2024年高中物理綜合測評新人教版必修第三冊

全書綜合測評留意事項1.本試卷滿分100分,考試用時75分鐘。2.無特別說明,本試卷中g(shù)取10m/s2。一、單項選擇題(本題共8小題,每小題3分,共24分。每小題只有一個選項符合題目要求)1.北京正負電子對撞機(BEPC)是世界八大高能加速器之一,是我國第一臺高能加速器,也是高能物理探討的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。一對正負電子可以湮滅成兩個光子,可推斷光子不帶電的理論依據(jù)是()A.能量守恒定律B.電荷守恒定律C.庫侖定律D.牛頓三大定律2.如圖,在水平虛線MN右方存在方向豎直向下的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B。邊長為L的n匝線圈垂直磁場放置,線圈左邊一半在磁場外,右邊一半在磁場內(nèi)。穿過線圈的磁通量的大小為()A.12nBL2B.nBL2C.12BL23.如圖所示,線圈abcd在磁場區(qū)域ABCD中,線圈中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生的是()A.把線圈變成圓形(周長不變)B.使線圈在磁場中加速平移C.使磁場增加或減弱D.使線圈以過a、b的直線為軸旋轉(zhuǎn)4.如圖所示,紙面內(nèi)有兩條相互垂直的長直絕緣導(dǎo)線L1、L2,L1中的電流方向向右,L2中的電流方向向上,L2的左側(cè)有a、b兩點,它們關(guān)于L1對稱,且兩點到L2的距離相等,則()A.L1中的電流在a、b兩點產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度相同B.L2中的電流在a、b兩點產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度方向相反C.a點的磁感應(yīng)強度比b點的大D.a、b兩點的磁感應(yīng)強度大小相等5.兩個等量同種點電荷的電場線如圖所示,圖中電場線上下左右均對稱。點P、Q,點M、N,點R、S關(guān)于兩點電荷連線的中點O對稱,則()A.P、Q兩點電場強度相同B.M、N兩點電場強度相同C.R、S兩點電勢不相等D.在兩點電荷連線的中垂線上O點電勢最高6.如圖所示是某大型超市新安裝的自動扶梯,其電動機額定電壓為U,額定電流為I,效率為η,則下列說法正確的是()A.該電動機的內(nèi)阻為UB.該電動機的輸出功率為UIC.該電動機的發(fā)熱功率為(1-η)UID.該電動機正常工作時的總功率大于UI7.如圖所示,絕緣直角框架固定在地面上,水平桿上固定一帶電荷量為+q1的小球A,豎直桿上穿著一個質(zhì)量為m、帶電荷量為-q2的小球B。當(dāng)A、B連線與水平桿成30°角時,小球B處于平衡狀態(tài),小球B與豎直桿之間的摩擦不計,重力加速度為g,小球可看成質(zhì)點。則小球A所帶電荷在小球B處產(chǎn)生的場強大小為()A.2mgq1B.3mgq18.如圖所示電路中,ABCD是由同種金屬材料制成的離電源足夠遠的正方形導(dǎo)線框,O為其對角線交點,已知AB、BC、CD三根導(dǎo)線粗細相同且其半徑是導(dǎo)線AD半徑的3倍,通電直導(dǎo)線四周某點的磁感應(yīng)強度B=kIr,I是導(dǎo)線中的電流,r是某點到導(dǎo)線的直線距離,k是常數(shù)。則下列說法正確的是(A.導(dǎo)線AD與導(dǎo)線AB的電阻相等B.導(dǎo)線AD中的電流是導(dǎo)線AB中的電流大小的3倍C.O點處的磁感應(yīng)強度大小為0D.O點處的磁感應(yīng)強度方向垂直紙面對里二、多項選擇題(本題共4小題,每小題4分,共16分。每小題有多個選項符合題目要求。全部選對得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分)9.如圖所示,電源的內(nèi)阻不行忽視,電壓表均為志向電壓表,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動變阻器的滑片P從右端滑到左端時,下列說法正確的是()A.小燈泡L2變暗,L1、L3變亮B.小燈泡L3變暗,L1、L2變亮C.相比V2,V1示數(shù)變更量較小D.相比V1,V2示數(shù)變更量較小10.如圖甲所示,用一個電源分別給兩個中間為真空的平行板電容器充電。起先時,開關(guān)全部斷開,然后將S1分別接到1、2兩處,穩(wěn)定后斷開。兩個電容器充電過程中電流隨時間變更的狀況如圖乙所示,則下列說法正確的是()A.電容器的電容大小關(guān)系為C1>C2B.兩個電容器兩端的電壓大小關(guān)系為U1=U2C.假如在電容器C1中間插入有機玻璃后,閉合開關(guān)S2,則電阻R2上會有向右的瞬時電流流過D.假如在電容器C1中間插入有機玻璃后,閉合開關(guān)S2,則電阻R2上會有向左的瞬時電流流過11.如圖1所示,水平地面上邊長為L的正方形ABCD區(qū)域埋有與地面平行的金屬管線。為探測金屬管線的位置、走向和埋覆深度,先讓金屬管線載有電流,然后用閉合的摸索小線圈P(穿過小線圈的磁場可視為勻強磁場)在地面探測,如圖2所示,將暴露于地面的金屬管接頭接到電源的一端,將接地棒接到電源的另一端,這樣金屬管線中就有沿管線方向的電流。使線圈P在直線BD上的不同位置保持靜止時(線圈平面與地面平行),線圈中沒有感應(yīng)電流。將線圈P靜置于A處,當(dāng)線圈平面與地面平行時,線圈中有感應(yīng)電流,當(dāng)線圈平面與射線AC成37°角且保持靜止時,線圈中感應(yīng)電流消逝。下列說法正確的是(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8)()A.金屬管線沿AC走向B.金屬管線沿BD走向C.圖2中的電源為電壓恒定并且較大的直流電源D.金屬管線的埋覆深度為2212.如圖甲所示,O、A是某電場中的一條電場線上的兩點,在電場線上以O(shè)點為坐標原點建立坐標軸。一正電荷僅在電場力作用下沿電場線從O點到A點運動過程中的v-t圖像如圖乙所示。則坐標軸上各點電勢隨坐標變更的φ-x圖像和電荷電勢能Ep隨坐標變更的Ep-x圖像中可能正確的是()三、非選擇題(本題共6小題,共60分)13.(6分)某同學(xué)利用圖甲所示電路測定電源的電動勢和內(nèi)阻,所運用的器材有:待測干電池兩節(jié)、電流表A(量程為0~0.6A,內(nèi)阻為RA)、電阻箱R(最大阻值為99.99Ω)、開關(guān)。按圖甲所示電路圖連接電路,然后閉合開關(guān)S,變更電阻箱R的阻值,并記錄對應(yīng)的電流表的示數(shù)I。多次調(diào)整電阻箱R重復(fù)試驗,并記錄多組電阻箱的阻值R和電流表A的示數(shù)I。由試驗數(shù)據(jù)繪出1I-R甲乙(1)依據(jù)圖甲,用R、RA、E、r表示1I,得1I=(2)若已知電流表A的內(nèi)阻RA為0.5Ω,則電源的電動勢E=V(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)、內(nèi)阻r=Ω(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

14.(8分)某市質(zhì)監(jiān)局對市場上出售的純凈水質(zhì)量進行了抽測,結(jié)果發(fā)覺有九成樣品的細菌超標或電阻率不合格(電阻率是檢驗純凈水是否合格的一項重要指標)。(1)對純凈水樣品進行檢驗時,將采集的水樣裝入絕緣性能良好的塑料圓柱形容器內(nèi)(如圖甲),容器兩端用直徑為D的金屬圓片電極密封(忽視容器壁的厚度)制成檢查樣品。試驗步驟如下:A.用游標卡尺和螺旋測微器分別測量樣品的直徑D及其厚度L,如圖乙、丙所示,則游標卡尺及螺旋測微器讀數(shù)分別為mm,mm。

B.選用多用電表的電阻“×1k”擋,按正確的操作步驟測此樣品的電阻,表盤的示數(shù)如圖丁所示,則其阻值約為kΩ。

丁(2)為更精確地測量其電阻,可供選擇的器材如下:電流表A1(量程0~1mA,內(nèi)阻約為2Ω);電流表A2(量程0~100μA,內(nèi)阻約為10Ω);電壓表V1(量程0~1V,內(nèi)阻r=10kΩ);電壓表V2(量程0~15V,內(nèi)阻約為30kΩ);定值電阻R0=10kΩ;滑動變阻器R(最大阻值5Ω);電源E(電動勢約為4V,內(nèi)阻r0約為1Ω);開關(guān)、導(dǎo)線若干。依據(jù)你選擇的器材,請在線框內(nèi)畫出試驗電路圖并標注所選器材符號(如:A1或A2);(3)該檢驗樣品的厚度為L,直徑為D,若用以上電路測量,電壓表的示數(shù)為U,電流表的示數(shù)為I,則檢驗樣品的電阻率為ρ=(用相應(yīng)物理量的字母表示)。

15.(8分)如圖所示,A、B兩帶電小球的質(zhì)量均為m,電荷量的大小均為Q(未知)。小球A系在長為L的絕緣輕繩下端,小球B固定于懸掛點的正下方。平衡時,小球A、B位于同一高度,輕繩與豎直方向成60°角。已知重力加速度為g,靜電力常量為k,求:(1)若小球B帶負電,小球A的電性;(2)小球A所受靜電力F的大小;(3)小球A、B所帶電荷量的大小Q。16.(12分)一勻強電場的方向平行于xOy平面,平面內(nèi)b、c、d三點的位置如圖所示,三點的電勢分別為8V、16V、24V,則:(1)a處的電勢φa是多少?(寫出必要的計算或說明)(2)質(zhì)子(e=1.6×10-19C)由a經(jīng)過b到c電場力做功多少?(3)畫出一條經(jīng)過a點的電場線(保留作圖痕跡,注明相應(yīng)符號)。17.(12分)如圖所示電路,燈泡L的額定電壓為4V,額定功率為4W,滑動變阻器總電阻為10Ω,當(dāng)開關(guān)S斷開時,志向電壓表讀數(shù)為20V,當(dāng)開關(guān)S閉合,滑動變阻器的滑片移到某位置時恰能使燈泡正常發(fā)光,此時電壓表讀數(shù)為16V。求:(1)燈泡正常發(fā)光時的電阻;(2)電源的電動勢和內(nèi)阻;(3)滑動變阻器消耗的功率。18.(14分)在如圖所示的電路中,電源的電動勢E=28V,內(nèi)阻r=2Ω,電阻R1=12Ω,R2=R4=4Ω,R3=8Ω,C為平行板電容器,其電容C=3.0pF,虛線到兩極板的距離相等,極板長L=0.20m,兩極板的距離d=1.0×10-2m。(1)若開關(guān)S處于斷開狀態(tài),則將其閉合后,流過R4的電荷量為多少?(2)若開關(guān)S斷開時,有一個帶電微粒沿虛線方向以v0=2.0m/s的初速度射入平行板電容器的兩極板間,帶電微粒剛好沿虛線勻速運動。問:當(dāng)開關(guān)S閉合后,此帶電微粒以相同的初速度沿虛線方向射入兩極板間,能否從極板間射出?(要求寫出計算和分析過程)附加題(15分)如圖甲所示,真空中水平放置的平行金屬板A、B間距為a,緊鄰兩板右側(cè)有一熒光屏,O點為熒光屏的中心。A、B兩板間加如圖乙所示周期為4t0的變更電壓(U0已知),現(xiàn)有大量粒子由靜止起先,經(jīng)電壓為U1的加速電場后,沿平行板正中間水平射入A、B兩板之間。甲粒子在t=0時刻進入A、B兩板間,經(jīng)過時間4t0打在熒光屏上P點,已知平行金屬板長為L,粒子質(zhì)量為m、電荷量為q,全部粒子均從A、B兩板間射出。不計粒子重力和粒子間相互作用,求:甲乙(1)加速電壓U1;(2)OP的長度;(3)粒子在熒光屏上的落點與O點間距的最大值與最小值之比。

答案全解全析全書綜合測評1.B一對正負電子可以湮滅成兩個光子,由電荷守恒定律可知光子不帶電,選項B正確。2.C線圈有磁感線穿過區(qū)域的面積為S=L22,磁通量大小為Φ=BS=BL23.B把線圈變成圓形(周長不變)、使磁場增加或減弱、使線圈以過a、b的直線為軸旋轉(zhuǎn),均會導(dǎo)致線圈磁通量發(fā)生變更,會產(chǎn)生感應(yīng)電流,而使線圈在磁場中加速平移,磁通量不變,不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項B正確。4.C由安培定則可知,L1中的電流在a點產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面對外,在b點產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面對里,故L1中的電流在a、b兩點產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度不相同,選項A錯誤;L2中的電流在a、b兩點產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度方向均垂直紙面對外,選項B錯誤;依據(jù)磁感應(yīng)強度的疊加原理,可得a點的磁感應(yīng)強度比b點的大,選項D錯誤,C正確。5.D由題圖知,P、Q兩點電場強度的方向不同,選項A錯誤;M更靠近左邊電荷,則電場強度方向向右,同理N點的電場強度方向向左,選項B錯誤;沿電場線方向電勢降低,等量同種點電荷連線的中垂線上,O點電勢最高,中垂線上關(guān)于O點對稱的兩點電勢相等,則R、S兩點電勢相等,選項C錯誤,D正確。6.C因為電動機不是純電阻,所以不能用歐姆定律來計算它的內(nèi)阻,電動機的內(nèi)阻r≠UI,選項A錯誤;該電動機正常工作時的總功率為UI,發(fā)熱功率為(1-η)UI,B、D錯誤,C7.C設(shè)A、B兩球之間的距離為L,由于B球處于平衡狀態(tài),依據(jù)平衡條件可得,豎直方向有mg=kq1q2L2·sin30°,又小球A在小球B處產(chǎn)生的場強大小為EB=kq1L2,解得8.D由R=ρLS知,因為導(dǎo)線AD與導(dǎo)線AB是同種材料,即電阻率相同,且長度相同,但其粗細不同,故電阻不相等,選項A錯誤;由題意有RAB=RBC=RCD=19RAD,由歐姆定律可得導(dǎo)線AD中的電流是導(dǎo)線AB中的電流大小的13,選項B錯誤;由題意可得,通電直導(dǎo)線四周某點的磁感應(yīng)強度為B=kIr,由安培定則可知,導(dǎo)線AB、BC、CD在O處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度方向垂直紙面對里,導(dǎo)線AD在O處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度方向垂直紙面對外,又導(dǎo)線AD中的電流是導(dǎo)線AB、BC、CD中電流大小的13,所以O(shè)點處的磁感應(yīng)強度大小不為0,方向垂直紙面對里,9.BD滑片P從右端滑到左端,外電路電阻變小,總電流變大,L2變亮。并聯(lián)部分電壓變小,L3變暗,流過L3的電流變小,總電流變大,則流過L1的電流變大,L1變亮,選項A錯誤,B正確。并聯(lián)部分電壓變小,電壓表V1示數(shù)變小,L2兩端電壓變大,V2示數(shù)變大,由于路端電壓變小,所以ΔU1>ΔU2,選項C錯誤,D正確。10.ABCi-t圖線與坐標軸所圍的面積代表電容器所帶電荷量,由圖乙可知C1所帶的電荷量大,用同一個電源充電,穩(wěn)定時電壓相同,由C=QU知C1>C2,選項A、B正確。電容器的下極板帶負電,穩(wěn)定時兩電容器的電壓相等,當(dāng)C1中間插入有機玻璃后,電容增大,閉合S2,C1帶電荷量將要變大,C2對C1充電,所以電流向右通過R2,選項C正確,D11.BD由題意可知,線圈P在直線BD上的不同位置保持靜止時(線圈平面與地面平行),線圈中沒有感應(yīng)電流,說明穿過線圈的磁通量不變,則金屬管線沿BD走向,故A錯誤,B正確。由題意可知,當(dāng)線圈在A處靜止時存在感應(yīng)電流,則說明磁場是變更的,故金屬管線中的電流肯定是變更的,故C錯誤。線圈平面與AC成37°角時,線圈中感應(yīng)電流消逝,說明A處的磁場方向與地面成37°角,則由幾何關(guān)系可知,埋覆深度d與OA長度的關(guān)系為d=OA·tan53°,解得深度d=223L,故12.AD由v-t圖像可知,正電荷僅在電場力作用下沿電場線從O點到A點,電場力做負功,正電荷的加速度漸漸減小,即從O到A電勢上升得越來越慢,選項A正確,B錯誤;由于電勢上升得越來越慢,則正電荷的電勢能增大得越來越慢,選項C錯誤,D正確。13.答案(1)1ER+RA+r(2)3.00(2.96~3.04均可)(2分)0.50(0.49~0.55均可)(2分)解析(1)由閉合電路歐姆定律可得E=I(R+RA+r),解得1I=R+RA+rE=1ER+RA+rE。(2)由(1)可知,1I-R圖線的斜率為1E,縱軸截距為RA+r14.答案(1)29.8(1分)3.192(1分)22(1分)(2)見解析(3分)(3)πUrD2解析(1)游標卡尺的讀數(shù)為2.9cm+8×0.1mm=29.8mm,螺旋測微器讀數(shù)為3mm+19.2×0.01mm=3.192mm。多用電表示數(shù)為22×1kΩ=22kΩ。(2)電源電動勢為4V,干脆運用電壓表V1量程太小,電壓表V2量程又太大,可以把電壓表V1與定值電阻R0串聯(lián),增大其量程進行試驗,故電壓表選擇V1;通過待測電阻的電流最大約為ERx=422000A=0.00018A,所以電流表選擇A2;為使待測電阻的電壓可以從零起先連續(xù)調(diào)整,變阻器的最大阻值又遠小于待測電阻的阻值,所以變阻器采納分壓式接法,由于電壓表內(nèi)阻已知,所以電流表采納外接法(3)依據(jù)電路圖得U+UrR0I-Ur=Rx,又Rx=ρLS=ρ15.答案(1)負(2)3mg(3)L解析(1)由B帶負電,A、B相互排斥,可知A帶負電。(2分)(2)由庫侖定律可知,小球A所受靜電力向右;小球A處于平衡狀態(tài),受庫侖力F、重力mg以及繩子的拉力T,合力為零,依據(jù)平行四邊形定則有F=mgtan60°=3mg(2分)(3)依據(jù)庫侖定律有F=kQ2r2r=Lsin60°(1分)解得Q=L23316.答案(1)見解析(2)-2.56×10-18J(3)見解析解析(1)依據(jù)勻強電場的性質(zhì),由于ab與cd平行且相等,則有φa-φb=φc-φd(3分)代入數(shù)據(jù),解得φa=0(3分)(2)質(zhì)子由a經(jīng)過b到c電場力做功為Wac=eUac=e(φa-φc)=-2.56×10-18J(3分)(3)如圖所示(3分)17.答案(1)4Ω(2)20V2Ω(3)28W解析(1)燈泡正常發(fā)光時的電阻RL=UL2P1=(2)當(dāng)S斷開時,志向電壓表的讀數(shù)等于電源的電動勢,故E=20V(2分)當(dāng)開關(guān)S閉合,滑動變阻器的滑片移到某位置時恰能使燈泡正常發(fā)光,此時電壓表讀數(shù)為16V,則電源內(nèi)電壓為U內(nèi)=E-16V=4V,外電路結(jié)構(gòu)為滑動變阻器左邊部分和燈泡并聯(lián)后再和滑動變阻器右邊部分串聯(lián),設(shè)滑動變阻器左邊部分電阻為Rx,燈泡正常發(fā)光,所以并聯(lián)部分的電壓為4V,則滑動變阻器右邊部分分得的電壓為12V,所以有RL·RxR解得Rx=4Ω(1分)則此時干路電流I=2ULR則電源的