【物理】贵州省黔西南衡水安龙实验中学2019-2020学年高二上学期期末考试复习试题（选修3-1）（解析版）

【物理】贵州省黔西南衡水安龙实验中学2019-2020学年高二上学期期末考试复习试题（选修3-1）（解析版）

‎2019年—2020年人教版高二物理选修3-1期末测试卷（一）‎ 一、单选择题（每小题3分，共30分）‎ ‎1.关于元电荷下列说法错误的是( )‎ A. 所有带电体的电荷量大小一定等于元电荷的整数倍 B. 元电荷的值通常取作e＝1.60×10－19 C C. 元电荷实际上是指电子和质子本身 D. 电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 所有带电体的电荷量大小一定等于元电荷的整数倍，选项A正确；‎ B. 元电荷的值通常取作e＝1.60×10－19 C，选项B正确；‎ C. 元电荷是基本的电量单位，不是指电子和质子本身，选项C错误；‎ D. 电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的，选项D正确；‎ 此题选择不正确选项，故选C.‎ ‎2.电场线分布如图昕示，电场中a，b两点的电场强度大小分别为已知和，电势分别为和，则 A. ， B. ，‎ C. ， D. ，‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 电场线的疏密表示电场的强弱，沿电场线方向电势逐渐降低，C正确．‎ ‎3.如图所示，在一条直线上有两个相距0.4 m的点电荷,带电荷量为，带电荷量为.现引入第三个点电荷，恰好使三个点电荷均在库仑力的作用下处于平衡状态（假设三 个点电荷只受库仑力作用），则的带电性质及位置应为（ ）‎ A. 正，右边0.4 m处 B. 正, 的左边0.2 m处 C. 负，的左边0.2m处 D. 负，的右边0.2 m处 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】若C带正电:①若C放在A的左边,B所受库仑力均向左,B不可能平衡,则不可能；②若C放在A、B连线上,C受力均向右，C不可能平衡,则不可能；③若C放在B的右边,A的电荷量小于B且A、C间的距离大于B、C间的距离,由可得A对C的斥力小于B对C的引力，C不可能平衡，则不可能,故A、B错误.若C带负电：①若C放在B的右边，A受力均向右，A不可能平衡，则不可能；②若C放在A、B连线上，C受力均向左，C不可能平衡，则不可能；③若C放在A的左边,设A、C间距为，A、B间距为r，则要使三者均平衡，对C分析可得，解得，故C正确，D错误.‎ ‎4.如图所示的电路中，电阻R=2Ω．断开S后，电压表的读数为3V；闭合S后，电压表的读数为2V，则电源的内阻r为 A. 1Ω B. 2Ω C. 3Ω D. 4Ω ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】开关s断开时有：，开s闭合时有：，其中，解得：，故A正确．‎ ‎5. 关于电功和电热的计算，下列说法正确的是（ ）‎ A. 如果是纯电阻电路，电热可用公式W = I2Rt计算，但不能用公式W = UIt计算 B. 如果是纯电阻电路，电功可用公式W = UIt计算，也可用公式W = I2Rt计算 C. 如果不是纯电阻电路，电功只能用公式W = I2Rt计算 D. 如果不是纯电阻电路，电热可用公式W = I2Rt计算，也可用公式W = UIt计算 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：纯电阻电路，根据能量守恒电功和电热电相等，电功可用公式W=UIt计算，也可用公式W=I2Rt计算，故A正确、B错误；非纯电阻电路，电功用公式W=UIt计算，故C错误；非纯电阻电路，电热用公式W=I2Rt计算．故D错误．‎ 考点：电功和电热 ‎【名师点睛】考查了纯电阻电路、非纯电阻电路，电功、电热计算，注意灵活选取公式．纯电阻电路，电功可用公式W=UIt计算，也可用公式W=I2Rt计算，非纯电阻电路，电功用公式W=UIt计算，电热用公式W=I2Rt计算．‎ ‎6.一段导线abcde位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直．线段ab、bc、cd和de的长度均为L，且∠abc＝∠cde＝120°，流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．导线段abcde所受到的磁场的作用力的合力大小为 A. 2BIL B. 3BIL C. D. 4BIL ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】因为，根据几何关系可知，故b与d之间的直线距离也为L，则导线段abcde有效长度为3L，故所受安培力的大小为：F=3BIL，故ACD错误，B正确；‎ 故选B.‎ ‎7.在如图的闭合电路中，当滑片P向右移动时，两电表读数的变化是(　　)‎ A. A变大，V变大 B A变小，V变大 C. A变大，V变小 D. A变小，V变小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】滑片P向右移动时，R电阻增大总电流减小，所以电流表示数 变小，电动势不变，内电压、R0两端电压减小，所以R两端电压增大，电压表示数 变大，故B正确，ACD错误；故选B．‎ ‎8.某同学研究重庆南开图书馆新的借阅系统发现，使用饭卡(IC卡)刷卡登记时，所借阅的书还得在消磁系统上消磁(否则出门时会报警)，这样才能成功借阅自己喜欢的书籍，这种逻辑关系属于(　　)‎ A. “非”门 B. “或”门 C. “与”门 D. “与非”门 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据题意可以知道,只有两种情况同时满足时,才能完成借书过程;故逻辑关系为“与”的关系，故C正确；‎ ‎9.如图所示，把一根通电的硬直导线ab用轻绳悬挂在通电螺线管正上方，直导线中的电流方向由a向b.闭合开关S瞬间，导线a端所受安培力的方向是(　　)‎ A. 向上 B. 向下 C. 垂直纸面向外 D. 垂直纸面向里 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】根据安培定则可知，开关闭合后，螺线管产生的磁场等效为N极在右端的条形磁铁产生的磁场．根据左手定则可知，导线a端所受安培力垂直纸面向里，选项D正确．‎ ‎10.粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电．让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动．已知磁场方向垂直纸面向里．以下四个图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由洛仑兹力充当向心力可求得两粒子的半径关系，则由图可知两粒子的轨迹图；由左手定则可判断粒子的运动方向．‎ ‎【详解】根据洛伦兹力提供向心力有 ，结合粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，可知甲的半径大于乙的半径，由于两粒子均带正电，且速度方向相反，A正确；BCD错误．‎ 二、多项选择题（每小题4分，共16分）‎ ‎11.电动势为E，内阻为r的电源，向可变电阻R供电，关于路端电压说法正确的是（ ）‎ A. 因为电源电动势不变，所以路端电压也不变 B. 因为U=IR，所以当I增大时，路端电压也增大 C. 因为U=E﹣Ir，所以当I增大时，路端电压减小 D. 若外电路断开，则路端电压为E ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、电源的电动势不变，路端电压随外电阻的增大而增大，减小而减小．故A错误．‎ B、I增大是由于外电阻R减小造成的，所以不能根据U=IR判断路端电压的变化，当I增大时，电源的内电压增大，由闭合电路欧姆定律可知，路端电压应减小，故B错误．‎ C、由U=E﹣Ir分析，E、r不变，I减小，得到U增大．即路端电压增大，故C正确；‎ D、若外电路断开，电流为零，根据U=E﹣Ir，路端电压为E，故D正确。故选CD。‎ ‎【点评】本题是简单的路动态分析问题．对于路端电压与电流的关系，也可以作出电源的外特性曲线U﹣I图线，更直观判断它们的关系．‎ ‎12.如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时( )‎ A. 磁铁对桌面的压力增大 B. 磁铁对桌面的压力减小 C. 磁铁受到向右的摩擦力作用 D. 磁铁受到向左的摩擦力作用 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】根据条形磁体磁感线分布情况得到直线电流所在位置磁场方向（切线方向），再根据左手定则判断安培力方向，如下左图图；根据牛顿第三定律，电流对磁体的作用力向左上方，如下右图根据平衡条件，可知通电后支持力变小，静摩擦力变大，故磁铁对桌面的压力变小；而静摩擦力向右．故B、C正确，A、D错误．故选BC．‎ ‎【点睛】本题主要考查了磁场对电流的作用、安培力、共点力作用下的平衡等综合应用．属于中等难度的题目．本题关键先对电流分析，得到其受力方向，先判断电流所在位置的磁场方向，然后根据左手定则判断安培力方向；再结合牛顿第三定律和平衡条件分析磁体的受力情况．‎ ‎13.关于磁通量，正确的说法有(　　)‎ A. 磁通量不仅有大小而且有方向，是矢量 B. 磁通量大，磁感应强度不一定大 C. 把某线圈放在磁场中的M、N两点，若放在M处的磁通量比在N处的大，则M处的磁感应强度一定比N处大 D. 在匀强磁场中，a线圈面积比b线圈面积大，但穿过a线圈的磁通量不一定比穿过b线圈的大 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．磁通量是标量但有正负之分，选项A错误；‎ BCD．磁通量的大小与磁场、线圈的夹角有关，所以磁通量大，磁感强度不一定大，BD正确，C错误；‎ 故选BD。‎ ‎14.用回旋加速器来加速质子，为了使质子获得的动能增加为原来的4倍，原则上可以采用下列哪几种方法(　　)‎ A. 将其磁感应强度增大为原来的2倍 B. 将其磁感应强度增大为原来的4倍 C. 将D形盒的半径增大为原来的2倍 D. 将D形盒的半径增大为原来的4倍 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】带电粒子从D形盒中射出时的动能：‎ 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，则圆周半径：‎ 联立两式可得：‎ 显然当带电粒子q、m一定的，则：‎ 即Ekm与磁场的磁感应强度B，D形金属盒的半径R的平方成正比，与加速电场的电压无关，故AC正确，BD错误。‎ 故选AC。‎ 三、填空题（每空2分，共20分）‎ ‎15.如图所示，把电量为－5×10－9C的电荷，从电场中的A点移到B点，其电势能___（选填“增大”、“减小”或“不变”）；若A点的电势UA＝15V，B点的电势UB＝10V，则此过程中电场力做的功为____J．‎ ‎【答案】 (1). 增大 (2). -2.5×10-8‎ ‎【解析】‎ 试题分析：把负电荷从电场中的A点移到B点，电场力做负功，其电势能增大；因为UAB=5V，则 考点：电场力的功与电势差的关系 ‎【名师点睛】此题关键是掌握电场力功与电势差的关系；知道电场力做正功电势能减小，克服电场力做功，电势能增加．‎ ‎16.如图所示，正方形线圈abcd位于纸面内，边长为L，匝数为N，过ab中点和cd中点的连线OO′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为______________‎ ‎【答案】 ;‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】当正方形线圈abcd有一半处在磁感应强度为B的匀强磁场中时，磁通量为：‎ ‎【点睛】在匀强磁场中，当线圈与磁场垂直时，穿过线圈的磁通量为，S有磁感线穿过线圈的面积，即为有效面积，磁通量与线圈的匝数无关．‎ ‎17.如图所示，已知导体棒中通有电流I，导体棒长度为L，磁场磁感应强度为B，当导体棒按下面几种方式放置时，写出导体棒所受安培力的大小．‎ F=________ F=_________ F=________ F=________‎ ‎【答案】 (1). BIL； (2). BIL； (3). BIL； (4). 0‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】当导体棒与磁场垂直时受的安培力最大，平行时受安培力为零，则从左到右，导体棒所受安培力的大小分别为：BIL、BIL、BIL、0.‎ ‎【点睛】此题关键是搞清四个导体棒的放置方式，知道导体棒与磁场垂直时受的安培力最大，最大值为BIL，平行时受安培力为零.‎ ‎18.如图所示，正方形ABCD处在一个匀强电场中，电场线与正方形所在平面平行。已知A、B、C三点的电势依次为， ， 。则D点的电势=_________V。‎ ‎ ‎ ‎【答案】4‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]匀强电场中，沿着任意方向每前进相同的距离，电势变化相等。所以有：‎ 代入数值解得：‎ ‎19.如图所示，R1＝4 Ω，R2＝9 Ω，R3＝18 Ω．通电后经R1、R2和R3的电流之比I1∶I2∶I3＝________，R1、R2和R3两端的电压之比U1∶U2∶U3＝________．‎ ‎【答案】 (1). 3∶2∶1 (2). 2∶3∶3‎ ‎【解析】由并联电路的特点可知，U2=U3，即I2R2=I3R3，所以；‎ 流经R1和R3的电流之比；所以：I1：I2：I3=3：2：1‎ R2和R3并联，两端的电压相等；由U=IR可知：，所以：U1：U2：U3=2：3：3‎ ‎【点睛】该题考察的串联电路的特点，串联电路电流相同，电压与电阻成正比．并联电路电压相同，电流与电阻成反比，灵活选择表达式，然后将相关的数据代入即可．基础题目．‎ 四、实验题（共10分。）‎ ‎20. 某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图（a）和（b）所示．该工件的直径为______cm，高度为________mm．‎ ‎【答案】，‎ ‎【解析】游标卡尺读数为 螺旋测微器的读数为：‎ ‎【考点定位】螺旋测微器，游标卡尺读数 ‎【方法技巧】解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读．螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．‎ ‎21.利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻．要求尽量减小实验误差，实验电路如图1所示．‎ ‎(1)现有电流表(0-0．6A)、开关和导线若干，以及以下器材：‎ A．电压表(0~15V) B．电压表(0~3V)‎ C．滑动变阻器(0~50Ω) D．滑动变阻器(0~500Q)‎ 实验中电压表应选用________；滑动变阻器应选用________．（选填相应器材前的字母）‎ ‎(2)某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上，请标出余下的一组数据的对应点，并画出U-I图线________．‎ 序号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ 电压U(V)‎ ‎1.45‎ ‎1.40‎ ‎1.30‎ ‎1.25‎ ‎1.20‎ ‎1.10‎ 电流I(A)‎ ‎0.060‎ ‎0.120‎ ‎0.240‎ ‎0.260‎ ‎0.360‎ ‎0.480‎ ‎(3)根据(2)中所画图线可得出干电池的电动势E=________V，内电阻r=________Ω．‎ ‎(4)实验中随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化，图3各示意图中正确反映P-U关系的是________．‎ ‎【答案】(1)B C (2)如图 (3) 1.50 (1.49～1.51) 0.83 (0.81～0.85) (4)C ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1][2]．一节干电池电动势约为1.5V，则电压表应选B，为方便实验操作，滑动变阻器应选C；‎ ‎（2）[3]．根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出电源的U-I图象如图所示：‎ ‎（3）[4][5]．由得出的电源U-I图象可知，图象与纵轴交点坐标值是1.50，则电源电动势E=1.50V，电源内阻：‎ ‎；‎ ‎（4）[6]．电压表测量路端电压，其示数随滑动变阻器的阻值增大而增大；而当内阻和外阻相等时，输出功率最大；此时输出电压为电动势的一半．外电路断开时，路端电压等于电源的电动势，此时输出功率为零；故符合条件的图象应为C．‎ 五、计算题（共24分）‎ ‎22.如图所示电路中，电阻R1=R2=R3=10Ω，电源内阻r=5Ω，电压表可视为理想电表．当开关S1和S2均闭合时，电压表的示数为10V．求：‎ ‎（1）电源的电动势 ‎（2）当开关S1闭合而S2断开时，电压表的示数 ‎【答案】(1)E=20V(2)16V ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)电阻R2中的电流 外电阻 根据闭合电路欧姆定律 得 E=I（R+r）‎ 代入数据解得：‎ E=1×（15+5）V=20V ‎(2)当开关S1闭合而S2断开时；由闭合电路欧姆定律可知：‎ 解得：‎ ‎23.如图，一长为10cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为0.1T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘，金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连，电路总电阻为2Ω．已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm，重力加速度大小取10m/s2．判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向,并求出金属棒的质量．‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】金属棒通电后，闭合回路电流 导体棒受到安培力 根据安培定则可判断金属棒受到安培力方向竖直向下 开关闭合前 开关闭合后 ‎24.如图，空间存在方向垂直于纸面(平面）向里的磁场．在区域，磁感应强度的大小为;区域，磁感应强度的大小为（常数)．一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子以速度从坐标原点O沿轴正向射入磁场，此时开始计时，不计粒子重力，当粒子的速度方向再次沿轴正向时，求：‎ ‎ ‎ ‎(1)粒子运动的时间；‎ ‎(2)粒子与O点间的距离．‎ ‎【答案】(1) (2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】如图为粒子轨迹 粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，‎ 则有：‎ 那么 ‎，‎ ‎（1）根据左手定则可得：粒子做逆时针圆周运动；故粒子运动轨迹如图所示，则粒子在磁场区域运动半个周期，在磁场区域运动半个周期；那么粒子在磁场区域运动的周期 ‎，‎ 在磁场区域运动的周期 所以，粒子运动的时间：‎ ‎（2）粒子与O点间的距离：‎