人教版高中物理选修31练习模块综合检测二 Word版含答案文档格式.docx
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F1=
,F2=
=
,得:
F1=16F2
根据电场强度的定义式:
E=
.
3.两根完全相同的金属裸导线,如果将其中一根均匀拉长到原来的2倍,而将另一根对折绞合起来,然后把它们并联接入电路中,电路导通,下列说法错误的是( )
A.二者电阻大小之比为4∶1
B.二者电阻大小之比为16∶1
C.二者电压相同
D.二者电流大小之比为1∶16
设原来的电阻为R,其中的一根均匀拉长到原来的2倍,横截面积变为原来的
,根据电阻定律,电阻R1=4R,另一根对折后绞合起来,长度减小为原来的一半,横截面积变为原来的2倍,根据电阻定律,电阻R2=
R,则两电阻之比为16∶1,故A错误,B正确;
两电阻并联,电压相同,二者电流大小之比为1∶16,故C正确,D正确.
4.图中a、b为两根与纸面垂直的长直导线,导线中通有大小相等的电流,方向如图所示,O为两导线连线的中点.a在O处产生的磁感应强度为B,则O处的合磁感应强度为( )
A.0B.0.5B
C.BD.2B
根据安培定则,a处导线在d点产生的磁感应强度的方向为竖直向下.a处导线和b处导线在O点产生的磁感应强度大小相等,方向相同都是向下,大小都为B,根据场强的叠加合磁场是2B.故D正确,A、B、C错误.
D
5.如图所示为一速度选择器,内有一磁感应强度B方向垂直纸面向外的匀强磁场,一束正离子以速度v从左侧水平射入,为使粒子流经磁场时不偏转(不计重力)则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场,下列说法不正确的是( )
A.该电场场强大小为Bv,方向向上
B.离子沿直线匀速穿过该装置的时间与场强无关
C.负离子从右向左水平射入时,不会发生偏转
D.负离子从左向右水平射入时,也不会发生偏转
为使粒子不发生偏转,粒子所受到电场力和洛伦兹力是平衡力,即为qvB=qE,所以电场与磁场的关系为:
E=vB,与粒子电性无关,C正确,D错误.粒子带正电,则受到向下的洛伦兹力,则电场力就应向上,电场向上,所以选项A正确.当沿直线匀速穿过该装置的时间与粒子速度和板的长度有关,与场强无关,故B正确。
6.三个α粒子在同一地点沿同一方向飞入偏转电场,出现了如图所示的轨迹,由此可以判断下列不正确的是( )
A.在b飞离电场的同时,a刚好打在负极板上
B.b和c同时飞离电场
C.进电场时c的速度最大,a的速度最小
D.动能的增加值c最小,a和b一样大
三个α粒子沿电场线方向的运动规律完全一样,侧向位移相同的粒子它们的飞行时间、电场力做的功都一样,侧向位移小的粒子飞行时间短、电场力做的功小.
B
7.对于电路消耗的电功和产生的焦耳热,下列说法正确的是( )
A.任何电路消耗的电功和产生的焦耳热一定相等
B.任何电路消耗的电功率都可以用P=
来计算
C.任何电路产生的焦耳热都可以用Q=I2Rt来计算
D.有的电路通电产生的焦耳热甚至可以大于电路消耗的电功
在纯电阻电路中,电功等于电热,在非纯电阻电路中,电功大于电热.故A错误.纯电阻电路中,电功率才可以用P=
来计算.故B错误.根据焦耳定律,在任何电路中,计算焦耳热用Q=I2Rt.故C正确.在纯电阻电路中,电热等于电功,非纯电阻电路中,电热小于电功.故D错误.
C
8.一质量为m的带电小球,在竖直方向的匀强电场中以水平速度抛出,小球的加速度大小为
g,空气阻力不计,小球在下落h的过程中,则( )
A.小球的动能增加mgh/3
B.小球的电势能增加mgh/3
C.小球的重力势能减少2mgh/3
D.小球的机械能减少2mgh/3
由动能定理得W合=ΔEk=mah=
mgh,故A选项错误.
由mg-qE=ma得qE=
mg.
W电=-qEh=-
mgh,所以B选项正确、D选项错.又因为WG=mgh,所以ΔEp=mgh,故C选项也不正确.
9.在如图所示的电路中,E为电源,其内阻为r,L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变),R1、R2为定值电阻,R3为光敏电阻,其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小,V为理想电压表.若将照射R3的光的强度减弱,则( )
A.电压表的示数变大
B.小灯泡消耗的功率变小
C.通过R2的电流变小
D.电源两极间的电压变小
若照射R3的光的强度减弱,则R3阻值增大,R总增大,由I=
知I减小,由UR1=IR1可知
减小,A错;
增大,则由IR2=
可知IR2增大,C错;
灯泡的功率PL=I
·
RL,由IL=I-IR2可知IL减小,故PL减小,B正确;
电源两极间电压U=E-Ir,所以U增大,D错.
10.如图所示,带电平行板间匀强电场竖直向上,匀强磁场方向垂直纸面向里,某带电小球从光滑轨道上的a点自由滑下,经过轨道P进入板间后恰好沿水平方向做直线运动.现使小球从稍低些的b点开始自由滑下,在经过P点进入板间的运动过程中(两板距离较小)( )
A.其动能将会减小
B.其电势能将会减小
C.小球所受的洛伦兹力将会增大
D.小球所受电场力将会增大
带电小球从a点自由滑下,重力势能转化为动能,在平行板间做匀速直线运动,可知小球带正电,电场力和洛伦兹力方向竖直向上,qE+qvB=mg;
当带电小球从b点滑下时,运动到P点的速度减小,则小球将向下板偏转,重力做正功,电场力做负功,洛伦兹力不做功,根据动能定理可知,动能增大,故A选项错误;
根据功能关系可知,电场力做负功,电势能增大,故B选项错误;
带电粒子速度增大,根据洛伦兹力公式f=qvB,可知洛伦兹力增大,故C选项正确;
运动中电荷量不变,电场强度不变,则小球所受电场力不变,故D选项错误.
二、多项选择题(每题5分,共20分)
11.如图所示,一带负电的质点在固定的正点电荷作用下绕该正点电荷做匀速圆周运动,周期为T0,轨道平面位于纸面内,质点速度方向如图中箭头所示,现加一垂直于轨道平面的匀强磁场,已知轨道半径并不因此而改变,则( )
A.若磁场方向指向纸里,质点运动的周期将大于T0
B.若磁场方向指向纸里,质点运动的周期将小于T0
C.若磁场方向指向纸外,质点运动的周期将大于T0
D.若磁场方向指向纸外,质点运动的周期将小于T0
此题中,只说明磁场方向垂直轨道平面,因此磁场的方向有两种可能.当磁场方向指向纸里时,质点所受的洛伦兹力背离圆心,与库仑引力方向相反,则向心力减小.由F=m
R可知,当轨道半径R不变时,该质点运动周期必增大;
当磁场方向指向纸外时,质点所受的洛伦兹力指向圆心,则向心力增大,该质点运动的周期必减小,故正确的选项为A、D.
AD
12.如图所示,甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I的关系图线,则下列说法中正确的是( )
A.路端电压都为U0时,它们的外电阻相等
B.电流都是I0时,两电源的内电压相等
C.电源甲的电动势大于电源乙的电动势
D.电源甲的内阻小于电源乙的内阻
在U-I图象中甲、乙两图线的交点坐标为(I0,U0),说明两电源的外电阻R=
相等,A正确.图线与U轴交点的坐标值表示电动势的大小,与I轴交点坐标值表示外电路短路时的电流,图线斜率的绝对值大小表示电源内电阻的大小(也即电动势与外电路短路时电流的比值),由图线可得E甲>
E乙,r甲>
r乙,C正确,D错误.电流都是I0时,U内=I0r,所以U内甲>
U内乙,B错误.
AC
13.A、B是某电场中一条电场线上的两点,一带正电的小球仅在电场力作用下,沿电场线从A点运动到B点,速度图象如图所示.下列关于A、B两点电场强度E的大小和电势φ的高低的判断,正确的是( )
A.EA>
EBB.EA<
EB
C.φA<
φBD.φA>
φB
由图象可知,电荷在A点加速度较大,故电荷在A点所受电场力较大,故EA>
EB.再由于vA>
vB,故动能减少,电场力做负功,电荷的电势能增加.由于是正电荷,故φA<
φB.
14.如图所示,现有一带正电的粒子能够在正交的匀强电场和匀强磁场中匀速直线穿过.设产生匀强电场的两极板间电压为U,板间距离为d,匀强磁场的磁感应强度为B,粒子带电荷量为q,进入速度为v(不计粒子的重力).以下说法正确的是( )
A.匀速穿过时粒子速度v与U、d、B间的关系为v=
B.若只增大v,其他条件不变,则粒子仍能直线穿过
C.若只增大U,其他条件不变,则粒子仍能直线穿过
D.若保持两板间电压不变,只减小d,其他条件不变,粒子进入两板间后将向下偏
粒子受到竖直向下的电场力和竖直向上的洛伦兹力作用,qvB=q
,解得v=
,A选项正确;
增大v,洛伦兹力大于电场力,粒子向上偏转,B选项错误;
增大U,电场力大于洛伦兹力,粒子向下偏转,C选项错误;
保持两板间电压不变,只减小d,电场力大于洛伦兹力,粒子向下偏,D选项正确.
三、实验题(共两个题)
15.(每空2分,共8分).测量小灯泡的电压U和电流I,研究“小灯泡的伏安特性曲线”.根据P=UI得到电功率,在此基础上探究小灯泡的电功率P和电压U的关系,该实验所使用的小灯泡规格为“3.0V,1.8W”,电源电动势为9V且有一定内阻,滑动变阻器的最大阻值为10Ω
(1)实物电路如图甲所示.请先在答题卷相应位置的方框内画出电路图,再在答题卷相应位置的实物电路中补全所缺导线.(用笔画线代替导线)
(2)现有5Ω、20Ω和50Ω的定值电阻,电路中的电阻R1应选________Ω的定值电阻.
(3)某次测量电压表示数如图乙所示,电压表读数为________V.
(4)处理数据后将P、U2描点在坐标纸上,并作出了一条直线,如图丙所示.请指出图象其中一处不恰当的地方________________.
图甲
图乙
(1)从P-U2图象可知电压从零调,所以滑动变阻器应用分压式接法,变阻器连接如图所示;
实物图如图所示;
(2)当变阻器的输出电压最大时,通过小灯泡的电流为额定电流I=
A=0.6A,根据欧姆定律通过变阻器的电流为I变=
A=0.3A,所以通过电源的电流为I′=I+I变=0.6+0.3A=0.9A,根据闭合电路欧姆定律,应有E=U+I′·
(r+R0),解得R0+r=
Ω=10Ω,所以保护电阻应选5Ω的定值电阻;
(3)量程选择3V,故读数为2.10V;
(4)图象中不恰当的地方有①图线不应画直线,应用平滑的曲线连接;
②横坐标标度太大.
(1)如图
(2)5 (3)2.10
(4)图线不应画直线,应用平滑的曲线连接;
横坐标标度太大
16.(
(1)2分,
(2)、(3)每空3分,共8分)某同学利用如图甲所示电路来测量一节干电池的电动势和内电阻,实验时共记录5组伏特表和安培表的示数(电表均可视为理想电表),并绘得如图乙所示的U-I图线.
(
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