高三一輪復習檢測題（選修3-1、3-2）A卷

■河南省安陽市實驗中學 黃 琳

一、選擇題(第1～6 題只有一個選項正確,第7～10題有多個選項正確)

1.如圖1所示,xOy平面是無窮大導體的表面,該導體充滿z＜0的空間,z＞0 的空間為真空。將帶電荷量為+q的點電荷置于z軸上z=h處,則在xOy平面上會產生感應電荷?？臻g任意一點處的電場皆是由點電荷和導體表面上的感應電荷共同激發(fā)的。已知靜電平衡時導體內部場強處處為零,則在z軸上處的場強為( )。

圖1

2.真空中有一半徑為r0的帶電金屬球,以球心O為坐標原點,沿某一半徑方向為正方向建立x軸,x軸上各點的電勢φ隨x的分布情況如圖2所示,其中x1、x2、x3分別是x軸上A、B、C三點的位置坐標。根據φ-x圖像可知,下列說法中正確的是( )。

圖2

A.該金屬球帶負電

B.A點電場強度大于C點電場強度

C.B點的電場強度大小為

D.帶電荷量為-q的點電荷在B點的電勢能比在C點的電勢能低|q(φ2-φ3)|

3.真空中存在空間范圍足夠大,方向水平向左的勻強電場。若將一個質量為m,帶正電的小球從電場中某點由靜止釋放,則小球在運動過程中的速度與水平方向間的夾角為53°?，F將該小球從電場中某點以初速度v0豎直向上拋出,則小球在從拋出點運動至最高點的過程中電勢能的變化量為(已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)( )。

4.在如圖3所示的電路中,理想變壓器原、副線圈的匝數之比為n1∶n2,電流表、電壓表可視為理想電表,原線圈接電壓穩(wěn)定的正弦式交變電流,R1、R2為定值電阻,R為滑動變阻器,當滑動變阻器的滑片由c端向d端移動時,分別用ΔI和ΔU表示電流表、電壓表示數的變化量(絕對值),則等于( )。

圖3

A.R2+RB.R1+R2C.D.

5.如圖4所示的四幅圖中,甲是質譜儀的工作原理示意圖,乙是速度選擇器的工作原理示意圖,丙是磁流體發(fā)電機,丁是霍爾元件,下列說法中正確的是( )。

圖4

A.圖甲中,氫的兩種同位素由靜止開始經加速電場射入磁場,打到A1位置的粒子的比荷比打到A2位置的粒子的比荷大

C.圖丙中,將一束等離子體噴入磁場,A、B兩極板間產生電勢差,A板的電勢較低

D.圖丁中,若載流子帶負電,則穩(wěn)定時C板的電勢較高

6.電容為C的兩個完全相同的并聯電容器C1、C2與一個電感為L的線圈串聯,如圖5所示。開關S斷開,電容器C1兩極板間的電壓為U,電容器C2和線圈中既沒有電荷也沒有電流,線圈的自感系數L足夠大。開關S 接通后,線圈中通過的電流的最大值為( )。

圖5

7.帶電粒子經電勢差為U1的電場加速后,以垂直于電場方向的速度進入由長度為L、電勢差為U2的平行金屬板產生的勻強電場中,設兩平行金屬板間的距離d為一定值,則粒子離開電場時的偏轉角( )。

A.隨加速電場電勢差U1的增大而增大

B.隨偏轉電場電勢差U2的增大而增大

C.隨粒子電荷量q的增大而增大

D.隨金屬板長L的增大而增大

8.如圖6所示的虛線為半徑為R、磁感應強度為B的圓形勻強磁場區(qū)域的邊界,磁場的方向垂直于圓平面向里。大量的比荷均為的相同粒子由磁場邊界的最低點A向圓平面內的不同方向以相同的速率v0射入磁場,粒子在磁場中做半徑為r的圓周運動,經過一段時間的偏轉,所有的粒子均由圓邊界離開,所有粒子的出射點的連線為虛線邊界的,粒子在圓形磁場中運動的最長時間用tmax表示,假設為已知量,其余的量均為未知量,忽略粒子自身重力及粒子間的相互作用,則( )。

圖6

9.如圖7所示,等離子體以平行于兩極板向右的速度v=100 m/s進入兩極板之間,兩極板間有磁感應強度大小B=0.5 T,方向垂直于紙面向里的勻強磁場,兩極板間的距離d=10 cm,兩極板間等離子體的電阻r=1 Ω。某同學在裝有導電液體的玻璃皿的中心放一個圓柱形電極接電路中B點,沿邊緣放一個圓環(huán)形電極接電路中A點后完成“旋轉的液體”實驗。若蹄形磁鐵兩極間正對部分的磁場可視為勻強磁場,上半部分為S極,電路中定值電阻R0=2 Ω,閉合開關后,當液體穩(wěn)定旋轉時電壓表(視為理想電壓表)的示數恒為UAB=2 V,則( )。

圖7

A.玻璃皿中的電流由中心流向邊緣

B.由上往下看,液體沿逆時針方向旋轉

C.通過電阻R0的電流為1 A

D.閉合開關后,電阻R0的電功率為2 W

10.如圖8所示,電阻R=0.1 Ω 的正方形單匝線框abcd的邊長L=0.2 m,bc邊與勻強磁場邊緣重合。磁場的寬度等于線框的邊長,磁感應強度大小B=0.5 T,方向垂直于紙面向里。在水平拉力作用下,線框以速度v=8 m/s向右穿過磁場區(qū)域,則下列說法中正確的是( )。

圖8

A.線框切割磁感線產生的感應電動勢的大小E=0.8 V

B.線框在穿越磁場區(qū)域的過程中受到的水平拉力的大小F=3.2 N

C.線框穿過磁場區(qū)域所用的時間t=0.1 s

D.線框在穿越磁場區(qū)域的過程中產生的熱量Q=0.32 J

二、實驗題

11.(1)市場上銷售的銅質電線產品中存在部分導體電阻不合格的,質檢部門先用多用電表“×1”歐姆擋粗測其電阻如圖9 甲所示,再用螺旋測微器測量其直徑如圖9 乙所示,則該電線的電阻Rx=________Ω,直徑D=________mm。

圖9

(2)將該段電線帶至實驗室設計實驗電路測量其電阻率,實驗室提供的器材如下:

A.電流表A1(量程為0～0.6 A,內阻約為0.8 Ω,電流表A2(量程為0～1.5 A,內阻約為10 Ω)

B.電壓表V(量程為0～3 V,內阻為3 kΩ)

C.滑動變阻器R1(阻值范圍為0～10 Ω),滑動變阻器R2(阻值范圍為0～200 Ω)

D.定值電阻R=3 kΩ

E.電源E(電動勢為6 V,內阻約為10 Ω)

F.待測電阻Rx,開關和導線若干

利用所給器材設計實驗電路,并在圖10中畫出完整的實驗電路圖,要求電表的示數可以從零起且讀數要超過滿量程的,電流表應選擇_____,滑動變阻器應選擇____(填器材的符號)。

圖10

(3)利用設計的電路圖進行實驗,讀出多組電壓表和電流表的示數,畫出的U-I圖像是過原點的傾斜直線,斜率為k,計算電線電阻率的表達式為ρ=_____(用U-I圖像的斜率k,電線的直徑D和長度L表示,且忽略電表的內阻帶來的系統(tǒng)誤差)。

三、計算題

12.如圖11所示,在豎直平面內,一個質量為m,帶電荷量為-q的液滴,以一定的初速度v0從坐標原點O,與x軸正方向成θ角射入與x軸同向的勻強電場中,當液滴運動到最高點P時,它的速度大小仍為v0,試求:

圖11

(1)最高點P的位置在原點O正上方、左上方還是右上方? 簡述理由。

(2)勻強電場的場強E,最高點P與原點O間的電勢差U各為多大?

13.如圖12甲所示,A、B是兩塊水平放置的足夠長平行金屬板,組成偏轉勻強電場,B板接地,A板電勢φA隨時間t變化的情況如圖12乙所示,C、D兩平行金屬板豎直放置,中間有兩正對小孔O1′和O2,兩板間電壓為U2,組成減速電場?，F有一帶負電粒子在t=0時刻以一定初速度沿A、B兩板間的中軸線O1O1′射入偏轉電場,并能從O1′沿連線O1′O2進入減速電場。已知粒子的帶電荷量為-q,質量為m,不計粒子自身重力,求:

圖12

(1)該粒子進入A、B兩板間的初速度v0為多大時,粒子剛好能到達O2孔?

(2)在(1)的條件下,A、B兩板長度的最小值為多少?

(3)A、B兩板間距的最小值為多少?

14.如圖13所示,一電阻為R1的勻質光滑金屬環(huán)豎直放置,一根電阻為r,長度為l的輕質金屬桿可繞桿中心O無摩擦地轉動,金屬桿兩端各固定一個金屬球并套在金屬環(huán)上可沿環(huán)滑動,兩金屬球的質量分別為M、m,且M＞m,Oa為一導線,連接金屬桿中心O和金屬環(huán)并沿水平方向,電阻為R2。把金屬桿從水平位置自由釋放,金屬桿轉至豎直位置時的角速度為ω。

圖13

(1)求金屬桿轉至豎直位置時,回路中電流的瞬時功率。

(2)若金屬桿從水平位置轉至豎直位置的過程所經歷的時間為t,求此過程中感應電動勢的有效值。

15.在如圖14所示的直角坐標系中,在直線x=-2l0到y(tǒng)軸區(qū)域內存在著兩個大小相等,方向相反的有界勻強電場,其中x軸上方的電場方向沿y軸負方向,x軸下方的電場方向沿y軸正方向。在電場左邊界上A點(-2l0,-l0)到C點(-2l0,0)區(qū)域內,連續(xù)分布著電荷量為+q,質量為m的粒子。從某時刻起由A點到C點間的粒子,依次連續(xù)以相同的速度v0沿x軸正方向射入電場。若從A點射入的粒子恰好從y軸上的A′點(0,l0)沿x軸正方向射出電場,其軌跡如圖中虛線所示,不計粒子自身重力及它們之間的相互作用。

圖14

(1)求勻強電場的電場強度E。

(2)在A點到C點區(qū)域內還有哪些位置的粒子,通過電場后也能沿x軸正方向運動?

(3)若以直線x=2l0上的某點為圓心的圓形區(qū)域內,分布著垂直于xOy平面向里的勻強磁場,使沿x軸正方向射出電場的粒子,經磁場偏轉后,都能通過直線x=2l0與圓形磁場邊界的一個交點處,而便于被收集,則磁場區(qū)域的最小半徑是多大? 相應的磁感應強度B是多大?