高二理科物理选修31解析.docx

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高二理科物理选修31解析

高二理科物理选修3-1模块练习

一、单项选择题。

在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．

1.中央电视台有这样一个节目：

让父母手拉手站在绝缘台上，父亲手扶一装置来回答问题，当在规定的时间内回答不完所给的问题，工作人员经过操作使回答问题的父母“怒发冲冠”（头发直立而散开），产生这一现象的原因是：

（）

A．场对电荷作用力的结果B．一种魔术现象

C．同种电荷相互排斥原理，使带同种电荷的头发相斥而散开

D．以上说法都不对

2.发现电流的磁效应的科学家是（）

A．库仑B．安培C．奥斯特D．法拉第

3.在医疗手术中，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖要用导电材料制成，医生护士要穿由导电

材料制成的鞋子和棉布外套，一切设备要良好接地，甚至病人身体也要良好接地，这样

做是为了（）

A.消除静电B.除菌消毒C.应用静电D.防止漏电

4.实验室得到R1、R2两个电阻的伏安特性曲线如右图所示，

由图可确定两个电阻大小之比R1∶R2为（）

A．

∶1

B．1∶

C．3∶1

D．1∶3

5.真空中有A、B两个点电荷，相距10cm，B的带电荷量是A的5倍。

如果A电荷受的静电力是10-4N，那么B电荷受到的静电力大小为（）

A．5

10-4NB.

10-4NC.10-4ND.

10-4N

6.有一个矩形平面线圈面积为S，置于匀强磁场中，线圈平面与磁感线方向的夹角为

，穿过该线圈的磁通量为

，则匀强磁场强度B的大小为：

（）

7.如图所示，原来不带电的金属导体MN，在其两端下面都悬挂着金属验电箔；若使带负电的金属球A靠近导体的M端，可能看到的现象是（）

A．只有M端验电箔张开，且M端带正电

B．只有N端验电箔张开，且N端带正电

C．两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电

D．两端的验电箔都张开，且两端都带正电或负电

8.如图所示，D是置于电磁铁两极极间的一段通电直导线，电流方向垂直纸面向里。

在开关S接通后，导线D所受磁场力的方向是（）

A.竖直向上

B．竖直向下

C．水平向左

D．水平向右

9.在电场线如图所示的电场中有M、N两点，一个带电离子（不计重力）仅在电场力作用下由静止开始从M点运动到N点，则（）

A．M点处的电场强度比N点处的电场强度大

B．该离子在M点的电势能大于在N点的电势能

C．M点处的电势比N点处的电势低

D．该离子在N点的速度可能为零

10.如图所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是电容器两板间的（）

A.距离变化

B.正对面积变化

C.介质变化

D.电压变化

11.有一直流电动机的内阻为4.4Ω和一盏标有“110V60W”的灯泡串联后接在电压为220V的电路两端，灯泡正常发光，则（）

A.电动机的输入功率为120WB.电动机的发热功率为1.3W

C.电路消耗的总功率为60WD.电动机的输出功率为60W

12.如图所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，电灯L恰能正常发光，如果变阻器的滑片P向b端滑动，则（）

A.电灯L更亮，电流表的示数增大

B.电灯L更亮，电流表的示数变小

C.电灯L变暗，电流表的示数变小

D.电灯L变暗，电流表的示数增大

13.硬通电线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图，ab边与MN平行。

关于MN的磁场对线框的作用，下列正确的是（）

A．线框有两边受安培力方向相同

B．线框所受安培力的合力方向朝右

C．线框所受安培力的合力方向朝左

D．线框所受安培力的合力为零.

14.月球探测器在研究月球磁场分布时发现，月球上的磁场极其微弱。

探测器通过测量运动电子在月球磁场中的轨迹来推算磁场强弱的分布：

下图是探测器在月球上A、B、C、D四个位置所探测到的电子运动轨迹的照片，设在各位置电子速率相同，且电子进入磁场时速度方向均与磁场方向垂直。

则由照片可判断这四个位置中磁场最强的是（）

15.在赤道上从东向西水平发射的一束电子流，受地磁场作用，电子流将偏向（）

A．北方B.南方C.下方D.上方

16.如图所示电路中，S闭合，已知电容C=2μF，电源电动势E=12V，内阻不计，R1=1Ω，R2=2Ω，R3=6Ω，R4=3Ω，则电容器极板a所带的电荷量为（）

A.-8×10-6CB.4×10-6CC.-4×10-6CD.8×10-6C

二、多项选择题。

在每题给出的选项中，有多个选项是正确的。

17.关于电场强度的定义式E＝F/q，下列说法中正确的是（）

A．它只适用于点电荷的电场

B．它适用于任何电场

C．移去电荷q，E的大小不变

D．E的方向一定与放在该点的电荷的受力方向相同

18.由磁感应强度的定义式B=

可知（）

A．若某处的磁感应强度为零，则通电导线放在该处所受安培力一定为零

B．通电导线放在磁场中某处不受安培力的作用时，则该处的磁感应强度一定为零

C．同一条通电导线放在磁场中某处所受的磁场力是一定的

D．磁场中某点的磁感应强度与该点是否放通电导线无关

19.下面有关磁场中某点的磁感应强度的方向的说法正确的是：

（）

A．磁感应强度的方向就是该点的磁场方向

B．磁感应强度的方向就是通过该点的磁感线的切线方向

C．磁感应强度的方向就是通电导体在该点的受力方向

D．磁感应强度的方向就是小磁针北极在该点的受力方向

20.两只电阻的伏安特性曲线如图所示，则下列说法中正确的是（　）

A．两电阻的阻值为R1大于R2

B．两电阻串联在电路中时，R1两端电压大于R2两端电压

C．两电阻串联在电路中时，R1消耗的功率小于R2消耗的功率

D．两电阻并联在电路中时，R1的电流大于R2的电流

21.指出图中所示的哪些情况中，a、b两点的电势相同，电场强度也相同?

（）

A．平行板电容器两板带等量异种电荷时，两板间除边缘附近外的两点a、b

B．静电场中达到静电平衡时，导体内部的两点a、b

C．离点电荷等距离的两点a、b

D．两个等量异种点电荷，在其连线的中垂线上与连线中点等距的两点a、b

22.在静电场中，一个电子只在电场力作用下由a点移到b点时电场力做功为+5eV，则以下认识中正确的是（）ABD

A．电场强度的方向一定由b沿直线指向a．

B．a、b两点间电势差Uab=5V，a点电势高．

C．电子的电势能减少5eV．

D．电子的动能增加5eV．

23．某课外活动小组将锌片和铜片插入一个西红柿中，用电压表测量到铜片与锌片间的电压为0.30V。

然后又将同样的10个西红柿电池串联成电池组（n个相同电池串联时，总电动势为nE，内电阻为nr），与一个额定电压为1.5V、额定功率为1W的小灯泡相连接，小灯泡不发光，测得小灯泡两端的电压为0.2V。

对此现象以下解释正确的是（）

A．西红柿电池组的电动势大于小灯泡的额定电压，小灯泡已烧毁

B．西红柿电池组不可能提供电能

C．西红柿电池组所提供的电功率太小

D．西红柿电池组的内阻远大于小灯泡的电阻

24.一带电粒子（重力不计）在匀强磁场中的运动轨迹如图所示，中央是一薄绝缘板，粒子在穿过绝缘板时有动能损失，但电量不变，由图可知（）　

A．粒子的运动方向是edcba

B．粒子的运动方向是abcde

C．粒子带正电

D．粒子在下半周所用的时间比上半周所用的时间长

25.如图所示，一个绝缘光滑半圆轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E，在其上端与圆心等高处有一个质量为m，带电荷量为+q的小球由静止开始下滑，则（）

A．小球运动过程中机械能守恒

B．小球经过最低点时速度最大

C．小球在最低点对环的压力大小为（mg+qE）

D．小球在最低点对环的压力大小为3（mg+qE）

26.图中的平行直线为匀强电场的电场线，曲线为电子在该电场中的运动轨迹，a，b是轨迹上的两点，则下列正确说法的是　（）AD

A．电场线的方向水平向右

B．电子在b点的电势能大于在a点的电势能

C．电子在b点的加速度大于在a点的加速度

D．b点的电势高于a点的电势

27.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交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，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。

设D形盒半径为R。

若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f。

则下列说法正确的是（）

A．质子被加速后的最大速度不可能超过2πfR

B．质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关

C．只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值

D．不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速α粒子

三、探究实验题

28.如图所示是一个“与”门电路的符号，填写它的真值表：

输入

输出

29．右图是简化的多用表的电路。

转换开关S与不同接点

连接，就组成不同的电表：

下面是几位同学对这一问题

的议论，请你判断他们中的正确说法（）

A．S与1连接时，多用表就成了电流表

B．S与2连接时，多用表就成了电压表

C．S与3连接时，多用表就成了电压表

D．S与5连接时，多用表就成了欧姆表

30.用电流表和电压表测量1节干电池的电动势和内电阻，要求选择能够减小误差的电路图进行实验：

（1）提供的器材有：

A．电压表（量程0～3V～15V）

B．电流表（量程0～0.6A～3A）

C．滑动变阻器（0～10Ω，额定电流2A）

D．滑动变阻器（0～200Ω，额定电流1A）

E．干电池一节

F．开关、导线等

为使实验有较精确的结果，电压表应选

用____V挡，电流表应选用____A挡，

滑动变阻器应选用_____（用字母表示）。

（2）读得各组数据如下表：

次数

I（A）

0.12

0.20

0.31

0.38

0.32

0.50

0.57

U（V）

1.37

1.32

1.24

1.20

1.18

1.10

1.05

根据各组数据在下图中描点画出I-U图线，由图线可求得电池电动势为_____V，内阻等于_____Ω。

31.有一多用电表，它的欧姆刻度线中心刻度值是15，当用R×10档去测量某待测电阻（阻值约为1000Ω）时，指针偏转角度较小。

为了减小测量误差，应该重新测量。

其实验步骤最佳的顺序是（填写需要的步骤的字母）

A.将多用电表的选择开关扳至交流高压最大档

B.将待测电阻两端分别与两表笔连接，并读出数据

C.将选择开关扳至R×1档

D.将选择开关扳至R×100档

E.调节调零电阻，使表头指针满偏

F.将欧姆表两表笔短接

32.某同学在做测定小灯泡的伏安特性曲线实验中得到如下一组U和I的数据：

实验次数

U（V）

0.20

0.60

1.00

1.40

1.80

2.20

2.60

3.00

I（A）

0.020

0.060

0.100

0.140

0.170

0.190

0.200

0.205

灯泡发光情况

不亮微亮逐渐变亮正常发光

（1）从表格数据分析知，当灯泡功率增大到一定程度时，其灯丝电阻____________；

（2）这一现象说明：

________________________________________________。

33.在测量电阻的实验中，提供的器材有：

3V稳压电源E、滑线变阻器R、电压表V、电流表A、待测电阻Rx，以及开关S、导线等。

要求：

①电流表内接；②调节滑线变阻器可使电压表的示数在0V～3V间变化。

在实验中，有的同学连成图甲、图乙所示的电路，其中a,b,c,…，k是表示接线柱的字母。

请将图甲、图乙中接线错误（用导线两端接线柱的字母表示）、引起的后果、改正的方法（改接、撤消或增添），分别填在图下面相应的表格中。

图甲对应的表格

接线错误

引起的后果

改正的方法

图乙对应的表格

接线错误

引起的后果

改正的方法

四、计算题

34.如图所示，在匀强电场中，将一电荷量为2×10-5的负电荷由A点移到B点，其电势能增加了0.1J，已知A、B两点间距离为2cm，两点连线与电场方向成600角，求：

（1）电荷由A移到B的过程中，电场力所做的功WAB；

（2）A、B两点间的电势差UAB；

（3）该匀强电场的电场强度E.

35.如图所示，一质量为m的带电量为q的小球，用长为L的绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，静止时悬线与竖直方向成θ=370角。

（重力加速度为g，cos370=0.8，sin370=0.6）

⑴判断小球带何种电荷。

⑵求电场强度E。

⑶在图示位置，若将细线突然剪断，小球做何种性质的运动？

求加速度a的大小。

36.如图，水平放置的光滑的金属导轨M、N，平行地置于匀强磁场中，间距为d，磁场的磁感强度大小为B,方向与导轨平面夹为α，金属棒ab的质量为m，放在导轨上且与导轨垂直。

电源电动势为E，定值电阻为R,其余部分电阻不计。

则当电键调闭合的瞬间，棒ab的加速度为多大？

37.如图电路中，L为标有“6V、3W”字样的小灯泡，电源的内电阻r=2Ω，滑动变阻器的总电阻R=48Ω，当滑片P位于变阻器的中点时，灯泡L恰能正常发光，这时电压表的读数为27V。

求:

（1）固定电阻R的阻值。

（2）电源的电动势E。

（3）此时滑动变阻器消耗的电功率P。

38.微型吸尘器的直流电动机内阻一定，把它接入电压为U1=0.2V的电路时，电动机不转，测得此时流过电动机的电流是I1=0.4A；若把电动机接入电压为U2=2.0V的电路中，电动机正常工作，工作电流是I2=1.0A，求：

（1）电动机线圈的电阻R

（2）电动机正常工作时的输出功率及吸尘器的效率。

（3）如果电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机此时的发热功率（设此时线圈未被烧坏）。

39.如图所示，圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.现有一电荷量为q、质量为m的正离子从a点沿圆形区域的直径入射.设正离子射出磁场区域的方向与入射方向的夹角为60°，求此正离子在磁场内飞行的时间及射出磁场时的位置.

40.有一匀强电场，其场强为E，方向竖直向下。

把一个半径为r的光滑绝缘环，竖直置于电场中，环面平行于电场线，环的顶点A穿有一个质量为m、电量为q（q>0）的空心小球，如图所示。

当小球由静止开始从A点下滑到最低点B时，小球受到环的压力多大？

41.如图所示为电视机显像管的简化原理图，现有质量为m、电荷量为e、初速度不计的电子经加速电场加速后，垂直于磁场射入宽度为L的有界匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度为B，若电子束的偏转角为θ，求：

加速电场的电势差U为多大？

42.如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m，a、b间的电场强度为E=5.0×105N/C，b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=6.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为m=4.8×10-25kg、电荷量为q=1.6×10-18C的带正电的粒子（不计重力），从贴近a板的左端以v0=1.0×106m/s的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到b板的Q处（图中未画出）。

（1）画出粒子在磁场中运动轨迹的示意图。

（2）求P、Q之间的距离L。

（3）求粒子从P运动到Q的时间。

参考答案

一、单项选择题。

在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．

1.C2.C3.A4.C5.C6.D7.C8.A9.B

10.A11.B12.B13.C14.A15.D16.D

二、多项选择题。

在每题给出的选项中，有多个选项是正确的。

17.BC18.AD19.ABD20.CD21.BD22.CD

23.CD24.AC25.BD26.AD27.AB

三、实验题

28.

29.ACD

30.

（1）3V0.6AC

（2）图象如答图所示1.450.70

31.DFEBA

32.

（1）随功率（或电压、电流）增大而增大

（2）灯丝（或金属）的电阻（电阻率）随温度升高而增大

33.图甲对应的表格

接线错误

引起的后果

改正的方法

电源可能短路，损坏电源

撤销ce连线

fi,hj

电流表指针反偏，损坏电流表

fi→fh,hj→ij

图乙对应的表格

接线错误

引起的后果

改正的方法

缺db（或dg或dk）连线

电压表的示数无法调到OV

增添db（或dg或dk）连线

电流表短路，指针无示数

撤销hj连线

四、计算题

34.解：

（1）因负电荷由A移到B的过程中，负电荷的电势能增加了△E=0.1J，所以这个过程中电场力对负电荷所做的功W=-△E=-0.1J

（2）A、B两点间的电势差UAB=

V=5000V

（3）匀强电场的电场强度E=

V/m=5×105V/m

35.解：

⑴由图可知，小球受到的电场力方向向左，电场方向向右，所以小球带负电。

⑵小球受三个力作用处于平衡状态，有tan370=Eq/mg

可得：

E=3mg/4q

⑶从图示位置将线剪断后，小球只受重力和电场力的作用，所以小球将做匀加速直线运动

小球受的合力为F=mg/cos370

根据牛顿第二定律得：

F=ma

解得：

a=1.25g

36.解：

画出截面图，F＝BIL①

Fsinα=ma②

I=E/R③

由①②③得

37.解：

（1）由欧姆定律可得：

I=IL+UL/（R/2）①

Rx=（U-UL）/I-R/2②

将数据代入①②式可解得：

Rx=4（Ω）

（2）E=U+Ir=28.5V

（3）P=U2/（R/2）+I2R/2=15W

38.解：

（1）电动机不转时，设线圈电阻为R，则R=

Ω=0.5Ω

电动机正常工作时消耗的功率为P=U2I2=2.0×1.0W=2.0W

电动机正常工作时线圈电阻损耗的功率为P损=I22R=1.02×0.5W=0.5W

电动机正常工作时输出功率为P出=P-P损=（2.0-0.5）=1.5W

电动机正常工作时效率为η=

×100％=75％

（2）电动机转子被卡住时，电功全部转化为电热P热=

W=0.8W

39.解：

设正离子从磁场区域射出点为c，射出方向的延长线与入射方向的直径交点为b（如图所示）.由图结合几何关系可得正离子在磁场区域中运动轨迹ac对点O所张的圆心角为60°.设正离子运动一周的时间为T，则正离子沿ac由a点运动到c点所需的时间为：

T①

由qvB=m

推出T=

②

由①②解得：

而射出点c的位置可以由射入点a与射出点c之间的圆形

区域边界ac弧对应区域与圆心b所张的圆心角（120）°决定.

40.解：

由动能定理有qE2r+mg2r=

mv2

又N-mg-qE=m

联立以上两式解得N=5qE+5mg

41.解：

设电子被加速电场加速后速度为v，其运动轨迹如图所示

据动能定理有eU=

mv2

设粒子垂直进入匀强磁场后做半径为R的匀速圆周运动

据牛顿第二定律有evB=m

据几何关系有sinθ=

由以上各式解得U=

42.解:

（1）示意图如右所示：

（2）粒子从a板左端运动到P处，由动能定理得

代入有关数据，解得

，代入数据得θ=300

粒子在磁场中做匀速圆周运动，圆心为O，半径为r，如图.由几何关系得

，

又

（或

）

联立求得

代入数据解得L=

m=5.8cm.

（3）周期

粒子从P运动到Q的时间

由以上两式代入数据解得t=

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