高三电学综合测试题

天河中学电学综合检测 一．选择题 1．棒球比赛中，质量为 m 的小球在 h 高处以大小为 0v 的速度水平飞来，击球员将球反向击 回，结果球的落地点距离棒击点的水平距离为 S，且球不反弹则（ ） A．棒对球的冲量为 2 0mv B．棒对球做功为 2 0 2 2 1 4 mvh mgs  C．球着地后到停止运动受到地面的冲量大小为 ghh gsm 22 2  D．从棒与球接触到球停止运动全过程受到的冲量大小为 0mv 2．A、B 是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从 A 点沿电场线运动到 B 点，其速度一时间图象如图甲所示。则这一电场可能是图乙中的（ ） 3．如图所示电路中 A1、A2、V1、V2 为理想电表,当 R1 的滑动触 头向右移动时( ) A. A1 的读数改变量大于 A2 读数改变量 B. A1 的读数在增大 V1 的读数在增大 C. V1 读数变化量小于 V2 读数的变化量 D. V1 读数变化量大于 V2 读数的变化量 4．质量为 m、带电量为 q 的微粒以速度 v 与水平成 45°角进入匀强电场和匀强磁场中，如 图所示，磁场方向垂直纸面向外，电场方向水平向左，如微粒在电 场、磁场、重力场作用下作匀速直线运动。则 （ ） A．微粒一定上带正电； B．微粒从 O 点匀速直线运动到 A 点的过程中，机械能守恒 C．磁感应强度为 mg/qv； D．电场强度为 mg/q 5．一根电缆埋藏在一堵南北走向的墙里，在墙的西侧处。当放一指南针时，其指向刚好比 原来旋转 180°由此可以判定，这根电缆中电流的方向为 （ ） A．可能是向北 B．可能是竖直向下 C．可能是向南 D．可能是竖直向上 6．如图所示，abcd 是正方形，将一负电荷 q 从 a 点移到 b 点时，需克服 电场力做功 w；若将一负电荷 q 从 a 点移到 d 点，也需克服电场力做功 为 w。则关于此空间存在的电场可能是 （ ） A．方向由 a 指向 c 的匀强电场 B．方向由 b 指向 d 的匀强电场 C．处于 c 点的正点电荷产生的 D．处于 c 点的负点电荷产生的 A2 A1 V2 V1 R1 R2 7．竖直墙面与水平面均光滑绝缘，A、B 两小球带有同种电荷，用水平拉力作用在 A 小球 上两个小球处于静止状态，如图所示，现将 A 小球向右拉动一小段距离后，A、B 两小球可 以重新平衡，在移动 A 小球的过程中，下列说法中正确的是 （ ） A．A、B 两小球间的库仑力变大 B．库仑力对 B 小球做正功 C．B 小球的电势能增大 D．A 小球对地面的压力不变 8．如图所示，回路放在匀强磁场中，磁场的方向垂直于回路平面向外，导线 AC 可贴光滑 竖直导轨下滑，设回路总电阻恒为 R，当导线 AC 从静止开始下落后，下面有关回路中能量 转化的叙述正确的是： A. 导线下落过程中机械能守恒 B. 导线加速下落过程中，导线减少的重力势能全部转化为电阻上产 生的热能 C. 导线加速下落过程中，导线减少的重力势能转化为导线增加的动 能和回路中增加的内能 D. 导线稳定速度后的下落过程中，导线减少的重力势能全部转化为回路增加的内能 9．如图所示，光滑 U 型金属导轨 PQMN 水平放置在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度 为 B，导轨宽度为 L，QM 之间接有阻值为Ｒ的电阻，其余部分电阻不计。有质量为 M，电 阻值为 R 的金属棒 ab 放在导轨上，给棒一个水平向右的初速度 Vo 使之滑行，最后停在导 轨上。则在此过程中可求的物理量有 A．整个回路产生的焦耳热 B．通过电阻 R 的总电量 C．棒运动的总位移 D．棒运动的总时间 10．某一空间存在着强度不变、方向随时间周期性变化的匀强磁场，如图甲所示，规定垂直 纸面向里的磁场方向为正方向，为了使静置于该磁场中的带正电的粒子能按 abcdef 顺序做 横“  ”字曲线运动（轨迹如图乙），则可行的办法是（粒子只受磁场力作用，其他力不计） A．若粒子初始位置在 a 处， Tt 8 3 时给粒子一个沿切线方向水平向右的初速度 B．若粒子初始位置在 f 处， Tt 2 1 时给粒子一个沿切线方向竖直向下的初速度 C．若粒子初始位置在 e 处， Tt 8 11 时给粒子一个沿切线方向水平向左的初速度 D．若粒子初始位置在 b 处， Tt 2 1 时给粒子一个沿切线方向竖直向上的初速度8 二．实验题 11．(1) (4 分)游标尺上有 10 个等分刻度的游标卡尺，游标尺刻度的总长为 9mm， 游标尺的每一分度与主尺的最小分度相差 0.1mm．有一把这样的游标卡尺，由于长期使 用，测量爪磨损严重，当左、右测量爪合在一起时，游标尺的零线与主尺的零线不重合， 出现如图所示的情况，此时两零刻线间的距离为____________mm （2）（10 分）从下面给定的器材中选出适当的实验器材(有些器材的阻值是大约值,有些 器材的阻值是准确值).设计一个测量阻值 Rx 约为 15kΩ的电阻的电路,要求方法简捷,要尽可 能提高测量的精度. 电流表 A1,量程 1mA，内阻 rA1≈50Ω 电流表 A2,量程 300μA，内阻 rA2≈300Ω 电流表 A3,量程 100μA，内阻 rA3≈500Ω 电压表 V1,量程 10V，内阻 rV1=15kΩ 电压表 V2,量程 3V，内阻 rV2=10kΩ 滑动变阻器 R，全阻值 50Ω，额定电流为 1A 电池组,电动势 3V，内阻很小但不能忽略 开关及导线若干 ⑴测量电路中电流表应选 ，电压表应选 (填代号)。 ⑵在图所示的虚线框中画出测量 Rx 的电路图. ⑶在所测量数据中选一组数据计算 Rx,计算表达式 Rx= ，表达式中各符号 表示的意义是 。 12．（6 分）一台理想变压器如图所示,现有两个均标有“6V、0.9W”和一个标有“3V、0.9W” 字样的小灯泡,要使它们接在副线圈的同一电路中,且都能正常发光,请在图中画出连接电路 并计算原线圈中的电流强度. 三．计算题 13．（14 分）如图所示，轻绳一端挂一质量为 M 的物体，另一端系在质量为 m 的圆环 上，圆环套在竖直固定的细杆上，定滑轮与细杆相距 0.3m，将环拉至与滑轮在同一高度上， 再将环由静止释放。圆环沿杆向下滑动的最大位移为 0.4m，若不计一切摩擦阻力，求： （1）物体与环的质量比 （2）圆环下落 0.3m 时速度大小 14．（14 分）如图所示，虑线上方有场强为 CNE /106 4 的匀强电场，方向竖直向下， 虚线上下有磁感应强度相同的匀强磁场，方向垂直纸面向外，ab 是一根长 ml 3.0 的绝缘 细杆，沿电场线放置在虚线上方的场中，b 端在虚线上，将一套在杆上的带正电 Cq 8105  的小球从 a 端由静止释放后，小球先作加速运动，后作匀速运动到达 b 端， 已知小球与绝缘杆间的动摩擦系数 3.0 ，忽略小球重力，当小球脱离杆进入虚线下方后， 运动轨迹是半圆，圆的半径是 3 l ，求带电小球从 a 到 b 运动过程中克服摩擦力所做的功. 15．（15 分）高频焊接是一种常用的焊接方法,其焊接的原理如图所示.将半径为 10cm 的 待焊接的圆形金属工件放在导线做成的 1000 匝线圈中,然后在线圈中通以高频的交变电流. 线 圈 产 生 垂直 于 金 属 工 件 所 在平 面 的 变 化 磁 场, 磁 场 的 磁 感应 强 度 B 的 变 化 率 为 )/(sin21000 sTt 焊接处的接触电阻为工件非焊接部分电阻的 99 倍.工件非焊接部分每 单位长度上的电阻为 R0=10-3Ω·m-1,焊接的缝宽非常小,求焊接过程中焊接处产生的热功 率.(取π2=10,不计温度变化对电阻的影响) 16．（15 分）如图所示，在直线 MN 与 PQ 之间有两个匀强磁场区域，两磁场的磁感应强度 分别为 B1、B2，方向均与纸面垂直，两磁场的分界线 OO′与 MN 和 PQ 都垂直.现有一带正 电的粒子质量为 m，电荷量为 q，以速度 v0 垂直边界 MN 射入磁场 B1，并最终垂直于 边界 PQ 从 O′Q 段射出.已知粒子始终在纸面内运动，且每次均垂直 OO′越过磁场分 界线.（不计重力） （1）写出 MN 与 PQ 间的距离 d 的表达式. （2）用 d、v0 表示出粒子在磁场中运动的时间. 线圈 待焊接 工作 焊缝 17．（16 分）如图所示，沿竖直方向取一条 y 轴，y 轴向下为正，虚直线表示 y=0 的水 平面。磁场方向水平向里，磁感应强度 B 的大小只随 y 而变化，变化关系为 By = B0 + ky（B0 和 k 为已知常数，且 k＞0，y＞0），一个质量为 m、边长为 L、电阻为 R 的正方形金属框， 从 y＞0 的某处由静止开始沿竖直方向下落，下落速度越来越大，最终稳定为某一数值，称 为收尾速度。磁场足够大，金属框在整个下落过程都没有离开磁场，且金属框始终保持在的 竖直平面内和不发生转动，求 （1）金属框中的感应电流方向； （2）金属框的收尾速度的大小。 18．（16 分）如图所示，挡板 P 固定在足够高的水平桌面上，小物块 A 和 B 大小可忽略， 它们分别带为+QA 和+QB 的电荷量，质量分别为 mA 和 mB。两物块由绝缘的轻弹簧相连，一 不可伸长的轻绳跨过滑轮，一端与 B 连接，另一端连接一轻质小钩。整个装置处于场强为 E、 方向水平向左的匀强电场中，A、B 开始时静止，已弹簧的劲度系数为 k，不计一切摩擦及 A、B 间的库仑力，A、B 所带电荷量保持不变，B 不会碰到滑轮。 （1）若在小钩上挂一质量为 M 的物块 C 并由静止释放，可使物块 A 对挡板 P 的压力恰为 零，但不会离开 P，求物块 C 下降的最大距离. （2）若 C 的质量为 2M，则当 A 刚离开挡板 P 时，B 的速度多大？ y y=0 B v 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 D A AC D D AD BD CD ABC AD 11. (1)0.4mm (2)⑴A2 V2 ⑵(4 分) ⑶ 222 2 / VrUI U  , U2 表示电压表 V2 的示数,I2 表示电流 A2 的示 数.rV2 表示电压表 V2 的内阻 12。1.0×10-2A 13．（1）当环下降至最大位移处时，vm=vM=0 而此时物体上升的高度为 )(2.03.03.04.0 22 2 mh  由机械能守恒 1 2.2 1 2 1 2 2 2 1  m MMvmghmvmgh Mm 得 （2）（如图）当圆环下降 h1=0.30m 时，物体上升高度为 h’2 ))(12(3.03.03.03.0 22' 2 mh  由运动合成分解得： mmM vvv 2 245cos  由系统机械能守恒有 2 2 2 1 2 1 2 1 Mm Mvmghmvmgh  联立得圆环下落 0.3 米时速度大小： )/(72.0 smvm  14．小球做匀速运动时速度为 v， 磁感应强度为 NqEB : ① qvBN  ② 小球进入虚线下方，作匀速圆周运动半径 r mvqvBlr 2 :3  ③ 小球由 a 到 b 克服摩擦力做功为 2 2 1: mvWqELW  ④ 由以上四式代入数据得 JW 4104 15．工件中产生的最大感应电动势为 2rsE t B t B tm         代入数据解得 2100mE V 工件非焊接部分的电阻 rRR 201  代入数据得  3 1 102R V2 A2RX R 焊接部分的电阻为 R2=99R1 工件的总电阻为 R 总=R1+R2=100R1 工件中电流 总R EI  ,故 I=500A 焊缝处产生的热功率 P=I2R2,得 P=4.95×104W 16．（1）粒子在整个运动过程中的速度大小恒为 v0，交替在 B1 与 B2 磁场区域中作匀速圆周 运动，圆周运动的半径为 r1 和 r2： 1 0 qB mv ① 2 0 2 qB mvr  ② 粒子运动轨迹如图所示，MN 与 PQ 间的距离 d 满足下列关系： 21 )12()12( rOnrnd  ③式中 n=0，1，2… 由以上各式得 )11()12( 21 0 BBq mvnd  ④（n=0，1，2…） （2）粒子圆周运动的周期为 T1 和 T2： 1 1 2 qB mT  ⑤ 2 2 2 qB mT  ⑥ 粒子在磁场中运动的时间满足下列关系： 4)12(4)12( 21 TnTnt  ⑦ 由④⑤⑥⑦式得： 02v dt  17．（1）线圈下落过程中，穿过线圈中的磁通量增加，据楞次定律可知，金属框中的感应电 流方向为逆时针流向。 ① （2）设下边所处高度为 y 时线圈达到收尾速度 vm，线圈下落过程中，上、下两边切割磁感 线，此时线圈中产生的感应电动势为 E， mmm vkLLvkyBLvLykBE 2 00 )()]([  ② 线圈中的感应电流为： REI / ③ 线圈上下边受到的安培力分别为 F1、F2， 1 0( )F B ky IL  ④ 2 0[ ( )]F B k y L IL   ⑤ 线圈达收尾速度时，据力的平衡条件得： 1 2mg F F  ⑥ 联立以上几式可得： 42 Lk mgRvm  ⑦ 18．参考解答：开始时弹簧形变量为 x1 由平衡条件： BEQkx 1 可得 k EQx B1 ① …………………………（2 分） 设当 A 刚离开档板时弹簧的形变量为 2x ： 由： AEQkx 2 可得 k EQx A2 ② …………………………（2 分） 故 C 下降的最大距离为： 21 xxh  ③ …………………………（3 分） 由①—③式可解得 )( AB QQk Eh  ④ …………………………（3 分） （2）由能量守恒定律可知：C 下落 h 过程中，C 重力势能的减少量等于 B 的电势能的增 加量和弹簧弹性势能的增量以及系统动能的增量之和 当 C 的质量为 M 时： 弹EhEQmgh B  ⑤ …………………………（3 分） 当 C 的质量为 2M 时，设 A 刚离开挡板时 B 的速度为 V 2)2(2 12 VmMEEhQMgh BB  弹 ⑥ …………………………（3 分） 由④—⑥式可解得 A 刚离开 P 时 B 的速度为： )2( )(2 B BA mMk QQMgEV   ⑦