高二物理选修3-1期中试卷及答案

高二年级物理学科期中试卷 命题人 宋海勋 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分．满分 100 分，考试时间 90 分 钟． 第Ⅰ卷（选择题 共 48 分） 注意事项：1．答第Ⅰ卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目用铅笔正确填涂 在答题卡上． 2．每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用 橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．不能将答案直接答在试卷上． 一、选择题：本题共 12 个小题，每小题 4 分，共 48 分．在每个小题给出的四个选项中， 至少有一个是正确的．每小题全选对的得 4 分；选对但不全的得 2 分；有选错或不答的得 0 分． 1．真空中有两个相同的带电金属小球 A 和 B，相距为 r，带电量分别为 q 和 2q，它们之 间相互作用力的大小为 F．有一个不带电的金属球 C，大小跟 A、B 相同，当 C 跟 A、B 小球各接触一次后拿开，再将 A、B 间距离变为 2r，那么 A、B 间的作用力的大小可为： [ ] A．5F/64 B．0 C．3F/64 D 3F/16 2．下列说法中正确的是： [ ] A．场强的定义式 E=F/q 中，F 是放入电场中的电荷所受的力，q 是放入电场中的电荷 的电量 B．场强的定义式 E=F/q 中，F 是放入电场中的电荷所受的力，q 是产生电场的电荷的 电量 C．在库仑定律的表达式 F=kq1q2/r2 中 kq2/r2 是电荷 q2 产生的电场在点电荷 q1 处的 场强大小，此场对 q1 作用的电场力 F=q1×kq2/r2，同样 kq1/r2 是电荷 q1 产生的电场 在点电荷 q2 处的场强的大小，此场对 q2 作用的电场力 F=q2×kq1/r2 D．无论定义式 E=F/q 中的 q 值(不为零)如何变化，在电场中的同一点，F 与 q 的比值 始终不变 3．如图所示，在两个固定的异种点电荷 Q1、Q2 的连线上有 A、B 两点，将一带负电的点 电荷 q 由 A 静止释放，它从 A 点运动到 B 点的过程中，可能 [ ] BAQ1 Q2 图10—55 + A．先加速运动再减速运动 B．加速度一直增大 C．电势能先增大后减小 D．在 B 点电势能比在 A 点的电势能小 4．如图所示，A、B 是一条电场线上的两点，一带正电的点电荷沿电场线从 A 点运动到 B 点， 在这个过程中，关于电场力做功的说法正确的是 A．电场力做正功 B．电场力做负功 C．电场力不做功 D．电场力先做正功后做 负功 5．如图所示，xOy 坐标系中，将一负检验电荷 Q 由 y 轴上 a 点移至 x 轴上 b 点，需克服电场力做功 W，若从 a 点移至 x 轴上 c 点，也需克服电场力做功 W，那么 此空间存在的静电场可能是 a b c x y 图10—54 O A．电场强度方向沿 y 轴负方向的匀强电场 B．电场强度方向沿 x 轴正方向的匀强电场 C．处于第 I 象限某一位置的正点电荷形成的电场 D．处于第Ⅲ象限某一位置的负点电荷形成的电场 6．带电的平行板电容器与静电计的连接如图所示，要使静电计的指针偏角变小，可采用的 方法有 A．减小两极板间的距离 B．用手触摸极板 A C．在两板间插入电介质 D．将极板 B 向上适当移动 7.一台国产封闭型贮水式电热水器的铭牌上所列的主要技术参数如下表所示. 根据表中提供 的数据，计算出此电热水器在额定电压下处于加热状态时，通过电热水器的电流约为 额定容量 54L 最高水温 75℃ 额定功率 1500 W 额定压力 0.7MPa 额定电压 220V 电器类别 Ⅰ类 A．6.8A B．0.15A C．4.4A D．0.23A 8．在图所示的电路中，电源电动势为 E、内电阻为 r. 在滑动变阻器的滑动触片 P 从图示位 置向下滑动的过程中 A．电路中的总电流变大 B．路端电压变 大 C．通过电阻 R2 的电流变小 D．通过滑动变阻器 R1 的电流变小 E A B R1 R2 E r P 9．一直流电动机正常工作时两端的电压为 U，通过的电流为 I，电动机线圈的电阻为 r．该 电动机正常工作时，下列说法正确的是 A．电动机消耗的电功率为IU B．电动机的输出功率为 rIIU 2 C．电动机的发热功率为 r U 2 D．I、U、r 三个量间满足 r UI  10．如图所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发 生偏转．首先观察到这个实验现象的物理学家 是 A．奥斯特 B．爱因斯坦 C．伽利略 D．牛顿 11．如图所示，一带负电的质点在固定的正的点 电 荷 作 用 下 绕该正电荷做匀速圆周运动，周期为 T0，轨道平 面位于纸面内，质点 速度方向如图中箭头所示。现加一垂直于轨道平面的匀强磁场，已知轨道半径并不因此而改 变，则 A．若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将大于 T0 B．若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将小于 T0 C．若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将大于 T0 D．若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将小于 T0 12．电源和一个水平放置的平行板电容器、三个电阻组成如图所示的电路。当开关 S 闭合后， 电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态。现将开关 S 断开，则以下判断正确的是 A．液滴仍保持静止状态 B．液滴将向上运动 C．电容器上的带电量将减为零 D．电容器上的带电量将增大 第Ⅱ卷（非选择题 共 52 分） 注意事项： 1．第Ⅱ卷共 4 页，用钢笔或圆珠笔直接答在试题卷中． 2．答卷前将密封线内的各个项目正确填写清楚,同时在指定位置上填写两位数的座号． 二、填空题：本题共 4 个小题，满分 26 分，每空 2 分，把答案直接填在题中的横线上． 13．（4 分）目前世界上正在研究的一种新型发电机叫磁 流体发 电机，图 11 表示它的发电原理：将一束等离子体（即高 温下电 离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，而从整体 上来说 呈电中性）喷入磁场，由于等离子体在磁场力的作用下 运动方 向发生偏转，磁场中的两块金属板 A 和 B 上就会聚集电 荷，从 而在两板间产生电压. 请你判断：在图示磁极配置的情 况下， I NS v + N 图11 S A b a R 等离子体 B R1 R2 R3 S 金属板 （选填“A”或“B”）的电势较高，通过电阻 R 的电流方向是 （选填 “a→b”或“b→a”）. 14. （2 分）磁场具有能量,磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度,其值为 B2/2μ,式中 B 是磁感应强度,μ是磁导率,在空气中μ为一已知 常数.为了近 似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度 B,一学 生用一根端 面面积为 A 的条形磁铁吸住一相同面积的铁片 P,再 用力将铁片 与磁铁拉开一段微小距离ΔL,并测出拉力 F,如图 12 所示.因为 F 所作的功等于间隙中磁场的能量,所以由此可 得磁感应 强度 B 与 F、A 之间的关系为 B＝________ 15．(4 分)在用阴极射线管研究磁场对运动电荷 作 用 的 实验中，将阴极射线管的 A、B 两极连在高压直 流 电 源 的正负两极上.从 A 极发射出电子，当将一蹄形 磁 铁 放 置于阴极射线管两侧，显示出电子束的径迹如图所示，则阴极射线管的 A 极应接在电源的 极上（选填“正”或“负”）；蹄形磁铁的 C 端为 极（选填“N”或“S”） 16.（16 分）某同学用如图所示电路,测绘标有“3.8V,0.3A”的小灯泡的灯丝电阻 R 随电压 U 变化的图像. ①除了导线和开关外,有以下一些器材可供选择： 电流表：A1(量程 100mA，内阻约 2Ω)、A2(量程 0.6A，内阻 0.3Ω)； 电压表：V1(量程 5V，内阻约 5kΩ)、V2(量程 15V，内阻约 15kΩ)； 滑动变阻器：R1（阻值范围 0-100Ω）、R2(阻值范围 0-2kΩ)； 电源：E1(电动势为 1.5V，内阻为 0.2Ω)、E2(电动势为 4V,内阻约为 0.04Ω). 为了调节方便,测量准确,实验中应选用电流表_______,电压表______, 滑动变阻器 __________,电源_________.（填器材 的符号) ② 根据实验 数 据, 计算 并 描 绘 出 R-U 的图像如 右 上图所示. 由图像可知,此灯泡在不工作时,灯丝电阻为________；当所加电压为 3.00V 时,灯丝电阻为 _____,灯泡实际消耗的电功率为_____W. 图 12 ③根据 R-U 图像,可确定小灯泡耗电功率 P 与外加电压 U 的关系.符合该关系的示意图是下列 图中的__________. 三、计算题：本题共 4 个小题，满分 36 分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的 演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位． 17．（6 分）电场中某区域的电场线如图所示， A、B 是电场中的两点. 一个电荷量 q = +4.0 ×10-8 C 的点电荷在 A 点所受电场力 FA=2.0×10-4 N，将该点电荷从 A 点移到 B 点，电场力做 功 W = 8.0×10-7J . 求： （1）A 点电场强度的大小 EA （2）A、B 两点间的电势差 U. 18．（6 分）在图所示的电路中，电源的电动势 E = 6.0 V，内电阻 r = 1.0 Ω，外电路的电 阻 R = 5.0 Ω. 闭合开关 S. 求： （1）通过电阻 R 的电流Ⅰ （2）电阻 R 消耗的电功率 P. 19．（12 分）如图所示，MN 表示真空室中垂 直于纸面放置 的感光板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为 B. 一个电 荷量为 q 的带电粒子从感光板上的狭缝 O 处以垂直于感光板的初速度 v 射入磁场区域，最后 到达感光板上的 P 点. 经测量 P、O 间的距离为 l，不计带电粒子受到的重力. 求： （1）带电粒子所受洛伦兹力的大小 （2）带电粒子的质量大小. 20．（12 分）如图所示，在水平地面上方附近有一范围足够大的互相正交的匀强电场和匀强 磁场区域。磁场的磁感应强度为 B，方向水平并垂直纸面向里。一质量为 m、带电荷量为 q 的带正电微粒在此区域内沿竖直平面（垂直于磁场方向的平面）做速度大小为 v 的匀速圆周 运动，重力加速度为 g。 B A E SE R r B OlP M N v （1）求此区域内电场强度的大小和方向 （2）若某时刻微粒在场中运动到 P 点时，速度与水平方向的夹角为 60°，且已知 P 点与水 平地面间的距离等于其做圆周运动的半径。求该微粒运动到最高点时与水平地面间的距离。 （3）当带电微粒运动至最高点时，将电场强度的大小变为原来的 1/2（不计电场变化对原磁 场的影响），且带电微粒能落至地面，求带电微粒落至地面时的速度大小。 高二物理（选修 3－1）参考答案 一、选择题：本题共 12 个小题，每小题 4 分，共 48 分．在每个小题给出的四个选项中，至 60° B v P 少有一个是正确的．每小题全选对的得 4 分；选对但不全的得 2 分；有选错或不答的得 0 分． 1．AC 考察库仑定律和接触带电 ） 2. ACD(考查场强定义式和点电荷场强的决定式) 3.AD（考察场强的叠加原理和电场力作功与电势能的关系） 4 A（考查判断电场力做 正功和负功的方法） 5.AC（考察静电场的特点） 6.ABC（考察电容的定义式和平行板 电容的决定式） 7.A（考察电功率与生活，生产和科技的联系） 8.AC（考察闭合电路 欧姆定律） 9.AB（考察在非纯电阻电路中电功率和热功率的区别） 10.A（考察物理 学史） 11.AD（考察匀速圆周运动，库仑定律，左手定则，洛伦兹力） 12.BD（考察 带电粒子在电场中的受力及运动） 二、实验填空题：本题共 4 个小题，满分 20 分，把答案直接填在题中的横线上． 13． A…2 分; a→b…2 分（介绍磁流体，考察学生阅读能力，电场和磁场的综合能力， 了解科学前言知识） 14. A F2 ……2 分;（练习学生接受信息的能力，处理新问题的应变能力） 15．负…2 分，S…2 分（考察左手定则和阴极射线管的结构） 16、①A2; V1；R1；E2 .② 1.5 欧，11.5 欧，0.78（0.7-0.8 均给分） ③A 每空 2 分。（考 察伏安法的内接法和外接法，根据图象处理问题的能力 三、计算题：本题共 4 个小题，满分 44 分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的 演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和 单位． 17．（1）A 点电场强度的大小 EA = q FA 8 4 100.4 100.2     N/C =5.0×103 N/C………………3 分 （2）A、B 两点间的电势差 7 8 4.0 10 2.0 10 WU q      8 7 100.4 100.8     V = 20 V…………………………… 3 分 18．（1）根据闭合电路欧姆定律，通过电阻 R 的电流 A 0.1A0.10.5 0.6  ＋＋rR EI ………………………………3 分 （2）R 上消耗的电功率 W5.0 W0.50.1 22  RIP ………………………………3 分 19．（1）带电粒子在磁场中所受洛伦兹力 f = R vmqvB 2 ………………………………………………………4 分 （2）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，设其半径为 R，由牛顿第二定律 R vmqvB 2  ………………………………………………4 分 带电粒子做匀速圆周运动的半径 R= 2 l …………………………………………………………2 分 解得 m = v qBl 2 …………………………………………………2 分 20．（1）由于带电微粒可以在电场、磁场和重力场共存的区域内沿竖直平面做匀速圆周运 动，表明带电微粒所受的电场力和重力大小相等、方向相反。因此电场强度的方向竖直向 上 …………… 2 分 设电场强度为 E，则有 mg=qE，即 E=mg/q ……… 3 分 （2）设带电微粒做匀速圆周运动的轨道半径为 R，根据牛顿第二定律和洛仑兹力公式有 qvB=mv2/R，解得 R= qB mv 4 分 依题意可画出带电微粒做匀速圆周运动的轨迹，由如图所示的几何关系可知，该微粒运动最 高点与水平地面间的距离 hm=5R/2= qB mv 2 5 2 分 （3）将电场强度的大小变为原来的 1/2，则电场力变为原来的 1/2，即 F 电=mg/2 带电微粒运动过程中，洛仑兹力不做功，所以在它从最高点运动至地面的过程中，只有 重力和电场力做功。设带电微粒落地时的速度大小为 vt，根据动能定理有 mghm-F 电hm= 2 1 mvt2- 2 1 mv2 3 分 解得： qB mgvvvt 2 52  2 分 图 60° Bv A O