2021屆高中物理新教材同步必修第三冊(cè) 模塊綜合試卷(一)

模塊綜合試卷(一)(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共8小題，每小題3分，共24分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的)1．(2018·德州市期末)比值定義法，就是在定義一個(gè)物理量的時(shí)候采取比值的形式定義．下列不屬于比值定義法的是()A．B＝eq\f(F,IL) B．E＝eq\f(F,q)C．C＝eq\f(Q,U) D．I＝eq\f(U,R)答案D2.如圖1所示，環(huán)中電流方向由左向右，且I1＝I2，則圓環(huán)中心O處的磁場(chǎng)是()圖1A．最大，垂直穿出紙面B．最大，垂直穿入紙面C．為零D．無(wú)法確定答案C解析根據(jù)安培定則，上半圓環(huán)中電流I1在環(huán)內(nèi)產(chǎn)生磁場(chǎng)垂直紙面向里，下半圓環(huán)中電流I2在環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)垂直紙面向外，由于O對(duì)于I1和I2對(duì)稱(距離相等)，且I1＝I2，故I1和I2在O處產(chǎn)生的磁場(chǎng)大小相等、方向相反，在O處相互抵消，即O處磁場(chǎng)為零，C正確．3.如圖2所示，一通電螺線管b放在閉合金屬線圈a內(nèi)，螺線管的中心線正好和線圈的一條直徑MN重合．要使線圈a中產(chǎn)生感應(yīng)電流，可采用的方法有()圖2A．將螺線管在線圈a所在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)B．使螺線管上的電流發(fā)生變化C．使線圈以MN為軸轉(zhuǎn)動(dòng)D．使線圈以與MN垂直的一條直線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)答案D解析A、B、C中線圈a中磁通量始終為零，沒(méi)有發(fā)生變化，無(wú)法產(chǎn)生感應(yīng)電流．4.(2018·山東煙臺(tái)一中期中)同在一個(gè)平面內(nèi)、彼此絕緣的兩個(gè)圓環(huán)A、B，大圓環(huán)A中通有方向如圖3所示的電流I，小圓環(huán)B的一半面積在A環(huán)內(nèi)、一半面積在A環(huán)外，則下列說(shuō)法正確的是()圖3A．穿過(guò)小圓環(huán)B的磁通量為0B．穿過(guò)小圓環(huán)B的磁通量不為0，且磁通量指向紙面內(nèi)C．穿過(guò)小圓環(huán)B的磁通量不為0，且磁通量指向紙面外D．以上判斷均錯(cuò)誤答案B解析根據(jù)安培定則可知整個(gè)A環(huán)上的電流在其內(nèi)部的磁場(chǎng)均向里，在B環(huán)內(nèi)左半圓環(huán)向里、右半圓環(huán)向外，小圓環(huán)B在A環(huán)內(nèi)部分的磁場(chǎng)比外部強(qiáng)，應(yīng)用磁通量概念可知小圓環(huán)B在A環(huán)內(nèi)部分的磁通量(向里)大于環(huán)外部分的磁通量(向外)，總體表現(xiàn)為A環(huán)內(nèi)的磁通量方向，選項(xiàng)B對(duì)．5．(2018·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)中有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位于兩點(diǎn)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)的敘述錯(cuò)誤的是()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.(2018·大慶市實(shí)驗(yàn)中學(xué)期中)如圖5為某控制電路，由電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻R1、R2及電位器(滑動(dòng)變阻器)R連接而成，L1、L2是兩個(gè)指示燈．當(dāng)電位器的觸片由b端滑向a端時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()圖5A．L1、L2都變亮B．L1、L2都變暗C．L1變亮，L2變暗D．L1變暗，L2變亮答案B解析當(dāng)電位器的觸片由b端滑向a端時(shí)，R接入電路中的電阻逐漸變大，電路的總電阻變大，總電流減小，路端電壓變大，則R1上電流變大，L1上電流減小，R2兩端的電壓變大，通過(guò)R2的電流變大，通過(guò)L2的電流減小，則L1、L2都變暗，選項(xiàng)B正確．7．(2018·重慶市西南大學(xué)附中期末)如圖6所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r(R2<r<R1＋R2)，電表均視為理想電表．閉合開(kāi)關(guān)S后，調(diào)節(jié)R的阻值，使電流表的示數(shù)增大ΔI，在這一過(guò)程中電壓表示數(shù)的變化量的大小為ΔU，則()圖6A．通過(guò)R的電流增大，但增大量小于ΔIB.eq\f(ΔU,ΔI)的大小隨R的變化而變化C．電源的輸出功率一定增大了D．電源的效率降低了eq\f(ΔI·r,E)答案D解析因總電流增大，則r與R2分壓增大，并聯(lián)部分電壓減小，則流過(guò)R1的電流減小，因此流過(guò)R的電流增大，且增大量大于ΔI，故A錯(cuò)誤；由eq\f(ΔU,ΔI)＝r，可知eq\f(ΔU,ΔI)的大小不會(huì)隨R的變化而變化，故B錯(cuò)誤；當(dāng)內(nèi)、外電阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大，因不明確內(nèi)、外電阻的關(guān)系，故無(wú)法明確功率的變化情況，故C錯(cuò)誤；電源的效率η＝eq\f(U,E)×100%，因電壓表示數(shù)的減小量為ΔI·r，得電源的效率降低了eq\f(ΔI·r,E)，故D正確．8．在真空中，上、下兩個(gè)區(qū)域有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，其電場(chǎng)線分布如圖7所示，有一帶負(fù)電的粒子從上邊區(qū)域Ⅰ沿一條電場(chǎng)線以速度v0勻速下落，并進(jìn)入下邊區(qū)域Ⅱ(該區(qū)域的電場(chǎng)范圍足夠廣)，在下列速度－時(shí)間圖像中，符合粒子在電場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)情況的是(以v0方向?yàn)檎较?()圖7答案C解析電場(chǎng)線在下邊區(qū)域密，即下邊區(qū)域場(chǎng)強(qiáng)大，故粒子在上邊區(qū)域向下勻速運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入下邊區(qū)域后，先做勻減速運(yùn)動(dòng)至速度減為零，接著向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，越過(guò)邊界后以速度－v0在上邊區(qū)域再次做勻速運(yùn)動(dòng)．二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題4分，共16分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分)9.(2018·德州市期末)如圖8，a、b分別表示一個(gè)電池組和電阻的伏安特性曲線，以下說(shuō)法正確的是()圖8A．電阻的阻值為3ΩB．電池組的內(nèi)阻是0.5ΩC．將該電阻接在該電池組兩端，電池組的輸出功率為4WD．將該電阻接在該電池組兩端，改變外電阻的阻值時(shí)，該電池組的最大輸出功率為4W答案AD解析題圖圖線b斜率倒數(shù)的大小等于電阻的阻值，為R＝|eq\f(ΔU,ΔI)|＝eq\f(3,1)Ω＝3Ω，故A正確；題圖圖線a斜率倒數(shù)的大小等于電池組的內(nèi)阻，為r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|＝eq\f(4,4)Ω＝1Ω，故B錯(cuò)誤；兩圖線的交點(diǎn)表示將該電阻接在該電池組兩端時(shí)的工作狀態(tài)，則電阻兩端的電壓為U＝3V，電流為I＝1A，則電池組的輸出功率P＝UI＝3×1W＝3W，故C錯(cuò)誤；由題圖圖線a讀出電源的電動(dòng)勢(shì)E＝4V，當(dāng)外電阻等于電池組內(nèi)阻時(shí)，該電池組的輸出功率最大，電池組的最大輸出功率Pmax＝eq\f(E2,4r)＝eq\f(42,4×1)W＝4W，故D正確．10．(2018·濱州市期末)如圖9所示，把兩只完全相同的表頭進(jìn)行改裝，已知其內(nèi)阻Rg＝200Ω，下列說(shuō)法正確的是()圖9A．由圖甲可知，該表頭滿偏電流Ig＝2mAB．圖甲是改裝成的雙量程電壓表，其中b量程為15VC．圖乙是改裝成的雙量程電流表，R1＝10Ω，R2＝50ΩD．圖乙是改裝成的雙量程電流表，R1＝5Ω，R2＝45Ω答案ABD11．帶電小球以一定的初速度v0豎直向上拋出，能夠達(dá)到的最大高度為h1；若加上垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且保持初速度仍為v0，小球上升的最大高度為h2；若加上水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，且保持初速度仍為v0，小球上升的最大高度為h3；若加上豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，且保持初速度仍為v0，小球上升的最大高度為h4，如圖10所示．不計(jì)空氣阻力，則()圖10A．一定有h1＝h3B．一定有h1<h4C．h2與h4無(wú)法比較D．h1與h2無(wú)法比較答案AC12.如圖11所示，在光滑絕緣水平面上的P點(diǎn)正上方O點(diǎn)固定了一電荷量為＋Q的正點(diǎn)電荷，在水平面上的N點(diǎn)由靜止釋放質(zhì)量為m、電荷量為－q的負(fù)檢驗(yàn)電荷，該檢驗(yàn)電荷經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)速度為v(僅電場(chǎng)力做功)，圖中θ＝60°，規(guī)定電場(chǎng)中P點(diǎn)的電勢(shì)為零，則在＋Q形成的電場(chǎng)中()圖11A．N點(diǎn)電勢(shì)高于P點(diǎn)電勢(shì)B．P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小是N點(diǎn)的2倍C．N點(diǎn)電勢(shì)為－eq\f(mv2,2q)D．檢驗(yàn)電荷在N點(diǎn)具有的電勢(shì)能為eq\f(1,2)mv2答案CD解析如圖，以O(shè)點(diǎn)為圓心，OP為半徑畫圓弧交ON于點(diǎn)M，根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低可知，M點(diǎn)的電勢(shì)高于N點(diǎn)的電勢(shì)，而M、P兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，則N點(diǎn)電勢(shì)低于P點(diǎn)電勢(shì)，故A錯(cuò)誤；P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小是EP＝keq\f(Q,r\o\al(P2))，N點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小是EN＝keq\f(Q,r\o\al(N2))，因θ＝60°，故rN＝2rP，則EP∶EN＝rN2∶rP2＝4∶1，故B錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理得，檢驗(yàn)電荷由N到P的過(guò)程：－q(φN－φP)＝eq\f(1,2)mv2，P點(diǎn)的電勢(shì)為零，即φP＝0，則N點(diǎn)的電勢(shì)φN＝－eq\f(mv2,2q)，故C正確；檢驗(yàn)電荷在N點(diǎn)具有的電勢(shì)能為Ep＝－qφN＝eq\f(1,2)mv2，故D正確．三、非選擇題(本題共6小題，共60分)13．(6分)如圖12，一個(gè)是伏安法測(cè)電阻的實(shí)物連接圖，另一個(gè)是用電流表和電壓表測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)物連接圖．圖12(1)測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)物連接圖是圖________．(2)下面的表一和表二是利用上面的實(shí)物圖且當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭逐漸向右移動(dòng)時(shí)依次測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表，其中與甲圖對(duì)應(yīng)的表格是表________，原因是___________________．表一V表讀數(shù)/V0.811.211.701.792.51A表讀數(shù)/A0.160.240.340.420.50表二V表讀數(shù)/V1.371.321.241.181.05A表讀數(shù)/A0.120.200.310.320.57(3)在“伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)中電壓表的量程為3V，電流表的量程為0.6A，用螺旋測(cè)微器測(cè)量電阻絲的直徑，則圖13中電壓表的讀數(shù)為_(kāi)_______V，電流表的讀數(shù)為_(kāi)_______A，被測(cè)電阻絲的直徑的測(cè)量值為_(kāi)_______mm.圖13答案(1)甲(1分)(2)二(1分)甲圖滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)時(shí)，接入電路中的阻值減小，電流增大，路端電壓降低(1分)(3)1.700.420.640(每空1分)14．(8分)一種供實(shí)驗(yàn)使用的小型電池標(biāo)稱電壓為9V，允許電池輸出的最大電流為50mA，為了測(cè)定這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室利用了圖14甲所示的電路(圖中電壓表內(nèi)阻很大，可不考慮其對(duì)電路的影響)，R為電阻箱，阻值范圍為0～9999Ω，R0是保護(hù)電阻．圖14(1)實(shí)驗(yàn)室里備用的定值電阻有以下幾種規(guī)格：A．10Ω，5W B．150Ω，0.5WC．200Ω，0.25W D．1.2kΩ，1W實(shí)驗(yàn)時(shí)，R0應(yīng)選用________(填字母代號(hào))較好．(2)在實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)變阻箱調(diào)到圖乙所示的位置后，閉合開(kāi)關(guān)S，電壓表的示數(shù)為9.0V，變阻箱此時(shí)的電阻為_(kāi)_______Ω.電路中通過(guò)電阻箱的電流為_(kāi)_______mA.(3)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，調(diào)整電阻箱的阻值，再閉合開(kāi)關(guān)，讀出電壓表示數(shù)，多次重復(fù)測(cè)量，取得數(shù)據(jù)后，作出如圖丙所示的圖線．則該電池的電動(dòng)勢(shì)E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω.答案(1)B(2分)(2)750(1分)10(1分)(3)9.5(2分)50(2分)解析(1)根據(jù)閉合電路的歐姆定律，有E＝Imax(R0＋r)，所以R0＋r＝eq\f(E,Imax)＝eq\f(9,50×10－3)Ω＝180Ω.實(shí)驗(yàn)室中備有阻值在180Ω上下的B和C兩種電阻，比較B、C的額定電流，IC＝eq\r(\f(PC,RC))＝eq\r(\f(0.25,200))A≈0.035A<Imax，而IB＝eq\r(\f(PB,RB))＝eq\r(\f(0.5,150))A≈0.058A>Imax，故應(yīng)選B為保護(hù)電阻，即R0＝150Ω.(2)電阻箱的讀數(shù)為750Ω.通過(guò)電阻箱的電流為I＝eq\f(U,R0＋R)＝eq\f(9,150＋750)A＝0.01A＝10mA.(3)從U－I圖像上將圖線延長(zhǎng)交于縱軸，與縱軸的交點(diǎn)即為電池的電動(dòng)勢(shì)的大小，E＝9.5V.電池的內(nèi)阻等于圖線的斜率的絕對(duì)值，即r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|＝eq\f(8.5－8.0,30－20×10－3)Ω＝50Ω.15．(8分)一直流電動(dòng)機(jī)線圈內(nèi)阻一定，用手握住轉(zhuǎn)動(dòng)軸使其不能轉(zhuǎn)動(dòng)，在線圈兩端加0.3V電壓時(shí)，電流為0.3A．松開(kāi)轉(zhuǎn)軸，在線圈兩端加2V電壓時(shí)，電流為0.8A，電動(dòng)機(jī)正常工作．該電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，輸入的電功率是多少？電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率是多少？答案1.6W0.96W解析電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故可視為純電阻電路，由歐姆定律得，電動(dòng)機(jī)線圈內(nèi)阻r＝eq\f(U,I)＝eq\f(0.3,0.3)Ω＝1Ω(2分)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機(jī)械能，其輸入的電功率為P入＝I1U1＝0.8×2W＝1.6W(3分)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率為P機(jī)＝P入－I12r＝1.6W－0.82×1W＝0.96W．(3分)16．(8分)如圖15所示，在x>0的空間內(nèi)存在沿x軸正方向、大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在x<0的空間內(nèi)存在沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小也等于E.一質(zhì)量為m、電荷量為－e的電子在位于x軸上的點(diǎn)P(d,0)處，以沿y軸正方向的初速度v0開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，不計(jì)電子重力．求：圖15(1)電子在x軸方向的分運(yùn)動(dòng)的周期；(2)電子運(yùn)動(dòng)的軌跡與y軸的各個(gè)交點(diǎn)中，任意兩個(gè)相鄰交點(diǎn)之間的距離l.答案(1)4eq\r(\f(2md,Ee))(2)2v0eq\r(\f(2md,Ee))解析(1)設(shè)電子從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到第一次與y軸相交所用時(shí)間為t，則有d＝eq\f(1,2)·eq\f(Ee,m)·t2(1分)解得t＝eq\r(\f(2md,Ee))(1分)所以電子在x軸方向的分運(yùn)動(dòng)的周期為T＝4t＝4eq\r(\f(2md,Ee))；(2分)(2)在y軸方向上，有y＝v0t＝v0eq\r(\f(2md,Ee))(2分)電子運(yùn)動(dòng)的軌跡與y軸的各個(gè)交點(diǎn)中，任意兩個(gè)相鄰交點(diǎn)之間的距離l＝2y＝2v0eq\r(\f(2md,Ee).)(2分)17．(14分)如圖16所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，兩板間的距離d＝40cm.電源電動(dòng)勢(shì)E＝24V，內(nèi)電阻r＝1Ω，電阻R＝15Ω.閉合開(kāi)關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，將一帶正電的小球從B板小孔以初速度v0＝4m/s豎直向上射入板間．若小球帶電荷量為q＝1×10－2C，質(zhì)量為m＝2×10－2kg，不考慮空氣阻力．那么，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為多大時(shí)，小球恰能到達(dá)A板？此時(shí)電源的輸出功率是多大？(取g＝10m/s2)圖16答案8Ω23W解析小球進(jìn)入板間后，受重力和電場(chǎng)力作用，且到A板時(shí)速度為零．設(shè)兩板間電壓為UAB，由動(dòng)能定理有－mgd－qUAB＝0－eq\f(mv\o\al(02),2)(3分)解得UAB＝8V(2分)則滑動(dòng)變阻器兩端電壓U滑＝UAB＝8V(2分)設(shè)通過(guò)