高三一輪復(fù)習(xí)檢測(cè)題(選修3—1、3—2)B卷參考答案與提示

1.B 提示:假設(shè)質(zhì)點(diǎn)由Q點(diǎn)向P點(diǎn)運(yùn)動(dòng),作出軌跡上某點(diǎn)的速度和靜電力,如圖1所示。因?yàn)殪o電力和速度的夾角為鈍角,所以靜電力做負(fù)功,電勢(shì)能增大,動(dòng)能減小,選項(xiàng)B 正確,C 錯(cuò)誤。因?yàn)閹ж?fù)電的質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能較大,所以P點(diǎn)電勢(shì)較低,即三個(gè)等勢(shì)面中,c的電勢(shì)最低,選項(xiàng)A 錯(cuò)誤。因?yàn)镻點(diǎn)的電場(chǎng)線比Q點(diǎn)的密集,所以質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)受到的靜電力較大,產(chǎn)生的加速度較大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。假設(shè)質(zhì)點(diǎn)由P點(diǎn)向Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng),可得出同樣的結(jié)論。

2.D

3.A 提示:當(dāng)I1=I2=I3時(shí),令B1=B2=B3=B0,根據(jù)安培定則畫(huà)出I1、I2、I3在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度示意圖,如圖2甲所示,根據(jù)矢量疊加原理可知,此時(shí)O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B與B0滿足關(guān)系式。當(dāng)I1=3I,I2=I3=I時(shí),B1=3B0,B2=B3=B0,同理作出O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度示意圖,如圖2乙所示,則O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為4B0=2B,選項(xiàng)A 正確,B 錯(cuò)誤。當(dāng)I2=3I,I1=I3=I時(shí),B1=B3=B0,B2=3B0,則O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度示意圖如圖2 丙所示,O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為,同理可得,當(dāng)I3=3I,I1=I2=I時(shí),O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為,選項(xiàng)C、D 錯(cuò)誤。

4.B 提示:粒子在加速電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)動(dòng)能定理得,粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)洛倫茲力提供向心力得,解得。因此質(zhì)子和α粒子分別在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度之比,即需將磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)?B。

5.C 提示:題圖所示位置線圈與磁場(chǎng)方向平行,穿過(guò)線圈的磁通量為零,選項(xiàng)A 錯(cuò)誤。線圈繞轉(zhuǎn)軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω=2πn,線圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Emax=NBSω=NBL2·2πn=2πNBL2n,選項(xiàng)B 錯(cuò)誤。交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值,則電流表的示數(shù),電壓表的示數(shù)U=,選項(xiàng)C正確,D 錯(cuò)誤。

6.C 提示:線框bc邊的位置坐標(biāo)x由L到2L的過(guò)程中,線框bc邊的有效切割長(zhǎng)度l=x-L,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blv=B(x-L)v,感應(yīng)電流電流逐漸增大;根據(jù)楞次定律可以判斷出感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcda,為正值。線框bc邊的位置坐標(biāo)x由2L到3L的過(guò)程中,根據(jù)楞次定律可以判斷出感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcba,為負(fù)值;線框ad邊的有效切割長(zhǎng)度l=x-2L,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blv=B(x-2L)v,感應(yīng)電流,電流的大小逐漸增大。

7.AD 提示:電子在靜電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),根據(jù)動(dòng)能定理得eE·Δx=ΔEp,則Ep-x圖像的斜率,斜率k越大,電場(chǎng)強(qiáng)度E越大,因此x1處的電場(chǎng)強(qiáng)度比x3處的大,選項(xiàng)A 正確。Ep-x圖像中x2處的斜率為零,則電場(chǎng)強(qiáng)度為零,最小;根據(jù)Ep=qφ可知,負(fù)電荷在電勢(shì)低的地方電勢(shì)能大,因此x2處的電勢(shì)最小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。當(dāng)x＞x2時(shí)電子的電勢(shì)能逐漸減小,說(shuō)明靜電力對(duì)電子做正功,則電場(chǎng)線方向沿x軸負(fù)方向,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)只有靜電力做功,則Ep+Ek=定值,因?yàn)殡娮釉趚=0處的電勢(shì)能小于在x3處的電勢(shì)能,所以電子在x=0處的動(dòng)能大于在x3處的動(dòng)能,在x=0處的速度大于在x3處的速度,選項(xiàng)D 正確。

8.BC 提示:當(dāng)電路中的電流I=3 A時(shí),該體重計(jì)測(cè)量的體重最大,根據(jù)歐姆定律得,變形得,即R=2 Ω,代入R=30-0.02F,解得F=1 400 N,選項(xiàng)A 錯(cuò)誤,B 正確。踏板空載時(shí)F=0,代入R=30-0.02F,解得R=30 Ω,根據(jù)歐姆定律得,因此該體重計(jì)的零刻度線(踏板空載時(shí)的刻度線)應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤(pán)的0.375 A 處,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。

9.BC 提示:磁場(chǎng)以速度v勻速向右移動(dòng),線框相對(duì)磁場(chǎng)向左運(yùn)動(dòng),根據(jù)右手定則可知,圖示時(shí)刻線框中的感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较?選項(xiàng)A 錯(cuò)誤。根據(jù)左手定則可知,列車(chē)所受的安培力方向向右,因此列車(chē)行駛的方向與磁場(chǎng)移動(dòng)的方向相同,選項(xiàng)B 正確。當(dāng)列車(chē)速度為v′時(shí),列車(chē)相對(duì)磁場(chǎng)的速度大小為v-v′,則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=2NBL(v-v′),感應(yīng)電流,線框受到的安培力,選項(xiàng)C正確,D 錯(cuò)誤。

10.BD 提示:當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),原線圈中的電流I1=2I+2I=4I,副線圈中的電流I2=I+I=2I,根據(jù)原、副線圈的匝數(shù)和電流成反比得,選項(xiàng)B正確。根據(jù)原、副線圈的匝數(shù)和電壓成正比得,其中U2=U,則,a、b兩端的電壓,選項(xiàng)A 錯(cuò)誤。當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),副線圈中的電流減小,則原線圈中的電流也減小,燈泡L1和L2并聯(lián)部分的電壓減小,燈泡L1、L2都變暗,a、b兩端的電壓不變,則原線圈兩端的電壓增大,副線圈兩端的電壓也增大,電壓表的示數(shù)增大,選項(xiàng)C 錯(cuò)誤,D 正確。

11.(1)D (2)乙 (3)如圖3所示(4)1.73 2.03

圖3

提示:(1)根據(jù)歐姆定律得R0=,因?yàn)殡娮柘銻0的精確度為0.1 Ω,所以選項(xiàng)D正確。(4)根據(jù)閉合電路歐姆定律得E=Ig(Rg+R0)+I(r+RA),整理得Ig=,即Ig-I圖像為斜率為負(fù)的傾斜直線,圖像斜率大小,解得r=2.03 Ω。將Ig=3.0 mA,I=0.32 A 代入,解得E=1.73 V。

12.(1)在小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理得(mg+qE)L=,解得小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大小。當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí),根據(jù)牛頓第二定律得F-(mg+qE)=,解得輕繩的拉力F=3(mg+qE),即輕繩的最大張力為3(mg+qE)。(2)小球離開(kāi)B點(diǎn)后做類平拋運(yùn)動(dòng),到達(dá)C點(diǎn)時(shí)小球垂直打在擋板上,則小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的速度大小。(3)在小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理得,又有UAC=EhAC,解得。

13.粒子帶正電,根據(jù)左手定則可知,粒子在磁場(chǎng)中沿順時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng),粒子受到的洛倫茲力提供向心力,則,解得r=0.1 m=10 cm。粒子的臨界運(yùn)動(dòng)軌跡如圖4所示,根據(jù)幾何關(guān)系得解得xA=12 cm,xB=8 cm。因此x軸上有粒子穿過(guò)的坐標(biāo)范圍是-8 cm≤x≤12 cm。

圖4

14.(1)當(dāng)金屬桿ab做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)平衡條件得F=μmgcosα+mgsinα+F安,其中,解得F=5.8 N。當(dāng)金屬桿ab的速度為0.4 m/s時(shí),有0.8 N。根據(jù)牛頓第二定律得F-μmgcosα-mgsinα-F安1=ma,解得a=2.4 m/s2。(2)在0～1 s時(shí)間內(nèi),根據(jù)動(dòng)量定理得mv2-0,其中,解得q=0.85 C。(3)從金屬桿ab開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到它剛好達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理得0,又有,解得Q桿=1.837 5 J。

15.(1)將速度v0沿x軸和y軸分解得,粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),即在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),在豎直方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則,聯(lián)立以上各式解得。(2)粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的軌跡如圖5甲所示,根據(jù)幾何關(guān)系可得,每段軌跡圓弧所對(duì)圓心角均為,根據(jù)粒子受到的洛倫茲力提供向心力得qv0B=,解得。粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)所用的時(shí)間,解得t=。(3)此次粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡與小圓相切,如圖5 乙所示,根據(jù)幾何關(guān)系得(r+R)2=r2+(3R)2,解得r=4R。根據(jù)粒子受到的洛倫茲力提供向心力得,解得v=2v0,根據(jù)動(dòng)能定理得,解得。因此此次粒子釋放時(shí)的位置坐標(biāo)為。

圖5