粤教版高二物理选修31模块综合测试一

1、模块综合测试一(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1.电容器是一种常用的电子元件.对电容器认识正确的是().A.电容器的电容表示其储存电荷的能力B.电容器的电容与它所带的电荷量成正比C.电容器的电容与它两极板间的电压成正比D.电容的常用单位有F和pF,1 F=103 pF答案:A解析:电容器的电容就是表示其储存电荷的能力,由电容器本身决定,与它带的电荷量、板间电压无关;1 F=106 pF,故D项错误.2.某点电荷从静电场中的a

2、点移到b点,电场力做功为零,则().A.电荷所受的电场力总是垂直于移动的方向B.a、b两点间的电势差一定为零C.a、b两点的场强一定为零D.a、b两点的电势一定相等答案:D解析:由W=q(a-b)可知道a、b两点的电势一定相等.3.一负电荷从电场中A点由静止释放,只受电场力作用,沿电场线运动到B点,它运动的速度时间图象如图甲所示,则A、B所在区域的电场线分布情况可能是图乙中的().甲乙答案:C解析:由vt图象知电荷的速度越来越大,加速度越来越大,电荷为负电荷,受力方向与场强方向相反,所以选C.4.如图所示,在示波管下方有一根水平放置的通电直导线,则示波管中的电子束将().A.向上偏转B.向下偏

3、转C.向纸外偏转D.向纸里偏转答案:A解析:由安培定则可知导线上方磁场垂直纸面向外,电子垂直磁场进入,由左手定则可知,电子向上偏转.5.如图所示,MN是一条水平放置的固定长直导线, P是一个通有电流I2的与MN共面的金属环,可以自由移动.长直导线与金属圆环均包有绝缘漆皮.当MN中通上图示方向的电流I1时,金属环P在磁场力作用下将().A.沿纸面向上运动B.沿纸面向下运动C.水平向左运动D.由于长直导线包有绝缘漆皮,其磁场被屏蔽,金属环P将静止不动答案:B解析:由安培定则和左手定则可知,金属环P受到的磁场力沿金属环所在平面向下,故B选项正确.绝缘漆皮不会屏蔽磁场,D选项错误.6.在如图所示的电路

4、中电源电动势为E,内电阻为r.闭合开关S,待电流达到稳定后,电流表示数为I,电压表示数为U,电容器C所带电荷量为Q,将滑动变阻器P的滑动触头, 从图示位置向a一端移动一些,待电流达到稳定后,则与P移动前相比().A.U变小B.I变小C.Q增大D.Q减小答案:BC解析:当滑动变阻器P的滑动触头, 从图示位置向a一端移动时,其电阻值增大,由闭合电路的欧姆定律可知,电路的电流I减小;变阻器R两端的电压增大,即电容器C两端的电压增大,显然所带电荷量Q增大.7.如图所示为一磁流体发电机示意图,A、B是平行正对的金属板,等离子体(电离的气体,由自由电子和阳离子构成,整体呈电中性)从左侧进入,在t时间内有n

5、个自由电子落在B板上,则关于R中的电流大小及方向判断正确的是().A.I=,从上向下B.I=,从上向下C.I=,从下向上D.I=,从下向上答案:A解析:在t时间内,落到B板的电子数为n个,即q=ne,根据电流的定义式I=,得通过R的电流大小为I=,方向从上向下.8.某静电场的电场线分布如图所示,图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ,电势分别为UP和UQ,则().A.EP>EQ,UP>UQB.EP>EQ,UP<UQC.EP<EQ,UP>UQD.EP<EQ,UP<UQ答案:A解析:电场线密的位置场强大,因此EP>EQ;沿电场线方向电势

6、降低,因此有UP>UQ.A项正确.9.如图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图,其核心部分是两个D形金属盒.在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中,两盒分别与高频电源相连.带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示,忽略带电粒子在电场中的加速时间,则下列判断正确的是().A.在Ekt图中应有t4-t3=t3-t2=t2-t1B.高频电源的变化周期应该等于tn-tn-1C.粒子加速次数越多,粒子最大动能一定越大D.要想粒子获得的最大动能越大,可增加D形盒的面积答案:AD解析:带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期与速度大小无关,因此,在Ekt图中应有t4-t3=t3

7、-t2=t2-t1,选项A正确;带电粒子在回旋加速器中每运行一周加速两次,高频电源的变化周期应该等于2(tn-tn-1),选项B错;由r=可知,粒子获得的最大动能决定于D形盒的半径,当轨道半径与D形盒半径相等时就不能继续加速,故选项C错、D对.10.带电粒子以速度v沿CB方向射入一横截面为正方形的区域,C、B均为该正方形两边的中点,如图所示,不计粒子的重力.当区域内有竖直方向的匀强电场E时,粒子从A点飞出,所用时间为t1;当区域内有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场时,粒子也从A点飞出,所用时间为t2,下列说法正确的是().A.t1<t2B.t1>t2C.=vD.=v答案:AD

8、解析:粒子在电场中做类平抛运动,沿CB方向速度不变;在磁场中做匀速圆周运动,在CB方向上的速度分量减小.由比较得A项正确.在电场中偏转距离=()2,磁场中几何关系:R2=a2+(R-)2,半径:R=解得选项D正确.二、填空题(本题共2小题,每小题8分,共16分)11.某同学用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时,所用滑动变阻器的阻值范围020 ,连接电路的实物图如下图所示.(1)指出该同学接线中错误的和不规范的做法是:. A.滑动变阻器,不起变阻作用B.电流表接线有错C.电压表量程选用不当D.电压表接线有错(2)画出这个实验的正确电路图.答案:(1)ABD(2)如图所示解析:图中变

9、阻器起不到变阻的作用,故选A.图中电流表的“+”“-”接线柱出现错误,故选B.干电池的电动势为1.5 V,电压表量程适当,故C错.但电压表不能直接并联到电源两端,因为开关断开后,电压表仍有示数,故选D.12.在物理兴趣小组活动中,一同学利用下列器材设计并完成了“探究导体阻值与长度的关系”的实验.电压表V1量程3 V内阻约为900 电压表V2量程10 V内阻约为3 k电流表A量程60 mA内阻约为5 电源E1电动势1.5 V内阻约为0.2 电源E2电动势4.5 V内阻约为0.4 滑动变阻器(最大阻值为10 )、粗细均匀的同种电阻丝、开关、导线和刻度尺其主要实验步骤如下:A.选取图中器材,按示意图

10、连接电路B.用伏安法测定电阻丝的阻值RC.用刻度尺测出电阻丝的长度LD.依次减小电阻丝的长度,保持电路其他部分不变,重复步骤B、CE.处理数据,根据下列测量结果,找出电阻丝阻值与长度的关系L/m0.995 60.804 90.598 10.402 10.195 8R/104.885.365.246.627.1为使实验尽可能准确,请你对上述步骤中画线处加以改进.() () 答案:()电源改选E2.()判断电流表的内外接法,作出相应调整.解析:()由于电压表的量程为3 V,为使测量误差减小,电源应改选E2.()电阻丝长度减小时,电阻较小,若采用电流表的内接法,误差较大,所以应根

11、据实际情况作出相应调整.三、解答题(本题共4小题,13、14题各10分,15、16题各12分,共44分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13.如果把带电荷量为q=1.0×10-8 C的点电荷从无穷远移至电场中的 A点,需克服电场力做功W=1.2×10-4 J.试求:(1)q在A点的电势能和在A点的电势(取无穷远处电势为零).(2)q未移入电场前A点的电势是多少?答案:(1)1.2×10-4 J1.2×104 V(2)1.2×104解析:(1)克服电场力做功

12、,电势能增加,无穷远处的电势为零,电荷在无穷远处的电势能也为零,所以EA=EA-0=W=1.2×10-4 J正电荷在电势高处具有的电势能大,即A点的电势A>0A= V=1.2×104 V.(2)A点的电势是由电场本身决定的,跟A点是否有电荷存在无关,所以在移入电场前,A点电势仍为1.2×104 V.14.在POQ区域内有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向如图所示,负离子质量为m,电荷量为-q,从边界OQ上的A点垂直于OQ也垂直于磁场方向射入磁场,OA=d,若要求离子不从OP边界射出磁场,离子的速度v应满足什么条件?答案:v解析:由离子在A点所受洛伦兹力方向可

13、确定圆心一定在AQ线上,离子从OP边界射出磁场的临界轨迹是轨迹圆,且恰与OP相切,如图所示.确定临界轨迹圆的圆心:从轨迹圆和OP的切点D作OP的垂线交AQ于C即圆心,画出临界轨迹圆,利用几何知识可得临界半径r=(+1)d.满足条件的半径r(+1)d,再利用物理规律r=可确定v的取值范围v.15.如图所示,在直角坐标系xOy的 y>0空间内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小为B.许多质量为m的带电粒子,以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向,由O点射入磁场区域.不计重力,不计粒子间的相互影响.图中曲线表示带电粒子可能经过的区域边界,其中边界与y轴交点P的坐标为(0,a),边界与x轴

14、交点为Q.求: (1)试判断粒子带正电荷还是负电荷? (2)粒子所带的电荷量. (3)Q点的坐标.答案:(1)正电(2)(3)(-a,0)解析:(1)由左手定则得粒子带正电. (2)粒子进入磁场后做匀速圆周运动,粒子从O点沿x轴正方向进入磁场做圆周运动的轨迹恰是边界的右边曲线.其圆半径R=解得粒子带电荷量q =. (3)当带电粒子沿y轴方向射入磁场时,轨迹圆与x轴的交点即Q,OQ=2R=aQ点的坐标为(-a,0).16.如图所示,在xOy坐标平面的第一象限内有沿-y方向的匀强电场,在第四象限内有垂直于平面向外的匀强磁场.现有一电荷量为+q、质量为m的粒子(不计重力)以初速度v0沿-x方向从坐标为(3l,l)的P点开始运动,接着进入磁场后由坐标原点O射出,射出时速度方向与y轴方向的夹角为45°,求:(1)粒子从O点射出时的速度v和电场强度E.(2)粒子从P点运动到O点过程所用的时间.答案:(1)v0(2)(8+)解析:依题意知,带电粒子在电场中做类平抛运动,设其刚进入磁场时的点为Q点.在磁场中粒子做匀速圆周运动,最终由O点射出.(1)由对称性可知,粒子在Q点时速度大小为v,方向与-x轴方向成45°,则有