高中物理人教2019必修第三册全册综合题一（含解析）

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高中物理人教2019必修第三册全册综合题一
一、单选题
1．物理和生活息息相关，下列有关静电的防止与利用，说法正确的是（　　）
A．甲图中，女生接触带电的金属球时与带电的金属球带有异种电荷
B．乙图中，静电除尘装置将带负电的尘埃收集在中间的线状电离器B上
C．丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电现象
D．丁图中，两条优质的话筒线外面包裹着金属外衣增强了导电能力
2．关于电源和电动势，下列说法中正确的是（　　）
A．在电源内部非静电力把正电荷从正极移动到负极
B．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量
C．对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大
D．电动势就是电势差，也叫电压，单位V
3．铅蓄电池的电动势为，干电池的电动势为，则下列说法中正确的是（　　）
A．铅蓄电池两极间的电压为
B．干电池能在内将的化学能转变成电能
C．铅蓄电池接入不同电路中，电动势会发生变化
D．电路中通过相同的电荷量时，铅蓄电池比1节干电池非静电力做的功多
4．如图所示是正点电荷周围的一条电场线，电场线上A、B两点的电场强度分别为，电势分别为，下列判断正确的是（ ）
A． B．
C． D．
5．图是某种静电推进装置的原理图，发射极与吸板接在高压电源两端，两极间产生强电场，虚线为等势面，在强电场作用下，一带电液滴从发射极加速飞向吸极，a、b是其路径上的两点，不计液滴重力，下列说法正确的是（　　）
A．a点的电势比b点的低 B．a点的电场强度比b点的小
C．液滴在a点的加速度比在b点的小 D．液滴在a点的电势能比在b点的大
6．图中所示是一个平行板电容器，其电容为，带电荷量为，上极板带正电，板间距离为，、两点间的距离为，如图所示，连线与极板间的夹角为，则、间的电势差为（　　）
A． B． C． D．
二、多选题
7．如图所示为某静电场中x轴正半轴上各点的电势分布图，一个电荷量为q、质量为 m 的带电粒子在坐标原点由静止释放，仅在电场力作用下沿x 轴正向运动，不计粒子重力，则下列说法正确的是。（　　）
A．粒子带正电
B．粒子在坐标轴处和坐标轴处时速度相同、加速度相同
C．粒子从坐标轴处运动到坐标轴处的过程中，速度先增大后减小，加速度先增大后减小
D．粒子有可能运动不到坐标轴处
8．如图，同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M为a、c连线的中点，N为b、d连线的中点．一电荷量为q（q>0）的粒子从a点移动到b点，其电势能减小W1：若该粒子从c点移动到d点，其电势能减小W2，下列说法正确的是（　　）
A．此匀强电场的场强方向一定与a、b两点连线平行
B．若该粒子从M点移动到N点，则电场力做功一定为
C．若c、d之间的距离为L，则该电场的场强大小一定为
D．若W1=W2，则a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差
三、填空题
9． 如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下，那么合上电键后，将原线圈迅速插入副线圈时，电流计指针　 　；原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向右移动时，电流计指针　 　（填向左偏，向右偏，不偏）。
10． 锂电池内部一般包括正极、负极、隔膜、电解质等组成部分，可用来反复充、放电，如图为锂电池的内部结构。锂电池主要依靠锂离子（Li+）在正极和负极之间移动来工作。充电过程中正极材料上的锂元素脱离出来变成锂离子，从正极经电解质通过隔膜嵌入负极材料，在此过程中，图中开关S连接的电路元件是　 　（选择：A．“直流电源”B．“用电器”）。
11．如图所示，将一电容 C = 0.25μF的不带电电容器和电势差U = 12V的电源连接。闭合开关S，对电容器充电。充电完成后，电容器的负极板上带的电荷的电荷量为　 　C，相当于　 　个电子所带的电荷量。
12．如图所示的实验装置中，左边的非匀强电场使电子加速，右边的匀强电场使电子减速．设非匀强电场的电压为U，匀强电场的电压为U′，实验结果是：只要U′　 　U（填“＞”或，“＜”）电流计的指针就偏转；只要U′　 　U（填“＞”或“＜”），电流计的指针就不偏转．从这个实验结果可得到的结论是　 　．
13．如图甲，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示．t=0时刻，质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间，（0﹣ ）时间内微粒匀速运动，T时刻微粒恰好经金属边缘飞出．微粒运动过程中未与金属板接触．重力加速度的大小为g，末速度大小为　 　，克服电场力做功为　 　．
14．演示地磁场存在的实验装置 由环形线圈，微电流传感器，DIS等组成 如图所示 首先将线圈竖直放置，以竖直方向为轴转动，屏幕上的电流指针　 　 填：“有”或“无” 偏转；然后仍将线圈竖直放置，使其平面与东西向平行，并从东向西移动，电流指针　 　 填：“有”或“无” 偏转；最后将线圈水平放置，使其从东向西移动，电流指针　 　 填：“有”或“无” 偏转．
四、计算题
15． 如图所示，平行板电容器的两个极板M、N长均为L，极板间距离为d。一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从M的左端沿板方向以速度射入极板间，粒子恰好从N板的右端射出。不计粒子的重力和空气阻力。求：
（1）粒子在M、N间运动的时间t。
（2）M、N间的电压U。
16．如图所示，图为灯泡工作电路，图
为电源的图象。开关闭合，灯泡正常工作，理想电流表的示数，求：（　　）
（1）电源的电动势及内阻；
（2）电源的输出功率。
17． 地表附近存在着环境电场，该电场可视为场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场，蜘蛛可以通过向空中吐出带电蛛丝实现飞行如图，在无风的天气里，质量为m的蜘蛛，从地面向空中吐出4根蛛丝，恰好可以使它脱离地面；在有水平风的天气里，时蜘蛛从地面向空中吐出n（且为偶数）根蛛丝，T时刻咬断一半蛛丝，经过一段时间后落到地面完成“迁徙”，假设蜘蛛吐出的每根蛛丝都相同，且电荷集中在蛛丝顶端，蜘蛛自身始终不带电；已知重力加速度为g，水平风力大小恒为，忽略空气对蜘蛛的其他作用力。
（1）判断蛛丝的电性，求每根蛛丝的带电量q；
（2）蜘蛛要实现空中“迁徙”求n的值；
（3）求蜘蛛“迁徙”一次飞行的水平距离x（计算结果可以保留根号）。
五、解答题
18．某玩具赛车充电电池的输出功率P随电流I变化的图象如图所示，求该电池的电动势E和内阻r．
19．如图所示，竖直平面内有一xOy坐标系，只在y轴正半轴和边界OM之间存在竖直向下的匀强电场，OM与x轴正半轴的夹角为β且满足。在O处有一粒子源，可以发射不同速率的质量为m、电荷量为的粒子，且这些粒子的入射速度方向与x轴正半轴的夹角均为。若粒子的入射速率为时，发现粒子沿x轴正方向打到OM上的点，不计粒子重力和粒子间的相互作用力。
（1）求粒子从O到P的时间t及匀强电场的电场强度大小E；
（2）若粒子的入射速率范围为，求粒子打到边界OM上的区间长度；
（3）若粒子的入射速率范围为，调节β使其满足，同样只在y轴正半轴和边界OM之间存在相同的匀强电场，求粒子打到x轴正半轴上的区间长度。
六、综合题
20．如图所示，A、B为两块平行金属板，A板带正电、B板带负电．两板之间存在着匀强电场，两板间距为d、电势差为U，在B板上开有两个间距为L的小孔．C、D为两块同心半圆形金属板，圆心都在贴近B板的O′处，C带正电、D带负电．两板间的距离很近，两板末端的中心线正对着B板上的小孔，两板间的电场强度可认为大小处处相等，方向都指向O′.半圆形金属板两端与B板的间隙可忽略不计．现从正对B板小孔紧靠A板的O处由静止释放一个质量为m、电量为q的带正电微粒（微粒的重力不计），求：
（1）微粒穿过B板小孔时的速度多大；
（2）为了使微粒能在CD板间运动而不碰板，CD板间的电场强度大小应满足什么条件；
（3）从释放微粒开始，经过多长时间微粒第一次通过半圆形金属板间的最低点P点？
21．如图所示，在匀强电场中，将质量为 、电荷量为 的带电粒子从电场中的A点移动到B点，静电力做了 的功，再从B点移动到C点，静电力做了 的功。已知电场的方向与 的平面平行，∠A=90°，∠B=30°，AC=20cm，规定B点的电势为0，不计带电粒子的重力。
（1）求A点和C点的电势；
（2）求电场强度；
（3）将该带电粒子从C点以某一速度垂直于BC方向射出，恰好能够经过A点，求射出的初速度大小。
22．如图甲所示，某装置由金属圆板（序号为0）、六个横截面积相同的金属圆筒、平行金属板和荧光屏构成，六个圆筒依次排列，长度遵照一定的规律依次增加，圆筒的中心轴线、平行金属板的中心线和荧光屏的中心在同一直线上，序号为奇数的圆筒和下金属板与交变电源的一个极相连，序号为偶数的圆筒和上金属板与该电源的另一个极相连。交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示，电压的绝对值为，周期为。时，位于和偶数圆筒相连的金属圆板中央的一个电子，在圆板和圆筒1之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1，电子到达圆筒各个间隙的时刻，恰好是该间隙的电场强度变为向左的时刻，电子通过间隙的时间可以忽略不计。电子离开金属圆筒6后立即进入两平行金属板之间，时离开平行金属板之间的电场，做匀速直线运动，直至打到荧光屏上某位置。已知电子的质量为、电荷量为，不计重力，两平行金属板之间的距离为，忽略边缘效应。求：
（1）第五个金属圆筒的长度；
（2）电子在整个运动过程中最大速度的大小；
（3）电子打在荧光屏上的位置到点的距离。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】静电的防止与利用；电场强度的叠加
2．【答案】B
【知识点】电源电动势及内阻
3．【答案】D
【知识点】电源电动势及内阻
4．【答案】A
【知识点】电场线
5．【答案】D
【知识点】电场强度；电场线；电势
6．【答案】C
【知识点】电势差与电场强度的关系
7．【答案】A,C
【知识点】电势
8．【答案】B,D
【知识点】电场力做功；匀强电场；电势差；电势差与电场强度的关系
9．【答案】向左偏；向左偏
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
10．【答案】A
【知识点】电流、电源的概念
11．【答案】；
【知识点】电容器及其应用
12．【答案】＜；＞；只要电压相同，不论是否匀强电场电场对带电粒子所加的作用是相同的
【知识点】带电粒子在电场中的运动综合
13．【答案】v0； mgd
【知识点】电势差、电势、电势能；电场力做功；带电粒子在电场中的偏转
14．【答案】有；无；无
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
15．【答案】（1）解：粒子在极板运动的过程中，在沿极板方向上有
求得
（2）解：设板间的场强为E，粒子的加速度为a，则
由牛顿第二定律
在垂直于极板方向上
解得
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
16．【答案】（1）解：根据闭合电路欧姆定律有，可得，由图中截距与斜率可知
（2）解：电源的输出功率
代入数值解得
【知识点】电功率和电功；线性元件和非线性元件的伏安特性曲线；闭合电路的欧姆定律
17．【答案】（1）以蜘蛛和蛛丝整体的研究对象，蜘蛛所受重力大小与蛛丝所受电场力大小相等方向相反，所以蛛丝带负电。由二力平衡知
解得
（2）依题意，蜘蛛要完成起飞，则；咬断一半蛛丝后，能够降落，则，故
又为偶数，则
（3）设蜘蛛咬断蛛丝前、后，竖直方向加速度大小分别为、，咬断蛛丝前
咬断蛛丝后
设咬断蛛丝时，蜘蛛速度为，上升了，咬断蛛丝后，又上升了，到达最高点。有
蜘蛛咬断蛛丝后，设继续飞行时间为，有
蜘蛛在空中飞行时，设水平加速度为，有
迁徙距离
联立解得
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用；运动的合成与分解；带电粒子在重力场和电场复合场中的运动
18．【答案】解：当I1=2A时，Pm=
代入数据： ①
I2=4A时，输出功率为零，此时电源被短路，
即：I2= ．
代入： ②
解得：E=2V，r=0.5Ω．
答：该电源的电动势为2V，内阻为0.5Ω
【知识点】电功率和电功
19．【答案】（1），
（2）
（3）36d
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
20．【答案】（1）解：设微粒穿过B板小孔时的速度为v，根据动能定理，有qU＝ mv2
解得：
（2）解：微粒进入半圆形金属板后，电场力提供向心力，有
联立解得：
（3）解：微粒从释放开始经t1射入B板的小孔，则
设微粒在半圆形金属板间运动经过t2第一次到达最低点P点，则
所以从释放微粒开始，经过：
微粒第一次到达P点。
【知识点】竖直平面的圆周运动；带电粒子在电场中的加速
21．【答案】（1）解： 、 两点间的电势差
、 两点间的电势差
解得 ，
（2）解：过A点作BC的垂线交BC于D，由几何关系得
电场的方向与 的平面平行，则
解得
所以AD两点的电势相等，匀强电场的方向垂直于AD如图
解得
方向沿 方向，由 指向
（3）解：由分析知，带电粒子做类平抛运动
解得
【知识点】电场力做功；牛顿第二定律；平抛运动；电势；电势差
22．【答案】（1）解：由题意可知，电子在每个金属圆筒的运动时间均为，由于屏蔽作用，电子在每个金属圆筒中做匀速直线运动，电子在每个间隙过程做加速运动，电子刚进入第五个金属圆筒的速度为，根据动能定理可得
解得
第五个金属圆筒的长度为
（2）解：设电子进入平行金属板的速度为，根据动能定理可得
解得
电子从静止开始到离开金属圆筒6所用时间为
可知电子在时刻进入两平行金属板，在时刻离开平行金属板，电子在平行金属板间的运动可分解为沿金属板方向的匀速直线运动，在内，电子垂直金属板方向向下做匀加速运动，在内，电子垂直金属板方向向下做匀减速运动，可知当时，电子具有最大速度，在内，垂直金属板方向上有
，，
电子在整个运动过程中最大速度为
（3）解：电子在内垂直金属板方向向下做匀加速运动，在内垂直金属板方向向下做匀减速运动，根据对称性可知，两段时间内向下运动的位移相等，在时电子离开电场，此时的速度等于刚进入平行金属板的速度，可知电子离开电场后以平行于金属板方向做匀速直线运动，故电子打在荧光屏上的位置到点的距离为
【知识点】动能定理的综合应用；带电粒子在电场中的偏转
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