2024-2025年新教材高中物理模塊綜合測評含解析教科版必修第三冊

PAGEPAGE10模塊綜合測評(時間：90分鐘分值：100分)1．(4分)下列關于能量守恒定律的相識不正確的是()A．某種形式的能削減，肯定存在其他形式的能增加B．某個物體的能量削減，必定有其他物體的能量增加C．不須要任何外界的動力而持續(xù)對外做功的機械——永動機不行能制成D．石子從空中落下，最終靜止在地面上，說明機械能消逝了D[依據(jù)能量守恒定律可知，能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消逝。能量只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到其他物體，AB對，D錯；永動機違反了能量守恒定律，故它不行能制造出來，C對。D符合題意。]2．(4分)下面是某同學對電場中的一些概念及公式的理解，其中正確的是()A．由E＝eq\f(F,q)知，電場中某點的電場強度與檢驗電荷所帶的電荷量成反比B．由C＝eq\f(Q,U)知，電容器的電容與其所帶電荷量成正比，與兩極板間的電壓成反比C．由E＝keq\f(Q,r2)知，電場中某點的電場強度與場源電荷所帶的電荷量無關D．由UAB＝eq\f(WAB,q)知，帶電荷量為1C的正電荷，從A點移動到B點克服電場力做功為1J，則A、B兩點間的電勢差為－1VD[電場強度E與F、q無關，由電場本身確定，A錯誤；電容C與Q、U無關，由電容器本身確定，B錯誤；E＝keq\f(Q,r2)是點電荷電場強度的確定式，C錯誤；由UAB＝eq\f(WAB,q)可知，D正確。]3．(4分)如圖，直線a、b和c、d是處于勻強電場中的兩組平行線，M、N、P、Q是它們的交點，四點處的電勢分別為φM、φN、φP、φQ。一電子由M點分別運動到N點和P點的過程中，電場力所做的負功相等，則()A．直線a位于某一等勢面內(nèi)，φM＞φQB．直線c位于某一等勢面內(nèi)，φM＞φNC．若電子由M瞇運動到Q點，電場力做正功D．若電子由P點運動到Q點，電場力做負功B[依據(jù)題述一電子由M點分別運動到N點和P點的過程中，電場力所做的負功相等，可知N點和P點處于同一等勢面上，直線d們玗某一等勢面內(nèi)。依據(jù)勻強電場的特性，可知直線c位于某一等勢面內(nèi)。由于電子由M點運動到N點的過程中，電場力做負功，說明電場線方向從M指向N，故M點電勢高于N點電勢，所以選項B正確，選項A錯誤；由于M、Q處于同一等勢面內(nèi)，電子由M點運動到Q點的過程中，電場不做功，選項C錯誤；電子由P點運動到Q點的過程中，電場力做正功，選項D錯誤。]4．(4分)甲、乙、丙、丁是四個長度、橫截面積均相同的金屬導體，某同學對它們各進行了一次測量，把每個導體中通過的電流和兩端的電壓在I-U坐標系中描點，如圖所示，四個導體中電阻率最大的是()A．甲B．乙C．丙D．丁A[依據(jù)電阻定律R＝ρeq\f(l,S)可知，導體的電阻率ρ＝eq\f(RS,l)。分別把甲、乙、丙、丁所在的位置與坐標原點O連接，I-U圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，由題圖可知甲導體的電阻最大，丁導體的電阻最小。因甲、乙、丙、丁四個導體的長度、橫截面積均相同，則甲的電阻率最大，A正確。]5．(4分)有一導線南北方向放置，在其下方放一個小磁針。小磁針穩(wěn)定后，給導線通上如圖所示電流，發(fā)覺小磁針的S極垂直紙面對外偏轉(zhuǎn)。關于此現(xiàn)象下列說法正確的是()A．沒有通電時，小磁針的S極指向地磁場的南極B．通電后小磁針S極仍指向地磁場的南極C．通電導線在小磁針所在處產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面對外D．通電后小磁針S極發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明通電導線四周存在磁場D[小磁針自由靜止時，指向地理北極的一端是小磁針的北極，即N極，地磁場的北極在地理南極旁邊，小磁針的S極指向地磁場的北極，故A錯誤；通電后依據(jù)安培定則可知，導線在小磁針處產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面對里，所以小磁針N極將偏向紙里，S極將偏向紙外，故B、C錯誤；通電后小磁針S極發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明通電導線四周存在磁場，即電流的磁效應，故D正確。]6．(4分)先后在磁場中A、B兩點引入長度相等的短直導線，導線與磁場方向垂直。如圖所示，圖中a、b兩圖線分別表示在磁場中A、B兩點導線所受的力F與通過導線的電流I的關系。下列說法中正確的是()A．A、B兩點磁感應強度相等B．A點的磁感應強度大于B點的磁感應強度C．A點的磁感應強度小于B點的磁感應強度D．無法比較磁感應強度的大小B[導線受到的磁場力F＝BIL，對于題圖給出的F-I圖線，直線的斜率k＝BL，由題圖可知ka＞kb，又因A、B兩點導線的長度L相同，故A點的磁感應強度大于B點的磁感應強度，故B正確。]7．(4分)A、B是某電場中一條電場線上的兩點，一正電荷僅在靜電力作用下，沿電場線從A點運動到B點，其速度－時間圖像如圖所示，則()A．EA＞EB B．EA＜EBC．φA＝φB D．φA＞φBA[依據(jù)v-t圖像可知，此正電荷速度減小且加速度越來越小，說明正電荷逆著電場線運動，由電勢低的點移向電勢高的點，且靜電力越來越小，即電場變?nèi)?，故選項A正確，BCD錯誤。]8．(6分)小明想測額定電壓為2.5V的小燈泡在不同電壓下的電功率，設計了如圖甲所示的電路。甲乙(1)在試驗過程中，調(diào)整滑動片P，電壓表和電流表均有示數(shù)但總是調(diào)不到零，其緣由是________的導線沒有連接好(圖中用數(shù)字標記的小圓點表示接線點，空格中請?zhí)顚憟D中的數(shù)字，如“7點至8點”)；(2)正確連好電路，閉合開關，調(diào)整滑動片P，當電壓表的示數(shù)達到額定電壓時，電流表的指針如圖乙所示，則電流為________A，此時小燈泡的功率為________W；(3)做完試驗后，小明發(fā)覺在試驗報告上漏寫了電壓為1.00V時通過小燈泡的電流，但在草稿紙上記錄了下列數(shù)據(jù)，你認為最有可能的是________。A．0.08AB．0.12AC．0.20A[解析](1)1點至4點未連接好時，滑動變阻器處于限流式接法，電壓和電流不能調(diào)整為0。(2)由題圖乙可知電流為0.30A；小燈泡功率P＝UI＝0.75W。(3)電壓為2.5V時，小燈泡電阻為R＝eq\f(U,I)＝eq\f(2.5,0.30)Ω≈8.3Ω；由于熱效應，電壓為1.00V時，小燈泡電阻小于8.3Ω，依據(jù)歐姆定律I＝eq\f(U,R)，電流大于eq\f(1,8.3)A≈0.12A，即選C。[答案](1)1點至4點(2)0.300.75(3)C9．(8分)如圖所示，兩平行金屬板A、B間有一勻強電場，C、D為電場中的兩點，且CD＝4cm，其連線的延長線與金屬板A成30°角。已知電子從C點移到D點的過程中電場力做功為－4.8×10－17J，元電荷e＝1.6×10－19C(1)C、D兩點間的電勢差UCD、勻強電場的場強大小E；(2)若選取A板的電勢φA＝0，C點距A板1cm，電子在D點的電勢能為多少？[解析](1)電子從C點移到D點UCD＝eq\f(WCD,q)＝－eq\f(4.8×10－17,－1.6×10－19)V＝300VE＝eq\f(UCD,dCDsin30°)＝eq\f(300,4×10－2×0.5)V/m＝1.5×104V/m。(2)d＝dCDsin30°＋1cm＝3cmUAD＝Ed＝1.5×104×3×10－2V＝450V由UAD＝φA－φD和φA＝0得φD＝－450V電子在D點的電勢能為Ep＝qφD＝－1.6×10－19×(－450)J＝7.2×10－17J。[答案](1)300V1.5×104V/m(2)7.2×10－17J10．(12分)如圖所示，M為一線圈電阻RM＝0.4Ω的電動機，R＝24Ω，電源電動勢E＝40V。當開關S斷開時，志向電流表的示數(shù)I1＝1.6A，當開關S閉合時，志向電流表的示數(shù)為I2＝4.0A。求：(1)電源內(nèi)阻r；(2)開關S閉合時，通過電動機的電流及電動機消耗的總功率。[解析](1)開關S斷開時，電源與定值電阻構(gòu)成串聯(lián)回路，E＝I1(R＋r)，電源內(nèi)阻r＝eq\f(E,I1)－R＝1Ω。(2)開關S閉合后，定值電阻與電動機構(gòu)成并聯(lián)電路，電流表測干路電流，路端電壓U＝E－I2r＝36V通過定值電阻的電流I2′＝eq\f(U,R)＝1.5A通過電動機的電流I2″＝I2－I2′＝2.5A電動機消耗的總功率即電動機的電功率P＝UI2″＝90W。[答案](1)1Ω(2)2.5A90W11．(4分)如圖所示的電路中，U＝90V，滑動變阻器R2的最大阻值為200Ω，R1＝100Ω。當滑片P滑至R2的中點時，a、b兩端的電壓為()A．30VB．45VC．60V D．75VA[P位于中點時R并＝50Ω，干路中電流I＝eq\f(U,\f(R2,2)＋R并)＝eq\f(90,100＋50)A＝0.6A，Uab＝IR并＝0.6×50V＝30V，選項A正確。]12．(4分)在方向豎直向上的勻強磁場中，水平放置一根長通電直導線，電流的方向垂直于紙面對里。如圖所示，a、b、c、d是以直導線為圓心的同一圓周上的四點，在這四點中()A．b、d兩點的磁感應強度大小相等B．a(chǎn)、b兩點的磁感應強度大小相等C．c點的磁感應強度的值最大D．a(chǎn)點的磁感應強度的值最小A[用右手螺旋定則推斷通電直導線在a、b、c、d四個點上所產(chǎn)生的磁場方向，如圖所示：a點有向上的磁場，還有電流產(chǎn)生的向上的磁場，電流產(chǎn)生的磁場和原磁場方向相同，疊加變大。b點有向上的磁場，還有電流產(chǎn)生的水平向左的磁場，磁感應強度疊加變大，方向向左上。c點電流產(chǎn)生的磁感應強度和原磁感應強度方向相反，疊加變小。d點有向上的磁場，還有電流產(chǎn)生的水平向右的磁場，疊加后磁感應強度的方向向右上。d點與b點疊加后的磁場大小相等，但是方向不同。a、b兩點的磁感應強度大小不相等；a點的磁感應強度的值最大，c點最小，選項BCD錯誤，選項A正確。]13．(4分)如圖所示為一水平放置的條形磁鐵，一閉合線框abcd位于磁鐵的左端，線框平面始終與磁鐵的上表面垂直，并與磁鐵的端面平齊。當線框由圖中位置Ⅰ經(jīng)過中間位置Ⅱ到達位置Ⅲ時，穿過線框的磁通量改變狀況為()A．不發(fā)生改變 B．先削減后增加C．先增加后削減 D．不能確定B[條形磁鐵的磁感線分布如圖所示，兩端磁感線分布密集，中間磁感線分布稀疏，線框在位置Ⅱ時磁通量最小，故從Ⅰ經(jīng)Ⅱ到Ⅲ，磁通量先削減后增加，選項B正確。]14．(4分)(多選)如圖所示，平行金屬板A、B之間有加速電場，C、D之間有偏轉(zhuǎn)電場，M為熒光屏。今有質(zhì)子、氘核和α粒子均從A板由靜止起先經(jīng)加速電場加速后垂直于電場方向進入偏轉(zhuǎn)電場，最終打在熒光屏上。已知質(zhì)子、氘核和α粒子的質(zhì)量之比為1∶2∶4，電荷量之比為1∶1∶2，則下列推斷正確的是()A．三種粒子從B板運動到熒光屏經(jīng)驗的時間相同B．三種粒子打到熒光屏上的位置相同C．加速電場的靜電力對三種粒子做功之比為1∶2∶4D．偏轉(zhuǎn)電場的靜電力對三種粒子做功之比為1∶1∶2BD[設加速電場的電壓為U1，偏轉(zhuǎn)電場的電壓為U2，偏轉(zhuǎn)極板的長度為L，板間距離為d。在加速電場中，靜電力做的功W＝qU1，故加速電場的靜電力對三種粒子做功之比等于電荷量之比，即1∶1∶2，故C錯誤；由qU1＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)可知，粒子經(jīng)加速電場獲得的速度v0＝eq\r(\f(2qU1,m))，三種粒子從B板運動到熒光屏的過程，在水平方向做速度為v0的勻速直線運動，由于三種粒子的比荷不同，則v0不同，所以三種粒子從B板運動到熒光屏經(jīng)驗的時間不同，故A錯誤；依據(jù)y＝eq\f(U2L2,4dU1)可知，y與粒子的種類、質(zhì)量、電荷量無關，故三種粒子偏轉(zhuǎn)距離相同，打到熒光屏上的位置相同，故B正確；偏轉(zhuǎn)電場中靜電力做功為W＝eq\f(qU2y,d)，則W與q成正比，三種粒子的電荷量之比為1∶1∶2，則偏轉(zhuǎn)電場的靜電力對三種粒子做功之比為1∶1∶2，故D正確。]15．(4分)(多選)如圖所示，電源的電動勢E＝2V，內(nèi)阻r＝2Ω，兩個定值電阻均為8Ω，平行板電容器的電容C＝3×10－6FA．開關斷開時兩極板間的電壓為eq\f(4,3)VB．開關斷開時電容器所帶電荷量為4×10－6C．開關接通時兩極板間的電壓為eq\f(4,3)VD．開關接通時電容器所帶電荷量為4×10－6CD[電容器兩極板間的電壓等于R2兩端的電壓，開關S斷開時，電路中的總電流為I＝eq\f(E,R2＋r)＝eq\f(2,8＋2)A＝0.2A，電容器的兩極板間的電壓為U＝IR2＝0.2×8V＝1.6V，此時電容器所帶電荷量為Q＝CU＝3×10－6×1.6C＝4.8×10－6C，故選項AB錯誤；開關接通時兩定值電阻并聯(lián)，電容器兩極板間的電壓等于路端電壓，電路中的總電流I′＝eq\f(E,R外＋r)＝eq\f(2,4＋2)A＝eq\f(1,3)A，電容器的兩極板間的電壓U′＝I′R外＝eq\f(1,3)×4V＝eq\f(4,3)V，此時電容器所帶的電荷量Q′＝CU′＝3×10－6×eq\f(4,3)C＝4×10－6C，故選項CD正確。]16．(4分)(多選)所示，圖線a是該電池在某光照耀強度下路端電壓U和電流I的關系圖(電池電動勢不變，內(nèi)阻不是常量)，圖線b是某電阻的U-I圖像，傾斜虛線是過a、b交點的切線。在某光照強度下將它們組成閉合回路時，下列相關敘述正確的是()A．此時硅光電池的內(nèi)阻為12.5ΩB．此時硅光電池的總功率為0.72WC．此時硅光電池的輸出效率約為56%D．若把內(nèi)阻為10Ω的直流電動機接到該電池上，電動機的輸出功率為0.4WBC[由圖線a知，此硅光電池的電動勢E＝3.6V，由圖線b知，電阻R＝eq\f(2,0.2)Ω＝10Ω。當電阻接在硅光電池上，在某光照強度下U外＝2V，I＝0.2A，由E＝U外＋Ir得r＝8Ω。電池總功率P＝EI＝3.6×0.2W＝0.72W，電池的輸出功率P出＝U外I＝2×0.2W＝0.4W，效率η＝eq\f(P出,P)×100%≈56%，故A錯誤，B、C正確；把內(nèi)阻為10Ω的直流電動機接到該電池上，電動機為非純電阻電路，故電動機的輸出功率小于0.4W，D錯誤。]17．(9分)在“測定電源的電動勢和內(nèi)阻”的試驗中：(1)現(xiàn)備有以下器材：A．干電池1節(jié)；B．滑動變阻器(0～50Ω)；C．滑動變阻器(0～10kΩ)；D．電壓表(0～3V)；E．電壓表(0～15V)；F．電流表(0～0.6A)；G．電流表(0～3A)；H．開關、導線若干其中滑動變阻器應選________，電流表應選________，電壓表應選________。(2)為了最大限度地減小試驗誤差，請在虛線框內(nèi)畫出該試驗最合理的電路圖。(3)某同學記錄的試驗數(shù)據(jù)如下表所示，試依據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖中畫出U-I圖像，依據(jù)圖像得到被測電池的電動勢E＝________V，內(nèi)電阻r＝________Ω。123456I/A0.050.100.200.250.300.40U/V1.451.401.321.271.221.13[解析](1)滑動變阻器應選阻值較小的B；電流表應選量程為0.6A的F；電壓表應選3V量程的D。(2)試驗最合理的電路圖如圖所示。(3)依據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖中畫出U-I圖像如圖所示。依據(jù)圖像得到被測電池的電動勢E＝1.50V；內(nèi)電阻r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))＝eq\f(1.50－1.00,0.53)Ω≈0.94Ω。[答案](1)BFD(2)見解析圖(3)見解析圖1.50(1.48～1.52)0.94(0.92～0.96)18．(13分)如圖所示，虛線MN左側(cè)有一場強為E1＝E的勻強電場，在兩條平行的虛線MN和PQ之間存在著寬為L、電場強度為E2＝2E