中只增加磁感应强度的大小时，磁敏电阻的阻值变大，可能使得外电路电阻等于电源的内阻，此时电源的输出功率最大，故电源输出功率可能增大，故D正确．8.(多选)如图甲所示，Q1、Q2为两个固定点电荷，其中Q1带正电，它们连线的延长线上有a、b两点．一正试探电荷以一定的初速度沿直线从b点开始经a点向远处运动，其速度—时间图象如图乙所示．则()A．Q2带负电B．a、b两点的电势φa>φbC．a、b两点电场强度Ea<EbD．试探电荷从b到a的过程中电势能减小【答案】ABC【解析】根据速度—时间图象的斜率等于加速度，由图知，试探电荷经过a点时的加速度为零，由牛顿第二定律得知，电荷在a点所受的电场力为零，a点的合场强必为零，Q1、Q2在a点产生的场强大小相等、方向相反，故Q2一定带负电，故A正确．由图知：从b点到a点正电荷的速度减小，动能减小，则电势能增大，而正电荷在电势高处电势能大，则a、b两点的电势φa>φb，故B正确，D错误．a的场强为零，b的场强不零，则Eb>Ea，故C正确．分卷II三、实验题(共2小题,每小题10.0分,共20分)9.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，实物连线如图1所示．（1）请根据实物连线图画出电路图；（2）某同正确操作后，测得I﹣U的数据如表所示：用表中数据描绘电压随电流的变化曲线；（3）当电流为0.30A和1.10A时，小灯泡的电阻分别为Ω和Ω．【答案】（1）如图所示；（2）如图所示；（3）0.83；4.4【解析】（1）由实物图可知，该接法采用了分压和电流表外接法，故原理图如图所示；（2）采用描点法作出图象如图所示；（3）由图可知当电流为0.3A时，电压为0.25V；当电流为1.10A时，电压为4.8V；则由欧姆定律可知，电阻分别为：R1==0.83Ω；R2==4.4Ω；10.测金属丝电阻率实验中．（1）用螺旋测微器测金属丝直径，示数如图1所示，则直径为__________mm。（2）用多用表“Ω×1”挡估测其电阻，示数如图2所示，则阻值为_____________Ω.一研究性学习小组进而想在实验室探究小灯泡灯丝的电阻会随灯丝温度的变化而变化，因而引起功率变化的规律．实验室备有的器材是：电压表（0～3V，约3kΩ），电流表（0～0.6A，约0.1Ω），电池，开关，滑动变阻器，待测小灯泡，导线若干．实验时，要求小灯泡两端电压从0逐渐增大到额定电压．（3）在如图3的虚线框内画出实验电路图．（4）闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P移至最____________（填“左”或“右”）端.（5）根据实验测得数据描绘如图4所示的UI图象，由此可知，小灯泡电阻R随温度T的关系是：温度T越高，电阻R_______（填“越大”，“越小”或“不变”）.（6）如果一电池的电动势2V，内阻2.5Ω请你根据上述实验的结构，确定小灯泡接在该电池的两端，小灯泡的实际功率是_________W.（保留两位有效数字）【答案】（1）1.980；（2）5；（3）实验电路图如图所示；（4）左（5）越大（6）0.40．【解析】（1）螺旋测微器固定刻度值为1.5mm，可动刻度值48.0×0.01=0.480mm，直径为1.5mm+0.480mm=1.980mm。（2）多用表欧姆档表盘上的刻度为5，阻值为5×1=5Ω.（3）金属丝电阻较小，测量电路应用电流表外接法，探究小灯泡灯丝的电阻会随灯丝温度的变化而变化，要求电流从零开始变化，应用分压电路。（4）闭合开关前应使小灯泡两端的电压最小，滑动变阻器滑片P移至最左端。（5）根据R=，电流越大，温度T越高，电阻R越大。（6）电源的路端电压与电流的关系图线与电阻的伏安特性图线的交点的电压，电流值即为电阻接到电源两端的电压和电流，P=UI=0.40w。四、计算题11.如图所示，图中左边有一对平行金属板，两板相距为d，电压为U。两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B0，方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里；图中右边有一半径为R、圆心为O的圆形区域，区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面朝里。一电荷量为q的正离子沿平行于金属板面、垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿同一方向射出平行金属板之间的区域，并沿直径PQ方向射入磁场区域，最后从圆形区域边界上的G点射出，已知弧QG所对应的圆心角为。离子重力不计。求：（1）离子速度的大小；（2）离子在圆形磁场区域内做圆周运动的半径；（3）离子的质量。【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）粒子匀速运动联立解得：（2）由几何关系可知则离子运动半径（3）由得12.使用回旋加速器的实验需要把离子束从加速器中引出，离子束引出的方法有磁屏蔽通道法和静电偏转法等．质量为m，速度为v的离子在回旋加速器内旋转，旋转轨道是半径为r的圆，圆心在O点，轨道在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度为B.为引出离子束，使用磁屏蔽通道法设计引出器．引出器原理如图1所示，一对圆弧形金属板组成弧形引出通道，通道的圆心位于O′点(O′点图中未画出)．引出离子时，令引出通道内磁场的磁感应强度降低，从而使离子从P点进入通道，沿通道中心线从Q点射出．已知OQ长度为L，OQ与OP的夹角为θ.图1(1)求离子的电荷量q并判断其正负；(2)离子从P点进入，Q点射出，通道内匀强磁场的磁感应强度应降为B′，求B′；(3)换用静电偏转法引出离子束，维持通道内的原有磁感应强度B不变，在内外金属板间加直流电压，两板间产生径向电场，忽略边缘效应．为使离子仍从P点进入，Q点射出，求通道内引出轨迹处电场强度E的方向和大小．【答案】(1)正电荷(2)(3)沿径向向外Bv－【解析】(1)离子做圆周运动Bqv＝①q＝，根据左手定则可判断离子带正电荷②(2)离子进入通道前、后的轨迹如图所示O′Q＝R，OQ＝L，O′O＝R－r引出轨迹为圆弧，B′qv＝③R＝④由余弦定理得R2＝L2＋(R－r)2＋2L(R－r)cosθ解得R＝⑤故B′＝＝⑥(3)电场强度方向沿径向向外⑦引出轨迹为圆弧Bqv－Eq＝⑧解得E＝Bv－⑨13.如图所示，A，B为两块平行金属板，A板带正电荷，B板带负电荷．两板之间存在着匀强电场，两板间距为d，电势差为U，在B板上开有两个间距为L