高2012级物理选修3-1期末复习试题（三）
本试卷分为第Ⅰ卷（选择题，40分）和第Ⅱ卷（非选择题，60分）两部分．第Ⅰ卷1至2页，第Ⅱ卷3至6页．全卷共100分，考试时间为100分钟．
第Ⅰ卷（选择题，共40分）
一、选择题（本题包括10小题，每小题4分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）
1．关于电容的定义式，下列说法正确的是
A．电容器电容越大，电容器所带电荷量就越多
B．电容器的两极板间电势差越大，电容越小
C．电容器的电容与其带电荷量成正比，与两极板间的电势差成反比
D．电容器的电容不随所带电荷量及两极板间的电势差的变化而变化
2．两根材料和质量均相同的电阻丝R1、R2，它们的长度之比l1、l2为4∶3，则
A．R1∶R2=4∶3 B．R1∶R2=3∶4 C．R1∶R2=16∶9 D．R1∶R2=9∶16
3．关于磁感应强度B，下列说法中正确的是
A．根据磁感应强度B＝F/(IL)，磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与I成反比
B．磁感应强度B是标量，没有方向
C．磁感应强度B是矢量，方向与F的方向平行
D．在确定的磁场中，同一点的磁感应强度B是确定的，不同点磁感应强度B可能不同，磁感线密集的地方磁感应强度B大些，磁感线稀疏的地方磁感应强度B小些
4．摩托车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图，在打开车灯、电动机未启动时电流表读数为5A，电动机启动时电流表读数为15A，若电源电动势12V，内阻0.4Ω，电流表内阻不计，则因电动机启动导致车灯的电功率降低了
A．30W B．32WC．20W D．18W
5．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab＝Ubc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，R同时在等势面b上，据此可知
A．三个等势面中，c的电势最高
B．带电质点在P点的电势能比在R点的小
C．带电质点在P点的动能与电势能之和比在Q点的小
D．带电质点在R点的加速度方向垂直于等势面b
6．如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒。当导体棒中的电流Ⅰ垂直纸面向里时，欲使导体棒始终静止在斜面上，可外加一平行于纸面的匀强磁场，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向在纸面内由竖直向上沿逆时针转至水平向左的过程中，下列关于B的大小变化的说法中，正确的是
A．逐渐增大 B．逐渐减小C．先减小后增大 D．先增大后减小
7．一束带电粒子以同一速度，并从同一位置进入匀强磁场，在磁场中它们的轨迹如图所示。粒子q1的轨迹半径为r1，粒子q2的轨迹半径为r2，且r2=2r1，q1、q2分别是它们的带电量，则
A．q1带负电、q2带正电， B．q1带负电、q2带正电，
C．q1带正电、q2带负电， D．q1带正电、q2带负电，
8．压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，某位同学利用压敏电阻设计了判断电梯运动状态的装置，其装置示意图如图所示，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体m，电梯静止时电流表示数为I0，电梯在不同的运动过程中，电流表的示数分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列判断中错误的是
A．甲图表示电梯可能做匀速直线运动 B．乙图表示电梯可能做匀加速上升运动
C．丙图表示电梯可能做匀加速上升运动 D．丁图表示电梯可能做变减速下降运动
9．如图所示，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O′，并处于匀强磁场中，当导线中通以沿x正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为θ。则磁感应强度方向和大小可能为
A．y正向， B．z正向，
C．z负向， D．沿悬线向上，
10．两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的A、B两点，两电荷连线上各点电势随x变化的关系图线如图所示，其中P点电势最低，且AP＞BP，则
A．q1和q2是同种电荷，但不一定是正电荷
B．q1的电荷量大于q2的电荷量
C．P点的电场强度大小为零
D．负电荷从P点左侧移到P点右侧，电势能先减小后增大
二、探究与实验题（本大题共2小题，共16分．把答案填在题中的横线上或按要求作在图中）
11．（6分）一多用电表的欧姆档有四个档，分别为×1Ω、×10Ω、×100Ω、×1kΩ，现用它来测一未知电阻，当用×10Ω档测量时，发现指针的偏转角很大，为了测量结果准确些，测量前应进行如下操作：
（1）把选择开关旋到_______档；（2）接着进行___________调零；（3）测量并读数。
12．（10分）在“测定金属的电阻率”的实验中，实验主要步骤如下：
A．用螺旋测微器测量金属丝直径（测量结果如图所示）；
B．用米尺测得金属丝的长度l=0.810m；
C．用“伏安法”测出金属丝的电阻；
D．根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。
（1）实验测得金属丝的直径为______________。
（2）在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测的电阻丝Rx（阻值约为4Ω）外，还有如下实验器材供选择：
直流电源E：电动势约4.5V，内阻很小；
电流表A1：量程0～0.6A，内阻0.125Ω；
电流表A2：量程0～3.0A，内阻0.025Ω；
电压表V：量程0～3V，内阻3kΩ；
滑动变阻器R1：最大阻值10Ω；
滑动变阻器R2：最大阻值50Ω；
开关S，导线若干。
在可供选择的器材中，电流表应该选用_______，滑动变阻器应该选用_____________。
（3）根据所选的器材，在虚线框内画出实验电路图。
（4）若测出电阻丝的电阻为Rx＝4.1Ω，则这种金属材料的电阻率为____________Ω·m。（保留二位有效数字）
三、论述与计算（本题共4小题，13题8分，14题10分，15题12分，16题14分，共44分。解答时应写出必要的文字说明、公式、方程式和重要的演算步骤，只写出结果的不得分，有数值计算的题，答案中必须写出明确的数值和单位）
13．（8分）如图所示，电源电动势E＝6V，电源内阻不计。定值电阻R1=2.4kΩ、R2=4.8kΩ。求：（1）在ab之间接一个C=100μF的电容器，闭合开关S电路稳定后电容器上所带的电量；
（2）在ab之间接一个内阻RV=4.8kΩ的电压表示数。
14．（10分）如图所示，某空间有一竖直向下的匀强电场，电场强度E=1.0×102V/m，一块足够大的接地金属板水平放置在匀强电场中，在金属板的正上方高度h=0.80m的a处有一粒子源，盒内粒子以v0=2.0×102m/s的初速度向水平面以下的各个方向均匀放出质量为m=2.0×10-15kg、电荷量为q=+10-12C的带电粒子，粒子最终落在金属板b上。若不计粒子重力，求：（结果保留两位有效数字）
（1）粒子源所在处a点的电势；
（2）带电粒子打在金属板上时的动能；
（3）从粒子源射出的粒子打在金属板上的范围所形成的面积。
15．（12分）如图所示，某空间内存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，磁场方向垂直于纸面向里。一段光滑绝缘的圆弧轨道AC固定在场中，圆弧所在平面与电场平行，圆弧的圆心为O，半径R=1.8m，连线OA在竖直方向上，圆弧所对应的圆心角=37°。现有一质量m=3.6×10-4kg、电荷量q=9.0×10-4C的带正电的小球（视为质点），以v0=4.0m/s的速度沿水平方向由A点射入圆弧轨道，一段时间后小球从C点离开圆弧轨道恰能在场中做匀速直线运动。不计空气阻力，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
（1）匀强电场场强E的大小；
（2）小球刚射入圆弧轨道瞬间对轨道压力的大小。
16．（14分）如图所示，两水平放置的平行金属板间存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度B1=0.40T，方向垂直纸面向里，电场强度E=2.0×105V/m，PQ为板间中线。紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B2=0.25T，磁场边界AO和y轴的夹角∠AOy=45°。一束带电量q=8.0×10-19C的正离子从P点射入平行板间，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y轴上的Q点垂直y轴射入磁场区，，离子通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角在45°~90°之间。求：
（1）离子运动的速度v；
（2）离子的质量m。
一、选择题（每小题4分，共40分）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C D B D C C B AC BC 二、探究与实验（2小题，共16分）
11．（1）×1Ω；（2）欧姆。（每空3分，共6分）
12．（1）0.518~0.522mm；（2分）
（2）A1，R1；（每空2分，共4分）
（3）如图所示；（2分）
（4）1.1×10-6Ωm。（2分）
三、论述与计算（4小题，共44分）
13．（8分）
解：（1）设电容器上的电压为Uc，根据题意由闭合电路欧姆定律有：
………………①
………………②
………………③
联解①②③代入数据得：Q＝4×10－4C ………………④
（2）电压表与R2并联后，由闭合电路欧姆定律有：
………………⑤
………………⑥
………………⑦
联解⑤⑥⑦代入数据得：UV=3V ………………⑧
评分参考意见：本题满分8分，①②③④⑤⑥⑦⑧式各1分；若有其他合理解法且答案正确，可同样给分。
14．（10分）
解：（1）由于匀强电场竖直向下，b板接地，故：
………………①
代入数据解得： ………………②
（2）由于不计重力，只有电场力做功，对粒子由动能定理：
………………③
代入数据解得： ………………④
（3）粒子源沿水平射出的粒子打在金属板上的范围即为所求的面积，由平抛运动知识可得：
………………⑤
………………⑥
………………⑦
………………⑧
联解⑤⑥⑦⑧代入数据得：S=4m2 ………………⑨
评分参考意见：本题满分10分，其中⑦式2分，①②③④⑤⑥⑧⑨式各1分；若有其他合理解法且答案正确，可同样给分。
15．（12分）
解：（1）小球离开轨道后做匀速直线运动，其受力情况如图所示，则有：
………………①
………………②
代入数据解得：E=3.0N/C ………………③
（2）设小球运动到C点时的速度为v，在小球沿轨道从A运动到C的过程中，根据动能定理有：
…④
小球由A点射入圆弧轨道瞬间，设轨道对小球的支持力为N，小球的受力情况如图所示，根据牛顿第二定律有：
………………⑤
联解①④⑤代入数据得：N=3.2×10—3N ………………⑥
根据牛顿第三定律可知，小球由A点射入圆弧轨道瞬间对轨道的压力：
N′=3.2×10—3N ………………⑦
评分参考意见：本题满分12分，其中①②④⑤⑦式各2分，③⑥式各1分；若有其他合理解法且答案正确，可同样给分。
16．（14分）
解：（1）设正离子的速度为v，由于沿中线PQ做直线运动，则有：
………………①
代入数据解得：v=5.0×105m/s ………………②
（2）设离子的质量为m，根据题意作出粒子运动轨迹如图所示； ………………③
当通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角为45°时，粒子在磁场中圆周运动的圆心在原点O，设其半径为r1，由几何关系有：
………………④
当通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角为90°时，粒子在磁场中圆周运动的圆心在y轴上的O2处，设其半径为r2，由几何关系有：
………………⑤
由牛顿第二定律有：
………………⑥
………………⑦
联解④⑤⑥⑦代入数据得：
………………⑧
评分参考意见：本题满分12分，其中①⑥各3分，③⑦式各2分，②④⑤⑧式各1分；若有其他合理解法且答案正确，可同样给分。
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