2020-2021学年期末复习：人教版高二物理选修3-1电场、恒定电流、磁场（word含答案）
文档属性
| 名称 | 2020-2021学年期末复习：人教版高二物理选修3-1电场、恒定电流、磁场（word含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 537.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-07-23 06:31:06 | ||
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文档简介
12344400115824002020-2021学年高二上学期期末复习试卷
一、单选题（每小题4分，共40分。其中1-6题是单选题，7-10是多选题，全对得4分，选不全得2分，有选错或不选得0分。）
1．在电磁学发展史上有很多伟大的科学家，他们的努力和坚持推动了科技的进步和社会的发展，关于他们的成就，正确的是（ ）
A．富兰克林通过油滴实验比较准确地测定了电子电荷量
B．安培发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流磁效应
C．法拉第发现了电磁感应现象
D．奥斯特首先提出了用“线”来模拟电场和磁场的方法
48069503606802．两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接通开关K，电源即给电容器充电
A．保持K接通，增加两极板间距，则两极板间的电场强度增大
B．保持K接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电量减小
C．断开K，减小两极板间距，则两极板间的电压减小
D．断开K，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电压增大
46101004724403．如图所示，绝缘细线上端固定，下端系一带正电q、质量为m的小球，空间存在水平方向的匀强电场E，带电小球静止时绝缘细线与竖直方向的夹角为false，已知重力加速度为g，小球的电荷量保持不变．以下说法正确的是
A．匀强电场的场强大小为E=false，方向为水平向左
B．绝缘细线对小球的拉力大小为T=mgcosfalse，方向为沿细线斜向上
C．在剪断绝缘细线的瞬间，小球加速度大小为false，方向为沿细线斜向下
D．在撤去匀强电场的瞬间，小球加速度大小为gtanfalse，方向为水平向左
45593001295404．如图所示的电路中，电源内阻为r，当R1的滑片向右移动时，R1的阻值变化为ΔR1，电压表V1和电压表V2的示数的变化为ΔU1和ΔU2，电流表A的示数的变化为ΔI，电表均视为理想电表，ΔR1、ΔU1、ΔU2、ΔI均取绝对值，则（ ）
A．电压表V1的示数变大 B．false
C．false D．false
5．如图所示，边长为L的正三角形ABC区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，BC边的中点O有一粒子源，可以在ABC平面内沿任意方向发射速率均相同的正粒子（ ）
430530029210A．粒子速度至少false，B点才有粒子射出
B．从B点射出的粒子，在磁场中运动的最长时间为false
C．粒子速度至少false，A点才有粒子射出 D．A点不可能有粒子射出
6．2020年爆发了新冠肺炎，该病毒传播能力非常强，因此研究新冠肺炎病毒株的实验室必须是全程都在高度无接触物理防护性条件下操作。武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如右图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出。流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是（ ）
A．带电粒子所受洛伦兹力方向是水平向左
B．正、负粒子所受洛伦兹力方向是相同的
C．污水流量计也可以用于测量不带电的液体的流速
D．只需要测量MN两点电压就能够推算废液的流量
D．在0、false、false、false处电势false、false、false、false的关系为false
44888151879607．某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点，电场线、粒子在A点的初速度及运动轨迹如图所示，可以判定( )
A．粒子在A点的加速度小于它在B点的加速度
B．粒子在A点的动能小于它在B点的动能
C．粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能
D．电场中A点的电势低于B点的电势
52203351930408．如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个正六边形的六个顶点，A、B、C三点的电势分别为1V、3V、5V，则下列说法中正确的是（ ）
A．D、E、F三点的电势分别为5V、3V、1V
B．电荷量为1.6×10﹣19C的负点电荷在D点的电势能为5eV
C．将电荷量为1.6×10﹣19C的正点电荷从E点移到F点，电场力做的功为3.2×10﹣19J
D．将电荷量为1.6×10﹣19C的负点电荷从F点移到A点，电荷的电势能减少了3.2×10﹣19J
45339001930409．静电场方向平行于x轴，其电势φ随x的分布可简化为如图所示的折线．下列说法正确的是（ ）
A．x轴上x1与x2之间的电场强度小于x3与x4之间的电场强度
B．正电荷沿x轴从0移到x1的过程中，电场力做负功，电势能增加
C．负电荷沿x轴从x3移到x4的过程中，电场力不做功，电势能不变
D．电荷量为＋q的电荷沿x轴从x1移到x3，电场力做功为q（φ2－φ1）
10．在如图所示的坐标系中，y>0的空间中存在匀强电场，场强方向沿y轴负方向；-1.5h 465455053340A．粒子到达false点时速度大小为false B．电场强度大小为false
C．磁感应强度大小为false D．粒子在磁场中运动的时间为false
二、实验题（每空2分，共16分）
11．利用两个电阻箱、一个定值电阻R0和电流表测量电源的电动势E和内阻r。
(1)若已知电流表内阻为100false，需要把电流表量程扩大到原来的3倍，则需要把一个电阻箱的阻值调到____________false后与电流表并联。
(2)使用扩大量程后的电流表、另一个电阻箱和定值电阻R0测量电源的电动势和内阻。首先把扩大量程后的电流表（内阻为R）和另一个电阻箱、定值电阻R0、开关串联接在电源两端连接成闭合回路，测得6组原电流表的读数I和对应电阻箱的读数R1的数据。要画出线性图像，若横坐标代表电阻箱的读数R1，则纵坐标代表的物理量为____________；若图像的斜率为k，则电源电动势E=____________。
12．用伏安法测定一个待测电阻Rx的阻值(阻值约为200 Ω)，实验室提供如下器材：
电池组E(电动势3 V，内阻不计) 电流表A1(量程0～15 mA，内阻约为100 Ω)
电流表A2(量程0～300 μA，内阻为2 000 Ω) 滑动变阻器R1(阻值范围0～20 Ω，额定电流2 A)
电阻箱R2(阻值范围0～9 999 Ω， 1 A) 开关S、导线若干
要求实验中尽可能准确地测量Rx的阻值，请回答下面问题：
（1）将电流表A2与电阻箱串联，改装成一个量程为3.0 V的电压表，将电阻箱阻值调到______Ω；
（2）在方框中完整画出测量Rx阻值的电路图，并在图中标明器材代号_________。
（3）调节滑动变阻器R1，两表的示数如图所示，可读出电流表A1的示数是________mA，电流表A2的示数是________μA，测得待测电阻Rx的阻值是________Ω.
三、解答题
13．（8分）如图所示是利用电动机提升重物的示意图，其中D是直流电动机。P是一个质量为m的重物，它用细绳缠绕在电动机的轴上。闭合开关S，重物P以速度v匀速上升，这时电流表和电压表的示数分别是I=2 A和U=6 V，重物P上升的速度v=0.8 m/s。已知重物的质量m=1 kg，g=10 m/s2。求：
33528005080(1)电动机的机械效率η；
(2)电动机线圈的电阻R。
441261554864014．（10分）如图所示，用一条长度为L的绝缘轻绳悬挂一个带正电的小球，小球质量为m，所带电荷量为q．现于水平地面上方整个空间加一水平向右的匀强电场，静止时绝缘绳与竖直方向成θ角，小球离地的竖直高度为h．求：
（1）匀强电场的电场强度大小；
（2）轻绳的拉力大小；
（3）若突然剪断轻绳，求小球落地时的速度大小．
440690084836015．（10分）如图所示，在倾角为θ＝false的斜面上，固定一宽L＝0.25m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R.电源电动势E＝12V，内阻r＝1Ω，一质量m＝20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好．整个装置处于磁感应强度B＝0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)．金属导轨是光滑的，取g＝10m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：
（1）金属棒所受到的安培力的大小；
（2）通过金属棒的电流的大小；
（3）滑动变阻器R接入电路中的阻值．
16．（16分）如图所示，一个带正电的粒子从磁场竖直边界A点垂直边界射入左侧磁场，粒子质量为m、电荷量为q，其中区域Ⅰ、Ⅲ分布垂直纸面向外的匀强磁场，左边区域足够大，右边区域宽度为1.3d，磁感应强度大小均为B，区域Ⅱ为两磁场间的无场区，宽度为d；粒子从A点射入磁场后，仍能回到A点。若粒子在左侧磁场中的运动半径为d，整个装置处于真空中，不计粒子的重力：
（1）求粒子从A点射出到回到A点经历的时间t；
3727450317500（2）若在区域Ⅱ内加水平向右的匀强电场，粒子仍能回到A点，求电场强度E。
2020-2021学年高二上学期期末复习试卷答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
C
C
C
B
D
AB
AC
BC
BC
11．false false false
(1)[1]电流表的量程为false，根据并联分流规律可知
false则
false
所以电阻箱应调到false。
(2)[2]根据题意结合闭合电路欧姆定律
false
变形推导
false
所以图像的纵坐标为false。
[3]图像的斜率
false
解得电动势
false
12．false 电路图如图：
8.0 mA 150 .0μA false
（1）[1]．改装后电压表量程是3 V，则电阻箱阻值
false；
（2）[2]．滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻阻值，滑动变阻器应采用分压接法；待测电阻阻值约为200 Ω，电流表A1内阻约为100 Ω，电压表内阻false，据false可知电流表应采用外接法；则电路图如图：
（3）[3][4][5]．由图示可知，电流表A1的示数为8.0 mA，电流表A2的示数为150.0 μA；待测电阻两端电压
false
测得待测电阻
false。
13．(1) 66.7%；(2) 1 Ω
(1)电动机提升物体过程中，消耗的电功率为
false
电动机提升物体的机械功率为
false
电动机的机械效率为
false
(2)电动机提升物体过程中，线圈的发热功率为
false
根据焦耳定律
false
可求出线圈的电阻
false
14．（1）false；（2）false ；（3）false
【详解】
小球受力如图所示：
（1）由平衡知识得：qE=mgtanθ
解得false
（2）如右图，由几何知识得：false
（3）剪断细线后，由false
得false
由2as=v2-0解得：false
15．（1）0.1 N（2）0.5 A（3）23 Ω
【详解】
(1)金属棒静止在金属导轨上受到重力、支持力和沿斜面向上的安培力，由受力平衡false
代入数据得false
(2) 由F安=BIL，解得：false
(3)设滑动变阻器接入电路的阻值为R，根据闭合电路欧姆定律得false，代入数据得
false
16．（1）false（2）false（n=4、5、6、…）
【解析】试题分析：（1）因粒子从A点出发，经过Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域后能回到A点，
由对称性可知粒子做圆周运动的半径为r=d，如右侧上图．
由牛顿第二定律得： false，解得： false，所以运行时间为： false．
（2）设在区域Ⅱ内加速的粒子到Ⅲ区的速度为false，由动能定理： false，
设在区域Ⅲ内粒子做圆周运动的半径为r，分析粒子运动的轨迹，如图所示，粒子沿半径为d的半圆运动至Ⅱ区，经电场加速后，在Ⅲ区又经半圆运动返回电场减速到边界线的A点，此时设AN=x，则：x=2（r-d），
此后，粒子每经历一次“回旋”，粒子沿边界线的距离就减小x，经过n次回旋后能返回A点．
必须满足： false（n=1、2、3、…）
求得： false（n=1、2、3、…）
半径r太大可能从右边飞出磁场，所以必须满足下面条件：
由r≤1.3d，得： false，即false，（n=4、5、6、…）由公式： false，解得： false，（n=4、5、6、…）
代入得： false（n=4、5、6、…）；
一、单选题（每小题4分，共40分。其中1-6题是单选题，7-10是多选题，全对得4分，选不全得2分，有选错或不选得0分。）
1．在电磁学发展史上有很多伟大的科学家，他们的努力和坚持推动了科技的进步和社会的发展，关于他们的成就，正确的是（ ）
A．富兰克林通过油滴实验比较准确地测定了电子电荷量
B．安培发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流磁效应
C．法拉第发现了电磁感应现象
D．奥斯特首先提出了用“线”来模拟电场和磁场的方法
48069503606802．两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接通开关K，电源即给电容器充电
A．保持K接通，增加两极板间距，则两极板间的电场强度增大
B．保持K接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电量减小
C．断开K，减小两极板间距，则两极板间的电压减小
D．断开K，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电压增大
46101004724403．如图所示，绝缘细线上端固定，下端系一带正电q、质量为m的小球，空间存在水平方向的匀强电场E，带电小球静止时绝缘细线与竖直方向的夹角为false，已知重力加速度为g，小球的电荷量保持不变．以下说法正确的是
A．匀强电场的场强大小为E=false，方向为水平向左
B．绝缘细线对小球的拉力大小为T=mgcosfalse，方向为沿细线斜向上
C．在剪断绝缘细线的瞬间，小球加速度大小为false，方向为沿细线斜向下
D．在撤去匀强电场的瞬间，小球加速度大小为gtanfalse，方向为水平向左
45593001295404．如图所示的电路中，电源内阻为r，当R1的滑片向右移动时，R1的阻值变化为ΔR1，电压表V1和电压表V2的示数的变化为ΔU1和ΔU2，电流表A的示数的变化为ΔI，电表均视为理想电表，ΔR1、ΔU1、ΔU2、ΔI均取绝对值，则（ ）
A．电压表V1的示数变大 B．false
C．false D．false
5．如图所示，边长为L的正三角形ABC区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，BC边的中点O有一粒子源，可以在ABC平面内沿任意方向发射速率均相同的正粒子（ ）
430530029210A．粒子速度至少false，B点才有粒子射出
B．从B点射出的粒子，在磁场中运动的最长时间为false
C．粒子速度至少false，A点才有粒子射出 D．A点不可能有粒子射出
6．2020年爆发了新冠肺炎，该病毒传播能力非常强，因此研究新冠肺炎病毒株的实验室必须是全程都在高度无接触物理防护性条件下操作。武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如右图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出。流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是（ ）
A．带电粒子所受洛伦兹力方向是水平向左
B．正、负粒子所受洛伦兹力方向是相同的
C．污水流量计也可以用于测量不带电的液体的流速
D．只需要测量MN两点电压就能够推算废液的流量
D．在0、false、false、false处电势false、false、false、false的关系为false
44888151879607．某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点，电场线、粒子在A点的初速度及运动轨迹如图所示，可以判定( )
A．粒子在A点的加速度小于它在B点的加速度
B．粒子在A点的动能小于它在B点的动能
C．粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能
D．电场中A点的电势低于B点的电势
52203351930408．如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个正六边形的六个顶点，A、B、C三点的电势分别为1V、3V、5V，则下列说法中正确的是（ ）
A．D、E、F三点的电势分别为5V、3V、1V
B．电荷量为1.6×10﹣19C的负点电荷在D点的电势能为5eV
C．将电荷量为1.6×10﹣19C的正点电荷从E点移到F点，电场力做的功为3.2×10﹣19J
D．将电荷量为1.6×10﹣19C的负点电荷从F点移到A点，电荷的电势能减少了3.2×10﹣19J
45339001930409．静电场方向平行于x轴，其电势φ随x的分布可简化为如图所示的折线．下列说法正确的是（ ）
A．x轴上x1与x2之间的电场强度小于x3与x4之间的电场强度
B．正电荷沿x轴从0移到x1的过程中，电场力做负功，电势能增加
C．负电荷沿x轴从x3移到x4的过程中，电场力不做功，电势能不变
D．电荷量为＋q的电荷沿x轴从x1移到x3，电场力做功为q（φ2－φ1）
10．在如图所示的坐标系中，y>0的空间中存在匀强电场，场强方向沿y轴负方向；-1.5h
C．磁感应强度大小为false D．粒子在磁场中运动的时间为false
二、实验题（每空2分，共16分）
11．利用两个电阻箱、一个定值电阻R0和电流表测量电源的电动势E和内阻r。
(1)若已知电流表内阻为100false，需要把电流表量程扩大到原来的3倍，则需要把一个电阻箱的阻值调到____________false后与电流表并联。
(2)使用扩大量程后的电流表、另一个电阻箱和定值电阻R0测量电源的电动势和内阻。首先把扩大量程后的电流表（内阻为R）和另一个电阻箱、定值电阻R0、开关串联接在电源两端连接成闭合回路，测得6组原电流表的读数I和对应电阻箱的读数R1的数据。要画出线性图像，若横坐标代表电阻箱的读数R1，则纵坐标代表的物理量为____________；若图像的斜率为k，则电源电动势E=____________。
12．用伏安法测定一个待测电阻Rx的阻值(阻值约为200 Ω)，实验室提供如下器材：
电池组E(电动势3 V，内阻不计) 电流表A1(量程0～15 mA，内阻约为100 Ω)
电流表A2(量程0～300 μA，内阻为2 000 Ω) 滑动变阻器R1(阻值范围0～20 Ω，额定电流2 A)
电阻箱R2(阻值范围0～9 999 Ω， 1 A) 开关S、导线若干
要求实验中尽可能准确地测量Rx的阻值，请回答下面问题：
（1）将电流表A2与电阻箱串联，改装成一个量程为3.0 V的电压表，将电阻箱阻值调到______Ω；
（2）在方框中完整画出测量Rx阻值的电路图，并在图中标明器材代号_________。
（3）调节滑动变阻器R1，两表的示数如图所示，可读出电流表A1的示数是________mA，电流表A2的示数是________μA，测得待测电阻Rx的阻值是________Ω.
三、解答题
13．（8分）如图所示是利用电动机提升重物的示意图，其中D是直流电动机。P是一个质量为m的重物，它用细绳缠绕在电动机的轴上。闭合开关S，重物P以速度v匀速上升，这时电流表和电压表的示数分别是I=2 A和U=6 V，重物P上升的速度v=0.8 m/s。已知重物的质量m=1 kg，g=10 m/s2。求：
33528005080(1)电动机的机械效率η；
(2)电动机线圈的电阻R。
441261554864014．（10分）如图所示，用一条长度为L的绝缘轻绳悬挂一个带正电的小球，小球质量为m，所带电荷量为q．现于水平地面上方整个空间加一水平向右的匀强电场，静止时绝缘绳与竖直方向成θ角，小球离地的竖直高度为h．求：
（1）匀强电场的电场强度大小；
（2）轻绳的拉力大小；
（3）若突然剪断轻绳，求小球落地时的速度大小．
440690084836015．（10分）如图所示，在倾角为θ＝false的斜面上，固定一宽L＝0.25m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R.电源电动势E＝12V，内阻r＝1Ω，一质量m＝20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好．整个装置处于磁感应强度B＝0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)．金属导轨是光滑的，取g＝10m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：
（1）金属棒所受到的安培力的大小；
（2）通过金属棒的电流的大小；
（3）滑动变阻器R接入电路中的阻值．
16．（16分）如图所示，一个带正电的粒子从磁场竖直边界A点垂直边界射入左侧磁场，粒子质量为m、电荷量为q，其中区域Ⅰ、Ⅲ分布垂直纸面向外的匀强磁场，左边区域足够大，右边区域宽度为1.3d，磁感应强度大小均为B，区域Ⅱ为两磁场间的无场区，宽度为d；粒子从A点射入磁场后，仍能回到A点。若粒子在左侧磁场中的运动半径为d，整个装置处于真空中，不计粒子的重力：
（1）求粒子从A点射出到回到A点经历的时间t；
3727450317500（2）若在区域Ⅱ内加水平向右的匀强电场，粒子仍能回到A点，求电场强度E。
2020-2021学年高二上学期期末复习试卷答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
C
C
C
B
D
AB
AC
BC
BC
11．false false false
(1)[1]电流表的量程为false，根据并联分流规律可知
false则
false
所以电阻箱应调到false。
(2)[2]根据题意结合闭合电路欧姆定律
false
变形推导
false
所以图像的纵坐标为false。
[3]图像的斜率
false
解得电动势
false
12．false 电路图如图：
8.0 mA 150 .0μA false
（1）[1]．改装后电压表量程是3 V，则电阻箱阻值
false；
（2）[2]．滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻阻值，滑动变阻器应采用分压接法；待测电阻阻值约为200 Ω，电流表A1内阻约为100 Ω，电压表内阻false，据false可知电流表应采用外接法；则电路图如图：
（3）[3][4][5]．由图示可知，电流表A1的示数为8.0 mA，电流表A2的示数为150.0 μA；待测电阻两端电压
false
测得待测电阻
false。
13．(1) 66.7%；(2) 1 Ω
(1)电动机提升物体过程中，消耗的电功率为
false
电动机提升物体的机械功率为
false
电动机的机械效率为
false
(2)电动机提升物体过程中，线圈的发热功率为
false
根据焦耳定律
false
可求出线圈的电阻
false
14．（1）false；（2）false ；（3）false
【详解】
小球受力如图所示：
（1）由平衡知识得：qE=mgtanθ
解得false
（2）如右图，由几何知识得：false
（3）剪断细线后，由false
得false
由2as=v2-0解得：false
15．（1）0.1 N（2）0.5 A（3）23 Ω
【详解】
(1)金属棒静止在金属导轨上受到重力、支持力和沿斜面向上的安培力，由受力平衡false
代入数据得false
(2) 由F安=BIL，解得：false
(3)设滑动变阻器接入电路的阻值为R，根据闭合电路欧姆定律得false，代入数据得
false
16．（1）false（2）false（n=4、5、6、…）
【解析】试题分析：（1）因粒子从A点出发，经过Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域后能回到A点，
由对称性可知粒子做圆周运动的半径为r=d，如右侧上图．
由牛顿第二定律得： false，解得： false，所以运行时间为： false．
（2）设在区域Ⅱ内加速的粒子到Ⅲ区的速度为false，由动能定理： false，
设在区域Ⅲ内粒子做圆周运动的半径为r，分析粒子运动的轨迹，如图所示，粒子沿半径为d的半圆运动至Ⅱ区，经电场加速后，在Ⅲ区又经半圆运动返回电场减速到边界线的A点，此时设AN=x，则：x=2（r-d），
此后，粒子每经历一次“回旋”，粒子沿边界线的距离就减小x，经过n次回旋后能返回A点．
必须满足： false（n=1、2、3、…）
求得： false（n=1、2、3、…）
半径r太大可能从右边飞出磁场，所以必须满足下面条件：
由r≤1.3d，得： false，即false，（n=4、5、6、…）由公式： false，解得： false，（n=4、5、6、…）
代入得： false（n=4、5、6、…）；