【優(yōu)化方案】2020高中物理 綜合質(zhì)量評估知能優(yōu)化訓(xùn)練 教科版選修3-1

(時間：90分鐘，滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分在每小題給出的四個選項中，至少有一個選項正確全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的得0分)1下列關(guān)于電場強(qiáng)度的描述，正確的是()A以點電荷為圓心，r為半徑的球面上各點的場強(qiáng)都相同B正電荷周圍的場強(qiáng)一定比負(fù)電荷周圍的場強(qiáng)大C取走電場中某點的試探電荷之后，該點的場強(qiáng)變?yōu)?D電場線越密的地方，電場強(qiáng)度越大解析：選D.電場強(qiáng)度是描述電場性質(zhì)的物理量，所以場強(qiáng)由電場本身的性質(zhì)決定，與有沒有試探電荷無關(guān)，并且場強(qiáng)是矢量，有方向，方向不同場強(qiáng)也不同，我們用電場線的疏密描述場強(qiáng)的強(qiáng)弱，方向描述電場方向，電場線的方向不能描述場強(qiáng)大小2若帶正電荷的小球只受到靜電力作用，則它在任意一段時間內(nèi)()A一定沿電場線由高電勢處向低電勢處運動B一定沿電場線由低電勢處向高電勢處運動C不一定沿電場線運動，但一定由高電勢處向低電勢處運動D不一定沿電場線運動，也不一定由高電勢處向低電勢處運動解析：選D.帶正電荷的小球只受靜電力的作用而運動，不一定沿電場線運動，若由靜止開始運動，它一定由高電勢處向低電勢處運動，但若初速度不為零，則運動情況由初速度方向和靜電力方向決定，可能由高電勢處向低電勢處運動，也可能由低電勢處向高電勢處運動，因此只有D正確3. (2020年廣州高二檢測)一個阻值為R的電阻兩端加上電壓U后，通過電阻橫截面的電荷量q隨時間變化的圖像如圖1所示，此圖像的斜率可表示為()圖1AUBRC. D.解析：選C.此圖線的斜率表示電流，即I，又由歐姆定律有I，則選項C正確4(2020年高考大綱全國卷)通常一次閃電過程歷時約0.20.3 s，它由若干個相繼發(fā)生的閃擊構(gòu)成每個閃擊持續(xù)時間僅4080 s，電荷轉(zhuǎn)移主要發(fā)生在第一個閃擊過程中在某一次閃電前云地之間的電勢差約為1.0×109 V，云地間距離約為1 km；第一個閃擊過程中云地間轉(zhuǎn)移的電荷量約為6 C，閃擊持續(xù)時間約為60 s.假定閃電前云地間的電場是均勻的根據(jù)以上數(shù)據(jù)，下列判斷正確的是()A閃電電流的瞬時值可達(dá)到1×105 AB整個閃電過程的平均功率約為1×1014 WC閃電前云地間的電場強(qiáng)度約為1×106 V/mD整個閃電過程向外釋放的能量約為6×106 J解析：選AC.由I A1×105 A知，A對由E V/m1×106 V/m知，C對；由WqU6×1.0×109 J6×109 J知，D錯； W3×1010 W，B錯5.在如圖2所示的電路中，當(dāng)開關(guān)S斷開時，螺線管中小磁針的N極的指向如圖所示，則當(dāng)開關(guān)S閉合后，小磁針靜止時，N極的指向為()圖2A垂直紙面向里B垂直紙面向外C水平向右D水平向左解析：選D.S閉合后，螺線管中電流方向從右側(cè)到左側(cè)，據(jù)右手螺旋定則可以確定螺線管內(nèi)部磁場方向水平向左，故小磁針靜止時N極指向左方，D正確6有關(guān)洛倫茲力和安培力的描述，正確的是()A通電直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場中一定受到安培力的作用B安培力是大量運動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)C帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運動受到的洛倫茲力做正功D通電直導(dǎo)線在磁場中受到的安培力方向與磁場方向平行解析：選B.導(dǎo)線與磁場平行時不受安培力，A錯洛倫茲力始終與速度方向垂直，始終不做功，C錯通電導(dǎo)線在磁場中受到的安培力方向始終與磁場垂直，D錯7.在如圖3所示的電路中，電源電動勢為E，內(nèi)電阻為r，閉合開關(guān)S，待電流達(dá)到穩(wěn)定后，電流表示數(shù)為I，電壓表示數(shù)為U，電容器C所帶電荷量為Q，R1兩端電壓為U1；將滑動變阻器的滑動觸頭P從圖示位置向a端移動一些，待電流達(dá)到穩(wěn)定后，則與P移動前相比()圖3AU變小 BI變小CQ減小 DU1減小解析：選BCD.P向a端移動，則滑動變阻器接入電路阻值增大，總電阻增大，故總電流減小，電壓表示數(shù)應(yīng)增大，故A錯，B對；變阻器兩端電壓增大，故電容器兩端電壓增大，由QCU知Q增大，C正確；而R1兩端電壓U1I·R1，U1減小，D對8.如圖4所示，一個電子以100 eV的初動能從A點垂直電場線方向飛入勻強(qiáng)電場，在B點離開電場時，其運動方向與電場線成150°角，則A與B兩點間的電勢差為()圖4A300 VB300 VC100 VD100/3 V解析：選B.電子做類平拋運動，在B點，由速度分解可知vB2vA，所以EkB4EkA400 eV，由動能定理得UAB(e)EkBEkA，所以UAB300 V，B對9.如圖5所示電路，其中L為“4 V8 W”的用電器，電源電動勢E6 V，內(nèi)阻r1 ，R為滑動變阻器，則()圖5A要使用電器正常工作，電源額定功率不得少于12 WB要使變阻器安全工作，其額定電流不得少于2 AC變阻器滑片在左端時，L恰好正常工作D變阻器滑片在右端時，L恰好正常工作解析：選ABC.由公式PUI，I2 A時用電器正常工作，此時電源功率PEI12 W，故A、B正確由U內(nèi)Ir2 V故只有滑動變阻器電阻為零時用電器L才正常工作，故C正確10.如圖6所示，一個帶負(fù)電的滑環(huán)套在水平且足夠長的粗糙絕緣桿上，整個裝置處于方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場B中現(xiàn)給滑環(huán)施以一個水平向右的瞬時力，使其由靜止開始運動，則滑環(huán)在絕緣桿上的運動情況可能是()圖6A始終做勻速運動B始終做減速運動，最后靜止于桿上C先做加速運動，最后做勻速運動D先做減速運動，最后做勻速運動解析：選ABD.由左手定則可判斷滑環(huán)受到向上的洛倫茲力如果開始時qvBmg，滑環(huán)不受摩擦力將做勻速運動；如果開始時qvBmg時，滑環(huán)受到摩擦力作用，隨著速度v的減小，洛倫茲力也減小，當(dāng)減小到qvBmg時，滑環(huán)以后做勻速運動；如果開始時qvBmg，滑環(huán)由于受到摩擦力作用，做減速運動，當(dāng)速度減到0時，靜止于絕緣桿上二、填空題(本題共2小題，共16分把答案填在題中的橫線上)11(6分)如圖7所示，A、B、C、D是勻強(qiáng)電場中的一個正方形的四個頂點已知A、B、C三點電勢分別為A15 V，B3 V，C3 V，則由此可得D點電勢D_.圖7解析：如圖所示，連接AC，則UAC18 V，將AC三等分，AEEFFC，則E、F點的電勢分別為E9 V、F3 V，F(xiàn)點與B點等勢，作出等勢線如圖中所示則D點電勢D9 V.答案：9 V12(10分)(2020年廣東東莞高二檢測)在“測定金屬的電阻率”的實驗中，需要用刻度尺測出被測金屬絲的長度l.用螺旋測微器測出金屬絲的直徑d，用電流表和電壓表測出金屬絲的電阻Rx.(1)請寫出測金屬絲電阻率的表達(dá)式：_(用上述測量量的字母表示)(2)若實驗中測量金屬絲的長度和直徑時，刻度尺和螺旋測微器的示數(shù)分別如圖8所示，則金屬絲長度的測量值為l_cm，金屬絲直徑的測量值為d_mm.圖8(3)如圖9，要用伏安法測量Rx的電阻，已知電壓表內(nèi)阻約幾千歐，電流表內(nèi)阻約1 ，若用圖甲電路，Rx的測量值比真實值_(填“偏大”或“偏小”)，若Rx的阻值約為10 ，應(yīng)采用_(填“甲”或“乙”)圖的電路，誤差會較小圖9解析：(1)由Rx與Sd2得.(2)由刻度尺讀得，l36.50 cm(36.4836.52都正確)，螺旋測微器讀得d0.797 mm(0.7960.799都正確)(3)題圖甲電路中電流表的讀數(shù)是流過Rx與電壓表的電流之和，即測得的電流值偏大，由歐姆定律R知，測得的電阻偏小，由于Rx10 ，遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，故應(yīng)用電流表外接法，因此用甲圖答案：(1)(2)36.50(36.4836.52)0.797(0.7960.799)(3)偏小甲三、計算題(本題共4小題，共44分解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13(10分)如圖10所示，一個質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小物體，可在水平軌道Ox上運動，O端有一與軌道垂直的固定墻，軌道處于勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)大小為E，方向沿Ox軸正方向小物體以初速度v0從x0處沿Ox軌道運動，運動中受到大小不變的摩擦力F作用，且FqE.設(shè)小物體與墻碰撞時不損失機(jī)械能，且電荷量保持不變，求它在停止運動前所通過的總路程x.圖10解析：由題意知，帶電體小物體停止運動時它的電勢能減少了qEx0，動能減少了mv，由于碰撞時不損失機(jī)械能，因而小物體克服摩擦力所做的功等于所減少的動能和電勢能之和所以FxqEx0mv，所以x.答案：14(10分)如圖11所示的電路中，電源電動勢E24 V，內(nèi)阻不計，電容C12 F，R110 ，R360 ，R420 ，R540 ，電流表G的示數(shù)為零，此時電容器所帶電荷量Q7.2×105 C求電阻R2的阻值圖11解析：電容器兩端電壓UC6 V，所以U48 V，若U16 V8 V14 V，則，所以R27.14 .若U18 V6 V2 V，則，所以R2110 .答案：110 或7.14 15(10分)如圖12所示，套在很長的絕緣直棒上的小球，其質(zhì)量為m、帶電荷量為q，小球可在棒上滑動，將此棒豎直放在正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，電場強(qiáng)度是E，磁感應(yīng)強(qiáng)度是B，小球與棒的動摩擦因數(shù)為，求小球由靜止沿棒下落具有最大加速度時的速度和所能達(dá)到的最大速度圖12解析：小球向下運動時，洛倫茲力水平向右，電場力向左，當(dāng)此二力平衡時，小球的加速度最大，設(shè)此時速度為v，則qvBqE，故v.小球達(dá)到最大速度vm時，mgN.其中NqvmBqE所以mg(qvmBqE)vm.答案：16(14分)如圖13所示，AB間存在方向與豎直方向成45°角斜向上的勻強(qiáng)電場E1，BC間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場E2，AB間距為0.2 m，BC間距為0.1 m，C為熒光屏質(zhì)量m1.0×103 kg，電荷量q1.0×102 C的帶電粒子由a點靜止釋放，恰好沿水平方向經(jīng)過b點到達(dá)熒光屏的O點若在BC間再加方向垂直紙面向外、大小B1.0 T的勻強(qiáng)磁場，粒子經(jīng)b點偏轉(zhuǎn)到達(dá)熒光屏的O點(未畫出)取g10 m/s2，求：圖13(1)E1的大小(2)加上磁場后，粒子由b點到O點電勢能的變化量解析： (1)粒子在AB間做勻加速直線運動，受力如圖所示，qE1cos45°mgE1 V/m1.4 V/m.(2)由動能定理得：qE1sin45°·dABmvvb 2 m/s加磁場前粒子在BC間作勻速直線運動則有qE2mg加磁場后粒子作勻速圓周運動，軌跡如圖由洛倫茲力提供向心力得qvbB，R0.2 m設(shè)偏轉(zhuǎn)距離為y，由幾何關(guān)系得：R2d(Ry)2解得y2.7×102 mWqE2·ymgy2.7×104 J即電勢能變化了2.7×104 J.答案：(1)1.4 V/m(2)2.7×104 J