高中物理选修3-1综合测试试题
高二物理学科竞赛试卷
一、选择题（不定项选择）
1．如图所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转．首先观察到这个实验现象的物
理学家是 ( )
A ．奥斯特
B ．爱因斯坦
C ．伽利略
D ．牛顿
2．如图所示的电场中两点A 和B （实线为电场线，虚线为等势面）。关于A 、B 两点的场强E 和电势φ，正确的是 ( ) A ． A B A B E E φφ== B ．A B A B E E φφ>> C ．A B A B E E φφ<< D ．A B A B E E φφ><
3．如图所示是静电场的一部分电场分布，下列说法不．正确．．的是 （ ）
A ．这个电场可能是负点电荷的电场
B ．A 处的电场强度大于B 处的电场强度
C ．负电荷在A 处所受的电场力方向沿A 点的切线方向
D ．点电荷q 在A 点处的瞬时加速度比在B 点处的瞬时加速度小（不计重力）
4．在如图所示的匀强磁场中，已经标出了电流I和磁场B以及磁场对电流作用力F 三者的方向，其中错误的是（）
5．在图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r. 在滑
动变阻器的滑动触片P从图示位置向下滑动的过程中
( )
A．电路中的总电流变小 B．路端电压变大
C．通过滑动变阻器R1的电流变小 D．通过电阻R2的电流变小
6．如图所示，一带电油滴悬浮在平行板电容器两极板A、B之间的P点，处于静止状态。现将极板A向下平移一小段距离，但仍在P点上方，其它条件不变。下列说法中正确的是（）
A．液滴将向下运动 B．液滴将向上运动
C．极板带电荷量将增加 D．极板带电荷量将减少
7．如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且相邻两等势线的电
势差相等，一个正电荷在等势线?3上时具有动能20J，它运动到等
势线?1上时，速度恰好为零，令?2=0，那么当该电荷的电势能为
4J时，其动能为（）
A．16J B．10J C．6J D．4J
8．一根通有电流I的直铜棒用软导线挂在如图所示匀强磁场中，
此时悬线中的张力大于零而小于铜棒的重力．欲使悬线中张力为
零，可采用的方法有 ( )
A．适当增加电流，方向不变 B．适当减少电
流，方向不变
C．适当增强磁场，并使其反向D．适当减弱磁
场，并使其反向
9.如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外。一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面由位置1（左）匀速运动到位置2（右）。则（）
A.导线框进入磁场时，感应电流方向为：a→b→c→d→a
B.导线框进入磁场时，感应电流方向为：a→d→c→b→a
C.导线框离开磁场时，感应电流方向为：a→b→c→d→a
D.导线框离开磁场时，感应电流方向为： a→d→c→b→a
10、设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图10-22所示，已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B 点时速度为零，C点是运动的最低点，忽略重力，以下说法正确的是：（）
A、这离子必带正电荷
B、A点和B点位于同一高度
C、离子在C点时速度最大
D、离子到达B点时，将沿原曲线返回A点
11.如图,真空中匀强电场的方向竖直向下,匀强磁场方向垂
直纸面向里,三个油滴a、b、C带有等量同种电荷,其中a静
止,b向右做匀速直线运动,c向左做匀速直线运动,比较它们
的重力Ga、Gb、Gc间的关系,正确的是：（）
A．Ga最小 B．Gb最大 C．Gc最大 D．Gb最小
二．实验题
12.做“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验。
（1）实验电路图已经画出了一部分，如图甲所示，但尚未完整，请将该电路完整地连接好；
（2）按你连接的电路，S闭合后，要使小灯泡的亮度增加，变阻器的滑动触头P 应向__________（选填“A”或“B”）端移动；
（3）设小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。实验时，需要在0V到小灯泡的额定电压之间选取10个左右的电压值记录它对应的电流值，为较准确地描绘出小电珠的伏安特性曲线，应在图乙中的A、B、C三点中的__________点（仅填—个点）附近取较密或较多个电压值。
13、在做测量干电池的电动势和内电阻的实验时，实验电路图及器材如下：
（1）将下列实物连接图补充完整
（2）实验中的原理是：
（3）据实验记录，画出的U-I图象如图所示，可得待测电池电动势为 V，内电阻r为Ω。
三．计算题
14．如图所示，合上电键S1。当电键S2闭合时，电流表的示数
为；当电键S2断开时，电流表的示数为， R1=R2=2Ω。求电源电
动势E和内电阻r。
15．如图，一束电子（电量为e）以速度v0垂直射入磁感应强度为B，宽为d的匀强磁场中，穿出磁场的速度方向与电子原来的入射方向的夹角为30°，求：
（1）电子的质量是多少
（2）穿过磁场的时间是多少
（3）若改变初速度，使电子刚好不能从A边射出，则此时速度v 是
16. 如图所示，直角坐标系xoy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应为B,方向垂直xoy平面向里，电场线平行于y轴。一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从y轴上的A点水平向右抛出，经x轴上的M 点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，MN之间的距离为L,小球过M点时的速度方向与x轴的方向夹角为 .不计空气阻力，重力加速度为g,求：
(1)电场强度E的大小和方向；
(2)小球从A点抛出时初速度v0的大小;
(3)A点到x轴的高度h.
高二物理新课标版选修3-1电磁场综合测试题
1、下列关于等势面的说法正确的是（）
A、电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功。
B、等势面
上各点的场强相等。
C、点电荷在真空中形成的电场的等势面是以点电荷为圆心的一簇球面。
D、匀强电场中的等势面是相互平行的垂直于电场线的一簇平面。
2、一电荷只在电场力作用下，在电场中逆着一条电场线从A运动到B，则在此过程（）
A、电荷的动能可能不变
B、电荷的势能可能不变
C、电荷的速度可能不变
D、电荷的加速度可能不变。
3、有一根竖直长直导线和一个通电三角形金属框处于同一竖直平面内，如图1所示，当竖直长导线内通以方向向上的电流时，若重力不计，则三角形金属框将（）
A、水平向左运动
B、竖直向上
C、处于平衡位置
D、以上说法都不对
4、如图2所示，a为带正电的小物块，b是一不带电的绝缘物块，a、b叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力F拉b物块，使a、b一起无相对滑动地向左加速运动，在加速运动阶段（）A、a、b一起运动的加速度减小。
B、a、b一起运动的加速度增大。
C、a、b物块间的摩擦力减小。
D、a、b物块间的摩擦力增大。
5、如图3所示，磁场方向竖直向下，通电直导线ab由水平位置1绕a点在竖直平面内转到位置2，通电导线所受安培力是（）
A、数值变大，方向不变。
B、数值变小，方向不变。
C、数值不变，方向改变。
D、数值和方向均改变。
6、如图甲11-3所示电路，电源电动势为E，
内阻不计，滑动变阻器的最大电阻为R ，负载电阻为R 0。当滑动变阻器的滑动端S 在某位置时，R 0两端电压为E /2，滑动变阻器上消耗的功率为P 。若将R 0与电源位置互换，接成图乙所示电路时，滑动触头S 的位置不变，则（ ）
A 、R 0两端的电压将小于E /2
B 、R 0两端的电压将等于E /2
C 、滑动变阻器上消耗的功率一定小于P
D 、滑动变阻器上消耗的功率可能大于P
7、如图4所示，在正交的匀强电场和匀强磁场中，一带负电的小球自绝缘光滑的竖直圆环的顶端由静止释放，设小球受到的电场力和重力大小相等，则当它滑过的弧度为下列何值时受到的洛伦兹力最大（ ）
A 、4
π B 、2π C 、
4
3π
D 、π 8、在比较精密的电子设备中，其电源跟负载之间的保护不是用普通的保险丝，而是广泛用保险电阻，当电流超过正常值时，这种保险电阻能够迅速熔断，它的阻值从Ω到10Ω不等，关于它们的熔断时间跟阻值的关系，你认为正确的是 （ ）
A 、阻值越大，熔断时间越长
B 、阻值越小，熔断时间越长
C 、阻值越大，熔断时间越短
D 、阻值越小，熔断时间越短
9、如图6所示，质量为m 带+q 电量的滑块，沿绝缘斜面匀速下滑，当滑块滑至竖直向下的匀强电场区时，滑块运动的状态为 （ ）
A、续匀速下滑
B、将加速下滑
C、将减速下滑
D、以上三种情况都可能发生
10、某空间存在水平方向的匀强电场，（图中未画出），带电小球沿
如图7所示的直线斜向上由A点运动到B点，此空间同时存在着由B
向A方向的匀强磁场，则下列说法中正确的是（）
A、带电小球一定做匀减速直线运动
B、带电小球可能作曲线运动
C、运动过程中小球的机械能一定变化
D、场强方向水平向右
二、填空和实验题（请把答案填写在题中横线上）
11、一带电微粒在正交的匀强电场和匀强磁场的竖直平面内做匀速圆周运动，如图8所示。则微粒带电性质是和环绕方向是
12、平行金属板MN，平行于匀强磁场放置，如图9所示，一质量m带电量q的粒子，由a经半个周期到b垂直穿过板后运动到c，已知ab∶bc =10∶9，设粒子每次穿过金属板时阻力不变，则该粒子共能穿过MN次。穿板前后在磁场中运动的周期（填如何变）
13、如图10所示在POQ区域内分布有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，有一束负离子流沿纸垂直于磁场边界OQ方向从A点射入磁场。已知OA＝s，∠POQ＝45°，负离子质量为m，电荷量为q。画出负离子在磁场中运动的轨迹，要使负离子不从OP边射出，负离子进入磁场中运动时的速度最大不能超过。
14、半径为R的四分之一光滑圆弧的绝缘轨道，如图11所示。O为圆心，OA为水平半径，一质量为m，电量为q的带正电小球，从A点由静止滑下，经过最低点B时对轨道的压力为零，则该区域内匀强磁场的磁感应强度为方向为
15、如图12所示，一质量为m。电荷量为+q的小球从距地面为h处，以初速度v0水平抛出，在小球运动的区域里，加有与小球初速度方向相反的匀强电场，若小球落地时速度方向恰好竖直向下，小球飞行的水平距离为L，小球落地时动能
E K= ，电场强度E= 。
16、（1）用螺旋测微器测量一矩形小零件的长和宽时，螺旋测微器上的示数如图所示。
（a）的读数是 mm，图13（b）的读数是 mm。
17、在做《用油膜法分子大小》实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每4
10mL溶液中有纯油酸6mL。用注射器测得1mL上述溶液75滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图14所示，坐标中小正方形的边长为1cm，油酸
膜的面积是 cm 2
，按以上实验估测出油酸分子的直径是
m 。
18、在用电流表和电压表测干电池的电动势和内电阻的实验中，所用电流表和电压表的内阻分别为Ω和1kΩ，如图15（甲）和（乙）分别为实验原理图及所需的器件图。
①试在器件图（乙）中画出连线，将器件按原理图连接成实验电路。
②一位同学根据实验测得的6组数据在图16（丙）的U-I图上标出了对应的坐标点（符号为×），请作出图线，并由图线求出电源电动势E=_____V，电源内阻r=______Ω。
三、计算题（解答应写明必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）
19、如图17所示，半径为r的圆形区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。现有一带电离子（不计重力）从A以速度v沿圆形区域的直径射入磁场，已知离子从C点射出磁场的方向间的夹角为60o
（1）该离子带何种电荷；
+
（2）求该离子的电荷量与质量之比q/m
20、静止在太空的飞行器上有一种装置，它利用电场加速带电粒子，形成向外发射的粒子流，从而对飞行器产生反冲力，使其获得加速度。已知飞行器的质量为M，发射的是2价氧离子，发射功率为P，加速电压为U，每个氧离子的质量为m，单位电荷的电量为e，不计发射氧离子后飞行器质量的变化。求：
（1）射出的氧离子速度；
（2）每秒钟射出的氧离子数；
（3）射出离子后飞行器开始运动的加速度。
21、如图18所示，有一束电子，质量为m，电量为e，以平行于ox轴的速度v0从y轴上的a点射入第I象限区域。为了使这束电子能经过x上的b点，可在第I 象限某处加一个方向沿y轴正方向的匀强电场。如果此电场的场强为E，沿y方向无限长，沿x方向宽度为s，已知oa＝L，ob＝2s，求所加电场的边界线与b点间的距离。
22、如图19所示，直线ON 在直角坐标系xoy 的第一象限内，与x 轴的夹角为?=37θ，P 为ON 上的一点。当在第一象限内加上沿＋y 方向匀强电场时，一个带负电的离子从y 轴A 点以平行于x 轴方向的初速度射入电场后，经过P 点时速度方向恰好与ON 垂直；若撤去电场，在此区域加上垂直于纸面向里的匀强磁场，同样的负离子在y 轴的B 点以相同的初速度
垂直磁场方向射入后，经过P 点时其速度方向恰好也与ON 垂直。不计离子的重力作用，求：OA ：OB 等于多少（sin370=,cos370=）
高二物理电磁场综合参考答案
1、CD
2、D
3、A
4、A 、C
5、B
6、D
7、C
8、BC
9、A 10、AC 11、带负电，逆时针；12、5次，不变；13、 (2-1)qsB/m ；14、3mg/q gR 2，垂直
纸面向外； 15、mgh,mgL/qh ； 16、 ， 17、3140±，10107.5-?
18、①如图甲图乙（注意应该舍去的点） ② （E 在± V ， r 在± Ω范围内都给分）
19、解析：（1）根据磁场方向和离子的受力方向，由左手定则可知：离子带负电。
（2）如图，离子在磁场中运动轨迹为一段圆弧，圆心为O ′，所对应圆心角为60o。
R
mv qvB 2=
①，R
r tg =
2
θ
②，联立①、②解得：Br v m q 33=③
20、解析：（1）据动能定理知：由2eU=mv 2/2，得：m eU v /2
=（2）由P=2NeU ，得
N = P/2eU ；（3）由动量定理知：Mv mv N =? 得MeU meU P
a /=
21、解析：(1)若右边界在b 点左边：如图所示，右边界与b 点的距离：
θtan )(1y L d -= ①
221at y =
② m qE a = ③ 0
v s t =
④ at
v v v y
tan =
=θ ⑤
由以上各式解得：2
2
01
s qEs L mv d
-=
⑥
左边界与b
点的距离： 2
2012s
qEs L mv s d d +=+=
（2）若右边界在b 点右边：v 0×t=x ；L=1/2Ee/m ×t 2。X=v 0
2mL
e
22、解析：加上电场时，离子在电场中做类平抛运动，如图所示。 水平方向：θcos 0?==OP t v x ① 竖直方向：t v at y y ??==2
12
12 ②）
竖直方向的速度：θctg v v y ?=0 ③
∴ 由以上三式得：θθθctg OP ctg t v y ???=?=cos 2
12
10 ④
OA =y +OP ·sin θ ⑤ 代入数据解得：OA =1715
OP ⑥
加上磁场时，离子作匀速圆周运动，如图所示。 有图示可知，轨道半径OP OB r == ⑦ ∴ 15:17:=OB OA
选修3-1恒定电流、磁场综合练习 100分钟，满分120分 组题人：FTP 一、单项选择题：(每题3分，共18分)
1、.两个定值电阻R 1、R 2串联后接在输出电压U 稳定于12 V 的直流电源上.有人把一个内阻不是远大于R 1、R 2的电压表接在R 1两端，如图所示，
电压表示数为8 V.如果他把此电压表改接在R 2两端，则电压
表的示数将 ( )
A.小于4 V
B.等于4 V
C.大于4 V 小于8 V
D.等于或大于8 V
2、如图所示，在滑动变阻器的触头由a 点向b 点移动的
过
程
中
，
灯
泡
L
将 ( )
A.一直变暗
B.一直变亮
C.先亮后暗
D.先暗后亮
3、取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图（a）所示的螺线管，当该螺线管中通以电流强度为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B，若将另一根长导线对折后绕成如图（b）所示的螺线管，并通以电流强度也为I的电流时，则此（）
A．螺线管内中部的磁感应强度大小为0
B．螺线管内中部的磁感应强度大小为2 B C．两螺线管都有横向收缩的趋势
D．两螺线管都有横向扩张的趋势
4、从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有大量的高能带电粒子，这些高能粒子流到达地球会对地球上的生命带来危害，但是由于地球周围存在磁场，地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，对地球上的生命起到保护作用，如图所示。那么（）A．地磁场对宇宙射线的阻挡作用各处相同
B．地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极最强，赤道附近最弱
C．地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极最弱，赤道附
近最强
D．地磁场会使沿地球赤道平面内射来的宇宙射线中的带电粒子向两极偏转
5、如图所示，在虚线所包围的圆形区域内，有方向垂直于圆面向里的匀强磁场，从磁场边缘的A点沿半径方向射入一束速率不同的质子，这些粒子在磁场里运动的过程中，下列结论中正确的是（）
A．运动时间越长的，其轨迹越长
B．运动时间越短的，射出磁场的速率越小
C．在磁场中偏转越小的，运动时间越短
D．所有质子在磁场里运动时间均相等
6、如图8所示，有a、b、c、d四个离子，它们带等量同种电荷，质量不等，有m a=m b＜m c=m d，以不等的速率v a＜v b=v c＜v d进入速度选择器后，有两种离子从速度选择器中射出，进入B2磁场，由此可判定（）
A．射向P1的是a离子
B．射向P2的是b离子
C．射向A1的是c离子
D．射向A2的是d离子。
二、多项选择题（每题5分，选不全扣2分，共25分）
7、所示的电路中，电源电动势为ε、内电阻为r（小于外电路的总电阻），当变阻器R的滑片位于中点时，A、B、C三个小灯泡均正常发光，且亮度相同，则（）A．三个小灯泡中，C灯电阻最大，B灯电阻最小
B．当滑片P向左移动时，A、C两灯变亮，B灯变暗
C．当滑片P向左移动时，B、C两灯变亮，A灯变暗
D．当滑片P向左移动时，电源效率减小
8、如图所示，两个平行金属板M、N间为一个正交的匀强电场和匀强磁场区，电场方向由M板指向N极，磁场方向垂直纸面向里，OO′为到两极板距离相的平行两板的直线。一质量为m，带电量为＋q的带电粒子，以速度v0从O点射入，沿OO′方向匀速通过场区，不计带电粒子的重力，则以下说法正确的是（）A．带电量为－q的粒子以v0从O点沿OO′方向射入仍能匀速通过场区
B．带电量为2q的粒子以v0从O点沿OO′射入仍能匀速通过场区
C．保持电场强度和磁感强度大小不变，方向均与原来相反，粒子以v0从O点沿OO′射入，则粒子仍能匀速能过场区。
D ．粒子仍以速率v 0从右侧的O ′点沿O ′O 方向射入，粒子仍能匀速能过场区
9、回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D 形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D 形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子射出
时的动能，则下列说法中正确的是
A ．增大匀强电场间的加速电压
B ．增大磁场的磁感应强度
C ．增加周期性变化的电场的频率
D ．增大D 形金属盒
的半径
10、在光滑绝缘的水平面上，一根绝缘的轻绳一端系着一个带
电小球，绕轴O 在匀强磁场中做逆时针方向的匀速圆周运动。磁场方向竖直向下，俯视图如图所示。若小球运动到某一点时，绳子突然断开。关于小球在绳子断开后可能的运动情况，则（ ）
A 、小球仍做逆时针方向的匀速圆周运动，半径不变
B 、小球仍做逆时针方向的匀速圆周运动，半径减小
C 、小球做顺时针方向的匀速圆周运动，半径不变
D 、小球做顺时针方向的匀速圆周运动，半径减小
11、如图所示，MDN 为绝缘材料制成的光滑竖直半圆环，半径为R ，匀强磁场的磁感应强度为B ，方向垂直纸面向外。一带电量为-q ，质量为m 的小球自M 点无初速下落，下列说
法中正确的是
O
B