高三复习之回归课本选修31.docx
《高三复习之回归课本选修31.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三复习之回归课本选修31.docx（28页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
高三复习之回归课本选修31
《选修3-1》书本知识研究
1.（X1,3）图1.1-1实验，回答书中问题
例：
（06年北京）14.使用电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片开。
下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是（）
CD
2.（X1,4）知道元电荷、比荷的概念
3.（X1,5）（图1.2-1）
例：
如图，把一个带正电的物体放在A处，然后把挂在丝线上的带正电的小球先后挂在R、P2、P3
等位置，a1、a2、a3表示丝线与竖直方向的夹角，（从左至右）贝U：
A.从左至右，绳子拉力大小之比为A\\\
cos%cosa2cosa3舟|比丄》心
B.从左至右，库仑力大小之比为ta:
tan「2：
tan〉3———
C.在同一位置，将小球所带电性改变为带负电，则绳子与竖直方向将大于带正电时绳子与竖
直方向的夹角
D.在同一位置，增加小球所带电量，贝U绳子与与竖直方向夹角将增大
例：
用控制变量法，可以研究影响电荷间相互作用力的因素。
如图2所示,O是一个带电的物体，若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的
R、R、P3等位置，可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小。
这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度9显示出
来。
若物体O的电荷量用Q表示，小球的电荷量用q表示，物体与小球间距离用d表示，物体和小球之间的作用力大小用F表示。
则以下
对该实验现象的判断正确的是
A.保持Qq不变，增大d，则9变大，说明F与d有关
B.保持Qq不变，减小d,则9变大，说明F与d成反比
C.保持Qd不变，减小q，则9变小，说明F与q有关
D.保持q、d不变，减小Q,则9变小，说明F与Q成正比
4.（X1,6）库仑扭秤：
简单了解库仑扭秤装置的构造。
库仑是如何做到定量改变小球带电量的？
静电力常量k=，单位;
5.（X1,7）看例题：
比较氢核与核外电子间的库仑力和万有引力；由此得出的结论
6.（X1,10）电场的概念最先是由提出的，他还创造出用场线来描述场的方法。
7.
（X1,12）图1.3—4:
会计算一个半径为R的均匀带电球体的在外部和内部的电场。
例：
如右图所示，正电荷Q均匀分布在半径为r的金属球面上，沿x轴上各点的电场强度大小和电势分别用E和「表示。
选取无穷远处电势为零，下列关于x轴上各点电场强度的大小E或电势「随位置x的变化关系图，正确的
例：
理论上已经证明：
质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零。
现假设地球是一半径为R、质量分布均匀的实心球体，O为球心，以R■:
O为原点建立坐标轴Ox,如图甲所示。
一个质量一定的小物体（假丿
设它能够在地球内部移动）在x轴上各位置受到的引力大小用F表甲
示，则图乙所示的四个F随x的变化关系图正确的是
8.（X1,19）图1.4—5乙图，在金属导体表面，电场线与之垂直，说明什么？
观察电场线的分布
和电荷的分布
9.（X1，26）图1.7—4，研究处于静电平衡的导体内部和外表面的电荷分布情况，你能得出什么
结论？
结合P25“导体上的电荷分布”
例、如图所示，A、B为两个验电器，在B上装有一个几乎封闭的空心金属球C（仅在上端开有小孔），最初B和C带电，A不带电。
D是带有绝缘柄的金属小球。
某同学利用这些器材完成了下面实验：
使不带电的D先跟C的外部接触，再让D跟A的金属球接触，这样操作若干次，发现A的
箔片张开；而让不带电的D先跟C的内部接触，再让D跟A的金属球接触，这样操作若干次，发现A的箔片始终不张开。
通过以上实验，能直接得到的结论是
A•电荷分布在C的外表面B•电荷在C的表面均匀分布C.带电的C是一个等势体
D.电荷总量是守恒的
10.（X1,25）解释尖端放电现象
11.（X1，26）导体壳的静电屏蔽作用；P27,图1.7—6,实验说明什么？
P28习题第2、3、4题
12.
（X1,30）演示实验（探究平行板电容器电容的相关因素）例、（10北京）18.用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电
容的因素（如图）。
设两极板正对面积为S,极板间的距离为d,
静电计指针偏角为0。
实验中，极板所带电荷量不变，若
A.保持S不变，增大d,则0变大
B.保持S不变，增大d,则0变小
C.保持d不变，减小S,则0变小
D.保持d不变，减小S,则0不变
例：
在如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板A与静电计相接，极板B接地.若在平行板电容器两极板AB间插入绝缘介质C,由观察到的静电计指针变化做出平行板电容器电容变化的结论的依据是：
A.两极板间的电压不变，极板上的电量变小
B.两极板间的电压不变，极板上的电量变大
C.极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变小
D.极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变大
例：
一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地.两板间有一个正试探电荷固定在P点，如
图1所示，以C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、©表示P点的电势，W表示正电荷在P
lo的过程中，各物理量与负
点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离极板移动距离x的关系图象2中正确的是
13.（XI，32）阅读“做一做”，知道图1.8-9图像中面积的物理意义
例、把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接。
先使开关S与1
端相连，电源向电容器充电；然后把开关S掷向2端，电容器放电。
与电流传感器相连接的计算机所记录这一过程中电流随时间变化的I-t曲线如图乙所示。
下列关于这一过程的分析，正确的是
A.在形成电流曲线1的过程中，电容器两极板间电压逐渐减小
B.在形成电流曲线2的过程中，电容器的电容逐渐减小
C.曲线1与横轴所围面积等于曲线2与横轴所围面积
D.S接1端，只要时间足够长，电容器两极板间的电压就能大于电源电动势E
14.（X1,P35）示波管的工作原理；搞清楚P36思考与讨论的相关问题
例：
示波器是一种用来观察电信号的电子仪器，其核心部件是示波管，下图是示波管的原理图。
示
波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。
电子从灯丝K发射出来（初速度可不
计），经电压为U0的加速电场加速后，以垂直于偏转电场的方向先后进入偏转电极Y、XX'。
当偏转电极XX'、丫丫'上都不加电压时，电子束从电子枪射出后，沿直线运动，打在荧光屏的中心O点，在那里产生一个亮斑。
若要荧光屏上的A点出现亮斑，则
A.电极X、丫接电源的正极，X'、丫接电源的负极
B.电极X、丫接电源的正极，X'、丫接电源的负极
C.电极乂、丫接电源的正极，X、Y接电源的负极
D.电极X'、丫'接电源的正极，X、丫接电源的负极
E.
例：
示波器是一种电子仪器，可以用它观察电信号随时间变化的情况•示波器的核心部件示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，其原理图如图甲所示•图乙是从右向左看到的荧光屏的平面图在偏转电极XX、丫¥上都不加电压时，电子束将打在荧光屏的中心点；若亮点很快移动，由于视觉暂留关系，能在荧光屏上看到一条亮线•
例：
示波器是一种用来观察电信号的电子仪器，其核心部件是示波管，如图1所示是示波管的原理图。
示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。
电子从灯丝K发射出来（初速度可
不计），经电压为U0的加速电场加速后，以垂直于偏转电场的方向先后进入偏转电极丫丫'、XX'。
当偏转电极XX'、丫丫‘上都不加电压时，电子束从电子枪射出后，沿直线运动，打在荧光屏的中心O
点，在那里产生一个亮斑
（1）只在偏转电极丫丫'上加不变的电压U,电子束能打在荧光屏上产生一个亮斑。
已知偏转电极丫丫'的极板长为L,板间的距离为d，丫丫'间的电场可看做匀强电场。
电子的电荷量为e,质量为m不计电子的重力以及电子间的相互作用力。
求电子刚飞出丫丫'间电场时垂直于极板方向偏移的距离。
（2）只在偏转电极丫丫'上加u=Usint的交流电压，试在图2中画出荧光屏上的图形。
（3）
在丫丫'上加如图3所示的正弦交流电压，同时在XX'上加如图4所示的周期性变化的电压，假
15.（XI，39）问题与练习第2题：
光电效应，反向遏制电压
16.（X1,39）问题与练习第4题
例：
下图是示波管的工作原理图：
电子经电场加速后垂直于偏转电场方向射入偏转电场，若加速电压为U，偏转电压为U,偏转电场的极板长度与极板间的距离分别为L和d,y为电子离开偏转电场时发生的偏转距离。
取“单位偏转电压引起的偏转距离”
来描述示波管的灵敏度，即丄（该比值越大则灵敏度越高），则
U2
F列哪种方法可以提高示波管的灵敏度
17.（X1,42）例题1:
电流的微观解释和电流的定义式（会利用定义式推导微观式）
例：
一段横截面积为S,长为L的直导线，单位体积内有n个自由电子，电子质量为e,该导线通有电流时，假设自由电子定向移动的速率均为V。
求导线中的电流I
18.（X1,43）第3题的等效电流的计算（环形电流）
例：
根据玻尔理论，电子绕氢原子核运动可以看作是仅在库仑引力作用下的匀速圆周运动，已知电
子的电荷量为e,质量为m电子在第1轨道运动的半径为r1，静电力常量为k。
电子绕氢原子核做圆周运动时，可等效为环形电流，试计算电子绕氢原子核在第1轨道上做圆周
运动的周期及形成的等效电流的大小；
例：
（12年）16.处于匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速圈周运动。
将该粒子的运动等效为环形电流，那么此电流值
A与粒子电荷量成正比B与粒子速率成正比
C与粒子质量成正比D与磁感应强度成正比
19.（X1,44）电动势的定义式
例、如图1所示，固定于水平面上的金属框架abed，处在竖直向下的匀强磁场中。
金属棒MN沿框
架以速度v向右做匀速运动。
框架的ab与de平行，be与ab、de垂直。
MN与be的长度均为I，在运动过程中MN始终与be平行，且与框架保持良好接触。
磁场的磁感应强度为B。
在上述情景中，金属棒MN相当于一个电源，这时的非静电力与棒中自由电子所受洛伦兹力有关。
请根据电动势的定义，推导金属棒MN中的感应
电动势E。
20.（X1,45）问题练习第3题
问：
若电路中通过干路导线的电荷量为Q电源电动势为E,则电路消耗的总电能为
21.（XI,47）图2.3—5（晶体二极管的伏安特性曲线）（把图2.3-4中的小灯泡换成其他电学元件就可以测其他电学元件的伏安特性曲线）
19.（X1,52）练习4和5（多量程电表）（怎样接量程大？
）
20.（X1,58）思考与讨论
设R1、R2的边长分别为a和b,求一求两导体的电阻
21.
请根据学习过的把电流表改装成电压表和量程较大的电流
（X1,63）例题：
欧姆表原理例:
类比和迁移是重要的物理学习方法。
表的原理，试着把电流表改装成能够测量导体电阻的欧姆表。
如图1所示电路中，电源电动势为E=1.5V、内阻r=1.5Q,待改装的电流表满偏电流为lg=10mA电阻为R=7.5Q,A、B为接线柱，R为可变电阻。
（1）用一条导线把A、B直接连起来，调节电阻R=Q时，电流表达
到满偏电流。
（2）保持R阻值不变，在AB之间接入电阻R1=Q时，电流表的
电流为5mA
（3）把任意电阻R接在AB之间，若电流表读数为，贝UI、R的对应关系
式为R=。
（4）
由此发现在A、B之间接入阻值不同的电阻，电流表读数不同。
若在电流表刻度线上直接标注相应电阻值，则可直接读出AB之间接入的电阻值，电流表就改装成了一块能够测量导体电阻的欧姆表。
电流表
“10mA刻度线标为Q;“10mA刻度线标为
Q;为了操作方便在AB处用红、黑表笔接出，其中红表笔应接在。
（5）使用改装好的欧姆表测量导体电阻前应该进行的
操作是这项操作叫“欧姆调零”。
（6）图2是一块多用电表的表盘，某次测量电阻选择“X10”档位，指针示数如图所示，此被测电阻的阻值为
22.（X1,65）思考与讨论（多用电表的电路图）由图2.8-3到图2.8-5
例.如图是一个多用电表的简化电路图。
S为单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱O可以接通1,也可以接通2、3、4、5或6。
下列说法正确的是；：
A.
当开关S分别接1或2时，测量的是电流，其中
时量程较大
B.当开关S分别接3或4时，测量的是电阻，其中
表笔
C.当开关S分别接5或6时，测量的是电阻，其中
表笔
D.当开关S分别接5和6时，测量的是电压，其中
时量程较大
22.（X1，66-67）认真读一读“实验”
图2.9-1、图2.9-2、图2.9-4、图2.9-5的红黑表笔的接法
23.（X1，68）练习1、2题
24.（X1,81）图3.1—2,奥斯特实验：
注意导线的摆放位置
例：
如图所示为奥斯特实验所用装置，开关闭合前将小磁针置于水平
桌面上，其上方附近的导线应与桌面平行且沿（选填东西”、
南北”）方向放置，这是由于考虑到的影响；
开关闭合后，小磁针偏转了一定角度，说明;如
果将小磁针置于导线正上方附近，开关闭合后小磁针发
生偏转（选填会”、不会”）。
例.一束带电粒子沿水平方向匀速飞过小磁针上方时，磁针的N极向西偏转，这一束带电粒子可
能是
A.向南飞行的正离子束B.向南飞行的负离子束
C.向西飞行的正离子束D.向西飞行的负离子束
25.（X1，81）图3.1—4,地磁场：
不考虑磁偏角，在北半球地磁场的方向是
例：
设想地磁场是由地球内部的环形电流形成的，那么这一环形电流的方向应该是（）
A.由东向西B.由西向东C.由南向北D.由北向南第9页
27.（X1,86）第3题
28.（X1,87）安培分子电流假说（了解）（消磁与磁化）
29.（X1,88）图3.3—8（亥姆霍兹线圈）（了解）
30.
（X1,93）磁电式电流表中的辐向磁场。
结合图3.4—7,（开学考试中的线框在辐向磁场转动时产生的交流电）例：
实验室经常使用的电流表是磁电式仪表。
这种电流表的构造如图甲所示。
蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布的。
当线圈通以如图乙所示的稳恒电流（b端电流流向垂直纸面向内），下列说法不正确的是
A.当线圈在如图乙所示的位置时，b端受到的安培力
方向向上。
B.线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动。
C•线圈的框架选择铝质材料，不仅考虑铝的密度小、强度高，更主要的是因为铝框转动时产生涡流，阻碍线圈的转动，这样有利于指针很快地稳定指到读数位置上.
D.由于这种仪表是一种比较精密、容易损坏的仪器，所以在搬动运输这种电流表过程中，应该用导线将图中两接线柱直接连接，这样可以有效的减小线圈产生的摆动，以防止电表受损。
31.（X1，93）图3.4—8,液体向哪个方向旋转？
例：
彭老师在课堂上做了一个演示实验：
装置如图所示，在容器的中心放一个圆柱形电极，沿容器边缘内壁放一个圆环形电极，把A和B分别与电源的两极相连，然后在容器内放入液体，将该容器放在磁场中，液体就会旋转起来。
王同学回去后重复彭老师的实验步骤，但液体并没有旋转起来。
造成这种现象的原因可能是，该同学在实验过程中
A.将磁铁的磁极接反了
B.将直流电源的正负极接反了
C.使用的电源为50Hz的交流电源
D.使用的液体为饱和食盐溶液
32.（X1,94）第3题（电流天平测磁感应强度）、第4题（解释现象）
33.（X1,95）3.5-1阴极射线管
例：
（07年北京）右图是电子射线管的示意图。
接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出，在
荧光屏上会看到一条亮线。
要使荧光屏上的亮线向下（z轴方向）偏转，在下列措施中可采用的是
A.
加一磁场，磁场方向沿z轴负方向
B.加一磁场，磁场方向沿y轴正方向
C.加一电场，磁场方向沿z轴负方向
D.加一电场，磁场方向沿y轴正方向
34.（XI,97）看思考与讨论。
同时思考下述问题:
例：
图甲为电视机显像管的整体结构示意图，其左端尾部是电子枪，被灯丝K加热的阴极能发射大量的“热电子”，“热电子”经过加速电压U加速后形成电子束，高速向右射出。
在显像管的颈部装有两组相互垂直的磁偏转线圈L,图8乙是
其中一组“纵向”偏转线圈从右侧向左看去的示意图，当在
磁偏转线圈中通入图示方向的电流时，在显像管颈部形成的磁场方向为，使自里
向外（即甲图中自左向右）射出的电子束向偏转。
改变线圈中电流的大小，可调节偏转线圈
磁场的强弱，电子束的纵向偏转量也随之改变。
例：
电视机中显像管（抽成真空玻璃管）的成像原理主要是靠电子枪产生高速电子束，并在变化的
磁场作用下发生偏转，打在荧光屏不同位置上发出荧光而形成像。
显像管的原理示意图（俯视图）
如图18甲所示，在电子枪右侧的偏转线圈可以产生使电子束沿纸面发生偏转的磁场，偏转的磁场可简化为由通电螺线管产生的与纸面垂直的磁场，该磁场分布的区域为圆形（如图18乙所示），其
磁感应强度B=yNI，式中卩为磁常量，N为螺线管线圈的匝数，I为线圈中电流的大小。
由于电子的速度极大，同一电子穿过磁场过程中可认为磁场没有变化，是稳定的匀强磁场。
已知电子质量为m电荷量为e,电子枪加速电压为U,磁常量为卩，螺线管线圈的匝数N,偏转
磁场区域的半径为r，其圆心为O点。
当没有磁场时，电子束通过O点，打在荧光屏正中的M点,O点到荧光屏中心的距离OM=L若电子被加速前的初速度和所受的重力、电子间的相互作用力以及地磁场对电子束的影响均可忽略不计，不考虑相对论效应及磁场变化所激发的电场对电子束的作用。
（1）求电子束经偏转磁场后打到荧光屏上P点时的速率；
（2）若电子束经偏转磁场后速度的偏转角9=60°,求此种情况下电子穿过磁场时，螺线管线圈中电流I0的大小；
（3）当线圈中通入如图18丙所示的电流，其最大值为第
（2）问中电流的0.5倍。
求电子束打在荧光屏上发光所形成“亮线”的长度
35.（X1,98）第3题（速度选择器）
例：
（08年北京）在如图所示的空间中，存在场强为E的匀强电场，同时存在沿x轴负方向，磁感
应强度为B的匀强磁场。
一质子（电荷量为e）在该空间恰沿y轴正方向以速度v匀速运动。
据此可以判断出（）
A.质子所受电场力大小等于eE,运动中电势能减小，沿着z轴方向电势升高电势降低
evB,运动中电势能不变，沿着z轴方向电势升高evB,运动中电势能不变，沿着z轴方向电势降低
例：
（09年北京）19.如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。
一带电粒子a（不计重力）以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直
线由区域右边界的O'点（图中未标出）穿出。
若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b（不计重力）仍以相同的初速度由O点射入，从区域右边界穿出，贝U粒子b（）
1X
X
K
1
1
B
:
X
X
K
O•
;X
1
X
K
:
X1
!
X
!
x1
E
MI
I
K1
|
I
X1
I
I
|
A.穿出位置一定在O点下方
B•穿出位置一定在O'点上方
C.运动时，在电场中的电势能一定减小
D.在电场中运动时，动能一定减小
例：
如图所示，在两个水平放置的平行金属板之间，电场和磁场的方向相互垂直。
一束带电粒子（不计重力）沿着直线穿过两板间的空间而不发生偏转则这些粒子一定具有相同的
A.质量mB.电量qC.运动速度vD.比荷q
m
36.（X1,99）第4题（磁流体发电）
例：
法拉第曾提出一种利用河流发电的设想，并进行了实验研究。
实验装置的示意图如图所示，两块面积均为S的矩形金属板，平
行、正对、竖直地全部浸在河水中，间距为d0水流速度处处相同，大小为v，方向水平，金属板与水流方向平行。
地磁场磁感应强度的竖直分量为B,水的电阻率为p,水面上方有一阻值为R的电阻通过绝缘导线和电键K连接到两个金属板上，忽略边缘效应。
则
电阻R消耗的电功率（
）
（Bdv）2
A.P=——B
R
.卍曲心C./BdvS
pd+SR（Pd+SR丿
2
R
D.P=（Bdv）2R
ipS+Rd7
37.（X1,100）质谱仪
+qm
+dU
n
I
I-
d■■d■■i
人o
/
例：
（13北京）如图所示，两平行金属板间距为d,电势差为U,板间电场可视为匀强电场，金属板下方有一磁感应强度为B的匀强磁场。
带电量为+q、质量为m的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，并进入磁场做匀速圆周运动。
忽略重力的影响，求：
（1）匀强电场场强E的大小：
（2）粒子从电场射出时速度v的大小：
（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径F。
.
例：
（11北京节选）利用电场和磁场，可以将比荷不同的离子分开，这种方法在化学分析和原子核技术等领域有重要的应用。
如图所示的矩形区域ACDG（AC边足够长）中存在垂直于纸面的匀强磁场，A处有一狭缝。
离子
源产生的离子，经静电场加速后穿过狭缝沿垂直于GA边且垂直于磁场的方向射入磁场，运动到
GA边，被相应的收集器收集。
整个装置内部为真空。
牛rC
；XXxXxX;
B\
\XXXXX冥！
戲f源
已知被加速的两种正离子的质量分别是m1和m2（m1>m2），电荷量均为q。
加速电场的
电势差为U,离子进入电场时的初速度可以忽略。
不计重力，也不考虑离子间的相互作用。
（1）求质量为m1的离子进入磁场时的速率W；
（2）当磁感应强度的大小为B时，求两种离子在GA边落点的间距s；
38.（X1,101）回旋加速器
例：
回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频电源的两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中有周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示，贝U下列说法中正确的是
A.只增大狭缝间的加速电压，可增大带电粒子射出时的动能
B.只增大狭缝间的加速电压，可增大带电粒子在回旋加速器中的运动时间
C•增大磁场的磁感应强度，可增大带电粒子射出时的动能
D.用同一回旋加速器可以同时加速质子（1h）和氚核（1H）例：
1932年，劳伦斯和利文斯顿设计出了回旋加速器如图甲。
回旋加速器的工作原理如图乙所示,
置于高真空中的D形金属盒半径为R,设D形盒间狭缝宽度为do匀强磁场与盒面垂直。
D盒圆
心A处粒子源产生的粒子，初速度忽略不计，在加速器中被加速，加速电场的电压大小恒定。
加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。
则粒子在电场中的运动时间11和在磁场中的运动时间t2之比为
例：
如图所示，金属板放在垂直于它的匀强磁场中，当金属板中有电流通过时，在金属板的上表面A和下表面A之间会出现电势差，这种现象称为霍尔效应。
若匀
升级会员 