北京东城区北京二中高二物理期末第二学段模块考试带答案Word格式.docx
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则它们的电阻之比是（ ）
A．RA∶RB=2∶1B．RA∶RB=3∶1
C．RA∶RB=1∶1D．RA∶RB=1∶3
4.如右图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L标有“6V，12W”字样，电动机线圈的电阻RM=0.50Ω。
若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是（ ）
A．流经电动机的电流是12AB．电动机的输出功率12W
C．电动机的输出功率是10WD．电动机的热功率是72W
5.关于电场强度、磁感应强度，下列说法中正确的是（ ）
A.由真空中点电荷的电场强度公式
可知，当r趋近于零，电场强度趋近于无限大
B.电场强度的定义式
适用于任何静电场
C.若一小段通电导体在某处不受安培力，说明此处一定无磁场
D.一带电粒子在磁场中运动时，磁感应强度的方向一定垂直于洛伦兹力的方向和带电粒子的运动方向
6.如图所示，一带负电的粒子，沿着电场线从A点运动到B点的过程中，以下说法中正确的是（ ）
A．带电粒子的电势能越来越小
B．带电粒子的电势能越来越大
C．带电粒子受到的静电力一定越来越小
D．带电粒子受到的静电力一定越来越大
7.如图，一个枕形金属导体AB原来不带电。
将它放在一个负点电荷的电场中，点电荷的电量为Q，与AB中心O点的距离为R。
由于静电感应，在导体A、B两端分别出现感应电荷。
当达到静电平衡时，下列说法不正确的是（ ）
A．导体A端电势等于B端电势
B．自由电子不断地从B端流向A端
C．导体中心O点的场强为零
D．感应电荷在导体中心O点产生的场强大小为
8.如图所示的电路中,电源的电动势为E，内阻为r，当闭合开关S1，滑动变阻器滑片P向左移动的过程中，下列结论正确的是（ ）
A.小灯泡L变暗
B.电容器C上电荷量增加
C.电流表读数变大，电压表读数变小
D.电源的总功率变小
9.19世纪20年代，以塞贝克（数学家）为代表的科学家已认识到：
“温度差会引起电流”。
根据这一认识，安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：
地球磁场是由地球的环形电流引起的，则该假设中的电流方向是（磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线）（ ）
A.由西向东垂直磁子午线B.由东向西垂直磁子午线
C.由南向北沿子午线D.由赤道向两磁极沿磁子午线
10.如右图所示，在空间直角坐标系Oxyz中存在有沿x轴正方向的匀强磁场，在直角坐标系中选取如图所示的abc-a′b′c′棱柱形空间。
通过面积S1（abb′a′所围的面积）、S2（acc′a′所围的面积）和S3（cbb′c′所围的面积）的磁通量分别为Φ1、Φ2和Φ3，则（ ）
A．Φ1=Φ2B．Φ1＞Φ2C．Φ3＞Φ1D．Φ3＞Φ2
11.在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线（ ）
A.受到竖直向上的安培力B.受到竖直向下的安培力
C.受到由南向北的安培力D.受到由西向东的安培力
12.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下图甲所示。
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电流，下列说法不正确的是（ ）
A．当线圈转到如图乙所示的位置，b端受到的安培力方向向下
B．当线圈转到如图乙所示的位置，安培力的作用使线圈沿顺时针方向转动
C．当线圈转到如图乙所示的位置，安培力的作用使线圈沿逆时针方向转动
D．无论线圈转到什么位置，a、b中的电流总跟该处磁感线垂直
13.如图所示，带电粒子以速度v从C点进入一横截面为正方形的区域，速度方向与正方形左边缘垂直，不计粒子的重力。
当区域内有平行纸面的竖直方向的匀强电场时，粒子从A点飞出，所用时间为t1，当区域内有垂直纸面向里的匀强磁场时，粒子从B点飞出，所用时间为t2，则t1、t2的大小关系一定是（ ）
A.t1>
t2B.t1=t2C.t1<
t2D.条件不足无法确定
14．如图所示，其中电流表A的量程为0.6A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02A；
R1的阻值等于电流表内阻的
；
R2的阻值等于电流表内阻的2倍。
若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是（ ）
A．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04A
B．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02A
C．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06A
D．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01A
15．电磁流量计广泛应用于测量可导电流体（如污水）在管中的流量（在单位时间内通过管内横截面的流体的体积）。
为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c。
流量计的两端与输送流体的管道相连接（图中虚线）。
图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料。
现于流量计所在处加磁感强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面。
当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接，I表示测得的电流值。
已知流体的电阻率为ρ，不计电流表的内阻，则可求得流量为（ ）
A.
B.
C.
D.
二、多项选择题（每小题3分，共15分。
每题都有多于一个选项是正确的，多选错选均不得分，少选得2分）
16.如图所示，P、Q是两个电荷量相等的正点电荷，它们连线的中点是O，A、B是中垂线上的两点。
OA<
OB，用EA、EB、Eo、ψA、ψB、ψo分别表示A、B、O三点的场强和电势，则（ ）
A.ψA一定大于ψB
B.ψA不一定大于ψB
C.EA不一定大于EB，ψO不为0
D.EA不一定大于EB，ψO为0
17.如图所示，让平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角度，若不改变两极板带的电量而使静电计指针的偏转角度减小，那么（ ）
A.减小两极板间的正对面积
B.减小两极板间的距离
C.在两极板间插入电介质
D.增大两极板间的距离
18.如图所示，相距为d的两块平行金属板，两板电压为U。
两板间有一垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。
有一个带电粒子（重力不计）能在极板间以恒定的速度υ自左向右平直穿过而不发生偏转，则（ ）
A.此粒子可能带正电
B.此粒子必带负电
C.粒子速度必为
D.粒子速度必为
19.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，质点的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，质点运动的周期小于T0
B.若磁场方向指向纸里，质点运动的周期大于T0
C.若磁场方向指向纸外，质点运动的周期小于T0
D.若磁场方向指向纸外，质点运动的周期大于T0
20.利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。
如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面（上下底面）向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差。
下列说法中正确的是（ ）
A．若元件的自由电荷是自由电子，则D侧面电势高于C侧面电势
B．若元件的自由电荷是正电荷，则C侧面电势高于D侧面电势
C．在测地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的上下底面应保持水平
D．在测地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的上下底面应保持竖直
三、实验题（共16分）
21.在“测定金属的电阻率”的实验中用螺旋测微器测量金属丝的直径，其示数如右图所示，则该金属丝直径的测量值d=mm；
22.用表盘为右图所示的多用电表正确测量了一个l3Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值大概是2kΩ左右的电阻．在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，以下哪些操作步骤是必须的？
请选择其中有用的，按操作顺序写出选项序号：
____________
A．用螺丝刀调节表盘下中间部位的指针定位螺丝，使表针指零
B．将红表笔和黑表笔接触
C．把选择开关旋转到“×
1k”位置
D．把选择开关旋转到“×
100”位置
E．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
23.某同学利用如图所示的电路描绘一个标有“3V0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，
现有电源（电动势6V，内阻不计）、电压表（0~3V，内阻约3kΩ）、开关和导线若
干。
其它可供选用的器材如下：
A．电流表（0~250mA，内阻约5Ω）
B．电流表（0~0.6A，内阻约0.2Ω）
C．滑动变阻器（0~10Ω）
D．滑动变阻器（0~50Ω）
（1）为减小测量误差并便于操作，在实验中电流表应选用______，
滑动变阻器应选用______。
（选填器材前的字母）
（2）实验得到小灯泡的伏安特性曲线如右图所示。
如果将这个小灯泡接到电动势为3.0V、内阻为5.0Ω的电源两端，小灯泡消耗的功率是________W（结果保留两位有效数字）。
（3）实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及灯
泡消耗的功率P也随之变化。
下列各示意图中正确反映P−U2
关系的是______。
ABCD
24.某同学想给量程是15V的电压表串联一个定值电阻（用电阻箱代替），改装成量程是25V的电压表，实验电路如右图所示，请将以下电压表改装过程的主要实验步骤补充完整：
A．闭合开关前将滑动变阻器的滑片移至端（填“a”或“b”），并把电阻箱阻值调到零
B．闭合开关后调节滑动变阻器使电压表示数为10V
C．保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱使电压表示数为V
D．不改变电阻箱的阻值，保持电阻箱与量程为15V的电压表串联，撤去其它线路，就得到量程为25V的电压表。
四、计算题（本题共4道小题，共39分，解答应有必要的文字说明、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，答案中必须写出数值和单位）
25.（12分）如图所示，一个质量为m，电荷量+q的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经电压U1加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场，并恰好未从右侧磁场的右边界射出。
已知，偏转电场的电压U2，金属板长L，两板间距d。
匀强磁场的磁感强度B。
求：
（1）微粒进入偏转电场时的速度v0大小；
（2）微粒射出偏转电场时的偏转角
（用
的三角函数表示）；
（3）若粒子从偏转电场进入磁场的偏转角
已知，试定性画出粒子在磁场中运动的轨迹，并求出该匀强磁场的宽度D多大?
（仅用v0，m，q，B，D，
的三角函数表示）
26.（12分）回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，下图为回旋加速器的示意图。
D1、D2是两个中空的铝制半圆形金属扁盒，在两个D形盒正中间开有一条狭缝，两个D形盒接在高频交流电源上。
在D1盒中心A处有粒子源，产生的带正电粒子在两盒之间被电场加速后进入D2盒中。
两个D形盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，带电粒子在磁场力的作用下做匀速圆周运动，经过半个圆周后，再次到达两盒间的狭缝，控制交流电源电压的周期，保证带电粒子经过狭缝时再次被加速。
如此，粒子在做圆周运动的过程中一次一次地经过狭缝，一次一次地被加速，速度越来越大，运动半径也越来越大，最后一次加速后又转过1800到达D形盒的边缘，沿切线方向以最大速度被导出。
已知带电粒子的电荷量为q，质量为m，加速时狭缝间电压大小恒为U，磁场的磁感应强度为B，D形盒的半径为R，狭缝宽度为d。
设从粒子源产生的带电粒子的初速度为零，不计粒子受到的重力，求：
（1）保证粒子持续被加速的高频电源的频率和带电粒子能被加速的最大动能Ek；
（2）带电粒子在电场中运动的总时间tE和带电粒子在磁场中运动的总时间tB。
（3）试推证当R>
>
d时，质子在电场中加速的总时间相对于在D形盒中回旋的时间可忽略不计（质子在电场中运动时，不考虑磁场的影响）。
27.（15分）请根据以下微观模型来研究焦耳热，设有一段横截面积为S，长为l的均匀直导线，单位体积内自由电子数为n，每个电子电量为e，质量为m。
在导线两端加电压U时，电子定向运动，在运动过程中电子会与金属离子频繁碰撞，将自己的动能全部传递给金属离子，就这样将由电场得到的能量变为相撞时产生的内能。
“金属经典电子论”认为，电子定向运动是一段一段加速运动的接替，各段加速都是从定向速度为零开始。
根据统计理论知，若平均一个电子从某一次碰撞后到下一次碰撞前经过的时间为t，一秒钟内一个电子经历的平均碰撞次数为
，试分析：
（1）若直导线内的电场可视为匀强电场，导线中的电场强度；
（2）求单个电子在电场力作用下的加速度和每一次加速能够获得的最大动能；
（3）请利用以上叙述中出现的各量表示这段导体发热的功率P。
物理选修3-1参考答案
单选题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案
D
B
C
A
多选题
16
17
18
19
20
AC
BC
AC
ABD
实验题
21．0.381~0.386
22.D-B-E
23．①AC②0.38③A
24．a6
计算题
25．【解】
（1）微粒在加速电场中由动能定理得
解得v0=
（2）微粒在偏转电场中做类平抛运动，有
，
飞出电场时，速度偏转角的正切为
（3）进入磁场时微粒的速度是：
轨迹如图，由几何关系有：
洛伦兹力提供向心力：
联立以上三式得
26.解析：
（1）高频电源的频率
粒子加速后的最大速度v满足：
，解得：
所以粒子最终的最大动能满足：
（2）设粒子在电场中总加速次数为N，则
将
（1）问的结果代入，粒子在电场中加速的总次数满足：
粒子在电场中始终做匀加速直线运动，所以粒子加速的总距离为Nd，满足：
所以，粒子在电场中加速的总时间为：
已知粒子在磁场中偏转的周期T满足：
，周期不随速度的改变而改变。
所以，粒子在磁场中偏转的总时间为：
代入数据得：
（3）由第
（2）问可得：
已知：
R>
d，所以
可见：
质子在电场中加速的总时间相对于在D形盒中回旋的时间可忽略不计。
27.解：
（1）导线两端电压为U，所以导线中的电场强度
（2）导线中的一个电子在电场力
的作用下，经过时间t获得的定向运动速率为
由电能转化为的动能为
（3）已知平均一秒钟内一个电子经历的碰撞次数为
所以一秒钟内一个电子获得的动能为
整条导线在一秒钟内获得的内能为
一秒钟内由电能转化为的内能即这段导线的发热功率，因此
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