第三章 综合检测卷.docx
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第三章综合检测卷
综合检测卷
(时间:
90分钟 满分:
100分)
一、选择题(本题共13小题,每小题4分,共52分.每小题列出的四个备选项中,只有一个是符合题目要求的)
1.物理学的发展是许多物理学家奋斗的结果,下面关于一些物理学家的贡献说法正确的是( )
A.安培通过实验发现了通电导线对磁体有作用力,首次揭示了电与磁的联系
B.奥斯特认为安培力是带电粒子所受磁场力的宏观表现,并提出了著名的洛伦兹力公式
C.库仑在前人工作的基础上通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力遵循的规律——库仑定律
D.安培不仅提出了电场的概念,而且采用了画电场线这个简洁的方法描述电场
答案 C
解析 奥斯特将通电导体放在小磁针上方时,小磁针发生了偏转,说明通电导体周围存在磁场,奥斯特是第一个发现了电与磁之间的联系的物理学家,故A错误;洛伦兹认为安培力是带电粒子所受磁场力的宏观表现,并提出了洛伦兹力公式,故B错误;真空中两个点电荷间存在相互作用.库仑利用扭秤装置,研究出两个静止点电荷间的相互作用规律:
点电荷间的相互作用力跟两个点电荷的电荷量有关,跟它们之间的距离有关,这个规律就是库仑定律,故C正确;19世纪30年代,法拉第提出电荷周围存在一种场,并且是最早提出用电场线描述电场的物理学家,故D错误.所以选C.
2.如图1所示,MN是一负点电荷产生的电场中的一条电场线.一个带正电的粒子(不计重力)从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示.下列结论正确的是( )
图1
A.带电粒子在a的加速度小于在b的加速度
B.负点电荷一定在M点的左侧
C.带电粒子从a到b的过程中动能减小
D.带电粒子在a点时的电势能小于在b点的电势能
答案 A
解析 根据题意,负点电荷一定位于N点的右侧,带电粒子在a点所受的库仑力小于在b点所受的库仑力,由牛顿第二定律可知,带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度,选项A正确,B错误;带电粒子从a到b的过程中库仑力做正功,动能逐渐增大,电势能逐渐减小,带电粒子在a点时的电势能大于在b点时的电势能,选项C、D错误;故选A.
3.(2016·宁波效实中学期中)把家用电炉的电热丝剪去一小段后,继续使用,则在同样的时间内( )
A.由Q=I2Rt可知,电炉的发热量减小
B.由Q=UIt可知,电炉的发热量不变
C.由Q=
t可知,电炉的发热量增大
D.无法确定
答案 C
解析 加在电炉上的电压不变,当电热丝剪去一小段时,电阻减小,根据Q=
t可知,电炉的发热量增大,故选项C正确.
4.“好变频1度到天明”——此广告语意为1度电(1kW·h)可使变频空调工作一整夜(以10h计).同样的1度电可供铭牌如图2所示的电扇工作约( )
图2
A.1整夜B.2整夜
C.3整夜D.4整夜
答案 D
解析 由题图可知该电扇的额定功率为24W,则t=
=
≈41.7h,而一整夜是10h,所以同样的1度电可供该电扇工作约4整夜,故D正确.
5.点电荷A和B,分别带正电和负电,电荷量分别为4Q和Q,如图3所示,在AB连线上,电场强度为零的地方在( )
图3
A.B左侧B.A右侧
C.A和B之间D.A的右侧及B的左侧
答案 A
解析 在B点左侧有一点,+4Q的电荷在该点产生的电场向左,-Q的电荷在该点产生的电场向右,二者场强大小相等,合场强为零.
6.如图4,美国物理学家安德森在研究宇宙射线时,在云雾室里观察到有一个粒子的径迹和电子的径迹弯曲程度相同,但弯曲方向相反,从而发现了正电子,获得了诺贝尔物理学奖.云雾室中磁场方向可能是( )
图4
A.垂直纸面向外B.垂直纸面向里
C.沿纸面向上D.沿纸面向下
答案 B
解析 电子发生弯曲是因为受到洛伦兹力的作用,由左手定则可判断云雾室中磁场方向可能是垂直纸面向里,选项A、C、D错误;选项B正确.
7.如图5为“热得快”热水器的电路图和示意图.现接通电源,发现该热水器没有发热,并且热水器上的指示灯也不亮,现用交流电压表测得热水器A、B两端的电压为220V,指示灯两端的电压为220V.那么该热水器的故障在于( )
图5
A.连接热水器和电源之间的导线断开
B.连接电阻丝与指示灯的导线发生了短路
C.电阻丝熔断,同时指示灯烧毁
D.同时发生了以上各种情况
答案 C
解析 电压表测得A、B两点间电压为220V,说明连接热水器和电源之间的导线是完好无损的,热水器不发热说明电阻丝熔断了,指示灯不亮,说明指示灯被烧毁了,故只有选项C正确.
8.图6中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线,其横截面位于正方形的四个顶点上,导线中通有大小相等的电流,方向如图6所示.一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动,它所受洛伦兹力的方向是( )
图6
A.向上 B.向下
C.向左 D.向右
答案 B
9.静电计是在验电器的基础上制成的,用其指针的张角大小来定性显示其金属球与外壳之间的电势差大小.如图7所示,A、B是平行板电容器的两个金属板,G为静电计.开始时开关S闭合,静电计指针张开一定角度,为了使指针张开角度增大些,下列采取的措施可行的是( )
图7
A.断开开关S后,将A、B分开些
B.保持开关S闭合,将A、B两极板分开些
C.保持开关S闭合,将A、B两极板靠近些
D.保持开关S闭合,将变阻器滑动触头向右移动
答案 A
10.目前世界上正研究的一种新型发电机叫磁流体发电机,如图8所示为它的发电原理:
将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和负电的粒子,而从整体来说呈中性)沿图中所示方向喷射入磁场,磁场中有两块金属板A、B,这时金属板上就聚集了电荷.磁极配置如图中所示的情况,下述说法正确的是( )
图8
A.A板带正电,B板带负电
B.电阻中电流从b端经电阻流向a端
C.金属板A、B间的电场方向由A板指向B板
D.离子发生偏转的原因是离子所受电场力大于所受洛伦兹力
答案 B
解析 等离子体进入磁场后受到洛伦兹力作用,正电荷受力向下,负电荷受力向上,正、负电荷分别向B板、A板聚集,形成电势差.因洛伦兹力大于电场力,电荷继续偏转,电阻上有从b流向a的电流,故B正确.
11.如图9所示,真空中固定两个等量异号点电荷+Q、-Q,图中O是两电荷连线的中点,a、b两点与+Q的距离相等,c、d是两电荷连线垂直平分线上的两点,bcd构成一个等腰三角形.则下列说法正确的是( )
图9
A.a、b两点的电场强度相同
B.c、d两点的电势不相同
C.将电子由b移到c的过程中电场力做正功
D.质子在b点的电势能比在O点的电势能大
答案 D
解析 根据等量异种点电荷的电场分布可知:
c、O、d三点等势,a、b两点场强大小、方向均不同.由于φb>φc,电子从b到c电场力做负功.φb>φO,质子从b到O电场力做正功,电势能减小,故质子在b点的电势能较大.
12.如图10所示,从正离子源发出的正离子经加速电压U加速后进入相互垂直的匀强电场E(方向竖直向上)和匀强磁场B(方向垂直于纸面向外)中,发现离子向上偏转.要使此离子沿直线穿过电场和磁场并存的区域,需要(忽略离子的重力)( )
图10
A.增大电场强度E,减小磁感应强度B
B.减小电压U,增大电场强度E
C.适当地增大电压U
D.适当地增大电场强度E
答案 C
解析 正离子进入场区,受到的静电力qE向上,洛伦兹力qvB向下,离子向上偏转说明静电力大于洛伦兹力.要使离子沿直线运动,只有使洛伦兹力增大或静电力减小,增大洛伦兹力的途径是增大加速电压U或增大磁感应强度B,减小静电力的途径是减小电场强度E.故选项C正确.
13.如图11所示的阴极射线管,无偏转电场时,电子束加速后打到荧屏的中央形成亮斑.如果只逐渐增大M1、M2之间的电势差,则( )
图11
A.在荧屏上的亮斑向上移动
B.在荧屏上的亮斑向下移动
C.偏转电场中电场力对电子做的功减小
D.偏转电场的电场强度减小
答案 A
解析 由E=
可知,增大U,则偏转电场的电场强度增大,D错误;增大偏转电压后偏转电场的方向向下,带负电的电子向上偏转,亮斑向上移动,A正确,B错误;电子束在平行于极板的方向上做匀速直线运动,故其在板间运动的时间t不变,由y=
at2=
t2知,增大偏转电压时,竖直偏移量y增大,电场力对电子做的功W=qEy=
随U的增大而增大,C错误.
二、非选择题(本题共5小题,共48分)
14.(8分)某同学用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时,所用滑动变阻器的阻值范围为0~20Ω,连接电路的实物图如图12所示.
图12
(1)该学生接线中错误的和不规范的做法是________.
A.滑动变阻器不起变阻作用
B.电流表接线有错
C.电压表量程选用不当
D.电压表接线不妥
(2)在虚线框里画出这个实验的正确电路图(电流表的内阻较大且未知).
(3)该同学实验完毕,将测量的数据反映在U-I图线上(如图13所示),根据这一图线,可求出电池的电动势E=________V,内电阻r=________Ω.
图13
答案
(1)ABCD
(2)见解析图(3)1.48 0.77
解析
(1)题图中的滑动变阻器不起变阻作用,仅相当于一定值电阻.连接电流表时,应使电流由正接线柱流入电流表.对于电池,电压表应当选用0~3V量程,且开关应控制整个电路,即电压表接线不妥.
(2)电路如图所示.
(3)电动势E=1.48V,r=
Ω≈0.77Ω.
15.(8分)某同学测定一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的尺寸和电阻.
图14
(1)使用游标卡尺测量圆柱体的长度和直径,某次测量的示数如图14甲、乙所示,长度为________cm,直径为________mm.
(2)按如图丙连接电路后,实验操作如下:
a.将滑动变阻器R1的阻值置于最________处(填“大”或“小”);将S2拨向接点1,闭合S1,调节R1,使电流表示数为I0;
b.将电阻箱R2的阻值调至最________(填“大”或“小”),S2拨向接点2;保持R1不变,调节R2,使电流表示数仍为I0,此时R2阻值为1280Ω;
(3)由此可知,圆柱体的电阻为________Ω.
答案
(1)5.03 5.315
(2)a.大 b.大 (3)1280
16.(10分)如图15所示,电源的电动势是6V,内阻是0.5Ω,电动机M的线圈电阻为0.5Ω,限流电阻R0为3Ω,若理想电压表的示数为3V,试求:
图15
(1)电源的功率和电源的输出功率;
(2)电动机消耗的功率和电动机输出的机械功率.
答案
(1)6W 5.5W
(2)2.5W 2W
解析
(1)I=IR0=
=1A;电源的功率PE=IE=6W;内电路消耗的功率Pr=I2r=0.5W;
电源的输出功率P出=PE-Pr=5.5W.
(2)电动机分压UM=E-Ir-UR0=2.5V;电动机消耗的功率PM=IUM=2.5W;热功率P热=I2rM=0.5W;电动机输出的机械功率P机=PM-P热=2W.
17.(10分)如图16所示,在空间取直角坐标系Oxy,在第一象限内平行于y轴的虚线MN与y轴距离为d,从y轴到MN之间的区域充满一个沿y轴正方向的匀强电场,场强大小为E.初速度可以忽略的电子经过另一个电势差为U的电场加速后,从y轴上的A点以平行于x轴的方向射入第一象限区域,A点坐标为(0,h).已知电子的电荷量为e,质量为m,电子的重力忽略不计,求:
图16
(1)电子进入偏转电场区域的初速度v0;
(2)电子离开电场时的位置坐标(假设电子能在第一象限内射出电场).
答案
(1)
(2)(d,h-
)
解析
(1)由eU=
mv
得电子进入偏转电场区域的初速度v0=
.
(2)设电子从MN离开,则电子从A点进入到离开匀强电场区域的时间t=
=d
,加速度a=
,竖直方向位移y=
at2=
,则电子离开电场时的位置坐标为(d,h-
).
18.(12分)回旋加速器的工作原理如图17甲所示,置于真空中的D形金属盒半径为R,两盒间狭缝的间距为d,磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,被加速粒子的质量为m,电荷量为+q,加在狭缝间的交变电压如图乙所示,电压值的大小为U0.周期T=
.一束该种粒子在t=0~
时间内从A处均匀地飘入狭缝,其初速度视为零.现考虑粒子在狭缝中的运动时间,假设能够出射的粒子每次经过狭缝均做加速运动,不考虑粒子间的相互作用.求:
图17
(1)出射粒子的动能Em;
(2)粒子从飘入狭缝至动能达到Em所需的总时间t0.
答案
(1)
(2)
-
解析
(1)粒子运动半径为R时
qvB=m
且Em=
mv2
解得Em=
(2)粒子被加速n次达到动能Em,则Em=nqU0
粒子在狭缝间做匀加速运动,设n次经过狭缝的总时间为Δt,加速度a=
匀加速直线运动nd=
a·Δt2
由t0=(n-1)·
+Δt,解得t0=
-
.
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