2017-2018学年高二物理人教选修3-1模块测试：一静电场（含解析）

模块综合测试
(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，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）
1．电场中有一点P，下列说法正确的是(　　)
A．若放在P点电荷的电荷量减半，则P点的场强减半
B．若P点没有检验电荷，则P点场强为零
C．P点场强越大，则同一电荷在P点所受电场力越大
D．P点的场强方向为该点的电荷的受力方向
2．某电解池中，若在2s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某横截面，那么通过这个截面的电流是(　　)
A．3.2
A
B．0.8
A
C．1.6
A
D．0
3．如图所示为通过电阻的电流随电压的变化图线，由图可知
(　　)
A．Ra>Rb
B．RaC．若Ra与Rb串联，则电功率Pa>Pb
D．若Ra与Rb并联，则电功率Pa>Pb4．如右图所示，将一个光滑斜面置于匀强磁场中，通电直导体棒置于斜面上，电流方向垂直纸面向里，则下图有可能使导体棒在斜面上保持静止的是(　　)
5．电容器是一种常用的电子元件.对电容器认识正确的是(　　)
A．电容器的电容表示其储存电荷能力
B．电容器的电容与它所带的电荷量成正比
C．电容器的电容与它两极板间的电压成正比
D．电容的常用单位有μF和pF，1
μF＝103
pF
6．如图所示，两个相同的带电粒子，不计重力，同时从A孔沿AD方向射入一正方形空腔的匀强磁场中，它们的轨迹分别为a和b，则它们的速率和在空腔里的飞行时间关系是(　　)
A．va＝vb，taB．va>vb，ta>tb
C．vaD．va>vb，ta7．如图所示，平行线代表电场线，但未标明方向，一个带正电、电荷量为10–6C的微粒在电场中仅受电场力作用，当它从A点运动到B点时动能减少了10–5J，已知A点的电势为－10V，则以下判断正确的是(　　)
A．微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示
B．微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示
C．B点电势为零
D．B点电势为–20V
8．如图所示电路中，当变阻器R3的滑动头P向b端移动时，则(　　)
A．电压表示数变大，电流表示数变小
B．电压表示数变小，电流表示数变大C．电压表示数变大，电流表示数变大
D．电压表示数变小，电流表示数变小
9．一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电荷量不变的小油滴，油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比.若两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以速率v匀速下降；若两极板间的电压为U，经一段时间后，油滴以速率v匀速上升.若两极板间电压为–U，油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是(　　)
A．2v、向下
B．2v、向上
C．3v、向下
D．3v、向上
10．质谱仪是一种测定带电粒子质量或分析同位素的重要设备，它的构造原理如图所示.离子源S产生的各种不同正离子束（速度可视为零），经MN间的加速电压U加速后从小孔S1垂直于磁感线进入匀强磁场，运转半周后到达照相底片上的P点．设P到S1的距离为x，则
(　　)
A．若离子束是同位素，则x越大对应的离子质量越小
B．若离子束是同位素，则x越大对应的离子质量越大
C．只要x相同，对应的离子质量一定相同
D．只要x相同，对应的离子电荷量一定相同
二、填空题（本题共2小题,每题8分，共16分.把答案填在题中的横线上）
11．用精密方法测得某工件长度为1.638
12
cm．若用毫米刻度尺测该工件的长度为______
cm；用螺旋测微器测它的长度为
______
cm．
如图所示给出的是用螺旋测微器测量一金属薄板厚度时的示数，此读数应为______mm．
12．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡为“6V3
W”，其它供选择的器材有：
A．电压表V1（量程6
V，内阻20
kΩ）
B．电流表A1（量程3
A，内阻0.2
Ω）C．电流表A2（量程0.6
A，内阻1
Ω）
D．滑动变阻器R1（0～1
000Ω，0.5
A）
E．滑动变阻器R2（0～20Ω，2
A）
F．学生电源E（6～8V）
G．开关S及导线若干
实验中要求在电压表0～6V范围内读取并记录下6～8组不同的电压值U和对应的电流值I，以便作出伏安特性曲线，则在上述器材中，电流表应选______，滑动变阻器应选______；在所给方框中画出此实验的电路图.
三、计算题（本题共4小题,共44分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须写出数值和单位）13．（8分）如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab＝5
cm，bc＝12
cm，其中ab沿电场方向，bc和电场方向成60°角，一个电荷量为q＝4×10–8C的正电荷从a移到b电场力做功为W1＝1.2×10–6J.求：
（1）匀强电场的场强E;
（2）电荷从b移到c电场力做的功W2;
（3）a、c两点的电势差Uac.
14．（10分）电动势E＝6V，内阻r＝0.5Ω的电源和一台线圈电阻R＝0.2Ω的电动机连接，电动机正常工作，这时电动机两端的电压U＝5V.求：（1）电动机输入的电功率P1和电动机输出的机械功率P2；
（2）电源的总功率P和电源的效率η.
15．（12分）在倾角为θ的光滑斜面上放置一通有电流为I、质量为m、长度为L的导体棒，如图所示，欲使棒静止在光滑的斜面上，外加磁场的磁感应强度B的最小值和方向如何？
16．（14分）如图所示，在虚线所示宽度范围内，用场强为E的匀强电场可使以初速度v0垂直于电场方向入射的某种正离子偏转θ角；在同样宽度范围内，若改用方向垂直于纸面向外的匀强磁场，使该离子穿过磁场区域偏转角度也为θ，则匀强磁场的磁感应强度大小为?多少？
参考答案
1解析：电场中某点的电场强度由电场本身来决定，与放入的检验电荷无关，电荷受到的电场力为F＝qE，故选项C正确.
答案：C
2解析：
，可知选项A正确.
答案：A
3解析：在I－U图象中，图线的斜率的倒数表示电阻的大小，所以RaPb，D正确.选项BD正确.
答案：BD
4答案：AB
5解析：电容器的电容是表示电容器储存电荷本领的物理量，只与电容器本身有关，与它所带的电荷量、两极板间的电压无关.1μF＝106
pF.只有选项A正确.
答案：A
6解析：由图看出ra＞rb，tavb,所以选项D正确.
答案：D
7解析：带正电的微粒仅受电场力作用，从A点运动到B点时动能减少，所以电场力做负功，电场力方向向左，电场线的方向向左，选项A正确,选项B错误；，解得UB＝0，选项C正确,选项D错误.
答案：AC
8解析：当变阻器R3的滑动头P向b端移动时，其阻值变小，外电路总电阻变小，路端电压变小，所以电压表示数变小；由于IA＝I–I2，总电流I增大，I2减小，所以电流表示数变大.选项B正确.
答案：B
9解析：若两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以速率v匀速下降，则满足mg＝kv；若两极板间的电压为U，经一段时间后，油滴以速率v匀速上升，则满足；若两极板间电压为－U，则油滴向下做匀速运动时满足，解得v′＝3v.选项C正确.
答案：C
10解析：，，化简得?，可以看出若离子束是同位素，则x越大对应的离子质量越大，A错误B正确；如果x相同，则相同，CD错误.只有选项B正确.
答案：B
11答案：1.64　1.638
1　6.125（6.124～6.126均可）
12答案：C　E　电路如图（分压式、电流表外接）
13解析：（1）正电荷从a移到b电场力做功为
W1＝qElab
解得.
（2）电荷从b移到c电场力做功为
W2＝qElbccos60°＝4×10－8×600×0.12×0.5J＝1.44×10–6J.
（3）电荷从a移到c电场力做功为Wac＝W1＋W2＝qUac
解得.
答案：（1）600V/m　（2）1.44×10–6
J　（3）66
V
14解析：（1）由闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir得干路电流为
电动机的输入功率P1＝UI＝5×2W＝10
W电动机输出的机械功率P2＝P1－I2R＝(10－22×0.2)W＝9.2
W.
（2）电源的总功率P＝I·E＝2×6W＝12
W
电源的效率.
答案：（1）10W　9.2
W
（2）12
W　83.3%
15解析：导体棒在光滑斜面上受重力mg、支持力FN、安培力FB作用处于平衡，当安培力FB与支持力FN垂直即沿斜面向上时，FB最小，此时B值最小.
由平衡条件可列方程FB＝mgsinθ
又FB＝BIL
化简得
由左手定则可判定磁场方向垂直斜面向上.
答案：B最小值为，磁场方向垂直斜面向上.
16解析：设电场区域的宽度为d，带电粒子在电场中做类平抛运动.
粒子在电场中的加速度
沿电场方向的分速度
则
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，如图所示.
圆周运动半径为
解得.
答案：