2024-2025学年新教材高中物理模块评价含解析新人教版必修3

PAGE9-模块素养评价(60分钟·60分)一、选择题(本题共9小题,每小题4分,共36分)1.比值法定义物理量是物理中一种很重要的思想方法,下列不属于比值定义法的是()A.电场强度E= B.电阻R=C.电流I= D.电容C=【解析】选C。电场强度与放入电场中的电荷无关,该式属于比值定义法,A不符合;电阻由导体本身确定,与U、I无关,该式属于比值定义法,B不符合;由电流I=,知电流I与U成正比,与电阻R成反比;故该式不属于比值定义法,C符合;电容C反映电容器容纳电荷的本事,与Q、U无关,该式属于比值定义法,D不符合。2.两个相同的带电小球可视为点电荷,所带电荷量之比为1∶7,在真空中相距为r时,两球间斥力大小为F。现将两球接触后再放回原处,则它们间的静电力大小变为()A.F B.F C.F D.F【解析】选A。两球起先时受斥力,故说明二者带同种电荷;设一个球的带电量为q,则另一个球的带电量为Q=7q,此时F=,带同种电荷,接触后再分开,带电量各为4q,则两球的库仑力大小F′==F;故A正确,B、C、D错误。3.下列图中画了四个电场的电场线,其中图A和图C中小圆圈表示一个点电荷,图A中虚线是一个圆,图B中几条直线间距相等且相互平行,则在图A、B、C、D中M、N两处电场强度相同的是()【解析】选B。电场强度为矢量,M、N两处电场强度相同,则电场强度方向、大小都要相同。图A中,M、N两点的电场强度大小相同,方向不同;图B中是匀强电场,M、N两点的电场强度大小、方向都相同;图C中,M、N两点的电场强度方向相同,大小不同;图D中,M、N两点的电场强度大小、方向都不相同。B正确。4.下列四个电场中,a、b两点电场强度与电势均相同的是()【解析】选C。a、b是同一等势面上的两点,电势相同,电场强度大小相等,但方向不同,则电场强度不同,故A错误。a处电场线比b处电场线密,则a处电场强度较大,顺着电场线方向,电势降低,则b点的电势较高,故B错误。a、b是匀强电场中的两点,电场强度相同,a、b又在同一等势面上,电势相等,故C正确。等量异种电荷连线的中垂线是一条等势线,则a、b的电势相同。依据电场线的分布可知,a处电场强度较大。故D错误。5.如图所示,一带负电的粒子以初速度v进入范围足够大的匀强电场E中,初速度方向与电场方向平行,粒子不计重力。下列说法正确的是 ()A.粒子始终做匀加速直线运动B.粒子始终做匀减速直线运动C.粒子先做匀减速直线运动,再反向做匀加速直线运动D.粒子先做匀加速直线运动,再反向做匀减速直线运动【解析】选C。因为粒子带负电,受电场力方向与初速度方向相反,粒子先向右做匀减速直线运动,待速度减为0后,再向左做匀加速直线运动,故选项C正确。6.如图所示,两个电阻串联后接在电路中a、b两点,已知a、b两点间电压不变,某同学把一个试验室里的电压表并联在R1两端时,读数为9V;将该电压表并联在R2两端时,读数为7V,则a、b两点间电压 ()A.大于16V B.等于16VC.小于16V D.无法确定【解析】选A。电压表接在R1两端,电压表的示数为9V,此时并联部分的电阻要比没有并联电压表的时候小,分压也要小;同样,当电压表接在R2两端,电压表的示数为7V,此时并联部分的电阻要比没有并联电压表的时候小,分压也要小;在电压减小之后,电压的和为16V,所以总的电压要比16V大,故A项正确。7.如图所示为通电长直导线的磁感线图,等面积线圈S1、S2与导线处于同一平面,关于通过线圈S1、S2的磁通量Φ1、Φ2,下列分析正确的是()A.Φ1>Φ2 B.Φ1<Φ2C.Φ1=Φ2≠0 D.Φ1=Φ2=0【解析】选A。由题图中磁感线的疏密分布可以看出,穿过S1的磁通量大,选项A正确。8.将线圈置于范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场B中,各线圈的运动方式如选项图所示,则能够在线圈中产生感应电流的是()【解析】选C。当闭合回路中的磁通量变更时,回路中产生感应电流,A、B、D中穿过线圈的磁通量始终为零,不产生感应电流,C中磁通量不断变更,故选项C正确。9.北斗系统在航海中有重要的应用,轮船上的接收设备可以通过接收卫星的信息,进而确定自己的位置。在此过程中,该设备接收信息主要利用了()A.电磁波 B.声波C.太阳能 D.电磁场【解析】选A。北斗系统在航海中有重要的应用,轮船上的接收设备可以通过接收卫星的信息,该设备接收信息主要利用了电磁波,故选项A正确。二、试验题(6分)10.某同学为了测量一根铅笔芯的电阻率,设计了如图甲所示的电路测量该铅笔芯的电阻值。所用器材有电流表A1、A2,电阻箱R1、滑动变阻器R2、待测铅笔芯Rx、电源E、开关S及导线等。操作步骤如下:调整滑动变阻器和电阻箱的阻值达到最大;闭合开关,适当调整滑动变阻器和电阻箱的阻值;记录两个电流表Al、A2的示数分别为I1、I2。请回答以下问题:(1)若电流表的内阻可忽视,则电流表示数I2=______I1时,电阻箱的阻值等于待测笔芯的电阻值。

(2)用螺旋测微器测量该笔芯的直径,螺旋测微器的示数如图乙所示,该铅笔芯的直径为_______mm。

(3)已测得该铅笔芯的长度L=20.00cm,电阻箱R1的读数为5.00Ω,依据上面测量的数据可计算出铅笔芯的电阻率ρ=_______Ω·m(结果保留3位有效数字)。

(4)若电流表A2的内阻不能忽视,仍利用(1)中方法,则铅笔芯电阻的测量值_______(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。

【解析】(1)由并联电路特点可知,当I2=I1时,电阻箱的阻值与待测铅笔芯的阻值相等。(2)螺旋测微器的读数为1.000mm;(3)由公式R=ρ可计算,铅笔芯的电阻率为1.96×10-5Ω·m;(4)电流表A2的内阻不能忽视时,电流表A2与电阻箱的电阻之和等于待测铅笔芯的电阻,即电阻的测量值小于真实值。答案:(1)(2)1.000(3)1.96×10-5(4)小于三、计算题(本题共2小题,共18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)11.(9分)竖直放置的平行金属板AB相距30cm,带有等量异种电荷。在两板间用绝缘细线悬挂一个质量为m=4.0×10-5kg,带电荷量为q=+3.0×10-70.8,g取10m/s2)求:(1)AB两板间的电场强度大小;(2)AB两板间的电压。【解析】(1)对小球进行受力分析,依据共点力平衡得,电场力F=qE=mgtan37°(3分)解得E=1000N/C(2分)(2)A、B两板间的电压U=Ed=1000×0.3V=300V。(4分)答案:(1)1000N/C(2)300V12.(9分)如图所示,框架的面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B。试求:(1)若从图示位置转过90°,则穿过框架平面的磁通量的变更量为多少?(2)若从图示位置转过180°,则穿过框架平面的磁通量的变更量为多少?【解析】(1)框架平面与磁感应强度B垂直时,穿过框架平面的磁通量:Φ=BS(1分)从题干图示位置转过90°,则穿过框架平面的磁通量变为0(1分)则磁通量的变更量为:ΔΦ=|0-BS|=BS(2分)(2)若从题干图示位置转过180°,则穿过框架平面的磁通量为-BS(2分)磁通量的变更量为:ΔΦ′=|(-BS)-BS|=2BS。(3分)答案:(1)BS(2)2BS(30分钟·40分)13.(4分)当今医学上对某些肿瘤采纳质子疗法进行治疗,该疗法用肯定能量的质子束照耀肿瘤杀死癌细胞。现用始终线加速器来加速质子,使其从静止起先被加速到1.0×107m/s。已知加速电场的电场强度为1.3×105N/C,质子的质量为1.67×10-27kgA.加速过程中质子电势能增加B.质子所受到的电场力约为2×10-15NC.质子加速须要的时间约为8×10-6sD.加速器加速的直线长度约为4m【解析】选D。加速过程中,电场力对质子做正功,质子电势能减小,A错误;质子受到的电场力F=Eq=1.3×105×1.6×10-19N=2.08×10-14N,B错误;质子的加速度a==m/s2≈1.25×1013m/s2,依据v=v0+at,加速时间t=8×10-7s,C错误;依据v2-=2ax,加速的直线长度x=4m,D正确。14.(4分)(多选)如图所示,电源的电动势为E,内阻为r,开关S闭合后,灯泡均能发光,现将滑动变阻器R的滑片P稍向下移动,则 ()A.灯泡L1变暗,L2变亮B.灯泡L1、L2均变暗C.电流表的示数增大D.电源的总功率减小【解析】选A、D。将滑动变阻器R的滑片P稍向下移动,滑动变阻器接入电路的阻值变大,整个电路总电阻变大,依据闭合电路欧姆定律得知,干路电流I减小,所以电灯L1变暗;由于干路电流减小,内电压和灯泡L1两端的电压都减小,所以L2与滑动变阻器并联的电压增大,L2变亮,故B错误,A正确;干路电流I减小,L2与滑动变阻器并联电压增大,所以通过L2的电流增大,所以电流表的示数减小,故C错误;干路电流I减小,依据P=EI得电源的总功率减小,故D正确。15.(4分)某区域存在如图所示的磁场,其中小圆面积为S1,内有垂直纸面对外的磁场,磁感应强度的大小为B1,大圆面积为S2,大圆与小圆之间有垂直纸面对里的磁场,磁感应强度的大小为B2,已知B2>B1,S2>2S1,则该区域内磁通量Φ的大小等于 ()A.(B1+B2)S2B.(B2-B1)S2C.B2S2-B1S1D.B2S2-(B1+B2)S1【解析】选D。设穿过线圈向外的磁通量为正值,则有Φ1=B1S1;而穿过线圈向里的磁通量为Φ2=-B2(S2-S1)。则该区域内的磁通量Φ=B1S1-B2(S2-S1)=-[B2S2-(B1+B2)S1],负号表示穿过线圈的磁通量的方向,故D正确,A、B、C错误。16.(8分)某科技创新小组的同学测定一水果电池(电动势大约1.5V、内阻约为1100Ω)的电动势和内阻,试验原理如图甲、乙所示(甲、乙两图中电压表内阻约为3000Ω,电流表内阻约为20Ω),应当选择__(选填“甲”或“乙”)电路比较合适。通过调整滑动变阻器得到多组U、I数据,依据U、I数据绘得的图像如图丙,则电动势为____V,内阻为____Ω(以上结果均保留两位有效数字)。试验中测量的电池内阻结果与真实值相比____(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。

【解析】水果电池内阻较大,电流表内阻很小,电流表采纳内接法时电压表分流造成的试验误差较大,电流表采纳外接法时电流表分压造成的试验误差较小,为减小试验误差,应采纳电流表外接法,应选择图甲所示电路;由图示电源U-I图像可知,电源电动势:E=1.6V,电源内阻:r==Ω=1.5×103Ω;电流表采纳外接法,电源内阻测量值等于真实值与电流表内阻之和,电源内阻测量值偏大。答案:甲1.61.5×103偏大17.(8分)如图所示为电动机提升重物的装置,电动机线圈的电阻为r=1Ω,电动机两端的电压为5V,电路中的电流为1A,物体A重为20N,不计摩擦力,求:(1)电动机线圈上消耗的热功率;(2)电动机的输入功率和输出功率;(3)10s内,可以把重物A匀速提升多高。【解析】电动机的输入功率是电动机消耗的总功率,输出功率是机械功率。(1)依据焦耳定律,电动机线圈上消耗的热功率为P=I2r=12×1W=1W。(2分)(2)电动机的输入功率等于输入电流与电动机的两端电压的乘积,故有P入=IU=1×5W=5W。(1分)输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率,所以有P出=P入-P=5W-1W=4W。(2分)(3)电动机的输出功率用来提升重物,转化为机械功率,在10s内,有P出t=mgh,(2分)解得h==m=2m。(1分)答案:(1)1W(2)5W4W(3)2m18.(12分)电子在电压为U1=22000V加速电场加速后,在距两极板等距处垂直平行板进入偏转电场,并从偏转电场右下端射出,偏转电场电压为U2=10000V。若板间距离d=0.176m,板长为L=0.176m,电子的荷质比为(电子的电荷量与电子质量的比值)=1.76×1011C(1)电子离开加速电场时的速度v0;(2)电子在偏转电场经验的总时间;(3)电子在偏转电场偏移的距离y。【解析】(1)电子