人教版高中物理选修3-1：全册综合评估试卷(含答案).pdf

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1、选修 31综合评估 限时：90 分钟总分： 100 分 一、选择题 (每小题 4 分，共 40 分) 1在一个等边三角形ABC 顶点 B、C 处各放一个点电荷时，测 得 A 处的电场强度大小为E，方向与 BC 边平行沿 B 指向 C.如图 1 所 示，拿走 C 处的电荷后， A 处电场强度的情况将是() 图 1 A大小仍为 E，方向由 A 指向 B B大小变为 E 2 ，方向不变 C大小仍为 E，方向沿 BA 向外 D无法确定 解析：根据矢量合成法则可推理知，在B、C 两处同时存在场电 荷时，合电场场强方向沿平行BC 的方向，说明B、C 两处电荷在 A 处独立产生的场强大小相等，方向均与合电场

2、场强成60 .当撤去 C 处 场电荷时，只剩下B 处场电荷，此时A 处场强大小为E，方向沿 BA 方向向外 答案： C 2如图 2 所示， AB 是某个点电荷电场中的一条电场线，在线上 O 点放一个自由的负电荷，它将沿电场线向B 点运动下列判断中正 确的是 () 图 2 A电场线由 B 指向 A，该电荷做加速运动，加速度越来越小 B电场线由 B 指向 A，该电荷做加速运动，加速度越来越大 C电场线由B 指向 A，该电荷做加速运动，加速度变化不能确 定 D电场线由 A 指向 B，该电荷做匀加速运动 解析： 电场线是直线型，负电荷由静止开始做加速运动，它的运 动方向与电场线方向相反而电荷运动所在处

3、的电场线疏密程度不确 定，故它的加速度大小变化情况也不确定 答案： C 图 3 3如图 3 所示，电荷量为 q 和q 的点电荷分别位于正方体的 顶点，正方体范围内电场强度为零的点有() A体中心、各面中心和各边中点 B体中心和各边中点 C各面中心和各边中心 D体中心和各面中心 解析： 对于每个侧面，分别连接两正点电荷与两负点电荷，即两 条对角线，可以看到两条对角线的交点处电场强度都为零，所以各侧 面的电场强度都为零 分析每个边的中点的电场强度都不可能为零所 以 D 正确 答案： D 图 4 4如图 4 所示是一只利用电容器电容(C)测量角度 ( )的电容式传 感器的示意图 当动片和定片之间的角

4、度( )发生变化时， 电容(C)便发 生变化，于是通过知道电容 (C)的变化情况就可以知道角度( )的变化情 况 下图的图像中，最能正确反映角度 ( )与电容 (C)之间关系的是 () 解析：由题中介绍的电容器构造可知：C S 4 kd S1 2( )R 2 所以 C R 2 8 kd R 2 8 kd 电容 C 随 增大而减小，且 为线性关系 答案： B 5空间存在匀强电场，有一电荷量q(q0)，质量 m 的粒子从 O 点以速率 v0射入电场，运动到 A 点时速率为 2v0.现有另一电荷量 q、 质量 m 的粒子以速率 2v0仍从 O 点射入该电场， 运动到 B 点时速率为 3v0.若忽略重

5、力的影响，则() A在 O、A、B 三点中， B 点电势最高 B在 O、A、B 三点中， A 点电势最高 COA 间的电势差比 BO 间的电势差大 DOA 间的电势差比 BO 间的电势差小 解析： 本题考查电场力做功和动能定理，意在考查考生掌握电场 力做功与电势能的变化关系 由动能定理有 qUOA 1 2 m(2v0)2 1 2mv 2 03 2 mv 2 0；qUOB1 2m(3v 0) 21 2m(2v 0) 25 2mv 2 0，故在三点中， B 点的电势 最高，A 点的电势最低， OA 间的电势差比 BO 间的电势差小，所以选 AD. 答案： AD 6一辆电瓶车，质量为500 kg，由

6、内阻不计的蓄电池组向直流电 动机提供 24 V 的电压，当电瓶车在水平地面上以0.8 m/s的速度匀速 行驶时，通过电动机的电流为5 A，设车所受的阻力是车重的0.02倍(g 10 m/s 2)，则此电动机的内阻是 ( ) A4.8 B3.2 C1.6 D0.4 解析：由能量守恒得： UItFvtI 2rt，又 Ffk G，所以 UI kG vI 2r，所以 r1.6 . 答案： C 图 5 7如图 5 所示，在正交的匀强电场和匀强磁场区域内(磁场垂直 纸面向里 )，有一离子 (不计重力 )从匀强电场左边飞入，恰能沿直线飞 过此区域，则 () A若离子带正电， E 方向应向下 B若离子带负电，

7、 E 方向应向上 C若离子带正电， E 方向应向上 D不管离子带何种电荷，E 的方向都向下 解析： 离子要能沿直线飞过此区域，则需要满足电场力与洛伦兹 力等大反向 答案： AD 图 6 8如图 6 所示的电路，当闭合开关时，灯L1、L2 正常发光由 于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯 L2变暗，电流表的读数变 小试根据上述现象判断，发生的故障可能是() AR1断路 BR2断路 CR3短路 DR4短路 图 7 解析：画出电路的等效电路如图7 所示再根据闭合电路欧姆定 律可判断 A 正确 答案： A 图 8 9 当放在同一平面内的长直导线MN 和金属框通以如图8 所示电 流时， MN 固定不动

8、，金属框的运动情况是() A金属框将靠近MN B金属框将远离MN C金属框将以 XX为轴转动 D金属框将以 YY为轴转动 解析： 金属框左边受到吸引力，右边受到排斥力，上、下两边各 受到向外的力， 相互抵消， 但左边的吸引力大于右边排斥力，故 A 对 答案： A 10如下图 9 所示，回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很 大动能的装置其核心部分是两个D 型金属盒，置于匀强磁场中，两 盒分别与高频电源相连则带电粒子加速所获得的最大动能与下列因 素有关的是 () 图 9 A加速的次数 B加速电压的大小 C金属盒的半径 D匀强磁场的磁感应强度 解析： 粒子飞出时有： R mv qB，所以此时动能

9、Ek 1 2mv 2P 2 2m q2B 2R2 2m ，所以最大动能与半径R 和磁感应强度 B 有关 答案： CD 二、填空题 (每小题 5 分，共 20 分) 图 10 11如图 10 所示，A、B 两带电小球可视为点电荷，QA210 8 C、QB210 8 C，AB 相距 3 cm.在水平外电场的作用下，AB 保 持静止，悬线却处于竖直方向，由此可知水平外电场的场强_， 方向_ 解析：AB 在水平方向上不受力，外电场方向向左，EF q FBA QA kQAQB r 2 AB QA kQ B r 2 AB 210 5 N/C 答案： 210 5 N/C 向左 图 11 12如图 11所示，

10、真空中有一电子束， 以初速度 v0沿着垂直场强 方向从 O 点进入电场，以O 点为坐标原点，沿x 轴取 OAABBC， 再自 A、B、C 作 y轴的平行线与电子轨迹分别交于M、N、P 点，则 AMBNCP_，电子流经 M、N、P 三点时沿 x 轴的分速 度之比为 _ 解析：类平抛运动 答案： 149111 13为了测量“ 6 V1 W”的灯泡在不同电压下的电功率，现有 器材如下： 直流电源电动势 6 V，内阻不计； 直流电流表 A1量程 200 mA，内阻约 2 ； 直流电流表 A2量程 00.6 A，内阻约 0.5 ； 直流电压表 V1量程 03 V，内阻约 510 3 ； 直流电压表 V2

11、量程 015 V，内阻约 1.510 4 ； 滑动变阻器电阻值 015 ，额定电流 1 A； 开关一个、导线若干根 测量时要求电灯两端电压从0 开始连续调节，尽量减小误差，测 多组数据 (1)应选择电流表 _和电压表 _(用序号表示 )； (2)在下面方框中画出电路图 答案： (1)A1；V2(2)如图 12 所示 图 12 14用图 13 所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻电池的 内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定 值电阻 R0起保护作用除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材 还有： 图 13 (a)电流表(量程 0.6 A、3 A)； (b)电压表(量程 3

12、 V、15 V)； (c)定值电阻 (阻值 1 、额定功率 5 W)； (d)定值电阻 (阻值 10 、额定功率 10 W)； (e)滑动变阻器 (阻值范围 010 、额定电流 2 A)； (f)滑动变阻器 (阻值范围 0100 、额定电流 1 A) 那么 (1)要正确完成实验，电压表的量程应选择_ V，电流表的 量程应选择 _ A；R0应选择 _ 的定值电阻， R 应选择 阻值范围是 _ 的滑动变阻器 (2)引起该实验系统误差的主要原因是 _ 解析： 考查对电路原理的理解和实践能力，由图示电路可知本电 路采用限流式，故滑动变阻器选择的量程不宜较大而一节干电池的 电动势约为 1.5 V，故电压

13、表的量程为3 VIm 3 V 10 0.3 A 故电流表 的量程为 0.6 A由于电压表的分流作用引起该实验系统误差 答案： (1)3；0.6；1；010(2)电压表的分流 三、论述计算题 (共 40 分) 图 14 15(10 分)如图 14所示，电子以速度 v0沿与电场垂直的方向从A 点飞入匀强电场，并且从另一侧的B 点沿与电场成 150 角的方向飞出， 已知电子的质量为m，电荷量为 e，求 A、B 两点的电势差 解：电子在电场里做类平抛运动由几何关系 vv0/cos60 2v0， 由动能定理： eU1 2mv 21 2mv 2 0，即 eU3 2mv 2 0，所以 U 3mv 2 0 2

14、e . 图 15 16 (10 分)如图 15 所示，电源的电动势 E110 V， 电阻 R121 ， 电动机绕线的电阻R00.5 ，开关 S1始终闭合当开关S2断开时， 电阻 R1的电功率是 525 W； 当开关 S2闭合时，电阻 R1的电功率是 336 W，求： (1)电源的内电阻； (2)开关 S2闭合时流过电源的电流和电动机的输出的功率 解：(1)S2断开时： EI(R1r)且 P1I 2 R 1，所以 r1 . (2)S2闭合时： P2I 2 1R1，所以 I14 A，所以 U 并I 1R184 V，所 以 U 内EU并26 V，所以 I总U 内 r 26 A. 所以 I 2I 总I

15、 122 A， 所以 P出U并I 2I 2 2 R01 606 W. 17如图 16 所示，电源电动势E015 V，内阻 r01，电阻 R1 30 ，R260。间距 d0.2 m 的两平行金属板水平放置，板间分 布有垂直于纸面向里、磁感应强度B1 T 的匀强磁场。闭合开关S， 板间电场视为匀强电场，将一带正电的小球以初速度v0.1 m/s沿两 板间中线水平射入板间。设滑动变阻器接入电路的阻值为Rx，忽略空 气对小球的作用，取g10 m/s 2。 图 16 (1)当 Rx29 时，电阻 R2消耗的电功率是多大？ (2)若小球进入板间做匀速圆周运动并与板相碰，碰时速度与初速 度的夹角为 60 ，则

16、 Rx是多少？ 解：(1)设 R1和 R2的并联电阻为 R，有： R R1R2 R1R2 R2两端的电压为： U E0R r0RRx R2消耗的电功率为： PU 2 R2 当 Rx29 时，联立式，代入数据，解得： P0.6 W (2)设小球质量为 m，电荷量为 q，小球做匀速圆周运动时，有： qEmg EU d 设小球做圆周运动的半径为r，有： qvBm v 2 r 由几何关系有： rd 联立式，代入数据，解得： Rx54 . 18(10 分)如图 17，在宽度分别为l1和 l2的两个毗邻的条形区域 中分别有匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直于纸面向里，电场方向 与电、磁场分界线平行向右一带正

17、电荷的粒子以速率v 从磁场区域 上边界的 P 点斜射入磁场，然后以垂直于电、磁场分界线的方向进入 电场，最后从电场边界上的Q 点射出已知PQ 垂直于电场方向，粒 子轨迹与电、磁场分界线的交点到PQ 的距离为 d.不计重力，求电场 强度与磁感应强度大小之比以及粒子在磁场与电场中运动时间之比 图 17 解：粒子在磁场中做匀速圆周运动(如题图 )由于粒子在分界线处 的速度与分界线垂直，圆心O 应在分界线上 OP 长度即为粒子运动 的圆弧的半径 R.由几何关系得 R 2l2 1(Rd) 2 设粒子的质量和所带正电荷分别为m 和 q，由洛伦兹力公式和牛 顿第二定律得 qvBm v 2 R 设 P为虚线与分界线的交点，POP ，则粒子在磁场中的 运动时间为 t1R v 式中 sin l1 R 粒子进入电场后做类平抛运动，其初速度为v，方向垂直于电场， 设粒子加速度大小为a，由牛顿第二定律得 qEma 由运动学公式有 d1 2at 2 2 l2vt2 式中 t2是粒子在电场中运动的时间，由式得 E B l 2 1d 2 l2 2 v 由式得 t1 t2 l 2 1d 2 2dl2 arcsin( 2dl1 l 2 1d2)