2024-2025學年新教材高中物理模塊綜合測評含解析魯科版第三冊

PAGE10-模塊綜合測評(時間：90分鐘分值：100分)1．(4分)下列關(guān)于靜電場和磁場的說法正確的是()A．電場中場強越大的地方，電勢肯定越高B．電場中某點的場強與摸索電荷的電荷量成反比C．磁場中某點的磁感應(yīng)強度大小與小磁針受到的磁場力大小有關(guān)D．靜電荷產(chǎn)生的電場中電場線不閉合，通電直導線產(chǎn)生的磁場中磁感線是閉合的D[電場中場強越大的地方，電勢不肯定越高，如負點電荷四周，越靠近點電荷，場強越大，但電勢卻越低，選項A錯誤；電場中某點的場強是由電場本身確定的，與摸索電荷存在與否無關(guān)，選項B錯誤；磁場中某點的磁感應(yīng)強度由磁場本身確定，與小磁針存在與否無關(guān)，選項C錯誤；靜電荷產(chǎn)生的電場中電場線是從正電荷(或無窮遠處)動身終止于無窮遠處(或負電荷)，是不閉合的，通電直導線產(chǎn)生的磁場中磁感線是閉合的，選項D正確。]2．(4分)下列說法中正確的是()A．E＝eq\f(U,d)適用于任何電場B．E＝eq\f(F,q)僅適用于勻強電場C．E＝keq\f(Q,r2)適用于真空中的點電荷形成的電場D．E是矢量，由U＝Ed可知，U也是矢量C[E＝eq\f(U,d)只適用于勻強電場，A錯誤；E＝eq\f(F,q)適用于任何電場，B錯誤；E＝keq\f(Q,r2)適用于真空中的點電荷形成的電場，C正確；在公式U＝Ed中，E是矢量，U是標量，D錯誤。]3．(4分)如圖所示，一根通電直導線垂直放在磁感應(yīng)強度大小為B＝1T的勻強磁場中，以導線為中心，R為半徑的圓周上有a、b、c、d四個點，已知c點的實際磁感應(yīng)強度為0，則下列說法正確的是()A．直導線中電流方向垂紙面對里B．a(chǎn)點的磁感應(yīng)強度為eq\r(,2)T，方向向右C．b點的磁感應(yīng)強度為eq\r(,2)T，方向斜向下，與原勻強磁場方向成45°角D．d點的磁感應(yīng)強度為0C[由c點磁感應(yīng)強度為0可得電流在c點產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度大小B′＝B＝1T，方向水平向左，由安培定則可知導線中電流方向垂直紙面對外，電流在a、b、d各點產(chǎn)生的磁場方向分別為向右、向下、向上，且磁感應(yīng)強度大小均為1T，故對于a點，Ba＝2T，對于b點，Bb＝eq\r(,2)T，方向斜向下，與原勻強磁場方向成45°角，對于d點，Bb＝eq\r(,2)T，故C正確。]4．(4分)現(xiàn)有一段長L＝0.2m、通有電流I＝2.5A的直導線，則關(guān)于此導線在磁感應(yīng)強度為B的磁場中所受磁場力F的狀況，下列說法正確的是()A．假如B＝2T，則F肯定為1NB．假如F＝0，則B也肯定為零C．假如B＝4T，則F有可能為2ND．當F為最大值時，通電導線肯定與B平行C[當導線與磁場方向垂直時，所受磁場力F最大，F(xiàn)＝BIl，當導線與磁場方向平行時，F(xiàn)＝0，當導線與磁場方向成隨意其他角度時，0<F<BIl，故選項A、D錯誤，C正確；磁感應(yīng)強度是磁場本身的特性，與力F無關(guān)，選項B錯誤。]5．(4分)當導線中分別通以圖示方向的電流，小磁針靜止時北極指向讀者的是()C[通電直導線電流從左向右，依據(jù)右手螺旋定則，則小磁針所處的位置磁場方向垂直紙面對里，所以小磁針靜止時北極背離讀者，故A錯誤；通電直導線電流豎直向上，依據(jù)右手螺旋定則，磁場的方向為逆時針(從上向下看)，因此小磁針靜止時北極背離讀者，故B錯誤；環(huán)形導線的電流方向如題圖C所示，依據(jù)右手螺旋定則，則有小磁針所處的位置磁場方向垂直紙面對外，所以小磁針靜止時北極指向讀者，故C正確；依據(jù)右手螺旋定則，結(jié)合電流的方向，則通電螺線管的內(nèi)部磁場方向由右向左，則小磁針靜止時北極指向左，故D錯誤。]6．(4分)如圖甲所示，兩平行正對的金屬板A、B間加有如圖乙所示的交變電壓，一重力可忽視不計的帶正電粒子被固定在兩板的正中間P處。若在t0時刻釋放該粒子，粒子會時而向A板運動，時而向B板運動，并最終打在A板上。則t0可能屬于的時間段是()甲乙A．0<t0<eq\f(T,4) B.eq\f(T,2)<t0<eq\f(3T,4)C.eq\f(3T,4)<t0<T D．T<t0<eq\f(9T,8)B[兩板間加的是方波電壓，剛釋放粒子時，粒子向A板運動，說明釋放粒子時UAB為負，因此選項A、D錯誤；若t0＝eq\f(T,2)時刻釋放粒子，則粒子做方向不變的單向直線運動，始終向A板運動；若t0＝eq\f(3T,4)時刻釋放粒子，則粒子在電場中固定兩點間做往復(fù)運動，因此在eq\f(T,2)<t0<eq\f(3T,4)時間內(nèi)釋放該粒子，粒子的運動滿意題意的要求，選項B正確。]7．(4分)如圖所示，虛線A、B、C為某電場中的三條等勢線，其電勢分別為3V、5V、7V，實線為帶電粒子在電場中運動時的軌跡，P、Q為軌跡與等勢線A、C的交點，帶電粒子只受電場力，則下列說法正確的是()A．粒子可能帶負電B．粒子在P點的動能大于粒子在Q點的動能C．粒子在P點的電勢能大于粒子在Q點的電勢能D．粒子在P點受到的電場力大于粒子在Q點受到的電場力B[由等勢線與電場線垂直可畫出電場線，確定帶電粒子運動所受電場力的方向偏向左側(cè)，粒子在P點的動能大于在Q點的動能，B正確；由于帶電粒子只受電場力，帶電粒子運動時動能和電勢能之和保持不變，依據(jù)A、B、C三條等勢線的電勢分別為3V、5V、7V，可確定電場線方向偏向左側(cè)，粒子帶正電，粒子在P點電勢能小于粒子在Q點電勢能，A、C錯誤；由等勢面的疏密可知電場強度的大小，進而由F＝qE可推斷電場力的大小關(guān)系，由示意圖可知，P點處的等勢面比Q點處的稀疏，可見P點處的場強較小，故P點受到的電場力小于在Q點受到的電場力，D錯誤。]8．(6分)為了測量一微安表頭A的內(nèi)阻，某同學設(shè)計了如圖所示的電路。圖中，A0是標準電流表，R0和RN分別是滑動變阻器和電阻箱，S和S1分別是單刀雙擲開關(guān)和單刀開關(guān)，E是電池。完成下列試驗步驟中的填空：(1)將S撥向接點1，接通S1，調(diào)整________，使待測表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當位置，登記此時________的讀數(shù)I。(2)然后將S撥向接點2，調(diào)整________，使__________________，登記此時RN的讀數(shù)。(3)多次重復(fù)上述過程，計算RN讀數(shù)的________，此即為待測微安表頭內(nèi)阻的測量值。[解析](1)本試驗采納等效替代法測量待測表頭內(nèi)阻。首先單刀雙擲開關(guān)S撥向接點1，將待測表頭接入電路，閉合開關(guān)S1，調(diào)整滑動變阻器R0，使待測表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當位置。此時登記標準電流表A0的讀數(shù)為I。在做電學試驗時，一般表頭指針偏轉(zhuǎn)需大于整個刻度盤的eq\f(1,3)，偏轉(zhuǎn)過小測量誤差比較大。(2)然后將單刀雙擲開關(guān)S撥向接點2，將電阻箱接入電路，然后調(diào)整電阻箱RN，使標準電流表A0的讀數(shù)仍為I，依據(jù)等效替代法的試驗思想，此時電阻箱RN的阻值即為待測表頭的電阻值。(3)為了保證明驗測量精度，試驗需進行多次測量求平均值。[答案](1)R0標準電流表(或A0)(2)RN標準電流表(或A0)的讀數(shù)仍為I(3)平均值9．(10分)如圖所示，有一水平向左的勻強電場，場強為E＝1.25×104N/C，一根長L＝1.5m、與水平方向的夾角θ＝37°的光滑絕緣細直桿MN固定在電場中，桿的下端M固定一個帶電小球A，電荷量Q＝＋4.5×10－6C；另一帶電小球B穿在桿上可自由滑動，電荷量q＝＋1.0×10－6C，質(zhì)量m＝1.0×10－2kg。將小球B從桿的上端N靜止釋放，小球B起先運動。(靜電力常量k＝9.0×109N·m2/C2，取g＝10m(1)小球B起先運動時的加速度為多大？(2)小球B的速度最大時，與M端的距離r為多大？[解析](1)如圖所示，起先運動時小球B受重力、庫侖力、桿的彈力和電場力，沿桿方向運動，由牛頓其次定律得mgsinθ－eq\f(kQq,L2)－qEcosθ＝ma。代入數(shù)據(jù)解得a＝3.2m/s2。(2)小球B速度最大時所受合力為零，即mgsinθ－eq\f(kQq,r2)－qEcosθ＝0代入數(shù)據(jù)解得r＝0.9m。[答案](1)3.2m/s2(2)0.9m10．(10分)如圖所示，水平放置的平行板電容器，兩板間距為d＝8cm，板長為L＝25cm，接在直流電源上，有一帶電液滴以v0＝0.5m/s的初速度沿兩板的中線水平射入，恰好做勻速直線運動，當它運動到P處時快速將下板向上提起eq\f(4,3)cm，液滴剛好從金屬板末端飛出，求：(1)下極板上提后液滴經(jīng)過P點以后的加速度大小；(g取10m/s2)(2)液滴從射入起先勻速運動到P點所用時間。[解析](1)帶電液滴在板間受重力和豎直向上的電場力，因為液滴做勻速運動，所以有：qE＝mg，qeq\f(U,d)＝mg，即：qU＝mgd。當下板向上提后，d減小，E增大，電場力增大，故液滴向上偏轉(zhuǎn)，在電場中做類平拋運動。此時液滴所受電場力F′＝qeq\f(U,d′)＝eq\f(mgd,d′)此時加速度a＝eq\f(F′－mg,m)＝eq\f(mg\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,d′)－1)),m)＝geq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(8,8－\f(4,3))－1))＝eq\f(g,5)＝2m/s2。(2)因液滴剛好從金屬板末端飛出，所以液滴在豎直方向上的位移是eq\f(d,2)，設(shè)液滴從P點起先在勻強電場中的飛行時間為t1，則：eq\f(d,2)＝eq\f(1,2)ateq\o\al(2,1)，解得t1＝eq\r(\f(d,a))＝eq\r(\f(8×10－2,2))s＝0.2s，而液滴從剛進入電場到出電場的時間t2＝eq\f(L,v0)＝eq\f(0.25,0.5)s＝0.5s，所以液滴從射入起先勻速運動到P點的時間t＝t2－t1＝0.3s。[答案](1)2m/s2(2)0.3s(建議用時：15分鐘)11．(4分)(多選)下列關(guān)于磁感應(yīng)強度方向的說法中，正確的是()A．某處磁感應(yīng)強度的方向就是一小段通電導體放在該處時所受磁場力的方向B．小磁針N極受磁場力的方向就是該處磁感應(yīng)強度的方向C．垂直于磁場放置的通電導線的受力方向就是磁感應(yīng)強度的方向D．磁場中某點的磁感應(yīng)強度的方向就是該點的磁場方向BD[磁場中某點磁感應(yīng)強度的方向表示該點的磁場的方向，磁場方向也就是小磁針N極受力的方向。但電流受力的方向不代表磁感應(yīng)強度和磁場方向。]12．(4分)(多選)如圖所示，真空中固定兩個等量異種點電荷＋Q、－Q，圖中O是兩電荷連線的中點，a、b兩點與＋Q的距離相等，c、d是兩電荷連線垂直平分線上的兩點，bcd構(gòu)成一個等腰三角形。則下列說法正確的是()A．a(chǎn)、b兩點的電場強度相同B．c、d兩點的電勢相同C．將電子由b移到c的過程中電場力做正功D．質(zhì)子在b點的電勢能比在O點的電勢能大BD[依據(jù)等量異種點電荷的電場分布可知：c、O、d三點等勢，a、b兩點場強大小、方向均不同；由于φb＞φc，電子從b到c電場力做負功；φb＞φO，質(zhì)子從b到O電場力做正功，電勢能減小，故質(zhì)子在b點的電勢能較大。故選項B、D正確，A、C錯誤。]13．(4分)(多選)把一個電荷量為1C的正電荷從電勢為零的O點移到電場內(nèi)的M點，外力克服電場力做功5J，若把這個電荷從N點移到O點，電場力做功為6J，那么()A．M點的電勢是－5VB．N點的電勢是6VC．M、N兩點的電勢差為11VD．M、N兩點的電勢差為－1VBD[外力克服電場力做功5J，即電場力做功－5J，由公式U＝eq\f(W,q)，求出UOM＝－eq\f(5,1)V＝－5V，UOM＝φO－φM，則M點的電勢φM＝5V，同理求出N點電勢φN＝6V，M、N兩點的電勢差UMN＝φM－φN＝－1V，故B、D正確，A、C錯誤。]14．(4分)(多選)如圖所示，直線①表示某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖像，曲線②表示該電源的輸出功率與電流的關(guān)系圖像，則下列說法正確的是()A．電源電動勢約為50VB．電源的內(nèi)阻約為eq\f(25,3)ΩC．電流為2.5A時，外電路的電阻約為15ΩD．輸出功率為120W時，輸出電壓約為30VACD[依據(jù)閉合電路歐姆定律，電源的輸出電壓：U＝E－Ir，比照U-I圖像，當I＝0時，E＝U＝50V，故A正確；U-I圖像斜率的肯定值表示內(nèi)阻，故：r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))＝eq\f(50－20,6)Ω＝5Ω，故B錯誤；電流為2.5A時，比照U-I圖像，電壓約為37.5V，故外電路電阻R＝eq\f(U,I)＝eq\f(37.5V,2.5A)＝15Ω，故C正確；輸出功率為120W時，比照P-I圖像，電流約為4A，再比照U-I圖像，輸出電壓約為30V，故D正確。]15．(4分)(多選)兩個點電荷Q1、Q2固定于x軸上，將一帶正電的摸索電荷從足夠遠處沿x軸負方向移近Q2(位于坐標原點O)，在移動過程中，摸索電荷的電勢能隨位置的變更關(guān)系如圖所示。則下列推斷正確的是()A．M點電勢為零，N點場強為零B．M點場強為零，N點電勢為零C．Q1帶負電，Q2帶正電，且Q2電荷量較小D．Q1帶正電，Q2帶負電，且Q2電荷量較小AC[由圖讀出電勢能Ep，由φ＝eq\f(Ep,q)，可知M點電勢為零，N點電勢為負值。Ep-x圖像的斜率eq\f(ΔEp,Δx)＝F，即斜率大小等于電場力大小，由F＝qE，可知N點場強為零，M點場強不為零，故A項正確，B項錯誤；依據(jù)正電荷在電勢高處電勢能大，分析電勢變更，確定場強的方向，可知Q1帶負電，Q2帶正電；由N點場強為零，可知Q2電荷量較小，故C項正確，D項錯誤。]16．(6分)某同學用如圖所示的電路測量歐姆表的內(nèi)阻和電源電動勢(把歐姆表看成一個電源，且已選定倍率并進行了歐姆調(diào)零)。試驗器材的規(guī)格如下：電流表A1(量程200μA，內(nèi)阻R1＝300Ω)；電流表A2(量程30mA，內(nèi)阻R2＝5Ω)；定值電阻R0＝9700Ω；滑動變阻器R(阻值范圍0～500Ω)。閉合開關(guān)S，移動滑動變阻器的滑動觸頭至某一位置，讀出電流表A1和A2的示數(shù)分別為I1和I2。多次變更滑動觸頭的位置，得到的數(shù)據(jù)見下表：I1(μA)120125130135140145I2(mA)20.016.713.210.06.73.3(1)依據(jù)表中數(shù)據(jù)，作出I1-I2圖線如圖所示，據(jù)圖可得，歐姆表內(nèi)電源的電動勢為E＝________V，歐姆表內(nèi)阻為r＝________Ω.(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)(2)若某次電流表A1的示數(shù)是114μA，則此時歐姆表的示數(shù)約為________Ω。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)[解析](1)依據(jù)閉合電路歐姆定律有：E＝I1(R1＋R0)＋(I1＋I2)r所以I1＝－eq\f(r,R1＋R0＋r)I2＋eq\f(E,R1＋R0＋r)由圖像可知斜率k＝eq\f(ΔI1,ΔI2)＝－1.52×10－3，縱截距b＝1.5×10－4即eq\f(r,R1＋R0＋r)＝1.52×10－3，eq\f(E,R1＋R0＋r)＝1.5×10－4A解得E≈1.50V，r≈15.2Ω。(2)由題圖可知當I1＝114μA時，I2＝23.6mA所以R外＝eq\f(I1R0＋R1,I1＋I2)≈47.7Ω，則此時歐姆表示數(shù)約為47.7Ω。[答案](1)1.50(1.48～1.51)15.2(14.9～15.4)(2)47.7(47.3～48.1)17．(10分)如圖所示，一帶電荷量q＝＋3×10－5C的小球，用絕緣細線懸掛于豎直放置的足夠大的平行金屬板中的O點，閉合開關(guān)S，小球靜止時細線與豎直方向的夾角θ＝37°。已知兩板間距d＝0.1m，電源電動勢E＝14V，內(nèi)電阻r＝1Ω，電阻R1＝2Ω，R2＝R3＝4Ω。取g＝10m/s2(1)電源的輸出功率；(2)兩板間的電場強度的大小；(3)帶電小球的質(zhì)量。[解析](1)由題圖知，實際接入電路構(gòu)成閉合電路的是電源、R1、R2，全電路電阻R總＝R1＋R2＋r＝7Ω，全電路電流I＝eq\f(E,R總)＝2A輸出功率P＝I2(R1＋R2)＝24W。(2)兩板間的電