人教版高中物理选修3-1每日练习(有答案)

高中物理学习材料 （马鸣风萧萧**整理制作）

高中物理每日练习（有答案）

1．（18分）如图所示，在电子枪右侧依次存在加速电场，两水平放置的平行金属板和竖直放置的荧光屏。加速电场的电压为U1。两平行金属板的板长、板间距离均为d。荧光屏距两平行金属板右侧距离也为d。电子枪发射的质量为m、电荷量为–e的电子，从两平行金属板的中央穿过，打在荧光屏的中点O。不计电子在进入加速电场前的速度及电子重力。

（1）求电子进入两金属板间时的速度大小v0；

（2）若两金属板间只存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，求电子到达荧光屏的位置与O点距离的最大值ym和此时磁感应强度B的大小；

（3）若两金属板间只存在竖直方向的匀强电场，两板间的偏转电压为U2，电子会打在荧光屏上某点，该点距O点距离为

d，求此时U1与U2的比值；若使电子打在荧光屏上2某点，该点距O点距离为d，只改变一个条件的情况下，请你提供一种方案，并说明理由。

：(1) 设电子经电场加速后进入偏转场区的速度大小为v0，由动能定理得

① ②

(2) 偏转场区中只有匀强磁场时，电子进入磁场区受洛仑兹力作用做匀速圆周运动，经

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磁场偏转后,沿直线运动到荧光屏。磁场的磁感应强度越大，偏转越大，电子偏转的临界状态是恰好从上板的右端射出，做直线运动到达荧光屏。它的位置与O点距离即为最大值

，如图所示。

电子做圆周运动，有 ③

由图可得 ④ ⑤ 可得

⑥ 由③式和 得 ⑦

（3）偏转区内只有匀强电场时，电子进入偏转区做匀加速曲线运动，如图所示。

离开偏转电场时沿电场方向的位移

速度方向偏转角设为，打到荧光屏的位置距O点的距离

⑧可得 由可知，改变加速电压U1

或偏转电压U2的大小，即可改变电子打到荧光屏的的位置： 方案一：保持U1的大小不变，将偏转电压U2加倍即可。

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方案二：保持U2的大小不变，将加速电压U1减半即可。

2． 如图所示的空间分为I、II、III三个区域，各竖直边界面相互平行，I、II区域

均存在电场强度为E的匀强电场，方向垂直界面向右；同时II区域存在垂直纸面向外

0

的匀强磁场；III区域空间有一与FD边界成45角的匀强磁场，磁感应强度大小为B，其下边界为水平线DH,右边界是GH:一质量为、电荷量为q的带正电的粒子（重力不计）从O点由静止释放，到达A点时速度为v0，粒子在C点沿着区域III的磁感线方向进人III区域，在DH上的M点反弹，反弹前、后速度大小不变，方向与过碰撞点的竖直线对称，已知粒子在III区域内垂直于磁场方向的平面内做匀速圆周运动的轨道半径为

r= ，C点与M点的距离为，M点到右边界GH的垂直距离为。

求：

(1）粒子由O点运动到A点的时间t1=? （2) A与C间的电势差UAC=?

（3）粒子在III区域磁场内运动的时间t2＝？

解析试题分析:设粒子由O运动到A的过程中加速度为a。则qE=mav0=at1

解得

（2）设粒子在C点速度为vC,则从A运动到C的过程中有

粒子在Ⅲ区域内以速度vC做圆周运动，半径为r,则

；解得，(3)粒子在C点沿着区域Ⅲ的磁感线

进入Ⅲ区域，所以粒子由C运动到M的匀速直线运动，设运动时间为t3，则

粒子在M点反弹后，速度方向垂直于磁场方向，所以粒子做匀

速圆周运动，设周期为T，做匀速圆周运动的时间为t4，M点到右边界的垂直距

离为，所以粒子在磁场中刚好完成八分之一个圆周运动，则

粒子在III区域磁场内运动的时间

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3．（18分）如图，POy区域内有沿y轴正方向的匀强电场，POx区域内有垂直纸面向里

的匀强磁场，OP与x轴成θ角．不计重力的负电荷，质量为m、电量为q，从y轴上某点以初速度v0垂直电场方向进入，经电场偏转后垂直OP进入磁场，又垂直x轴离开磁场．求：

（1）电荷进入磁场时的速度大小 （2）电场力对电荷做的功

（3）电场强度E与磁感应强度B的比值

试题分析：

解：（1）设带电粒子到达OP进入磁场前的瞬时速度为v，有：

①

（2）由动能定理，电场力做的功为： ②

（3）设带电粒子在磁场中运动的半径为R，由牛顿运动定律：题意：

④

有几何关系：

③依

⑤

有： ⑥ 又： ⑦在y方向： ⑧ 联

立可得： ⑨

4．（10分）如图所示，MN表示真空室中垂直于纸面放置的感光板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B. 一个电荷量为q的带电粒子从感光板上的狭缝O处以垂直于感光板的初速度v射入磁场区域，经一次偏转到达P点. 经测量P、O间的距离为l，不计带电粒子受到的重力. 求：

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（1）带电粒子所受洛伦兹力的大小；

（2）带电粒子的质量。

5．（18分）如图所示，半径为R的圆形区域内、外有方向相反的与圆平面垂直的匀强磁场，圆形区域外的匀强磁场范围足够大，磁感应强度大小均为B．一质量为m、电量为q的带正电粒子从圆弧上P点正对圆心O以速度v进入圆形区域内的磁场，经过时间

POt1m2qBQ从Q点进入圆形区域外的磁场，不计粒子重力．求：

（1）粒子在圆形区域内的磁场中做匀速圆周运动的半径r； （2）粒子从P点开始经Q点回到P点的最短时间t2；

（3）若粒子从P点以速度3v正对圆心O进入圆形区域内的磁场，则粒子是否能在圆形区域内、外磁场中做周期性运动，如果不能，请说明理由；如果能，试求出这个周期．

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1．下列关于电场强度的说法中，正确的是（ ）

FA．公式E只适用于真空中点电荷产生的电场

qFB．由公式E可知，电场中某点的电场强度E与试探电荷在电场中该点所受电场力

q成正比 C．在公式FkQ1Q2Q2中，是点电荷Q2产生的电场在点电荷Q1处的场强大小；Ek22rrQ1是点电荷Q1产生的电场在点电荷Q2处的场强大小 2rQD．由公式Ek2可知，在离点电荷非常靠近的地方（r→0），电场强度E可达无穷大

rEk2．如图所示，MN为无限大的不带电的金属平板，现将一个带电量为Q的点电荷置于板右侧，并使金属板接地：已知金属板与点电荷之间的空间电场分布于等量异种电荷之间的电场分布类似，取大地电势为零。图中BCDE以电荷Q为圆心的圆上，则下列说法正确的是（ ）

（A）D点电势低于零电势

（B）C和E点的场强相同

（C）B点的场强大于D点的场强

（D）带正电电荷从B点运动到D点，电场力做正功

3．如图甲所示的电路中，螺线管的匝数n5000匝、横截面积S20cm2、螺线管的导线电阻r1.0；定值电阻R14.0、R25.0。穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度为B，在某段时间内其变化规律如图乙所示，规定磁感应强度B竖直向下的方向为正方向。则下列说法正确的是

A．螺线管中产生的感应电动势为1V

2B．闭合开关S，电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率为510W

C．闭合开关S，电路中的电流稳定后，电容器的下极板带负电 D．断开开关S后，一段时间内，流经R2的电流方向由下而上

4．在如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，平行板电容器C的两金属板水

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平放置，R1和R2为定值电阻，P为滑动变阻器R的滑片，为灵敏电流表，为理想电

流表．开关S闭合后，C的两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态．在P向上移动的过程中，下列说法正确的是( )

A.表的示数变大 B．油滴向上加速运动

C.中有由a→b的电流 D．电源的输出功率一定变大

5．关于通电导线所受安培力F的方向，在图所示的各图中正确的是( )

6．长为L的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图所示，磁感强度为B，板间距离也为L，板不带电，现有质量为m，电量为q的带正电粒子(不计重力)，从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是

A．使粒子的速度v5BqL/4m C．使粒子的速度v>BqL/m

D．使粒子速度BqL/4m7．如图所示，MN是一荧光屏，当带电粒子打到荧光屏上时，荧光屏能够发光．MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．P为屏上的一小孔，PQ与MN垂直．一群质量为m、带电荷量都为q的正粒子（不计重力），以相同的速率v，从小孔P处沿垂直于磁场且与PQ夹角为θ的范围内向各个方向射入磁场区域，不计粒子间的相互作用．则以下说法正确的是（ ）

A．在荧光屏上将出现一个条形亮线，其半径为2mv qBB．在荧光屏上将出现一个条形亮线，其长度为

2mv(1-cosθ) Bq

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C．粒子运动过程中到荧光屏MN的最大距离为

2mv(1-sinθ) Bqmv(1+sinθ) BqD．粒子运动过程中到荧光屏MN的最大距离为

8．如图所示，abcd为一正方形边界的匀强磁场区域，磁场边界边长为L，三个粒子以相同的速度从a点沿ac方向射入，粒子1从b点射出，粒子2从c点射出，粒子3从cd边垂直于磁场边界射出，不考虑粒子的重力和离子间的相互作用。根据以上信息，可以确定（ ）

（A）粒子1带负电，粒子2不带电，粒子3带正电 （B）粒子1和粒子3的比荷之比为2:1 （C）粒子1和粒子2在磁场中运动时间之比为4:1 （D）粒子3的射出位置与d点相距L 2＋

3＋

9．在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的磷离子P和P，经电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域，

＋

如图所示．已知离子P在磁场中转动θ＝30°后从磁场右边界射出．在电场和磁场中

＋3＋

运动时，离子P和P

A．在电场中的加速度之比为1∶1 B．在磁场中运动的半径之比为∶1 C．在磁场中转过的角度之比为1∶2 D．离开电场区域时的动能之比为1∶3

10．用如图甲所示的电路图研究灯泡L（2.4V，1.0W）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）在闭合开关S前，滑动变阻器触头应放在___________端。（选填“a”或“b”） （2）根据电路图，请在图乙中以笔划线代替导线将实物图补充完整。

（3）实验后作出的U—I图象如图丙所示，图中曲线弯曲的主要原因是：_________。 （4）根据所得到的图象如图丙所示，求出它在额定电压（2.4V）下工作时的电阻值R=_______，这个测量值比真实值偏____________。（选填“大”或“小”）

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11．(14分)为测量某金属丝的电阻率，他截取了其中的一段，用米尺测出金属丝的长度L，用螺旋测微器测得其直径为D，用多用电表粗测其电阻约为R．

(1)该同学将米尺的0刻度线与金属丝的左端对齐，从图2甲中读出金属丝的长度L=______mm

(2)该同学用螺旋测微器测金属丝的直径，从图2乙中读出金属丝的直径D=_____mm． (3)该同学选择多用电表“×10”档粗测金属丝的电阻，从图2丙中读出金属丝的电阻R=____Ω

(4)接着，该同学用伏安法尽可能精确地测出该金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率．实验室提供的器材有： A．直流电源E（电动势4V，内阻不计） B．电流表A1（量程0～3mA，内阻约50Ω） C．电流表A2（量程0～15mA，内阻约30Ω） D．电压表V1（量程0～3V，内阻10kΩ） E．电压表V2（量程0～15V，内阻25kΩ）

F．滑动变阻器R1（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A） G．滑动变阻器R2（阻值范围0～2kΩ，允许通过的最大电流0.5A） H．待测电阻丝Rx，开关、导线若干

要求较准确地测出其阻值，电流表应选_____，电压表应选______，滑动变阻器应选______．（用器材前的字母表示即可）

(5)在如图丁所示的实物上画出连线（部分线画划出）

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12．(6分).匀强电场中，将一电荷量为2×10C的负电荷由A点移到B点，其电势能增加了0.1J，已知A、B两点间距为2cm，两点连线与电场方向成60°角，如图所示，问：

B 60O -5

(1)在电荷由A移到B的过程中，电场力做了多少功？ (2)A、B两点间的电势差为多少？ (3)该匀强电场的电场强度为多大？

13．如图所示，一根长为l的细绝缘线，上端固定，下端系一个质量为m的带电小球，将整个装置放入一匀强电场，电场强度大小为E，方向水平向右，已知：当细线偏离竖

00

直方向为θ＝37时，小球处于平衡状态，（sin37=0.6）试求：

A

（1）小球带何种电荷，带电量为多少；

（2）如果将细线剪断，小球经时间t发生的位移大小；

（3）若将小球拉至最低点无初速释放，当小球运动到图示位置时受到线的拉力的大小。 14．如图所示电路，电源内阻r=1Ω，R1=2Ω，R2=5Ω，灯L标有“3V 1.5W”字样，滑动变阻器最大值为R，当滑片P滑到最右端A时，电流表读数为1A，此时 灯L恰好正常发光，试求：

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(1)电源电动势E；

(2)当滑片P滑到最左端B时，电流表读数；

(3)当滑片P位于滑动变阻器的中点时，滑动变阻器上消耗的功率。

15． (8分).水平放置的两块平行金属板长L=5.0cm，两板间距d=1.0cm，两板间电压

7

为90v，且上板为正，一个电子沿水平方向以速度v0=2.0×10m/s，从两板中间射入，

-31

如图，求：(电子质量m=9.01×10kg)

(1)电子飞出电场时沿垂直于板方向偏移的距离是多少？ (2)电子飞出电场时的垂直于板方向的速度是多少？

(3)电子离开电场后，打在屏上的P点，若S=10cm，求OP的长？

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参考答案

1．C

2．C 3．AD 4．B 5．A 6．AB 7．BD 8．B 9． BCD 10．（1）a ⑵ 见下图（3）小灯泡的电阻随着电压的升高而增大（4）4.8 小 11．（1）191.0mm～191.5mm （2）0.680mm （3）220 （4）C D F （5）

35

12．(1)-0.1J (2) 5×10V (3) 5×10V/m

5gt23mg713．（1）正 （2）x（3）FT=mg

84E414．(1) 6V (2) 2A (3) 1.92W

15．(1)0.5cm (2) 2.03107m/s (3)0.025m

1．如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内电阻，R1、R3均为定值电阻，R2为

滑动变阻器。三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U，将R2的滑动触点由a端向b端移动，则三个电表示数的变化情况是：

A．I1增大，I2不变，U增大 B．I1减小，I2增大，U减小 C．I1增大，I2减小，U增大 D．I1减小，I2不变，U减小

2．如图所示电路中，电源电动势E恒定，内阻r1，两电表均为理想电表，定值电阻R35.当开关K断开与闭合时，ab段电路消耗的电功率相等．则下列说法正确的是（ ）

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A．电阻R1、R2可能分别为3Ω、6Ω B．电阻R1、R2可能分别为4Ω、5Ω

C．开关K 断开时电压表的示数一定小于K闭合时的示数

D．开关K断开与闭合时，电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比一定等于1 3．（5分）将小电珠L、滑动变阻器、多用电表、电流表、直流稳压电源、开关和导线若干连成如图1所示的电路，进行“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验．

（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于 端（填“左”或“右”）． （2）用多用电表电压档测量L电压时，红表笔应接图1中的 点．（填“a”或“b”） （3）正确连线后，闭合开关，发现不论怎么调节滑动变阻器的滑片，多用电表指针均不偏转，将两表笔改接到图1电路的a、c．两点，电表指针仍不偏转；改接a、b两点时，电表指针偏转如图2所示，其示数

为 V；可判定故障为 ．

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（4）甲乙两位同学用完多用电表后，分别把选择开关放在图3所示位置．则 的习惯好． 4．（6分）在《测定金属丝电阻率》的实验中，需要测出其长度L．直径d和电阻R．用螺旋测微器测金属丝直径时读数如下图，则长度为________mm金属丝的直径为____________ mm．若用下图中测金属丝的电阻，则测量结果将比真实值________．（“偏大”，“偏小”）

5．（16分）某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率步骤如下： （1）用螺旋测微器测量其直径如右下图，可知其直径为 mm；

（2）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图，则该电阻的阻值约为 Ω。

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（3）该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下： ．．．待测圆柱体电阻R

电流表A1（量程0～3mA，内阻约50Ω） 电流表A2（量程0～10mA，内阻约30Ω） 电压表V1（量程0～3V，内阻约10kΩ） 电压表V2（量程0～15V，内阻约25kΩ） 直流电源E（电动势3V，内阻不计）

滑动变阻器R1（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A） 滑动变阻器R2（阻值范围0～2kΩ，允许通过的最大电流0.5A），

开关S、导线若干。为使实验误差较小，要求便于调节且测得多组数据进行分析，所选电流表 ；电压表 ；滑动变阻器 （填所选器材的符号），并在右上框中画出测量的电路图。

（4）如果实验中电流表示数为I，电压表示数为U，并测出该棒的长度为L、直径为d，则该材料的电阻率ρ= （用测出的物理量的符号表示）.

6．如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置在竖直平面内，两板间的距离d=40cm．板长为L=1.6m。电源电动势E=24V，内电阻r=1Ω，电阻R=5.3

-2-2

Ω．开关S处于断开状态。此时, 一质量为m=4×10kg、带电量q=1×10C的带负电小球沿两板中心线以某一速度水平射入, 该小球射到B板距左端为d的C处．

（1）求小球射入两板时的速度；

（2）调节滑动变阻器滑片,问当闭合开关S后，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，可使同样射入的小球能从A、B板间飞出（不考虑空气阻力，取

2

g=10m/s） 7．（12分）如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m，a、b间的

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电场强度为E=5.0×10N/C，b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=6.0T、方向

-25-18

垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为m=4.8×10kg、电荷量为q=1.6×10C的带

6

正电的粒子(不计重力)，从贴近a板的左端以v0 =1.0×10m/s的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到b板的Q处（图中未画出）．求P、Q之间的距离L．

5

8．（16分）如图所示，两块相同的金属板正对着水平放置，板间距离为 d 。当两板间加电压 U 时，一个质量为 m、电荷量为 + q的带电粒子，以水平速度 v0 从A点射入电场，经过一段时间后从B点射出电场，A、B间的水平距离为 L ，不计重力影响。求：

（1）带电粒子从A点运动到B点经历的时间； （2）带电粒子经过B点时速度的大小； （3）A、B间的电势差。

9．如图所示，甲图中变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如乙图中的AC、BC两直线所示。不考虑电表对电路的影响。

U/V B 7.

5 6.

R A 0 4.5 3.0 1.5 O A 0.5 1.0 1.5 2.0

乙

I/A V1R0 V2E r 甲

C

（1）电压表V1、V2的示数随电流表示数的变化图线分别为乙图中的哪一条直线？ （2）定值电阻R0，变阻器的总电阻R分别为多少？ （3）求出电源的电动势和内阻。

10．如下图所示，A为电解槽，M为电动机，N为电炉子，恒定电压U＝12 V，电解槽内阻rA＝2 Ω，当K1闭合，K2、K3断开时，A示数6 A；当K2闭合，K1、K3断开时，A示数5 A，且电动机输出功率为35 W；当K3闭合，K1、K2断开时，A示数为4 A．求：

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(1)电炉子的电阻及发热功率各多大？

(2)电动机的内阻是多少？

(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？

-3

11．用L=30cm的细线将质量为4×10㎏的带电小球P悬挂在Ｏ点下，当空中有方向为

4

水平向右，大小为1×10N/C的匀强电场时，小球偏转37°后处在静止状态。

（1）分析小球的带电性质； （2）求小球的带电量； （3）求细线的拉力。 12．（12分）如图，从阴极K发射的热电子，重力和初速度均不计，通过加速电场后，沿图示虚线垂直射入匀强磁场区，磁场区域足够长，宽度为L＝2.5cm。已知加速电压为U＝182V，磁感应强度B＝9.1×10T，电子的电量e1.61019C，电子质量

-4

m9.11031kg。求：

K

L × × × × × × × × × × × × × × × （1）电子在磁场中的运动半径R

（2）电子在磁场中运动的时间t (结果保留)

（3）若加速电压大小可以改变，其他条件不变，为使电子在磁场中的运动时间最长，加速电压U应满足什么条件？

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参考答案

1． B

2．B 3．（1）左 （2）a （3）2.00 c、d两点间断路 （4）乙同学 4．100.15 ； 0.698； 偏小；

Ul25．（1）4.700 （2）220 （3）A2 V1 R1 （4）I

4LI6．（1）v02m/s（2）15.3R10.5 7．6.8cm

qULqUL28．（1）L；（2）v0222；（3）。 22mdv2mdv0v009．（1）V1示数变化如AC所示，V2示数变化如BC所示；（2）3，12；（3）8V，1。

10．（1）电炉子的电阻为2Ω，发热功率为72W； （2）电动机的内阻是1Ω；

（3）在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为16 W． 11． （1） 小球带正电；（2）q=3×10C；（3）F12．（1）0.05m（2）

-6

22222mg

cos37o96107s（3）U45.5V

马鸣风萧萧马鸣风萧萧