2010－2011学年高二第一学期上学期物理期末模拟试题（选修3－1）

2010－2011学年第一学期物理选修3－1期末模拟试题
第I卷（选择题，共50分）
一、选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 电场强度处处为零的区域，电势也一定处处为零
B. 在一个以点电荷Q为中心，半径为r的球面上，各点电场强度相同
C. 同一电场中等差等势面较密处的电场强度也一定较大
D. 由可知，若电容器两极板间的电压U改变，则电容器的电容C一定改变
2. 如图所示，将平行板电容器两极板分别与电池正、负极相接，两极板间一带电液滴恰好处于静止状态，现贴着下极板插入一定厚度的金属板，则在插入过程中下列选项错误的是（ ）
A. 电容器的带电荷量不变
B. 电路将有顺时针方向的短暂电流
C. 带电液滴仍将静止
D. 带电液滴将向上做加速运动
3. 人类已探明某星球带负电荷，假设它是一个均匀带电的球体，将一带负电荷的粉尘置于距该星球表面高h处，恰处于悬浮状态。现将同一个带电粉尘带到距该星球表面高2h处无初速释放，则此带电粉尘将（ ）
A. 向星球球心方向下落
B. 推向太空
C. 仍在那里悬浮
D. 沿星球自转的线速度方向飞出
4. 下列说法正确的是（ ）
A. 空间某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向
B. 磁感线越密的地方磁感应强度越大
C. 磁感线是客观存在的真实曲线
D. 由可知，磁感应强度大小与放入该处的通电导线I、L的乘积成反比
5. 下列说法中正确的是（ ）
A. 带电粒子在磁场中运动时，一定受到洛伦兹力作用
B. 磁感应强度、洛伦兹力、粒子的速度三者之间一定两两垂直
C. 洛伦兹力对运动电荷一定不做功
D. 洛伦兹力对运动电荷的冲量一定为零
6. 利用超导材料零电阻的性质，可实现无损耗输电，现有一直流电路，输电导线总电阻为0.4Ω，它提供给用电器的电功率是40kW，电压是800V，如果用超导电缆替代原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为（ ）
A. 1kW B.
C. D.
7. 如图所示，匀强磁场中有一个电荷量为q的正离子，自a点沿半圆轨道运动，当它运动到b点时，突然吸收了附近若干电子，接着沿另一半圆轨道运动到c点，已知a、b、c在同一直线上，且ab=2ac，电子电荷量为e，电子质量可忽略不计，则该离子吸收的电子个数为（ ）
A. B. C. D.
8. 如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对质量和电荷量均相等的正、负离子（不计重力）分别以相同速度沿与x轴成30°角从原点射入磁场，则正、负离子在磁场中（ ）
A. 运动时间之比为1：2
B. 运动时间之比为2：1
C. 运动轨道半径不相等
D. 重新回到边界的位置与O点的距离不相等
9. 如图所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，电灯L恰能正常发光，如果滑动变阻器的滑片向b端滑动，则（ ）
A. 电灯L更亮，电流表的示数减小
B. 电灯L更亮，电流表的示数增大
C. 电灯L变暗，电流表的示数减小
D. 电灯L变暗，电流表的示数增大
10. 如图所示为质谱仪测定带电粒子质量的装置的示意图。速度选择器（也称滤速器）中场强E的方向竖直向下，磁感应强度B1的方向垂直纸面向里，分离器中磁感应强度B2的方向垂直纸面向外。在S处有甲、乙、丙、丁四个一价正离子垂直于E和B1入射到速度选择器中，若，，在不计重力的情况下，则分别打在、P2、P3、P4四点的离子分别是（ ）
A. 甲、乙、丙、丁 B. 甲、丁、乙、丙
C. 丁、乙、丙、甲 D. 甲、丁、丙、乙
二、计算题：（共50分，其中11、12题各15分，13题20分）
11. （15分）如图所示，导体棒ab长0.5m，质量为0.1kg，电阻R=5.5Ω，电源的电动势E=3V，r=0.5Ω，整个装置放在一磁感应强度B=2T的磁场中，磁场方向与导体棒垂直且与水平导轨平面成53°角，导体棒静止。求：导体棒受到的摩擦力和支持力（不计导轨电阻）。（）
12. （15分）如图所示，电子从A点以速度平行匀强电场等势面沿AO方向射入电场（图中的平行线为匀强电场的等势面），由B点飞出匀强电场时速度方向与AO方向的夹角为45°。已知电子质量为m，电荷量为e。
（1）说明电场线的方向。
（2）求AB两点间的电势差。
13. （20分）有一个正方体形的匀强磁场和匀强电场区域，它的截面为边长L=0.20m的正方形，其电场强度为，磁感应强度，磁场方向水平且垂直纸面向里，当一束质荷比为的正离子流（其重力不计）以一定的速度从电磁场的正方体区域的左侧边界中点射入，如图所示。（计算结果保留两位有效数字）
（1）要使离子流穿过电场和磁场区域而不发生偏转，电场强度的方向如何？离子流的速度多大？
（2）在（1）的情况下，在离电场和磁场区域右边界D=0.40m处有与边界平行的平直荧光屏。若只撤去电场，离子流击中屏上a点；若只撤去磁场，离子流击中屏上b点。求ab间距离。（a，b两点图中未画出）
试题答案
1. C
2. A、B、C
解析：插入一金属板相当于极板间距离变小了，故电容C变大，而极板间电压不变，所以Q=CU变大，A错。Q变大，电容器充电，有逆时针方向电流，B错，场强变大，带电液滴向上加速运动，C错。
3. C
解析：由知h变2h时，两力仍然平衡。
4. A、B 5. C
6. A
解析：，
7. D
解析：
又
故
8. B、D
解析：画出正、负离子运动轨迹，由几何关系可知答案。
9. A
解析：
故表示数减小，灯变亮。
10. B
11. 解：通过导体棒的电流
导体棒受到的安培力
由受力分析知，水平向右
，竖直向上
12. 解：（1）电子带负电荷，匀强电场的电场线与等势面垂直，所以电场线的方向垂直等势面向上
（2）由速度分解知电子飞出电场时

由动能定理有

则
13. 解：（1）电场方向竖直向下，与磁场构成粒子速度选择器，离子运动不偏转
则
离子流的速度为
（2）撤去电场，离子在磁场中做匀速圆周运动，所需向心力由洛伦兹力提供，于是

则
离子离开磁场区边界时，偏转角为θ
则
即
如答图1所示
图1
偏离距离
离开磁场后离子做匀速直线运动
总的偏离距离为
若撤去磁场，离子在电场中做匀变速曲线运动
通过电场的时间
加速度
偏转角为，如答图2所示
图2
则
偏离距离为
离开电场后离子做匀速直线运动
总的偏离距离
所以，a、b间的距离