2019年高中物理 模塊檢測(B卷)新人教版選修3-1.doc

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2019年高中物理 模塊檢測(B卷)新人教版選修3-1 一、選擇題(本大題共10小題，每小題4分，共40分) 1. (多選)關于物理學史，下列說法中正確的是 ( 　　) A．電荷量e的數(shù)值最早是由美國物理學家密立根測得的 B．奧斯特發(fā)現(xiàn)了磁場對電流的作用力 C．庫侖引入“電場”的概念來描述電場的真實存在 D．庫侖在前人工作的基礎上，通過實驗研究確認了真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力的規(guī)律 答案：AD 解析：A、D說法符合物理學史，對；奧斯特發(fā)現(xiàn)的是電流周圍存在著磁場，B錯；“電場”的概念是由法拉第引入的，C錯． 2. (多選)在隧道工程以及礦山爆破作業(yè)中，部分未發(fā)火的炸藥殘留在爆破孔內(nèi)，很容易發(fā)生人員傷亡事故．為此，科學家制造了一種專門的磁性炸藥，在磁性炸藥制造過程中摻入了10%的磁性材料——鋇鐵氧體，然后放入磁化機磁化．使用磁性炸藥一旦爆炸，即可安全消磁，而遇到不發(fā)火的情況可用磁性探測器測出未發(fā)火的炸藥．已知摻入的鋇鐵氧體的消磁溫度約為400 ℃，炸藥的爆炸溫度約2240 ℃～3100 ℃，一般炸藥引爆溫度最高為140 ℃左右．以上材料表明 ( 　　) A．磁性材料在低溫下容易被磁化 B．磁性材料在高溫下容易被磁化 C．磁性材料在低溫下容易被消磁 D．磁性材料在高溫下容易被消磁 答案：AD 解析：據(jù)材料介紹鋇鐵氧體的消磁溫度約為400 ℃，可見D對、C錯；在高溫下易消磁，可見B錯、A對． 3. 電流計的主要結(jié)構如圖甲所示，固定有指針的鋁框處在由磁極與軟鐵芯構成的磁場中，并可繞軸轉(zhuǎn)動．鋁框上繞有線圈，線圈的兩端與接線柱相連．用兩根導線分別將兩只電流計的“＋”、“－”接線柱相連，如圖乙所示，撥動一只電流計的指針，另一只電流計的指針也會轉(zhuǎn)動．為了解釋上述現(xiàn)象，有同學對軟鐵芯內(nèi)部的磁感線分布提出了如下的猜想，可能正確的是 ( 　　) 答案：C 解析：磁感線不能相交，A、B、D均錯，只有C有可能． 4. (多選)如圖所示，在正方形的四個頂點各放一電荷量均為Q的點電荷(電性如圖所示)，a、b、c、d是正方形邊長的中點，則下列說法中正確的是 ( 　　) A．a(chǎn)、b、c、d四點的場強相等 B．a(chǎn)、c兩點的場強一定等大而反向 C．b、d兩點的場強一定等大而反向 D．e點的場強一定為零 答案：BCD 解析：以a點為研究對象，設正方形的邊長為2R，則由點電荷場強公式E＝k知，a點正上方＋Q和正下方－Q在a點產(chǎn)生的合場強方向豎直向下，大小為E1＝，a點右上方和右下方在a點產(chǎn)生的合場強方向豎直向上，大小為E2＝，因此四個點電荷在a點產(chǎn)生的合場強方向豎直向下，大小為E1－E2＝－；若以b點為研究對象，場強大小與a點相等，方向水平向右，以c點為研究對象，場強大小與a、b兩點相等，方向豎直向上，A錯B正確；同理分析C、D也正確． 5. 如圖所示，在勻強電場中有一半徑為R的圓形區(qū)域，場強方向與圓形區(qū)域所在平面平行，場強大小為E，電荷量為q的帶正電微粒以相同的初動能沿著各個方向從A點進入圓形區(qū)域，只在電場力作用下運動，從圓周上不同點離開圓形區(qū)域，其中從C點離開圓形區(qū)域的帶電微粒的動能最大，圖中O是圓心，AB是圓的直徑，AC是與AB成α角的弦．則 ( 　　) A．勻強電場的方向沿AC方向 B．勻強電場的方向沿CO方向 C．從A到C電場力做功為2qERcosα D．從A到C電場力做功為2qERcos2α 答案：D 解析：從C點離開的粒子動能最大，說明從A到C電場力做正功，A電勢高于C，且AC兩點間電勢差最大，所以C是圓周上電勢最低的點，勻強電場中的等勢線是直線，圓上沒有C的等勢點，也就是過C點的等勢線為圓上過C點的切線，由于電場線與等勢線垂直，由電勢高的點指向電勢低的點，所以，電場方向沿OC方向，A、B錯；電場力做功W＝qE|AC|cosα＝qE(2Rcosα)cosα＝2qERcos2α，C錯，D對，本題選D. 6. (多選)一個用半導體材料制成的電阻器D，其電流I隨它兩端的電壓U的關系圖象如圖甲所示，將它與兩個標準電阻R1、R2并聯(lián)后接在電壓恒為U的電源上．如圖乙所示，三個用電器消耗的電功率均為P.現(xiàn)將它們連接成如圖丙所示的電路，仍然接在該電源的兩端，設電阻器D和電阻R1、R2消耗的電功率分別為PD、P1、P2.它們之間的大小關系為 ( 　　) A．P1＝4P2　　　　　　　　 B．PD＜P2 C．P1＜4P2 D．PD＞P2 答案：BC 解析：當三個電阻并聯(lián)接到電壓為U的電源上時，消耗的功率都是P，說明此時三個電阻的阻值相等，因此兩個定值電阻R1＝R2，有P＝，若將它們連接成如圖丙所示的電路，仍然接在該電源的兩端，則R2與D并聯(lián)的阻值小于電阻R1，所以R1兩端電壓U1＞U，D與R2兩端電壓U2＜U，由D的IU圖象可知，電壓越小D的電阻越大，所以此時RD＞R2.設題圖丙中總電流為I，則流過R2的電流I2＞I，由P＝I2R得P1＜4P2，A錯誤，C正確．由P＝得：PD＜P2，D錯誤，B正確． 7. 如圖所示，豎直向上的勻強電場中，絕緣輕質(zhì)彈簧豎直立于水平地面上，上面放一質(zhì)量為m的帶正電小球，小球與彈簧不連接，施加外力F將小球向下壓至某位置靜止．現(xiàn)撤去力F，小球從靜止開始運動到離開彈簧的過程中，重力、電場力對小球所做的功分別為W1和W2，小球離開彈簧時速度為v，不計空氣阻力，則上述過程中 ( 　　) A．小球與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒 B．小球的重力勢能增加W1 C．小球與彈簧組成的系統(tǒng)的機械能增加W1＋mv2 D．小球的電勢能減少W2 答案：D 解析：由于電場力做正功，故小球與彈簧組成的系統(tǒng)機械能增加，機械能不守恒，故A選項錯誤；重力做功是重力勢能變化的量度，由題意知重力做負功，重力勢能增加－W1，故B選項錯誤；小球與彈簧組成的系統(tǒng)增加的機械能在數(shù)值上等于除重力和彈力外，外力所做的功即W2，故C選項錯誤；根據(jù)電場力做功是電勢能變化的量度，電場力做正功電勢能減少，電場力做負功電勢能增加，故D選項正確． 8. 如圖所示，在一個水平膠木圓盤上有一個帶負電荷的金屬塊P隨圓盤一起繞過O點的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動，圓盤轉(zhuǎn)動的最大角速度為ω.若在豎直方向加一向下的勻強磁場，仍然保持P隨圓盤一起轉(zhuǎn)動，圓盤按圖示方向勻速轉(zhuǎn)動的最大角速度為ω′.則下面判斷正確的是 ( 　　) ①P受到的磁場力方向指向圓心O?、赑受到的磁場力方向背離圓心O　③ω＜ω′?、堞兀睛亍? A．①④ B．②③ C．①③ D．②④ 答案：D 解析：外加磁場后，由左手定則可知，P受磁場力方向背離圓心，故②正確，未加磁場時，fm＝mRω2，外加磁場后，fm－F＝mRω′2，因此ω＞ω′，④正確． 9. (多選)在如圖所示的電路中，電容器C的上極板帶正電，為了使該極板仍帶正電，下列辦法中可以采用的是 ( 　　) A．增大R1，其他電阻不變 B．增大R2，其他電阻不變 C．增大R3，其他電阻不變 D．增大R4，其他電阻不變 答案：AD 解析：選電源的負極電勢為零，因電容器上極板帶正電，故有φa＞φb.若使上極板仍帶正電，且電荷量增大，則可使a點電勢升高，或使b點電勢降低．升高a點電勢的方法是增大R1或減小R2，降低b點電勢的方法是減小R3或增大R4，故A、D正確，B、C錯誤． 10. (多選)如圖所示直線MN上方有磁感應強度為B的勻強磁場．正、負電子同時從同一點O以與MN成30角的同樣速度v射入磁場，設電子質(zhì)量為m，電荷量為e，則(　　) A. 正、負電子在磁場中運動的半徑和周期是相同的 B. 正、負電子從磁場中射出點到O點的距離相等 C. 正、負電子在磁場中運動的時間差是 D. 正、負電子在磁場中運動的時間差是 答案：ABC 解析：正、負電子的半徑和周期是相同的，選項A正確；正、負電子偏轉(zhuǎn)方向相反，先確定圓心，畫出半徑，由對稱性知：射入、射出點和圓心恰好組成正三角形，所以從磁場中射出點到O點的距離相等，選項B正確；由圖還看出經(jīng)歷時間相差2T/3，時間差為Δt＝，選項C正確、D錯誤． 二、實驗題(本大題共2小題，共16分) 11. (8分)如圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三條線分別表示多用電表指針的指示位置，將選擇開關置于直流“50 V”擋，Ⅱ的示數(shù)為________V，Ⅲ的示數(shù)為________V；選擇開關置于直流“100 mA”擋時，Ⅰ示數(shù)為________mA；將多用電表選擇開關置于“10”擋，Ⅲ的示數(shù)________Ω. 答案：20.0　10.0　50　1000 解析：根據(jù)選用的不同擋位，讀取表盤上的不同數(shù)值，“100 mA”擋時可按最大量程“10”的讀數(shù)，然后乘以10，測電阻時，讀最上面一排，然后乘以倍率即可． 12. (8分)一種供實驗使用的小型電池電動勢約為9 V，電池允許的最大輸出電流為50 mA，為了測定這個電池的電動勢和內(nèi)阻，現(xiàn)有量程為10 V的電壓表(內(nèi)阻很大，可不考慮它對測量的影響)，電阻箱R，阻值范圍為0～9999 Ω，R0＝150 Ω的保護電阻，開關和導線． (1)畫出測量電路． (2)在實驗中當電阻箱調(diào)到如圖甲所示位置后，閉合開關S，電壓表示數(shù)9.0 V，電阻箱此時電阻為________Ω，電路中流過電阻箱的電流為________mA. (3)斷開開關，調(diào)整電阻箱阻值，再閉合開關，讀取電壓表示數(shù)，多次測量后，作出如圖乙所示圖線，則該電池電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω. 答案：(1)測量電路如圖所示 (2)750　10 (3)9.5　50 解析：(2)通過電阻箱的電流 I0＝＝ A＝0.01 A＝10 mA. (3)與縱軸的交點即電源電動勢 E＝9.5 V，電源內(nèi)阻r＝＝ Ω＝50 Ω. 三、計算題(本大題共4小題，共44分，要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位) 13. (10分)如圖所示的電路中，電源電動勢E＝24 V，內(nèi)阻不計，電容C＝12 μF，R1＝10 Ω，R3＝60 Ω，R4＝20 Ω，R5＝40 Ω，電流表G的示數(shù)為零，此時電容器所帶電荷量Q＝7.210－5 C，求電阻R2的阻值． 答案：110 Ω或7.14 Ω 解析：電容器兩端電壓UC＝＝6 V，＝， 所以U4＝8 V， 若U1＝6 V＋8 V＝14 V，則＝， 所以R2＝7.14 Ω. 若U1′＝8 V－6 V＝2 V，則＝. 所以R2＝110 Ω. 14. (10分)如圖所示，電源電動勢E0＝15 V，內(nèi)阻r0＝1 Ω，電阻R1＝30 Ω，R2＝60 Ω.間距d＝0.2 m的兩平行金屬板水平放置，板間分布有垂直于紙面向里、磁感應強度B＝1 T的勻強磁場，閉合開關S，板間電場視為勻強電場，將一帶正電的小球以初速度v＝0.1 m/s沿中軸線水平射入兩板間．設滑動變阻器接入電路的阻值為Rx，忽略空氣對小球的作用，取g＝10 m/s2. (1)當Rx＝29 Ω時，電阻R2消耗的電功率是多大？ (2)若小球進入板間做勻速圓周運動并與板相碰，碰時速度與初速度的夾角為60，則Rx是多少？ 答案：(1)0.6 W　(2)54 Ω 解析：R1R2的并聯(lián)電阻R＝① U2＝② P2＝③ 當Rx＝29 Ω時，由①②③可得P＝0.6 W (2)小球做勻速圓周運動，有mg＝qE?、?，小球碰板的速度與初速度的夾角為60，如圖所示，由幾何知識有r＝d?、?，由E＝，其中U＝，所以E＝?、?，由qvB＝m?q＝?、? 把③④代入①得mg＝只有一個未知數(shù)Rx，代入數(shù)據(jù)解得Rx＝54 Ω. 15. (10分)一個負離子，質(zhì)量為m，電荷量大小為q，以速率v垂直于屏S經(jīng)小孔O射入存在著勻強磁場的真空室中，如圖所示，磁感應強度B的方向與離子的運動方向垂直，并垂直紙面向里． (1)求離子進入磁場后到達屏S上時的位置與O點的距離； (2)如果離子進入磁場后經(jīng)時間t到達P點，證明直線OP與離子入射方向之間的夾角θ跟t的關系是θ＝t. 答案：(1)　(2)證明略 解析：(1)離子的初速度與磁場方向垂直，在洛倫茲力作用下，做勻速圓周運動，設圓半徑為r，則根據(jù)牛頓第二定律，可得 qvB＝，得r＝ 如圖，離子回到屏S上的位置A與O的距離，AO＝2r，所以AO＝. (2)離子到達P時，圓心角α＝. 因為α＝2θ，所以θ＝＝＝t. 16. (14分)如圖所示裝置中，區(qū)域Ⅰ和Ⅲ中分別有豎直向上和水平向右的勻強電場，電場強度分別為E和；Ⅱ區(qū)域內(nèi)有垂直向外的水平勻強磁場，磁感應強度為B.一質(zhì)量為m、帶電量為q的帶負電粒子(不計重力)從左邊界O點正上方的M點以速度v0水平射入電場，經(jīng)水平分界線OP上的A點與OP成60角射入Ⅱ區(qū)域的磁場，并垂直豎直邊界CD進入Ⅲ區(qū)域的勻強電場中．求： (1)粒子在Ⅱ區(qū)域勻強磁場中運動的軌道半徑； (2)O、M間的距離； (3)粒子從M點出發(fā)到第二次通過CD邊界所經(jīng)歷的時間． 答案：(1)　(2)　(3)＋ 解析：(1)粒子在勻強電場中做類平拋運動，設粒子過A點時速度為v， 由類平拋規(guī)律知v＝① 粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，由牛頓第二定律得Bqv＝m② 所以R＝③ (2)設粒子在電場中運動時間為t1，加速度為a，則有 qE＝ma④ v0tan60＝at1⑤ 即t1＝⑥ O、M兩點間的距離為L＝at＝⑦ (3)設粒子在Ⅱ區(qū)域磁場中運動時間為t2 則由幾何關系知t2＝＝⑧ 設粒子在Ⅲ區(qū)域電場中運行時間為t3， a′＝＝⑨ 則t3＝2＝⑩ 粒子從M點出發(fā)到第二次通過CD邊界所用時間為 t＝t1＋t2＋t3＝＋＋＝＋.