高二物理试题与答案

物 理 试 题（选修3-1）

本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分120分，考试时间100分钟。

第Ⅰ卷（选择题 共32分）

一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分．

1．某学生设计出下列四种逻辑电路，当A 端输入高电压时, 电铃能发出声音的是 （ ）

2．一负电荷从电场中A 点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B 点，它运动的速度一时间图象如图甲所示，则A 、B 所在区域的电场线分布情况可能是图乙中的 ( )

3. 一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射人一匀强磁场，粒子的一段径迹如图所示，径迹上每一小段都可近似看成圆弧，由于带电粒子使沿途空气电离，粒子的能量逐渐减小（带电量不变），则由图中情况知下列说法正确的是 （ ）

A. 粒子从a 到b ，带正电 B.粒子从b 到a ，带正电 C. 粒子从a 到b ，带负电 D.粒子从b 到a ，带负电

4. 世纪20年代，以塞贝克（数学家）为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流，安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是由绕地球的环形电流引起的．该假设中的电流方向是

( A ．由西向东垂直磁子午线 B ．由东向西垂直磁子午线 C ．由南向北沿磁子午线

D ．由赤道向两极沿磁子午线方向 5. 如图所示，甲、乙两电路中电源完全相同，电阻R 1＞R 2，在两电路中分别通过相同的电量Q 的过程，下列说法正确的是： （ ） A ．R 1上生的热比R 2上生的热多

B ．电源内部生热较多的是甲中的电源 C ．电源做功较多的是乙电路中的电源 D ．电源输出功率较大的是乙电路中的电源 6．下列说法正确的是 （ ）

A．除永久磁铁以外，一切磁场都是由运动电荷产生的

B ．一切磁现象都起源于运动电荷

C ．一切磁作用都是运动电荷通过磁场而发生的

D ．有磁必有电，有电必有磁

7．一只普通旧干电池, 用电压表测量其电动势时, 示数仍接近1.5V ．现对该电池作下述两种处理：①让它给一个额定电压为1.5Ｖ的小灯泡供电时，发现小灯泡完全不亮：②把它装在额定电压也为1.5Ｖ的电子钟时，电子钟仍能正常工作较长时间．对上述两种情形比较和分析，下述说法正确的是（ ）

A ．情形①中的电路电流较情形②中少 B ．情形①中的路端电压较情形②中少

C ．小灯泡中的电阻远大于电子钟的内电阻 D ．小灯泡的额定功率远大于电子钟的额定功率

8．如图所示，a 、b 为平行金属板，静电计的外壳接地，合上开关S 后，静 电计的指针张

开一个较小的角度。能使角度增大的办法是 （ ）

A ．使a 、b 板的距离增大一些 B ．使a 、b 板的正对面积减小一些 C ．断开S ，使a 、b 板的距离增大一些 D ．断开S ，使a 、b 板的正对面积减小一些

第Ⅱ卷（非选择题 共88分）

三、填空题：本题共4小题，共39分。请把答案填在相应横线上或按题目要求作答。 10．（4分）螺旋测微器螺杆的精密螺距为0.5mm ，可动刻度尺圆周分成50等分，则可动刻度尺每旋转一周，螺杆前进或后退的长度是 mm。如图所示，用螺旋测微器测一被测小球的直线是 mm。 11．（6分）如图所示，阴极射线管(A为其阴极) 放在蹄形磁铁的N 、S 两极间，射线管的A 、B 两极分别接在直流高压极和_____极．此时，荧光屏上的电子束运动轨迹(填“向上”、“向下”或“不”) ． 12．（7分）⑴用多用电表测量直流电流时，红表笔表笔电势高。用多用电表测量电阻时，红表笔和黑表笔电势高。

⑵用多用电表正确测量了一个6K Ω电阻后，需要继续测量一个阻值大概是50Ω左右的电阻。在用红表笔、黑表笔接触这个电阻之前， 以下哪些操作步骤是必须的，请选择其中有用的，按操作步骤顺序写出： 。

A ．调节调零旋钮使表针指着欧姆零点 B ．把选择开关旋转到“×1K Ω”位置 C ．把选择开关旋转到“×10Ω”位置

D ．调节表盘下中间部位的调零螺丝，是表针指零 E. 将红表笔和黑表笔接触

13. （11分）在把电流表改装为电压表的实验中，提供的器材有①电流表（量程0～100μA ，内阻几百欧），②标准电压表（量程0～3 V),③电阻箱（0～9 999Ω) ,④电阻箱（0～99 999Ω), ⑤滑动变阻器（0～50Ω, 额定电流1. 5 A), ⑥电源（电动势6 V ，有内阻）

，⑦电

电源的______

________偏转

和黑表笔相比， 表笔相比，

源（电动势2 V，无内阻），⑧开关两只，导线若干．

(1)该实验首先要用半偏法测定电流表的内阻．如果采用如图所示的电路测定电流表的内电阻并且要想得到较高的精确度，那么从以上给出的器材中，

可变电阻R 1应选用 ， 可变电阻R 2应选用 ，

电源应选用 （填器材前的序号）．

(2)如果测得电流表A 的内阻为800Ω要把它改装为量程为0～3 V 的电压表，则改装的方法是给电流表串联一个阻值为 Ω的电阻．

(3)如下左图甲所示器材中，一部分是将电流表改装为电压表所需的，其余是为了把改装成的电压表跟标准电压表进行校对所需的．在下方右图的方框中画出改装和校对都包括在内的电路图（要求对0—3 V 的所有刻度都能在实验中进行校对）；然后将器材实物按以上要求连接成实验电路．

14．（10分）为了测定电池的电动势和内阻，可以采用如图所示的电路，通过改变电阻箱阻值R 的，记录下对应的电流表读数I ，就能算出电池的电动势E 和内阻r 。

⑴为了测出电池的电动势E 和内阻r ，实验中至少要测出几组

R 、I 的值？

答： ；

⑵若实验中发现测出的电池内阻总是比实际内阻要大，可能的原因是： ；

⑶为了减少误差，实验中测出了多组R 、I 的值，并作出了

1

—R 图线如图I

所示，由该图线可得被测电池的电动势

E 等于 伏，内阻r

欧。

)

四．计算题：本大题共4小题，共50分。要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤. 只写出最后答案，而未写出主要演算过程的，不能得分. 有关物理量的数值计算问题，答案中必须明确写出数值和单位。 15．（10分）如图所示，用30cm 的细线将质量为m =4⨯10-3㎏的带电小球P 悬挂在Ｏ点正下方，当空中有方向为水平向右，大小为E =2⨯104N/C的匀强电场时，小球偏转37°后处在静止状态。

（1）分析小球的带何种电荷； （2）求小球带电量q ； （3）求剪断细线后带电小球的加速度a 。

16．（12分）一段粗细均匀的导体长为L ，横截面积为S ，如图所示，导体单位体积内的自由电子数为n ，电子电量为e ，通电后，电子定向运动的速度大小为v ． (1)请用n 、e 、S 、v 表示流过导体的电流大小I ．

(2)若再在垂直导体的方向上加一个空间足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，试根据导体所受安培力推导出导体中某一自由电子所受的洛伦兹力大小的表达式．

17．（13分）如图所示，两平行光滑的导轨相距l =0.5m，两导轨的上端通过一阻值为R =0.4Ω的定值电阻连接，导轨平面与水平面夹角为θ=30º，导轨处于磁感应强度为B =1T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，一长度恰等于导轨间距、质量为m =0.5kg的金属棒，由图示位置静止释放，已知金属棒的电阻为r =0.1Ω，导轨电阻

2

不计，g =10m/s。求：

（1）求金属棒释放后，所能达到的最大速度v m ； （2）当金属棒速度达v =2m/s时，其加速度的大小；

（3）若已知金属棒达最大速度时，下滑的距离为s =10m，求

金属棒下滑过程中，棒中产生的焦耳热。 18．（15分）如图所示，真空室内存在宽度为d =8cm的匀强磁场区域，磁感应强度B =0.332T，磁场方向垂直于纸面向里；ab 、cd 足够长，cd 为厚度不计的金箔，金箔右侧有一匀强电

5

场区域，电场强度E =3.32×10 N/C，方向与金箔成37°角。紧挨边界ab 放一点状α粒子放射源S ，可沿纸面向各个方向均匀放射初速率相同的α粒子，已知：m α =6.64×10-27Kg, q α=3.2×10-19C, 初速率v =3.2×106 m/s . （sin37°=0.6,cos37°=0.8）求：

⑴α粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径R ； ⑵金箔cd 被 α粒子射中区域的长度L ；

⑶ 设打在金箔上d 端离cd 中心最远的α粒子沿直线穿出金箔进入电场，在电场中运动通过N 点，SN ⊥ab 且SN =40cm,则此α粒子从金箔上穿出时，损失的动能∆E K 为多少？

物 理 试 题 答 案（选修）

第Ⅰ卷（选择题 共32分）

一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分．每小题只有一个选项符合题意． ．．．．

第Ⅱ卷（非选择题 共88分）

三、填空题：本题共4小题，共39分。请把答案填在相应横线上或按题目要求作答。 10． 0.5，(2分) 8.300(2分)

11． 负 (2分) 正 (2分) 下(2分) 12． ⑴ 红、黑（4分）；⑵ CEA （3分）

13. (1) ④ (1分) ③ (分) ⑥ (1分) (2)29200 (4分) (3）如图所示(每图2分，共4分)

I （R ＋r ），可

知，用两组R 、I 的值代入就可以算出电动势和内阻的大小。

⑵电流表的内阻引起。（4分）

⑶2V 0.2Ω（4分）。解析：由全电路欧姆定律E ＝I （R ＋r ）得：

1R r

=+，所以I E E

电动势的大小等于直线的斜率的倒数；内阻由直线与纵轴的截距求出。

四．计算题：本大题共4小题，共50分。要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤. 只写出最后答案，而未写出主要演算过程的，不能得分. 有关物理量的数值计算问题，答案中必须明确写出数值和单位。

15、（1）正，（2）1. 5⨯10C ，（3）12.5m/s

2

-6

16．（12分） 解：（1）导体中电流大小：I=q/t 取t 时间，该时间内通过导体某一截面的自 由电子数为nSVt 该时间内通过导体该截面的电量为nSVte 代入上式得： I=q/t= nSVe

（2）该导体处于垂直于它的匀强磁场中所受到的 安培力：

F=ILB

又I= nSVe代入上式得：F=BneSVL

安培力是洛伦兹力的宏观表现，即某一自由电子所受的洛伦兹力 f=F/N

式中N 为该导体中所有的自由电子数 N=nSL

由以上几式得：f=eVB 17．（13分） 解：（1）最大速度时，合力为零

mgsin θ=F安=BIL

mgR BLv max E 总sin θ=5(m /s ) I= v max ==

B 2L 2R 总R 总

B 2L 2v

（2）F 安= =（1N ）

R 总

F 合=mg sin θ-F 安=ma （3）动能定理 mgh -Q =

a =3m /s 2

12mv max -0 Q =18. 75J 2

r

Q =3.75J R +r

棒产生的热量为Q 1=

18．（15分）解：（1）α粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即

v 2

q αvB =m α （2分）

R

则R =

m αv

=0.2m =20cm （2分） Bq α

（2）设cd 中心为O ，向c 端偏转的α粒子，当圆周轨迹与cd 相切时偏离O 最远， 设切点为P ，对应圆心O 1，如图所示，则由几何关系得：

OP =SA ==16cm （3分）

向d 端偏转的α粒子，当沿Sb 方向射入时，偏离O 最远，设此时圆周轨迹与cd 交于Q 点，对应圆心O 2，如图所示，则由几何关系得：

OQ ==16cm （3分）

故金箔cd 被α粒子射中区域的长度L = PQ =OP +OQ =32cm （1分） （3）设从Q 点穿出的α粒子的速度为V '，因半径O 2Q ∥场强E ，则V '⊥E ，故穿出的α粒子在电场中做类平抛运动，轨迹如图所示。 （1分） 沿速度v '方向做匀速直线运动,

位移S x =(SN -R )sin53=16cm ， （1分） 沿场强E 方向做匀加速直线运动， 位移S y =(SN -R )cos53+R =32cm ， 则由S x =V 't （1分）S y =

12

at （1分） 2

a =

q αE

（1分）得：V '=8.0⨯105s m α

11

m αV 2-m αV '2=3.19⨯10-14J 22

故此α粒子从金箔上穿出时，损失的动能为∆E k =（2分）

考前冲刺

1．以下表述正确的是（ ）

A ．电荷在电场中某点的电势能等于把此电荷从该点移到无穷远的过程中电场力做的功 B ．电势、电势差、电势能都只由电场性质决定 C ．电势为零的地方场强也为零 D ．场强为零的地方电势可以不为零

2．下列说法中正确的是（ ）

A ．根据I =

q

，可知I 和q 成正比 t

B ．电流有方向，电流是矢量

C ．自由电子定向移动的速率越大，电流越大

D ．在单位时间内通过导体横截面的电荷量叫电流

3．如右图所示，将不带电的导体BC 放在带正电的金属球A 附近，当导体BC 达到静电平衡后，则下列说法正确的有（ ）

A. 用导线连接BC 两端，导线中有瞬时电流通过 B. 用手摸一下导体B 端可使导体带正电 C. 导体C 端电势等于B 端电势

D. B和C 端感应电荷在导体内部产生的场强沿BC 方向逐渐减小

4．某静电场的电场线分布如图所示，图中P 、Q 两点的电场强度的大小分别为E P 和E Q ，电势分别为ϕP 和ϕQ ，则

A ．E P ＞E Q ，ϕP ＞ϕQ B ．E P ＞E Q ，ϕP ＜ϕQ C ．E P ＜E Q ，ϕP ＞ϕQ D ．E P ＜E Q ，ϕP ＜ϕQ

5．在图所示的匀强电场中，水平等距离的虚线表示其等势面，带电量Q= -0.5×10-10C 的粒子（不考虑粒子所

受重力）在电场力作用下从A 点运动到B 点，动能增加0.5×10-9J,A 点电势为-10V ，下列关于粒子的运动轨迹和B

B A. 粒子沿轨道1运动，B 点电势为零 ② B. 粒子沿轨道2运动，B 点电荷为20V ① C. 粒子沿轨道1运动，B 点势为-20V

A

D. 粒子沿轨道2运动，B 点电势为-20V

6．如图所示，在原来不带电的金属细杆ab 附近P 处，放置一个正点电荷。达到静电平衡后

A ．a 端的电势比b 端的高 B ．b 端的电势比d 点的低

C ．a 端的电势不一定比d 点的低 D ．杆内c 处场强的方向由a 指向b

7．如图甲，AB 是某电场中的一条电场线，若 有一电荷量恒定且带正电的粒子以某一初速度，仅在电场力的作用

下，沿AB 由A 运动到B 。其速度图像如图乙所示。下列关于A 、B 两点的电势φ和电场强度E 的判断正确的是

A.E A >EB φA >φB B.E A EB φA φB

8．如图所示的电场中有A 、B 两点，下列判断正确的是 A ．电势ϕA >ϕB ，场强E A >E B

B ．电势ϕA >ϕB ，场强E A

C ．将电荷量为q 的正电荷从A 点移到B 点，电场力做正功，电势能减少

D ．将电荷量为q 的负电荷分别放在A 、B 两点，电荷具有电势能εA >εB

9．如下图所示，四个图象描述了对给定的电容器充电时，电容器电量Q 、电压U 和电容C 三者的关系，正确的图象有

10．关于电动势下列说法正确的是 [ ]

A ．电源电动势等于电源正负极之间的电势差

B ．用电压表直接测量电源两极得到的电压数值，实际上总略小于电源电动势的准确值 C ．电源电动势总等于内、外电路上的电压之和，所以它的数值与外电路的组成有关 D ．电源电动势总等于电路中通过1C 的正电荷时，电源提供的能量

11．在已接电源的闭合电路里，关于电源的电动势、内电压、外电压的关系应是 [ ] A ．如外电压增大，则内电压增大，电源电动势也会随之增大

B ．如外电压减小，内电阻不变，内电压也就不变，电源电动势必然减小 C ．如外电压不变，则内电压减小时，电源电动势也随内电压减小

D ．如外电压增大，则内电压减小，电源的电动势始终为二者之和，保持恒量 12．一节干电池的电动势为1.5V ，其物理意义可以表述为 [ ] A ．外电路断开时，路端电压是 1．5V

B ．外电路闭合时，1s 内它能向整个电路提供1．5J 的化学能

C ．外电路闭合时，1s 内它能使1．5C 的电量通过导线的某一截面

D ．外电路闭合时，导线某一截面每通过1C 的电量，整个电路就获得1．5J 电能 13．如图10所示，B 板电势为U ，质量为m 的带电粒子（重量不计）以初速v 0

水平射入电

场．若粒子带－q 电量，则粒子到达B 板时速度大小为______；若粒子带＋q

电量，它到达B 板时速度大小为______．

14．在真空中有电量为-Q 的点电荷与一个被挖了一个小洞

的实心金属球，已知静电力常量为k ，点电荷距离金属球球心的

距离为d ，则感应电荷在球心产生的场强大小为_________，方

向为___________________。

15. 在匀强电场中分布着A 、B 、C 三点, 且BC ＝20cm. 当把一个电荷量

－q ＝105C 的正电荷从A 点沿AB 线移到B 点时, 电场力做功为零. 从B 点移到C 点时, 电场力

－做功为－1.73×103J. 则电场的方向为______,场强的大小为______.

.

16．如下图所示是定性研究平行板电容器电容的影响因素的装置，平行板电容器的A 板与静电计相连，B 板和静电计金属壳都接地．

（1）指出下列三个图所示的情况下，静电计指针的偏转角度变化情况： ①正对面积减小时，静电计指针的偏转角度 ；

②板间距离增大时，静电计指针的偏转角度 ；

③插入电介质时，静电计指针的偏转角度 ．

（2）实验说明平行板电容器的电容与正对面积、板间距离、电介质的介电常数之间的关系为：

① ② ③

－17. 一带负电的粒子，q ＝－2.0×109C ，在静电场中由A 点运动到B 点，在这过程中，除电

－－场力外，其它力做的功为6.0×105J ，粒子动能增加了8.0×105J ，求A 、B 两点间的电势差

U AB 等于多少？电势能变化了多少？

18. 如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正点电荷Q

为圆心的某一圆周交于B 、C 点，质量为m ，带电量为－q

的有孔小球从杆上A 点无初速下滑，已知q

小球滑到B 点时速度大小为3gh 。

求：(1)小球由A 到B 过程中电场力做的功．

(2)A、C 两点的电势差．

19. 一束初速度不计的电子流在经U =5000V的加速电压加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若板间距离d =1.0cm，板长L =5.0cm，则

（1）要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压？

（2）若在偏转电场右侧距极板右边缘X =2.5 cm处放置一半径0.5 cm的光屏（中线过光屏

中心且与光屏垂直），要使电子能从平行板间飞出，且打到光屏上，则两个极板上最多能加多大电压？

，

1.AD 2.D 3.CD 4.A 5.D 6.A 7.D 8.BC 9.CD 10.BD 11.D 12 .B

13.

14. ． kQ ，从—Q 指向球心的方向 d 2

15. 垂直于AB 线斜向下；1000V/m

16. 增大 增大 减小 C=

17,. W +W AB =∆E k （2分）

W AB =∆E k -W =8. 0⨯10-5-6. 0⨯10-5=2. 0⨯10-5J （2分）

U AB W AB 2. 0⨯10-5

===-1⨯104V （2分） q -2. 0⨯10

，即电势能减少了2. 0⨯10-5J （2分） ∆E P =-W AB =-2. 0⨯10-5J （2分）

11mv 2 w =m g h 6分 22

(2)B 、C 两点等势，所以U AC =UAB 18.(1) mgh +w =

U AC =U AB =w mgh = -q -2q

eU =12mv 0-0 219. 解（1）加速电场：

偏转电场：L =v 0t y =1at 2 2

F =ma F =qE

U /L 2d U / E =y =≤d 4Ud 2

2Ud 2

U ≤=400V L 2

两个极板最多能加400V 的电压 /

/2U L （2） y =v X =v 0 4Ud

qU /L v y =at =mdv 0

/U L tan ϕ==v X 2dU

y +x tan ϕ≤R v y

U /≤200V

两个极板最多能加200V 的电压