高中物理 模块检测(B卷)新人教版选修3-1

高中物理 模块检测(B卷)新人教版选修3-1一、选择题(本大题共10小题，每小题4分，共40分)1. (多选)关于物理学史，下列说法中正确的是 ( )A电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的B奥斯特发现了磁场对电流的作用力C库仑引入“电场”的概念来描述电场的真实存在D库仑在前人工作的基础上，通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的规律答案：AD解析：A、D说法符合物理学史，对；奥斯特发现的是电流周围存在着磁场，B错；“电场”的概念是由法拉第引入的，C错2. (多选)在隧道工程以及矿山爆破作业中，部分未发火的炸药残留在爆破孔内，很容易发生人员伤亡事故为此，科学家制造了一种专门的磁性炸药，在磁性炸药制造过程中掺入了10%的磁性材料钡铁氧体，然后放入磁化机磁化使用磁性炸药一旦爆炸，即可安全消磁，而遇到不发火的情况可用磁性探测器测出未发火的炸药已知掺入的钡铁氧体的消磁温度约为400 ，炸药的爆炸温度约2240 3100 ，一般炸药引爆温度最高为140 左右以上材料表明 ( )A磁性材料在低温下容易被磁化B磁性材料在高温下容易被磁化C磁性材料在低温下容易被消磁D磁性材料在高温下容易被消磁答案：AD解析：据材料介绍钡铁氧体的消磁温度约为400 ，可见D对、C错；在高温下易消磁，可见B错、A对3. 电流计的主要结构如图甲所示，固定有指针的铝框处在由磁极与软铁芯构成的磁场中，并可绕轴转动铝框上绕有线圈，线圈的两端与接线柱相连用两根导线分别将两只电流计的“”、“”接线柱相连，如图乙所示，拨动一只电流计的指针，另一只电流计的指针也会转动为了解释上述现象，有同学对软铁芯内部的磁感线分布提出了如下的猜想，可能正确的是 ( )答案：C解析：磁感线不能相交，A、B、D均错，只有C有可能4. (多选)如图所示，在正方形的四个顶点各放一电荷量均为Q的点电荷(电性如图所示)，a、b、c、d是正方形边长的中点，则下列说法中正确的是 ( )Aa、b、c、d四点的场强相等Ba、c两点的场强一定等大而反向Cb、d两点的场强一定等大而反向De点的场强一定为零答案：BCD解析：以a点为研究对象，设正方形的边长为2R，则由点电荷场强公式Ek知，a点正上方Q和正下方Q在a点产生的合场强方向竖直向下，大小为E1，a点右上方和右下方在a点产生的合场强方向竖直向上，大小为E2，因此四个点电荷在a点产生的合场强方向竖直向下，大小为E1E2；若以b点为研究对象，场强大小与a点相等，方向水平向右，以c点为研究对象，场强大小与a、b两点相等，方向竖直向上，A错B正确；同理分析C、D也正确5. 如图所示，在匀强电场中有一半径为R的圆形区域，场强方向与圆形区域所在平面平行，场强大小为E，电荷量为q的带正电微粒以相同的初动能沿着各个方向从A点进入圆形区域，只在电场力作用下运动，从圆周上不同点离开圆形区域，其中从C点离开圆形区域的带电微粒的动能最大，图中O是圆心，AB是圆的直径，AC是与AB成角的弦则 ( )A匀强电场的方向沿AC方向B匀强电场的方向沿CO方向C从A到C电场力做功为2qERcosD从A到C电场力做功为2qERcos2答案：D解析：从C点离开的粒子动能最大，说明从A到C电场力做正功，A电势高于C，且AC两点间电势差最大，所以C是圆周上电势最低的点，匀强电场中的等势线是直线，圆上没有C的等势点，也就是过C点的等势线为圆上过C点的切线，由于电场线与等势线垂直，由电势高的点指向电势低的点，所以，电场方向沿OC方向，A、B错；电场力做功WqE|AC|cosqE(2Rcos)cos2qERcos2，C错，D对，本题选D.6. (多选)一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端的电压U的关系图象如图甲所示，将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源上如图乙所示，三个用电器消耗的电功率均为P.现将它们连接成如图丙所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别为PD、P1、P2.它们之间的大小关系为 ( )AP14P2BPDP2CP14P2 DPDP2答案：BC解析：当三个电阻并联接到电压为U的电源上时，消耗的功率都是P，说明此时三个电阻的阻值相等，因此两个定值电阻R1R2，有P，若将它们连接成如图丙所示的电路，仍然接在该电源的两端，则R2与D并联的阻值小于电阻R1，所以R1两端电压U1U，D与R2两端电压U2U，由D的IU图象可知，电压越小D的电阻越大，所以此时RDR2.设题图丙中总电流为I，则流过R2的电流I2I，由PI2R得P14P2，A错误，C正确由P得：PDP2，D错误，B正确7. 如图所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，上面放一质量为m的带正电小球，小球与弹簧不连接，施加外力F将小球向下压至某位置静止现撤去力F，小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中，重力、电场力对小球所做的功分别为W1和W2，小球离开弹簧时速度为v，不计空气阻力，则上述过程中 ( )A小球与弹簧组成的系统机械能守恒B小球的重力势能增加W1C小球与弹簧组成的系统的机械能增加W1mv2D小球的电势能减少W2答案：D解析：由于电场力做正功，故小球与弹簧组成的系统机械能增加，机械能不守恒，故A选项错误；重力做功是重力势能变化的量度，由题意知重力做负功，重力势能增加W1，故B选项错误；小球与弹簧组成的系统增加的机械能在数值上等于除重力和弹力外，外力所做的功即W2，故C选项错误；根据电场力做功是电势能变化的量度，电场力做正功电势能减少，电场力做负功电势能增加，故D选项正确8. 如图所示，在一个水平胶木圆盘上有一个带负电荷的金属块P随圆盘一起绕过O点的竖直轴匀速转动，圆盘转动的最大角速度为.若在竖直方向加一向下的匀强磁场，仍然保持P随圆盘一起转动，圆盘按图示方向匀速转动的最大角速度为.则下面判断正确的是 ( )P受到的磁场力方向指向圆心OP受到的磁场力方向背离圆心OA BC D答案：D解析：外加磁场后，由左手定则可知，P受磁场力方向背离圆心，故正确，未加磁场时，fmmR2，外加磁场后，fmFmR2，因此，正确9. (多选)在如图所示的电路中，电容器C的上极板带正电，为了使该极板仍带正电，下列办法中可以采用的是 ( )A增大R1，其他电阻不变B增大R2，其他电阻不变C增大R3，其他电阻不变D增大R4，其他电阻不变答案：AD解析：选电源的负极电势为零，因电容器上极板带正电，故有ab.若使上极板仍带正电，且电荷量增大，则可使a点电势升高，或使b点电势降低升高a点电势的方法是增大R1或减小R2，降低b点电势的方法是减小R3或增大R4，故A、D正确，B、C错误10. (多选)如图所示直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场正、负电子同时从同一点O以与MN成30角的同样速度v射入磁场，设电子质量为m，电荷量为e，则()A. 正、负电子在磁场中运动的半径和周期是相同的B. 正、负电子从磁场中射出点到O点的距离相等C. 正、负电子在磁场中运动的时间差是D. 正、负电子在磁场中运动的时间差是答案：ABC解析：正、负电子的半径和周期是相同的，选项A正确；正、负电子偏转方向相反，先确定圆心，画出半径，由对称性知：射入、射出点和圆心恰好组成正三角形，所以从磁场中射出点到O点的距离相等，选项B正确；由图还看出经历时间相差2T/3，时间差为t，选项C正确、D错误二、实验题(本大题共2小题，共16分)11. (8分)如图中、三条线分别表示多用电表指针的指示位置，将选择开关置于直流“50 V”挡，的示数为_V，的示数为_V；选择开关置于直流“100 mA”挡时，示数为_mA；将多用电表选择开关置于“10”挡，的示数_.答案：20.010.0501000解析：根据选用的不同挡位，读取表盘上的不同数值，“100 mA”挡时可按最大量程“10”的读数，然后乘以10，测电阻时，读最上面一排，然后乘以倍率即可12. (8分)一种供实验使用的小型电池电动势约为9 V，电池允许的最大输出电流为50 mA，为了测定这个电池的电动势和内阻，现有量程为10 V的电压表(内阻很大，可不考虑它对测量的影响)，电阻箱R，阻值范围为09999 ，R0150 的保护电阻，开关和导线(1)画出测量电路(2)在实验中当电阻箱调到如图甲所示位置后，闭合开关S，电压表示数9.0 V，电阻箱此时电阻为_，电路中流过电阻箱的电流为_mA.(3)断开开关，调整电阻箱阻值，再闭合开关，读取电压表示数，多次测量后，作出如图乙所示图线，则该电池电动势E_V，内阻r_.答案：(1)测量电路如图所示(2)75010(3)9.550解析：(2)通过电阻箱的电流I0 A0.01 A10 mA.(3)与纵轴的交点即电源电动势E9.5 V，电源内阻r 50 .三、计算题(本大题共4小题，共44分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)13. (10分)如图所示的电路中，电源电动势E24 V，内阻不计，电容C12 F，R110 ，R360 ，R420 ，R540 ，电流表G的示数为零，此时电容器所带电荷量Q7.2105 C，求电阻R2的阻值答案：110 或7.14 解析：电容器两端电压UC6 V，所以U48 V，若U16 V8 V14 V，则，所以R27.14 .若U18 V6 V2 V，则.所以R2110 .14. (10分)如图所示，电源电动势E015 V，内阻r01 ，电阻R130 ，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沿中轴线水平射入两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/s2.(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Rx是多少？答案：(1)0.6 W(2)54 解析：R1R2的并联电阻RU2P2当Rx29 时，由可得P0.6 W(2)小球做匀速圆周运动，有mgqE，小球碰板的速度与初速度的夹角为60，如图所示，由几何知识有rd，由E，其中U，所以E，由qvBmq把代入得mg只有一个未知数Rx，代入数据解得Rx54 .15. (10分)一个负离子，质量为m，电荷量大小为q，以速率v垂直于屏S经小孔O射入存在着匀强磁场的真空室中，如图所示，磁感应强度B的方向与离子的运动方向垂直，并垂直纸面向里(1)求离子进入磁场后到达屏S上时的位置与O点的距离；(2)如果离子进入磁场后经时间t到达P点，证明直线OP与离子入射方向之间的夹角跟t的关系是t.答案：(1)(2)证明略解析：(1)离子的初速度与磁场方向垂直，在洛伦兹力作用下，做匀速圆周运动，设圆半径为r，则根据牛顿第二定律，可得qvB，得r如图，离子回到屏S上的位置A与O的距离，AO2r，所以AO.(2)离子到达P时，圆心角.因为2，所以t.16. (14分)如图所示装置中，区域和中分别有竖直向上和水平向右的匀强电场，电场强度分别为E和；区域内有垂直向外的水平匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、带电量为q的带负电粒子(不计重力)从左边界O点正上方的M点以速度v0水平射入电场，经水平分界线OP上的A点与OP成60角射入区域的磁场，并垂直竖直边界CD进入区域的匀强电场中求：(1)粒子在区域匀强磁场中运动的轨道半径；(2)O、M间的距离；(3)粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间答案：(1)(2)(3)解析：(1)粒子在匀强电场中做类平抛运动，设粒子过A点时速度为v，由类平抛规律知v粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得Bqvm所以R(2)设粒子在电场中运动时间为t1，加速度为a，则有qEmav0tan60at1即t1O、M两点间的距离为Lat(3)设粒子在区域磁场中运动时间为t2则由几何关系知t2设粒子在区域电场中运行时间为t3，a则t32粒子从M点出发到第二次通过CD边界所用时间为tt1t2t3.