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1、襄阳五中2016届高二8月选修3-1测试题考试时间：2014年8月24日一、选择题（本题共12小题。每小题4分，共48分）1在静电场中，下列说法正确的是（ C ）A电场强度为零的点，电势一定为零B只在电场力作用下，正电荷一定从高电势的地方向低电势的地方移动C在负点电荷的电场中，场强大的地方电势一定比场强小的地方低D在同一等势面上的各点电场强度一定相等2正点电荷A和B，带电量均为q，若在其连线的中点上置一点电荷C，使三者均在静电力作用下静止，则点电荷C（ C ）A带正电，电量为q/4 B带负电，电量为q/2C带负电，电量为q/4 D正、负电均可，电量为q/4VabM3在如图所示的电路中，定值电阻
2、的阻值为10，电动机M的线圈电阻值为2，a、b两端加有44V的恒定电压，理想电压表的示数为24V，由此可知：（ BC ） A通过电动机的电流为12A B电动机消耗的功率为48W C电动机线圈在1分钟内产生的热量为480J D电动机输出的功率为8WA1V2A2V14如图所示电路中，电源电动势为E，内电阻为r，当滑动变阻器的触头向上端移动时，两电压表示数V1、V2和电流表A1、A 2的示数变化情况是（ D ） A.V1变大，V2变大，A1变大，A2变大 B.V1变小，V2变小，A1变小，A2变小 C.V1变小，V2变大，A1变小，A2变大A1 D.V1变大，V2变小，A1变大，A2变小Q+2QAB
3、O5如右下图示，在真空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为Q和+2Q，它们相距l，如果在两点电荷连线的中点O有一半径为r(2rtP B.它们的电势能减小量之比EPEQ=14 C.它们所带的电荷量之比qPqQ=12 D.它们的动量增量之比PPPQ=12ABS9如右下图所示，平行板电容器的两极板A，B接入电池两极，一个带正电小球悬挂在两极板间，闭合开关S后，悬线偏离竖直方向的角度为，则（ AD ）A保持S闭合，使A板向B板靠近，则变大B保持S闭合，使A板向B板靠近，则不变C打开S，使A板向B板靠近，则变大D打开S，使A板向B板靠近，则不变10.下图所示的四种情况,通电直导体均置于匀强磁场中,其中通电
4、导线不受安培力的是(C)11. 如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则（A）A.磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用B.磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用C.磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用D.磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用12.如图所示，光滑绝缘、互相垂直的固定墙壁PO、OQ竖立在光滑水平绝缘地面上，地面上方有一平行地面的匀强电场E，场强方向水平向左且垂直于墙壁PO，质量相同且带同种正电荷的A、B两小球（可视为质点）放置在光滑水平绝缘地面上，当A球在平行于墙壁PO的水平推力F作用下，A、
5、B两小球均紧靠墙壁而处于静止状态，这时两球之间的距离为L.若使小球A在水平推力F的作用下沿墙壁PO向着O点移动一小段距离后，小球A与B重新处于静止状态，则与原来比较（两小球所带电荷量保持不变）（BC)AA球对B球作用的静电力增大BA球对B球作用的静电力减小C墙壁PO对A球的弹力不变D两球之间的距离减小，力F增大5450012二、实验题（本题共3小题，共18分）13（6分）在“测定金属丝电阻率”的实验中：（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，则金属丝的直径为_cm. AVERSAERSV甲乙（2）已知电阻丝约为10，现备有下列器材供测量该电阻丝的电阻时选用，应选用的器材有_ (只填代
6、号)A量程是0.6A,内阻是0.5的电流表；B量程是3A，内阻是0.1的电流表；C量程是3V，内阻是6K的电压表；D量程是15V，内阻是30K的电压表；E阻值是01K，额定电流为0.5A的滑动变阻器；F阻值是020，额定电流为2A的滑动变阻器；G蓄电池（6V）；H开关一个，导线若干。13（1）_0.2495cm_(2)_ ACFGH_（填字母符号）(3)_甲_（3）用伏安法测上述电阻丝电阻的电路图应选用上图中的哪个电路图_14.（8分）小明同学设计了如图甲所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值.实验器材有：待测电源E(不计内阻)，待测电阻R1，待测电阻R2，电流表A(量程为0.6A，内
7、阻不计)，电阻箱R(0-99.99)，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干.(1)先测电阻R1的阻值.请将小明同学的操作补充完整：闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱R，读出其示数r1和对应的电流表示数I，将S2切换到b，调节电阻箱R，使电流表示数仍为I，读出此时电阻箱的示数r2.则电阻R1的表达式为R1 .(2)小明同学已经测得电阻R12.0，继续测电源电动势E和电阻R2的阻值.该同学的做法是：闭合S1，将S2切换到b，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电流表示数I，由测得的数据，绘出了如图乙所示的1/IR图线，则电源电动势E V，电阻R2 .（8分）(1)R1r1 -r2
8、 （2分） (2)E1.5V，（3分）电阻R21.0.（3分）三、计算题（54分）15.（10分）如图所示，光滑的导体杆ab质量为m，电阻为R，放在与水平面夹角为的倾斜金属导轨上，导轨间距为d，电阻不计，系统处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，电池内阻不计.问：电源的电动势E为多大能使导体杆静止在导轨上？解：对杆，受力分析如图.由平衡条件得 （2分）（图2分） （4分）其中联立，得 E= （2分）16.（10分）如图所示的电路中，电源电动势E = 6.0V ，内阻r = 0.6 ，电阻R2 = 0.5 ，当开关S断开时，电流表的示数为1.5A ，电压表的示数为3.0V ，试求：（1）电阻
9、R3和R1的阻值；（2）当S闭合后，电压表的示数、以及R2上消耗的电功率.解：(1) (2分)S断开后，流过电源的电流I=1.5A则R1两端的电压：U1=E-Ir-UV=6.0-1.50.6-3.0=2.1（V） （3分）（2）S闭合：外电路总电阻干路电流 电压表读数： （3分）R2上消耗的电功率： （2分）17在平行板电容器之间有匀强电场，一带电粒子以速度v垂直电场线射入电场，在穿越电场的过程中，粒子的动能由Ek增加到2Ek，若这个带电粒子以速度2v垂直进入该电场，则粒子穿出电场时的动能为多少？解：建立直角坐标系，初速度方向为x轴方向，垂直于速度方向为y轴方向。设粒子的的质量m，带电量为q，
10、初速度v；匀强电场为E，在y方向的位移为y。速度为2v时通过匀强电场的偏移量为y，平行板板长为l。由于带电粒子垂直于匀强电场射入，粒子做类似平抛运动。两次入射带电粒子的偏移量之比为18.真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场.在电场中，若将一个质量为m=0.1kg、带正电的小球由静止释放，运动中小球速度与竖直方向夹角为37.现将该小球从电场中某点以初速度v0=10m/s竖直向上抛出，求运动过程中（取sin370.6，cos37=0.8 ，g=10m/s2）（1）小球受到的电场力的大小及方向.（2）小球从抛出点至最高点的过程中水平位移为多大？(3) 小球从抛出点至最高点的过程中电势能的变
11、化量.解：(1)由题意，电场力：大小方向：水平向右 （4分）（2）小球沿竖直方向做匀减速运动，速度为vyvy=v0gt 小球上升到最高点的时间t=v0/g=1(s) （2分）小球沿水平方向做初速度为0的匀加速运动，加速度为a此过程小球沿电场方向位移s=at2/2=3.75(m) （2分）（3）电场力做功 W=qEs2.81(J)mqhl19、质量为m、带电量为+q的小球从距地面高为h处以一定的初速度水平抛出. 在距抛出点水平距离为l处，有一根管口比小球直径略大的上下都开口的竖直细管，管的上口距地面h. 为使小球能无碰撞地从管子中通过，可在管子上方的整个区域里加一个电场强度方向水平向左的匀强电场
12、，如图所示. 求：小球的初速度0、电场强度E的大小及小球落地时的动能Ek.解：小球能无碰撞地通过管子，则小球落至管口时无水平方向的分速度，即速度只能竖直向下.令小球运动至管口的时间为t，则竖直方向： = gt2 水平方向：0 = 0 =2al=2 综合有0=2l E= 由动能定理得：Ekm= mghqEl代入0及E有Ek = mgh.o乙U1/Vt/s8000.20.40.60.8SABU1boKP甲20.如下图甲所示，真空中的电极K连续不断地发出电子（设电子的初速度为零），经电压为U1的电场加速，加速电压U1随时间t变化的图像如下图乙所示，电子在电场U1中加速时间极短，可认为加速时电压不变，
13、电子被加速后由小孔S穿出，沿两个彼此靠近的水平金属板A、B间中轴线从左边缘射入偏转电场，A、B极板长均为L=0.20m,两板之间距离d=0.05m，A板的电势比B板电势高，A、B板右侧边缘到竖直放置的荧光屏P之间的距离b=0.10m,荧光屏的中心O 与A、B板的中心轴线在同一水平线上，求：（1）当A、B板间所加电压U2为多少时，电子恰好都打不到 荧光屏上；（2）当A、B板间所加电压U2/=U2/2时，可看到屏幕上电子条距中心O的范围。解：（1）电子在加速电场U1中，根据动能定理eU1=mv2/2-电场在偏转电场中偏转，若能射出，则：L=vt- y=eU2t2/2dm-由三式得：y=U2L2/4
14、U1d-从式可知，L、d一定时，侧移y取决于U1、U2.要电子都打不到屏上，其临界条件是：U1=800V（最大）时，y=d/2,此时U2=4U1dy/L2=100V(2)由式可知，对于相同偏转电压U2，U1=800V时，其侧移y最小，当U2/=U2/2=50V时，U1=800V对应的侧移为d/4,而U1越小，侧移y就越大，因此打在屏上电子的侧移y应在d/4d/2之间。设电子打在屏上的点与中心O点的距离y /，由几何关系可知:y / y=（L/2+b）/(L/2)则y /=（L+2b）y/L代入数据可解得y /为2.5cm5cm附加题21（如图13甲所示，建立Oxy坐标系，两平行极板P、Q垂直于
15、y轴且关于x轴对称，极板长度和板间距均为，第一四象限有磁场，方向垂直于Oxy平面向里。位于极板左侧的粒子源沿x轴间向右连续发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子，在03t0时间内两板间加上如图乙所示的电压（不考虑极板边缘的影响）。已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t0时刻经极板边缘射入磁场。上述m、q、t0、B为已知量。（不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况）（1）求电压U0的大小。（2）求t0时刻进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径。（3）带电粒子在磁场中运动时间范围。 图13图甲 图乙（1）t=0时刻进入两极板的带电粒子在电场中做匀变速曲线运动，t0时刻刚好从
16、极板边缘射出，在y轴负方向偏移的距离为l/2，则有 （1分） Eq=ma （1分） l/2=at02/2 （1分）联立解得两极板间偏转电压为。（1分）（2）t0时刻进入两极板的带电粒子，两极板没有电场，带电粒子做匀速直线运动。带电粒子沿x轴方向的分速度大小为v0=l/t0 （1分）设带电粒子离开电场进入磁场做匀速圆周运动的半径为R，则有 （1分）联立式解得 （1分）。（3）2t0时刻进入两极板的带电粒子在磁场中运动时间最短。带电粒子离开磁场时沿y轴正方向的分速度为vy=at0，设带电粒子离开电场时速度方向与y轴正方向的夹角为，则，（1分）联立解得，带电粒子在磁场运动的轨迹图如图所示，圆弧所对的圆心角为，所求最短时间为, （1分）带电粒子在磁场中运动的周期为，联立以上两式解得。（1分）同理，t=0进入两极板的带电粒子在磁场中运动的时间最长为：（1分）所以，带电粒子在磁场中的运动时间：（1分）4
