新教材高中物理第13章電磁感應(yīng)與電磁波初步模塊綜合測評新人教版必修第三冊

模塊綜合測評本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分，滿分100分，考試時(shí)間90分鐘。第Ⅰ卷(選擇題，共48分)一、選擇題(本題共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～8題只有一項(xiàng)符合題目要求，第9～12題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分)1．下列說法中正確的是()A．能量的耗散說明能量不守恒B．能量是守恒的，所以“能源危機(jī)”是不存在的C．能量的耗散過程中能量仍守恒，只是說明自然界中的宏觀過程具有方向性D．內(nèi)能也可以自發(fā)地全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能答案C解析能量的耗散過程中品質(zhì)高的能量向品質(zhì)低的能量轉(zhuǎn)變，但是總的能量是守恒的，能量不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消逝，其轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移有方向性，“能源危機(jī)”仍存在，故A、B錯(cuò)誤。能量的耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性，機(jī)械能可以自發(fā)地轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能不行能自發(fā)地全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故C正確，D錯(cuò)誤。2．用塑料梳子梳頭時(shí)，塑料梳子和頭發(fā)都會(huì)帶電，其緣由是()A．摩擦創(chuàng)建了電荷B．靜電感應(yīng)創(chuàng)建了電荷C．電子在梳子和頭發(fā)之間發(fā)生了轉(zhuǎn)移D．質(zhì)子在梳子和頭發(fā)之間發(fā)生了轉(zhuǎn)移答案C解析塑料梳子梳頭時(shí)，塑料梳子和頭發(fā)之間通過摩擦的方式起電，起電的實(shí)質(zhì)都是電子的轉(zhuǎn)移，并沒有創(chuàng)建電荷，C正確，A、B、D錯(cuò)誤。3．如圖所示，直線上有O、a、b、c四點(diǎn)，ab間的距離與bc間的距離相等。在O點(diǎn)處有固定點(diǎn)電荷。已知b點(diǎn)電勢高于c點(diǎn)電勢。若一帶負(fù)電荷的粒子僅在靜電力作用下先從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，再從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)，則()A．兩過程中靜電力做的功相等B．前一過程中靜電力做的功大于后一過程中靜電力做的功C．前一過程中，粒子電勢能不斷減小D．后一過程中，粒子動(dòng)能不斷減小答案C解析由題意知O點(diǎn)點(diǎn)電荷帶正電，其四周部分電場線分布如圖所示，負(fù)電荷由c到b再到a的過程中，電場強(qiáng)度不斷變大，又bc＝ab，故Wba>Wcb，故A、B均錯(cuò)誤；負(fù)電荷由c→b→a的過程中，靜電力做正功，電勢能不斷減小，動(dòng)能不斷增加，故C正確，D錯(cuò)誤。4．地球表面旁邊某區(qū)域存在大小為150N/C、方向豎直向下的電場。一質(zhì)量為1.00×10－4kg、帶電荷量為－1.00×10－7C的小球從靜止釋放，在電場區(qū)域內(nèi)下落10.0m。對此過程，該小球的電勢能和動(dòng)能的變更量分別為(重力加速度大小取9.80m/s2，忽視空氣阻力)()A．－1.50×10－4J和9.95×10－3JB．1.50×10－4J和9.95×10－3JC．－1.50×10－4J和9.65×10－3JD．1.50×10－4J和9.65×10－3J答案D解析對帶電小球受力分析，如圖所示，在此過程中，該小球的電勢能的變更量ΔEp＝qEh＝1.50×10－4J；依據(jù)動(dòng)能定理可得：小球的動(dòng)能的變更量ΔEk＝mgh－qEh＝9.65×10－3J，D正確，A、B、C錯(cuò)誤。5．圖中a、b、c、d為四根與紙面垂直的長直導(dǎo)線，其橫截面位于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，導(dǎo)線中通有大小相等的電流，c中電流方向向外，其余向里，如圖所示。則O點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向()A．沿Oa向上 B．沿Od向左C．沿Oc向下 D．沿Ob向右答案B解析依據(jù)題意，由安培定則知b與d導(dǎo)線中電流在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場正好相互抵消，而a與c導(dǎo)線中電流在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場方向相同，且磁場方向水平向左，故選B。6．電動(dòng)勢為E、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻R1、R2及滑動(dòng)變阻器R連接成如圖所示的電路，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭由中點(diǎn)滑向a端時(shí)，下列說法正確的是()A．電壓表和電流表讀數(shù)都增大B．電壓表和電流表讀數(shù)都減小C．電壓表讀數(shù)增大，電流表讀數(shù)減小D．電壓表讀數(shù)減小，電流表讀數(shù)增大答案B解析當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片由中點(diǎn)滑向a端時(shí)，接入電路的電阻減小，電路總電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知，干路電流增加，則R1兩端電壓增加，內(nèi)電壓增加，由U＝E－Ir可知路端電壓減小，即電壓表示數(shù)減小；因路端電壓減小，R1兩端的電壓增加，故并聯(lián)部分電壓減小，由歐姆定律可知電流表示數(shù)減小，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。7．在如圖所示的條件下，閉合的矩形線圈中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()答案B解析A圖中線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)穿過線圈的磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A錯(cuò)誤；B圖中線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)穿過線圈的磁通量發(fā)生變更，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B正確；C圖中穿過線圈的磁通量始終為零，不發(fā)生變更，故線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C錯(cuò)誤；D圖中線圈的轉(zhuǎn)軸平行于磁場，故穿過線圈的磁通量始終為零，不發(fā)生變更，線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D錯(cuò)誤。8．一帶電粒子沿圖中曲線穿過一勻強(qiáng)電場中的等勢面，且四個(gè)等勢面的電勢關(guān)系為φa>φb>φc>φd，若不計(jì)粒子所受重力，則()A．粒子肯定帶正電B．粒子的運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)C．粒子從A點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中動(dòng)能先減小后增大D．粒子從A點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中電勢能增大答案B解析由于φa>φb>φc>φd，所以電場線垂直于等勢面對下，依據(jù)電荷運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知其所受靜電力垂直于等勢面對上，故該粒子帶負(fù)電，A錯(cuò)誤；勻強(qiáng)電場中帶電粒子所受靜電力不變，加速度不變，故B正確；從A點(diǎn)到B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中，靜電力做正功，粒子的動(dòng)能始終增大，電勢能始終減小，C、D錯(cuò)誤。9．以下關(guān)于輻射強(qiáng)度與波長關(guān)系的說法中正確的是()A．物體在某一溫度下只能輻射某一固定波長的電磁波B．顏色偏藍(lán)的恒星比顏色偏紅的恒星表面溫度高C．早、晚時(shí)分太陽呈現(xiàn)紅色，而中午時(shí)分呈現(xiàn)白色，說明中午時(shí)分太陽溫度最高D．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)答案BD解析熱輻射輻射各種波長的電磁波，A錯(cuò)誤；溫度上升時(shí)，熱輻射中波長較短的成分越來越強(qiáng)，故B正確；一天之中太陽的溫度不變，不同時(shí)段看到的太陽顏色不同，是由于不同時(shí)段大氣層對太陽光的減弱作用不同，故C錯(cuò)誤；依據(jù)黑體輻射的特點(diǎn)可知，D正確。10．小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變更的圖線如圖所示，P為圖線上一點(diǎn)，PN為圖線在P點(diǎn)的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，則下列說法中正確的是()A．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大B．對應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝eq\f(U1,I2)C．對應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝eq\f(U1,I2－I1)D．對應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍面積答案ABD解析由于曲線上某點(diǎn)的電阻值等于該點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率的倒數(shù)，結(jié)合圖像知，A、B正確，C錯(cuò)誤；小燈泡的功率P＝UI，故D正確。11．如圖所示，直線A為電源a的路端電壓與電流的關(guān)系圖線；直線B為電源b的路端電壓與電流的關(guān)系圖線；直線C為一個(gè)電阻R兩端電壓與電流的關(guān)系圖線。將這個(gè)電阻分別接到a、b兩電源上，那么()A．R接到b電源上時(shí)電源的效率高B．R接到b電源上時(shí)電源的輸出功率較大C．R接到a電源上時(shí)電源的輸出功率較大，但電源效率較低D．R接到a電源上時(shí)電阻的發(fā)熱功率較大，電源效率也較高答案AC解析由題圖知Ea>Eb，內(nèi)阻ra>rb，當(dāng)電阻R接到電源兩極時(shí)，電源的效率為η＝eq\f(I2R,I2R＋r)＝eq\f(R,R＋r)，所以R接到電源b上時(shí)，電源的效率高，A正確，D錯(cuò)誤。由題圖知，R接到電源a上時(shí)，電源的輸出電壓和電流均比接到b上時(shí)大，故R接到電源a上時(shí)，電源的輸出功率較大，B錯(cuò)誤，C正確。12．如圖所示，平行板電容器兩極板水平放置，極板A在上方，極板B在下方?，F(xiàn)將其和二極管串聯(lián)接在電源上，二極管具有單向?qū)щ娦?，已知極板A和電源正極相連，一帶電小球沿A、B中心水平射入，打在B極板上的N點(diǎn)，小球的重力不能忽視，現(xiàn)通過上下移動(dòng)A板來變更兩極板A、B間距(兩極板仍平行)，則下列說法正確的是()A．若小球帶正電，當(dāng)A、B間距增大時(shí)，小球打在N的右側(cè)B．若小球帶正電，當(dāng)A、B間距減小時(shí)，小球打在N的左側(cè)C．若小球帶負(fù)電，當(dāng)A、B間距增大時(shí)，小球打在N的左側(cè)D．若小球帶負(fù)電，當(dāng)A、B間距減小時(shí)，小球可能打在N的右側(cè)答案BD解析依據(jù)平行板電容器電容的確定式C＝eq\f(εrS,4πkd)和定義式C＝eq\f(Q,U)可知，當(dāng)A、B間距d增大時(shí)，C減小，由于電容器兩極板與電源相連，因此電容器要放電，但由于二極管的單向?qū)щ娦?，使得電容器上的電荷量不能變更，又由電場?qiáng)度與電勢差的關(guān)系E＝eq\f(U,d)可知，E＝eq\f(Q,d)·eq\f(4πkd,εrS)＝eq\f(4πkQ,εrS)，即恒定不變，因此無論小球電性如何，其運(yùn)動(dòng)過程中的受力狀況不變，因此仍舊打在N點(diǎn)，故A、C錯(cuò)誤；當(dāng)A、B間距d減小時(shí)，C增大，由于電容器兩極板與電源相連，因此電容器要充電，U保持不變，電場強(qiáng)度E增大，小球所受靜電力增大，若小球帶正電，則合力變大，加速度變大，運(yùn)動(dòng)至B極板的時(shí)間變短，因此打在N點(diǎn)的左側(cè)，故B正確；若小球帶負(fù)電，則合力可能變小(靜電力仍舊小于重力)，加速度變小，運(yùn)動(dòng)至B極板的時(shí)間變長，因此可能打在N點(diǎn)的右側(cè)，故D正確。第Ⅱ卷(非選擇題，共52分)二、試驗(yàn)題(本題共2小題，共11分)13．(5分)(1)用游標(biāo)為20分度的卡尺測量圓柱體電阻的長度如圖1所示，由圖可知其長度為________cm；(2)用螺旋測微器測量其直徑如圖2所示，由圖可知其直徑為________mm；(3)用多用電表的電阻“×10”擋，按正確的操作步驟測此圓柱體的電阻，發(fā)覺指針偏轉(zhuǎn)角度過大。要較精確地測量該圓柱體電阻，接下來正確的操作步驟應(yīng)是：______________，然后______________，最終表盤的示數(shù)如圖3所示，則該電阻的阻值約為________Ω。答案(1)0.675(2)4.700(3)換“×1”擋歐姆調(diào)零22解析(1)用游標(biāo)為20分度的卡尺測量圓柱體電阻的長度，由圖1可知其長度為：0.6cm＋0.05mm×15＝0.675cm；(2)用螺旋測微器測量其直徑，由圖2可知其直徑為：4.5mm＋0.01mm×20.0＝4.700mm；(3)用多用電表的電阻“×10”擋，按正確的操作步驟測此圓柱體的電阻，發(fā)覺指針偏轉(zhuǎn)角度過大，說明倍率選擇過大。要較精確地測量該圓柱體電阻，接下來正確的操作步驟應(yīng)是：換“×1”擋，然后歐姆調(diào)零；該電阻的阻值約為22Ω。14．(6分)試驗(yàn)室中打算了下列器材：A．待測干電池(電動(dòng)勢約為1.5V，內(nèi)阻約為1.0Ω)B．電流表A1(滿偏電流1.5mA，內(nèi)阻為10Ω)C．電流表A2(量程0～0.60A，內(nèi)阻約為0.10Ω)D．電壓表V(量程0～15V，內(nèi)阻約為10kΩ)E．滑動(dòng)變阻器R1(0～20Ω，2A)F．滑動(dòng)變阻器R2(0～100Ω，1A)G．電阻箱R3：最大阻值為999.9Ω，允許通過的最大電流是0.6AH．開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干(1)若要將電流表A1改裝成量程為1.5V的電壓表，需給該電流表串聯(lián)一個(gè)________Ω的電阻。(2)為了測量電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，小明按圖a設(shè)計(jì)好了測量的電路圖，在圖a中，甲是________，乙是________。(填器材前面的序號)(3)為了能較為精確地進(jìn)行測量和操作便利，圖a所示的測量電路中，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________(填器材前面的序號)。(4)試驗(yàn)前表乙和R3已按(1)做了調(diào)整。圖b為小明依據(jù)圖a的測量電路測得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的I1-I2圖線(I1為電表乙的示數(shù)，I2為電表甲的示數(shù))，由該圖線可得：被測干電池的電動(dòng)勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω。(保留兩位小數(shù))答案(1)990(2)CB(3)E(4)1.460.75解析(1)電流表A1的內(nèi)阻為10Ω；滿偏電壓為Um＝1.5×10－3×10V＝1.5×10－2V；若改裝成1.5V的電壓表，則應(yīng)串聯(lián)的電阻為：R＝eq\f(1.5－1.5×10－2,1.5×10－3)Ω＝990Ω。(2)依據(jù)題意可知，乙為電流表B，與電阻箱結(jié)合作為電壓表運(yùn)用；甲為電流表C，作為電流表運(yùn)用。(3)滑動(dòng)變阻器最大阻值略大于電池內(nèi)阻即可，故滑動(dòng)變阻器選擇E。(4)由閉合電路歐姆定律可得：I1(R3＋RA1)＝E－I2r變形得：I1＝eq\f(E,R3＋RA1)－eq\f(r,R3＋RA1)I2；由數(shù)學(xué)學(xué)問可得：圖像中的斜率k＝－eq\f(r,R3＋RA1)；截距b＝eq\f(E,R3＋RA1)；由題意知R3＝990Ω，由圖b可知，b＝1.46×10－3；k＝eq\f(1.35－1.2,0.15－0.35)×10－3＝－0.75×10－3；故解得：E＝1.46V，r＝0.75Ω。三、計(jì)算題(本題共4小題，共41分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)15．(9分)40瓦的白熾燈，有5%的能量轉(zhuǎn)化為可見光。設(shè)所放射的可見光的平均波長為580nm，那么該白熾燈每秒鐘輻射的光子數(shù)為多少？(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光速c＝3×108m/s)答案5.8×1018解析波長為λ的光子為ε＝hν＝heq\f(c,λ)①設(shè)白熾燈每秒內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)為n，白熾燈電功率為P，則n＝eq\f(\a\vs4\al(ηP),ε)②式中，η＝5%是白熾燈的發(fā)光效率，聯(lián)立①②式得：n＝eq\f(\a\vs4\al(ηPλ),hc)代入題給數(shù)據(jù)得：n≈5.8×1018。16．(10分)(2024·河南省林州一中高二月考)電荷量q＝1×10－4C的帶正電的小物塊靜止在絕緣水平面上，所在空間存在沿水平方向的電場，其電場強(qiáng)度E的大小與時(shí)間t的關(guān)系如圖1所示，物塊速度v的大小與時(shí)間t的關(guān)系如圖2所示。重力加速度g＝10m/s2。求：(1)物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)物塊在4s內(nèi)削減的電勢能。答案(1)0.2(2)14J解析(1)由圖2可知，前2s物塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓其次定律有：qE1－μmg＝ma，由圖2知加速度為：a＝1m/s22s后物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由平衡條件有：qE2＝μmg聯(lián)立解得：q(E1－E2)＝ma由圖1可得：E1＝3×104N/C，E2＝2×104N/C，代入數(shù)據(jù)解得：m＝1kg由qE2＝μmg可得：μ＝0.2。(2)物塊在前2s的位移為：s1＝eq\f(1,2)×2×2m＝2m，物塊在2～4s內(nèi)的位移為：s2＝vt2＝4m靜電力做的功為：W＝qE1s1＋qE2s2＝14J，則電勢能削減了14J。17．(10分)一臺電風(fēng)扇，內(nèi)阻為20Ω，接上220V電壓后正常工作，消耗功率66W。問：(1)電風(fēng)扇正常工作時(shí)通過電動(dòng)機(jī)的電流是多少？(2)電風(fēng)扇正常工作時(shí)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率是多少？(3)假如接上電源后電風(fēng)扇的風(fēng)葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)電動(dòng)機(jī)消耗的電功率是多少？答案(1)0.3A(2)64.2W(3)2420W解析(1)因?yàn)镻入＝IU，所以I＝eq\f(P入,U)＝eq\f(66,220)A＝0.3A。(2)電風(fēng)扇正常工作時(shí)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率P內(nèi)＝I2R＝0.32×20W＝1.8W，電風(fēng)扇正常工作時(shí)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率P機(jī)＝P入－P內(nèi)＝66W－1.8W＝64.2W。(3)電風(fēng)扇的風(fēng)葉被卡住后，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)可視為純電阻電路，通過電風(fēng)扇的電流I＝eq\f(U,R)＝eq\f(220,20)A＝11A，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率P＝IU＝11×220W＝2420W。18．(12分)如圖甲所示，極板A、B間電壓為