高中物理 模块综合测试题1 鲁科版选修3-1
2020-2021学年鲁科版高中物理选修3-1模块综合测评题含答案解析
【最新】鲁科版高中物理选修3-1模块综合测评题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．下列关于静电场和磁场的说法正确的是( )A．电场中场强越大的地方，电势一定越高B．电场中某点的场强与试探电荷的电荷量成反比C．磁场中某点的磁感应强度大小与小磁针受到的磁场力大小有关D．静电荷产生的电场中电场线不闭合，通电直导线产生的磁场中磁感线是闭合的2．下列说法中正确的是( )A．E＝U适用于任何电场d仅适用于匀强电场B．E＝Fq适用于真空中的点电荷形成的电场C．E＝k Qr2D．E是矢量，由U＝Ed可知，U也是矢量3．以下关于磁的应用说法错误的是( )A．磁带的录音过程是利用了电流的磁效应B．磁疗是利用外加磁场透入机体经络穴位治疗疾病的方法C．磁悬浮列车是利用导轨上的永磁体将列车悬浮起来的D．隐形飞机利用了表面涂一层特殊的吸波磁性材料达到隐身目的的4．如图所示，将一个半径为R的导电金属半圆环串联接入电路中，电路的电流强度为I，接入点a、b是圆环直径上的两个端点．金属圆环处在磁感应强度为B的匀强磁场中，场方向与圆环所在平面垂直．则金属圆环ab受到的安培力为A．0 B．πRBIC．2πRBI D．2RBI5．在两个倾角均为α的光滑斜面上，放有两个相同的金属棒，分别通有电流I1和I2，磁场的磁感应强度大小相同，方向分别为竖直向上和垂直于斜面向上，如图所示，两金属棒均处于平衡状态．则两种情况下的电流之比I1:I2为A．sinα:1B．1:sinαC．cosα:1D．1:cosα6．图甲所示的有界匀强磁场Ⅰ的宽度与图乙所示的圆形匀强磁场Ⅱ的半径相等，一不计重力的粒子从左边界的M点以一定初速度水平向右垂直射入磁场Ⅰ，从右边界射出时速度方向偏转了θ角，该粒子以同样的初速度沿半径方向垂直射入磁场Ⅱ，射出磁场时速度方向偏转了2θ角．已知磁场Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度大小分别为B1、B2，则B1与B2的比值为()A．2cos θB．sin θC．cos θD．tan θ二、多选题7．关于导体的电阻，下列说法中正确的是( )可知，导体的电阻与长度l、电阻率ρ成正比，与横截面积S成反比A．由R＝ρlSB．通过导体的电流越大，则导体的电阻越小；通过导体的电流为零时，导体的电阻也为零C．将一根粗细均匀的导线一分为二，则半根导线的电阻变为原来的二分之一D．电阻率大的导体，电阻一定很大8．下列说法正确的是( )A．在同一等势面上各点的电场强度必定相等B．两等势面一定相互平行C．若相邻两等势面间的电势差相等，则等势面密的地方电场强度大D．沿电场强度的方向等势面的电势逐渐降低9．如图所示，光滑绝缘轨道MNP竖直放置，其轨道末端切线水平，在轨道末端右侧有一垂直纸面向里的匀强磁场区域。
物理鲁科版选修3-1模块测评(附答案)含解析
模块测评(时间90分钟,满分100分）一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。
在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1.在图1所示的情况下,a、b两点的电势相等，电场强度也相等的是( ）图1A.带电平行板电容器两板间除边缘附近处的a、b两点(甲图）B.达到静电平衡时导体内部的a、b两点（乙图）C.离点电荷等距的a、b两点（丙图）D。
两个等量异种电荷连线的中垂线上，与连线中点O等距的a、b 两点(丁图)解析：甲图电场强度相等，但电势不相等；乙图电势、电场强度都相等；丙图电势相等,但电场强度不相同；丁图电势、电场强度都相等。
答案:BD2.如图2所示的电场中有A 、B 两点,该两点场强的大小和电势分别用E a 、E b 和φa 、φb 表示，则…( ）图2A.E a ＞E b ，φa ＞φbB 。
E a ＞E b ,φa ＜φbC 。
E a ＜E b ，φa ＞φbD.E a ＜E b ，φa ＜φb解析：沿电场线方向电势降低，电场线的疏密程度表示电场强度的大小，所以C 正确。
答案：C3.两电子从同一点垂直于磁场方向进入匀强磁场，其速度大小分别为v 1和v 2，且v 2＝2v 1，电子在磁场中做匀速圆周运动，两电子的轨道半径之比r 1∶r 2和周期之比T 1∶T 2应为（ )A.r 1∶r 2＝1∶2,T 1∶T 2＝1∶2B.r 1∶r 2＝2∶1,T 1∶T 2＝1∶1C.r 1∶r 2＝1∶2，T 1∶T 2＝1∶1D.r 1∶r 2＝1∶1，T 1∶T 2＝2∶1 解析：由r =qBm v 及T =qBm π2得r 1∶r 2＝1∶2，T 1∶T 2＝1∶1.答案：C4。
如图3所示，匀强磁场的磁感应强度为B ,方向垂直纸面向外，匀强电场E 竖直向下,一个带电微粒在竖直平面内做匀速圆周运动(不计空气阻力）图3①此微粒带正电②此微粒带负电③此微粒顺时针方向转动④此微粒逆时针方向转动以上说法正确的是( ）A。
鲁科版高中物理选修31模块综合测评
模块综合测评(时间：90分钟 分值：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．下列关于静电场和磁场的说法正确的是( )A ．电场中场强越大的地方，电势肯定越高B ．电场中某点的场强与摸索电荷的电荷量成反比C ．磁场中某点的磁感应强度大小与小磁针受到的磁场力大小有关D ．静电荷产生的电场中电场线不闭合，通电直导线产生的磁场中磁感线是闭合的D [电场中场强越大的地方，电势不肯定越高，如负点电荷四周，越靠近点电荷，场强越大，但电势却越低，选项A 错误；电场中某点的场强是由电场本身确定的，与摸索电荷存在与否无关，选项B 错误；磁场中某点的磁感应强度由磁场本身确定，与小磁针存在与否无关，选项C 错误；静电荷产生的电场中电场线是从正电荷(或无穷远处)动身终止于无穷远处(或负电荷)，是不闭合的，通电直导线产生的磁场中磁感线是闭合的，选项D 正确．]2．下列说法中正确的是( )A ．E ＝U d 适用于任何电场B ．E ＝F q 仅适用于匀强电场C ．E ＝k Q r 2适用于真空中的点电荷形成的电场D ．E 是矢量，由U ＝Ed 可知，U 也是矢量C [E ＝U d 只适用于匀强电场，A 错；E ＝F q 适用于任何电场，B 错；E ＝k Q r 2适用于真空中的点电荷形成的电场，C 对；在公式U ＝Ed 中，E 是矢量，U 是标量，D 错．]3．以下关于磁的应用说法错误的是( )A ．磁带的录音过程是利用了电流的磁效应B ．磁疗是利用外加磁场透入机体经络穴位治疗疾病的方法C ．磁悬浮列车是利用导轨上的永磁体将列车悬浮起来的D ．隐形飞机利用了表面涂一层特别的吸波磁性材料达到隐身目的的C [磁带的录音过程是电流产生的改变磁场作用于磁带上的磁性物质，使其磁化记录信息的，A选项正确．磁疗是利用外加磁场作用于人体内部神经电脉冲按摩穴位达到治疗目的的，B选项正确．磁悬浮列车是利用列车和导轨间的电磁铁作用悬浮起来的，C 选项错误．隐形飞机的表面涂一层特别的磁性材料，汲取来自雷达的电磁波，从而达到隐身目的，D选项正确．]4．如图1所示，将一个半径为R的金属圆环串联接入电路中，电路中的电流为I，接入点a、b是圆环直径上的两个端点，流过圆弧acb和adb的电流相等．金属圆环处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与圆环所在的平面垂直．则金属圆环受到的安培力为()A．0B．πBIRC．2πBIR D．2BIR图1D[隔离金属圆环的上半部分，其中的电流为I2，所受安培力为B·I2·2R＝BIR；同理，金属圆环的下半部分所受的安培力也为BIR.两部分所受的安培力方向相同，所以金属圆环受到的安培力为2BIR，选项D正确．]5．在两个倾角均为α的光滑斜面上，放有两个相同的金属棒，分别通有电流I1和I2，磁场的磁感应强度大小相同，方向分别为竖直向上和垂直于斜面对上，如图2所示，两金属棒均处于平衡状态．则两种状况下的电流之比I1∶I2为()图2A．sin α∶1 B．1∶sin αC．cos α∶1 D．1∶cos αD[由题图甲有BI1L cos α＝mg sin α，由题图乙有BI2L＝mg sin α，联立解得I1∶I2＝1∶cos α，选项D正确．]6．如图3甲所示有界匀强磁场Ⅰ的宽度与图3乙所示圆形匀强磁场Ⅱ的半径相等，一不计重力的粒子从左边界的M点以肯定初速度水平向右垂直射入磁场Ⅰ，从右边界射出时速度方向偏转了θ角，该粒子以同样的初速度沿半径方向垂直射入磁场Ⅱ，射出磁场时速度方向偏转了2θ角．已知磁场Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度大小分别为B1、B2，则B1与B2的比值为()甲乙图3A．2cos θB．sin θC．cos θD．tan θC[设有界磁场Ⅰ的宽度为d，则粒子在磁场Ⅰ和磁场Ⅱ中的运动轨迹如图甲、乙所示，由洛伦兹力供应向心力和牛顿其次定律可知q v B ＝m v 2r ，由此可得B ＝m v qr，由几何关系可知d ＝r 1sin θ，d ＝r 2tan θ，联立可得B 1B 2＝cos θ，故选项C 正确，选项A 、B 、D 错误． 甲 乙7．关于导体的电阻，下列说法中正确的是( )A ．由R ＝ρl S 可知，导体的电阻与长度l 、电阻率ρ成正比，与横截面积S 成反比B ．通过导体的电流越大，则导体的电阻越小；通过导体的电流为零时，导体的电阻也为零C ．将一根粗细匀称的导线一分为二，则半根导线的电阻变为原来的二分之一D ．电阻率大的导体，电阻肯定很大AC [导体的电阻只跟导体的几何形态和材料性质有关，跟导体中是否有电流通过及电流的大小均无关，选项B 错误；依据电阻定律可知，导体的电阻与长度l 、电阻率ρ成正比，与导线的横截面积S 成反比，选项A 正确；将一根粗细匀称的导线从中间一分为二，半根导线的横截面积没有变，导线的电阻率也没有变，只是长度改变了，依据公式R ＝ρl S 计算可知，半根导线的电阻变为原来的二分之一，选项C 正确；导体的电阻取决于导体的长度、横截面积和电阻率，结合公式R ＝ρl S 可知，电阻率大的导体，电阻不肯定大，选项D 错误．]8．下列说法正确的是( )A ．在同一等势面上各点的电场强度必定相等B ．两等势面肯定相互平行C ．若相邻两等势面间的电势差相等，则等势面密的地方电场强度大D ．沿电场强度的方向等势面的电势渐渐降低CD [电场强度的大小和电势的大小没有必定的联系，A 错；如电荷分布不匀称的等势体，其形成电场的等势面就不相互平行，B 错；相邻两等势面间电势差相等时，等势面密的地方，场强大，C 对；沿电场线的方向，电势渐渐降低，即等势面的电势渐渐降低，D 对．]9．如图4所示，光滑绝缘轨道ABP 竖直放置，其轨道末端切线水平，在其右侧有一正交的匀强电场、磁场区域，电场竖直向上，磁场垂直纸面对里，一带电小球从轨道上的A 点由静止滑下，经P 点进入场区后，恰好沿水平方向做直线运动．则可判定( )图4A ．小球带负电B ．小球带正电C ．若小球从B 点由静止滑下，进入场区后将马上向上偏D ．若小球从B 点由静止滑下，进入场区后将马上向下偏BD [小球从P 点进入场区后沿水平方向做直线运动，则小球肯定受力平衡，由受力平衡知小球肯定带正电，且qE ＋q v B ＝mg ；若从B 点静止滑下，由动能定理可求得小球进磁场区时v ′＜v ；则qE ＋q v ′B ＜mg ，故向下偏，B 、D 正确．]10．如图5所示，已知电源电动势E ＝2 V ，电源内阻r ＝0.5 Ω，小灯泡电阻R 0＝2 Ω，滑动变阻器R 最大阻值为10 Ω.当开关闭合后，调整滑动变阻器，设灯泡电阻不随温度改变而改变，则( )图5A ．当滑动变阻器阻值调至0.5 Ω时，电源输出功率最大B ．当滑动变阻器阻值调至1.5 Ω时，灯泡最亮C ．当滑动变阻器阻值渐渐减小时，电源输出功率渐渐增大D ．当滑动变阻器阻值调至2.5 Ω时，滑动变阻器的电功率最大CD [灯泡为定值电阻，其功率P ＝I 2R 0＝⎝ ⎛⎭⎪⎫E R 0＋r ＋R 2R 0，因此当R ＝0时，I 有最大值，灯泡功率最大，最亮，选项B 错误；由P -R图像可知因R 0＞r ，故当R 渐渐减小时，电源输出功率渐渐增大，选项A 错误，C 正确；将R 0等效为内阻，则r ′＝R 0＋r ＝2.5 Ω，因此当R ＝r ′＝2.5 Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大，选项D 正确．]二、非选择题(本题共6小题，共60分，按题目要求作答)11．(8分)为了测量一微安表头A 的内阻，某同学设计了如图6所示的电路．图中，A 0是标准电流表，R 0和R N 分别是滑动变阻器和电阻箱，S 和S 1分别是单刀双掷开关和单刀开关，E 是电池．完成下列试验步骤中的填空：图6(1)将S 拨向接点1，接通S 1，调整________，使待测表头指针偏转到适当位置，登记此时________的读数I ；(2)然后将S 拨向接点2，调整________，使________，登记此时R N 的读数；(3)多次重复上述过程，计算R N 读数的________，此即为待测微安表头内阻的测量值．[解析] (1)本试验采纳等效替代法测量待测表头内阻．首先单刀双掷开关S 拨向接点1，将待测表头接入电路，闭合开关S1，调整滑动变阻器R0，使待测表头指针偏转到适当位置．此时登记标准电流表A0的读数为I.在做电学试验时，一般表头指针偏转需大于整个刻度盘的13，偏转过小测量误差比较大．(2)然后将单刀双掷开关S拨向接点2，将电阻箱接入电路，然后调整电阻箱R N，使标准电流A0的读数仍为I，依据等效替代法的试验思想，此时电阻箱R N的阻值即为待测表头的电阻值．(3)为了保证明验测量精度，试验需进行多次测量求平均值．[答案](1)R0，标准电流表(或A0)(2)R N，标准电流表(或A0)的读数仍为I(3)平均值12．(10分)在一次课外实践活动中，某课题探讨小组收集到数码相机、手机等电子产品中的一些旧电池以及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电子元件．现从这些材料中选取两个待测元件，一是电阻R0(约为2 kΩ)，二是手机中常用的锂电池(电动势E标称值为3.7 V，允许最大放电电流为100 mA)．在操作台上还打算了如下试验器材：A．电压表(量程4 V，电阻R V约为4.0 kΩ)B．电流表A1(量程100 mA，内阻不计)C．电流表A2(量程2 mA，内阻不计)D．滑动变阻器R1(0～2 kΩ，额定电流0.1 A)E．电阻箱R2(0～999.9 Ω)F．开关S一只，导线若干．图7(1)为了测定电阻R0的阻值，小组的一位成员设计了如图7甲所示的电路原理图．所选取的相应器材(电源用待测的锂电池)均标在图上，其器材选取中有不妥之处，你认为应当怎样调整？(2)假如在实际操作过程中，发觉滑动变阻器R1、电压表已损坏，用余下的器材测量锂电池的电动势E和内阻r.①请你在图7乙方框中画出试验电路原理图(标注所用器材符号)；②该试验小组的同学在试验中取得多组数据，然后作出如图7丙所示的线性图象处理数据，则电源电动势为________ V，内阻为________ Ω.[解析](1)依据闭合电路欧姆定律，当滑动变阻器短路时，电流为I＝ER0＋r＝ 3.7r＋2 000≤1.85×10－3 A ，故用电流表A 1量程太大，读数不精确；故答案为用A 2替换A 1.(2)①依据题意可知，要利用给定的条件测量电动势和内电阻，故应采纳电流表和电阻箱串联进行测量；如图所示②依据闭合电路欧姆定律，电流的表达式为I ＝E r ＋R 2，即1I ＝1E r ＋R 2E 结合图像可以得到：r ＝7 Ω，E ＝3.5 V[答案] (1)用A 2替换A 1(2)①见解析图 ②3.5 7.013．(10分)如图8所示，一电子沿垂直挡板NN ′方向以速度v ＝8.0×106 m/s 从O 孔射入匀强磁场中，磁场方向垂直纸面对里，磁感应强度为B ＝9.1×10－4 T ．运动中电子经某点P ，l OP ＝0.05 m ，求电子由O 运动至P 点的时间．(电子的质量m ＝9.1×10－31 kg ，电子的电荷量e ＝－1.6×10－19 C ，π取3)图8[解析] 电子运动由洛伦兹力供应向心力，则r ＝m v qB ＝9.1×10－31×8.0×1061.6×10－19×9.1×10－4 m ＝0.05 m ， 由几何学问知圆弧对应的圆心角等于60°，而T ＝2πm qB ，则t ＝16 T ＝πm 3qB ＝3×9.1×10－313×1.6×10－19×9.1×10－4s ＝6.25×10－9 s. [答案] 6.25×10－9 s14．(10分)如图9所示，板长L ＝4 cm 的平行板电容器，板间距离d ＝3 cm ，板与水平线夹角α＝37°，两板所加电压为U ＝100 V ．有一带负电液滴，带电荷量为q ＝3×10－10 C ，以v 0＝1 m/s 的水平速度自A 板边缘水平进入电场，在电场中仍沿水平方向并恰好从B 板边缘水平飞出．(取g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．求：(1)液滴的质量；(2)液滴飞出时的速度大小．图9[解析] (1)依据题意画出带电液滴的受力图如图所示，由图可得qE cos α＝mg又E ＝U d解得m＝8×10－8 kg (2)对液滴由动能定理得：qU＝12m v2－12m v20解得v＝72m/s[答案](1)8×10－8 kg(2)72m/s15．(10分)如图10所示，一带电荷量q＝＋3×10－5 C的小球，用绝缘细线悬挂于竖直放置的足够大的平行金属板中的O点，闭合开关S，小球静止时细线与竖直方向的夹角θ＝37°.已知两板间距d＝0.1 m，电源电动势ε＝14 V，内电阻r＝1 Ω，电阻R1＝2 Ω，R2＝R3＝4 Ω.取g＝10 m/s2，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：(1)电源的输出功率；(2)两板间的电场强度的大小；(3)带电小球的质量．图10[解析](1)由题图知，实际接入电路构成闭合电路的是电源、R1、R2，全电路电阻R总＝R1＋R2＋r＝7 Ω，全电路电流I＝εR总＝2 A输出功率P＝I2(R1＋R2)＝24 W.(2)两板间的电场强度E＝Ud，U＝R1＋R2R1＋R2＋rε得E＝120 V/m.(3)带电小球处于静止状态，质量设为m，则有Eqmg＝tan 37°解得m＝4.8×10－4 kg.[答案](1)24 W(2)120 V/m(3)4.8×10－4 kg16．(12分)在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面对外的匀强磁场，磁感应强度为B一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成θ＝60°角射入磁场，最终从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图11所示．不计粒子重力，求：(1)M 、N 两点间的电势差U MN ；(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r ；(3)粒子从M 点运动到P 点的总时间t .图11[解析] (1)设粒子过N 点时的速度为v ，有v 0v ＝cos θ① 故v ＝2v 0②粒子从M 点运动到N 点的过程，有qU MN ＝12m v 2－12m v 20③U MN ＝3m v 202q.④ (2)粒子在磁场中以O ′为圆心做匀速圆周运动，半径为O ′N ，有q v B ＝m v 2r ⑤ r ＝2m v 0qB ⑥(3)由几何关系得ON ＝r sin θ⑦设粒子在电场中运动的时间为t 1，有ON ＝v 0t 1⑧t 1＝3m qB ⑨粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T ＝2πm qB ⑩设粒子在磁场中运动的时间为t 2，有t 2＝π－θ2πT ⑪t 2＝2πm 3qB ⑫t ＝t 1＋t 2t ＝33m ＋2πm 3qB⑬ [答案] 见解析。
最新鲁科版高中物理选修3-1单元测试题全套及答案
最新鲁科版高中物理选修3-1单元测试全套及答案阶段综合测评(一)静电场 电势能与电势差(时间：90分钟 分值：100分)一、选择题(本题共14小题，每小题4分，共56分．在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～14题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．仔细观察下列各图，属于防范静电的是( )A [题给四个图中，B 、C 、D 均为静电现象的应用，故选项A 正确．]2．我国早在西汉末年已有对静电现象的记载，《春秋纬·考异邮》中有“玳瑁吸”之说，但下列不属于静电现象的是( )A ．梳过头发的塑料梳子吸起纸屑B ．带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引C ．小磁针吸引小铁屑D ．从干燥的地毯上走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉C [梳过头发的塑料梳子因与头发摩擦带电，能吸引轻小物体(纸屑)，是静电现象；带电小球移至不带电金属球附近，使不带电金属球近端感应出与带电小球异种的电荷而相互吸引，是静电现象；小磁针吸引小铁屑，是磁现象，不是静电现象；从干燥的地毯上走过，人与地毯摩擦产生静电，手碰到金属把手时有被电击的感觉，是放电现象，是静电现象．因此不属于静电现象的是C 选项．]3．由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电荷量分别为q 1和q 2，其间距离为r 时，它们之间相互作用力的大小为F ＝k q 1q 2r 2，式中k 为静电力常量．若用国际单位制的基本单位表示，k 的单位应为( )A ．kg·A 2·m 3B ．kg·A －2·m 3·s －4C ．kg·m 2·C －2D ．N·m 2·A －2B [国际单位制中力F 、距离r 、电荷q 的单位分别是：N 、m 、C ，根据库仑定律有k ＝Fr 2q 1q 2，代入各自的单位，注意1 N ＝1 kg·m/s 2,1 C ＝1 A·s ，从而k 的单位用国际单位制的基本单位表示为kg·m 3·A －2·s －4.只有选项B 正确．]4．对于电场线，下列描述正确的是( )A ．电场线就是电荷在电场中的运动轨迹B ．电场中总有一些电场线是可以相交的C ．电场线的疏密程度可以反映电场强度的大小D ．两个等量异种电荷产生的电场线是闭合曲线C [电场线与运动轨迹是两个不同的概念，电场线是假想的，是为了形象描述电场的强弱和方向而引入的，运动轨迹是真实的，电场线与运动轨迹可能重合，也可能不重合，选项A 错误；若电场线可以相交，则交点处的电场线有两条切线即场强有两个方向，这与空间的某点的场强是唯一的相矛盾，所以电场线不可能相交，选项B 错误；电场线的疏密程度可以反映电场强度的大小，选项C 正确；两个等量异种电荷产生的电场线是不闭合曲线，选项D 错误．]5．下列选项中的各14圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各14圆环间彼此绝缘．坐标原点O 处电场强度最大的是( )B [根据对称性和矢量叠加，D 项O 点的场强为零，C 项等效为第二象限内电荷在O 点产生的电场，大小与A 项的相等，B 项正、负电荷在O 点产生的场强大小相等，方向互相垂直，合场强是其中一个的2倍，也是A 、C 项场强的2倍，因此B 项正确．]6．如图1所示为点电荷a 、b 所形成的电场的电场线分布图，下列说法正确的是( )图1A ．a 一定带正电荷，b 一定带负电荷B ．a 一定带负电荷，b 一定带正电荷C ．从c 点沿两点电荷连线到d 点，电场强度先变小后变大D ．从c 点沿两点电荷连线到d 点，电场强度先变大后变小C [由电场线分布情况可知a 、b 为异种电荷，由于图中末标明电场线的方向，所以无法确定a 、b 所带电荷的种类，选项A 、B 错误；电场线密集程度反映电场强弱，由于从c 到d 之间的电场线分布先变疏再变密，所以从c 点沿两点电荷连线到d 点的电场强度先变小后变大，选项C 正确，D 错误．]7．如图2所示，a 、b 是电场线上的两点，将一带电荷量为q 的点电荷从a 移到b ，电场力做功为W ，且知a 、b 间的距离为d ，则以下说法正确的是( )图2A ．a 、b 间的电势差为W qB ．a 处的场强为E ＝W qdC ．b 处的场强为E ＝W qdD ．a 点的电势为W qA [由W ＝qU 知，U ＝W q ，且a 点的电势比b 点的高，所以A 项正确．由于不知是不是匀强电场，所以a 、b 两点的电场强度不能使用E ＝W qd 进行计算，所以B 、C 项错误．如果取b 点的电势为零，a 点的电势才是W q ，而题中并没有说明何处为零电势点，所以D 项错误．]8．如图3所示，在点电荷Q 产生的电场中，将两个带正电的试探电荷q 1、q 2分别置于A 、B 两点，虚线为等势线．取无穷远处为零电势点，若将q 1、q 2移到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是( )图3A ．A 点电势大于B 点电势B ．A 、B 两点的电场强度相等C ．q 1的电荷量小于q 2的电荷量D ．q 1在A 点的电势能小于q 2在B 点的电势能 C [由题意知点电荷Q 带负电，所以有φA ＜φB ＜0，得|U A ∞|＞|U B ∞|，移动两试探电荷克服电场力做功相等，有q 1|U A ∞|＝q 2|U B ∞|，所以q 1＜q 2，选项A 错误，C 正确；因为E ＝k Q r 2，r A ＜r B ，所以E A ＞E B ，而且A 、B 两点的场强方向也不同，选项B 错误；根据电场力做功与电势能变化的关系，q 1在A 点的电势能等于q 2在B 点的电势能，选项D 错误．]9．一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场，电场方向水平向左，不计空气阻力，则小球( )A ．做直线运动B ．做曲线运动C ．速率先减小后增大D ．速率先增大后减小BC [小球受重力和电场力两个力作用，如图所示，合力的方向与速度方向不在同一条直线上，小球做曲线运动，选项A 错误，B 正确；小球所受的合力与速度方向先成钝角，然后成锐角，可知合力先做负功然后做正功，则速率先减小后增大，选项C 正确，D 错误．]10．如图4所示，一个带电粒子以初速度v0从A处进入某电场，实线表示电场线，虚线表示带电粒子的运动轨迹．不计带电粒子的重力，则下列说法中正确的是()图4A．该带电粒子一定带负电B．该带电粒子在A处的加速度大于在B处的加速度C．该带电粒子在A处的动能大于在B处的动能D．该带电粒子在A处的动能小于在B处的动能AC[该带电粒子从A处进入电场后，仅受电场力作用从A点沿虚线运动到B 点，由轨迹的弯曲方向可知，它在A点所受电场力的方向必跟A点的场强方向相反，则该粒子带负电，选项A正确；因A处的电场线比B处的电场线疏，故A处场强比B处的小，带电粒子在A处受到的电场力比在B处受到的电场力小，则该粒子在A处的加速度小于在B处的加速度，选项B错误；带电粒子从A处运动到B处的过程中，电场力做负功，由动能定理可知其动能减小，选项C正确，D错误．]11．如图5所示，在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷＋Q，在x轴上C点有点电荷－Q，且CO＝OD，∠ADO＝60°，则下列判断正确的是()图5A．O点电场强度为零B．D点电场强度为零C．若点电荷＋q从O点向C点运动，动能减少D．若点电荷－q从O点向C点运动，动能减少BD[场强是矢量，叠加时遵循平行四边形定则，由E＝kQr2和几何关系可以得出，选项A错，B对．在O、C之间，合场强的方向向左，把负电荷从O点移动到C 点，电场力做负功，动能减少，而移动正电荷则相反，选项C错，D对．] 12．如图6甲所示，直线上固定两个点电荷A与B，其中B带＋Q的电荷量，C、D两点将AB连线三等分．现有一个带负电的粒子从C点开始以某一初速度向右运动，不计粒子所受的重力，并且已知该负电荷在C、D间运动的速度v与时间t的关系图象如图6乙所示，则A点电荷的带电荷量可能是()图6 A ．＋6QB ．＋5QC ．＋4QD ．＋3Q AB [由题图乙知粒子从C 点开始向右做减速运动，说明A 带正电，且粒子的加速度逐渐减小，则粒子的平衡位置应在D 点右侧某处P 点，设AC ＝CD ＝DB ＝d ，PB ＝r ，则AP ＝3d －r ，d ＞r ，粒子在P 点受力平衡，有k Q A q (3d －r )2＝k Qq r 2，得Q A Q ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫3d r －12＞⎝ ⎛⎭⎪⎫3d d －12＝4，即A 点电荷的带电荷量一定大于＋4Q ，选项A 、B 正确．] 13．如图7所示，电场中有A 、B 两点，则下列说法正确的是( )图7 A ．电势φA ＞φB ，场强E A ＞E BB ．电势φA ＞φB ，场强E A ＜E BC ．将＋q 从A 点移到B 点，电场力做正功D ．将－q 分别放在A 、B 两点时具有的电势能E p A ＞E p BBC [B 处电场线较密，故场强E A ＜E B ，沿电场线方向电势降低，故φA ＞φB ，A 错，B 对；对正电荷，由于φA ＞φB ，E p A ＞E p B ，因此从A 到B ，电场力做正功，对负电荷，E p A ＜E p B ，故C 对，D 错．]14．在两块平行金属板A 、B 间加如图8所示变化的电压，此电压的值不变，但每过T 2改变一次极性．t ＝0时，A 板电势为正，若在此时由B 板自由释放一电子，那么( )图8A ．电子会一直向A 板运动B ．电子在A 、B 两板间来回运动C ．在t ＝T 时，电子回到出发点D ．在t ＝T 2时电子具有最大速度 AD [根据电子的受力情况和牛顿第二定律知，在0～T 2时间内，电子向A 板做匀加速直线运动，在T 2时刻速度达到最大值；在T 2到T 时间内，电子向A 板做匀减速直线运动，在T 时刻速度减为零；随后重复刚才的运动，故A 、D 正确．]二、非选择题(本题共4小题，共44分，按题目要求作答)15．(10分)如图9所示，A 、B 是两个带等量同种电荷的小球，A 固定在竖直放置的10 cm 长的绝缘支杆上，B 静止于光滑绝缘倾角为30°的斜面上且恰与A 等高，若B 的质量为30 3 g ，则B 带电荷量是多少？(g 取10 m/s 2)图9[解析] 因为B 静止于光滑绝缘倾角为30°的斜面上且恰与A 等高，设A 、B 之间的水平距离为L . 依据题意可得tan 30°＝h L ，L ＝h tan 30°＝1033cm ＝10 3 cm 对B 进行受力分析，如图所示，依据物体的平衡条件解得库仑力： F ＝mg tan 30°＝303×10－3×10×33 N ＝0.3 N依据F ＝k Q 1Q 2r 2得：F ＝k Q 2L 2解得Q ＝FL 2k ＝0.39×109×103×10－2 C ＝1.0×10－6 C. [答案] 1.0×10－6 C16．(10分)一长为L 的细线，一端固定于O 点，另一端拴一质量为m 、带电荷量为q 的小球，处于如图10所示的水平向右的匀强电场中．开始时，将线与小球拉成水平，小球静止在A 点，释放后小球由静止开始向下摆动，当细线转过60°角时，小球到达B 点速度恰好为零．试求：图10(1)A 、B 两点的电势差U AB ；(2)匀强电场的场强大小． [解析] (1)小球由A 到B 过程中，由动能定理得mgL sin 60°－qU AB ＝0，所以U AB ＝3mgL2q .(2)A 、B 两点间沿电场线的有效长度d ＝L －L cos 60°.由公式U ＝E ·d 可知，E ＝U ABL －L cos 60°＝3mg q .[答案] (1)3mgL 2q (2)3mg q17．(12分)两个半径均为R 的圆形平板电极，平行正对放置，相距为d ，极板间的电势差为U ，板间电场可以认为是匀强电场．一个α粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间，到达负极板时恰好落在极板中心． 已知质子电荷为e ，质子和中子的质量均视为m ，忽略重力和空气阻力的影响，求：(1)极板间的电场强度E ；(2)α粒子在极板间运动的加速度a ；(3)α粒子的初速度v 0.[解析] (1)极板间场强E ＝U d .(2)α粒子电荷为2e ，质量为4m ，所受静电力F ＝2eE ＝2eU dα粒子在极板间运动的加速度a ＝F 4m ＝eU 2dm .(3)由d ＝12at 2，得t ＝2d a ＝2d m eU ， v 0＝R t ＝R 2d eU m .[答案] (1)U d (2)eU 2md (3)R 2d eU m18．(12分)如图11所示，两块竖直放置的足够长的平行金属板A 、B ，板距d ＝0.04 m ，两板间的电压U ＝400 V ，板间有一匀强电场．在A 、B 两板上端连线的中点Q 的正上方，距Q 为h ＝1.25 m 的P 点处有一带正电小球，已知小球的质量m ＝5×10－6 kg ，电荷量q ＝5×10－8 C ．设A 、B 板长度无限，g 取10 m/s 2.试求：图11(1)带正电小球从P 点开始由静止下落，经多长时间和金属板相碰？(2)相碰时，离金属板上端的距离多大？[解析] (1)设小球从P 到Q 的时间为t 1，由h ＝12gt 21得t 1＝2h g ＝2×1.2510＝0.5 s小球进入电场后其飞行时间取决于电场力产生的加速度a x ，由力的独立作用原理，可以求出小球在电场中的运动时间t 2，应有qE ＝ma x 、E ＝U d 、d 2＝12a x t 22得t 2＝d mqU＝0.04×5×10－65×10－8×400＝0.02 s所以，运动总时间t ＝t 1＋t 2＝0.5＋0.02＝0.52 s.(2)小球由P 点开始在竖直方向上始终是自由落体运动，在时间t 内的位移为 y ＝12gt 2＝12×10×(0.52)2＝1.352 m与金属板上端的距离为S ＝y －h ＝1.352－1.25＝0.102 m.[答案] (1)0.52 s (2)0.102 m阶段综合测评(二)恒定电流 闭合电路欧姆定律和逻辑电路(时间：90分钟 分值：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．关于对电流的理解，下列说法中正确的是( )A ．只有自由电子的定向移动才能形成电流B ．电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向C ．同一段电路中，相同时间内通过各不同横截面的电荷量不同D ．在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位“安培”是基本单位D [自由电荷定向移动都能形成电流，如自由电子、阴离子、阳离子等，选项A 错误；电流虽然有大小和方向，但它不是矢量，选项B 错误；根据电荷守恒定律可知不同横截面的电荷量一定相等，故选项C 错误；由单位制知选项D 正确．]2．两根同种材料的电阻丝分别连在两个电路中，甲电阻丝长为l ，直径为d ；乙电阻丝长为2l ，直径为2d ，要使两电阻丝消耗的功率相等，则应满足( ) A.U 甲U 乙＝21 B.U 甲U 乙＝22 C.I 甲I 乙＝12 D.I 甲I 乙＝21 A [由R ＝ρl S 可得R 甲R 乙＝21.要使P 甲＝P 乙，由P ＝U 2R 可得U 甲U 乙＝21；由P ＝I 2R 得I 甲I 乙＝22.故选项A 正确．]3．一同学将变阻器与一只6 V 、6～8 W 的小灯泡L 及开关S 串联后接在6 V 的电源E 上，当S 闭合时，发现灯泡发光．按如图1所示的接法，当滑片P 向右滑动时，灯泡将( )图1A．变暗B．变亮C．亮度不变D．可能烧坏灯泡B[由题图可知，变阻器接入电路的是PB段的电阻丝，由于灯泡的额定电压等于电源电压，所以不可能烧坏灯泡．当滑片P向右滑动时，接入电路中的电阻丝变短，电阻减小，灯泡变亮，B选项正确．]4．两盏额定功率相同的灯泡A和B，其额定电压U A＞U B，则下列说法正确的是()A．两灯正常发光时，灯泡的电流强度I A＞I BB．两灯电阻R A＜R BC．将两灯串联后接入电路中发光时，则灯泡的功率P A＜P BD．将两灯并联后接入电路中发光时，则灯泡的功率P A′＜P B′D[由P＝UI可知额定电流I A＜I B，由P＝U2R可知R A＞R B.两灯串联后，由串联电路的功率分配关系可知P∝R，所以P A＞P B；两灯并联后，由并联电路的功率分配关系可知P∝1R，所以P A′＜P B′，则D正确，A、B、C错误．]5．如图2所示是一个电热水壶的铭牌上的部分信息，小沈同学利用所学知识，结合该铭牌上获取的信息，得出该电热水壶()图2A．正常工作时的电流约为6.8 AB．正常工作5 min耗电约0.5 kW·hC．只能在直流电下工作D．只能在220 V电压下工作A[由铭牌信息可知，电热水壶的额定功率为1 500 W，额定电压为220 V，则由P＝UI可得I＝PU＝1 500220A＝6.8 A，A正确；工作5 min时，消耗的电能W＝Pt＝1.5 kW×560h＝0.125 kW·h，B错误；该电热水壶工作在交流电下，C错误；该电热水壶可以在220 V及其之下的电压下工作，D错误．]6．如图3，虚线框内为改装好的电表，M、N为新电表的接线柱，其中灵敏电流计G的满偏电流为200 μA，已测得它的内阻为495 Ω.图中电阻箱读数为5.0 Ω.现将MN接入某电路，发现灵敏电流计G刚好满偏，则根据以上数据计算可知()图3A．M、N两端的电压为1 mVB．M、N两端的电压为100 mVC．流过M、N的电流为2 μAD．流过M、N的电流为20 mAD[电流表的满偏电流I g＝200 μA＝0.2 mA，内阻为R g＝495 Ω，则电流表两端电压为U＝I g R g＝200×10－6×495 V＝0.099 V＝99 mV，即U MN＝99 mV，故A、B选项错误；电阻箱的读数为R＝5 Ω，流过电阻箱的电流I R＝U MNR＝0.019 8 A＝19.8 mA，流过M、N的电流I MN＝I g＋I R＝20 mA，故C选项错误，D选项正确．] 7．图4为测量某电源电动势和内阻时得到的U-I图线．用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 V．则该电路可能为()图4B[由U-I图线可知该电源的电动势为6 V，内阻r＝ΔUΔI＝24Ω＝0.5 Ω.此电源与三个均为3 Ω的电阻连接成电路时测得的路端电压为4.8 V；A中的路端电压为4 V；B中的路端电压为4.8 V；C中的路端电压约为5.7 V；D中的路端电压为5.4 V．故B正确．]8．如图5为某电源的路端电压随电流的变化规律，图中的三点为该电源正常工作时的三个不同状态，且连线Ob与横轴的夹角α与图线和横轴的夹角β相等．则下列选项正确的是()图5A．在状态b时外电路消耗的功率最大B．在状态b时整个电路消耗的总功率最大C．从状态a变化到状态b，整个电路消耗的总功率和外电路消耗的功率将增大D．若Ob连线的倾角增大，从状态b变化到状态c，整个电路消耗的总功率和外电路消耗的功率将增大A[在b点，外接电阻的阻值与电源内阻大小相等，所以此时电源的输出功率最大，即外电路消耗的功率最大，A正确；从a到b过程中，电源外接电阻的阻值不断增大，但总小于电源内阻，所以电源的输出功率不断增大，但总功率P＝EI 不断减小，B、C错误；从b到c过程中，电源外接电阻阻值不断增大，且始终大于电源内阻，所以电源输出功率不断减小，总功率P＝EI不断减小，D错误．] 9．如图6所示，电流表A1(0～3 A)和A2(0～0.6 A)是由两个相同的灵敏电流计改装而成的．现将这两个电流表并联后接入电路中，闭合开关S，调节滑动变阻器，下列说法中正确的是()图6A．A1、A2的读数之比为1∶1B．A1、A2的读数之比为5∶1C．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1D．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶5BC[因为大量程的电流表是在灵敏电流计上并联分流电阻，故加在两灵敏电流计两端的电压是相同的，所以通过灵敏电流计的电流相同，指针偏转角度之比为1∶1.因为两电流表对应的最大刻度之比为5∶1，所以A1、A2的读数之比为5∶1.选项B、C正确．]10．如图7所示为多用电表欧姆挡的内部电路，a、b为表笔插孔，下列说法中正确的是()图7A．a孔插红表笔B．表盘刻度是均匀的C．用“×100 Ω”挡测量时，若指针指在0 Ω附近，则应换用“×1 kΩ”挡D．测量“220 V100 W”的灯泡的电阻，会发现测量的电阻比484 Ω小AD[电流总是从红表笔流入电表，黑表笔流出电表，所以红表笔应该连接欧姆表内部电源的负极，插在a孔，A正确；表头中的电流与待测电阻不成正比，所以欧姆表的刻度是不均匀的，B错误；用“×100 Ω”挡测量时，若指针指在0 Ω附近，说明读数太小，应该换用小量程的使读数大一些，所以应换用“×10 Ω”挡，C错误；测量电阻时需要将灯泡与外电路断开，灯泡处于不发光的状态，故电阻小于正常发光时的电阻484 Ω，D正确．]11．如图8所示电路中，电流表、电压表均为理想电表，若电阻R1开路，则下列说法中正确的是()图8A．电流表示数变小B．电压表示数变大C．电源内电路消耗的功率变大D．R3消耗的功率变大BD[R1开路，外电路总电阻增大，总电流减小，内电压减小，从而使路端电压增大，流过R2、R3的电流增大，即电流表示数变大，A错误．电压表示数也变大，B正确．由于总电流减小，由P＝I2r知，电源的内耗功率减小，C错误．因为流过R3的电流增大，所以R3消耗的功率变大，D正确．]12．某同学将一直流电源的总功率P E、输出功率P R和电源内部的发热功率P r 随电流I变化的图线画在了同一坐标图上，如图9中的a、b、c所示，根据图线可知()图9A．反映P r变化的图线是cB．电源电动势为8 VC．电源内阻为2 ΩD．当电流为0.5 A时，外电路的电阻为6 ΩACD[电源的总功率P E＝EI，对应图线a，内阻发热功率P r＝I2r，抛物线开口向上，可知反映P r变化的图线是c.I＝2 A时，由图线知外电路短路，总功率等于内阻发热功率，把电流I＝2 A、P r＝8 W代入P r＝I2r可求得内阻为2 Ω，又由P E＝EI＝8 W、I＝2 A，解得电动势E＝4 V．当电流为0.5 A时，总功率P E＝2 W，内阻发热功率P r＝0.5 W，外电路消耗的功率P R＝P E－P r＝1.5 W，由P R＝I2R求得R＝6 Ω.]二、非选择题(本题共6小题，共52分，按题目要求作答)13．(8分)在“测定金属丝的电阻率”的实验中，如提供的电源是一节内阻可不计的干电池，被测金属丝的直径小于1 mm，长度约为80 cm，阻值约为3 Ω，使用的电压表有3 V(内阻约为3 kΩ)和15 V(内阻约为15 kΩ)两个量程，电流表有0.6 A(内阻约为0.1 Ω)和3 A(内阻约为0.02 Ω)两个量程，供限流用的滑动变阻器有：A.0～10 Ω；B.0～100 Ω；C.0～1 500 Ω三种，可供选择的实验电路有如图10所示的甲、乙两种，用螺旋测微器测金属丝的直径如图10丙所示，则：图10(1)螺旋测微器的示数是________mm.(2)为减小电阻的测量误差，应选用________图所示的电路．(3)为了便于调节，应选用编号为________的滑动变阻器．(4)电压表的量程应选用________V .(5)电流表的量程应选用________A.[解析] (1)固定刻度上的读数为0.5 mm ，可动刻度上的读数为30.6，所以螺旋测微器的示数为0．5 mm ＋30.6×0.01 mm ＝0.806 mm.(2)由于金属丝的电阻是小电阻，所以应采取电流表外接法，即选用图乙所示电路．(3)由于实验所用电源是一节干电池，其电动势E ＝1.5 V ，且待测电阻丝的阻值约为3 Ω，所以用编号为A 的滑动变阻器作限流电阻，才能使电路中的电流有明显变化．(4)加在电压表两端的电压不超过1.5 V ，所以电压表的量程应选用3 V .(5)当滑动变阻器连入电路的电阻为零时，电路中的电流最大，I max ＝1.53 A ＝0.5 A ，所以电流表的量程应选用0.6 A.[答案] (1)0.806 (2)乙 (3)A (4)3 (5)0.614．(8分)多用电表表头的示意图如图11所示．在正确操作的情况下：图11(1)若选择开关的位置如箭头a 所示，则测量的物理量是________，测量结果为________．(2)若选择开关的位置如箭头b 所示，则测量的物理量是________，测量结果为________．(3)若选择开关的位置如箭头c 所示，则测量的物理量是________，测量结果为________．(4)若选择开关的位置如箭头c 所示，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该为：___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________.(5)全部测量结束后，应将选择开关拨到________挡或者________．(6)无论用多用电表进行何种测量(限于直流)，电流都应该从________色表笔经________插孔流入电表．[解析] 多用电表可以测直流电压、电流，交流电压，电阻．测电压、电流时同电压表、电流表的使用方法相同，选择的挡位是最大量程；而选择测电阻挡位时，指针指示的数值乘以倍率便得测量值．[答案] (1)直流电压 1.25 V (2)直流电流 50 mA (3)电阻 1.7 kΩ (4)选用欧姆表“×1 k ”倍率，重新调零，将红、黑表笔分别接触被测电阻的两根引线，读出指针所指刻度，再乘以倍率得测量值 (5)OFF 交流电压500 V 挡 (6)红 正15．(8分)如图12所示的电路中，电源电动势E ＝6.0 V ，内阻r ＝0.6 Ω，电阻R 2＝0.5 Ω，当开关S 断开时，电流表的示数为1.5 A ，电压表的示数为3.0 V ，试求：图12 (1)电阻R 1和R 3的阻值；(2)当S 闭合后，电压表的示数以及R 2上消耗的电功率.[解析] (1)R 3＝U 3I 3＝3.01.5 Ω＝2.0 Ω，由E ＝I 3(R 1＋R 3＋r )代入数据解得R 1＝1.4 Ω. (2)S 闭合后，R 总＝R 1＋r ＋R 2·R 3R 2＋R 3＝2.4 Ω 电压表的示数U ＝E R 总·R 2·R 3R 2＋R 3＝62.4×0.4 V ＝1.0 V R 2上消耗的功率P 2＝U 2R 2＝120.5 W ＝2.0 W. [答案] (1)1.4 Ω 2.0 Ω (2)1.0 V 2.0 W16．(8分)在如图13所示的电路中，R 1＝2 Ω，R 2＝R 3＝4 Ω，当开关S 接a 时，R 2上消耗的电功率为4 W ，当开关S 接b 时，电压表示数为4.5 V ，试求：图13(1)当开关S 接a 时，通过电源的电流和电源两端的电压；(2)电源的电动势和内电阻；(3)当开关S 接c 时，通过R 2的电流．[解析] (1)S 接a 时，R 1被短路，外电阻为R 2，根据电功率公式P ＝I 2R ，可得通过电源的电流I 1＝PR 2＝1 A 电源两端的电压U 1＝PR 2＝4 V .(2)S 接a 时，有E ＝U 1＋I 1r ＝4＋r ①S 接b 时，R 1和R 2串联，R 外′＝R 1＋R 2＝6 Ω通过电源的电流I 2＝U 2R 1＋R 2＝0.75 A这时有：E ＝U 2＋I 2r ＝4.5＋0.75r ②联立①②式得：E ＝6 V ，r ＝2 Ω.(3)当S 接c 时，R 2、R 3并联的总电阻R 23＝R 2R 3R 2＋R 3＝2 Ω R 总＝R 1＋r ＋R 23＝6 Ω总电流I 3＝E R 总＝1 A 通过R 2的电流I ′＝12I 3＝0.5 A.[答案] (1)1 A 4 V (2)6 V 2 Ω (3)0.5 A17．(10分)如图14所示，电路中接一电动势为4 V ，内阻为2 Ω的直流电源，内阻R 1、R 2、R 3、R 4的阻值均为4 Ω.电容器的电容为30 μF ，电流表的内阻不计，当电路稳定后，图14(1)求电流表的读数；(2)求电容器所带的电荷量；(3)如果断开电源，求通过R 2的电荷量．[解析] (1)等效电路如图所示．由闭合电路欧姆定律得I ＝E R 3＋R 4＋r ＝44＋4＋2A ＝0.4 A.(2)U 3＝IR 3＝0.4×4 V ＝1.6 VQ ＝CU 3＝4.8×10－5 C.(3)因R 1、R 2并联，且R 1＝R 2，所以在放电回路中，通过R 2的电荷量为Q 2＝2.4×10－5 C.[答案] (1)0.4 A (2)4.8×10－5 C (3)2.4×10－5 C18．(10分)如图15所示，一电荷量q ＝3×10－5 C 带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O 点．开关S 合上后，当小球静止时，细线与竖直方向的夹角α＝37°.已知两板相距d ＝0.1 m ，电源电动势E ＝15 V ，内阻r ＝0.5 Ω，电阻R 1＝3 Ω，R 2＝R 3＝R 4＝8 Ω.g 取10 m/s 2，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：图15(1)电源的输出功率；(2)两板间的电场强度大小；(3)带电小球的质量. [解析] (1)R 2、R 3并联再与R 1串联，阻值R 外＝7.0 Ω，R 总＝R 外＋r ＝7.5 Ω，根据闭合电路欧姆定律有I ＝E R 总＝157.5 A ＝2 A ， P 出＝I 2R 外＝22×7 W ＝28 W.(2)U 外＝IR 外＝2×7 V ＝14 V ，E ＝U d ＝140.1 V/m ＝140 V/m.(3)小球静止，由力的平衡条件得Eq ＝mg tan 37°，m ＝Eq g tan 37°＝140×3×10－510×0.75kg ＝5.6×10－4 kg. [答案] (1)28 W (2)140 V/m (3)5.6×10－4 kg阶段综合测评(三)磁场磁场对电流和运动电荷的作用(时间：90分钟分值：100分)一、选择题(本题共14小题，每小题4分，共56分．在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～14题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．关于磁感应强度，下列说法正确的是()A．一个线圈放在磁感应强度不为零的位置，它的磁通量一定不为零B．在磁场中某处不放线圈，则该处的磁感应强度就为零C．只要某处存在磁场，该处的磁感应强度就不为零D．磁场的方向总是由N极指向S极C[磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，其大小和方向由磁场和磁场中的位置决定，与有无线圈无关，故选项C正确，B错误．磁场的方向外部由N极到S 极，内部由S极到N极，所以选项D错误．磁通量由磁感应强度和线圈面积及线圈平面的放置方式共同决定，所以选项A错误．]2．物理实验都需要有一定的控制条件．奥斯特做电流磁效应实验时，应排除地磁场对实验的影响．关于奥斯特的实验，下列说法中正确的是()A．该实验必须在地球赤道上进行B．通电直导线应该竖直放置C．通电直导线应该水平东西方向放置D．通电直导线应该水平南北方向放置D[小磁针静止时指向南北，说明地磁场的方向为南北方向，当导线南北方向放置时，能产生东西方向的磁场，把小磁针放置在该处时，可有明显的偏转，故选D.]3．如图1所示，AB为水平面上一个圆的直径，过AB的竖直平面内有一根通电导线CD，已知CD∥AB，当CD竖直向上平移时，电流磁场穿过圆面积的磁通量将()图1A．逐渐增多B．逐渐减少C．始终不变D．不为零，但保持不变C[根据通电直导线周围磁感线分布的特点，有多少条磁感线从AB一侧穿出，就有多少磁感线从AB的另一侧穿出，穿过圆面的磁通量为零，所以CD竖直向上平移时，磁通量不变，始终为零，故选项C正确，A、B、D均错误，]4．取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图2甲所示的螺线管，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2乙所示的螺线管，并通以电流强度也为I的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为()。
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最新鲁科版高中物理选修3-1单元测试题及答案全套章末过关检测(一)(时间：60分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1．下列说法正确的是()A．只有体积很小的带电体才能看作点电荷B．以点电荷为圆心，r为半径的球面上，各点的场强都相同C．在电场中某点放入检验电荷q，该点的场强为E＝F/q，取走q后，该点场强不变D．元电荷实质就是电子(或质子)本身答案：C2．小强在加油站加油时，看到加油机上有如图所示的图标，关于图标涉及的物理知识及其理解，下列说法正确的是()A．制作这些图标的依据是静电屏蔽原理B．工作人员工作时间须穿绝缘性能良好的化纤服装C．化纤手套与接触物容易摩擦起电存在安全隐患D．用绝缘的塑料梳子梳头应该没有关系解析：选C．用塑料梳子梳头时会产生静电，会引起静电，穿衣，脱衣也会产生静电．这些图标都是为了减少静电的产生，不是静电屏蔽，故A、D错误；工作人员工作时间穿绝缘性能良好的化纤服装，会引起静电，故B错误；化纤手套与接触物容易摩擦起电，故会引起静电，从而引起油料燃烧的危险，故C 正确．3．用控制变量法，可以研究影响电荷间相互作用力的因素．如图所示，O是一个带电的物体，若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置，可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小．这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ显示出来．若物体O的电荷量用Q表示，小球的电荷量用q表示，物体与小球间距离用d表示，物体和小球之间的作用力大小用F表示．则以下对该实验现象的判断正确的是()A ．保持Q 、q 不变，增大d ，则θ变大，说明F 与d 有关B ．保持Q 、q 不变，减小d ，则θ变大，说明F 与d 成反比C ．保持Q 、d 不变，减小q ，则θ变小，说明F 与q 有关D ．保持q 、d 不变，减小Q ，则θ变小，说明F 与Q 成正比解析：选C ．保持Q 、q 不变，根据库仑定律公式F ＝k Qq d 2，增大d ，库仑力变小，则θ变小，减小d ，库仑力变大，则θ变大．实验表明，F 与d 的二次方成反比，故A 、B 错误；保持Q 、d 不变，减小q ，则库仑力变小，θ变小，知F 与q 有关，故C 正确；保持q 、d 不变，减小Q ，则库仑力变小，θ变小，根据库仑定律得F ＝k Qq d 2，知F 与两电荷的乘积成正比，故D 错误． 4．如图所示，在绝缘的光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球，从静止同时释放，则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是( )A ．速度变大，加速度变大B ．速度变小，加速度变小C ．速度变大，加速度变小D ．速度变小，加速度变大解析：选C ．因电荷间的静电力与电荷的运动方向相同，故电荷将一直做加速运动，又由于两电荷间距离增大，它们之间的静电力越来越小，故加速度越来越小．5．在点电荷形成的电场中，一电子的运动轨迹如图中虚线所示，其中a 、b 是轨迹上的两点．若电子在两点间运动的速度不断增大，则下列判断中正确的是( )A ．形成电场的点电荷电性为正B ．电子一定是从a 点运动到b 点C ．电子一定是从b 点运动到a 点D ．电子的运动是匀变速曲线运动解析：选C ．电子做曲线运动，所受的合外力即电场力指向曲线的内侧，由此可以判断出电场力沿电场线由右指向左，电子带负电，故电场线的方向由左指向右，因而形成电场的点电荷应为负点电荷，A 错；电子受到库仑斥力，速度变大，应远离场源电荷，故运动轨迹为由b 点到a 点，C 对，B 错；电子从b 点运动到a 点库仑力越来越小，加速度越来越小，电子做变速曲线运动，故D 错．6．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 所带的电荷量比b 所带的电荷量小．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．F1B．F2C．F3D．F4解析：选B．据“同电相斥，异电相吸”规律，确定金属小球c受到a和b的静电力方向，考虑a的电荷量小于b的电荷量，根据平行四边形定则求合力如图所示，选项B正确．二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)7．某电场区域的电场线如图所示a、b是其中一条电场线上的两点，下列说法正确的是()A．负电荷在a点受到的电场力一定小于它在b点受到的电场力B．a点的场强方向一定沿着a点的电场线向右C．正电荷在a点受到的电场力一定大于它在b点受到的电场力D．a点的场强一定大于b点的场强解析：选BCD．电场线越密，场强越大，所以a点的场强一定大于b点的场强，根据F＝Eq得电荷在a点受到的电场力一定大于它在b点受到的电场力，故A错误，C、D正确；电场线某点的切线方向表示场强的方向．所以a点的场强方向一定沿着a点的电场线向右，故B正确．8．两个通电小球带电后相互排斥，如图所示．两悬线跟竖直方向各有一个夹角α、β，且两球在同一水平面上．两球质量用m和M表示，所带电量用q和Q表示．若已知α＞β，则一定有关系()A．两球一定带同种电荷B．m一定小于MC．q一定大于QD．m受到的电场力一定大于M所受电场力解析：选AB ．库仑力同样满足牛顿第三定律，满足共点力平衡条件；无论q 、Q 谁大，所受库仑力大小总是相等，无法判断q 、Q 间大小，C 、D 错误；由图示可知两小球相互排斥，故A 正确；设悬线与竖直方向的夹角为θ，根据平衡条件可得两球之间的库仑力F ＝mg tan θ，因为α>β，所以mg <Mg ，即m <M ，故B 正确．9．如图所示，在两等量异种电荷的电场中，MN 为两电荷连线的中垂线，a 、c 关于MN 对称，b 是两电荷连线的中点，d 位于两电荷的连线上，以下判断正确的是( )A ．b 点场强大于d 点场强B ．b 点场强小于d 点场强C ．正电荷q 在a 、c 两点受电场力相同D ．负电荷沿MN 移动时，所受电场力的方向不变解析：选BD ．由等量异种电荷产生的电场的电场线可以知道，E d ＞E b ，A 错，B 对．由于该电场关于中垂线对称，a 、c 两点场强大小相等，故正电荷在a 、c 两点受电场力大小相等，但由于a 、c 两点场强方向不同，故电场力方向不同，C 错．MN 上场强方向垂直MN 向右，负电荷在MN 上受电场力方向始终垂直MN 向左，D 对．10．如图所示，水平粗糙绝缘杆从物体A 中心的孔穿过，A 的质量为M ，用绝缘细线将另一质量为m 的小球B 与A 连接，整个装置所在空间存在水平向右的匀强电场E ，A 不带电，B 带正电且电荷量大小为Q ，A 、B 均处于静止状态，细线与竖直方向成θ角．则( )A ．细线中张力大小为mg cos θB ．细线中张力大小为EQ sin θC ．杆对A 的摩擦力大小为QED ．杆对A 的支持力大小为Mg解析：选ABC ．对小球B 受力分析有，受重力mg 、电场力EQ 和绳子的拉力T ，根据平衡条件可知T cos θ＝mg ，所以细线中张力大小为T ＝mg cos θ，A 选项正确；由平衡条件知：EQ mg ＝tan θ，故EQ sin θ＝mg cos θ＝T ，B 选项正确；以整体为研究对象，受重力、杆的支持力、电场力、摩擦力，摩擦力与电场力平衡，即杆对A 的摩擦力大小为QE ，故C 选项正确；杆对A 的支持力大小为(M ＋m )g ，D 选项错误．三、非选择题(本题共3小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)11．(12分)(2018·潍坊高二检测)如图所示，在光滑绝缘的水平面上，沿一条直线依次排列三个等质量的带电小球A 、B 、C .在C 上沿连线方向施加一恒力F 后，三小球恰能在运动中保持相对位置不变．已知A 球所带的电荷量Q A ＝10q ，B 球所带的电荷量为Q B ＝q .开始时，小球间距离为r ，求所施加恒力F 的大小、小球C 所带电荷量Q C 及电性．解析：取A 、B 、C 三小球组成的系统为研究对象，设小球质量为m ，依牛顿运动定律，可得F ＝3ma ①取小球A 为研究对象，有k Q C Q A (2r )2－k Q B Q A r 2＝ma ② 取A 球和B 球整体为研究对象，有k Q C Q A (2r )2＋k Q C Q B r 2＝2ma ③ 联立①②③式解得Q C ＝403q (电性与A 球、B 球的电性相反)，F ＝70kq 2r 2. 答案：70kq 2r 2 403q 与A 球、B 球的电性相反 12．(12分)如图所示，质量为m 的带电小球用绝缘丝线悬挂于O 点，并处在水平向左的匀强电场中，场强为E ，球静止时丝线与竖直方向的夹角为θ，求：(1)小球带何种电荷，电荷量是多少？(2)若烧断丝线，则小球将做什么运动？(设电场范围足够大)解析：(1)如题图所示，由平衡条件得F 电＝qE ＝mg tan θ，所以q ＝mg tan θE，因小球受到向左的电场力，所以小球带正电．(2)若烧断丝线，小球在电场力与重力mg 的作用下做匀加速直线运动．加速度大小a ＝F ′m ＝mg /cos θm ＝g cos θ. 答案：(1)正 mg tan θE(2)匀加速直线 13．(16分)质量为m 的小球A 在绝缘细杆上，杆的倾角为α.小球A 带正电，电荷量为q .在杆上B 点处固定一个电荷量为Q 的正电荷，将小球A 由距B 点竖直高度为H 处无初速度释放．小球A 下滑过程中电荷量不变．不计A 与细杆间的摩擦，整个装置处在真空中．已知静电力常量为k 、重力加速度为g .A ，B 间的距离足够大．求：(1)A 球刚释放时的加速度是多大？(2)当A 球的动能最大时，求此时A 球与B 点的距离．解析：(1)根据牛顿第二定律mg sin α－F ＝ma ，根据库仑定律F ＝k Qq r 2， r ＝H sin α， 解得a ＝g sin α－kQq sin 2 αmH 2. (2)当A 球受到合力为零、加速度为零时，动能最大．设此时A 球与B 点间的距离为R ，则mg sin α＝kQq R 2， 解得R ＝kQq mg sin α. 答案：(1)g sin α－kQq sin 2 αmH 2(2) kQq mg sin α章末过关检测(二)(时间：60分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1．(2018·山西怀仁一中期中)下列物理量中，哪些与检验电荷有关( )A ．电场强度EB ．电势φC ．电势能E pD ．电势差U 解析：选C ．电场强度E ＝F q采用比值定义法定义的，是由电场本身决定的与q 无关．故A 错误；电势φ＝E p q，是用比值定义法定义的，由电场本身决定的，与q 无关，故B 错误；电势能E p ＝φq ，故电势能与电荷有关，选项C 正确；电势差U AB ＝W q，是用比值定义法定义的，由电场本身和A 、B 两点的位置决定的，与q 无关．故D 错误．2．关于静电场，下列结论普遍成立的是( )A ．电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低B ．电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关C ．对于正电荷而言，电场力做正功，电势能减少，负电荷则反之D ．在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向解析：选D ．电势与电场强度没有直接关系，所以电场强度大的地方电势不一定高，电场强度小的地方电势不一定低，故A 错误；在匀强电场中，由公式U ＝Ed 可知，两点之间的电势差与场强和两点间沿电场线方向的距离都有关，故B 错误；根据功能关系，无论正电荷还是负电荷，只要做正功，电势能都是减小的，做负功电势能都是增加的，故选项C 错误；沿电场方向电势降低，而且速度最快，所以D 正确．3．在点电荷Q 形成的电场中有一点A ，当一个－q 的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A 点时，电场力做的功为W ，则检验电荷在A 点的电势能及电场中A 点的电势分别为( )A ．E p A ＝－W ，φA ＝－W qB ．E p A ＝W ，φA ＝－W qC ．E p A ＝－W ，φA ＝W qD ．E p A ＝W ，φA ＝W q解析：选C ．－q 的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A 点时，电场力做的功为W ，则电荷的电势能减小W ，无限远处电荷的电势能为零，则电荷在A 点的电势能为E p A ＝－W ，A 点的电势φA ＝－W －q＝W q，C 正确． 4．(2018·湖南衡阳一中高二月考)如图所示，a 、b 、c 为电场中同一条电场线上的三点，其中c 为线段ab 的中点．若一个运动的正电荷先后经过a 、b 两点，a 、b 两点的电势分别为φa ＝－3 V 、φb ＝7 V ，则( )A ．c 点电势为2 VB ．a 点的场强小于b 点的场强C ．正电荷在a 点的动能小于在b 点的动能D ．正电荷在a 点的电势能小于在b 点的电势能解析：选D ．沿电场线方向电势降低，由题意知电场线向左，只有在匀强电场中c 点的电势为2 V ，故A 错误．一条电场线，无法判断电场线的疏密，就无法判断两点场强的大小；所以a 点处的场强E a 可能小于b 点处的场强，也可能大于E b ，故B 错误．根据正电荷在电势高处电势能大，可知，正电荷从a 点运动到b 点的过程中克服电场力做功，电势能一定增大，而由能量守恒得知，其动能一定减小，故C 错误，D 正确．5．空间存在甲、乙两相邻的金属球，甲球带正电，乙球原来不带电，由于静电感应，两球在空间形成了如图所示稳定的静电场．实线为其电场线，虚线为其等势线，A 、B 两点与两球球心连线位于同一直线上，C 、D 两点关于直线AB 对称，则( )A ．A 点和B 点的电势相同B ．C 点和D 点的电场强度相同C ．正电荷从A 点移至B 点，静电力做正功D ．负电荷从C 点沿直线CD 移至D 点，电势能先增大后减小解析：选C ．由题图可知φA ＞φB ，所以正电荷从A 移至B ，静电力做正功，故A 错误，C 正确．C 、D 两点场强方向不同，故B 错误．负电荷从C 点沿直线CD 移至D 点，电势能先减小后增大，所以D 错误．6.如图所示，平行板电容器上极板带正电荷，且与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一个固定在P 点的正点电荷，以E 表示两极板间电场的电场强度，E p 表示点电荷在P 点的电势能，θ表示静电计指针的偏角，若保持上极板不动，将下极板向上移动一小段距离至图中虚线位置，则( )A ．θ增大，E 增大，E p 增大B ．θ增大，E 增大，E p 减小C ．θ减小，E 不变，E p 增大D ．θ减小，E 不变，E p 减小解析：选D ．电容器电量不变；下极板向上移动时，两板间的距离减小，根据C ＝εS 4πkd可知，电容C 增大，则根据Q ＝CU 可知，电压U 减小；故静电计指针偏角θ减小；两板间的电场强度E ＝U d ＝Q Cd ＝4πkQ εS ；因此电场强度与板间距无关，因此电场强度不变；根据U P ＝Ed, P 点与下极板的距离d 减小，则P 点的电势降低，根据E P ＝qU P 可知正点电荷在P 点的电势能减小，故选项D 正确．二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)7．如图所示，在点电荷Q 产生的电场中，试探电荷q 只在电场力作用下沿椭圆轨道运动．已知Q 位于椭圆轨道的一个焦点上，则关于试探电荷q 的说法正确的是( )A ．从M 点运动到N 点的过程中电势能增加B ．从M 点运动到N 点的过程中动能增加C ．q 在M 点的加速度比N 点的加速度大D ．从M 点运动到N 点，电势能与动能之和不变解析：选ACD ．点电荷q 沿椭圆轨道运动，必定受到Q 的引力作用，从M 点运动到N 点的过程中，电场力对q 做负功，则q 的电势能增加，故A 正确．从M 点运动到N 点的过程中，电场力对q 做负功，由动能定理知动能减小，故B 错误．M 与Q 间的距离比N 与Q 的距离小，由库仑定律知，q 在M 点所受的库仑力大于在N 点所受的库仑力，由牛顿第二定律知，q 在M 点的加速度比N 点的加速度大，故C 正确．根据能量守恒定律知，从M 点运动到N 点，电势能与动能之和保持不变，故D 正确．8．(高考山东卷)如图甲所示，两水平金属板间距为d ，板间电场强度的变化规律如图乙所示．t ＝0时刻，质量为m 的带电微粒以初速度v 0沿中线射入两板间，0～T 3时间内微粒匀速运动，T 时刻微粒恰好经金属板边缘飞出．微粒运动过程中未与金属板接触．重力加速度的大小为g .关于微粒在0～T 时间内运动的描述，正确的是( )A ．末速度大小为2v 0B ．末速度沿水平方向C ．重力势能减少了12mgd D ．克服电场力做功为mgd解析：选BC ．0～T 3微粒做匀速直线运动，则E 0q ＝mg .T 3～2T 3没有电场作用，微粒做平抛运动，竖直方向上a ＝g .2T 3～T ，由于电场作用，F ＝2E 0q －mg ＝mg ＝ma ′，a ′＝g ，方向竖直向上．由于两段时间相等，故到达金属板边缘时，微粒速度为v 0，方向水平，选项A 错误，选项B 正确；从微粒进入金属板间到离开，重力做功W G ＝mg · d 2，重力势能减少12mgd ，选项C 正确；由动能定理知W G －W 电＝0，W 电＝12mgd ，选项D 错误．9．(2018·湖北天门市、仙桃市、潜江市期末联考)如图所示，A 、B 、C 、D 是真空中一正四面体的四个顶点(正四面体是由四个全等正三角形围成的空间封闭图形)，所有棱长都为a .现在A 、B 两点分别固定电荷量分别为＋q 和－q 的两个点电荷，静电力常量为k ，下列说法正确的是( )A ．CD 棱上各点电势相等B ．C 、D 两点的场强方向相同，大小相等且均为kq a 2 C ．将一负电荷沿CD 棱从C 点移动到D 点，电场力先做正功后做负功D ．将一正电荷沿CD 棱从C 点移动到D 点，电场力先做正功后做负功解析：选AB ．据题，＋q 、－q 是两个等量异种点电荷，通过AB 的中垂面是一等势面，C 、D 在同一等势面上，电势相等，C 、D 两点的场强都与等势面垂直，方向指向B 一侧，方向相同，根据对称性可知，场强大小相等，故C 、D 两点的场强、电势均相同．两个电荷在C 点产生的场强大小：E 1＝E 2＝kq a 2 ，方向的夹角为120°，则C 点的合场强E ＝E 1＝E 2＝kq a 2 ，如图．故A 、B 正确；因CD 是等势面，故无论是正电荷还是负电荷沿CD 棱从C 点移动到D 点，电场力都不做功，选项C 、D 错误．10．图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线．两粒子M 、N 质量相等，所带电荷的绝对值也相等．现将M 、N 从虚线上的O 点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示．点a 、b 、c 为实线与虚线的交点，已知O 点电势高于c 点．若不计重力，则( )A ．M 带负电荷，N 带正电荷B ．N 在a 点的速度与M 在c 点的速度大小相等C ．N 在从O 点运动至a 点的过程中克服电场力做功D ．M 在从O 点运动至b 点的过程中，电场力对它做的功等于零解析：选BD ．由O 点电势高于c 点电势知，场强方向垂直虚线向下，由两粒子运动轨迹的弯曲方向知N 粒子所受电场力方向向上，M 粒子所受电场力方向向下，故M 粒子带正电、N 粒子带负电，A 错误；N 粒子从O 点运动到a 点，电场力做正功．M 粒子从O 点运动到c 点电场力也做正功．因为U aO ＝U O c ，且M 、N 粒子质量相等，电荷的绝对值相等，由动能定理易知B 正确；因O 点电势低于a 点电势，且N 粒子带负电，故N 粒子运动中电势能减少，电场力做正功，C 错误；O 、b 两点位于同一等势线上，D 正确．三、非选择题(本题共3小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)11．(12分)(2018·西藏拉萨中学高二月考)如图所示，电荷量为－e 、质量为m 的电子从A 点沿与电场垂直的方向进入匀强电场，初速度为v 0，当它通过电场B 点时，速度与场强方向成150°角，不计电子的重力，求：(1)电子从B 点射出的速度v B ； (2)A 、B 两点间的电势差．解析：(1)电子垂直进入匀强电场中，做类平抛运动，B 点的速度v B ＝v 0cos 60°＝2v 0. (2)电子从A 运动到B 由动能定理得：－eU AB ＝12m v 2B －12m v 20A 、B 两点间的电势差 U AB ＝12m (2v 0)2－12m v 20－e＝－3m v 202e .答案：(1)2v 0 (2)－3m v 202e12.(14分)(2018·济南重点中学联考)如图，在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方h 高度的P 点，固定电荷量为＋Q 的点电荷，一质量为m 、带电荷量为＋q 的物块(可视为质点)，从轨道上的A 点以初速度v 0沿轨道向右运动，当运动到P 点正下方B 点时速度为v ，已知点电荷 产生的电场在A 点的电势为φ(取无穷远处电势为零)，P A 连线与水平轨道的夹角为60°，试求：(1)物块在A 点时对轨道的压力； (2)点电荷＋Q 产生的电场在B 点的电势． 解析：(1)带电体间的库仑力为：F ＝k qQ r 2其中，r ＝hsin 60°对物块受力分析可得，N ＝mg ＋F cos 30° 由以上三式得，N ＝mg ＋33kqQ 8h 2根据牛顿第三定律，物块对轨道的压力 N ′＝N ＝mg ＋33kqQ8h 2，方向竖直向下．(2)从A 运动到B 点的过程中，由动能定理得， qU AB ＝12m v 2－12m v 20又U AB ＝φA －φB ＝φ－φB 解得φB ＝m 2q(v 20－v 2)＋φ. 答案：(1)mg ＋33kqQ 8h 2 方向竖直向下(2)m 2q(v 20－v 2)＋φ 13．(14分)(2018·福州四校联考)如图，ABD 为竖直平面内的绝缘轨道，其中AB 段是长为s ＝1.25 m 的粗糙水平面，其动摩擦因数为μ＝0.1，BD 段为半径R ＝0.2 m 的光滑半圆，两段轨道相切于B 点，整个轨道处在竖直向下的匀强电场中，场强大小E ＝5.0×103 V/m.一带负电小球以速度v 0沿水平轨道向右运动，接着进入半圆轨道后，恰能通过最高点D 点．已知小球的质量为m ＝2.0×10－2 kg ，所带电荷量q ＝2.0×10－5C ，g ＝10 m/s 2，(水平轨道足够长，小球可视为质点，整个运动过程无电荷转移)．求：(1)小球能通过轨道最高点D 时的速度大小；(2)带电小球在从D 点飞出后，首次落到水平轨道上时的位移大小； (3)小球的初速度v 0.解析：(1)恰能通过轨道的最高点的情况下，设到达最高点的速度为v D ，离开D 点到达水平轨道的时间为t ，落点到B 点的距离为x ，则mg －qE ＝m v 2DR，代入数据解得v D ＝1 m/s.(2)2R ＝12mg －qE m t 2，代入数据解得t ＝0.4 s ，x ＝v D t ＝0.4 m. L ＝x 2＋(2R )2＝225m. (3)由动能定理得： －μ(mg －qE )s －2mgR ＋2qER ＝12m v 2D －12m v 2得v 0＝2.5 m/s.答案：(1)1 m/s (2)225m (3)2.5 m/s.章末过关检测(三) (时间：60分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分.在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1.关于电阻和电阻率的说法中，正确的是( )A ．导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻，因此只有导体中有电流通过时才有电阻B ．由R ＝UI可知导体的电阻与导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比C ．某些金属、合金和化合物的电阻率随温度的降低会突然减小为零，这种现象叫做超导现象D ．通过导体的电流越大，则导体的电阻越小；通过导体的电流为零时，导体的电阻也为零 解析：选C ．无论导体是否接入电路中，其电阻不会发生变化，所以不能说导体的电阻与导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比，所以A 、B 错；导体的电阻只跟导体的几何形状和材料性质有关，跟导体中是否有电流通过及电流的大小无关，所以D 错.2.电路中每分钟有60万亿个自由电子通过横截面积为0.64×10－6 m 2的导线，那么电路中的电流是(电子带电量为1.6×10－19C)( )A ．0.016 μAB ．1.6 mAC ．16 μAD ．0.16 μA解析：选D ．由电流的定义式I ＝qt 可知，电流大小与横截面积无关，代入数据可求得电路中的电流为0.16 μA ．3.(2018·重庆第二外国语学校高二期中)如图所示，AB 和BC 是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体，将它们串联后连入电路中.下列判断正确的是( )A ．I AB >I BC B ．I AB ＜I BC C ．U AB ＝U BCD ．U AB ＞U BC解析：选D ．由题图知，导体AB 与BC 串联接入电路，由串联电路的电流特点知，流过串联电路的电流处处相等，所以I AB ＝I BC ，故A 、B 错误；由题意知，导体AB 与BC 的材料、长度相同，AB 的横截面积小于BC 的横截面积，根据电阻定律可知：R AB ＞R BC ，因为I AB ＝I BC ，由U ＝IR 知，U AB ＞U BC ，故C 错误，D 正确.4.用电动势为6 V 、内电阻为4 Ω的直流电源，依次给下列四个小灯泡供电，最亮的是( ) A ．R 1＝2 Ω B ．R 2 ＝4 Ω C ．R 3＝6 Ω D ．R 4＝8 Ω答案：B5.(2018·西安一中高二月考)一个电流表，刻度盘的每1小格代表1 μA ，内阻为R g ，如果把它改装成量程较大的电流表，刻度盘的每一小格代表n μA ，则( )A ．给它串联一个电阻，阻值为nR gB ．给它串联一个电阻，阻值为(n －1)R gC ．给它并联一个电阻，阻值为R g nD ．给它并联一个电阻，阻值为R gn －1解析：选D ．因I g ＝U gR g，量程扩大n 倍为nI g ，则应有(n －1)I g 被分流，故应并联一个分流电阻，阻值R ＝I g R g (n －1)I g ＝R gn －1，则D 正确.6.如图所示的伏安法测电阻电路中，电压表的内阻为3 k Ω，读数为3 V ；电流表内阻为10 Ω，读数为4 mA ．待测电阻R 的真实值等于( )A．750 ΩB．760 ΩC．1 000 ΩD．1 010 Ω解析：选C．电压表读数为电压表与R并联部分的电压，由于电压表内阻为3 kΩ，所以流经电压表的电流I1＝3 V3 kΩ＝0.001 A，电流表读数为4 mA＝0.004 A，所以流经R的电流I2＝0.004 A－0.001 A＝0.003 A，由欧姆定律R＝3 V0.003 A＝1 000 Ω，故C正确.二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分.在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)7.将分压电阻串联在电流表上改装成电压表，下列说法中正确的是()A．接上分压电阻后，增大了原电流表的满偏电压B．接上分压电阻后，电压按一定比例分别加在电流表和分压电阻上，电流表的满偏电压不变C．若分压电阻是表头内阻的n倍，则电压表量程扩大到n＋1倍D．通电时，电流表和分压电阻通过的电流一定相等解析：选BCD．分压电阻与电流表串联，电压按电阻阻值比例分配电压，总电压增大，但表头的满偏电压不变，A错误，B、D正确；分压电阻R＝nR g时，R V＝(n＋1)R g，电压表量程U＝I g R V＝(n＋1)I g R g，C正确.8.(2018·山东济南一中高二期中)如图所示，图线1表示的导体的电阻为R1，图线2表示的导体的电阻为R2，则下列说法正确的是()A．R1∶R2＝1∶3B．把R1拉长到原来的3倍长后电阻等于R2C．将R1与R2串联后接于电源上，则功率之比P1∶P2＝1∶3D．将R1与R2并联后接于电源上，则电流比I1∶I2＝1∶3解析：选AC．在I－U图象中，图象的斜率表示电阻的倒数，由图象可知k1＝3k2，则R2＝3R1，即R1∶R2＝1∶3，故A正确；把R1拉长到原来的3倍后，横截面积同时变为原来的13，根据电阻定律R＝ρLS可知，R1将变为原来的9倍，是R2的3倍，故B错误；R1与R2串联，电流相等，由P＝I2R知，P1∶P2＝R1∶R2＝1∶3，故C正确；R1与R2并联，电压相等，由I＝UR可知，I1∶I2＝R2∶R1＝3∶1，故D错误.。
高中物理 模块综合测试题1 鲁科版选修3-1
a b v 2v B 物理：模块综合测试题 本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。
共100分，考试时间100分第Ⅰ卷 （选择题 共56分）一、选择题（本题共14小题，每小题4分，共56分．每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，有错选或不答的得0分．）1．电场中a 、b 、c 三点的电场强度分别是E a =－5 N/C 、E b = 4 N/C 、E c =－1 N/C ，那么这三点的电场由强到弱的顺序是（ ）A ．a 、b 、cB ．b 、c 、aC ．c 、a 、bD ．a 、c 、b2．一小段通电直导线放入匀强磁场中，受到的磁场力为F ，则( )A ．F 的方向一定与磁场方向相同B ．F 的方向一定与磁场方向垂直C ．F 的方向一定与电流方向垂直，但不一定与磁场方向垂直D ．只有当电流与磁场垂直时，F 才和磁场方向垂直3．以下说法正确的是 ( )A ．在一个以点电荷Q 为中心，r 为半径的球面上，各处的电场强度都相同B ．公式2r kQ E =中的Q 是放入电场中的检验电荷的电量 C ．公式E ＝qF 只适用于真空中点电荷形成的电场 D ．在公式221r Q kQ F =中，21r kQ E =是点电荷Q 1产生的电场在点电荷Q 2处的场强大小 4．如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，有a 、b 两个电子从同一处沿垂直磁感线方向开始运动，a 的初速度为v ，b 的初速度为2v ．则（ ）(不计电子重力) A ．a 先回到出发点 B ．b 先回到出发点 C ．a 、b 同时回到出发点 D ．a 、b 不能回到出发点5．关于静电场，以下几个说法正确的是 ( )A ．沿电场线方向各点电势可能相同B ．沿电场线方向电场强度一定是减小的C ．等势面上各点电场强度不可能相同D ．等势面上各点电场强度方向一定垂直该等势面6．有关电荷所受电场力和洛伦兹力，以下说法正确的是（ ）A ．电荷在磁场中一定受洛伦兹力的作用B ．电荷在电场中一定受电场力的作用C ．电荷受电场力的方向与该处的电场方向一致D ．电荷若受洛伦兹力，则受力方向与该处的磁场方向垂直7．用电压表检查图示电路中的故障，测得U ad ＝5.0 V ，U cd ＝0 V ，U bc ＝0 V ，U ab ＝5.0 V ，则此故障可能是（ ）A ．L 断路B ．R 断路C ．R ′断路D ．S 断路8．某电源当外电路断开时的路端电压为3V ，接上8Ω的负载电阻后其路端电压降为2.4V ，则可以判定该电池的电动势E 和内阻r 分别为（ ）A ．E =2．4V ，r =1ΩB ．E =3V ，r =2ΩC ．E =2．4V ，r =2ΩD ．E =3V ，r =1Ω9．一水平放置平行板电容器两极板间距为d ，当它与电源相连时，极板间一带电微粒恰好静止，现在把它与电源断开，用绝缘手柄使两极在d 与2d 间上下周期性运动，则微粒( )A ．仍处于静止B ．上下往复运动C ．向上加速运动 D ．向下加速运动 10．在如图所示的电路中，E 为电源电动势，r 为电源内阻，R 1和R 3均为定值电阻，R 2为滑动变阻器．当R 2的滑片在a 端时合上开关S ，此时三个电表A 1、A 2和V 的示数分别为I 1、I 2和U ．现将R 2的滑片向b 端移动，则三个电表示数的变化情况是（ ）A ．I 1增大，I 2不变，U 增大B ．I 1减小，I 2增大，U 减小C ．I 1增大，I 2减小，U 增大D ．I 1减小，I 2不变，U 减小11．一台直流电动机的电阻为R ，额定电压为U ，额定电流为I ，当其正常工作时，下述正确的是（ ）A ．电动机所消耗电功率IUB ．t 秒内所产生的电热为IUtC ．t 秒内所产生的电热为I 2RtD ．t 秒内所产生的机械能为I （U －IR ）t12．如图所示，磁感应强度为B 的匀强磁场只存在于两平行板之间，现有质量为m ，电荷量大小为e 的电子从左侧两板中间O 点处平行于板面射入，已知板长为L ，两板间距离为2L ，欲使电子不能打在板上，应该使电子速度满足下列那个条件( ) (不计电子重力)A ．使电子速度大于m eBLB ．使电子速度小于meBL C ．使电子速度大于m eBL 2，小于meBL D ．使电子速度小于m eBL 2 13．一个平行板电容器C ，极板是水平放置的，它和三个可变电阻及电源连接成图示电路，闭合开关后，有一质量为m 的带电液滴悬浮在两极板之间静止不动，要使液滴下降，可采用的办法是（ ）A ．增大R 1B ．增大R 2 A 1 A 2 V S R 1 R 2 R 3 a b E rC ．增大R 3D ．减小R 314．光滑水平面上有一边长为l 的正方形区域处在场强为E 的匀强电场中，电场方向与正方形一边平行，一质量为m 、带电量为q 的小球由某一边中心，以垂直于该边的水平初速度v 0进入该正方形区域，当小球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能可能为（ ）A ．0B ．qEl mv 312120+C ．2021mvD ．qEl mv 322120+ 第Ⅱ卷 （非选择题 共44分）二、填空题（15题3分、16题6分、17题6分）15．已知R 1是“4W，100Ω”的电阻，R 2是“1W，100Ω”的电阻，把它们串联接入A 、B 间电路，则A 、B 间允许所加的最大电压是 ．16．如图所示，带电荷量之比为q A ∶q B ＝3∶1的带电粒子A 、B 先后以相同速度从同一点射入平行板电容器中，带电粒子偏转后打在同一极板上，水平飞行距离之比为x A ∶x B ＝1∶2，则带电粒子在电场中飞行时间之比t A ∶t B ＝ ，质量之比m A ∶m B ＝ ． (粒子不计重力)17．如图所示，套在很长的绝缘直棒上的小球，其质量为m ，带电荷量为 +q ，小球可在棒上滑动，将此棒竖直放在相互垂直且沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中，电场强度是E ，磁感应强度是B ，小球与棒的动摩擦因数为μ，则小球由静止下落的最大加速度为 ，下落的最大速度为 ．三、计算题（18题8分、19题9分、20题12分） 18．在如图所示电路中，电源电动势为6.0V ，电源内电阻为2.0Ω，灯泡的灯丝电阻R =10Ω，求： （1）闭合开关后灯泡两端的电压是多少？（2）经过10分钟，灯泡产生的热能是多少？19．如图所示，带正电的小球静止在水平放置的平行板电容器两板间，距下板16cm ，两板间的电势差为300V ，如果两板间的电势差突然减小到60V ，则带电小球运动到极板上需多长时间？R E r S20．两个带电粒子的电荷量相同，质量之比m1∶m2=1∶4，它们以相同的初动能同时垂直于磁场方向射入到同一匀强磁场中．求⑴这两个粒子的运动半径之比、周期之比；⑵若质量为m1的带电粒子在磁场中转了20圈，质量为m2的粒子在磁场中转了几圈？（粒子重力不计）参考答案1 A2 B3 D4 C5 D6 BD7 B8 B 9 A 10 B 11 ACD 12 AD 13 BD 14 ABC15 20V 16 1∶2 3∶4 17 m Eq g μ- qB Eq mg μμ- 18、 分析与解答：5.0=+=rR E I A U =IR =5VQ =I 2Rt =1500J19、分析与解答：用牛顿第二定律结合运动学公式求解：当U 1=300V 时 dqU mg 1= 当U 2=60V 时 ma d qU mg =-2 根据221at h =求得t=0.2s 20、 ⑴磁场力充当向心力，r v m qvB 2=，由于动能相同，K mE mv 2=，所以212121==m m r r 由qBm T π2=，412121==m m T T ⑵设粒子1运动的时间为t =20T 1，依题意粒子2的运动时间也为t=n 2T 2，所以粒子2运动的圈数为5202122===T T T t n （圈）。
物理鲁科版选修3-1 模块综合 Word版含解析
模块综合测试(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的4个选项中，有的小题只有1个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1.下列说法中正确的是（）A.（a）电场线一定是从正电荷出发，终止于负电荷（b）磁感线一定是从N极出发，终止于S极B.（c）正电荷在电场中受到的电场力的方向即为该点电场强度的方向（d）小磁针在磁场中N极受到的磁场力的方向即为该点磁场的方向C.（e）电场线上某点的切线方向即是该点电场强度的方向（f）磁感线上某点的切线方向即是该点的磁场方向D.（g）电场线越密的地方电场强度越强（h）磁感线越密的地方磁场越强2.如下图所示，O是一固定的点电荷，另一点电荷P从很远处以初速度v0射入点电荷O的电场，在电场力作用下的运动轨迹是曲线MN.a、b、c是以O为中心，R a、R b、R c为半径画出的三个圆,R c－R b＝R b－R a.1、2、3、4为轨迹MN与三个圆的一些交点,以|W12|表示点电荷P由1到2的过程中电场力做的功的大小.|W34|表示由3到4的过程中电场力做的功的大小，则（）A.|W12|＝2|W34|B.|W12|＞2|W34|C.P、O两电荷可能同号，也可能异号D.P的初速度方向的延长线与O之间的距离可能为零3.(2008全国Ⅱ，19)一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电量不变的小油滴，油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比.若两极板间电压为零,经一段时间后,油滴以速率v匀速下降;若两极板间的电压为U,经一段时间后,油滴以速率v匀速上升.若两极板间电压为－U,油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是（）A.2v、向下B.2v、向上C.3v、向下D.3v、向上4.如下图所示的电路中，当滑动变阻器R的滑动触头P向a端滑动时，电压表、电流表示数的变化情况是（）A.增大，增大B.增大，减小C.减小，增大D.减小，减小5.如下图所示，AB两端电压U恒定，C为平行板电容器，为电流表，电阻R1＝R3＞R2，开始开关S是断开的，则（）A.增大电容器两极板间的距离，流过的瞬间电流方向向下B.减小电容器两极板间的正对面积，流过的瞬间电流方向向下C.在电容器两极板间插入玻璃板，流过的瞬间电流方向向下D.S闭合时，流过的瞬间电流方向先向下后向上6.在测定电池的电动势和内电阻的实验中,已知器材有待测电池、开关和导线,配合下列哪组仪器,可以达到实验目的（ ） A.一块电流表和一个电阻箱B.一块电流表、一块电压表和一个滑动变阻器C.一块电压表和一个电阻箱D.一块电流表和一个滑动变阻器7.如下图所示，沿直线通过速度选择器的正离子从狭缝S 射入磁感应强度为B 2的匀强磁场中，偏转后出现的径迹半径之比为R 1∶R 2＝1∶2.这是由于（ ）A.离子的速度之比v 1∶v 2＝1∶2B.离子的电荷量之比q 1∶q 2＝2∶1C.离子的质量之比m 1∶m 2＝1∶2D.离子的比荷之比11m q ∶22m q＝2∶1 8.两个共轴的半圆柱形电极间的缝隙中,存在一沿半径方向的电场,如下图所示，带正电的粒子流由电场区域的一端M 射入电场,沿图中所示的半圆形轨道通过电场并从另一端N 射出,由图可知（ ）A.若入射粒子的电荷量相等,则出射粒子的质量一定相等B.若入射粒子的电荷量相等,则出射粒子的动能一定相等C.若入射粒子的电荷量与质量之比相等,则出射粒子的速率一定相等D.若入射粒子的电荷量与质量之比相等,则出射粒子的动能一定相等9.三个速度大小不同的同种带电粒子，沿同一方向从如下图所示的长方形区域的匀强磁场上边缘射入匀强磁场，当它们从下边缘飞出时对入射方向的偏角分别为90°、60°、30°，则它们在磁场中的运动时间之比为（ ）A.1∶1∶1B.1∶2∶3C.3∶2∶1D.1∶2∶310.(2008北京理综,19)在如下图所示的空间中，存在场强为E的匀强电场，同时存在沿x轴负方向、磁感应强度为B的匀强磁场.一质子（电荷量为e)在该空间恰沿y轴正方向以速度v匀速运动.据此可以判断出（）A.质子所受电场力大小等于eE，运动中电势能减小；沿z轴正方向电势升高B.质子所受电场力大小等于eE,运动中电势能增大；沿z轴正方向电势降低C.质子所受电场力大小等于evB，运动中电势能不变；沿z轴正方向电势升高D.质子所受电场力大小等于evB，运动中电势能不变；沿z轴正方向电势降低二、填空题(共2个小题16分,请将正确答案直接写在相应横线上)11.(8分)在与x轴平行的匀强电场中,一带电荷量为1.0×10－4C、质量为2.5×10－3kg的物体在光滑水平面上沿x轴做直线运动，其位移与时间的关系是x＝0.16t－0.02t2，式中x以m 为单位，t以s为单位.从开始运动到5 s末物体经过的路程为___________m,克服电场力所做的功为____________J.12.（8分）要求测量由2节干电池串联而成的电池组的电动势E和内阻r(约几欧).提供下列器材：电压表V1(量程3 V，内阻1 kΩ)；电压表V2(量程15 V，内阻2 kΩ)；电阻箱(0～9 999 Ω)；开关；导线若干.某同学用量程为15 V的电压表连接成如下图所示的电路，实验步骤如下：(1)合上开关S ，将电阻箱阻值调到R 1＝10 Ω，读得电压表的读数为U 1； (2)将电阻箱的阻值调到R 2＝20 Ω，读得电压表的读数为U 2，由方程组r R U E U 111-=，r R U E U 222-=，解出E 和r.为了减少实验误差，上述实验在选择器材和实验步骤中，应作哪些改进?______________________________________________________________________________. 三、计算题(共44分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13.(10分)如下图所示，一粒子质量为m ，带电荷量为＋q,以初速度v 与水平方向成45°射向空间匀强电场区域.粒子恰做直线运动.求这匀强电场最小场强的大小，并说明方向.某同学解答如下：因粒子恰做直线运动，所以电场力刚好等于mg ，即电场强度的最小值E min ＝mg/q ，方向竖直向上.请你指出该同学的错误之处，并给出正确解答。
高中物理 模块综合检测 鲁科版选修33(1)
模块综合检测(时间：100分钟，满分：100分)一、选择题(本题共10个小题，每小题5分，共50分．在每小题给出的四个选项中，有一个或多个选项符合题目要求，全选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不选的均得0分．)1．关于布朗运动，下列说法中不正确的是( )A．布朗运动是微观粒子的运动，牛顿运动定律不再适用B．布朗运动是液体分子无规则运动的反映C．强烈的阳光射入较暗的房间内，在光束中可以看到悬浮在空气中的微尘不停地做无规则运动，这也是一种布朗运动D．因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫做热运动【解析】布朗运动是宏观粒子的运动，其运动规律同样遵循牛顿运动定律，选项A错误；布朗运动虽然是固体小颗粒的运动，但却反映了液体分子的无规则运动，选项B正确；光束中的粒子的运动是受小范围气流的影响而引起的，不是布朗运动，选项C错误；热运动指分子的无规则运动，布朗运动不能称为热运动，选项D错误．【答案】ACD2．(2013·广东汕头质检)下列说法正确的是( )A．知道某种物质的摩尔质量和分子的质量可求出阿伏加德罗常数B．内能不同的物体，它们的分子热运动的平均动能不可能相同C．没有漏气、没有摩擦的理想热机，其效率也不可能是100%D．液晶既有液体的流动性，又有光学的各向同性【解析】阿伏伽德罗常数是联系微观与宏观的桥梁，设分子质量为m0，由N A＝Mm0可知，选项A正确；温度是分子平均动能的标志，选项B错误；液晶既有液体的流动性，又有光学的各向异性，选项D错误；本题正确选项为A、C.【答案】AC3．下列叙述正确的是( )A．悬浮在液体中的固体微粒越大，布朗运动就越明显B．物体的温度越高，分子热运动的平均动能越大C．当分子间的距离增大时，分子间的引力变大而斥力减小D．物体的温度随着科学技术的发展可以降低到绝对零度【解析】本题易错选选项C，分子间的引力、斥力都随着分子间距的增大而减小．【答案】 B4．(2013·汉中检测)下列叙述中正确的是( )A．当分子之间的距离等于r0(r0＝10－10m)时，分子之间的引力和斥力相平衡，合力为零，此时无论是增大分子间距还是缩小分子间距，分子势能都将增大B．在太空运行的飞船中，宇航员将一瓶液体从瓶中倒出，则液体由于重力的原因成为椭圆形的球体C．第一类永动机和第二类永动机虽然不能够实现，但第二类永动机不违背能量守恒定律D．物质是晶体还是非晶体是绝对的，在任何情况下都不会发生两者之间的转化【解析】当分子间距r＝r0时，无论增大还是减小分子间距，分子力做负功，分子势能增大，故A正确；太空中处于完全失重状态，液体由表面张力的作用成球体，B错误；第二类永动机违背热力学第二定律，不违背能量守恒定律，故C正确；晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化，故D错误．【答案】AC5．(2012·四川高考)物体由大量分子组成，下列说法正确的是( )A．分子热运动越剧烈，物体内每个分子的动能越大B．分子间引力总是随着分子间的距离减小而减小C．物体的内能跟物体的温度和体积有关D．只有外界对物体做功才能增加物体的内能【解析】分子热运动越剧烈，分子的平均动能越大，但某一分子的动能不一定大，选项A错误；分子间引力总是随分子间距离的减小而增大，选项B错误；物体的内能是所有分子动能和分子势能之和，分子动能与温度有关，分子势能与体积有关，所以物体的内能跟物体的温度和体积有关，选项C正确；由热力学第一定律知，做功和热传递都可以改变物体的内能，选项D错误．【答案】 C6．(2013·北京高考)下列说法正确的是( )A．液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动B．液体分子的无规则运动称为布朗运动C．物体从外界吸收热量，其内能一定增加D．物体对外界做功，其内能一定减少【解析】根据布朗运动的定义及热力学第一定律来判断．布朗运动是指液体中悬浮微粒的无规则运动，而不是指液体分子的运动，选项A正确，选项B错误；改变物体内能的方式有做功和传热，当仅知道物体从外界吸收热量或者物体对外界做功时无法判断物体内能的变化，选项C、D错误．【答案】 A7．我们在河边会发现有些小昆虫能静止于水面上，这是因为( )A．小昆虫的重力可忽略B.小昆虫的重力与浮力平衡C．小昆虫的重力与表面张力平衡D．表面张力使水面收缩成“弹性薄膜”，对小昆虫产生一个向上的支持力，小昆虫的重力和支持力平衡【解析】小昆虫静止在水面上是因为小昆虫所受的合外力为零；表面张力不是作用于小昆虫上的力，而是产生于液体表面层中的力．【答案】 D8．关于气体的压强，下列说法正确的是( )A．气体分子频繁地碰撞器壁是产生压力形成压强的重要因素B．大量气体分子对器壁的碰撞满足统计规律，机会均等，故器壁各部分压强相等C．温度升高，分子对器壁碰撞频繁，压强增大D．温度一定时，体积变小，单位体积内分子数增多，对器壁碰撞更加频繁，压强增大【解析】从分子动理论观点看，气体压强就是大量气体分子对器壁单位面积上的压力．与气体对器壁碰撞的频繁程度和每次撞击力的大小有关，即决定于单位体积内的分子数和大量分子运动的平均速率．大量分子的运动遵从统计规律，故器壁各部分的压强相等．所以选项A、B、D正确．【答案】ABD图19．(2010·全国高考)如图1，一绝热容器被隔板K隔开成a、b两部分．已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空．抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态．在此过程中，( )A．气体对外界做功，内能减少B．气体不做功，内能不变C．气体压强变小，温度降低D．气体压强变小，温度不变【解析】a内气体进入b的过程为自由扩散过程，气体虽然体积增大，但不对外做功，又由于容器绝热，因而内能不变，温度不变，由玻意耳定律知，气体压强减小，故选B、D.【答案】BD10．(2013·琼中检测)图2一定质量的理想气体的状态发生变化，经历了如图2图示A→B→C→A的循环过程，则下列说法正确的是( )A．气体在状态C和状态A的内能相等B．从状态C变化到状态A的过程中，气体一定放热C．从状态B变化到状态C的过程中，气体一定吸热D．从状态B变化到状态C的过程中，气体分子平均动能减小【解析】理想气体的内能由温度决定，T A≠T C故A错；从状态C变化到状态A由查理定律知，温度升高，内能增加，从外界吸热，B错误；从状态B变化到状态C，由盖·吕萨克定律知，温度降低内能减少，又由体积减小，外界对气体做正功，变化过程中一定放热，所以C错误，D正确．【答案】 D二、非选择题(本大题共6小题，共50分．按题目要求作答，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)图311．(6分)实验室内，某同学用导热性能良好的汽缸和活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸内(活塞与汽缸壁之间无摩擦)，活塞的质量为m，汽缸内部的横截面积为S，用滴管将水缓慢滴注在活塞上，最终水层的高度为h，如图3所示．在此过程中，若大气压强恒为p0，室内的温度不变，水的密度为ρ，重力加速度为g，则：(1)图示状态汽缸内气体的压强为________；(2)以下图象中能反映密闭气体状态变化过程的是________．【解析】(1)汽缸内气体的压强等于大气压强、水和活塞重力产生的压强之和．(2)汽缸导热性能良好，故气体发生的是等温变化，随着水缓慢滴注在活塞上，气体压强不断增大，由pV ＝C (常量)可知，气体体积不断减小，符合题意的只有选项A 正确．【答案】 (1)p 0＋ρgh ＋mg S(2)A12．(6分)在做“用油膜法估测分子大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1 0000 mL.溶液中有纯油酸1 mL ，用注射器测得1 mL 上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图4所示，图中小方格的边长为1 cm ，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积约是________mL ，油酸膜的面积是________cm 2.根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________nm.图4【答案】 5×10－7 40 0.12513．(10分)(2012·江苏高考)(1)下列现象中，能说明液体存在表面张力的有________．A ．水黾可以停在水面上B ．叶面上的露珠呈球形C ．滴入水中的红墨水很快散开D ．悬浮在水中的花粉做无规则运动(2)密闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大．从分子动理论的角度分析，这是由于分子热运动的增大了．该气体在温度T 1、T 2时的分子速率分布图像如题图5所示，则T 1________(选填“大于”或“小于”)T 2.(3)如题图6所示，一定质量的理想气体从状态A 经等压过程到状态B .此过程中，气体压强p ＝1.0×105 Pa ，吸收的热量Q ＝7.0×102J ，求此过程中气体内能的增量．图5 图6【解析】 (1)红墨水散开和花粉的无规则运动直接或间接说明分子的无规则运动，选项C 、D 错误；水黾停在水面上、露珠星球形均是因为液体存在表面张力，选项A 、B 正确．(2)温度升高时，气体分子平均速率变大，平均动能增大，即分子的速率较大的分子占总分子数比例较大，所以T 1＜T 2.(3)等压变化V A T A ＝V B T B，对外做的功W ＝p (V B －V A )根据热力学第一定律ΔU ＝Q －W ，解得ΔU ＝5.0×102 J.【答案】 (1)AB (2)平均动能 小于 (3)5.0×102 J图714．(8分)(2011·山东高考)气体温度计结构如图7所示．玻璃测温泡A 内充有理想气体，通过细玻璃管B 和水银压强计相连．开始时A 处于冰水混合物中，左管C 中水银面在O 点处，右管D 中水银面高出O 点h 1＝14 cm ，后将A 放入待测恒温槽中，上下移动D ，使C 中水银面仍在O 点处，测得D 中水银面高出O 点h 2＝44 cm.(已知外界大气压为1个标准大气压，1标准大气压相当于76 cmHg)(1)求恒温槽的温度；(2)此过程A 内气体内能__________(填“增大”或“减小”)，气体不对外做功，气体将__________(填“吸热”或“放热”)．【解析】 (1)设恒温槽的温度为T 2，由题意知T 1＝273 KA 内气体发生等容变化，根据查理定律得p 1T 1＝p 1T 2① p 1＝p 0＋ph 1②p 2＝p 0＋ph 2③联立①②③式，代入数据得T 2＝364 K(或91 °C)．(2)温度升高，A 内气体内能增大．根据热力学第一定律W ＋Q ＝ΔU ，W ＝0，ΔU >0，所以Q >0，即吸热．【答案】 (1)91°C (2)增大 吸热15．(10分)(2013·黄冈高二检测)一定质量的理想气体由状态A 变为状态D ，其有关数据如图8甲所示，若状态D 的压强是2×104Pa.求(1)状态A 的压强．(2)请在图乙中画出该状态变化过程的p －t 图象，并分别标出A 、B 、C 、D 各个状态，不要求写出计算过程．甲 乙图8【解析】 (1)根据理想气体状态方程：p A V A T A ＝p D V D T D 得p A ＝p D V D T A V A T D＝4×104 Pa. (2)p －t 图象及A 、B 、C 、D 各个状态如图所示：【答案】 (1)4×104 Pa (2)见解析16．(10分)(2013·新课标Ⅰ)如图9，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置，气缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门K.两气缸的容积均为V 0，气缸中各有一个绝热活塞(质量不同，厚度可忽略)．开始时K 关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体)，压强分别为p 0和p 03；左活塞在气缸正中间，其上方为真空；右活塞上方气体体积为V 04.现使气缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至气缸顶部，且与顶部刚好没有接触；然后打开K ，经过一段时间，重新达到平衡．已知外界温度为T 0，不计活塞与气缸壁间的摩擦．求：图9(1)恒温热源的温度T ；(2)重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积V x .【解析】(1)与恒温热源接触后，在K 未打开时，右活塞不动，两活塞下方的气体经历等压过程，由盖·吕萨克定律得 T T 0＝7V 0/45V 0/4① 由此得T ＝75T 0②(2)由初始状态的力学平衡条件可知，左活塞的质量比右活塞的大．打开K 后，左活塞下降至某一位置，右活塞必须升至气缸顶，才能满足力学平衡条件．气缸顶部与外界接触，底部与恒温热源接触，两部分气体各自经历等温过程，设左活塞上方气体压强为p ，由玻意耳定律得pV x ＝p 03·V 04③ (p ＋p 0)(2V 0－V x )＝p 0·74V 0④ 联立③④式得6V 2x －V 0V x －V 20＝0其解为 V x ＝12V 0⑤另一解V x ＝－13V 0，不合题意，舍去． 【答案】 (1)75T 0 (2)12V 0。
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a b v 2v B 物理：模块综合测试题 本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。
共100分，考试时间100分
第Ⅰ卷 （选择题 共56分）
一、选择题（本题共14小题，每小题4分，共56分．每小题给出的四个选项中，有的小题
只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，有错选或不答的得0分．）
1．电场中a 、b 、c 三点的电场强度分别是E a =－5 N/C 、E b = 4 N/C 、E c =－1 N/C ，那么这三点的电场由强到弱的顺序是（ ）
A ．a 、b 、c
B ．b 、c 、a
C ．c 、a 、b
D ．a 、c 、b
2．一小段通电直导线放入匀强磁场中，受到的磁场力为F ，则( )
A ．F 的方向一定与磁场方向相同
B ．F 的方向一定与磁场方向垂直
C ．F 的方向一定与电流方向垂直，但不一定与磁场方向垂直
D ．只有当电流与磁场垂直时，F 才和磁场方向垂直
3．以下说法正确的是 ( )
A ．在一个以点电荷Q 为中心，r 为半径的球面上，各处的电场强度都相同
B ．公式2r kQ E =
中的Q 是放入电场中的检验电荷的电量 C ．公式E ＝q
F 只适用于真空中点电荷形成的电场 D ．在公式221r Q kQ F =中，2
1r kQ E =是点电荷Q 1产生的电场在点电荷Q 2处的场强大小 4．如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，有a 、b 两个电子从同一处沿垂直磁感线方向开始运动，a 的初速度为v ，b 的初速度为2v ．则（ ）(不计电子重力) A ．a 先回到出发点 B ．b 先回到出发点 C ．a 、b 同时回到出发点 D ．a 、b 不能回到出发点
5．关于静电场，以下几个说法正确的是 ( )
A ．沿电场线方向各点电势可能相同
B ．沿电场线方向电场强度一定是减小的
C ．等势面上各点电场强度不可能相同
D ．等势面上各点电场强度方向一定垂直该等势面
6．有关电荷所受电场力和洛伦兹力，以下说法正确的是（ ）
A ．电荷在磁场中一定受洛伦兹力的作用
B ．电荷在电场中一定受电场力的作用
C ．电荷受电场力的方向与该处的电场方向一致
D ．电荷若受洛伦兹力，则受力方向与该处的磁场方向垂直
7．用电压表检查图示电路中的故障，测得U ad ＝5.0 V ，
U cd ＝0 V ，U bc ＝0 V ，U ab ＝5.0 V ，则此故障可能是
（ ）
A ．L 断路
B ．R 断路
C ．R ′断路
D ．S 断路
8．某电源当外电路断开时的路端电压为3V ，接上8Ω的负载电阻后其路端电压降为2.4V ，则可以判定该电池的电动势E 和内阻r 分别为（ ）
A ．E =2．4V ，r =1Ω
B ．E =3V ，r =2Ω
C ．E =2．4V ，r =2Ω
D ．
E =3V ，r =1Ω
9．一水平放置平行板电容器两极板间距为d ，当它与电源相连时，极板间一带电微粒恰好静止，现在把它与电源断开，用绝缘手柄使两极在d 与2d 间上下周期性运动，则微粒
( )
A ．仍处于静止
B ．上下往复运动
C ．向上加
速运动 D ．向下加速运动 10．在如图所示的电路中，E 为电源电动势，r 为电源内阻，R 1和R 3均为定值电阻，R 2为滑动变阻器．当R 2的滑片在a 端
时合上开关S ，此时三个电表A 1、A 2和V 的示数分别为I 1、I 2和U ．现将R 2的滑片向b 端移动，则三个电表示数的变化情况是（ ）
A ．I 1增大，I 2不变，U 增大
B ．I 1减小，I 2增大，U 减小
C ．I 1增大，I 2减小，U 增大
D ．I 1减小，I 2不变，U 减小
11．一台直流电动机的电阻为R ，额定电压为U ，额定电流为I ，当其正常工作时，下述正确的是（ ）
A ．电动机所消耗电功率IU
B ．t 秒内所产生的电热为IUt
C ．t 秒内所产生的电热为I 2Rt
D ．t 秒内所产生的机械能为I （U －IR ）t
12．如图所示，磁感应强度为B 的匀强磁场只存在于两平行板之间，现有质
量为m ，电荷量大小为e 的电子从左侧两板中间O 点处平行于板面射入，
已知板长为L ，两板间距离为2L ，欲使电子不能打在板上，应该使电子
速度满足下列那个条件( ) (不计电子重力)
A ．使电子速度大于m eBL
B ．使电子速度小于m
eBL C ．使电子速度大于m eBL 2，小于m
eBL D ．使电子速度小于m eBL 2 13．一个平行板电容器C ，极板是水平放置的，它和三个可
变电阻及电源连接成图示电路，闭合开关后，有一质量
为m 的带电液滴悬浮在两极板之间静止不动，要使液滴
下降，可采用的办法是（ ）
A ．增大R 1
B ．增大R 2 A 1 A 2 V S R 1 R 2 R 3 a b E r
C ．增大R 3
D ．减小R 3
14．光滑水平面上有一边长为l 的正方形区域处在场强为E 的匀强电场中，电场方向与正方形一边平行，一质量为m 、带电量为q 的小球由某一边中心，以垂直于该边的水平初速度v 0进入该正方形区域，当小球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能可能为（ ）
A ．0
B ．qEl mv 312120+
C ．2021mv
D ．qEl mv 3
22120+ 第Ⅱ卷 （非选择题 共44分）
二、填空题（15题3分、16题6分、17题6分）
15．已知R 1是“4W，100Ω”的电阻，R 2是“1W，100Ω”的电阻，把它们串联接入A 、B 间电路，则A 、B 间允许所加的最大电压是 ．
16．如图所示，带电荷量之比为q A ∶q B ＝3∶1的带电粒子A 、B 先后以相
同速度从同一点射入平行板电容器中，带电粒子偏转后打在同一极板
上，水平飞行距离之比为x A ∶x B ＝1∶2，则带电粒子在电场中飞行时
间之比t A ∶t B ＝ ，质量之比m A ∶m B ＝ ． (粒子不计重力)
17．如图所示，套在很长的绝缘直棒上的小球，其质量为m ，带电荷量
为 +q ，小球可在棒上滑动，将此棒竖直放在相互垂直且沿水平方向
的匀强电场和匀强磁场中，电场强度是E ，磁感应强度是B ，小球与
棒的动摩擦因数为μ，则小球由静止下落的最大加速度为 ，
下落的最大速度为 ．
三、计算题（18题8分、19题9分、20题12分） 18．在如图所示电路中，电源电动势为6.0V ，电源内电阻为2.0Ω，灯泡的灯丝电阻R =10Ω，求： （1）闭合开关后灯泡两端的电压是多少？
（2）经过10分钟，灯泡产生的热能是多少？
19．如图所示，带正电的小球静止在水平放置的平行板电容器两板间，距下板16cm ，两板
间的电势差为300V ，如果两板间的电势差突然减小到60V ，则带电小球运动到极板上需多长时间？
R E r S
20．两个带电粒子的电荷量相同，质量之比m1∶m2=1∶4，它们以相同的初动能同时垂直于磁场方向射入到同一匀强磁场中．求⑴这两个粒子的运动半径之比、周期之比；⑵若质量为m1的带电粒子在磁场中转了20圈，质量为m2的粒子在磁场中转了几圈？（粒子重力不计）
参考答案
1 A
2 B
3 D
4 C
5 D
6 BD
7 B
8 B 9 A 10 B 11 ACD 12 AD 13 BD 14 ABC
15 20V 16 1∶2 3∶4 17 m Eq g μ- qB Eq mg μμ- 18、 分析与解答：5.0=+=r
R E I A U =IR =5V
Q =I 2Rt =1500J
19、
分析与解答：用牛顿第二定律结合运动学公式求解：
当U 1=300V 时 d
qU mg 1= 当U 2=60V 时 ma d qU mg =-
2 根据22
1at h =
求得t=0.2s 20、 ⑴磁场力充当向心力，r v m qvB 2=，由于动能相同，K mE mv 2=，所以2
12121==m m r r 由qB
m T π2=，412121==m m T T ⑵设粒子1运动的时间为t =20T 1，依题意粒子2的运动时间也为t=n 2T 2，所以粒子2运动的圈数为5202
122===
T T T t n （圈）。