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物理选修3-1综合测试“教书先生”恐怕是市井百姓最为熟悉的一种称呼，从最初的门馆、私塾到晚清的学堂，“教书先生”那一行当怎么说也算是让国人景仰甚或敬畏的一种社会职业。只是更早的“先生”概念并非源于教书，最初出现的“先生”一词也并非有传授知识那般的含义。孟子中的“先生何为出此言也？”；论语中的“有酒食，先生馔”；国策中的“先生坐，何至于此？”等等，均指“先生”为父兄或有学问、有德行的长辈。其实国策中本身就有“先生长者，有德之称”的说法。可见“先生”之原意非真正的“教师”之意，倒是与当今“先生”的称呼更接近。看来，“先生”之本源含义在于礼貌和尊称，并非具学问者的专称。称“老师”为“先生”的记载，首见于礼记?曲礼，有“从于先生，不越礼而与人言”，其中之“先生”意为“年长、资深之传授知识者”，与教师、老师之意基本一致。一、单选题（本大题共6小题，共24.0分）1. 这个工作可让学生分组负责收集整理,登在小黑板上,每周一换。要求学生抽空抄录并且阅读成诵。其目的在于扩大学生的知识面,引导学生关注社会,热爱生活,所以内容要尽量广泛一些,可以分为人生、价值、理想、学习、成长、责任、友谊、爱心、探索、环保等多方面。如此下去,除假期外,一年便可以积累40多则材料。如果学生的脑海里有了众多的鲜活生动的材料,写起文章来还用乱翻参考书吗? 四种电场的电场线如图所示一正电荷q仅在静电场力作用下由M点向N点做加速运动，且加速度越来越大则该电荷所在的电场是图中的（）宋以后，京师所设小学馆和武学堂中的教师称谓皆称之为“教谕”。至元明清之县学一律循之不变。明朝入选翰林院的进士之师称“教习”。到清末，学堂兴起，各科教师仍沿用“教习”一称。其实“教谕”在明清时还有学官一意，即主管县一级的教育生员。而相应府和州掌管教育生员者则谓“教授”和“学正”。“教授”“学正”和“教谕”的副手一律称“训导”。于民间，特别是汉代以后，对于在“校”或“学”中传授经学者也称为“经师”。在一些特定的讲学场合，比如书院、皇室，也称教师为“院长、西席、讲席”等。 A. B. C. D. 2. 在静电场中将一个带电量为q=-2×10-9C的点电荷由a点移动到b点，已知a、b两点间的电势差Uab=1.0×104V，在此过程中，除电场力外，其他力做的功为W=6.0×10-5J，则该点电荷的动能（）A. 增加了4.0×10-5JB. 减少了4.0×10-5JC. 增加了8.0×10-5JD. 减少了8.0×10-5J3. 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，则（）A. b端的电势比d点的低B. a端带负电，b端带正电C. 杆内c处的电场方向由c指向bD. a端的电势一定比b端的低4. 两个等量异种电荷的连线的垂直平分线上有a、b、c三点，如图所示，下列说法正确的是（）A. a点电势比b点高B. a、b两点的场强方向相同，b点场强比a点大C. c点场强和电势都为0D. 一个电子在a点无初速释放，则它将在c点两侧往复振动5. 当电场强度超过3.0×106V/m时，阴雨天的空气会被击穿而放电现有一片距空旷地面300m高的带电乌云，乌云与地面间要发生闪电，两者问的电势差至少为()A. 1.0X10-4VB. 1O×104VC. 9.0×108VD. 9.0×109V6. 如图所示，在NaCl溶液中，正、负电荷定向移动，其中Na+水平向右移动若测得4s内分别有1.0×1018个Na+和Cl-通过溶液内部的横截面M，那么溶液中的电流方向和大小为（）A. 水平向左0.8AB. 水平向右 0.08AC. 水平向左0.4AD. 水平向右0.04A二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）7. 两个相同的金属小球带的电荷量之比为1：7，相距为r（r远大于小球半径），两球相互接触后再放回原来的位置，则它们间的库仑力可能为原来的（）A. 47B. 37C. 97D. 1678. 如图所示，带箭头的线表示某一电场的电场线在电场力作用下，一带电粒子（不计重力）经A点飞向B点，径迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（）A. 粒子带负电B. 粒子在A点加速度大C. 粒子在B点动能大D. A、B两点相比，B点电势能较大9. 如图所示，一个质量为m、带电荷量为q的粒子，从两平行板左侧中点沿垂直场强方向射入，当入射速度为v时，恰好穿过电场而不碰金属板要使粒子的入射速度变为v2，仍能恰好穿过电场，则必须再使（）A. 粒子的电荷量变为原来的14B. 两板间电压减为原来的12C. 两板间距离增为原来的4倍D. 两板间距离增为原来的2倍10. 图中的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成，它们之中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是()A. 甲表是电流表，R增大时量程增大B. 甲表是电流表，R增大时量程减小C. 乙表是电压表，R增大时量程增大D. 上述说法都不对三、实验题探究题（本大题共2小题，共18.0分）11. 在如图实验装置中，充电后的平行板电容器的A极板与灵敏的静电计相接，B极板接地（1）若极板B稍向上移动一点，则将观察到静电计指针偏角_ （填“变大”或“变小”），此实验说明平行板电容器的电容随_ 而增大；（2）若极板B稍向左移动一点，则将观察到静电计指针偏角_ （填“变大”或“变小”），此实验说明平行板电容器的电容随_ 而增大12. 研究灯泡L（3.8V，1.8W）的伏安特性，并测出该灯泡在额定电压下正常工作时的电阻值，检验其标示的准确性（1）选出既满足实验要求，又要减小误差的实验电路图_ （2）请按电路图连接好图（1）中的实物图（3）在闭合开关S前，滑动变阻器触头应放在_ 端（选填“a”或“b”）（4）根据所得到的图象如图（2）所示，求出它在额定电压（3.8V）下工作时的电阻值R= _ 四、计算题（本大题共4小题，共40.0分）13. （10分）把质量是2.0×10-3 kg的带电小球B用细线悬挂起来，如图所示若将带电荷量为4.0×10-8 C的小球A靠近B，平衡时细线与竖直方向成45°角，A、B在同一水平面上，相距0.30m，试求：（1）A球受到的电场力多大？（2）B球所带电荷量为多少？14. 在xOy平面内，x0、y0的空间区域内存在匀强电场，场强大小为100V/m现有一带负电的粒子，电量为q=2×10-7C，质量为m=2×10-6kg，从坐标原点O以一定的初动能射出，经过点P（4m，3m）时，其动能变为初动能的0.2倍，速度方向为y轴正方向然后粒子从y轴上点M（0，5m）射出电场，此时动能变为过O点时初动能的0.52倍粒子重力不计（1）写出在线段OP上与M点等势的点Q的坐标；（2）求粒子由P点运动到M点所需的时间15. （12分）在示波管中，电子通过电子枪加速，进入偏转电极，然后射到荧光屏上如图所示，设电子的质量为m（不考虑所受重力），电荷量为e，从静止开始，经过加速电场加速，加速电压为U1，然后进入偏转电场，偏转电极中两板之间的距离为d，板长为L，偏转电压为U2，求电子射到荧光屏上的动能为多大？16. （10分）有一个直流电动机，把它接入0.2V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4A，若把它接入2V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1A求：（1）电动机正常工作时的输出功率及电动机的效率；（2）如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率，并说明电动机为什么不能卡塞（提示：电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器）答案和解析【答案】1. D2. A3. A4. B5. C6. B7. CD8. AD9. AD10. BC11. 变大；极板正对面积增大；变大；板间距离减小  12. 丙；a；7.6  13. 解：（1）对B球受力分析如图所示，由几何关系知：F=mgtan45°=mg=2.0×10-2 N，由牛顿第三定律知：FBA=FAB=2.0×10-2 N（2）又F=kqAqBr2 故qB=Fr2kqA=2.0×102×(0.3)29×109×4.0×108 C=5.0×10-6 C答：（1）A球受到的电场力2.0×10-2 N；（2）B球所带电荷量为5.0×10-6 C  14. 解：（1）设初动能为Ek，则粒子运动到P点和M点的动能分别为0.2Ek和0.52Ek；粒子由O点运动到P点，由动能定理：UOP（-q）=0.2Ek-Ek；粒子由O点运动到M点，由动能定理得：UOM（-q）=0.52Ek-Ek；因为M点与Q点等势，由以上两式可得：UOP:UOM=5:3；如图所示：由匀强电场中电势差与电场强度的关系U=Ed可知：在电场强度方向，O、P、Q三点间的距离满足：dOP：dOQ=5：3；由几何关系不难得出，在直线OP上，O、P、Q三点间的距离依然满足：OP：OQ=5：3；由几何关系可得Q点坐标为（2.4m，1.8m）； 即：在线段OP上与M点等势的点Q的坐标为（2.4m，1.8m）；（2）OP与x轴的夹角，则：sin=35；由于OQ=3m，而OMcosMOP=3m，所以MQ垂直于OP；由于MQ为等势线，因此OP为电场线，方向从O到P；带电粒子从P到M过程中做类平抛运动，设运动时间为t，在x轴方向上：xP=12axt2，ax=Eqsian53°m；代入数据解得：t=1s；即：粒子由P点运动到M点所需的时间为1s。15. 解：直线加速过程，有：eU1=12mv12类似平抛运动过程，有：L=v1ty=12at2=12eU2mdt2对运动的全程，根据动能定理，有：eU1+eU2dy=Ek-0联立解得：Ek=eU1+eU22L24U1d2答：电子射到荧光屏上的动能为eU1+eU22L24U1d2  16. 解：（1）当电机不转时，由欧姆定律得到，电机的内阻r=U1I1=0.20.4=0.5，当电机正常工作时，输出功率P出=UI-I2r=2W-0.5W=1.5W；效率=P出P入=1.52=75%；（2）电动机的转子突然被卡住时，此时相当于纯电阻，发热功率为P热=U2r=220.5W=8W电机卡塞时比正常工作时放出大量的热，电机易烧杯；答：（1）电动机正常工作时的输出功率是1.5W；效率为75%；（2）在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是8W说明电机卡塞时比正常工作时放出大量的热，电机易烧杯  【解析】1. 解：因粒子由M到N是加速运动，而粒子带正电，故说明电场线是由M到N的；因粒子在运动中加速度越大越大，说明受电场力越大越大，则电场强度越大越大，电场线越来越密；故D正确；故选：D由粒子做加速运动可知，粒子受力方向，则可判断电场线的方向；由加速度的变化可知电荷受力的变化，则由F=Eq可得出场强的变化，则可判断电场线的疏密电场线是为了形象描述电场的性质而引入的虚拟带有方向的线，近几年对电场线的考查较多，应认真把握2. 解：由a点移动到b点的过程中，电场力做功Wab=qUab=-2.0×10-9×1.0×4J=-2.0×10-5J根据动能定理Ek=W总=Wab+W=-2.0×10-5+6.0×10-5J=4.0×10-5J，即该点电荷的动能增加了4.0×10-5J故选：A 电荷由a点移至b点时，电场力和外力做功，引起动能变化，现根据Wab=qUab计算电场力做的功，再根据动能定理列方程求解动能的增量对于涉及电场力和外力做功情况，首先要考虑能否用动能定理求解3. 解：AD、达到静电平衡后，整个导体是一个等势体，导体上的电势处处相等，所以可以得到a=b，由于电场线从正电荷出发到b端终止，根据顺着电场线方向电势降低，可知b端的电势比d点的低，故A正确，D错误B、由于静电感应，导体上感应出来的正电荷在a端，负电荷在b端，故B错误C、由于杆处于静电平衡状态，所以内部的场强处处为零，c处的电场强度为0，故C错误故选：A根据静电平衡可知，同一个导体为等势体，导体上的电势处处相等，再由固定电荷产生的电场可以确定电势的高低达到静电平衡后，导体为等势体，导体上的电势处处相等，这是解决本题的关键的地方，对于静电场的特点一定要熟悉4. 解：A、a、b、c是两个等量异种电荷连线的垂直平分线的三点，电势相等，而且与无穷远处电势相等故A错误B、a、b两点的场强方向都与垂直平分线垂直向右，方向相同由于b处电场线密，电场强度大于a处电场强度故B正确C、c点的场强由正负电荷叠加产生，不为零，故C错误D、a、b、c是两个等量异种电荷连线的垂直平分线的三点，场强方向都与垂直平分线垂直向右，所以电子在a、c之间受到的电场力的方向都向左，不可能在c点两侧往复振动故D错误故选：B 两个等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线电场强度方向与等势面方向垂直，而且指向电势低的方向根据电子的受力情况，分析电子的运动情况对于等量异种电荷和等量同种电荷连线和垂直平分线的特点要掌握，抓住电场线和等势面的对称性进行记忆5. 解：乌云与建筑物间的距离x=300m，则闪电前瞬间乌云与避雷针之间的电势差的大小：U=Ed=3×106×300=9×108V故C正确，A、B、D错误故选：C6. 解：由题意可知，4s内流过截面上的电量q=1.0×1018×1.6×10-19+1.0×1018×1.6×10-19=0.32C；则电流强度I=I=qt=0.324A=0.08A；Na+水平向右移动，所以电流方向向右故选：B由离子的带电量可求得通过截面的总电量，总电量等于正离子与负离子电量绝对值之和，再由电流的定义可求得电流强度的大小电流方向与正离子定向移动的方向相同本题考查电流强度的定义，要注意明确当同时有正负电荷通过时，电量为正负电荷电荷量绝对值的和7. 解：由库仑定律可得：F=kQqr2得，当两相同金属小球带同种电荷时，两者相互接触后再放回原来的位置上，它们的电荷量变为4：4，所以库仑力是原来的16：7当两相同金属小球带异种电荷时，两者相互接触后再放回原来的位置上，它们的电荷量是先中和后平分，电量变为3：3，所以库仑力是原来的9：7故CD正确，AB错误故选：CD两电荷间存在库仑力，其大小可由库仑定律求出当两电荷相互接触后再放回原处，电荷量可能相互中和后平分，也可能相加再平分，所以库仑力的变化是由电荷量变化导致的解决本题的关键掌握库仑定律的公式，注意两个金属小球可能带同种电荷，可能带异种电荷8. 解：A、根据曲线运动条件可得粒子所受合力应该指向曲线内侧，所以电场力逆着电场线方向向下，即粒子受力方向与电场方向相反，故粒子带负电故A正确；B、由于B点的电场线密，所以B点的场强大，粒子所受的电场力大，则A点的加速度较小故B错误；C、粒子从A到B，电场力对粒子运动做负功，导致动能减少，则粒子在B点动能小，故C错误；D、粒子从A到B，电场力对带负电的粒子运动做负功，电势能增加；所以A、B两点相比，在B点电势能较大故D正确；故选：AD 电场线的疏密表示电场强度的强弱，电场线某点的切线方向表示电场强度的方向不计重力的带电粒子在电场力作用下从A到B，由运动与力关系可知，电场力方向与速度方向分居在运动轨迹两边，且电场力指向轨迹的内侧确定出电场力方向，判断其做功情况，从而分析动能和电势能的大小电场线虽然不存在，但可形象来描述电场的分布对于本题关键是根据运动轨迹来判定电场力方向，由曲线运动条件可知合力偏向曲线内侧9. 解：设平行板长度为l，宽度为d，板间电压为U，恰能穿过一电场区域而不碰到金属板上，则沿初速度方向做匀速运动：t=lv垂直初速度方向做匀加速运动：a=Uqmdy=12d=12at2=Uql22mdv2欲使质量为m、入射速度为v2的粒子也能恰好穿过这一电场区域而不碰到金属板，则沿初速度方向距离仍是l，垂直初速度方向距离仍为12d；A、使粒子的带电量减少为原来的14，则y=(14q)2Ul22md(v2)2=qUl22mdv2=d2，故A正确；B、使两板间所接电源的电压减小到原来的一半，y=q(U2)l22md(v2)2=Uql2mdv2=d，故B错误；C、D、板的电压不变，距离变化，根据y=12d=Uql22mdv2，即：Uql2=md2v2，速度减小为12，则距离应该增加为2倍；故C错误，D正确；故选：AD。以一定速度垂直进入偏转电场，由于速度与电场力垂直，所以粒子做类平抛运动这样类平抛运动可将看成沿初速度方向的匀速直线与垂直于初速度方向匀加速直线运动根据运动学公式解题带电粒子在电场中偏转时做匀加速曲线运动应用处理类平抛运动的方法处理粒子运动10. 解：A、甲是R与表头并联是电流表，故A错误B、甲是R与表头并联，是电流表，R越大，量程越小故B正确C、乙是R与表头串联，是电压表R增大，量程增大故C正确D、B、C都正确，故D错误11. 解：（1）若极板B稍向上移动一点，极板正对面积减小，根据电容的决定式S4kd可知，电容C变小电容器的电量Q不变，由电容的定义式C=QU得到，板间电压U变大此实验说明平行板电容器的电容随极板正对面积增大而增大；（2）若极板B稍向左移动一点，板间距离增大，根据电容的决定式S4kd可知，电容C变小电容器的电量Q不变，由电容的定义式C=QU得到，板间电压U变大此实验说明平行板电容器的电容随极板减小而增大故答案为：（1）变大；极板正对面积增大  （2）变大；板间距离减小（1）若极板B稍向上移动一点，极板正对面积减小，根据电容的决定式，分析电容的变化电容器的电量不变，由电容的定义式分析板间电压的变化，再判断静电计指针偏角的变化（2）若极板B稍向左移动一点，再用同样的思路进行分析本题是电容器动态变化分析的问题，根据电容的决定式S4kd和电容的定义式C=QU综合分析，是常用思路12. 解：（1）描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应选择分压接法，灯泡电阻约为几欧姆，电流表内阻约为零点几欧姆，电压表内阻约为几千欧姆甚至几万欧姆，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，实验应选择图丙所示电路图（2）根据电路图连线实物图如图所示：（3）由图甲所示电路图可知，当滑动触头打到a端时通过电流表的电流是零，为防止烧表，在闭合开关S前，滑动变阻器触头应放在a端；（4）由图示可知，灯泡额定电压3.8V对应的电流为0.5A，则此时灯泡电阻R=UI=3.8V0.5A=7.6；故答案为：（1）丙；（2）实物图如图所示；（3）a；（4）7.6（1）根据实验原理与灯泡电阻与电表内阻的关系确定电流表的接法，然后选择电路图（2）滑动变阻器采用分压接法，闭合开关前，滑片应置于分压电压分压为零的位置（3）根据实验电路图连接实物电路图（4）由图象找出额定电压对应的电流，然后由欧姆定律求出灯泡电阻一般电学实验离不开变阻器，变阻器由分压和限流之分，在要求电压或电流从零调时必须用分压式接法；注意变阻器分压式和限流式在在闭合开关S前滑动触头位置的不同要求13. （1）对小球B受力分析，受到重力、静电引力和细线的拉力，根据三力平衡求出静电引力；（2）根据库仑定律求解出小球A的带电量本题关键先根据平衡条件得到库仑力，再根据库仑定律求解出B球的带电量14. （1）粒子运动过程中，电场力做功，根据动能定理求解，根据电势差的定义式求出O点与P点、M点间的电势差；由公式U=Ed，求出OQ，由数学知识可得解；（3）带电粒子从P到M过程中的运动，由运动的分解法，根据牛顿第二定律和运动学公式结合求解。本题考查了电势差与电场强度的关系。本题是带电粒子在电场中运动的类型，画出运动轨迹，在电场中运用运动的分解都是常规方法，要能灵活运用几何知识求解磁场中空间尺寸。15. 电子先直线加速，再类似平抛运动，最后匀速直线运动，根据动能定理和类似平抛运动的分运动公式列式求解本题关键是明确电子的受力情况和运动情况，然后根据动能定理、类平抛运动的分运动公式列式求解，不难16. （1）当电机不转时，其电路是纯电阻电路，由欧姆定律求出电机的内阻当电机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，其输出功率P出=P总-P内=UI-I2r，代入求解电动机正常工作时的输出功率（2）电动机的转子突然被卡住时，电动机的发热功率P热=U2r对于电动机电路，要正确区分是纯电阻电路，还是非纯电阻电路，关键看转子是否转动，电能是否全部转化为内能第 5 页