2017-2018学年高二物理粤教版选修3-1单元测试：综合测试1（含解析）

物理粤教版选修3—1模块测试二
（时间：90分钟　满分：100分）
一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1．在电磁学发展过程中，许多科学家作出了重要贡献，下列表述与物理史实不相符的是（　　）．
A．库仑通过扭秤实验，发现了点电荷的相互作用规律
B．密立根通过油滴实验，测定了元电荷的数值
C．奥斯特发现了电流的磁效应
D．安培提出了分子电流的假说，发现了磁场对运动电荷的作用规律
2．一个电动机，线圈电阻是0.5
Ω，当它的两端所加的电压为220
V时，通过的电流是6
A，这台电动机每秒所做的机械功是（　　）．
A．1
320
J　
B．18
J　
C．96
800
J　
D．1
302
J
3．真空中两根长直金属导线平行放置，其中一根导线中通有恒定电流，在两导线所确定的平面内，一电子从P点运动的轨迹的一部分如图中的曲线PQ所示，
则一定是（　　）．
A．ab导线中通有从a到b方向的电流
B．ab导线中通有从b到a方向的电流
C．cd导线中通有从c到d方向的电流
D．cd导线中通有从d到c方向的电流
4．如图所示，电池电动势为E，内阻为r．当可变电阻的滑片P向b点移动时，电压表的读数U1与电压表的读数U2的变化情况是（　　）．
A．U1变大，U2变小
B．U1变大，U2变大
C．U1变小，U2变小
D．U1变小，U2变大
5．如图所示是一个说明示波管工作的原理图，电子经加速电场（加速电压为U1）加速后垂直进入偏转电场，离开偏转电场时的偏转量是h，两平行板间距为d，电压为U2，板长为l，为了增加偏转量h，可采取下列哪种方法（　　）．
A．增加U2
B．增加U1
C．增加l
D．增加d
6．如图所示电路中白炽灯A、B不亮，但电路中只有一处断开，今用电压表测得：Uab＝0，Uac＝6
V，Ubc＝6
V，Ucd＝0，则可知（　　）．
A．B灯断开
B．A灯断开
C．R断开
D．电源断开
7．如图所示，下端封闭、上端开口、内壁光滑的细玻璃管竖直放置，管底有一带电的小球．整个装置以水平向右的速度匀速运动，垂直于磁场方向进入方向水平的匀强磁场，由于外力作用，玻璃管在磁场中的速度保持不变，最终小球从上端开口飞出，小球的电荷量始终保持不变，则从玻璃管进入磁场到小球运动到上端开口的过程中（　　）．
A．洛伦兹力对小球做正功
B．洛伦兹力对小球不做功
C．小球运动轨迹是抛物线
D．小球运动轨迹是直线
8．两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连的电路如图所示，接通开关S，电源即给电容器充电（　　）．
A．保持S接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小
B．保持S接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷量增大
C．断开S，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小
D．断开S，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大
9．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的匀强电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中，如图所示，设匀强磁场的磁感应强度为B，D形金属盒的半径为R，狭缝间的距离为d．匀强电场间的加速电压为U，要增大带电粒子（电荷电量为q、质量为m，不计重力）射出时的动能，则下列方法中正确的是（　　）．
A．增大匀强电场间的加速电压
B．减小狭缝间的距离
C．增大磁场的磁感应强度
D．减小D形金属盒的半径
10．如图，在x＞0、y＞0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感强度的方向垂直于Oxy平面向里，大小为B．现有一质量为m电量为q的带电粒子，在x轴上到原点的距离为x0的P点，以平行于y轴的初速度v射入此磁场，在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁场．不计重力的影响．由这些条件可知（　　）．
A．不能确定粒子通过y轴时的位置
B．不能确定粒子速度的大小
C．不能确定粒子在磁场中运动所经历的时间
D．以上三个判断都不对
二、填空题（本题共2小题，其中第11题12分，第12题8分，共20分．将正确答案填在题中的横线上）11．用欧姆表“×100”挡测量两个电阻的阻值，调零后先用表笔压紧电阻两端，表针依次指在如图所示的a、b两处，它们的阻值Ra＝________Ω，Rb＝______Ω．为了提高测量精度，上述两个电阻中，最后将阻值为______Ω的那个电阻换用________挡重新测量．
12．一种供仪器用的小型电池标称电压为9V，允许输出的最大电流为50
mA，为了测定这个电池的电动势和内阻，实验室用如图（1）所示电路，图中电压表内阻很大，可不考虑其对电路的影响，R为电阻箱，阻值的范围为0～9
999
Ω，R0为保护电阻．
　　　　
（1）　　　　　　　　
（2）
（3）
（1）实验室中备有的定值电阻有以下几种规格：
A．10
Ω，5
W
B．180
Ω，1/2
WC．400
Ω，1/4
W
D．1.2
kΩ，1
W
实验时，R0应选用________较好（填字母代号）．
（2）在实验中，当变阻箱各旋钮调到如图（2）所示位置后，闭合开关，电压表的示数为9.0
V，电阻箱此时电阻为________Ω，电路中通过电阻箱电流为________mA．
（3）断开开关，调整电阻箱阻值，再闭合开关，读取电压表示数，重复多次，取得数据后，作出如图（3）所示图线，由图线求得电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω．
三、计算题（本题共4小题，13题8分，14题9分，15题10分，16题13分，共40分）
13．一匀强电场，场强方向是水平的（如图）．一个质量为m的带正电的小球，从O点出发，初速度的大小为v0，在电场力与重力的作用下，恰能沿与场强的反方向成θ角的直线运动．求小球运动到最高点时其电势能与在O点的电势能之差．
14．如图所示为质谱仪的示意图．速度选择器部分的匀强电场场强E＝1.2×105
V/m，匀强磁场的磁感应强度为B1＝0.6
T．偏转分离的磁感应强度为B2＝0.8
T．求：
（1）能通过速度选择器的粒子速度为多大？
（2）质子和氘核进入偏转分离器后打在照相底片上后，条纹之间的距离d为多少？
（已知中子和质子的质量相等，都为1.66×10－27
kg）
15．电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的．电子束经过电压为U的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示．磁场方向垂直于圆面．磁场区的圆心为O，半径为r．当不加磁场时，电子束将通过O点打到屏幕的中心M点，为了让电子束射到屏幕边缘的P点，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度θ，此时磁场的磁感应强度B为多少？
16．在一个点电荷Q的电场中，Ox坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0
m和5.0
m．放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同，电场力的大小跟试探电荷所带电量的关系图象如下图中直线a，b所示，放在A点的电荷带正电，放在B点的电荷带负电．
求：（1）B点的电场强度的大小和方向．
（2）试判断点电荷Q的电性，并说明理由．
（3）点电荷Q的位置坐标．
参考答案
1．答案：D　解析：安培发现了磁场对电流的作用规律，洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，故选项D符合题目要求．
2．答案：D
3．答案：C　解析：由电子的轨迹可知，靠近导线cd处电子运动的半径最小，再由知，cd导线附近的磁感应强度大，故cd导线中有电流，所以A、B错误；根据轨迹的弯曲方向和左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，由右手定则可推出电流方向为从c到d，所以C对，D错．
4．答案：A　解析：P向b点移动，外电路的总电阻R总变大，由知，电路中的电流I减小，由U＝E－Ir得U1变大，由U2＝R1·I得，U2变小，故A正确．
5．答案：AC　解析：带电粒子经加速、偏转电场后的偏转量为，所以若要增加偏转量h，可增加l、U2或减小d、U1，A、C正确．
6．答案：C　解析：由Uac＝6
V知ac之间存在一处断路，a、c分别与电源连接完好；再Ubc＝6
V知，bc之间存在断路，即R断开，故C正确．
7．答案：BC　解析：由于洛伦兹力与粒子运动方向始终垂直，所以洛伦兹力对小球不做功，故B正确，A错误；由于小球水平向右的速度不变，因此小球所受洛伦兹力在竖直方向上的分力不变，所以小球竖直向上做初速度为0的匀加速运动，故小球运动轨迹是抛物线，故C正确，D错误．
8．答案：BC　解析：场强，保持U不变（S接通），减少d，E增大，故A项错；插入介质后，C增大，据Q＝CU可知，极板上的电荷量增大，故B项正确；当S断开时，极板电荷量（Q）不变，减小板间距离，则C增大，据可知，U减小，故C项正确；断开S时，Q不变，在两极板间插入介质，则C增大，则据可知，U减小，故D项错．
9．答案：C
10．答案：D
11．答案：4×103　5×102　5×102　×10
12．答案：（1）B　（2）750　10　（3）9.5　50
13．答案：
解析：设电场强度为E，小球带电荷量为q，因小球做直线运动，它受的电场力qE和重力mg的合力必沿此直线，如图．
Mg＝qEtan
θ
由此可知，小球做匀减速运动的加速度大小为设从O到最高点的路程为s，则
运动的水平距离为
两点的电势能之差
由以上各式得．
14．答案：（1）2×105
m/s　（2）5.2×10－3
m
解析：（1）能匀速直线通过速度选择器的粒子满足qE＝qvB1即，代入数据得v＝2×105
m/s．
（2）粒子在偏转磁场中做匀速圆周运动，经半个周期后打在照相底片上，则条纹间距离d＝2（rD－rH）＝代入数据得d＝5.2×10－3
m．
15．答案：
解析：电子在磁场中沿圆弧ab运动，圆心为C，半径为R，v表示电子进入磁场时的速度，m、e分别表示电子的质量和电量，如图所示．
则：①
②
③
解以上各式可得：．
16．答案：（1）EB＝2.5
N/C，方向指向x负方向
（2）带负电
（3）2.6
m
解析：（1）由图可知，B点的电场强度EB＝＝2.5
N/C，方向指向x负方向．
（2）点电荷Q应位于A、B两点之间，带负电荷．
（3）设点电荷Q的坐标为x，由点电荷的电场可知
解得x＝2.6
m．（另解x＝1
m舍去）