高中物理选修3-1期末复习练习题(8).doc

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选修3-1测试题

L

···

6·

12·

U

2·

1

2

3

图1

一、选择题

1、两根材料相同的均匀导线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变化如图1所示，则a、b的横截面积之比

A、2:

3B、1:

3C、1:

2D、3:

1

2、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

x

y

z

O

F

I

3、关于带负电的粒子（重力可忽略不计），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．①④

E

S

R1

R2

R3

R4

L1

L2

A

图6

4、如图所示的电路，当闭合开关时，灯L1、L2正常发光。

由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小。

试根据上述现象判断，发生的故障可能是

A．R1断路B．R2断路C．R3短路 D．R4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间有垂直纸面向里的匀强磁场，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，动能一定不变

B．粒子在M、N间运动过程中，动能一定增大

C．粒子在M、N间运动过程中，动能一定减小

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。

B在运动过程中，由于其内部的因素，从B中分离出一小块不带电的物质C（可认为分离时二者速度相等），则此后

A

B

A.小球B一定向圆外飞去，C做匀速直线运动

B.小球B一定向圆内飞去，C做匀速圆周运动

C.小球B一定向圆内飞去，C做匀速直线运动

D.小球B的运动方向没有确定，C做匀速直线运动

7、在图3示的电路中，电源的电动势E，内阻为r；R1、R3为定值电阻，R2为滑动变阻器，滑片为P，C为电容器，A、V为安培表和伏特表。

当滑动变阻器滑片P向b端滑动过程中，下述说法正确的是

图3

E

Ａ、伏特表示数变小

Ｂ、安培表示数变小

Ｃ、电容器C所带电量增多

Ｄ、P点电势降低

8、如图所示为圆柱形区域的横截面，在没有磁场的情况下，带电粒子（不计重力）以某一初速度沿截面直径方向入射，穿过此区域的时间为t，在该区域加沿轴线方向的匀磁强场，磁感应强度为B，带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射，粒子飞出此区域时，速度方向偏转60°角，如下图所示，根据上述条件可求下列物理量中的哪几个？

①带电粒子的比荷；②带电粒子在磁场中运动的周期；③带电粒子在磁场中运动的半径；④带电粒子的初速度

A．①② B．①③ C．②③ D．③④

9、一个带电粒子以初速度v0垂直于电场方向向右射入匀强电场区域，穿出电场后接着又进入匀强磁场区域。

设电场和磁场区域有明确的分界线，且分界线与电场强度方向平行，如图中的虚线所示。

在图所示的几种情况中，可能出现的是

v0

E

B

v0

E

B

E

B

v0

v0

E

B

A.B.C.D.

I

U

A

B

O

I/2

10、一台直流电动机，其内阻为1Ω，在12V工作电压下，其输出功率为20W，此时电动机的输入功率可能为

A、164WB、144WC、120WD、24W

11、如图10-8所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图像，直线B为电源b的路端电压与电流的关系图像，直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图像．将这个电阻R分别接到a，b两电源上，那么

A．R接到a电源上，电源的效率较高

B．R接到b电源上，电源的输出功率较大

C．R接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低

D．R接到b电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高

O

O/

θ/

θ/

B

12、如图所示，质量为60g的金属棒长为L1=20cm，棒两端与长为L2=30cm的细软金属线相连，吊在磁感应强度B=0.5T、竖直向上的匀强磁场中。

当金属棒中通过稳恒电流I后，金属棒向纸外摆动，摆动过程中的最大偏角θ=60°（取g=10m/s2），则下列说法中正确的是①金属棒中电流方向水平向右，电流大小为6A②金属棒中电流方向水平向右，电流大小为2A③当偏角θ=60°时，金属棒受到的合力为零④金属棒在摆动过程中动能的最大值为2.78×10-2J

A.只有①正确B.①③正确C.只有②正确D.②④正确

二、非选择题

13、甲、乙两个同学使用完全相同的器材用伏安法测量同一未知电阻Rx的阻值，给定器材为：

待测电阻Rx；电流表mA（量程5mA，内阻约为10Ω）；电压表V（量程3V，内阻约为3000Ω）；最大阻值为1700Ω的滑动变阻器；电源E（电动势约3V）；开关S、导线若干，甲、乙两个同学的测量数据处理结果分别如图甲、乙所示。

（1）由图甲得Rx=；由图乙得Rx=。

（2）分别画出甲、乙两位同学所用的测量电路，并由测量结果判定同学测量结果较为准确

14、我们都有这样的体验：

手电筒里的两节干电池用久了以后,灯丝发红。

这就是我们常说的“电池没电了”．有人为了“节约”，在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用，为了检验此人的做法是否合理，某同学设计了下面的实验：

（1）用图10-12甲所示的电路分别测量新旧电池的电动势和内阻，并把测量结果描绘成乙图所示的图像。

由图像可知：

新电池的电动势El=V，内阻r1=Ω；旧电池的电动势E2=V，内阻r2=_____Ω．

（2）已知小灯泡上标有“3V2W”，若把新旧干电池各一节串联做电源，则电源的效率η=．（保留两位有效数字）

（3）上小题中，新、旧电池提供的电功率分别是W和W；旧电池本身所消耗的电功率是W；小灯泡实际消耗的电功率是W．

（4）你认为新旧电池搭配使用的做法是否合理,简述理由．

15、某同学按如图15-5所示电路进行实验，实验时该同学将变阻器的触片P移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示,将电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零。

序号

A1示数（安）

A2示数（安）

V1示数（伏）

V2示数（伏）

1

0.60

0.30

2.40

1.20

2

0.44

0.32

2.56

0.48

（1）电路中，分别为电源的电动势和内阻，，，为定值电阻，在这五个物理量中，可根据上表中的数据求得的物理量是（不要求具体计算）。

（2）由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了（但不为零），若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是。

16、如图所示的电路中，用电动势E=6V，内阻不计的电池组向电阻R0=20Ω，额定电压U0=4.5V的灯泡供电，求：

（1）要使系统的效率不低于，变阻器的阻值及它应承受的最大电流是多大？

（2）处于额定电压下的灯泡和电池组的最大可能效率是多少？

它们同时适当选择的变阻器如何连接，才能取得最大效率？

17、如图所示，一质量为m，电量为+q的带电小球以V0的初速度射入水平方向的匀强电场中，小球恰能在电场中做直线运动。

若电场的场强大小不变，方向改为相反，同时加一垂直纸面向外的匀强磁场，小球仍以原来的初速度重新射入，小球恰好又能做直线运动，求电场强度E及磁感强度B的大小。

18、如图6所示，在平行于纸面的平面上建立一个xoy平面直角坐标系，在此坐标系的第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。

一个反质子（质量与质子相同，电荷与质子等值反性）和一个。

粒子从坐标原点0垂直磁场方向以相同速度v进入磁场中，速度方向与x轴夹角为300。

已知，反质子的质量为m，带电量为e且为负电荷，a粒子的质量为4m，带电量为2e.

（1）反质子和a粒子在磁场中运动时间之比是多少?

（2）分别求出这两个粒子射出磁场区时的位置坐标.

19、20世纪40年代，我国物理学家朱洪元先生提出，电子在匀强磁场中作匀速圆周运动时会发出“同步辐射光”，辐射光的频率是电子作匀速圆周运动频率的k倍，大量实验证明，朱洪元先生的上述理论是正确的，并准确测定了k的数值，近年来同步辐射光已被应用于大规模集成电路的光刻工艺中。

若电子在某匀强磁场中做匀速圆周运动时产生的同步辐射光的频率为f，电子质量为m，电量为e，不计电子发出同步辐射光时损失的能量及对其速率和轨道的影响

（1）写出电子作匀速圆周运动的周期T与同步辐射光的频率f之间的关系式

（2）求此匀强磁场的磁感应强度B的大小

（3）若电子作匀速圆周运动的半径为R，求电子运动的速率

20、如图15-8所示（a）电路，当变阻器的滑动片从一端滑到另一端的过程中两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图（b）中的AC，BC两直线所示，不考虑电表对电路的影响。

（1）电压表V1、V2的示数随电流表示数的变化图像应分别为U-I图像中的哪一条直线？

（2）定值电阻R0、变阻器的总电阻分别为多少？

（3）试求出电源的电动势和内电阻。

（4）变阻器滑动片从一端滑到另一端的过程中，变阻器消耗的最大电功率为多少？

21、真空中有一半径为r的圆柱形匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里，Ox为过边界上O点的切线，如图所示，从O点在纸面内向各个方向发射速率均为v0的电子，设电子间相互作用忽略，且电子在磁场中偏转半径也为r．已知电子的电量为e，质量为m．

（1）速度方向分别与Ox方向夹角成60°和90°的电子，在磁场中的运动时间分别为多少？

（2）所有从磁场边界出射的电子，速度方向有何特征？

（3）令在某一平面内有M、N两点，从M点向平面内各个方向发射速率均为v0的电子．请设计一种匀强磁场分布，其磁感应强度大小为B，使得由M点发出的电子都能够汇聚到N点

恒定电流、磁场练习题答案

选择题

题目

1

2

3

4

5

6

答案

B

B

B

A

A

C

题目

7

8

9

10

11

12

答案

D

C

AD

CD

C

D

非选择题

13、答案：

（1）1060±40Ω730±40Ω

（2）甲

14、

（1）1.50.31.24

（2）5l％（3）0.460.370.380.42（4）不合理从上述计算可见，由于旧电池内阻太大，使得旧电池本身消耗的电功率大于它所提供的电功率，而小灯泡实际消耗的电功率远小于它的额定功率

15、R2R3ER2断路或Rp短路

16、解：

（1）系统的效率为，要使，必有A

由题意知：

，，

联立解方程组，得

显然随R的增大而增大，又因为

所以Ω

（2）

当R2趋于无穷大，把变阻器的B端断开，使变阻器与灯泡串联时，有极大值

17、解：

设初速度方向与水平方向夹角为α,只有电场时，小球做直线运动，所以与初速度垂直方向的合力应为0.

则有Eq·sinα=mg·cosα①

加入磁场后，小球要做直线运动，必须使洛仑兹力不变，即小球受的合力为0

平行于速度方向Eq·cosα=mg·sinα②

垂直与速度方向qV0B=mg·cosα+Eq·sinα③

由①②得α=45°（1分）代入①得：

E=mg/q④

联立③④得：

18、

（2）

19、

（1）根据题意：

①

（2）电子在匀强磁场B中作匀速圆周运动，由电子所受的洛仑兹力f=evB提供向心力。

据牛顿第二定律和圆周运动公式得：

（2分）

②

（3）据牛顿第二定律和圆周运动公式得：

③把②代入③得：

（另解：

④联立①④得）

20、AC为V2BC为V1R0=3ΩR=12Ωr=1ΩE=8VP=4W

21、．⑴如图，入射时电子速度与x轴夹角为θ，无论入射的速度方向与x轴的夹角为何值，入射点O，射出点A，磁场圆心O1和轨道圆心O2一定组成边长为r的菱形。

因O1O⊥Ox，OO2垂直于入射速度，故∠OO2A＝θ。

即电子在磁场中所转过的角度一定等于入射时电子速度与Ox轴的夹角。

当θ＝60°时，。

当θ＝90°时，。

⑵因∠OO2A＝θ，故O2A⊥Ox。

而O2A与电子射出的速度方向垂直，可知电子射出方向一定与Ox轴方向平行，即所有的电子射出圆形磁场时，速度方向均与Ox轴相同。

⑶上述的粒子路径是可逆的，⑵中从圆形磁场射出的这些速度相同的电子再进入一相同的匀强磁场后，一定会聚焦于同一点磁场的分布如图所示，对于从M点向MN连线上方运动的的电子，两磁场分别与MN相切，M、N为切点，且平行于两磁场边界圆心的连线O1O2。

设MN间的距离为l，所加的磁场的边界所对应圆的半径为r，故应有2r≤l，即2≤l，所以所加磁场磁感应强度应满足B≥

同理，对于从M点向MN连线下方运动的的电子，只要使半径相同的两圆形磁场与上方的两圆形磁场位置关于MN对称且磁场方向与之相反即可。

说明：

只要在矩形区域M1N1M2N2内除图中4个半圆形磁场外无其他磁场，矩形M1N1M2N2区域外的磁场均可向其余区域扩展。