2024-2025学年新教材高中物理模块综合测评含解析鲁科版第三册

PAGE10-模块综合测评(时间：90分钟分值：100分)1．(4分)下列关于静电场和磁场的说法正确的是()A．电场中场强越大的地方，电势肯定越高B．电场中某点的场强与摸索电荷的电荷量成反比C．磁场中某点的磁感应强度大小与小磁针受到的磁场力大小有关D．静电荷产生的电场中电场线不闭合，通电直导线产生的磁场中磁感线是闭合的D[电场中场强越大的地方，电势不肯定越高，如负点电荷四周，越靠近点电荷，场强越大，但电势却越低，选项A错误；电场中某点的场强是由电场本身确定的，与摸索电荷存在与否无关，选项B错误；磁场中某点的磁感应强度由磁场本身确定，与小磁针存在与否无关，选项C错误；静电荷产生的电场中电场线是从正电荷(或无穷远处)动身终止于无穷远处(或负电荷)，是不闭合的，通电直导线产生的磁场中磁感线是闭合的，选项D正确。]2．(4分)下列说法中正确的是()A．E＝eq\f(U,d)适用于任何电场B．E＝eq\f(F,q)仅适用于匀强电场C．E＝keq\f(Q,r2)适用于真空中的点电荷形成的电场D．E是矢量，由U＝Ed可知，U也是矢量C[E＝eq\f(U,d)只适用于匀强电场，A错误；E＝eq\f(F,q)适用于任何电场，B错误；E＝keq\f(Q,r2)适用于真空中的点电荷形成的电场，C正确；在公式U＝Ed中，E是矢量，U是标量，D错误。]3．(4分)如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度大小为B＝1T的匀强磁场中，以导线为中心，R为半径的圆周上有a、b、c、d四个点，已知c点的实际磁感应强度为0，则下列说法正确的是()A．直导线中电流方向垂纸面对里B．a点的磁感应强度为eq\r(,2)T，方向向右C．b点的磁感应强度为eq\r(,2)T，方向斜向下，与原匀强磁场方向成45°角D．d点的磁感应强度为0C[由c点磁感应强度为0可得电流在c点产生的磁场的磁感应强度大小B′＝B＝1T，方向水平向左，由安培定则可知导线中电流方向垂直纸面对外，电流在a、b、d各点产生的磁场方向分别为向右、向下、向上，且磁感应强度大小均为1T，故对于a点，Ba＝2T，对于b点，Bb＝eq\r(,2)T，方向斜向下，与原匀强磁场方向成45°角，对于d点，Bb＝eq\r(,2)T，故C正确。]4．(4分)现有一段长L＝0.2m、通有电流I＝2.5A的直导线，则关于此导线在磁感应强度为B的磁场中所受磁场力F的状况，下列说法正确的是()A．假如B＝2T，则F肯定为1NB．假如F＝0，则B也肯定为零C．假如B＝4T，则F有可能为2ND．当F为最大值时，通电导线肯定与B平行C[当导线与磁场方向垂直时，所受磁场力F最大，F＝BIl，当导线与磁场方向平行时，F＝0，当导线与磁场方向成随意其他角度时，0<F<BIl，故选项A、D错误，C正确；磁感应强度是磁场本身的特性，与力F无关，选项B错误。]5．(4分)当导线中分别通以图示方向的电流，小磁针静止时北极指向读者的是()C[通电直导线电流从左向右，依据右手螺旋定则，则小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面对里，所以小磁针静止时北极背离读者，故A错误；通电直导线电流竖直向上，依据右手螺旋定则，磁场的方向为逆时针(从上向下看)，因此小磁针静止时北极背离读者，故B错误；环形导线的电流方向如题图C所示，依据右手螺旋定则，则有小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面对外，所以小磁针静止时北极指向读者，故C正确；依据右手螺旋定则，结合电流的方向，则通电螺线管的内部磁场方向由右向左，则小磁针静止时北极指向左，故D错误。]6．(4分)如图甲所示，两平行正对的金属板A、B间加有如图乙所示的交变电压，一重力可忽视不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处。若在t0时刻释放该粒子，粒子会时而向A板运动，时而向B板运动，并最终打在A板上。则t0可能属于的时间段是()甲乙A．0<t0<eq\f(T,4) B.eq\f(T,2)<t0<eq\f(3T,4)C.eq\f(3T,4)<t0<T D．T<t0<eq\f(9T,8)B[两板间加的是方波电压，刚释放粒子时，粒子向A板运动，说明释放粒子时UAB为负，因此选项A、D错误；若t0＝eq\f(T,2)时刻释放粒子，则粒子做方向不变的单向直线运动，始终向A板运动；若t0＝eq\f(3T,4)时刻释放粒子，则粒子在电场中固定两点间做往复运动，因此在eq\f(T,2)<t0<eq\f(3T,4)时间内释放该粒子，粒子的运动满意题意的要求，选项B正确。]7．(4分)如图所示，虚线A、B、C为某电场中的三条等势线，其电势分别为3V、5V、7V，实线为带电粒子在电场中运动时的轨迹，P、Q为轨迹与等势线A、C的交点，带电粒子只受电场力，则下列说法正确的是()A．粒子可能带负电B．粒子在P点的动能大于粒子在Q点的动能C．粒子在P点的电势能大于粒子在Q点的电势能D．粒子在P点受到的电场力大于粒子在Q点受到的电场力B[由等势线与电场线垂直可画出电场线，确定带电粒子运动所受电场力的方向偏向左侧，粒子在P点的动能大于在Q点的动能，B正确；由于带电粒子只受电场力，带电粒子运动时动能和电势能之和保持不变，依据A、B、C三条等势线的电势分别为3V、5V、7V，可确定电场线方向偏向左侧，粒子带正电，粒子在P点电势能小于粒子在Q点电势能，A、C错误；由等势面的疏密可知电场强度的大小，进而由F＝qE可推断电场力的大小关系，由示意图可知，P点处的等势面比Q点处的稀疏，可见P点处的场强较小，故P点受到的电场力小于在Q点受到的电场力，D错误。]8．(6分)为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图所示的电路。图中，A0是标准电流表，R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关，E是电池。完成下列试验步骤中的填空：(1)将S拨向接点1，接通S1，调整________，使待测表头指针偏转到适当位置，登记此时________的读数I。(2)然后将S拨向接点2，调整________，使__________________，登记此时RN的读数。(3)多次重复上述过程，计算RN读数的________，此即为待测微安表头内阻的测量值。[解析](1)本试验采纳等效替代法测量待测表头内阻。首先单刀双掷开关S拨向接点1，将待测表头接入电路，闭合开关S1，调整滑动变阻器R0，使待测表头指针偏转到适当位置。此时登记标准电流表A0的读数为I。在做电学试验时，一般表头指针偏转需大于整个刻度盘的eq\f(1,3)，偏转过小测量误差比较大。(2)然后将单刀双掷开关S拨向接点2，将电阻箱接入电路，然后调整电阻箱RN，使标准电流表A0的读数仍为I，依据等效替代法的试验思想，此时电阻箱RN的阻值即为待测表头的电阻值。(3)为了保证明验测量精度，试验需进行多次测量求平均值。[答案](1)R0标准电流表(或A0)(2)RN标准电流表(或A0)的读数仍为I(3)平均值9．(10分)如图所示，有一水平向左的匀强电场，场强为E＝1.25×104N/C，一根长L＝1.5m、与水平方向的夹角θ＝37°的光滑绝缘细直杆MN固定在电场中，杆的下端M固定一个带电小球A，电荷量Q＝＋4.5×10－6C；另一带电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量q＝＋1.0×10－6C，质量m＝1.0×10－2kg。将小球B从杆的上端N静止释放，小球B起先运动。(静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2，取g＝10m(1)小球B起先运动时的加速度为多大？(2)小球B的速度最大时，与M端的距离r为多大？[解析](1)如图所示，起先运动时小球B受重力、库仑力、杆的弹力和电场力，沿杆方向运动，由牛顿其次定律得mgsinθ－eq\f(kQq,L2)－qEcosθ＝ma。代入数据解得a＝3.2m/s2。(2)小球B速度最大时所受合力为零，即mgsinθ－eq\f(kQq,r2)－qEcosθ＝0代入数据解得r＝0.9m。[答案](1)3.2m/s2(2)0.9m10．(10分)如图所示，水平放置的平行板电容器，两板间距为d＝8cm，板长为L＝25cm，接在直流电源上，有一带电液滴以v0＝0.5m/s的初速度沿两板的中线水平射入，恰好做匀速直线运动，当它运动到P处时快速将下板向上提起eq\f(4,3)cm，液滴刚好从金属板末端飞出，求：(1)下极板上提后液滴经过P点以后的加速度大小；(g取10m/s2)(2)液滴从射入起先匀速运动到P点所用时间。[解析](1)带电液滴在板间受重力和竖直向上的电场力，因为液滴做匀速运动，所以有：qE＝mg，qeq\f(U,d)＝mg，即：qU＝mgd。当下板向上提后，d减小，E增大，电场力增大，故液滴向上偏转，在电场中做类平抛运动。此时液滴所受电场力F′＝qeq\f(U,d′)＝eq\f(mgd,d′)此时加速度a＝eq\f(F′－mg,m)＝eq\f(mg\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,d′)－1)),m)＝geq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(8,8－\f(4,3))－1))＝eq\f(g,5)＝2m/s2。(2)因液滴刚好从金属板末端飞出，所以液滴在竖直方向上的位移是eq\f(d,2)，设液滴从P点起先在匀强电场中的飞行时间为t1，则：eq\f(d,2)＝eq\f(1,2)ateq\o\al(2,1)，解得t1＝eq\r(\f(d,a))＝eq\r(\f(8×10－2,2))s＝0.2s，而液滴从刚进入电场到出电场的时间t2＝eq\f(L,v0)＝eq\f(0.25,0.5)s＝0.5s，所以液滴从射入起先匀速运动到P点的时间t＝t2－t1＝0.3s。[答案](1)2m/s2(2)0.3s(建议用时：15分钟)11．(4分)(多选)下列关于磁感应强度方向的说法中，正确的是()A．某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向B．小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向C．垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向D．磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向BD[磁场中某点磁感应强度的方向表示该点的磁场的方向，磁场方向也就是小磁针N极受力的方向。但电流受力的方向不代表磁感应强度和磁场方向。]12．(4分)(多选)如图所示，真空中固定两个等量异种点电荷＋Q、－Q，图中O是两电荷连线的中点，a、b两点与＋Q的距离相等，c、d是两电荷连线垂直平分线上的两点，bcd构成一个等腰三角形。则下列说法正确的是()A．a、b两点的电场强度相同B．c、d两点的电势相同C．将电子由b移到c的过程中电场力做正功D．质子在b点的电势能比在O点的电势能大BD[依据等量异种点电荷的电场分布可知：c、O、d三点等势，a、b两点场强大小、方向均不同；由于φb＞φc，电子从b到c电场力做负功；φb＞φO，质子从b到O电场力做正功，电势能减小，故质子在b点的电势能较大。故选项B、D正确，A、C错误。]13．(4分)(多选)把一个电荷量为1C的正电荷从电势为零的O点移到电场内的M点，外力克服电场力做功5J，若把这个电荷从N点移到O点，电场力做功为6J，那么()A．M点的电势是－5VB．N点的电势是6VC．M、N两点的电势差为11VD．M、N两点的电势差为－1VBD[外力克服电场力做功5J，即电场力做功－5J，由公式U＝eq\f(W,q)，求出UOM＝－eq\f(5,1)V＝－5V，UOM＝φO－φM，则M点的电势φM＝5V，同理求出N点电势φN＝6V，M、N两点的电势差UMN＝φM－φN＝－1V，故B、D正确，A、C错误。]14．(4分)(多选)如图所示，直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图像，曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图像，则下列说法正确的是()A．电源电动势约为50VB．电源的内阻约为eq\f(25,3)ΩC．电流为2.5A时，外电路的电阻约为15ΩD．输出功率为120W时，输出电压约为30VACD[依据闭合电路欧姆定律，电源的输出电压：U＝E－Ir，比照U­I图像，当I＝0时，E＝U＝50V，故A正确；U­I图像斜率的肯定值表示内阻，故：r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))＝eq\f(50－20,6)Ω＝5Ω，故B错误；电流为2.5A时，比照U­I图像，电压约为37.5V，故外电路电阻R＝eq\f(U,I)＝eq\f(37.5V,2.5A)＝15Ω，故C正确；输出功率为120W时，比照P­I图像，电流约为4A，再比照U­I图像，输出电压约为30V，故D正确。]15．(4分)(多选)两个点电荷Q1、Q2固定于x轴上，将一带正电的摸索电荷从足够远处沿x轴负方向移近Q2(位于坐标原点O)，在移动过程中，摸索电荷的电势能随位置的变更关系如图所示。则下列推断正确的是()A．M点电势为零，N点场强为零B．M点场强为零，N点电势为零C．Q1带负电，Q2带正电，且Q2电荷量较小D．Q1带正电，Q2带负电，且Q2电荷量较小AC[由图读出电势能Ep，由φ＝eq\f(Ep,q)，可知M点电势为零，N点电势为负值。Ep­x图像的斜率eq\f(ΔEp,Δx)＝F，即斜率大小等于电场力大小，由F＝qE，可知N点场强为零，M点场强不为零，故A项正确，B项错误；依据正电荷在电势高处电势能大，分析电势变更，确定场强的方向，可知Q1带负电，Q2带正电；由N点场强为零，可知Q2电荷量较小，故C项正确，D项错误。]16．(6分)某同学用如图所示的电路测量欧姆表的内阻和电源电动势(把欧姆表看成一个电源，且已选定倍率并进行了欧姆调零)。试验器材的规格如下：电流表A1(量程200μA，内阻R1＝300Ω)；电流表A2(量程30mA，内阻R2＝5Ω)；定值电阻R0＝9700Ω；滑动变阻器R(阻值范围0～500Ω)。闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动触头至某一位置，读出电流表A1和A2的示数分别为I1和I2。多次变更滑动触头的位置，得到的数据见下表：I1(μA)120125130135140145I2(mA)20.016.713.210.06.73.3(1)依据表中数据，作出I1­I2图线如图所示，据图可得，欧姆表内电源的电动势为E＝________V，欧姆表内阻为r＝________Ω.(结果保留3位有效数字)(2)若某次电流表A1的示数是114μA，则此时欧姆表的示数约为________Ω。(结果保留3位有效数字)[解析](1)依据闭合电路欧姆定律有：E＝I1(R1＋R0)＋(I1＋I2)r所以I1＝－eq\f(r,R1＋R0＋r)I2＋eq\f(E,R1＋R0＋r)由图像可知斜率k＝eq\f(ΔI1,ΔI2)＝－1.52×10－3，纵截距b＝1.5×10－4即eq\f(r,R1＋R0＋r)＝1.52×10－3，eq\f(E,R1＋R0＋r)＝1.5×10－4A解得E≈1.50V，r≈15.2Ω。(2)由题图可知当I1＝114μA时，I2＝23.6mA所以R外＝eq\f(I1R0＋R1,I1＋I2)≈47.7Ω，则此时欧姆表示数约为47.7Ω。[答案](1)1.50(1.48～1.51)15.2(14.9～15.4)(2)47.7(47.3～48.1)17．(10分)如图所示，一带电荷量q＝＋3×10－5C的小球，用绝缘细线悬挂于竖直放置的足够大的平行金属板中的O点，闭合开关S，小球静止时细线与竖直方向的夹角θ＝37°。已知两板间距d＝0.1m，电源电动势E＝14V，内电阻r＝1Ω，电阻R1＝2Ω，R2＝R3＝4Ω。取g＝10m/s2(1)电源的输出功率；(2)两板间的电场强度的大小；(3)带电小球的质量。[解析](1)由题图知，实际接入电路构成闭合电路的是电源、R1、R2，全电路电阻R总＝R1＋R2＋r＝7Ω，全电路电流I＝eq\f(E,R总)＝2A输出功率P＝I2(R1＋R2)＝24W。(2)两板间的电