2023-2024學(xué)年高中物理人教版2019課后習(xí)題第十三章模塊綜合測評（三）

模塊綜合測評(三)(時(shí)間:75分鐘滿分:100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共7小題,每小題4分,共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)1.管道高頻焊機(jī)可以對由鋼板卷成的圓管的接縫實(shí)施焊接。焊機(jī)的原理如圖所示,圓管通過一個(gè)接有高頻交流電源的線圈,線圈所產(chǎn)生的交變磁場使圓管中產(chǎn)生交變電流,電流產(chǎn)生的熱量使接縫處的材料熔化將其焊接。焊接過程中所利用的電磁學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)者為()A.庫侖 B.霍爾C.洛倫茲 D.法拉第答案D解析線圈中的高頻交變電流產(chǎn)生交變磁場,鋼管處于交變磁場中,由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生交變電流,交變電流通過接縫處,接縫處電阻很大,根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt知,接縫處會產(chǎn)生大量的熱量,熔化材料。此焊接過程利用的電磁學(xué)規(guī)律是電磁感應(yīng),電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)者是法拉第,A、B、C錯(cuò)誤,D正確。2.某靜電場的電場線與x軸平行,電勢φ隨x坐標(biāo)變化的關(guān)系圖像如圖所示。已知電場中P、Q兩點(diǎn)的x坐標(biāo)分別為1m、4m。將一帶負(fù)電的粒子(重力不計(jì))從坐標(biāo)原點(diǎn)由靜止釋放,則()A.粒子在P點(diǎn)的動能等于在Q點(diǎn)的動能B.粒子在P點(diǎn)的動能大于在Q點(diǎn)的動能C.粒子在P點(diǎn)的電勢能小于在Q點(diǎn)的電勢能D.粒子在P點(diǎn)的電勢能大于在Q點(diǎn)的電勢能答案A解析分析圖像可知,P、Q兩點(diǎn)的電勢相等,電勢差為零,粒子從P運(yùn)動到Q的過程中,電場力做功為零,根據(jù)動能定理,兩點(diǎn)的動能相等,電勢能相等,A選項(xiàng)正確。3.如圖所示,實(shí)線為電場線,虛線表示等勢面,φa=50V,φc=20V,則a、c連線的中點(diǎn)b的電勢φb()A.等于35V B.大于35VC.小于35V D.等于15V答案C解析由電場線的疏密可知,Ea>Eb>Ec,則a、b間的平均電場強(qiáng)度大于b、c間的平均電場強(qiáng)度,由公式U=Ed可以判斷Uab>Ubc,所以φb<φa+φc2=35V,則C正確,A4.(2021江西南昌高二檢測)在真空中有水平放置的兩個(gè)平行、正對金屬平板,板長為l,兩板間距離為d,在兩極板間加一交變電壓如圖乙所示,質(zhì)量為m,電荷量為e的電子以速度v0v0接近光速的120從兩極板左端中點(diǎn)沿水平方向連續(xù)不斷地射入兩平行板之間。若電子經(jīng)過兩極板間的時(shí)間相比交變電流的周期可忽略不計(jì),不考慮電子間的相互作用和相對論效應(yīng),則()A.當(dāng)Um<md2vB.當(dāng)Um<md2vC.當(dāng)Um=2md2v02D.當(dāng)Um=2md2v02答案A解析當(dāng)電子恰好飛出極板時(shí)有:l=v0t,d2=12at2,a=eUmmd,由此求出:Um=md2v02el2,當(dāng)電壓大于該最大值時(shí)電子不能飛出,故A正確,B錯(cuò)誤;若Um=2md2v02el2,一個(gè)周期內(nèi)有125.汽車電動機(jī)啟動時(shí)車燈會變暗,如圖所示,在打開車燈的情況下,電動機(jī)未啟動時(shí)電流表讀數(shù)為10A,電動機(jī)啟動時(shí)電流表讀數(shù)為58A,若電源電動勢為12.5V,內(nèi)阻為0.05Ω,電流表內(nèi)阻不計(jì),則因電動機(jī)啟動,車燈的電功率降低了()A.35.8W B.43.2WC.48.2W D.76.8W答案B解析電動機(jī)未啟動時(shí),由E=I1(R+r)得車燈的電阻為:R=E-I1rI1=1.2Ω,車燈消耗的功率為:P1=I12R=120W;電動機(jī)啟動時(shí),路端電壓為:U2=EI2r=9.6V,則車燈消耗的功率為:P2=U22R=76.8W,車燈的電功率降低了ΔP=P16.如圖所示,通有恒定電流的導(dǎo)線MN與閉合金屬框共面,第一次將金屬框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ,第二次將金屬框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置Ⅱ,設(shè)兩次通過金屬框的磁通量變化量分別為ΔΦ1和ΔΦ2,則()A.ΔΦ1>ΔΦ2B.ΔΦ1=ΔΦ2C.ΔΦ1<ΔΦ2 D.不能判斷答案C解析設(shè)在位置Ⅰ時(shí)磁通量大小為Φ1,位置Ⅱ時(shí)磁通量大小為Φ2。第一次將金屬框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ,穿過線框的磁感線方向沒有改變,磁通量變化量ΔΦ1=|Φ1||Φ2|,第二次將金屬框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置Ⅱ,穿過線框的磁感線的方向發(fā)生改變,磁通量變化量ΔΦ2=|Φ1|+|Φ2|。故ΔΦ1<ΔΦ2,故C正確。7.如圖所示的電路中,電源電動勢為E,內(nèi)電阻為r,平行板電容器C的兩金屬板水平放置,R1和R2為定值電阻,P為滑動變阻器R3的滑動觸頭,G為靈敏電流計(jì),A為理想電流表。開關(guān)S閉合后,C的兩板間恰好有一質(zhì)量為m、電荷量為q的油滴處于靜止?fàn)顟B(tài),則以下說法正確的是()A.在P向上移動的過程中,A表的示數(shù)變大,油滴仍然靜止,G中有由a至b的電流B.在P向上移動的過程中,A表的示數(shù)變小,油滴向上加速運(yùn)動,G中有由b至a的電流C.在P向下移動的過程中,A表的示數(shù)變大,油滴向下加速運(yùn)動,G中有由b至a的電流D.在P向下移動的過程中,A表的示數(shù)變小,油滴向上加速運(yùn)動,G中有由b至a的電流答案B解析P上移時(shí),R總變大,I總變小,A的示數(shù)變小,U=EI總(R1+r),故U變大,C中電場強(qiáng)度變大,Eq>mg,油滴向上加速運(yùn)動,G中電流由b流向a,選項(xiàng)A不正確,B正確,同理可得C、D不正確。二、多項(xiàng)選擇題(本題共3小題,每小題6分,共18分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分)8.如圖所示,在x軸上相距為L的兩點(diǎn)固定兩個(gè)等量異號點(diǎn)電荷+Q、Q,虛線是以+Q所在點(diǎn)為圓心、L2為半徑的圓,a、b、c、d是圓上的四個(gè)點(diǎn),其中a、c兩點(diǎn)在x軸上,b、d兩點(diǎn)關(guān)于x軸對稱。取無窮遠(yuǎn)處電勢為零,下列判斷正確的是(A.b、d兩點(diǎn)的電勢相同B.a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)中c點(diǎn)的電勢最低C.b、d兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同D.將一試探電荷+q沿圓周由a點(diǎn)移至c點(diǎn),+q的電勢能減少答案ABD解析根據(jù)等量異號點(diǎn)電荷電場線及等勢線的分布可知b、d兩點(diǎn)電勢相同,電場強(qiáng)度大小相等、方向不同,故A正確,C錯(cuò)誤;c點(diǎn)是兩個(gè)電荷連線的中點(diǎn),也在兩個(gè)電荷連線的中垂線上,它的電勢和無窮遠(yuǎn)處電勢相等,正電荷周圍的電勢都比它高,c點(diǎn)的電勢在四個(gè)點(diǎn)中最低;c點(diǎn)的電勢低于a點(diǎn)的電勢,將試探電荷+q沿圓周由a點(diǎn)移至c點(diǎn),電場力做正功,+q的電勢能減少,故B、D正確。9.如圖所示為多用電表原理示意圖,所用電流表的表盤刻度共100格,滿偏電流為Ig=100mA,滿偏電壓為Ug=1V,電源的電動勢為E=1.5V,內(nèi)阻r=0.5Ω,直流電壓擋的量程為0~50V,則下列判斷正確的是()A.黑表筆應(yīng)該接a,紅表筆應(yīng)該接bB.定值電阻R0的阻值為500ΩC.選擇開關(guān)接2,刻度盤正中間的刻度值為15ΩD.選擇開關(guān)接3,若指針與電流表表盤第25格刻度線重合,則通過R0的電流為50mA答案AC解析根據(jù)表筆的接法“紅進(jìn)黑出”可以判斷,黑表筆應(yīng)該接a,紅表筆應(yīng)該接b,故A正確;電流表的內(nèi)阻Rg=UgIg=10Ω,改裝后電壓表的量程為0~50V,則需要串聯(lián)的定值電阻R0的阻值為R0=UIgRg=50100×10-3Ω10Ω=490Ω,B錯(cuò)誤;選擇開關(guān)接2時(shí),該多用電表是作為歐姆表使用的,此歐姆表內(nèi)阻為rg=EIg=1.50.1Ω=15Ω,所以歐姆表的中值電阻為15Ω,則歐姆表刻度盤正中間的刻度值為15Ω,C正確;選擇開關(guān)接3時(shí),該多用電表是作為電壓表使用的,電阻R0與電流表串聯(lián),通過電阻R0的電流與電流表的電流相等,10.如圖所示為勻強(qiáng)電場中的一組等間距的豎直直線,一個(gè)帶電粒子從A點(diǎn)以一定的初速度斜向上射入電場,結(jié)果粒子沿初速度方向斜向右上方做直線運(yùn)動,則下列說法正確的是()A.若豎直直線是電場線,電場的方向一定豎直向上B.若豎直直線是電場線,粒子沿直線向上運(yùn)動過程動能保持不變C.若豎直直線是等勢線,粒子一定做勻速直線運(yùn)動D.若豎直直線是等勢線,粒子沿直線斜向上運(yùn)動過程電勢能增大答案BD解析若豎直直線是電場線,則粒子受到的電場力在豎直方向上,粒子還受到豎直向下的重力,由于粒子的初速度不在豎直方向上,所以粒子一定做勻速直線運(yùn)動,其動能不變,則粒子受到的電場力方向豎直向上,由于粒子的電性不確定,所以不能確定電場線方向,故A錯(cuò)誤,B正確;若豎直直線是等勢線,靜電力水平,由于粒子斜向右上做直線運(yùn)動,所以靜電力一定水平向左,合力與粒子運(yùn)動的速度方向相反,粒子斜向右上做減速運(yùn)動,粒子受到的靜電力做負(fù)功,因此粒子沿直線斜向上運(yùn)動過程電勢能增大,故C錯(cuò)誤,D正確。三、非選擇題(本題共5小題,共54分)11.(7分)為了探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生條件,如圖所示給出了必備的實(shí)驗(yàn)儀器。(1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線,將實(shí)驗(yàn)電路連接完整。(2)正確連接實(shí)驗(yàn)電路后,在閉合開關(guān)時(shí)靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。開關(guān)閉合后,迅速移動滑動變阻器的滑片,靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)(選填“發(fā)生”或“不發(fā)生”)。斷開開關(guān)時(shí)靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)(選填“發(fā)生”或“不發(fā)生”)。

答案(1)如圖所示(2)發(fā)生發(fā)生解析(1)A線圈與滑動變阻器、電源、開關(guān)構(gòu)成閉合回路,B線圈與靈敏電流計(jì)連接構(gòu)成閉合回路,實(shí)驗(yàn)電路如答案圖所示。(2)移動滑動變阻器的滑片和斷開開關(guān)都會導(dǎo)致穿過B線圈中的磁通量發(fā)生變化,從而使B線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,進(jìn)而讓靈敏電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。12.(9分)某物理課外活動小組學(xué)習(xí)了“測量電源的電動勢和內(nèi)阻”后,自制了一個(gè)橙子電池組,將該電池組接在銘牌為“1.5V,0.3A”的小燈泡上,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,用多用電表粗測該電池組電動勢約為1.5V,流過燈泡的電流約為2mA。為了進(jìn)一步研究小燈泡不亮的原因,該活動小組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路,并用多種方法測量該電池組的電動勢與內(nèi)阻,請協(xié)助完成實(shí)驗(yàn)。(1)除了開關(guān)和導(dǎo)線等基本器材外,同學(xué)們還準(zhǔn)備了以下器材:A.電壓表(0~3V) B.電壓表(0~15V)C.電流表(0~3.0mA) D.電流表(0~0.6A)E.電阻箱(0~99.9Ω) F.電阻箱(0~9999.9Ω)實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用;電流表應(yīng)選用;電阻箱應(yīng)選用。(均填選項(xiàng)字母)

(2)閉合開關(guān)S1和S2,調(diào)節(jié)電阻箱并記錄電阻箱的示數(shù)R0、電流表的示數(shù)I0和電壓表的示數(shù)U0,由此可知電流表的電阻RA為(用上述物理量表示)。

(3)閉合開關(guān)S1和S2,調(diào)節(jié)R,僅讀出電流I和電壓U,并測出多組數(shù)據(jù),作出UI圖線可得出電池組的電動勢和內(nèi)阻,此種辦法測量的電動勢與真實(shí)值相比(選填“偏小”“相等”或“偏大”),測量的內(nèi)阻值與真實(shí)值相比(選填“偏小”“相等”或“偏大”)。

(4)斷開S2閉合S1,調(diào)節(jié)R,僅由多組電流表的示數(shù)和電阻箱的示數(shù),作出1IR圖線為一條傾斜的直線,且該直線的斜率為k,縱截距為b,則該電池組的電動勢為,內(nèi)阻為。(用k、b、RA表示(5)針對(3)(4)中所述的兩種方法,小組交流討論后發(fā)現(xiàn)所述方法內(nèi)阻的測量值更精確。

答案(1)ACF(2)U0I0R0(3)偏小偏小(4)1k解析(1)用多用電表粗測該電池組的電動勢約為1.5V,流過燈泡的電流約為2mA,故實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用0~3V量程的A,電流表應(yīng)選用0~3.0mA的C;回路中的總電阻阻值至少為1.53×10-3Ω=500Ω,為了使電表示數(shù)變化明顯,增大電阻的調(diào)節(jié)范圍(2)由電路圖可知,電流表與電阻箱串聯(lián)后與電壓表并聯(lián),根據(jù)歐姆定律,電流表的電阻為RA=U0I0(3)由題圖可知,相對于電源來說采用電流表外接法,由于電壓表分流作用,電流表測量值偏小,當(dāng)外電路短路時(shí),電流測量值等于真實(shí)值,電源的UI圖像如圖所示,由圖像可知,電動勢測量值小于真實(shí)值,電源內(nèi)阻測量值小于真實(shí)值。(4)由閉合電路歐姆定律可知,E=I(R+RA+r)變形可得1I=則k=1E,b=聯(lián)立解得E=1k,r=bkR(5)在(4)的方法中,考慮了電流表內(nèi)阻,消除了電流表內(nèi)阻對測量值的影響,則(4)所述方法內(nèi)阻的測量值更精確。13.(10分)如圖所示是一提升重物用的直流電動機(jī)工作時(shí)的電路圖。電動機(jī)內(nèi)電阻r=0.8Ω,電路中另一電阻R=10Ω,直流電壓U=210V,電壓表示數(shù)UV=110V。(1)求通過電動機(jī)的電流。(2)求輸入電動機(jī)的電功率。(3)若電動機(jī)以v=1m/s勻速豎直向上提升重物,求該重物的質(zhì)量。(g取10m/s2)答案(1)10A(2)1100W(3)102kg解析(1)通過電動機(jī)的電流I=U-UVR=210-(2)電動機(jī)的輸入功率P1=UVI=110×10W=1100W。(3)電動機(jī)內(nèi)電阻的發(fā)熱功率P2=I2r=102×0.8W=80W輸出的機(jī)械功率P3=P1P2=(110080)W=1020W而P3=Fv=mgv,解得m=102010×1kg=10214.(12分)如圖所示,在光滑絕緣水平面放置一帶正電的長直細(xì)棒,其周圍產(chǎn)生垂直于帶電細(xì)棒的輻射狀電場,電場強(qiáng)度大小E與距細(xì)棒的垂直距離r成反比,即E=kr(k為未知數(shù)),在帶電長直細(xì)棒右側(cè),有一長為L的絕緣細(xì)線連接了兩個(gè)質(zhì)量均為m的帶電小球A和B,小球A、B所帶電荷量分別為+q和+4q,A球距長直細(xì)棒的距離也為L,兩小球在外力F=2mg(1)求k的值。(2)若撤去外力F,求在撤去外力瞬間A、B小球的加速度大小和A、B小球間絕緣細(xì)線的拉力大小。答案(1)2mgL3q(2)g解析(1)對小球A、B及細(xì)線構(gòu)成的整體,受力平衡,有:qkL+4qk2L得:k=2(2)設(shè)撤去外力瞬間,A、B間細(xì)線拉力突然變?yōu)榱?則:對A球:qkL=ma得:aA=kqmL,對B球:4qk2L得:aB=2kqmL因?yàn)閍A<a