模塊綜合試卷(二)

/模塊綜合試卷(二)(時(shí)間：90分鐘總分值：100分)一、選擇題(此題共12小題,共40分.1～8題為單項(xiàng)選擇題,每題3分,9～12題為多項(xiàng)選擇題,全部選對(duì)得4分,有選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)的得0分)1.(2019·山東煙臺(tái)市高一下期末)關(guān)于以下公式的理解,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A.點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式E＝eq\f(kQ,r2)中,Q為試探電荷的電荷量B.電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E＝eq\f(F,q)中,q為場(chǎng)源電荷的電荷量C.由電阻定義式R＝eq\f(U,I)知,R與U成正比,與I成反比D.電源電動(dòng)勢(shì)定義式E＝eq\f(W,q)中,W指的是非靜電力所做的功答案D2.如圖1所示,電場(chǎng)中一正離子只受靜電力作用從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),離子在A點(diǎn)的速度大小為v0,速度方向與電場(chǎng)方向相同,能定性反映該離子從A點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況的速度—時(shí)間(v－t)圖象是()圖1答案C3.(2019·衡中微山分校高一下期末)硅光電池作為電源已廣泛應(yīng)用于人造衛(wèi)星、燈塔和無(wú)人氣象站等,高速公路上安裝的“電子眼〞通常也采用硅光電池供電.硅光電池的原理如圖2所示,a、b是硅光電池的兩個(gè)電極,P、N是兩塊硅半導(dǎo)體,E區(qū)是兩塊半導(dǎo)體自發(fā)形成的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū),P的上外表鍍有一層增透膜.光照射到半導(dǎo)體P上,使P內(nèi)受原子束縛的電子成為自由電子,自由電子經(jīng)過(guò)E區(qū)電場(chǎng)加速到達(dá)半導(dǎo)體N,從而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),形成電流.以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()圖2A.E區(qū)勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向由P指向NB.電源內(nèi)部的電流方向由P指向NC.a電極為電池的正極D.硅光電池是一種把化學(xué)能轉(zhuǎn)為電能的裝置答案C解析根據(jù)題意,E區(qū)電場(chǎng)能使P逸出的自由電子加速向N運(yùn)動(dòng),因負(fù)電荷受到的電場(chǎng)力與電場(chǎng)方向相反,所以電場(chǎng)方向由N指向P,由于電流的方向與負(fù)電荷的運(yùn)動(dòng)方向相反,所以電源內(nèi)部的電流方向由N指向P,故A、B錯(cuò)誤；根據(jù)以上對(duì)電流方向的分析可知,a為電池正極,該電池是將光能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,C正確,D錯(cuò)誤.4.如圖3所示電路,閉合開(kāi)關(guān)S,兩個(gè)燈泡都不亮,電流表指針幾乎不動(dòng),而電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn),該電路的故障可能是()圖3A.電流表壞了或未接好B.從點(diǎn)a經(jīng)過(guò)燈L1到點(diǎn)b的電路中有斷路C.燈L2的燈絲斷了或燈座未接通D.電流表和燈L1、L2都?jí)牧舜鸢窧解析電流表壞了或未接好,電路斷路,電路中無(wú)電流,兩電表都無(wú)示數(shù),A項(xiàng)不符合題意.兩燈都不亮,電流表的指針幾乎不動(dòng),而電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn),說(shuō)明電壓表所測(cè)那局部電路斷路,電壓表與電路串聯(lián),分擔(dān)絕大局部電壓,示數(shù)很大,B項(xiàng)符合題意.燈L2燈絲斷了或燈座未接通,電路斷路,電路中無(wú)電流,兩電表都無(wú)示數(shù),C項(xiàng)不符合題意.電流表和燈L1、L2都?jí)牧?電路斷路,電路中無(wú)電流,兩電表都無(wú)示數(shù),D項(xiàng)不符合題意.

5.(2019·山東濟(jì)寧市高一下期末)如圖4所示,在兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)有1、2、3、4、5、6各點(diǎn),其中1、2之間的距離與2、3之間的距離相等,2、5之間的距離與2、6之間的距離相等,2位于兩電荷連線的中點(diǎn),兩條虛線互相垂直,那么關(guān)于各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的表達(dá)錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()圖4A.1、3兩點(diǎn)電勢(shì)相等B.1、3兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同C.4、5兩點(diǎn)電勢(shì)相等D.5、6兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同答案A6.(2019·山東煙臺(tái)市高一下期末)在如圖5所示的電路中,閉合開(kāi)關(guān)S,在滑動(dòng)變阻器R的滑片由a端滑向b端的過(guò)程中,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()圖5A.R1兩端電壓增大B.電源內(nèi)阻消耗的功率變大C.電流表的示數(shù)變小D.R2兩端電壓變小答案C7.有一場(chǎng)強(qiáng)方向與x軸平行的靜電場(chǎng),電勢(shì)φ隨坐標(biāo)x變化的圖線如圖6所示,假設(shè)規(guī)定x軸正方向?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)的正方向,那么該靜電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E隨x變化的圖線應(yīng)是圖中的哪一個(gè)？()圖6答案B解析0～2mm,電勢(shì)φ升高,逆著電場(chǎng)線,那么知電場(chǎng)線方向?yàn)閤軸負(fù)方向,E是負(fù)的,故A、D錯(cuò)誤.0～2mm,E＝eq\f(U,d)＝－eq\f(40,2×10－3)V/m＝－2×104V/m2～10mm,E＝eq\f(U,d)＝eq\f(80,8×10－3)V/m＝1×104V/m10～12mm,E＝eq\f(U,d)＝－2×104V/m,故B正確,C錯(cuò)誤.8.如圖7所示,絕緣水平面上固定一正點(diǎn)電荷Q,另一電荷量為－q(q＞0)、質(zhì)量為m的滑塊(可看做點(diǎn)電荷)從a點(diǎn)以初速度v0沿水平面向Q運(yùn)動(dòng),到達(dá)b點(diǎn)時(shí)速度為零.a、b間距離為s,滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g.最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()圖7A.滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受Q的庫(kù)侖力有可能大于滑動(dòng)摩擦力B.滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程的中間時(shí)刻速率大于eq\f(v0,2)C.此過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)能為eq\f(mv\o\al(02),2)D.Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab＝eq\f(mv\o\al(02)－2μgs,2q)答案D解析假設(shè)滑塊受到的庫(kù)侖力某時(shí)刻大于滑動(dòng)摩擦力,那么滑塊即開(kāi)始做加速運(yùn)動(dòng),不會(huì)在b點(diǎn)停下,A錯(cuò)誤；水平方向上滑塊受到恒定的摩擦力和逐漸變大的庫(kù)侖力,且摩擦力大于庫(kù)侖力,應(yīng)做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng),前半段時(shí)間速度變化量較大,故中間時(shí)刻滑塊速率小于eq\f(v0,2),B錯(cuò)誤；滑塊從a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中,動(dòng)能和電勢(shì)能減小,轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故內(nèi)能Q內(nèi)＝eq\f(1,2)mv02－qUab＝μmgs,顯然Q內(nèi)≠eq\f(mv\o\al(02),2),C錯(cuò)誤；由上式可得：Uab＝eq\f(mv\o\al(02)－2μgs,2q),D正確.9.(2019·山東濱州市高一下期末)如圖8所示,電源電動(dòng)勢(shì)E＝12V,內(nèi)阻r＝1Ω,電阻R1＝2Ω,R2＝25Ω,電容C＝100μF,小燈泡的電阻為3Ω,小型直流電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為1Ω,當(dāng)開(kāi)關(guān)接到1時(shí)通過(guò)小燈泡的電流為1A,電動(dòng)機(jī)正常工作,當(dāng)開(kāi)關(guān)接到2時(shí),電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn),那么()圖8A.開(kāi)關(guān)接到1時(shí),電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為6V,電動(dòng)機(jī)的輸出功率為6WB.開(kāi)關(guān)接到2時(shí),電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為0.4V,電容器所帶電荷量為1.6×10－4CC.開(kāi)關(guān)由1接到2,電容器所帶電荷量減小,燈泡變暗D.開(kāi)關(guān)由1接到2,電容器所帶電荷量增大,燈泡變亮答案BC10.(2019·山東濱州市高一下期末)如圖9所示把兩只完全相同的表頭進(jìn)行改裝,其內(nèi)阻Rg＝200Ω,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()圖9A.由甲圖可知,該表頭滿偏電流Ig＝2mAB.甲圖是改裝成的雙量程電壓表,其中b量程為15VC.乙圖是改裝成的雙量程電流表,R1＝10Ω,R2＝50ΩD.乙圖是改裝成的雙量程電流表,R1＝5Ω,R2＝45Ω答案ABD11.如圖10所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)＝0.5m、傾角為θ＝37°的光滑絕緣斜面AB處于水平向右的勻強(qiáng)電圖10A.小球在B點(diǎn)的電勢(shì)能大于在A點(diǎn)的電勢(shì)能B.水平勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為eq\f(3mg,4q)C.假設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度加倍,小球運(yùn)動(dòng)的加速度大小為3m/s2D.假設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度減半,小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度為初速度v0的一半答案BD解析在小球由A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中,電場(chǎng)力做正功,小球電勢(shì)能減少,A錯(cuò)；由動(dòng)能定理知qELcosθ－mgLsinθ＝0,所以水平勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E＝eq\f(3mg,4q),B對(duì)；電場(chǎng)強(qiáng)度加倍后,那么有q·2Ecosθ－mgsinθ＝ma,所以a＝6m/s2,C錯(cuò)；電場(chǎng)強(qiáng)度減半后,那么有mgsinθ－qeq\f(E,2)cosθ＝ma1,a1＝3m/s2,由v2－v02＝－2a1L代入數(shù)值得v＝1m/s,D對(duì).12.如圖11所示,AB、CD為一圓的兩條直徑且相互垂直,O點(diǎn)為圓心.空間存在一未知靜電場(chǎng),方向與圓周所在平面平行.現(xiàn)讓一電子先從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn),電勢(shì)能減少了Ep；又從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),電勢(shì)能增加了Ep.那么此空間存在的靜電場(chǎng)可能是()圖11A.勻強(qiáng)電場(chǎng),方向垂直于AB由O點(diǎn)指向C點(diǎn)B.勻強(qiáng)電場(chǎng),方向垂直于AB由C點(diǎn)指向O點(diǎn)C.位于O點(diǎn)的正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)D.位于D點(diǎn)的負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)答案BD解析由題知,WAC＝－eUAC,為正功,故UAC<0,即φA<φC,又因從A至C再到B,W電＝0,所以φA＝φB,故φA＝φB<φC,假設(shè)電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng),那么AB為等勢(shì)面,電場(chǎng)方向與AB垂直,方向由C指向O,故A錯(cuò),B對(duì)；假設(shè)電場(chǎng)是由位于O點(diǎn)的正點(diǎn)電荷形成的,因?yàn)镺A＝OB＝OC,那么φA＝φB＝φC,故C錯(cuò)；假設(shè)電場(chǎng)是由位于D點(diǎn)的負(fù)點(diǎn)電荷形成的,因?yàn)镈A＝DB<DC,所以φA＝φB<φC,D對(duì).二、實(shí)驗(yàn)題(此題3小題,共18分)13.(4分)(2019·山東煙臺(tái)市高一下期末)某同學(xué)用多用電表測(cè)一電阻阻值(約為2000Ω).為了比擬精確地測(cè)定該電阻的阻值,現(xiàn)給出以下器材：A.電壓表(量程6V,內(nèi)阻約為10kΩ)B.電流表(量程3mA,內(nèi)阻約為2Ω)C.滑動(dòng)變阻器(最大阻值20Ω)D.電源(電動(dòng)勢(shì)6V,內(nèi)阻1Ω)E.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線假設(shè)干(1)在虛線框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖.(2)電阻的測(cè)量值比真實(shí)值(選填“偏大〞或“偏小〞).答案(1)如下圖(2)偏大14.(6分)為了測(cè)定一節(jié)舊干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻(內(nèi)阻偏大),配備的器材有：A.電流表A(量程為0.6A)B.電壓表V(量程為1V,內(nèi)阻為1.2kΩ)C.滑動(dòng)變阻器R1(0～10Ω,1A)D.電阻箱R2(0～9999.9Ω)某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖12所示的電路.圖12(1)實(shí)驗(yàn)中將1V電壓表量程擴(kuò)大為2V,電阻箱R2的取值應(yīng)為kΩ.(2)利用上述實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)出多組改裝后的電壓表讀數(shù)UV與對(duì)應(yīng)的電流表讀數(shù)IA,得到UV－IA的圖象如圖13所示.由圖象可知,電源的電動(dòng)勢(shì)E＝V,內(nèi)阻r＝Ω.圖13答案(1)1.2(2)1.602.75解析(1)量程增大1倍,即內(nèi)阻增加1倍,所以R2的取值應(yīng)為1.2kΩ.(2)圖象與縱軸的交點(diǎn)即為電源電動(dòng)勢(shì),故E＝1.60V,斜率的絕對(duì)值表示內(nèi)阻,r＝eq\f(|ΔU|,|ΔI|),解得r＝2.75Ω.15.(8分)為了測(cè)量一根長(zhǎng)約為3cm,電阻約為100Ω,橫截面為圓形,粗細(xì)均勻的導(dǎo)電材料的電阻率,所用器材如下：直流電源E,電動(dòng)勢(shì)為8.0V,內(nèi)阻可忽略不計(jì)；電流表A1,量程為0～25mA,內(nèi)阻r1＝100Ω；電流表A2,量程為0～150mA,內(nèi)阻r2＝20Ω；定值電阻R0,阻值為10Ω；滑動(dòng)變阻器R,最大阻值為10Ω；開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線假設(shè)干.(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)得該材料的長(zhǎng)度如圖14甲所示,示數(shù)為L(zhǎng)＝mm；用螺旋測(cè)微器測(cè)得該材料的直徑如圖乙所示,示數(shù)為D＝mm.圖14(2)為了在測(cè)量中盡量減小誤差,并測(cè)多組數(shù)據(jù),現(xiàn)給出測(cè)量電阻Rx的實(shí)驗(yàn)電路,請(qǐng)根據(jù)圖15電路圖把圖16實(shí)驗(yàn)器材連接起來(lái).圖15圖16(3)假設(shè)某次測(cè)量中電流表A1的示數(shù)為I1,電流表A2的示數(shù)為I2,那么由量和測(cè)量量計(jì)算電阻率的表達(dá)式為ρ＝.(用題目中字母表示即可)答案(1)30.353.205(2)如下圖(3)eq\f(πD2,4I1L)[I2(R0＋r2)－I1r1]解析(1)材料的長(zhǎng)度L＝3cm＋7×0.05mm＝30.35mm,材料的直徑D＝3mm＋20.5×0.01mm＝3.205mm.(3)由歐姆定律可得Rx＝eq\f(I2R0＋r2,I1)－r1,由電阻定律可得Rx＝ρeq\f(L,S)＝ρeq\f(4L,πD2),聯(lián)立可解得ρ＝eq\f(πD2,4I1L)[I2(R0＋r2)－I1r1].三、計(jì)算題(此題4小題,共42分)16.(8分)如圖17所示的電路中,電源的電動(dòng)勢(shì)E＝12V,內(nèi)阻未知,R1＝8Ω,R2＝1.5Ω,L為規(guī)格“3V3W〞的燈泡,開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),燈泡恰好正常發(fā)光.(不考慮溫度對(duì)燈泡電阻的影響)試求：圖17(1)燈泡的額定電流和燈絲電阻；(2)電源的內(nèi)阻；(3)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),燈泡實(shí)際消耗的功率.答案(1)1A3Ω(2)1Ω(3)0.48W解析(1)燈泡的額定電流IL＝eq\f(PL,UL)＝eq\f(3,3)A＝1A燈絲電阻RL＝eq\f(U\o\al(L2),PL)＝eq\f(32,3)Ω＝3Ω(2)S斷開(kāi)時(shí),燈L正常發(fā)光,即I1＝IL,根據(jù)閉合電路歐姆定律E＝IL(R1＋RL＋r)得r＝eq\f(E,IL)－(R1＋RL)＝[eq\f(12,1)－(8＋3)]Ω＝1Ω(3)S閉合時(shí),設(shè)外電路總電阻為R外R外＝eq\f(RL·R2,RL＋R2)＋R1＝9Ω干路電流為I總＝eq\f(E,R外＋r)＝1.2A燈泡兩端的電壓UL′＝I總·eq\f(RL·R2,RL＋R2)＝1.2V燈泡實(shí)際消耗的功率P＝eq\f(UL′2,RL)＝0.48W.17.(10分)如圖18所示,一長(zhǎng)為h2、內(nèi)壁光滑的絕緣細(xì)管豎直放置,管的底部固定一電荷量為Q(Q>0)的點(diǎn)電荷M.現(xiàn)在管口A處無(wú)初速度釋放一電荷量為q(q>0)、質(zhì)量為m的點(diǎn)電荷N,N在距離底部點(diǎn)電荷為h1的B處速度恰好為零.再次從A處無(wú)初速度釋放電荷量為q、質(zhì)量為3m的點(diǎn)電荷P(靜電力常量為k,重力加速度為g).求：圖18(1)電荷P運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度最大處與底部點(diǎn)電荷間的距離；(2)電荷P運(yùn)動(dòng)到B處時(shí)的速度大小.答案(1)eq\r(\f(kQq,3mg))(2)2eq\r(\f(gh2－h(huán)1,3))解析(1)電荷P運(yùn)動(dòng)到重力等于電場(chǎng)力時(shí),速度最大,距底部距離為r,那么有3mg＝eq\f(kQq,r2),解得r＝eq\r(\f(kQq,3mg))(2)設(shè)電荷P運(yùn)動(dòng)到B處時(shí)的速度為vB,由動(dòng)能定理,有3mg(h2－h(huán)1)－qUAB＝eq\f(1,2)×3mvB2依題意有mg(h2－h(huán)1)＝qUAB聯(lián)立兩式可得：vB＝2eq\r(\f(gh2－h(huán)1,3)).18.(12分)(2019·山東濟(jì)寧市高一下期末)如圖19所示,在水平面上方,O點(diǎn)右側(cè)空間有一勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小E＝6.0×105N/C,方向水平向右,在O點(diǎn)有一個(gè)電荷量q＝－5.0×10－8C、質(zhì)量m＝1.0×10－2kg的絕緣物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2,現(xiàn)給物塊一個(gè)水平向右的初速度v0＝3.0m/s(取g＝10m/s2).求：圖19(1)物塊向右運(yùn)動(dòng)離O點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離x1為多大；(2)物塊最終停止時(shí)的位置.答案見(jiàn)解析解析(1)物塊受到的電場(chǎng)力為F＝Eq＝0.03N物塊受到的摩擦力為Ff＝μmg＝0.02N物塊到達(dá)最右端的過(guò)程中,由動(dòng)能定理得－Fx1－Ffx1＝0－eq\f(1,2)mv02解得x1＝0.9m(2)因?yàn)镕>Ff,所以物塊先向右減速運(yùn)動(dòng),再向左加速運(yùn)動(dòng),越過(guò)O點(diǎn)進(jìn)入無(wú)電場(chǎng)區(qū)域后,再減速運(yùn)動(dòng)直到停止.設(shè)物塊最終停止的位置離O點(diǎn)