1、第 1 页，共 7 页高中物理选修 3-1 期末测试卷一、单选题（本大题共 10 小题，共 40.0 分）1. 关于物理学家和他们的贡献，下列说法中正确的是 ( )A. 奥斯特发现了电流的磁效应，并提出了电磁感应定律B. 库仑提出了库仑定律，并最早实验测得元电荷 e 的数值C. 伽利略发现了行星运动的规律，并通过实验测出了引力常量D. 法拉第不仅提出了场的概念，而且发明了人类历史上的第一台发电机2. 在图中所示的电路中，当滑动变阻器的滑动触片向 b 端移动时 ( )A. 伏特表 V 读数增大，电容 C 的电荷量在减小B. 安培表 A 的读数增大，电容 C 的电荷量在增大C. 伏特表 V 的读数
2、增大，安培表 A 的读数减小D. 伏特表 V 的读数减小，安培表 A 的读数增大3. 三根通电长直导线 P、Q 、R 互相平行、垂直纸面放置 三根导线中电流方向均垂直纸面向里，且每两根导线间.的距离均相等 则 P、Q 中点 O 处的磁感应强度方向为. ( )A. 方向水平向左B. 方向水平向右C. 方向竖直向上D. 方向竖直向下4. 如图所示，两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放在匀强电场和匀强磁场中，轨道两端在同一高度上，轨道是光滑的而且绝缘，两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放，a、b 为轨道的最低点，则不正确的是 ( )A. 两小球到达轨道最低点的速度 B. 两小球到达轨道
3、最低点时对轨道的压力 C. 小球第一次到达 a 点的时间大于小球第一次到达 b 点的时间D. 在磁场中小球能到达轨道的另一端，在电场中小球不能到达轨道的另一端5. 如图所示，在同一平面内，同心的两个导体圆环中通以同向电流时 ( )A. 两环都有向内收缩的趋势 B. 两环都有向外扩张的趋势C. 内环有收缩趋势，外环有扩张趋势 D. 内环有扩张趋势，外环有收缩趋势6. 如图所示，水平直导线中通有恒定电流 I，导线正下方处有一电子初速度 ，其方向与电流方向相同，以后电0子将 ( )A. 沿路径 a 运动，曲率半径变小 B. 沿路径 a 运动，曲率半径变大C. 沿路径 b 运动，曲率半径变小 D. 沿
4、路径 b 运动，曲率半径变大7. 下列说法中正确的是 ( )A. 磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定：把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力 F 与该导线的长度 L、通过的电流 I 乘积的比值 即. =B. 通电导线放在磁场中的某点，该点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，该点的磁感应强度就为零C. 磁感应强度 只是定义式，它的大小取决于场源以及磁场中的位置，与 F、I 、L 以及通电导线在磁场中的=方向无关D. 通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向8. 如图所示，质量为 m，带电量为 q 的粒子，以初速度 ，从 A 点竖直向上射入空气中的沿水平方向的匀强电0场中，粒子通过电场中 B 点时
5、，速率 ，方向与电场的方向一致，则 两点的电势差为=20 ， ( )A. B. 202 320第 2 页，共 7 页C. D. 220 32029. 如图所示，一个绝缘圆环，当它的 均匀带电且电荷量为 时，圆心 O 处的电场强度大小为 E，现使半圆14 +ABC 均匀带电 ，而另一半圆 ADC 均匀带电 ，则圆心 O 处的电场强度的大小和方向为+2 2 ( )A. 方向由 O 指向 D22 B. 4E 方向由 O 指向 DC. 方向由 O 指向 B22 D. 010. 某区域的电场线分布如图所示，M、N、P 是电场中的三个点，则下列说法正确的是 ( )A. P、N 两点点场强不等，但方向相同B
6、. 将一带负电的粒子从 M 点移到 N 点，电场力做负功C. 带电量 的粒子，从 P 点的电势能小于在 N 点的电势能+D. 带正电的粒子仅在电场力作用下，一定沿电场线 PN 运动二、多选题（本大题共 2 小题，共 8.0 分）11. 如图所示，实线表示在竖直平面内的匀强电场的电场线，电场线与水平方向成 角，水平方向的匀强磁场与匀强电场相互垂直 有一带电液滴沿虚线 L 向上做直线运动， L 与水平方向成 角，且 下列说法中正确的是. .( )A. 液滴一定做匀速直线运动B. 液滴一定带正电C. 电场线方向一定斜向上D. 液滴有可能做匀变速直线运动12. 如图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等
7、间距平行直线，两粒子 M、N 质量相等，所带电荷的绝对值也相等 现将 M、N 从虚线上的 O 点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示 点. .a、b、c 为实线与虚线的交点 已知 O 点电势高于 c 点，若不计重力，则. ( )A. M 带负电荷，N 带正电荷B. N 在 a 点的速度与 M 在 c 点的速度大小相同C. N 在从 O 点运动至 a 点的过程中克服电场力做功D. M 在从 O 点运动至 b 点的过程中，电场力对它做的功等于零三、实验题探究题（本大题共 3 小题，共 27.0 分）13. 请完成以下两小题：图 a 中螺旋测微器读数为_ 图 b 中游标卡尺
8、 游标尺上有 50 个等分刻度 读数为_ cm (1) . ( )欧姆表“ ”档的中值电阻为 ，已知其内装有一节干电池，干电池的电动势为 该欧姆表表头满(2) 1 20 1.5.偏电流为_ mA，要测 的电阻应选_ 档2.5 .14. 测得接入电路的金属丝的长度为 L，金属丝的直径 d，已知其电阻大约为 25在用伏安法准确测其电阻时，有下列器材供选择，除必选电源 电动势 ，内阻很小 、导线、开关外，(1) ( 1.5 )电流表应选_ ，电压表应选_ ，滑动变阻器应选_ 填代号 并将设计好的测量电路原理图画.( )在方框内电流表 量程 40mA，内阻约 1 ( 0.5)电流表 量程 10mA，内
9、阻约 2 ( 0.6)第 3 页，共 7 页电压表 量程 6V，内阻约 1 ( 30)电压表 量程 ，内阻约的 2 ( 1.2 20)滑动变阻器 范围 1 ( 010)滑动变阻器 范围 2 ( 02)若电压表、电流表读数用 U、I 表示，用上述测得的物理量计算金属丝的电阻率的表示式为 _ 全(2) = .(部用上述字母表示 )15. 为了测定干电池的电动势和内阻，现有下列器材：A.干电池一节B.电压表 ，内阻约为 1(015 15)C.电压表 ，内阻约为 2(03 3)D.电流表 ，内阻约为 1(03 2)E.电流表 ，内阻约为 2(00.6 10)F.电流表 满偏电流 3mA，内阻 ( =1
10、0)G.变压器H.滑动变阻器 (01000)I.滑动变阻器 (020)J.开关、导线用电流表和电压表测量干电池的电动势和内电阻，应选用的滑动变阻器是_ ，电流表_ ，电压(1)表_ 用代号回答 ( )根据实验要求，用笔画线代替导线在实物图甲上连线(2)某次实验记录如下：(3)组别 1 2 3 4 5 6电流 / 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57电压 / 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05根据表中数据在坐标图乙上画出 图线，由图可求得 _ _ = ， = .用你设计的电路做实验，测得的电动势与电池电动势的真实值相比_ 填“偏大”“偏小”或“相等”
11、(4) ()四、计算题（本大题共 4 小题，共 40.0 分）16. 如图所示，y 轴上 A 点距坐标原点的距离为 L，坐标平面内有边界过 A 点和坐标原点 O 的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直坐标平面向里 有一电子 质量为 m、电荷量为 从 A 点以初速度 沿着 x 轴正方向射入磁场区域，. ( ) 0并从 x 轴上的 B 点射出磁场区域，此时速度方向与 x 轴正方向之间的夹角为 求：60.磁场的磁感应强度大小；(1)电子在磁场中运动的时间(2)第 4 页，共 7 页17.如图甲所示，足够长的“U ”型金属导轨固定在水平面上，金属导轨宽度 ，导轨上放有垂直导轨的金=1.0属杆 P，金属杆质量
12、为 ，空间存在磁感应强度 ，竖直向下的匀强磁场 连接在导轨两端的电阻=0.1 =0.5 .，金属杆的电阻 ，其余部分电阻不计 某时刻给金属杆一个水平向右的恒力 F，金属杆 P 由静止开=3.0 =1.0 .始运动，图乙是金属杆 P 运动过程的 图象，导轨与金属杆间的动摩擦因数 在金属杆 P 运动的过程中， =0.5.第一个 2s 内通过金属杆 P 的电荷量与第二个 2s 内通过 P 的电荷量之比为 3： 取 求：5.10/2.水平恒力 F 的大小；(1)求前 2s 内金属杆 P 运动的位移大小 ；(2) 1前 4s 内电阻 R 上产生的热量(3)18.质谱仪原理如图所示，a 为粒子加速器，电压
13、为 ；b 为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为 ，板1 1间距离为 d；c 为偏转分离器，磁感应强度为 今有一质量为 m、电荷量为 的正电子 不计重力 ，经加速后，2. + ( )该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做半径为 R 的匀速圆周运动 求：.粒子射出加速器时的速度 v 为多少？(1)速度选择器的电压 为多少？(2) 2粒子在 磁场中做匀速圆周运动的半径 R 为多大？(3) 219.如图所示，一质量为 m、电量为 、重力不计的带电粒子，从 A 板的 S 点由静止开始释放，经 A、B 加速电+场加速后，穿过中间偏转电场，再进入右侧匀强磁场区域 已知 AB 间的电压为 极板间的
14、电压为 两. ， 2， 板间的距离和板长均为 L，磁场垂直纸面向里、磁感应强度为 B、有理想边界 求：.带电粒子离开 B 板时速度 的大小；(1) 0带电粒子离开偏转电场时速度 v 的大小与方向；(2)要使带电粒子最终垂直磁场右边界射出磁场，磁场的宽度 d 多大？(3)第 5 页，共 7 页答案和解析【答案】1. D 2. D 3. A 4. C 5. D 6. B 7. C 8. C 9. A 10. B 11. ABC 12. BD 13. ； ；75；1.9981.094 10014. ； ； ； 1 2 1 2 415. I；E；C ； ； ；偏小1.450.7516. 解： 过 B
15、点作电子出射速度方向的垂线交 y 轴于 C 点，则 C 点为电子(1)在磁场中运动轨迹的圆心，画出电子的运动轨迹由几何知识得 =60设电子在磁场中运动的轨迹半径为 R，则 ，得： =30 =2又由洛伦兹力提供向心力，得：0=20则得： ；=02由几何知识 (2) =60则粒子在磁场中飞行时间为 =36020将 代入得： ；=2 =230答：磁场的磁感应强度大小为 ；(1)02电子在磁场中运动的时间为 (2)23017. 解： 由图乙可知金属杆 P 先作加速度减小的加速运动，2s 后做匀速直线运动(1)当 时， ，此时感应电动势 =2 =4/=感应电流 =+安培力 根据牛顿运动定律有 解得 =0
16、.75通过金属杆 P 的电荷量 (2)=+其中 .=所以 为 P 的位移 =+( )第 6 页，共 7 页设第一个 2s 内金属杆 P 的位移为 ，第二个 2s 内 P 的位移为 1 2则 1=12=由于 ： ：5 1 2=3联立解得 2=8， 1=4.8.前 4s 内由能量守恒得(3)(1+2)=122+(1+2)+其中 ： ： ：3 = =1解得： =1.8答： 水平恒力 F 的大小为 ；(1) 0.75前 2s 内金属杆 P 运动的位移大小 为 ；(2) 1 4.8前 4s 内电阻 R 上产生的热量为(3) 1.8.18. 解： 粒子经加速电场 加速，获得速度为 v，由动能定理可知：(1
17、) 11=122解得 =21在速度选择器中作匀速直线运动，电场力与洛仑兹力平衡得： (2) =1即 2=1解得： 2=1=121在 中作圆周运动，洛仑兹力提供向心力， (3)2 2=2解得： =2=1221答： 粒子射出加速器时的速度 v 为 ；(1)21速度选择器的电压 ；(2) 121粒子在 磁场中做匀速圆周运动的半径为 (3) 2122119. 解： (1)带电粒子在加速电场中，由动能定理得： =1220得带电粒子离开 B 板的速度： 0=2(2)粒子进入偏转电场后，有： =0电场强度， =2电场力， =由牛顿第二定律， =速度， =第 7 页，共 7 页解得： =2所以带电粒子离开偏转电场时速度 v 的大小 ，方向与水平方向成 22 45根据洛伦兹力提供向心力，则有 ，(3) =2解得： =2=2由于与水平方向成 入射，45所以磁场的宽度为， =22=222=2答： 带电粒子离开 B 板时速度 的大小 ；(1) 02带电粒子离开偏转电场时速度 v 的大小 ，与方向与水平方向成 ；(2) 22 45要使带电粒子最终垂直磁场右边界射出磁场，磁场的宽度 (3)2.
