高中物理 综合水平测试2 新人教版选修31.doc

综合水平测试(二)模块检测(b卷)(时间：90分钟分值：100分)一、选择题(本大题共10小题，每小题4分，共40分)1. (多选)关于物理学史，下列说法中正确的是 ( )a. 电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的b. 奥斯特发现了磁场对电流的作用力c. 库仑引入“电场”的概念来描述电场的真实存在d. 库仑在前人工作的基础上，通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的规律答案：ad解析：a、d说法符合物理学史，对；奥斯特发现的是电流周围存在着磁场，b错；“电场”的概念是由法拉第引入的，c错。2. 如图所示，一个闭合三角形导线框abc位于竖直平面内，其下方(略靠前)固定一根与线框平面平行的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流。释放线框，它由实线位置下落到虚线位置未发生转动，在此过程中穿过线框的磁通量()a. 逐渐增大b. 逐渐减小c. 始终为零d. 先增大，然后减小；再增大，最后又减小答案：d解析：根据安培定则和导线中恒定电流的方向可知导线上方的磁场方向垂直于纸面向外，下方的磁场方向垂直于纸面向里，而且越靠近导线磁场越强，所以在闭合导线框abc下落过程中，导线框内垂直于纸面向外的磁通量先增大，增大到bc边与导线重合时，达到最大，再向下运动，导线框内垂直于纸面向外的磁通量逐渐减小至零，然后随导线框的下降，导线框内垂直于纸面向里的磁通量增大，继续下降时由于导线框逐渐远离导线，导线框内垂直于纸面向里的磁通量再逐渐减小，选项d正确。3. 电流计的主要结构如图甲所示，固定有指针的铝框处在由磁极与软铁芯构成的磁场中，并可绕轴转动。铝框上绕有线圈，线圈的两端与接线柱相连。用两根导线分别将两只电流计的“”、“”接线柱相连，如图乙所示，拨动一只电流计的指针，另一只电流计的指针也会转动。为了解释上述现象，有同学对软铁芯内部的磁感线分布提出了如下的猜想，可能正确的是 ( )答案：c解析：磁感线不能相交，a、b、d均错，只有c有可能。4. 2014广东高考(多选)如图所示，光滑绝缘的水平桌面上，固定着一个带电量为q的小球p，带电量分别为q和2q的小球m和n，由绝缘细杆相连，静止在桌面上，p与m相距l，p、m和n视为点电荷，下列说法正确的是()a. m与n的距离大于lb. p、m和n在同一直线上c. 在p产生的电场中，m、n处的电势相同d. m、n及细杆组成的系统所受合外力为零答案：bd解析：对小球m、n和杆组成的整体，由题意可知kk，得xl，则a错。若p、m和n不在同一直线上则不能平衡，所以b正确。在q的电场中mn，则c错误。m、n及细杆静止于光滑绝缘桌面上，所以系统所受合外力为零，d正确。5. 2014课标全国卷(多选)如图，在正点电荷q的电场中有m、n、p、f四点，m、n、p为直角三角形的三个顶点，f为mn的中点，m30。m、n、p、f四点处的电势分别用m、n、p、f表示。已知mn，pf，点电荷q在m、n、p三点所在平面内，则()a. 点电荷q一定在mp的连线上b. 连接pf的线段一定在同一等势面上c. 将正试探电荷从p点搬运到n点，电场力做负功d. p大于m答案：ad解析：由mn，可知点电荷q一定在mn连线的中垂线上，过f作mn的垂线交mp于o点，设mffnl，则由几何关系mol/cos30l，foltan30l，opmpmomncos30ll，即foopl，onoml，故点电荷一定在mp的连线上的o点，选项a正确(另解：根据题意mn，pf，可知点电荷q一定在mn的中垂线与pf连线的中垂线的交点处，作pf连线的中垂线交mp于点o，连结o、f两点，由几何知识知of为mn的中垂线，故点电荷q一定在mp的连线上的o点，a正确)；点电荷形成的电场的等势面是以点电荷为球心的同心球面，直线不可能在球面上，故b选项错误；由图可知ofom，故fpmn，将正试探电荷从高电势搬运到低电势，电场力做正功，选项c错、d对。6. 2014河南十所名校高二测试如图所示，在竖直放置的平行金属板a和b间用绝缘线悬挂一带电小球。开关s闭合后，绝缘线向右偏离竖直方向，悬线与竖直方向之间的夹角为。电源的内阻不能忽略，将滑动变阻器的滑片向右移动一小段距离，下列判断正确的是()a. 电压表的示数变大 b. 变大c. r2消耗的功率变小 d. r3消耗的功率变小答案：c解析：电路中r1和r2串联后与滑动变阻器r并联，电压表测路端电压，电容器两端的电压等于r1两端的电压，电路稳定后没有电流流经r3，其两端电势相同。滑动变阻器滑片向右移动，阻值变小，电路中总电流增大，电源内阻上的电压增大，路端电压减小，电压表的示数变小，流经r1和r2的电流减小，r1两端的电压减小，则夹角变小，r2消耗的功率变小，由此知选项c正确。7. 2014安徽高考一带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动。取该直线为x轴，起始点o为坐标原点，其电势能ep与位移x的关系如图所示。下列图象中合理的是()答案：d解析：在粒子运动中的某一小段位移x内电场力做功qex。由功能关系知epqex，即qe，epx图线斜率的绝对值表示电场力，故由图线可知e逐渐减小，a错误。因粒子仅受电场力作用，由qema可知a也逐渐减小，d正确；再由动能定理有ekqex，即qe，ekx图线的斜率也表示电场力，则ekx图线应是一条斜率逐渐减小的曲线，b错误。由v22ax有v，可知vx图线应是一条曲线，故c错误。8. 如图所示，在一个水平胶木圆盘上有一个带负电荷的金属块p随圆盘一起绕过o点的竖直轴匀速转动，圆盘转动的最大角速度为。若在竖直方向加一向下的匀强磁场，仍然保持p随圆盘一起转动，圆盘按图示方向匀速转动的最大角速度为。则下面判断正确的是 ( )p受到的磁场力方向指向圆心op受到的磁场力方向背离圆心oa. b. c. d. 答案：d解析：外加磁场后，由左手定则可知，p受磁场力方向背离圆心，故正确，未加磁场时，fmmr2，外加磁场后，fmfmr2，因此，正确。9. (多选)在如图所示的电路中，电容器c的上极板带正电，为了使该极板仍带正电，下列办法中可以采用的是 ( )a. 增大r1，其他电阻不变 b. 增大r2，其他电阻不变c. 增大r3，其他电阻不变 d. 增大r4，其他电阻不变答案：ad解析：选电源的负极电势为零，因电容器上极板带正电，故有ab。若使上极板仍带正电，且电荷量增大，则可使a点电势升高，或使b点电势降低。升高a点电势的方法是增大r1或减小r2，降低b点电势的方法是减小r3或增大r4，故a、d正确，b、c错误。10. 三个质子1、2和3分别以大小相等的初速度v1、v2和v3经平板mn上的小孔o射入匀强磁场，各初速度的方向如图所示，磁场方向垂直纸面向里，整个装置处在真空中，且不计质子重力。最终这三个质子打到平板mn上的位置到小孔的距离分别为s1、s2和s3，则()a. s1s2s3s1c. s1s3s2 d. s1s3s2答案：d解析：质子在磁场中做匀速圆周运动的半径r相同，根据左手定则可以画出三个质子的轨迹，如图所示，v2与平板垂直，s2最大，v1和v3与平板的夹角相同，s1s3，故选项d正确。二、实验题(本大题共2小题，共16分)11. (6分)2014汕头高二检测用多用电表测量阻值约为几十千欧的电阻rx。s为电表的选择开关，p为欧姆挡调零旋钮。(1)从以下给出的操作步骤中，选择必要的步骤，并排出合理顺序：_。(填步骤前的字母)a. 旋转s至欧姆挡“1k”b. 旋转s至欧姆挡“100”c. 旋转s至“off”挡，并拔出两表笔d. 将两表笔分别连接到rx的两端，读出阻值后，断开两表笔e. 将两表笔短接，调节p使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔(2)按正确步骤测量时，指针指在图示位置，rx的测量值为_k。答案：(1)aedc(2)15解析：(1)为了使得待测电阻示数在中值电阻附近，欧姆挡倍率选择“1 k”，然后再进行欧姆调零、测量，最后旋转s到“off”挡，并拔出两表笔。(2)欧姆表的示数等于欧姆表指针所指的读数乘以所选的欧姆挡倍率，由于指针示数为15，即rx为15 k。12. (10分)要测量电压表v1的内阻rv，已知其量程为2 v，内阻约为2 k。实验室提供的器材有：电流表a，量程0.6 a，内阻约为0.1 ；电压表v2，量程5 v，内阻约为5 k；定值电阻r1，阻值为30 ；定值电阻r2，阻值为3 k；滑动变阻器r3，最大阻值100 ，额定电流1.5 a；电源e，电动势6 v，内阻约为0.5 ；开关s一个，导线若干。(1)有人将电压表v1和电流表a串联接入电压合适的测量电路中，测出的电压和电流，再计算出rv。该方案实际上不可行，其最主要的原因是_。(2)请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表v1的内阻rv的实验电路。要求测量尽量准确，实验必须在同一电路中，且在不增减元件的条件下完成。试画出符合要求的实验电路图(图中电源与开关已连接好)，并标出所选元件的相应字母代号。(3)由第(2)问写出的内阻rv的表达式，说明式中各测量量的物理意义。答案：(1)电压表满偏时，通过的电流iv a1.0103 a，电流表不能准确测量出流过电压表v1的电流。(2)如图(3)rv，其中u1表示的电压，u2表示和r2串联的总电压。解析：(1)电压表满偏时，通过的电流iv a1.0103 a，电流表不能准确测量出流过电压表v1的电流。因此该方案不可行。(2)测量电压表v1的内阻rv的实验电路见答案图。(3)rv，其中u1表示的电压，u2表示和r2串联的总电压。三、计算题(本大题共4小题，共44分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)13. (10分)如图所示的电路中，电源电动势e24 v，内阻不计，电容c12 f，r110 ，r360 ，r420 ，r540 ，电流表g的示数为零，此时电容器所带电荷量q7.2105 c，求电阻r2的阻值。答案：110 或7.14 解析：电容器两端电压uc6 v，所以u48 v，若u16 v8 v14 v，则，所以r27.14 。若u18 v6 v2 v，则。所以r2110 。14. (10分)如图所示，电源电动势e015 v，内阻r01 ，电阻r130 ，r260 。间距d0.2 m的两平行金属板水平放置，板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度b1 t的匀强磁场，闭合开关s，板间电场视为匀强电场，将一带正电的小球以初速度v0.1 m/s沿中轴线水平射入两板间。设滑动变阻器接入电路的阻值为rx，忽略空气对小球的作用，取g10 m/s2。(1)当rx29 时，电阻r2消耗的电功率是多大？(2)若小球进入板间做匀速圆周运动并与板相碰，碰时速度与初速度的夹角为60，则rx是多少？答案：(1)0.6 w(2)54 解析：r1r2的并联电阻ru2p2当rx29 时，由可得p0.6 w(2)小球做匀速圆周运动，有mgqe，小球碰板的速度与初速度的夹角为60，如图所示，由几何知识有rd，由e，其中u，所以e，由qvbmq把代入得mg只有一个未知数rx，代入数据解得rx54 。15. (10分)2015德州联考如图所示，质量为m0.04 kg的导电细杆ab置于倾角为30的平行放置的导轨上，导轨宽为d0.4 m，细杆ab与导轨垂直，导轨所在区域存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度为b1 t。已知电源电动势e1.5 v，内阻r0.2 。导轨和细杆的电阻均忽略不计(g取10 m/s2)。(1)若导轨光滑，为保证释放细杆后ab保持静止不动，则滑动变阻器接入电路的阻值是多大？(2)若导轨粗糙，且与细杆的动摩擦因数，为保证释放细杆后ab仍保持静止不动，则通过细杆的电流范围是多少？(已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力)答案：(1)2.8 (2)0.25 ai0.75 a解析：(1)通电细杆在磁场中受到的安培力方向沿斜面向上。设电流为i时，细杆刚好静止不动，由平衡关系：bidmgsin，解得i0.5 a，由欧姆定律ei(rr)，解得r2.8 。(2)当ff沿斜面向下的时候，如图所示，受力分析可得沿斜面方向：bi1dmgsinff，垂直斜面方向：fnmgcos，当物体恰好静止时，有fffn，联立解得i10.75 a。当ff沿斜面向上的时候，如图所示，受力分析可得沿斜面方向：bi2dffmgsin，联立解得i20.25 a电流范围0.25 ai0.75 a。16. (14分)2014广东高考如图所示，足够大的平行挡板a1、a2竖直放置，间距6l。两板间存在两个方向相反的匀强磁场区域和，以水平面mn为理想分界面，区的磁感应强度为b0，方向垂直纸面向外。a1、a2上各有位置正对的小孔s1、s2，两孔与分界面mn的距离均为l。质量为m、电量为q的粒子经宽度为d的匀强电场由静止加速后，沿水平方向从s1进入区，并直接偏转到mn上的p点，再进入区，p点与a1板的距离是l的k倍，不计重力，碰到挡板的