高三一輪復習自測題(選修3-1、3-2)

■湖北省武漢市關山中學 劉正蘭

高三一輪復習自測題(選修3-1、3-2)

■湖北省武漢市關山中學 劉正蘭

A卷

一、選擇題(1～6題為單項選擇題,7～12題為多項選擇題)

圖1

1.均勻帶電圓環的軸線左側有一小磁針,右側用絕緣絲線懸掛一個帶負電的小球,小球靜止時的位置如圖1所示。現使圓環繞軸O O'以角速度ω逆時針(俯視)勻速旋轉,則小磁針最后平衡的位置是( )。

A.N極沿軸線向左

B.N極沿軸線向右

C.N極豎直向下

D.N極豎直向上

2.兩塊無限大的均勻絕緣帶電平板,每一塊的兩面都均勻帶等量異號電荷,把它們正交放置。理論研究表明,無限大的均勻帶電平板在周圍空間會形成與平面垂直的勻強電場。設電荷在相互作用時不移動,則如圖2所示四幅圖像中能正確反映正交區域等勢面分布情況的是( )。

圖2

3.兩個較大的平行板A、B相距為d,分別接在電壓為U的電源正負極上,開關S閉合時,質量為m,電荷量為-q的油滴恰好靜止在兩板之間,如圖3所示。在保持其他條件不變的情況下,將兩板非常緩慢地水平錯開一些,則( )。

圖3

A.油滴將向上運動,電流計中的電流從b流向a

B.油滴將向下運動,電流計中的電流從a流向b

C.油滴將靜止不動,電流計中的電流從a流向b

D.油滴將靜止不動,電流計中無電流

圖4

4.空間有一沿x軸對稱分布的電場,其電場強度E隨x變化的圖像如圖4所示,x1和-x1為x軸上對稱的兩點。下列說法中正確的是( )。

A.O點的電勢最低

B.x2點的電勢最高

C.x1和-x1兩點的電勢相等

D.x1和x3兩點的電勢相等

圖5

5.如圖5所示,六面均為矩形的金屬導體放在磁感應強度為B,方向水平向里的勻強磁場中,導體的尺寸規格為長×寬×高=a·b·d。現在該導體中通以圖示方向的電流I時,用電壓表測得導體上、下表面M、N間的電壓為U,已知自由電子的電荷量為e。下列說法中正確的是( )。

A.M板電勢高于N板電勢

B.導體中的自由電子數密度越大,電壓表示數越大

6.如圖6所示,P Q和MN為水平平行放置的金屬導軌,相距L=1m。P、M間接有一個電動勢E=6V,內阻r=1Ω的電源和一只滑動變阻器R。導體棒a b跨放在導軌上,導體棒的質量m0=0.2k g,導體棒的中點用細繩跨過定滑輪與物體相連,物體的質量m=0.3k g。導體棒與導軌間的動摩擦因數μ=0.5(設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等,導軌與導體棒的電阻不計,g取10m/s2),勻強磁場的磁感應強度B=2T,方向豎直向下,為了使物體保持靜止,滑動變阻器連入電路的阻值可能是( )。

圖6

A.1Ω B.4Ω C.7Ω D.9Ω

7.如圖7所示為某種電磁泵的模型,泵體是長為L1,寬與高均為L2的長方體。泵體處在方向水平向外、磁感應強度為B的勻強磁場中,泵體的上下表面接電壓為U的電源(內阻不計),理想電流表示數為I。若電磁泵和液面間的高度差為h,液體的電阻率為ρ,在時間t內抽取液體的質量為m,不計液體在流動中和管壁之間的阻力,取重力加速度為g,則( )。

圖7

A.泵體上表面應接電源負極

B.電磁泵對液體產生的推力大小為BIL1

8.理想變壓器原、副線圈的匝數比n1∶n2=10∶1,一正弦式交變電流經變壓器對電阻R供電,電路如圖8甲所示。如圖8乙所示是電阻R兩端電壓u隨時間t變化的圖像,電阻R的阻值為10Ω。下列說法中正確的是( )。

圖8

A.交流的頻率為0.02Hz

B.交流電流表A的讀數為2A

C.電阻R的熱功率為4000W

D.交流電壓表V的讀數為2002V

9.如圖9所示,甲是勻強電場,乙是孤立的正點電荷形成的電場,丙是等量異種點電荷形成的電場(a、b位于兩點電荷連線上,且a位于連線的中點處),丁是等量正點電荷形成的電場(a、b位于兩點電荷連線的中垂線上,且a位于連線的中點處)。有一個正檢驗電荷僅在靜電力作用下分別從電場中的a點由靜止釋放,其動能Ek隨位移x變化的關系圖像如圖10中的①②③所示,其中①是直線。下列說法中正確的是( )。

圖9

A.甲對應的圖像是①

B.乙對應的圖像是②

C.丙對應的圖像是②

D.丁對應的圖像是③1

圖1 0

圖1 1

0.如圖11所示,豎直平面內有一固定的光滑橢圓大環,其長軸長B D=4L、短軸長A C=2L。勁度系數為k的輕彈簧上端固定在大環的中心O處,下端連接一個質量為m、電荷量為q、可視為質點的小環,小環剛好套在大環上且與大環及彈簧絕緣,整個裝置處在水平向右的勻強電場中。將小環從A點由靜止釋放,小環運動到B點時的速度恰好為0。已知小環在A、B兩點時彈簧的形變量大小相等,則( )。

A.小環在從A點運動到B點的過程中,彈簧的彈性勢能先減小后增大

B.小環在從A點運動到B點的過程中,小環的電勢能一直增大

圖1 2

11.如圖12所示,真空中兩根絕緣細棒組成“V”字形的裝置處于豎直平面內,細棒上各穿一個質量為m的小球,小球可沿細棒無摩擦地滑下,兩小球都帶+Q的電荷量。現讓兩小球從同一高度由靜止開始滑下,則在下滑過程中下列說法正確的是( )。

B.小球的加速度一直增大

C.小球的電勢能增加

D.小球的機械能增加

12.如圖13所示,導線框abcd所圍區域內有一垂直于紙面向里的變化的勻強磁場,磁感應強度B按如圖14所示四幅圖像中的方式隨時間t變化時,其中導體圓環將受到向上的磁場作用力的是( )。

圖13

圖14

二、實驗題

13.歐姆表內部電路簡化后如圖15所示,電源電動勢E=1.5V,內阻r=0.5Ω,電流表滿偏電流Ig=10mA,電流表內阻Rg=7.5Ω,A、B為接線柱。

(1)用一條導線把A、B直接連起來,此時,應將可變電阻R1調節為____Ω才能使電流表恰好達到滿偏。

(2)調至滿偏后保持可變電阻R1的值不變,在A、B間接入一個150 Ω的定值電阻R2,電流表示數為____mA。

圖15

(3)繼續保持可變電阻R1的值不變,將定值電阻R2更換為另一定值電阻R3接在A、B之間,電流表讀數為6 mA,則R3=____Ω。

14.為了研究某電學元件的伏安特性曲線,小宇同學用多用電表歐姆擋的“×10Ω”擋進行粗測,發現電表的指針偏轉較小。

(1)下列判斷正確的是____。

A.該元件的阻值極小

B.應把選擇開關換到“×1Ω”擋

C.應把選擇開關換到“×100Ω”擋

D.換擋后不必重新調零就可測量

(2)正確操作后,小宇粗測出了該元件的阻值,除待測元件外,他另有下列實驗器材可以選擇：

電流表A1(量程100mA,內阻約2Ω)

電流表A2(量程0.6A,內阻約1Ω)

電壓表V1(量程3V,內阻約2k Ω)

電壓表V2(量程15V,內阻約10k Ω)

滑動變阻器R1(最大阻值1k Ω)

滑動變阻器R2(最大阻值100Ω)

電源電動勢4.5V,內阻不計

開關、導線若干

小宇設計電路時應選用電流表____,電壓表____,滑動變阻器____。

(3)為了盡量減小實驗誤差,電流表應選用____(選填“內接”或“外接”)法,滑動變阻器的連接方式應采用____(選填“分壓式”或“限流式”)。

三、計算題

15.某課外小組設計了一種測定風速的裝置,其原理如圖16所示,一根勁度系數k=120N/m,自然長度L0=1m的彈簧一端固定在墻上的M點,另一端N與導電的迎風板相連,彈簧穿在光滑水平放置的電阻率較大的金屬桿上,彈簧由不導電材料制成。迎風板面積S=0.5m2,工作時總是正對著風吹來的方向。電路的一端與迎風板相連,另一端在M點與金屬桿相連。迎風板可在金屬桿上滑動,且與金屬桿接觸良好。定值電阻R=1Ω,電源電動勢E=12V,電源內阻r=0.5Ω。閉合開關,沒有風時,彈簧處于原長,理想電壓表的示數U1=9V,某時刻由于風吹迎風板,電壓表的示數變為U2=6V。求：

圖16

(1)金屬桿單位長度的電阻。

(2)此時作用在迎風板上的風力。

圖17

16.如圖17所示,夾角θ=45°的兩絕緣板C N與C D之間有磁感應強度大小為B,方向垂直于紙面向外的勻強磁場。板C N上與C端距離為L處有一小孔Q。一束質量為m,電荷量為+q的粒子以不同的速率沿垂直于板C N的方向從小孔Q射入勻強磁場,其中速率最大的粒子恰好垂直打在板C D上,不計粒子重力的影響。求板C D上可能被粒子打中的區域長度s和粒子在磁場中運動的最長時間tmax。

17.如圖18所示,空間某點P的下方一定距離處有一水平面(以虛線MN表示),水平面MN下方是范圍足夠大的勻強電場E,電場方向豎直向下。現自P點以速度v0水平向右拋出一個質量為m,電荷量大小為q的帶電小球,小球在A點進入勻強電場,到達B點時距水平面MN最遠,之后小球第一次回到水平面MN上的C點。已知P、A、B三點在同一直線上,且P A∶A B=17∶8,取重力加速度為g,不計空氣阻力。

圖18

(1)試判斷小球的電性,并求電場強度E的大小。

(2)小球自拋出到第一次回到水平面MN上,在水平面MN之上運動的時間t1與在電場中運動的時間t2之比為多少?

18.如圖19所示,A D與A1D1為水平放置的無限長平行金屬導軌,D C與D1C1為傾角θ=37°的平行金屬導軌,兩組導軌的間距均為l=1.5 m,導軌電阻忽略不計。質量m1=0.35k g、電阻R1=1Ω的導體棒a b置于傾斜導軌上,質量m2=0.4k g、電阻R2=0.5Ω的導體棒c d置于水平導軌上,輕質細繩跨過光滑定滑輪,一端與導體棒c d的中點相連,另一端懸掛一輕質掛鉤。導體棒a b、c d與導軌間的動摩擦因數相同,且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中,磁感應強度B=2T,初始時刻,導體棒a b在傾斜導軌上恰好不下滑。(g取10m/s2,sin37°=0.6)

圖19

(1)求導體棒與導軌間的動摩擦因數μ。

(2)在輕質掛鉤上掛上物體P,細繩處于拉伸狀態,將物體P與導體棒c d同時由靜止釋放,當物體P的質量不超過多大時,導體棒a b始終處于靜止狀態?(導體棒c d在運動過程中,導體棒a b、c d一直與DD1連線平行,且沒有與定滑輪相碰)

(3)若物體P的質量取(2)中的最大值,由靜止釋放開始計時,當t=1s時,導體棒c d已經處于勻速直線運動狀態,求在這1s時間內導體棒a b上產生的焦耳熱。

B 卷

一、選擇題(1～6題為單項選擇題,7～12題為多項選擇題)

1.如圖1所示的四幅圖像中的各絕緣直桿大小相同,所帶電荷量已在圖中標出,且電荷均勻分布,各直桿間彼此絕緣,則坐標原點O處電場強度最大的是( )。

圖1

圖2

2.某導體材料制作的電阻截面如圖2中陰影部分所示,為內、外半徑分別為a和b的半球殼層形狀,該材料的電阻率為ρ。半徑為a、電阻不計的球形電極被嵌入導體的球心作為一個引出電極,在導體的外層球殼上鍍上一層電阻不計的金屬膜成為另外一個電極,設該電阻的阻值為R。下面給出R的四個表達式中只有一個是合理的,你可能不會求解R,但是你可以通過一定的物理分析,對下列表達式的合理性做出判斷。根據你的判斷,R的合理表達式應為( )。

圖3

3.如圖3所示,在赤道上某處將一小球向東水平拋出時落地點位置在A點,讓小球帶電后,仍在該處以原來的速度拋出,考慮地磁場的影響,則下列說法中正確的是( )。

A.無論小球帶何種電荷,小球仍會落在A點

B.無論小球帶何種電荷,小球下落時間都會延長

C.若小球帶正電荷,小球會落在更遠的B點,但下落時間更短

D.若小球帶負電荷,小球會落在更近的C點,且下落時間更短

圖4

4.空間存在著平行于x軸方向的靜電場,其電勢φ隨x的分布情況如圖4所示,A、M、O、N、B為x軸上的點,xOA＜xOB,xOM=xON。一個帶電粒子在電場中僅在靜電力作用下從M點由靜止開始沿x軸向右運動,則下列判斷中正確的是( )。

A.粒子一定帶正電

B.粒子在從M點向O點運動的過程中所受靜電力均勻增大

C.粒子一定能通過N點

D.粒子在從M點向O點運動的過程中電勢能逐漸增加

圖5

5.如圖5所示,傾角為α的導電軌道間接有電源,軌道上放有一根靜止的金屬桿a b。現加一垂直于導軌平面向上的勻強磁場,在磁感應強度B逐漸增大的過程中,金屬桿a b始終保持靜止,則其受到的摩擦力( )。

A.逐漸增大

B.逐漸減小

C.先增大后減小

D.先減小后增大

6.如圖6所示,用一根螺釘、一節電池、一根導線、一塊釹磁鐵,可以做一個電動機。先把螺釘和釹磁鐵連起來,并把它一頭吸在電池的一極上,再用導線把電池和螺釘尾端的釹磁鐵連接起來,螺釘就會轉動。下列說法中正確的是( )。

圖6

A.俯視可見圖中螺釘沿逆時針方向轉動

B.該裝置的工作原理是電磁感應定律

C.電源消耗的總功率等于熱功率

D.無論把螺釘的一頭吸在電池的正極還是負極上,螺釘均沿順時針方向旋轉(俯視)

7.如圖7甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數之比為44∶5,b是原線圈的抽頭,且其恰位于原線圈的中心,S為單刀雙擲開關,負載電阻R=25Ω,電表均為理想電表。在原線圈c、d兩端接入如圖7乙所示的正弦式交變電流,下列說法中正確的是( )。

圖7

A.當開關S與a連接,t=1×10-2s時,電流表的示數為0

B.當開關S與b連接,t=1.5×10-2s時,電壓表的示數為502 V

C.將開關S由a撥到b,電阻R消耗的功率為100W

D.將開關S由b撥到a,1s內電阻R上電流的方向改變100次

圖8

8.如圖8所示,光滑絕緣水平面上有三個質量均為m的帶電小球,小球A、B帶正電,電荷量均為q,有一水平外力F作用在小球C上。若三個小球能夠保持邊長為r的正三角形“隊形”一起前進,則下列說法中正確的是( )。

A.小球C帶正電,電荷量為2q

B.小球C帶負電,電荷量為2q

圖9

9.如圖9所示是一火警報警器的電路示意圖,其中R3為高分子材料制成的熱敏電阻,其阻值隨著溫度的升高而增大。值班室的顯示器為電路中的電流表,電源兩極之間接一報警器,P點接地。當R3處出現火情時,顯示器的電流I、報警器兩端的電壓U和Q點電勢的變化情況是( )。

A.I變大,U變小

B.I變大,U變大

C.Q點電勢升高

D.Q點電勢不變

圖10

10.如圖10所示,平行板電容器與直流電源(內阻不計)連接,下極板接地,靜電計所帶電荷量很少,可忽略,一帶負電油滴被固定于電容器中的P點。現將電容器的下極板豎直向下移動一小段距離,則( )。

A.電容器的電容將變小

B.靜電計指針的張角變小

C.帶電油滴的電勢能將減少

D.將電容器的上極板與電源正極的導線斷開后再稍稍豎直向下移動下極板,帶電油滴(不再固定)會下移

圖11

11.如圖11所示,左側為多匝繞制均勻的導線圈,它們共軸水平放置,導線圈內加有沿線圈軸向的磁場,且磁感應強度隨時間均勻變化;右側為兩塊水平放置的金屬板,板間水平放有上表面絕緣的壓力傳感器,傳感器上靜置一個帶正電的小球。金屬板與導線圈之間由導線連接完好,并接有控制開關S。若傳感器示數在開關S閉合前為2N,在開關S閉合后為3N,則磁場的變化情況可能是( )。

A.向上均勻增強 B.向上均勻減弱

C.向下均勻減弱 D.向下均勻增強

12.半徑分別為r和2r的同心圓形導軌固定在同一水平面內,一長為r,電阻為R的均勻直導體棒a b置于圓形導軌上面,b a的延長線通過圓形導軌中心O,裝置的俯視圖如圖12所示。整個裝置位于一勻強磁場中,磁感應強度的大小為B,方向豎直向下。在兩環之間接阻值為R的定值電阻和電容為C的電容器。導體棒a b在水平外力作用下以角速度ω繞O逆時針勻速轉動,在轉動過程中始終與導軌保持良好接觸,不計導軌電阻。下列說法中正確的是( )。

圖12

A.導體棒中電流從a流向b

B.電容器的M板帶正電

二、實驗題

13.法拉第在研究電磁學時親手做過許多實驗,如圖13所示的實驗就是著名的電磁旋轉實驗,其現象是：如果載流導線附近只有磁鐵的一個磁極,磁鐵就會圍繞導線旋轉,反之,載流導線也會圍繞單獨的某一磁極旋轉,這一裝置實際上就是最早的電動機。圖中A是可動磁鐵,B是固定導線,C是可動導線,D是固定磁鐵,圖中容器內黑色部分表示水銀,磁鐵和導線的下半部分都浸沒在水銀中,裝置下部接在電源上。請你判斷這時自上向下看,磁鐵A的轉動方向為____,導線C的轉動方向為____。(選填“順時針”或“逆時針”)

圖13

14.要測繪一個標有“6V 2.5 W”字樣的小燈泡的伏安特性曲線,要求多次測量盡可能減小實驗誤差,備有下列器材：

A.直流電源(6V,內阻未知)

B.電流計G(滿偏電流3mA,內阻Rg=10Ω)

C.電流表A(0～0.6A,內阻未知)

D.滑動變阻器R(0～20Ω,5A)

E.滑動變阻器R'(0～200Ω,1A)

F.定值電阻R0(阻值1990Ω)

G.開關與導線若干

(1)由于所給實驗器材缺少電壓表,某同學直接把電流計G作為電壓表使用測出小燈泡兩端電壓,再用電流表A測出通過小燈泡的電流,從而畫出小燈泡的伏安特性曲線。該方案實際上是不可行的,其最主要的原因是____。

(2)為完成本實驗,滑動變阻器應選擇____(填器材前的序號)。

(3)請在圖14甲中完成本實驗的實物電路的連線。

圖14

(4)如圖15甲所示為該小燈泡的U-I圖像,現將兩個這種小燈泡L1、L2與一個阻值為5Ω的定值電阻R連成如圖15乙所示的電路,電源的電動勢E=6V,開關S閉合后,小燈泡L1與定值電阻R的電功率均為P,則P=_____W,電源的內阻r=_____Ω。

圖15

三、計算題

圖16

15.如圖16所示,平行邊界勻強磁場的寬度為d,磁感應強度為B,方向垂直于紙面向里。兩點電荷a、b的電性相反但具有相同動能,且同時自磁場左邊界的O點分別與左邊界成夾角α=30°和β=60°進入磁場,它們

剛好同時到達磁場右邊界的P點,已知P O連線與磁場邊界垂直,求a、b兩點電荷的質量之比。

圖17

(1)質點的初速度v0的大小。

(2)質點在三個區域中運動的總時間。

(1)判斷線框中感應電流的方向,并計算t=0時刻穿過線框的磁通量。

圖18

(2)在0～0.6s時間內通過線框的電荷量q為多少?

(3)線框在0～0.6s時間內產生的熱量Q為多少?

18.如圖19所示,xOy平面內有一半徑為R、以坐標原點O為圓心的圓形磁場區域,磁場方向垂直于紙面向外,在直線x=R和x=R+L之間有沿y軸負方向的勻強電場,電場強度為E。在原點O有一離子源沿y軸正方向發射速率為v0的帶電離子,離子射出磁場時速度與x軸平行,再過一段時間后進入電場,最終從x軸上的P(R+L,0)點射出電場。不計離子自身重力,求：

圖19

(2)勻強磁場的磁感應強度B的大小。

(3)離子從O點運動到P點所用的總時間。

(責任編輯 張 巧)

編后話：強化對核心考點的演練、注重對經典題型的歸納,是學好物理的秘訣,為此本刊編輯部特開設此欄目,希望同學們能認真對待。從本期開始,把這些試卷都做好并保存起來,對以后的復習必將大有裨益。