【紅對(duì)勾】20142015學(xué)年人教版高中物理選修31：綜合評(píng)估

1、選修31綜合評(píng)估限時(shí)：90分鐘 總分：100分一、選擇題(每小題4分，共40分)1在一個(gè)等邊三角形ABC頂點(diǎn)B、C處各放一個(gè)點(diǎn)電荷時(shí)，測(cè)得A處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，方向與BC邊平行沿B指向C.如圖1所示，拿走C處的電荷后，A處電場(chǎng)強(qiáng)度的情況將是()圖1A大小仍為E，方向由A指向BB大小變?yōu)?，方向不變C大小仍為E，方向沿BA向外D無(wú)法確定解析：根據(jù)矢量合成法則可推理知，在B、C兩處同時(shí)存在場(chǎng)電荷時(shí)，合電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)方向沿平行BC的方向，說(shuō)明B、C兩處電荷在A處獨(dú)立產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向均與合電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)成60°.當(dāng)撤去C處場(chǎng)電荷時(shí)，只剩下B處場(chǎng)電荷，此時(shí)A處場(chǎng)強(qiáng)大小為E，方向沿BA方向向外答案：

2、C2如圖2所示，AB是某個(gè)點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，在線上O點(diǎn)放一個(gè)自由的負(fù)電荷，它將沿電場(chǎng)線向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)下列判斷中正確的是()圖2A電場(chǎng)線由B指向A，該電荷做加速運(yùn)動(dòng)，加速度越來(lái)越小B電場(chǎng)線由B指向A，該電荷做加速運(yùn)動(dòng)，加速度越來(lái)越大C電場(chǎng)線由B指向A，該電荷做加速運(yùn)動(dòng)，加速度變化不能確定D電場(chǎng)線由A指向B，該電荷做勻加速運(yùn)動(dòng)解析：電場(chǎng)線是直線型，負(fù)電荷由靜止開始做加速運(yùn)動(dòng)，它的運(yùn)動(dòng)方向與電場(chǎng)線方向相反而電荷運(yùn)動(dòng)所在處的電場(chǎng)線疏密程度不確定，故它的加速度大小變化情況也不確定答案：C圖33如圖3所示，電荷量為q和q的點(diǎn)電荷分別位于正方體的頂點(diǎn)，正方體范圍內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)有()A體中心、各面中心

3、和各邊中點(diǎn)B體中心和各邊中點(diǎn)C各面中心和各邊中心D體中心和各面中心解析：對(duì)于每個(gè)側(cè)面，分別連接兩正點(diǎn)電荷與兩負(fù)點(diǎn)電荷，即兩條對(duì)角線，可以看到兩條對(duì)角線的交點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度都為零，所以各側(cè)面的電場(chǎng)強(qiáng)度都為零分析每個(gè)邊的中點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都不可能為零所以D正確答案：D圖44如圖4所示是一只利用電容器電容(C)測(cè)量角度()的電容式傳感器的示意圖當(dāng)動(dòng)片和定片之間的角度()發(fā)生變化時(shí)，電容(C)便發(fā)生變化，于是通過(guò)知道電容(C)的變化情況就可以知道角度()的變化情況下圖的圖像中，最能正確反映角度()與電容(C)之間關(guān)系的是()解析：由題中介紹的電容器構(gòu)造可知：CS()R2所以C·電容C隨增大而減小，且

4、為線性關(guān)系答案：B5空間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，有一電荷量q(q>0)，質(zhì)量m的粒子從O點(diǎn)以速率v0射入電場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)速率為2v0.現(xiàn)有另一電荷量q、質(zhì)量m的粒子以速率2v0仍從O點(diǎn)射入該電場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速率為3v0.若忽略重力的影響，則()A在O、A、B三點(diǎn)中，B點(diǎn)電勢(shì)最高B在O、A、B三點(diǎn)中，A點(diǎn)電勢(shì)最高COA間的電勢(shì)差比BO間的電勢(shì)差大DOA間的電勢(shì)差比BO間的電勢(shì)差小解析：本題考查電場(chǎng)力做功和動(dòng)能定理，意在考查考生掌握電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的變化關(guān)系由動(dòng)能定理有qUOAm(2v0)2mvmv；qUOBm(3v0)2m(2v0)2mv，故在三點(diǎn)中，B點(diǎn)的電勢(shì)最高，A點(diǎn)的電勢(shì)最低，OA間的電

5、勢(shì)差比BO間的電勢(shì)差小，所以選AD.答案：AD6一輛電瓶車，質(zhì)量為500 kg，由內(nèi)阻不計(jì)的蓄電池組向直流電動(dòng)機(jī)提供24 V的電壓，當(dāng)電瓶車在水平地面上以0.8 m/s的速度勻速行駛時(shí)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為5 A，設(shè)車所受的阻力是車重的0.02倍(g10 m/s2)，則此電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻是()A4.8 B3.2 C1.6 D0.4 解析：由能量守恒得：UItFvtI2rt，又Ffk·G，所以UIkG·vI2r，所以r1.6 .答案：C圖57如圖5所示，在正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)(磁場(chǎng)垂直紙面向里)，有一離子(不計(jì)重力)從勻強(qiáng)電場(chǎng)左邊飛入，恰能沿直線飛過(guò)此區(qū)域，則()A若離子

6、帶正電，E方向應(yīng)向下B若離子帶負(fù)電，E方向應(yīng)向上C若離子帶正電，E方向應(yīng)向上D不管離子帶何種電荷，E的方向都向下解析：離子要能沿直線飛過(guò)此區(qū)域，則需要滿足電場(chǎng)力與洛倫茲力等大反向答案：AD圖68如圖6所示的電路，當(dāng)閉合開關(guān)時(shí)，燈L1、L2正常發(fā)光由于電路出現(xiàn)故障，突然發(fā)現(xiàn)燈L1變亮，燈L2變暗，電流表的讀數(shù)變小試根據(jù)上述現(xiàn)象判斷，發(fā)生的故障可能是()AR1斷路BR2斷路CR3短路DR4短路圖7解析：畫出電路的等效電路如圖7所示再根據(jù)閉合電路歐姆定律可判斷A正確答案：A圖89當(dāng)放在同一平面內(nèi)的長(zhǎng)直導(dǎo)線MN和金屬框通以如圖8所示電流時(shí)，MN固定不動(dòng)，金屬框的運(yùn)動(dòng)情況是()A金屬框?qū)⒖拷麺NB金屬框

7、將遠(yuǎn)離MNC金屬框?qū)⒁訶X為軸轉(zhuǎn)動(dòng)D金屬框?qū)⒁訷Y為軸轉(zhuǎn)動(dòng)解析：金屬框左邊受到吸引力，右邊受到排斥力，上、下兩邊各受到向外的力，相互抵消，但左邊的吸引力大于右邊排斥力，故A對(duì)答案：A10如下圖9所示，回旋加速器是用來(lái)加速帶電粒子使它獲得很大動(dòng)能的裝置其核心部分是兩個(gè)D型金屬盒，置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩盒分別與高頻電源相連則帶電粒子加速所獲得的最大動(dòng)能與下列因素有關(guān)的是()圖9A加速的次數(shù)B加速電壓的大小C金屬盒的半徑D勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度解析：粒子飛出時(shí)有：R，所以此時(shí)動(dòng)能Ekmv2，所以最大動(dòng)能與半徑R和磁感應(yīng)強(qiáng)度B有關(guān)答案：CD二、填空題(每小題5分，共20分)圖1011如圖10所示，A、B兩帶

8、電小球可視為點(diǎn)電荷，QA2×108 C、QB2×108 C，AB相距3 cm.在水平外電場(chǎng)的作用下，AB保持靜止，懸線卻處于豎直方向，由此可知水平外電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)_，方向_解析：AB在水平方向上不受力，外電場(chǎng)方向向左，E2×105 N/C答案：2×105 N/C向左圖1112如圖11所示，真空中有一電子束，以初速度v0沿著垂直場(chǎng)強(qiáng)方向從O點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)，以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿x軸取OAABBC，再自A、B、C作y軸的平行線與電子軌跡分別交于M、N、P點(diǎn)，則AMBNCP_，電子流經(jīng)M、N、P三點(diǎn)時(shí)沿x軸的分速度之比為_解析：類平拋運(yùn)動(dòng)答案：14911113為了測(cè)量“

9、6 V1 W”的燈泡在不同電壓下的電功率，現(xiàn)有器材如下：直流電源 電動(dòng)勢(shì)6 V，內(nèi)阻不計(jì)；直流電流表A1量程200 mA，內(nèi)阻約2 ；直流電流表A2量程00.6 A，內(nèi)阻約0.5 ；直流電壓表V1量程03 V，內(nèi)阻約5×103 ；直流電壓表V2量程015 V，內(nèi)阻約1.5×104 ；滑動(dòng)變阻器電阻值015 ，額定電流1 A；開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干根測(cè)量時(shí)要求電燈兩端電壓從0開始連續(xù)調(diào)節(jié)，盡量減小誤差，測(cè)多組數(shù)據(jù)(1)應(yīng)選擇電流表_和電壓表_(用序號(hào)表示)；(2)在下面方框中畫出電路圖答案：(1)A1；V2(2)如圖12所示圖1214用圖13所示電路，測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻

10、電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)造成短路，電路中用一個(gè)定值電阻R0起保護(hù)作用除電池、開關(guān)和導(dǎo)線外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有：圖13(a)電流表(量程0.6 A、3 A)；(b)電壓表(量程3 V、15 V)；(c)定值電阻(阻值1 、額定功率5 W)；(d)定值電阻(阻值10 、額定功率10 W)；(e)滑動(dòng)變阻器(阻值范圍010 、額定電流2 A)；(f)滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0100 、額定電流1 A)那么(1)要正確完成實(shí)驗(yàn)，電壓表的量程應(yīng)選擇_ V，電流表的量程應(yīng)選擇_ A；R0應(yīng)選擇_ 的定值電阻，R應(yīng)選擇阻值范圍是_ 的滑動(dòng)變阻器(2)引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是_解析：考

11、查對(duì)電路原理的理解和實(shí)踐能力，由圖示電路可知本電路采用限流式，故滑動(dòng)變阻器選擇的量程不宜較大而一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)約為1.5 V，故電壓表的量程為3 VIm0.3 A故電流表的量程為0.6 A由于電壓表的分流作用引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差答案：(1)3；0.6；1；010(2)電壓表的分流三、論述計(jì)算題(共40分)圖1415(10分)如圖14所示，電子以速度v0沿與電場(chǎng)垂直的方向從A點(diǎn)飛入勻強(qiáng)電場(chǎng)，并且從另一側(cè)的B點(diǎn)沿與電場(chǎng)成150°角的方向飛出，已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，求A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差解：電子在電場(chǎng)里做類平拋運(yùn)動(dòng)由幾何關(guān)系vv0/cos60°2v0，由動(dòng)能定理：eUmv

12、2mv，即eUmv，所以U.圖1516(10分)如圖15所示，電源的電動(dòng)勢(shì)E110 V，電阻R121 ，電動(dòng)機(jī)繞線的電阻R00.5 ，開關(guān)S1始終閉合當(dāng)開關(guān)S2斷開時(shí)，電阻R1的電功率是525 W；當(dāng)開關(guān)S2閉合時(shí)，電阻R1的電功率是336 W，求：(1)電源的內(nèi)電阻；(2)開關(guān)S2閉合時(shí)流過(guò)電源的電流和電動(dòng)機(jī)的輸出的功率解：(1)S2斷開時(shí)：EI(R1r)且P1I2·R1，所以r1 .(2)S2閉合時(shí)：P2IR1，所以I14 A，所以U并I1R184 V，所以U內(nèi)EU并26 V，所以I總26 A.所以I2I總I122 A，所以P出U并I2I·R01 606 W.17如圖1

13、6所示，電源電動(dòng)勢(shì)E015 V，內(nèi)阻r01，電阻R130 ，R260。間距d0.2 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(yīng)強(qiáng)度B1 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。閉合開關(guān)S，板間電場(chǎng)視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，將一帶正電的小球以初速度v0.1 m/s沿兩板間中線水平射入板間。設(shè)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為Rx，忽略空氣對(duì)小球的作用，取g10 m/s2。圖16(1)當(dāng)Rx29 時(shí)，電阻R2消耗的電功率是多大？(2)若小球進(jìn)入板間做勻速圓周運(yùn)動(dòng)并與板相碰，碰時(shí)速度與初速度的夾角為60°，則Rx是多少？解：(1)設(shè)R1和R2的并聯(lián)電阻為R，有：RR2兩端的電壓為：UR2消耗的電功率為：P當(dāng)Rx29 時(shí)

14、，聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)，解得：P0.6 W(2)設(shè)小球質(zhì)量為m，電荷量為q，小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，有：qEmgE設(shè)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，有：qvBm由幾何關(guān)系有：rd聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)，解得：Rx54 .18(10分)如圖17，在寬度分別為l1和l2的兩個(gè)毗鄰的條形區(qū)域中分別有勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，電場(chǎng)方向與電、磁場(chǎng)分界線平行向右一帶正電荷的粒子以速率v從磁場(chǎng)區(qū)域上邊界的P點(diǎn)斜射入磁場(chǎng)，然后以垂直于電、磁場(chǎng)分界線的方向進(jìn)入電場(chǎng)，最后從電場(chǎng)邊界上的Q點(diǎn)射出已知PQ垂直于電場(chǎng)方向，粒子軌跡與電、磁場(chǎng)分界線的交點(diǎn)到PQ的距離為d.不計(jì)重力，求電場(chǎng)強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比以及粒子在磁場(chǎng)與電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比圖17解：粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(如題圖)由于粒子在分界線處的速度