2019-2020學(xué)年高中物理 模塊綜合試卷 粵教版選修3-1

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1、模塊綜合試卷 (時間：90分鐘　滿分：100分) 一、選擇題(本題共12小題，每小題4分，共48分.1～7題為單項選擇題，8～12題為多項選擇題．全部選對的得4分，選對但不全的得2分，錯選和不選的得0分) 1．(2018·德州市期末)比值定義法，就是在定義一個物理量的時候采取比值的形式定義．下列不屬于比值定義法的是(　　) A．φ＝ B．E＝ C．C＝ D．I＝ 答案　D 2．(2018·濟(jì)寧市高一下期末)如圖1所示，在兩個等量異種點電荷的電場有1、2、3、4、5、6各點，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，

2、兩條虛線互相垂直，那么關(guān)于各點電場強(qiáng)度和電勢的敘述錯誤的是(　　) 圖1 A．1、3兩點電勢相等 B．1、3兩點電場強(qiáng)度相同 C．4、5兩點電勢相等 D．5、6兩點電場強(qiáng)度相同 答案　A 3．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－時間圖象如圖2所示，則(　　) 圖2 A．EA＞EB B．EA＜EB C．φA＝φB D．φA＞φB 答案　A 解析　根據(jù)v－t圖象可知，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，B、C

3、、D錯誤． 4．(2018·濟(jì)寧市高一下期末)如圖3所示的電路中，U＝90V，滑動變阻器R2的最大阻值為200Ω，R1＝100Ω.當(dāng)滑片P滑至R2的中點時，a、b兩端的電壓為(　　) 圖3 A．30V B．45V C．60V D．75V 答案　A 解析　P位于中點時R并＝50Ω，干路中電流I＝＝A＝0.6A，Uab＝IR并＝0.6×50V＝30V，選項A正確． 5.如圖4所示，一個靜止的質(zhì)量為m、帶電荷量為q的帶電粒子(不計重力)，經(jīng)電壓U加速后垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，粒子最后落到P點，設(shè)OP＝x，下列圖線能夠正確反映x與U之間的函數(shù)關(guān)系的是(　　) 圖4

4、 答案　B 解析　在加速電場中，由動能定理得：qU＝mv2， 解得：v＝， 磁場中，洛倫茲力提供向心力，有：qvB＝m， 解得：r＝＝ 則得：x＝2r＝，B、m、q都一定，則由數(shù)學(xué)知識得到，x－U圖象是開口向右的拋物線的上半部分，B正確． 6.(2018·張家口市高二上期末)如圖5所示，兩平行金屬板P、Q水平放置，上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，板間存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場(圖中未畫出)，一個帶電粒子在兩平行板間做勻速直線運動后，從O點垂直進(jìn)入另一個垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場中，粒子做勻速圓周運動，最后打在擋板MN上的A點，不計粒子重力．下列說法正確的是(　　) 圖5 A．此

5、粒子一定帶負(fù)電 B．P、Q間的磁場一定垂直于紙面向外 C．若另一個帶電粒子也能沿相同的軌跡運動，則它一定與該粒子具有相同的比荷 D．若另一個帶電粒子也能做勻速直線運動，則它一定與該粒子具有相同的比荷 答案　C 解析　粒子在磁場中做勻速圓周運動，粒子向下偏轉(zhuǎn)，粒子剛進(jìn)入磁場時所受洛倫茲力豎直向下，應(yīng)用左手定則可知，粒子帶正電，故A錯誤；粒子在復(fù)合場中做勻速直線運動，粒子所受合力為零，粒子所受電場力豎直向下，則粒子所受洛倫茲力豎直向上，由左手定則可知，P、Q間的磁場垂直于紙面向里，故B錯誤；粒子在復(fù)合場中做勻速直線運動，由平衡條件可知：qvB＝qE，解得：v＝，粒子具有相同的速度，不一定

6、具有相同的比荷；粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：qvB＝m，解得＝，由于粒子勻速通過P、Q間的復(fù)合場，則粒子速度v相同，粒子運動軌跡相同，則粒子在磁場中做勻速圓周運動的軌道半徑r相同，則粒子的比荷相同，故C正確，D錯誤． 7.(2018·洛陽名校高二上第二次聯(lián)考)如圖6所示，有一個帶正電的小球套在粗糙的足夠長的豎直絕緣木桿上，整個裝置處在水平向左的勻強(qiáng)電場和垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場組成的足夠大的復(fù)合場中，小球由靜止開始下滑，在整個運動過程中，關(guān)于描述小球運動的v－t圖象中正確的是(　　) 圖6 答案　C 解析　在小球下滑的過程中，對小球受力分析

7、，如圖所示． 受到重力mg、電場力qE、洛倫茲力qvB、摩擦力f，還有木桿對小球的支持力FN，開始時，速度較小，qvB較小，F(xiàn)N較大，隨著速度的增加，F(xiàn)N在減小，由f＝μFN可知f減小，豎直方向的合力增加，加速度增加；當(dāng)速度增加到一定程度時，qvB和qE相等，此時FN為零，f為零，加速度為g，達(dá)到最大；速度繼續(xù)增加，F(xiàn)N要反向增加，f增加，豎直方向上的合力減小，加速度減小，當(dāng)f與mg相等時，豎直方向上的加速度為零，速度達(dá)到最大，選項A、B、D所示的v－t圖象不符合所分析的運動規(guī)律，C選項符合． 8.(2018·德州市期末)如圖7，a、b分別表示一個電池組和電阻的伏安特性曲線，以下說法正

8、確的是(　　) 圖7 A．電阻的阻值為3Ω B．電池組的內(nèi)阻是0.5Ω C．將該電阻接在該電池組兩端，電池組的輸出功率為4W D．改變外電阻的阻值時，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＝||＝Ω＝3Ω，故A正確．圖線a斜率倒數(shù)的大小等于電池組的內(nèi)阻，為r＝||＝Ω＝1Ω，故B錯誤．兩圖線的交點表示將該電阻接在該電池組兩端的工作狀態(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錯誤．由圖線a讀出電源的電動勢E＝4V，當(dāng)外電阻等于電池組內(nèi)阻時，該電池組的輸出功率最大，電池組的

9、最大輸出功率Pmax＝＝W＝4W，故D正確． 9.(2018·郴州市高二上期末)如圖8所示的虛線區(qū)域內(nèi)，充滿垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場和豎直向下的勻強(qiáng)電場．一帶電粒子a(不計重力)以一定的初速度由左邊界的O點射入磁場、電場區(qū)域，恰好沿直線由區(qū)域右邊界的O′點(圖中未標(biāo)出)穿出．若撤去該區(qū)域內(nèi)的磁場而保留電場不變，另一個同樣的粒子b(不計重力)仍以相同初速度由O點射入，從區(qū)域右邊界穿出，則粒子b(　　) 圖8 A．穿出位置一定在O′點下方 B．穿出位置一定在O′點上方 C．運動時，在電場中的電勢能一定減小 D．在電場中運動時，動能一定增大 答案　CD 解析　a粒子要在電場、磁場

10、的復(fù)合場區(qū)內(nèi)做直線運動，則該粒子一定做勻速直線運動，故對粒子a有：Bqv＝Eq，即只要滿足E＝Bv，無論粒子帶正電還是負(fù)電，粒子都可以沿直線穿出復(fù)合場區(qū)，當(dāng)撤去磁場只保留電場時，由于粒子b的電性不確定，故無法判斷其從O′點的上方或下方穿出，故A、B錯誤；粒子b在穿過電場區(qū)的過程中必然受到電場力的作用而做類平拋運動，電場力做正功，其電勢能減小，動能增大，故C、D正確． 10．(2018·德州市期末)在如圖9所示的電路中，E為電源，其內(nèi)阻為r，R1為定值電阻(R1>r)，R2為電阻箱，R3為光敏電阻，其阻值大小隨所受照射光強(qiáng)度的增大而減小，V為理想電壓表，A為理想電流表，閉合開關(guān)后，下列說法正確

11、的是(　　) 圖9 A．用光照射R3，電流表示數(shù)變大 B．用光照射R3，電壓表示數(shù)變小 C．將變阻箱R2阻值變大，電流表示數(shù)變大 D．將變阻箱R2阻值變大，電壓表示數(shù)變小 答案　ACD 11．(2018·濱州市期末)如圖10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，下列說法正確的是(　　) 圖10 A．由甲圖可知，該表頭滿偏電流Ig＝2mA B．甲圖是改裝成的雙量程電壓表，其中b量程為15V C．乙圖是改裝成的雙量程電流表，R1＝10Ω，R2＝50Ω D．乙圖是改裝成的雙量程電流表，R1＝5Ω，R2＝45Ω 答案　ABD 12.在光滑絕緣

12、水平面的P點正上方O點固定了一電荷量為＋Q的正點電荷，在水平面上的N點，由靜止釋放質(zhì)量為m、電荷量為－q的負(fù)檢驗電荷，該檢驗電荷經(jīng)過P點時速度為v，圖11中θ＝60°，規(guī)定電場中P點的電勢為零，則在＋Q形成的電場中(　　) 圖11 A．N點電勢高于P點電勢 B．P點電場強(qiáng)度大小是N點的2倍 C．N點電勢為－ D．檢驗電荷在N點具有的電勢能為mv2 答案　CD 解析　根據(jù)順著電場線方向電勢降低可知，M點的電勢高于N點的電勢，而M、P兩點的電勢相等，則N點電勢低于P點電勢，故A錯誤．P點電場強(qiáng)度大小是EP＝k，N點電場強(qiáng)度大小是EN＝k，則EP∶EN＝rN2∶rP2＝(2rP)2

13、∶rP2＝4∶1，故B錯誤．根據(jù)動能定理得：檢驗電荷由N到P的過程：－q(φN－φP)＝mv2，由題知，P點的電勢為零，即φP＝0，解得，N點的電勢φN＝－，故C正確．檢驗電荷在N點具有的電勢能為Ep＝－qφN＝mv2，故D正確． 二、實驗題(本題共2小題，共16分) 13．(7分)(2018·全國卷Ⅱ)某同學(xué)組裝一個多用電表．可選用的器材有：微安表頭(量程100μA，內(nèi)阻900Ω)；電阻箱R1(阻值范圍0～999.9Ω)；電阻箱R2(阻值范圍0～99999.9Ω)；導(dǎo)線若干． 要求利用所給器材先組裝一個量程為1mA的直流電流表，在此基礎(chǔ)上再將它改裝成量程為3V的直流電壓表．組裝好的多用

14、電表有電流1mA和電壓3V兩擋． 圖12 回答下列問題： (1)在圖12虛線框內(nèi)畫出電路圖并標(biāo)出R1和R2，其中*為公共接線柱，a和b分別是電流擋和電壓擋的接線柱． (2)電阻箱的阻值應(yīng)取R1＝________Ω，R2＝________Ω.(保留到個位) 答案　(1)見解析圖(3分)　(2)100(2分)　2910(2分) 解析　(1)如圖所示． (2)接a時改裝成量程為1mA的電流表，有 IgRg＝(I－Ig)R1 解得R1＝100Ω 接b時改裝成量程為3V的電壓表，有 U＝IgRg＋I(xiàn)R2 解得R2＝2910Ω. 14．(9分)(2018·安徽師大附中高二

15、上期末)在“測定電源的電動勢和內(nèi)阻”的實驗中： (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(guān)、導(dǎo)線若干 其中滑動變阻器應(yīng)選________，電流表應(yīng)選________，電壓表應(yīng)選________． (2)為了最大限度地減小實驗誤差，請在虛線框內(nèi)畫出該實驗最合理的電路圖． (3)某同學(xué)記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表所示，試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖13中畫出U－I圖象，根據(jù)圖象得到被測電池的電動勢E＝____

16、____V，內(nèi)電阻r＝________Ω. 1 2 3 4 5 6 I/A 0.05 0.10 0.20 0.25 0.30 0.40 U/V 1.45 1.40 1.32 1.27 1.22 1.13 圖13 答案　(1)B　F　D(3分，每空1分)　(2)見解析圖(2分)　(3)見解析圖(2分)　1.50(1.48～1.52)(1分)　0.94(0.92～0.96)(1分) 解析　(1)滑動變阻器應(yīng)選阻值較小的B；電流表應(yīng)選量程為0.6A的F；電壓表應(yīng)選3V量程的D. (2)實驗最合理的電路圖如圖所示． (3)根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖中

17、畫出U－I圖象如圖所示． 根據(jù)圖象得到被測電池的電動勢E＝1.50V；內(nèi)電阻r＝||＝Ω≈0.94Ω. 三、計算題(本題共3小題，共36分) 15．(10分)(2018·“商丘九?！备叨掀谥?如圖14所示，質(zhì)量m＝1kg的通電導(dǎo)體棒在安培力作用下靜止在傾角為37°、寬度L＝1m的光滑絕緣框架上，勻強(qiáng)磁場方向垂直于框架平面向下(磁場僅存在于絕緣框架內(nèi))．右側(cè)回路中，電源的電動勢E＝8V、內(nèi)阻r＝1Ω.額定功率為8W、額定電壓為4V的電動機(jī)M正常工作．取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度取g＝10m/s2.試求： 圖14 (1)電動機(jī)的額定電流IM與通過電源

18、的電流I總． (2)導(dǎo)體棒受到的安培力大小及磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。? 答案　(1)2A　4A　(2)6N　3T 解析　(1)電動機(jī)正常工作時，有：PM＝UIM(1分) 代入數(shù)據(jù)解得：IM＝2A(1分) 通過電源的電流為：I總＝＝A＝4A(2分) (2)導(dǎo)體棒靜止在絕緣框架上，由共點力的平衡可知，安培力的大小等于重力沿斜面向下的分力，即： F＝mgsin37°＝6N(2分) 流過電動機(jī)的電流I為：I＝I總－IM＝4A－2A＝2A(2分) F＝BIL(1分) 解得：B＝3T．(1分) 16．(11分)(2018·淄博市期末)如圖15所示，一根光滑絕緣細(xì)桿與水平面成α＝30°角傾

19、斜固定．細(xì)桿的一部分處在場強(qiáng)方向水平向右的勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)E＝2×104N/C.在細(xì)桿上套有一個帶電荷量為q＝－×10－5C、質(zhì)量為m＝3×10－2kg的小球．現(xiàn)使小球從細(xì)桿的頂端A由靜止開始沿桿滑下，并從B點進(jìn)入電場，小球在電場中滑至最遠(yuǎn)處的C點．已知AB間距離x1＝0.4m，取g＝10m/s2.求： (1)小球在B點的速度vB的大??； (2)小球進(jìn)入電場后滑行的最大距離x2； (3)試畫出小球從A點運動到C點過程的v－t圖象． 圖15 答案　(1)2m/s　(2)0.4m　(3)見解析 解析　(1)小球在AB段滑動過程中做勻加速運動．由機(jī)械能守恒得： mgx1sinα＝m

20、vB2(2分) 可得vB＝2m/s.(1分) (2)小球進(jìn)入勻強(qiáng)電場后，在電場力和重力的作用下做勻減速運動，由牛頓第二定律得： |q|Ecosα－mgsinα＝ma2(2分) 得a2＝5m/s2(1分) 小球進(jìn)入電場后還能滑行到最遠(yuǎn)處C點， vB2＝2a2x2(1分) 得：x2＝0.4m．(1分) (3)小球從A到B和從B到C的兩段位移的平均速度分別為vAB＝，vBC＝，(1分) x1＋x2＝t(1分) 可得t＝0.8s，v－t圖象如圖所示，(1分) 17．(15分)(2018·天津市六校高二上期末)如圖16甲所示，離子源在源源不斷地產(chǎn)生正離子(質(zhì)量為m，電荷量為q)

21、，離子由離子源飛出時的速度可以忽略不計，離子離開離子源后進(jìn)入一加速電壓為U0的加速電場，偏轉(zhuǎn)電場兩極板M、N正對且板間距為d，極板長L＝d，緊挨偏轉(zhuǎn)極板右側(cè)空間有一寬度L＝d的長條形區(qū)域，區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場．在偏轉(zhuǎn)電場的兩板間接一周期為T的變化電壓，如圖乙所示．離子經(jīng)過加速電場加速后從兩板中央垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，已知離子穿越偏轉(zhuǎn)極板過程所用時間非常短，可認(rèn)為在這段時間內(nèi)加在M、N板上的電壓不變．不計離子的重力以及離子間的相互作用力．求： 圖16 (1)離子剛進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時的速度v0的大??； (2)在一個周期T內(nèi)，有離子從偏轉(zhuǎn)極板射出的時間為多少； (3)為使從偏轉(zhuǎn)極板射

22、出的離子不從磁場的右邊界射出，磁感應(yīng)強(qiáng)度至少為多大． 答案　(1)　(2)T　(3) 解析　(1)根據(jù)動能定理： qU0＝mv02－0(1分) 解得：v0＝(1分) (2)設(shè)離子恰好打到偏轉(zhuǎn)極板右側(cè)下邊緣時的電壓為U1，則根據(jù)L＝d＝v0t(1分) ＝at2(1分) a＝，F(xiàn)＝Eq，E＝(1分) 解得：U1＝2U0(1分) 由圖象可知：在一個周期內(nèi)，有離子從偏轉(zhuǎn)極板射出的時間為T(1分) (3)從下板邊緣射出的離子速度最大，在磁場中運動的半徑最大，當(dāng)其與磁場的右邊界相切時，對應(yīng)的磁場即有最小磁感應(yīng)強(qiáng)度，設(shè)為B. 運動軌跡如圖所示： 設(shè)離子從極板邊緣飛出時速度的偏向角為θ，則由vy＝at 代入解得：vy＝(1分) tanθ＝＝1 即θ＝45°(1分) 則v＝v0＝2(1分) 在磁場中，滿足：rcos45°＋r＝L＝d(1分) 根據(jù)qvB＝m(1分) 得r＝(1分) 解得：B＝(2分) 13