2019-2020年高中物理 综合水平测试1 新人教版选修3-1.doc

2019-2020年高中物理 综合水平测试1 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. xx江苏省黄桥中学高二上学期期中考试(多选)关于磁场和磁感线的描述，下列说法错误的是 ( )A. 根据公式BF/IL可知，通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大B. 磁铁外部的磁感线是从磁铁的N极出发到S极C. 磁感应强度方向就是通电导线受力方向D. 磁感线就是磁场中碎铁屑排列成的曲线答案：ACD解析：通电导线所受磁场力大小不仅与磁感应强度大小有关，还与IL、导线的放置情况有关，选项A错误；磁感应强度方向与通电导线受力方向垂直，选项C错误；磁感线是人为引入的，实际并不存在，选项D错误。2. xx汕头金山中学期末如图所示，两根靠近但彼此绝缘的直导线互相垂直，通以大小相同的电流，在哪一个区域两根导线的磁场方向一致且垂直纸面向里()A. 区 B. 区C. 区 D. 区答案：D解析：由安培定则可知，对于竖向直导线、区磁场方向为垂直纸面向里，、区磁场方向为垂直纸面向外，对于横向直导线、区磁场方向为垂直纸面向里，、区磁场方向为垂直纸面向外，故有、区两磁场方向相反，A、C错误；在区两根导线的磁场方向一致为垂直纸面向外，B错误；在区两根导线的磁场方向一致为垂直纸面向里，D正确。3. (多选)如图所示，把四个相同的灯泡接成(甲)、(乙)两种电路后，灯泡都正常发光，且两个电路的总功率相等。则这两个电路中的U甲、U乙、R甲、R乙之间的关系，正确的是 ( )A. U甲2U乙 B. U甲2U乙C. R甲4R乙 D. R甲2R乙答案：BC解析：两电路的总电流分别为I和2I，功率PU甲IU乙2I，所以U甲2U乙，R甲消耗的功率为P总2P灯，R乙消耗的功率也为P总2P灯，所以I2R甲4I2R乙，R甲4R乙。4. xx天津高考如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置。闭合电键S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是()A. 增大R1的阻值 B. 增大R2的阻值C. 增大两板间的距离 D. 断开电键S答案：B解析：设油滴质量为m，电荷量为q，两板间距离为d，当其静止时，有qqmg；由题图知，增大R1，UR1增大，油滴将向上加速，增大R2，油滴受力不变，仍保持静止；由E知，增大d，U不变时，E减小，油滴将向下加速；断开电键S，电容器将通过R1、R2放电，两板间场强变小，油滴将向下加速，故只有B项正确。5. (多选)一电子经加速电场加速后，垂直射入一匀强磁场区域，如图所示，电子从磁场边界射出时的偏角随加速电压U和磁感应强度B的变化关系为 ( )A. U增大时，增大B. U增大时，减小C. B增大时，增大D. B增大时，减小答案：BC解析：由动能定理得qUmv2，离开磁场时偏角为，如图所示，设磁场的宽度为L，由LRsin，得R，电子在磁场中的轨道半径R，联立以上各式得sin2，当U增大时，sin2减小，减小；当B增大时，sin2增大，增大。6. xx重庆高考如图所示为某示波管内的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线。两电子分别从a、b两点运动到c点，设电场力对两电子做的功分别为Wa和Wb，a、b点的电场强度大小分别为Ea和Eb，则()A. WaWb，EaEbB. WaWb，EaEbC. WaWb，EaEb D. WaWb，EaEb答案：A解析：由图知a、b在同一等势面上，故UacUbc，又由WqU知，WaWb。又由于在同一电场中，电场线密集处场强大，故EaEb，A正确。7. (多选)如图所示是测定两个电源电动势和内阻实验中得到的电流和路端电压图线，则应有 ( )A. 当I1I2，电源总功率P1P2B. 当I1I2，外电阻R1R2C. 当U1U2时，电源输出功率P出1P出2D. 当U1U2时，电源内部消耗的功率P内1P内2答案：ACD解析：由UI图线可知两电源的电动势相同，即E1E2，而内阻r1r2，当I1I2时，电源总功率PEI，即P1P2，A选项正确；由闭合电路欧姆定律I可知，当I1I2时，内外电阻之和相等，由于r1r2，故R1R2，故B选项错误；当U1U2时，由图线可知I2I1，则P出1U1I1P出2U2I2，故C选项正确；当U1U2时，I1I2，电源总功率PEI，外电阻消耗功率P出UI，则P内1P1P出1(EU1)I1，P内2P2P出2(EU2)I2，故P内1P内2，D选项正确。8. xx邢台期末(多选)在如图所示电路中，电源的电动势E3 V，内电阻r0.5 ，电阻R12 ，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用I、U1、U2和U3表示，则下列叙述中正确的是()A. I变小，U2变小 B. U1U2C. U1r答案：CD解析：P向下滑，R2增大，R总增大，电流I减小，U外EIr，U外增大，U1IR1，U1减小，U2U外U1，U2增大，选项A错误；U1U1U2U2U3U3，又因为U1U2U3，所以U2U1U3，则U2U1，选项B错误，C正确；EU3Ir，U3Ir，因为U2U3，所以r，即r，选项D正确。9. xx课标全国卷(多选)图为某磁谱仪部分构件的示意图。图中，永磁铁提供匀强磁场，硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹。宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子。当这些粒子从上部垂直进入磁场时，下列说法正确的是()A. 电子与正电子的偏转方向一定不同B. 电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同C. 仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子D. 粒子的动能越大，它在磁场中运动轨迹的半径越小答案：AC解析：在同一匀强磁场中，各粒子进入磁场时速度方向相同，但速度大小关系未知。由左手定则可知电子与正电子进入磁场时所受洛伦兹力方向相反、偏转方向必相反，故A正确。因r，各粒子虽q相同、但v关系未知，故m相同、v不同时轨迹半径不同，而当r相同时只能表明mv相同，不能确定m的关系，故B错误、C正确。由Ekmv2有r，可见当Ek越大时确定的粒子其轨迹半径越大，故D错误。10. xx课标全国卷如图，MN为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出)。一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出，从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O，已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变，不计重力。铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为()A. 2 B. C. 1 D. 答案：D解析：由题图可知，带电粒子在铝板上方的轨迹半径为下方轨迹半径的2倍；由洛伦兹力提供向心力：qvB得v；其动能Ekmv2，故磁感应强度B，选项D正确。二、实验题(本大题共2小题，共16分)11. (8分)xx天津高考现要测量一个未知电阻Rx的阻值，除Rx外可用的器材有：多用电表(仅可使用欧姆挡)；一个电池组E(电动势6 V)；一个滑动变阻器R(020 ，额定电流1 A)；两个相同的电流表G(内阻Rg1000 ，满偏电流Ig100 A)；两个标准电阻(R129000 ，R20.1 )；一个电键S、导线若干。为了设计电路，先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻，采用“10”挡，调零后测量该电阻，发现指针偏转非常大，最后几乎紧挨满偏刻度停下来，下列判断和做法正确的是_(填字母代号)。A. 这个电阻阻值很小，估计只有几欧姆B. 这个电阻阻值很大，估计有几千欧姆C. 如需进一步测量可换“1”挡，调零后测量D. 如需进一步测量可换“1k”挡，调零后测量根据粗测的判断，设计一个测量电路，要求测量尽量准确并使电路能耗较小，画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁。答案：AC如图所示解析：欧姆挡的零刻线在右侧，偏转越大时阻值越小，故A正确。要使指针指在中间刻度线附近，由“阻值读数倍率”可知所选倍率应减小以增大读数，故C正确。由电路能耗较小的要求可知控制电路应采用限流式。因器材中只有两个内阻已知的电流表，故可考虑改装：由题给数据可知电流表G与R1可改装为一个量程为3 V的电压表。电流表G与R2可改装为一个量程为1 A的电流表。改装后的内阻分别为RV30000 与RA0.1 ，而被测电阻的阻值约为几欧，属于小电阻，故测量电路应采用外接法，电路图见答案。12. (8分)某同学采用如图所示的电路测定电源电动势和内电阻，已知干电池的电动势约为1.5 V，内阻约2 ，电压表(03 V,3 k)，电流表(00.6 A,1.0 )，滑动变阻器有R1(10 ，2 A)和R2(100 ，0.1 A)各一只。(1)实验中滑动变阻器应选用_(选填“R1”或“R2”)。(2)在图中用笔画线代替导线连接实验电路。(3)在实验中测得多组电压和电流值，得到如图所示的UI图象，由图可较准确地求出电源电动势E_V；内阻r_。答案：(1)R1(2)如图(3)1.48(1.471.49均正确)1.79(1.781.90均正确)解析：(1)电路中最大电流I A0.75 A。R2的额定电流小于0.75 A，同时R2阻值远大于电源内阻r，不便于调节，所以变阻器用R1。(2)图见答案(3)将图线延长，交于纵轴，则纵截距即为电动势E1.48 V(1.471.49 V均正确)。r，可得r1.79 (1.78 1.90 均正确)。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)xx安徽高考如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距离为d，上极板正中有一小孔。质量为m、电荷量为q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g)。求：(1)小球到达小孔处的速度；(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量；(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间。答案：(1)(2)C(3)解析：(1)由v22gh得v(2)在极板间带电小球受重力和电场力作用，有qEmgma且v202ad，得E由UEd、QCU得QC(3)由题得hgt、0vat2、tt1t2，综合可得t。14. (10分)轻直导线杆ab沿垂直于轨道方向放在水平平行的光滑轨道上，ab杆所在区域充满竖直向下的匀强磁场，如图所示，磁感应强度B0.2 T，轨道间距为10 cm，当给ab杆施加一个大小为0.04 N，方向水平向左的力时，ab杆恰好静止不动，已知电源内阻r1 ，电阻R8 ，ab杆电阻为4 ，导轨电阻不计，求电源电动势。答案：11 V解析：设外电压为U，则由题意可得BLF，U V8 V。通过电源的总电流I A3 A。由闭合电路的欧姆定律，得EUIr8 V31 V11 V。15. (12分)xx淄博期末如图(甲)所示，质量为m50 g，长l10 cm的铜棒，用长度也为l的两根轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B1/3 T。未通电时，轻软导线在竖直方向，通入恒定电流后，棒向外偏转的最大角度37，g取10 m/s2，求此棒中恒定电流的大小。某同学对棒中恒定电流的解法如下：对铜棒进行受力分析，通电时导线向外偏转，说明安培力方向垂直电流和磁场方向向外，受力如图(乙)所示(从右向左看)。当最大偏转角37时，棒受力平衡，有tan，得I11.25 A。(1)请判断，该同学的解法正确吗？若不正确请指出错在哪里？(2)试写出求解棒中电流的正确解答过程及结果。答案：(1)该同学的解法错误。错误原因：认为棒到达最高点速度为零时，一定处于平衡状态；或者认为偏角最大处是平衡位置。(2)正确的解法如下：金属棒向外偏转过程中，导线拉力不做功，如图所示，安培力F做功为WFFs1BIl2sin37。重力做功为WGmgs2mgl(1cos37)由动能定理得BIl2sin37mgl(1cos37)0，解得I5 A。16. (12分)xx周口调研如图所示，空间分布着方向平行于纸面且与场区边界垂直的有界匀强电场，电场强度为E、场区宽度为L。在紧靠电场右侧的圆形区域内，分布着垂直于纸面向外的匀强磁场。磁感应强度B未知，圆形磁场区域半径为r。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从A点由静止释放后，在M点离开电场，并沿半径方向射入磁场区域，然后从N点射出，O为圆心，MON120，粒子重力可忽略不计。求：(1)粒子经电场加速后，进入磁场时速度的大小；(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小；(3)若粒子在离开磁场前某时刻，磁感应强度方向不变，大小突然变为B1，此后粒子恰好被束缚在该磁场中，则B1的最小值为多少？答案：(1) (2) (3)(1)解析：(1)设粒子经电场加速后的速度为v，根据动能定理有qELmv2，解得v。(2)粒子在磁场中完成了如图所示的部分圆运动，设其半径为R，因洛伦兹力提供向心力，所以有qvB，由几何关系得tan30，所以B。(3)如图所示，当粒子运动到轨迹与OO连线交点处改变磁场大小时，粒子运动的半径最大，即B1对应最小值由几何关系得此时最大半径有Rm。所以B1(1)。