2010-2011学年高二（上）模块物理试卷（选修3-1）（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

如图所示是某电场中的几条电场线，在电场中有A、B两点，试比较两点的电场强度E大小和电势φ高低，其中正确的是（ ）

A．E_A＞E_B，φ_A＞φ_B
B．E_A＞E_B，φ_A＜φ_B
C．E_A＜E_B，φ_A＞φ_B
D．E_A＜E_B，φ_A＜φ_B

2. 难度：中等

若带正电的小球只受电场力作用，则它在任意一段时间内（ ）
A．一定沿电力线由高电势处向低电势处运动
B．一定沿电力线由低电势处向高电势处运动
C．不一定沿电力线运动，但一定由高电势处向低电势处运动
D．不一定沿电力线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动

3. 难度：中等

某电路如图所示，已知电池组的总内阻r=1Ω，外电路电阻R=5Ω，理想电压表的示数U=3.0V，则电池组的电动势E等于（ ）

A．3.0V
B．3.6V
C．4.0V
D．4.2V

4. 难度：中等

如图所示为电阻R₁和R₂的伏安特性曲线，并且把第一象限分为了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域．现把R₁和R₂并联在电路中，消耗的电功率分别用P₁和P₂表示；并联的总电阻设为R．下列关于P₁与P₂的大小关系及R的伏安特性曲线应该在的区域正确的是（ ）

A．特性曲线在Ⅰ区，P₁＜P₂
B．特性曲线在Ⅲ区，P₁＜P₂
C．特性曲线在Ⅰ区，P₁＞P₂
D．特性曲线在Ⅲ区，P₁＞P₂

5. 难度：中等

如图所示，电源的电动势和内阻分别为E、r，在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中，电流表、电压表的示数变化情况为（ ）

A．电流表示数变大
B．电流表示数减小
C．电压表示数变大
D．电压表示数变小

6. 难度：中等

如图所示，实线为方向未知的三条电场线，a、b两带电粒子从电场中的O点以相同的初速度飞入．仅在电场力作用下，两粒子的运动轨迹如图中虚线所示，则（ ）
A．a一定带正电，b一定带负电
B．a加速度增大，b加速度增大
C．a电势能减小，b电势能增大
D．a和b的动能一定都增大

7. 难度：中等

如图所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上．a和c带正电，b带负电，a所带电量的大小比b的小．已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是（ ）
A．F₁
B．F₂
C．F₃
D．F₄

8. 难度：中等

如图所示，O为两个等量异种点电荷+q、-q连线的中点，P为连线中垂线上的任意一点，分别用φ_o、φ_p和E_o、E_p代表该电场中O、P两点的电势和场强的大小，则（ ）

A．φ_o＞φ_p，E_o＞E_p
B．φ_o=φ_p，E_o＞E_p
C．φ_o＜φ_p，E_o＜E_p
D．φ_o=φ_p，E_o=E_p

9. 难度：中等

一个电流表的满偏电流I_g=1mA．内阻为500Ω，要把它改装成一个量程为10V的电压表，则应在电流表上（ ）
A．串联一个10kΩ的电阻
B．并联一个10kΩ的电阻
C．串联一个9.5kΩ的电阻
D．并联一个9.5kΩ的电阻

10. 难度：中等

如图所示，一个带电小球A固定在光滑水平绝缘桌面上，在桌面的另一处有另一个带异种电荷的小球B．现给B球平行桌面且垂直AB的速度v，则下列说法错误的是（ ）

A．B球可能做直线运动
B．A球对B球的库仑力可能对B球不做功
C．B球的电势能可能增加
D．小球可能从电势较高处向电势较低处运动

二、解答题

11. 难度：中等

为了测量某电池的电动势E（约为3V）和内阻r，可供选择的器材如下：
A．电流表G₁（2mA 100Ω）
B．电流表G₂（1mA 内阻未知）
C．电阻箱R₁（0～999.9Ω）
D．电阻箱R₂（0～9999Ω）
E．滑动变阻器R₃（0～10Ω 1A）
F．滑动变阻器R₄（0～1 000Ω 10mA）
G．定值电阻R（800Ω 0.1A）
H．待测电池
I．导线、电键若干
（1）采用如图1所示的电路，测定电流表G₂的内阻，得到电流表G₁的示数I₁、电流表G₂的示数I₂如下表所示：

I1（mA）	0.40	0.81	1.20	1.59	2.00
I2（mA）	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00

根据测量数据，请在图2坐标中描点作出I₁-I₂图线．由图得到电流表G₂的内阻等于______Ω．
（2）在现有器材的条件下，测量该电池的电动势和内阻，采用如图3所示的电路，图中滑动变阻器①应该选用给定的器材中______，电阻箱②选______（均填写器材代号）．
（3）根据图3所示电路，请在图4中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接．

12. 难度：中等

（1）在测定金属电阻率的实验中，用螺旋测微器测量一金属丝的直径，螺旋测微器的示数如图所示，该金属丝的直径为______．用欧姆表粗略测得该金属丝的电阻约为2Ω，另外，实验室内还提供了下列器材供重新测定该金属丝的电阻使用：
A．电源E（电动势为3.0V，内阻不计）
B．电压表V（量程为0～3.0V，内阻约为2kΩ）
C．电流表A（量程为0～0.6A，内阻约为1Ω）
D．滑动变阻器R（最大阻值10Ω，额定电流2.0A）
E．开关S一个，导线若干
为获得尽可能高的实验精度，请你利用上述器材设计一个测定金属丝电阻的实验电路，并把实验原理图画出来．
（2）为研究某一电学元件的导电规律，将该元件两端的电压、元件中的电流及通电时间记录在下表中，通过分析表中数据可以判断出该元件所用的材料是______（填“金属”或“半导体”）．

通电时间 t/s	5	10	15	20	25	30
电压   u/v	0.40	0.62	1.02	1.26	1.52	1.64
电流   i/m A	0.20	0.43	0.81	1.82	2.81	3.22

（3）如图甲是某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象，图中R表示0℃时的电阻，k表示图线的斜率．若用该电阻与电池（电动势E、内阻r）、电流表A（内阻R_g）、滑动变阻器R′串联起来，连接成如图乙所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”．使用“金属电阻温度计”前，先要把电流表的刻度值改为相应的温度刻度值，若温度t₁＜t₂，则t₁的刻度应在t₂的______侧（填“左”或“右”）；在标识“金属电阻温度计”的温度刻度时，需要弄清所测温度和电流的对应关系．请用E、R、k等物理量表示所测温度t与电流I的关系式t=______．

13. 难度：中等

如图甲所示，真空中的电极k连续不断地发出电子（设电子初速度为零），经电压为U₁的电场加速后由小孔S穿出，沿水平金属板A、B间中轴线从左边射入．A、B板长均为L=0.20m，两板之间距离为d=0.05m，靠近的右端有足够大的荧光屏P．如果加速电压U₁随时间t变化的图象如图乙所示，设电子在电场中加速时间极短，可认为加速电压不变，当A、B板间 所加电压为U₂=60V时，求一个周期内荧光屏发光与不发光的时间之比．

14. 难度：中等

如图所示，水平面上放有用绝缘材料制成的L形滑板（平面部分足够长且不计厚度），质量为4m，距滑板的A壁为L₁距离的B处放有一质量为m、电量为+q的小物体，忽略一切摩擦的影响．整个装置置于水平向右的场强为E的匀强电场中，初始时刻，滑板与物体都静止．（在碰撞过程中无电荷转移）试问：
（1）释放小物体，第一次与滑板A壁碰前物体的速度v₁多大？
（2）若物体与A壁碰后速度大小为碰前速率的，则物体在第二次跟A壁碰撞之前，滑板的速度v₂和物体的速度v₃分别为多大？

15. 难度：中等

如图甲所示，平行金属板A和B间的距离为d，现在A、B板上加上如图乙所示的方波电压，t=0时A板比B板的电势高．电压的正向值为U，反向值也为U，现有由质量为m电量为+q的粒子组成的粒子束，从AB的中点O以平行于金属板中轴OO′线的速度v=不断射入，所有粒子在AB间的飞行时间均为T，不计重力影响．试求：
（1）粒子射出电场时位置离中轴线OO′的距离范围
（2）粒子射出电场时的速度
（3）若要使射出电场的粒子经某一垂直纸面的圆形区域匀强磁场偏转后，都能通过圆形磁场边界的一个点处，而便于再收集，则磁场区域的最小半径和相应的磁感强度是多大？