2024-2025學(xué)年高中物理模塊綜合測評含解析滬科版選修3-1

PAGE10-模塊綜合測評一、選擇題(本題共10小題,每小題5分,共50分。在每小題給出的四個選項中,第1~6題只有一個選項符合題目要求,第7~10題有多個選項符合題目要求。全部選對的得5分,選對但不全的得3分,有錯選的得0分)1.在登錄你的電子郵箱的過程中,要有兩個條件,一個是用戶名正確,一個是與用戶名對應(yīng)的密碼正確,要完成這個事務(wù)(登錄勝利),它們體現(xiàn)的邏輯關(guān)系為()A.“與”關(guān)系 B.“或”關(guān)系C.“非”關(guān)系 D.不存在邏輯關(guān)系答案:A2.如圖所示,有一所帶電荷量為+q的點電荷與勻稱帶電的圓形薄板相距為2d,圓形薄板帶的電荷量為-Q,點電荷到帶電薄板的垂線通過板的圓心。若圖中b點處的電場強度為零,則圖中a點處的電場強度大小是()A.10kqB.8C.k(D.kQ解析:由于b點合場強為零,則圓形薄板在b點產(chǎn)生的場強為E=kq(3d)2=kq9d2,依據(jù)對稱性可知圓形薄板在a點產(chǎn)生的場強大小與b點相等、方向相反;點電荷在a點產(chǎn)生的場強為答案:A3.一電子在電場中由a點運動到b點的軌跡如圖中虛線所示。圖中一組平行實線是等勢面,則下列說法正確的是()A.a點的電勢比b點低B.電子在a點的加速度方向向右C.電子從a點到b點動能減小D.電子從a點到b點電勢能減小解析:由題意可知電場線垂直等勢面對上,則a點電勢比b點高,選項A錯誤;電子受到電場力與電場線反向,故加速度方向向下,選項B錯誤;電子由a點運動到b點的過程中,電場力做負功,電勢能增加,動能減小,選項C正確,選項D錯誤。答案:C4.如圖所示電路,電源內(nèi)阻不行忽視,R0為定值電阻,開關(guān)S閉合后,滑動變阻器滑片P置于滑動變阻器的中點時,電壓表示數(shù)為8V,當(dāng)滑片從中點向b端移動距離s后,電壓表示數(shù)變?yōu)?V;滑片從中點向a端移動距離s后,電壓表示數(shù)為()A.9VB.10VC.11V D.12V解析:設(shè)電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,滑動變阻器的總電阻為R,長度為s的電阻為R',由閉合電路的歐姆定律可得U1=Er+R0+R2×R0;U2=Er+R0+R2+R'×R0,聯(lián)立兩式可解得R'=13答案:D5.如圖所示,兩根平行放置的長直導(dǎo)線a和b載有大小相同、方向相反的電流,a受到的磁場力大小為F1。當(dāng)加入一與導(dǎo)線所在平面垂直的勻強磁場后,a受到的磁場力大小變?yōu)镕2,則此時b受到的磁場力大小變?yōu)?)A.F2 B.F1-F2C.F1+F2 D.2F1-F2解析:依據(jù)安培定則和左手定則,可以判定a導(dǎo)線受b中電流形成的磁場的作用力F1,方向向左。同理b受a中電流形成磁場的作用力大小也是F1,方向向右。新加入的磁場無論什么方向,a、b受到的這個磁場的作用力F總是大小相等、方向相反。假如F與F1方向相同,則兩導(dǎo)線受到的力大小都是F+F1。若F與F1方向相反,a、b受到的力的大小都是|F-F1|。因此當(dāng)再加上磁場時,若a受的磁場力大小是F2,b受的磁場力大小也是F2,選項A正確。答案:A6.如圖所示,A、B、C、D是勻強電場中一個以坐標(biāo)原點為圓心、半徑為1cm的圓與兩坐標(biāo)軸的交點,已知A、B、C三點的電勢分別為φA=15V、φB=3V、φC=-3V。由此可得D點的電勢為()A.3VB.6VC.12V D.9V解析:由于電場為勻強電場,則φA-φB=φD-φC,解得φD=9V,選項D正確。答案:D7.如圖所示,兩個初速度大小相同的同種離子a和b,從O點沿垂直磁場方向進入勻強磁場,最終打到屏P上。不計重力,下列說法正確的有()A.a、b均帶正電B.a在磁場中飛行的時間比b的短C.a在磁場中飛行的路程比b的短D.a在P上的落點與O點的距離比b的近解析:由左手定則可推斷粒子a、b均帶正電,選項A正確;由于是同種粒子,且粒子的速度大小相等,所以它們在勻強磁場中做圓周運動的軌跡半徑R=mvqB相同,周期T=2πmqB也相同,畫出粒子的運動軌跡圖可知,b答案:AD8.將平行板電容器兩極板之間的距離、電壓、電場強度大小和極板所帶的電荷量分別用d、U、E和Q表示。下列說法正確的是()A.保持U不變,將d變?yōu)樵瓉淼膬杀?則E變?yōu)樵瓉淼囊话隑.保持E不變,將d變?yōu)樵瓉淼囊话?則U變?yōu)樵瓉淼膬杀禖.保持d不變,將Q變?yōu)樵瓉淼膬杀?則U變?yōu)樵瓉淼囊话隓.保持d不變,將Q變?yōu)樵瓉淼囊话?則E變?yōu)樵瓉淼囊话虢馕?由E=Ud可知,若保持U不變,將d變?yōu)樵瓉淼膬杀?則E變?yōu)樵瓉淼囊话?A項正確;若保持E不變,將d變?yōu)樵瓉淼囊话?則U變?yōu)樵瓉淼囊话?B項錯誤。由C=QU,C=εS4kπd,E=Ud可得U=4QkπdεS,E=4Qkπ答案:AD9.用一金屬窄片折成一矩形框架水平放置,框架右邊上有一微小開口。勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直于紙面對里,如圖所示,框架以速度v1向右勻速運動,一帶電油滴質(zhì)量為m、電荷量為q,以速度v2從右邊開口處水平向左射入,若油滴恰能在框架內(nèi)做勻速圓周運動,則()A.油滴帶正電,且逆時針做勻速圓周運動B.油滴帶負電,且順時針做勻速圓周運動C.圓周運動的半徑確定等于mD.油滴做圓周運動的周期等于2π解析:矩形框架在向右運動過程中,兩板的電勢差U=Bdv1,由右手定則,上板帶正電,產(chǎn)生向下的電場,帶電粒子要做勻速圓周運動,只有受到向上的電場力和向下的重力平衡,然后僅在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運動,因此油滴帶負電,且滿意mg=qBv1,依據(jù)左手定則可知油滴確定沿順時針做勻速圓周運動,選項A錯誤,選項B正確;由帶電粒子在磁場中運動的半徑公式r=mv2qB,選項C錯誤;油滴做圓周運動的周期由答案:BD10.空間某一靜電場的電勢φ在x軸上分布如圖所示,x軸上兩點B、C的電場強度在x方向上的重量分別是EBx、ECx,下列說法中正確的有()A.EBx的大小大于ECx的大小B.EBx的方向沿x軸正方向C.電荷在O點受到的電場力在x方向上的重量最大D.負電荷沿x軸從B移到C的過程中,電場力先做正功,后做負功解析:從題圖上分析為一點電荷產(chǎn)生的電場,B點距O點較近,則B點電場強度的大小大于C點的電場強度,選項A正確;EBx沿x軸負方向,電荷在O點受到的電場力合力為零,負電荷從B到C的過程中電勢先上升后降低,電場力先做正功后做負功,選項B、C錯誤,選項D正確。答案:AD二、填空題(本題共2小題,共16分)11.(8分)(1)在測定一根粗細勻稱合金絲電阻率的試驗中,利用螺旋測微器測定合金絲直徑的過程如圖所示,校零時的讀數(shù)為mm,合金絲的直徑為mm。

(2)為了精確測量合金絲的電阻Rx,設(shè)計出如圖甲所示的試驗電路圖,依據(jù)該電路圖完成圖乙中的實物電路連接。解析:(1)校零時的讀數(shù)為0.7×0.01mm=0.007mm;依據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)則可知,測量的讀數(shù)為0.5mm+14.5×0.01mm=0.645mm,所以合金絲的直徑為0.645mm-0.007mm=0.638mm。(2)實物連接如圖所示。答案:(1)0.0070.638(2)如解析圖所示12.(8分)運用多用電表測量電阻時,多用電表內(nèi)部的電路可以等效為一個直流電源(一般為電池)、一個電阻和一表頭相串聯(lián),兩個表筆分別位于此串聯(lián)電路的兩端?，F(xiàn)須要測量多用電表內(nèi)電池的電動勢,給定的器材有待測多用電表,量程為60mA的電流表,電阻箱,導(dǎo)線若干。試驗時,將多用電表調(diào)至×1Ω擋,調(diào)好零點;電阻箱置于適當(dāng)數(shù)值。完成下列填空:(1)儀器連線如圖1所示(a和b是多用電表的兩個表筆)。若兩電表均正常工作,則表筆a為(選填“紅”或“黑”)色。

圖1(2)若適當(dāng)調(diào)整電阻箱后,圖1中多用電表、電流表與電阻箱的示數(shù)分別如圖2(a)、(b)、(c)所示,則多用電表的讀數(shù)為Ω,電流表的讀數(shù)為mA,電阻箱的讀數(shù)為Ω。

圖2(a)圖2(b)圖2(c)(3)將圖1中多用電表的兩表筆短接,此時流過多用電表的電流為mA。(保留3位有效數(shù)字)

(4)計算得到多用電表內(nèi)電池的電動勢為V。(保留3位有效數(shù)字)

解析:(1)依據(jù)“多用表歐姆擋工作時內(nèi)置電源正極與黑表筆相連”及“電流表工作時電流應(yīng)由+接線柱流入”可知表筆a應(yīng)為黑色。(2)由于多用表調(diào)至×1Ω擋,據(jù)讀數(shù)規(guī)則可知多用表讀數(shù)為14.0Ω;電流表讀數(shù)為53.0mA;電阻箱讀數(shù)應(yīng)為(1×4+0.1×6)Ω=4.6Ω。(3)據(jù)圖2(a)可知多用電表調(diào)至×1Ω擋時其內(nèi)阻為15Ω,據(jù)各表讀數(shù)可知E(15+14)Ω=(4)據(jù)閉合電路歐姆定律可知多用表內(nèi)電池的電動勢為E=(15+14)×53×10-3V=1.54V。答案:(1)黑(2)14.053.04.6(3)102(4)1.54三、計算題(本題共3小題,共34分。解答應(yīng)寫明必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,只寫出答案的不能得分,有數(shù)值計算的題,答案中必需寫出數(shù)值和單位)13.(8分)電熱毯、電飯鍋等是人們常用的電熱式家用電器,它們一般具有加熱和保溫功能,其工作原理大致相同。圖①為某種電熱式電器的簡化電路圖,主要元件有電阻絲R1、R2和自動開關(guān)S。(1)當(dāng)自動開關(guān)S閉合和斷開時,用電器分別處于什么狀態(tài)?(2)用電器由照明電路供電(U=220V),設(shè)加熱時用電器的電功率為400W,保溫時用電器的電功率為40W,則R1和R2分別為多大?(3)若將圖①中的自動開關(guān)S換成志向的晶體二極管D,如圖②所示,其他條件不變,求該用電器工作1小時消耗的電能。解析:(1)S閉合,處于加熱狀態(tài);S斷開,處于保溫狀態(tài)。(2)由電功率公式得P1=U2P2=U2聯(lián)立①②得R1=121Ω,R2=1089Ω。(3)二極管導(dǎo)通時處于加熱狀態(tài),二極管截止時,用電器處在保溫狀態(tài)。W=P1t2+P2t2=0.22kW·h(或7.92×10答案:(1)S閉合,處于加熱狀態(tài),S斷開,處于保溫狀態(tài)(2)R1=121ΩR2=1089Ω(3)0.22kW·h(或7.92×105J)14.(10分)反射式速調(diào)管是常用的微波器件之一,它利用電子團在電場中的振蕩來產(chǎn)生微波,其振蕩原理與下述過程類似。如圖所示,在虛線MN兩側(cè)分別存在著方向相反的兩個勻強電場,一帶電微粒從A點由靜止起先,在電場力作用下沿直線在A、B兩點間來回運動。已知電場強度的大小分別是E1=2.0×103N/C和E2=4.0×103N/C,方向如圖所示。帶電微粒質(zhì)量m=1.0×10-20kg,電荷量q=-1.0×10-9C,A點距虛線MN的距離d1=1.0cm,不計帶電微粒的重力,忽視相對論效應(yīng)。求:(1)B點距虛線MN的距離d2;(2)帶電微粒從A點運動到B點所經(jīng)驗的時間t。解析:(1)帶電微粒由A運動到B的過程中,由動能定理有|q|E1d1-|q|E2d2=0①由①式解得d2=E1E2d1=0(2)設(shè)微粒在虛線MN兩側(cè)的加速度大小分別為a1、a2,由牛頓其次定律有|q|E1=ma1③|q|E2=ma2④設(shè)微粒在虛線MN兩側(cè)運動的時間分別為t1、t2,由運動學(xué)公式有d1=12a1td2=12a2t又t=t1+t2⑦由②③④⑤⑥⑦式解得t=1.5×10-8s。答案:(1)0.50cm(2)1.5×10-8s15.(16分)平面直角坐標(biāo)系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y軸負方向的勻強電場,第Ⅳ象限存在垂直于坐標(biāo)平面對外的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點以速度v0垂直于y軸射入電場,經(jīng)x軸上的N點與x軸正方向成60°角射入磁場,最終從y軸負半軸上的P點與y軸正方向成60°角射出磁場,如圖所示。不計粒子重力,求:(1)粒子在磁場中運動的軌道半徑R;(2)粒子從M點運動到P點的總時間t;(3)勻強電場的電場強度大小E。解析:(1)如圖所示,設(shè)粒子過N點時的速度為v,依據(jù)平拋運動的速度關(guān)系得v=v0cos60°=2v0,分別過N、P點作速度方向的垂線,相交于Q點,則Q是粒子在磁場中做勻速圓周運動的圓心,依據(jù)牛頓其次定