2021年高中物理 综合测试卷A 新人教版选修3-1

高中物理学习材料金戈铁骑整理制作物理·选修3－1(人教版)第1节磁现象和磁场1．(双选)关于磁场的下列说法正确的是()A．磁场和电场一样，是同一种物质B．磁场最基本的性质是对处于磁场里的磁体或电流有磁场力的作用C．磁体与通电导体之间的相互作用不遵循牛顿第三定律D．电流与电流之间的相互作用是通过磁场进行的2．磁铁吸引小铁钉与摩擦过的塑料尺吸引毛发碎纸屑两现象比较，下列说法正确的是() A．两者都是电现象B．两者都是磁现象C．前者是电现象，后者是磁现象D．前者是磁现象，后者是电现象3．奥斯特实验说明了()A．磁场的存在B．磁场的方向性C．电流可以产生磁场D．磁体间有相互作用4．磁性水雷是用一个可绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是() A．磁体的吸铁性B．磁极间的相互作用规律C．电荷间的相互作用规律D．磁场对电流的作用原理5．如图四个实验现象中，不能表明电流能产生磁场的是()A．甲图中，导线通电小磁针发生偏转B．乙图中，通电导线在磁场中受到力的作用C．丙图中，当电流方向相同时，导线相互靠近D．丁图中，当电流方向相反时，导线相互远离6．判断一段导线中是否有直流电流通过，手边若有几组器材，其中最为可用的是()A．被磁化的缝衣针及细棉线B．带电的小纸球及细棉线C．小灯泡及导线D．蹄形磁铁及细棉线7．《新民晚报》曾报道一则消息：“上海信鸽从内蒙古放飞后，历经20余天，返回上海市鸽巢”，信鸽的这种惊人的远距离辨认方向的本领，实在令人称奇．人们对信鸽有高超的认路本领的原因提出了如下猜想：那么信鸽究竟靠什么辨别方向呢？科学家们曾做过这样一个实验：把几百只训练有素的信鸽分成两组，在一组信鸽的翅膀下各缚一块小磁铁，而在另一组信鸽的翅膀下各缚一块大小相同的铜块，然后把它们带到离鸽舍一定距离的地方放飞，结果绝大部分缚铜块的信鸽飞回鸽舍，而缚磁铁的信鸽全部飞散了．科学家的实验支持了上述哪种猜想()A．信鸽对地形地貌有极强的记忆力B．信鸽能发射并接收某种超声波C．信鸽能发射并接收某种次声波D．信鸽体内有某种磁性物质，它能借助地磁场辨别方向8．如图所示为一电磁选矿机的示意图，其中M为矿石漏斗，D为电磁铁. 在开矿中，所开采出的矿石有含铁矿石和非含铁矿石，那么矿石经过选矿机后，落入B槽中的矿石是________，落入A槽中的矿石是________．答案：1．答案：BD2．答案：D解析：磁铁吸引小铁钉是靠磁铁的磁场把铁钉磁化而作用的，是磁现象；摩擦过的塑料上带电荷是周围产生电场而吸引毛发碎纸屑的，是电现象．3．答案：C解析：本题考查奥斯特实验，奥斯特实验中电流能使静止的小磁针发生偏转，说明电流周围能产生磁场．故正确选项为C.4．答案：B解析：同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引．当军舰接近磁性水雷时，磁体间的相互作用引起小磁针的转动，与铁制引芯相吸引，接通电路，引起爆炸．5．答案：B解析：磁场对小磁针、通电导体有作用力，图甲中的小磁针发生了偏转，图丙、丁中的通电导体发生了吸引和排斥，都说明了电流周围存在磁场．乙图不能说明电流能产生磁场．所以答案为B.6．答案：A解析：被磁化的缝衣针相当于小磁针，用细棉线吊起后放在直线电流周围能摆动说明导线中有电流流过．7．答案：D解析：也许同学们还不明白超声波、次声波的含义，但是，题目中给出的实验情景会帮助我们理解题意，并作出正确判断．信鸽缚铜块不影响其辨别方位，但缚磁铁就会迷失方向．可以判断选项D正确．8．答案：含铁矿石非含铁矿石解析：含铁矿石被电磁铁D磁化吸引，故落入B槽；非含铁矿石不受D的作用，故落入A槽．。

一、选择题1．彩虹是由阳光射入雨滴（视为球形）时，经一次反射和两次折射而产生色散形成的。

现有白光束由图示方向射入雨滴，a 、b 是经反射和折射后的其中两条出射光线，如图所示，下列说法正确的是（ ）A ．光线a 在雨滴中传播时的波长较长B ．光线a 在雨滴中的折射率较大C ．光线a 在雨滴中的传播速度较大D ．若分别让a 、b 两色光分别照射同一光电管，若a 光能引起光电效应，则b 光一定也能 2．对图中的甲、乙、丙、丁图，下列说法中正确的是（ ）A ．图甲中，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子B ．图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i 逐渐增大到某一值后不会再有光线从bb ′面射出C ．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的D ．图丁中的M 、N 是偏振片，P 是光屏，当M 固定不动缓慢转动N 时，光屏P 上的光亮度将发生变化，此现象表明光是横波3．如图，是氢原子的能级图，各能级能量关系为12n E E n=，其中E 1为基态能量，n 为量子数。

当原子从5n =能级跃迁到3n =能级时，释放出的一个光子能量为E ，下列说法正确的是（ ）A ．一个处于5n =的氢原子向低能级跃迁时，最多能辐射出10种不同频率的光子B ．从5n =能级向低能级跃迁，跃迁到4n =能级辐射的光波长最短C ．处于3n =的氢原子跃迁到基态吸收光子能量为12.5ED ．某金属的逸出功为E ，用4n =跃迁到2n =辐射的光子照射该金属，逸出光电子的最大初动能为419256E 4．如图，当电键K 断开时，用光子能量为2.5eV 的一束光照射阴极P ，发现电流表读数不为零。

合上电键，调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于0.60V 时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60V 时，电流表读数为零。

由此可知阴极材料的逸出功为（ ）A ．1.9eVB ．0.6eVC ．2.5eVD ．3.1eV 5．氢原子的能级如图所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62～3.11 eV 。

[目标定位] 1.了解最基本的逻辑电路——门电路.2.掌握几种基本门电路及它们的表示符号.3.认识简单的复合电路．一、数字电路和三种简单的门电路1．处理数字信号的电路叫做数字电路，具有逻辑功能的数字电路叫做逻辑电路；最基本的逻辑电路是门电路．2．三种简单的门电路(1)“与”门电路①逻辑关系：一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生．②符号：，其中“&”表示“和”的意思．③特点：有零为零，全一为一．④真值表：(2)“或”门电路①逻辑关系：如果几个条件中，只要有一个条件得到满足，某事件就会发生．②符号：，“≥”表示当1个或多于1个输入端为1时，输出端就是1.③特点：有一为一，全零为零．④真值表：(3)“非”门电路①逻辑关系：输出状态与输入状态相反的逻辑关系．②符号：，其中矩形右侧的小圆表示数字“0”，它与矩形中的数字“1”象征着：输入端为1时输出端是0.③特点：入一出零，入零出一．④真值表：例1如图1所示的A、B端均为输入端，如果A输入“1”、B输入“0”．则下列选项正确的是()图1A．①电路为“非”门且输出“1”B．②电路为“与”门且输出“0”C．②电路为“或”门且输出“1”D．③电路为“与”门且输出“1”解析①为“非”门，输出为“0”，②为“或”门，输出为“1”，③为“与”门，输出为“0”，则只有选项C正确．答案 C二、复合门电路1．“与非”门一个“与”门电路和一个“非”门电路组合在一起，组成一个复合门电路，称为“与非”门，如图2所示．图2真值表：2.“或非”门一个“或”门电路和一个“非”门电路组合在一起，组成一个“或非”门，如图3所示．图3真值表：例2在如图4所示的复合电路中，A、B、C为门电路的输入端，现欲使Y输出“0”，如果C输入端为“0”，则A、B两端分别输入()图4A．00 B．0 1C．10 D．1 1解析当C端输入“0”，“非”门输出“1”，输出端Y输出“0”时，可知“或”门的输出端必须为“0”，则A、B端的输入分别为0,0，A正确．答案 A1．(对单一门电路的理解)如图所示的逻辑电路中能让小灯亮起来的是()答案 B2．(对复合门电路的理解)在如图5所示的逻辑电路中，当A端输入电信号“1”、B端输入电信号“0”时，则在C和D端输出的电信号分别为()图5A．1和0 B．0和1C．1和1 D．0和0答案 C解析B端电信号经过一个非门，变为“1”，从D端输出，故D端输出为“1”；B端的输出信号又作为输入信号与A端输入信号一起经过上面的与门，两者都是“1”，故C端输出为“1”．故选C.题组一单一门电路1．(多选)下列关于逻辑电路的说法中正确的是()A．如果一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生，这种关系叫“与”逻辑关系B．如果几个条件中，只要有一个条件得到满足，某事件就会发生，这种关系叫“与”逻辑关系C．一个门上有三把钥匙，每把钥匙都能单独开门，它体现了“或”逻辑关系D．输出状态和输入状态相反的逻辑关系，叫做“或”逻辑关系答案AC2．在逻辑门电路中，若输入信号中至少有一个为“1”，则输出为“1”的逻辑门电路是() A．“与”门电路B．“或”门电路C．“非”门电路D．都不可能答案 B3．为了节约用电，一种新型双门电冰箱安装了如下控制装置：只要有一扇门没有关紧，报警器就鸣响．如果规定：门关紧时输入信号为“0”，未关紧时输入信号为“1”；当输出信号为“1”时，报警器就鸣响，输出信号为“0”时，报警器就不鸣响．则能正确表示该控制装置工作原理的逻辑门是()A．“与”门B．“或”门C．“非”门D．“与非”门答案 B解析只要一个条件满足，事件就会发生，即输入端的信号只要有一个是“1”，输出端就为“1”，该关系为“或”逻辑关系，该逻辑门是“或”门，故B正确，A、C、D错误．4．如图1所示为某一门电路符号及输入端A、B的电势随时间变化关系的图象，则下列选项中能正确反映该门电路输出端电势随时间变化关系的图象是()图1答案 A解析题图为“与”门电路，所以A、B输入端都是高电势时，输出端才为高电势，故A正确．5．下面为一逻辑门电路的真值表，试判断这是一个什么类型的逻辑门电路()A．“与”门B．“非”门C．“或”门D．“与非”门答案 B解析由该逻辑门电路的真值表可以看出输出端与输入端是相反的关系，故选B.题组二复合门电路6.如图2所示是一个三输入端复合门电路，当C端输入1，输出端Y输出0时，A、B端的输入分别是()图2A．0、0B．0、1C．1、0D．1、1答案 A解析当C端输入1，输出端Y输出0时，可知或门的输出端为0，则A、B端的输入分别为0、0.故A正确，B、C、D错误．7．如图3为监控汽车安全带使用情况的报警电路，S为汽车启动开关，汽车启动时S闭合．R t 为安全带使用情况检测传感器，驾驶员系好安全带时R t阻值变的很大，驾驶员未系好安全带时R t阻值很小．要求当驾驶员启动汽车但未系好安全带时蜂鸣器报警．则在图中虚线框内应接入的元件是()图3A．“与”门B．“或”门C．“非”门D．“与非”门答案 A解析未系安全带时要求蜂鸣器报警，则要求蜂鸣器两端有高电压，即输出端为高电势，蜂鸣器两个输入端已有一个是高电势，另一个输入端的电势高低看R t阻值的大小，未系安全带时R t阻值很小，R t两端的电势差很小，即输入端为高电势，另一输入端已为高电势，此时蜂鸣器报警，知输出端为高电势．若系好安全带R t阻值大，两端电势差也大，即输入端为低电势，此时蜂鸣器不报警，知输出端为低电势，所以该元件是“与”门．故A对，B、C、D 错误．8．如图4所示由门电路组成的电路，输出端为1，指示灯L亮，输出端为0，指示灯L不亮，现要使灯L亮，则A、B两输入端分别是()图4A．1、1B．0、0C．1、0D．0、1答案 B解析要使灯L亮，“非”门的输出应该为1，故“非”门的输入为0，因此“或”门的两个输入端都应该为零．9．如图5所示，低电位报警器由两个基本的门电路与蜂鸣器组成，该报警器只有当输入电压过低时蜂鸣器才会发出警报．其中()图5A．甲是“与”门，乙是“非”门B．甲是“或”门，乙是“非”门C．甲是“与”门，乙是“或”门D．甲是“或”门，乙是“与”门答案 B解析若甲是“与”门，乙是“非”门，不管输入电压为低电压(0)还是高电压(1)，经过“与”门后输出为(0)低电压，经过“非”门后输出高电压(1)，蜂鸣器都会发出警报，故A错误．若甲是“或”门，乙是“非”门，当输入电压为低电压(0)，经过“或”门输出为低电压(0)，经过“非”门输出为高电压(1)，蜂鸣器发出警报，当输入为高电压(1)，经过“或”门输出为高电压(1)，经过“非”门输出为低电压(0)，蜂鸣器不发出警报，故B正确．C、D错误．故选B.题组三综合应用10．如图6所示为某报警装置示意图，该报警装置在一扇门、两扇窗上各装有一个联动开关，门、窗未关上时，开关不闭合，只要有一个开关未闭合，报警器就会报警．该报警装置中用了两个串联的逻辑电路，虚线框甲内应选用________门电路，虚线框乙内应选用________门电路．(选填“与”、“非”或“或”)图6答案或或解析由题意知，一扇门、两扇窗只要一个不闭合，报警器就会报警，符合只要满足一个条件，结果就能发生的特点，所以甲、乙框内电路都应该是“或”门电路．11．由门电路构成的一简单控制电路如图7，其中R′为光敏电阻，光照时电阻很小，R为变阻器，L为小灯泡．其工作情况是：当光敏电阻受到光照时，小灯泡L不亮，不受光照时，小灯泡L亮．该逻辑电路是________门电路，要增大该控制电路的灵敏度，可使变阻器R的阻值________(填“变大”或“变小”)．图7答案非变大解析根据题意，R′为光敏电阻，光照时电阻很小，分压较小，门电路输入为高电压，小灯泡L不亮，不受光照时，电阻很大，分压较大，门电路输入为低电压，小灯泡L亮，故为“非”逻辑关系，“非”门电路；要增大该控制电路的灵敏度，可使变阻器R的阻值变大．。

第一章第一节1．答：在天气干躁的季节，脱掉外衣时，由于摩擦，外衣和身体各自带了等量、异号的电荷。

接着用手去摸金属门把手时，身体放电，于是产生电击的感觉。

2．答：由于A、B都是金属导体，可挪动的电荷是自由电子，所以，A带上的是负电荷，这是电子由B挪动到A的结果。

其中，A得到的电子数为，与B失去的电子数相等。

3．答：图1－4是此问题的示意图。

导体B中的一局部自由受A的正电荷吸引积聚在B的左端，右端会因失去电子而带正电。

A对B左端的吸引力大于对右端的排挤力，A、B之间产生吸引力。

4．答：此现象并不是说明制造出了永动机，也没有违犯能量守恒定律。

因为，在把A、B分开的过程中要克制A、B之间的静电力做功。

这是把机械转化为电能的过程。

第二节1．答：根据库仑的发现，两个一样的带电金属球接触后所带的电荷量相等。

所以，先把A球与B球接触，此时，B球带电；再把B球与C球接触，那么B、C球分别带电；最后，B球再次与A球接触，B球带电。

2．答：〔注意，原子核中的质子间的静电力可以使质子产生的加速度！〕3．答：设A、B两球的电荷量分别为、，间隔为，那么。

当用C接触A时，A的电荷量变为，C的电荷量也是；C再与接触后，B的电荷量变为；此时，A、B间的静电力变为：。

在此情况下，假设再使A、B间距增大为原来的2倍，那么它们之间的静电力变为。

4．答：第四个点电荷受到其余三个点电荷的排挤力如图1－6所示。

共受三个力的作用，，由于，互相间间隔分别为、、，所以，。

根据平行四边形定那么，合力沿对角线的连线向外，且大小是。

由于对称性，每个电荷受到其他三个电荷的静电力的合力的大小都相等，且都沿对角线的连线向外。

5．答：带电小球受重力、静电斥力和线的拉力作用而平衡，它的受力示意图见图1－7。

静电斥力，又，，所以，第三节1．答：A、B两处电场强度之比为。

A、C两处电场强度之比为。

2．答：电子所在处的电场强度为，方向沿着半径指向外。

电子受到的电场力为，方向沿着半径指向质子。

一、选择题1．如图所示为一定质量的氦气（可视为理想气体）状态变化的V T -图像。

已知该氦气所含的氦分子总数为N ，氦气的摩尔质量为M ，在状态A 时的压强为0p 。

已知阿伏加德罗常数为A N ，下列说法正确的是（ ）A ．氦气分子的质量为M NB ．B 状态时氦气的压强为02pC ．B→C 过程中氦气向外界放热D ．C 状态时氦气分子间的平均距离03AV d N =2．关于分子动理论和热力学定律，下列说法中正确的是（ ）A ．空气相对湿度越大时，水蒸发越快B ．物体的温度升高，每个分子的动能都增大C ．第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第一定律D ．两个分子间的距离由大于910m -处逐渐减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先增大后减小到零，再增大3．下面的例子中，通过热传递改变物体内能的是（ ）A ．擦火柴，使火柴开始燃烧B ．阳光照在湖面上，使湖水升温C ．用锯条锯木头，使锯条变热D ．搓搓手，会感觉暖和些4．下列说法中正确的是（ ）A ．压缩气体也需要用力，这表明气体分子间存在着斥力B ．若分子势能增大，则分子间距离减小C ．分子间的距离增大时，分子间相互作用的引力和斥力都减小D ．自然界中热现象的自发过程不一定沿分子热运动无序性增大的方向进行5．一定质量的理想气体的状态变化过程如图所示，MN 为一条直线，则气体从状态M 到状态N 的过程中A．温度保持不变B．温度先升高，后又减小到初始温度C．整个过程中气体对外不做功，气体要吸热D．气体的密度在不断增大6．下列说法正确的是（）A．物体放出热量，其内能一定减小B．物体对外做功，其内能一定减小C．物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加D．物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变7．下列说法正确的是A．自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性B．气体压强越大，气体分子的平均动能就越大C．气体从外界吸收了热量，内能必定增加D．在绝热过程中，外界对气体做功，气体的内能减少8．下列说法中不正确．．．的是A．雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力B．对于温度相同的氧气与氢气，它们的分子平均速率不同C．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部D．压强不变时，一定量的水蒸发为同温度的水蒸气，吸收的热量大于其增加的内能9．有人设想在夏天用电冰箱来降低房间的温度．他的办法是：关好房间的门窗然后打开冰箱的所有门让冰箱运转，且不考虑房间内外热量的传递，则开机后，室内的温度将() A．逐渐有所升高B．保持不变C．开机时降低，停机时又升高D．开机时升高，停机时降低10．将装有一定质量氧气的薄铝筒开口向下浸入20℃的水中，如图所示，缓慢推动铝筒，使其下降2m，铝筒内氧气无泄漏，则铝筒在缓慢下降过程中，氧气（）A．从外界吸热B．对外界做正功C．分子势能不变D．内能减小11．一定质量的理想气体从状态A开始，经A→B、B→C、C→A三个过程回到初始状态A，其状态变化过程的p-V图像如图所示。

E S R 1R 2R 3 R 4L 1L 2A图6 选修3-1测试题一、选择题1、两根材料相同的匀称导线a 和b ，a 长为L ，b 长为2L ，串联在电路上时沿长度方向的电势改变如图1所示，则a 、b 的横截面积之比A 、2:3B 、1:3C 、1:2D 、3:12、如图，在xOy 平面中有一通电直导线与Ox 、Oy 轴相交，导线中电流方向如图所示。

该区域有匀强磁场，通电直导线所受磁场力的方向与Oz 轴的正方向相同。

该磁场的磁感应强度的方向可能是A.沿x 轴正方向B.沿y 轴负方向C.沿z 轴正方向D.沿z 轴负方向3、关于带负电的粒子（重力可忽视不计），下面说法中正确的是①沿电场线方向飞入匀强电场，电场力做功，动能增加 ②垂直电场线方向飞入匀强电场，电场力做功，动能增加③垂直磁感线方向飞入匀强磁场，磁场力不做功，动能不变 ④沿磁感线方向飞入匀强磁场，磁场力做功，动能增加 A ．①② B ．②③ C ．③④ D ．①④4、如图所示的电路，当闭合开关时，灯L 1、L 2正常发光。

由于电路出现故障，突然发觉灯L 1变亮，灯L 2变暗，电流表的读数变小。

试依据上述现象推断，发生的故障可能是A ．R 1断路B ．R 2断路C ．R 3短路D ．R 4短路5、如图所示，相距为d 的水平金属板M 、N 在左侧有一对竖直金属板P 、Q ，板P 上的小孔S 正对极Q 上的小孔O ，M 、N 间有垂直纸面对里的匀强磁场，在小孔S 处有一带负电粒子，其重力和初速均不计，当变阻器的滑动触头在AB 的中点时，带负电粒子恰能在M 、N 间做直线运动，当滑动变阻器滑片滑到A 点后，A ．粒子在M 、N 间运动过程中，动能肯定不变B ．粒子在M 、N 间运动过程中，动能肯定增大C ．粒子在M 、N 间运动过程中，动能肯定减小D ．粒子可能从M 板的右边缘飞出6、光滑水平面上有一个带负电的小球A 和一个带正电的小球B ，空间存在着竖直向下的匀强磁场，如图所示，给小球B 一个合适的冲量，B 将在水平面上按图示的轨迹做匀速圆周运动。

模块综合检测(时间：90分钟满分：110分)一、选择题(本题共14小题，每小题4分，共56分，第1～8小题只有一个选项符合题意，第9～14小题有多个选项符合题意，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1.某点电荷和金属圆环间的电场线分布如图1所示。

下列说法正确的是()图1A．b点的电势低于a点的电势B．若将一正试探电荷由a点移到b点，电场力做负功C．c点的电场强度与d点的电场强度大小无法判断D．若将一正试探电荷从d点由静止释放，电荷将沿着电场线由d到c解析：选B沿电场线方向电势逐渐降低，因b点所在的等势面高于a点所在的等势面，故b点的电势高于a点的电势，选项A错误；若将一正试探电荷由a点移到b点，电场力做负功，选项B正确；由于电场线密集的地方场强较大，故d点的场强大于c点的场强，选项C错误；因dc电场线是曲线，故若将一正试探电荷从d点由静止释放，电荷将不能沿着电场线由d到c，选项D错误。

2.如图2所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知() A．带电粒子在R点时的速度大于在Q点时的速度B．带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大C．带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大D．带电粒子在R点的加速度小于在Q点的加速度图2解析：选A根据电场线的疏密程度可知，R、Q两点的电场强度E R>E Q，则带电粒子在R 、Q 两点的加速度a R >a Q ，故D 错误；由于带电粒子只受电场力作用，动能与电势能相互转化，两者之和不变，故C 错误；根据曲线运动知识，带电粒子在R 处所受电场力沿电场线向右，又由于该粒子带负电，则R 处电场的方向应该向左，所以电势φR >φQ ，根据E p ＝qφ可得R 、Q 两点的电势能E p R <E p Q ，则R 、Q 两点的动能E k R >E k Q ，所以v R >v Q ，故A 正确；同理，E p P <E p Q ，故B 错误。

2020-2021学年高中物理选修3-1：1.9带电粒子在电场中的运动1．下列粒子从静止状态经过电压为U的电场加速后速度最大的是()
A．质子11H B．氘核21H
C．α粒子42He D．钠离子Na＋
2．如图所示，在A板附近有一电子由静止开始向B板运动．则关于电子到达B板时的速率，下列解释正确的是()
A．两极板间距越大，加速的时间就越长，则获得的速率板越大
B．两极板间距越小，加速的时间就越长，则获得的速率越大
C．获得的速率大小与两极间的距离无关，与所加电压U有关
D．两极板间距离越小，加速的时间越短，则获得的速率越小
3．一束带电粒子以相同的速率从同一位置，垂直于电场方向飞入匀强电场中，所有粒子的运动轨迹都是一样的．这说明所有粒子()
A．都具有相同的质量
B．都具有相同的电荷量
C．电荷量与质量之比都相同
D．都是同位素
4.
如图所示，从F处释放一个无初速度的电子向B板方向运动，则下列对电子运动的描述中错误的是(设电源电动势为U)()
A．电子到达B板时的动能是Ue
B．电子从B板到达C板动能变化量为零
C．电子到达D板时动能是3Ue
D．电子在A板和D板之间做往复运动
5．(多选)如图甲所示，三个相同的金属板共轴排列，它们的距离与宽度均相同，轴线上开有小孔，在左边和右边两个金属板上加电压U后，金属板间就形成匀强电场；有一个比荷
q
m＝1.0×10
－2C/kg的带正电的粒子从左边金属板小孔A处由静止释放，粒子在静电力作用下从小孔射出(不计粒子重力)，其v－t图像如图乙所示，则下列说法正确的是()
A．左侧金属板接电源的正极
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电场强度课后作业限时：45分钟总分：100分一、选择题(8×5′，共40分)1．在电场中的某点A放一试探电荷＋q，它所受到的电场力大小为F，方向水平向右，则A点的场强大小E A＝Fq，方向水平向右．下列说法中正确的是( )A．在A点放一个负试探电荷，A点的场强方向变为水平向左B．在A点放一个负试探电荷，它所受的电场力方向水平向左C．在A点放置一个电荷量为2q的试探电荷，则A点的场强变为2E A D．在A点放置一个电荷量为2q的试探电荷，则它所受的电场力变为2F解析：E＝Fq是电场强度的定义式，某点场强大小和方向与场源电荷有关，而与放入的试探电荷没有任何关系，故A、C错，B正确；又A点场强E A一定，放入试探电荷所受电场力大小为F＝qE A，当放入电荷量为2q的试探电荷时，试探电荷所受电场力应为2F，故D正确．答案：BD2．如图7所示的直线CE上，在A点处有一点电荷带有电荷量＋4q，在B 点处有一点电荷带有电荷量－q，则直线CE上电场强度为零的位置是( )图7A ．C 点B ．D 点C ．B 点D ．E 点解析：A 处点电荷形成的场强方向离A 而去，B 处点电荷形成的电场向B 而来，A 、B 两处点电荷的电场只有在A 的左侧和B 的右侧才能方向相反．再根据A 电荷的电荷量大于B 电荷的电荷量，欲使两电荷在线上某点产生的合场强为零，该点须离A 较远而离B 较近，故合场强为零的点，只能在B 的右侧，设该点离B 点距离为x ，则有k ·4q 2r ＋x 2＝kq x 2即(2r ＋x )2＝4x 2，故x ＝2r ，即合场强为零的点是E 点．答案：D3．在正电荷Q 形成的电场中的P 点放一点电荷，其电荷量为＋q ，P 点距Q 点为r ，＋q 受电场力为F ，则P 点的电场强度为( )A.F QB.F qC.kqr 2 D.kQr 2解析：电场强度的定义式E ＝F q中，q 为检验电荷的电荷量，由此可判定B 正确，再将库仑定律F ＝k Qqr 2代入上式或直接应用点电荷的场强公式，即可得知D选项正确．故本题的正确选项为B 、D.答案：BD4．如下图所示，正电荷q 在电场中由P 向Q 做加速运动，而且加速度越来越大，由此可以判定，它所在的电场是图中的( )解析：由P向Q做加速运动，故该正电荷所受电场力应向右；加速度越来越大，说明所受电场力越来越大，即从P向Q电场线应越来越密，综合分析可知电场应是图D所示．答案：D图85．如图8所示，AB是某电场中的一条电场线，在电场线上P处自由释放一个负试探电荷时，它沿直线向B点运动．对此现象下列判断中正确的是(不计电荷重力)( )A．电荷向B做匀加速运动B．电荷向B做加速度越来越小的运动C．电荷向B做加速度越来越大的运动D．电荷向B做加速运动，加速度的变化情况不能确定解析：从静止起运动的负电荷向B运动，说明它受的电场力指向B.负电荷受的电场力方向与电场强度方向相反，可知此电场线的指向应从B→A，这就有三种可能性：一是这一电场是个匀强电场，试探电荷受恒定的电场力，向B做匀加速运动；二是B处有正点电荷场源，则越靠近B处场强越大，负电荷会受到越来越大的电场力，加速度应越来越大；三是A处有负点电荷场源，则越远离A时场强越小，负检验电荷受到的电场力越来越小，加速度越来越小．答案：D6．(2011·全国卷)一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的．关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)( )图9解析：物体做曲线运动时，速度方向是曲线上某点的切线方向，而带负电粒子所受电场力的方向与电场强度的方向相反；又由曲线运动时轨迹应该夹在合外力和速度之间并且弯向合外力一侧，而又要求此过程速率逐渐减小，则电场力应该做负功，所以力与速度的夹角应该是钝角，综合可得D正确．答案：D图107．(2010年海南卷)如图10，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，∠MOP＝60°.电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移至P 点，则O点的场强大小变为E2，E1与E2之比为( )A．1∶2 B．2∶1C．2∶ 3 D．4∶ 3图11解析：设每一个点电荷单独在O点产生的场强为E0；则两点电荷分别在M、N点产生的场强矢量和为2E0；若将N点处的点电荷移至P点，假始N为负电荷，M为正电荷，产生的场强如右图所示，则合场强为E0.本题正确选项B.答案：B8．如下图所示，甲、乙两带电小球的质量均为m，所带电荷量分别为q和－q，两球间用绝缘细线连接，甲球又用绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在空间有水平向左的匀强电场，电场强度为E，平衡时细线都被拉紧，则平衡时的位置可能是( )图12图13解析：先分析乙球受力，如图13(a)所示，乙球受到重力mg、电场力qE、库仑力F及线拉力T2，T2和F方向相同．由于乙球受力平衡，二球连线必须向右方倾斜θ角，且(T2＋F)sinθ＝qE①再分析甲球受力(也可以研究甲、乙系统)：甲受到重力mg、下连线拉力T2、电场力qE、库仑力F及上连线拉力T1，如图13(b)所示，由①式可知，qE、mg、F 和T 2四个力的合力竖直向下，所以T 1一定竖直向上．选A.答案：A二、非选择题(9、10题各10分，11、12题各20分，共60分)图149．如图14所示，质量为m 、电荷量为q 的质点，在静电力作用下以恒定速率v 沿圆弧从A 点运动到B 点，其速度方向改变的角度为θ(弧度)，AB 弧长为s ，则AB 弧中点的场强大小E ＝________.解析：由题意可知带电粒子在做匀速圆周运动，其向心力的来源就是静电力，由题图可知R ＝s θ，F ＝m v 2R ＝mv 2θ/s ，所以E ＝F q ＝mv 2θqs. 答案：mv 2θqs图1510．如图15，带电荷量为＋q 的点电荷与均匀带电薄板相距为2d ，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心．若图中a 点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b 点处产生的电场强度大小为________，方向________．(静电力常量为k )．解析：点电荷＋q 在a 处产生的场强为kqd 2，方向水平向左，故带电薄板在a处的场强为kqd 2，方向水平向右，由对称性知，带电薄板在b 处的场强为kqd 2，方向水平向左．答案：kqd 2 水平向左(或垂直于薄板向左)图1611．一个质量m ＝30 g ，带电荷量为q ＝－1.7×10－8C 的半径极小的小球，用丝线悬挂在某匀强电场中，电场线水平，当小球静止时，测得悬线与竖直方向成30°夹角．如图16所示，求该电场的场强大小，并说明场强方向．图17解析：如图17所示经受力分析可判断出小球所受电场力方向水平向左． 因此场强方向向右，Eq ＝mg tan30°，E ＝1.0×107 N/C.答案：1.0×107 N/C 方向水平向右12．如图18所示，带正电小球质量为m ＝1×10－2kg ，带电荷量为q ＝1×10－6C ，置于光滑绝缘水平面上的A 点．当空间存在着斜向上的匀强电场时，该小球从静止开始始终沿水平面做匀加速直线运动，当运动到B 点时，测得其速度v B ＝1.5 m/s ，此时小球的位移为s ＝0.15 m ．求此匀强电场场强E 的取值范围．(g 取10 m/s 2)．图18某同学求解如下：设电场方向与水平面之间夹角为θ，由动能定理qEs cos θ＝12mv 2B －0得E ＝mv 2B2qs cos θ＝7.5×104cos θV/m ，由题可知θ>0，所以当E >7.5×104 V/m 时，小球始终沿水平面做匀加速直线运动．经检查，计算无误，该同学所得结论是否有不完善之处？若有请予以补充． 解析：该同学所得结论有不完善之处．为使小球始终沿水平面运动，电场力在竖直方向的分力必须小于等于重力qE sin θ≤mg ①所以tan θ≤mgmv 2B 2s ＝2sg v 2B ＝2×0.15×102.25＝43② E ≤mgq sin θ＝1×10－2×101×10－6×45V/m ＝1.25×105 V/m即7.5×104 V/m<E ≤1.25×105 V/m.答案：有不完善之处 E 的取值范围应为7.5×104 V/m<E ≤1.25×105 V/m.。

2021-2021学年高二物理 3-3 几种常见的磁场导学案 新人教版选修3-1一、课前自主学习(一)磁感线1．定义：若是在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的____________的方向一致．2．特点：磁感线的疏密程度表示__________，磁场强的地址磁感线密，磁场弱的地址__________．(二)几种常见的磁场1．通电直导线：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与__________一致，弯曲的四指所指的方向确实是________围绕的方向．2．通电环形导线和通电螺线管：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向确实是环形导线________________________磁感线的方向或螺线管__________磁感线的方向．（三）安培分子电流假说1．分子电流假说：在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种____________——分子电流．2．____________，决定了物体对外是不是显磁性．(四)匀强磁场1．概念：____________处处相同的磁场．2．磁感线：距离相同的____________．3．实例：距离很近的两个异名磁极间的磁场，两平行放置的通电线圈，其中间区域的磁场都是匀强磁场．(五)磁通量1．概念：匀强磁场磁感应强度B 与和磁场方向______的平面面积S 的乘积，即Φ＝________.2．单位：1________＝1________3．引申：B ＝ΦS，因此磁感应强度B 又叫________. 若是平面与磁感应强度方向不垂直，如何计算穿过它的磁通量呢？一种方式是：考虑到磁感应强度是矢量，能够分解为平行于平面的分量和垂直于平面的分量，如图3-3-2所示，由于平行于平面的分量并非穿过平面，因此磁通量数值上等于垂直于平面的分量与面积的乘积，ααsin sin BS S B =⋅=Φ。

另一种方式是：磁感应强度不分解，将平面的面积做投影，磁通量数值上等于磁感应强度与投影面积的乘积，αsin BS BS ==Φ⊥。