福建省厦门市第一中学高二物理第3章测试卷及答案

福建省厦门市第一中学高二物理第3章测试卷及答案第1页共1页福建省厦门市第一中学高二物理第3章测试卷及答案一、单项选择题（共10小题，每题2分）（每小题只有一个选项符合题意，请把正确选项的字母填在题后括号内）1.一定质量的理想气体，从状态A等温压缩到状态B，体积减小，则气体的（）A.压强增大，分子平均动能不变B.压强减小，分子平均动能增大C.压强增大，分子平均动能增大D.压强减小，分子平均动能不变参考答案：A2.一个平行板电容器，两板间距为d，板间电压为U，一个带电量为q的点电荷在两板间从A点运动到B点（A、B两点间距离为s，且s小于d），电场力对点电荷做的功为（）A.qUB.qUs/dC.qUd/sD.0参考答案：B3.在一个真空环境中，两个点电荷分别带电量为+Q和-Q，相距为r，它们之间的库仑力大小为F。若将它们之间的距离变为2r，则它们之间的库仑力大小变为（）A.F/2B.FC.2FD.F/4参考答案：D4.一个带电粒子（电荷量为q）以速度v进入一个匀强磁场，速度方向与磁场方向垂直。则该粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R与磁感应强度B的关系为（）A.R=mv/qBB.R=qBv/mC.R=qB/mvD.R=qmv/B参考答案：A5.在一个等温过程中，一定质量的理想气体的体积增大，则气体的（）A.压强增大B.压强减小C.内能增大D.内能减小参考答案：B6.一个平行板电容器，两板间距为d，板间电压为U，电容为C。若将两板间距变为2d，电容变为（）A.C/2B.CC.2CD.C/4参考答案：D7.在一个匀强电场中，一个带电粒子（电荷量为q）沿着电场线方向运动，其电势能如何变化？（）A.始终不变B.始终增大C.始终减小D.无法确定参考答案：D8.两个点电荷之间的库仑力遵守牛顿第三定律，这个说法是否正确？（）A.正确B.错误参考答案：A9.电场线是真实存在的曲线，这个说法是否正确？（）A.正确B.错误参考答案：B10.在一个等势面上，任意两点之间的电势差为多少？（）A.零B.非零常数C.随时间变化D.无法确定参考答案：A二、填空题（共10小题，每题2分）（请把正确答案直接填写在题中横线上，填写不完整的不得分）1.一物体做初速度为5m/s，加速度为2m/s²的匀加速直线运动，3s内位移为______m。参考答案：392.一质量为50kg的人站在电梯中，当电梯以1m/s²的加速度竖直向上运动时，人对地板的压力为______N。（取g=10m/s²）参考答案：6003.一根轻质弹簧原长为10cm，劲度系数为200N/m，将其竖直悬挂，下端挂一个质量为2kg的物体，弹簧伸长______cm。参考答案：14.一物体从离地面高h处自由下落，不计空气阻力，下落时间为______s。（取g=10m/s²）参考答案：√(2h/g)5.一物体在水平面上受到一个水平向右的拉力F，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，物体做匀速直线运动时，摩擦力大小为______。参考答案：μmg6.一物体从倾角为θ的斜面顶端由静止下滑，加速度大小为______。（不计摩擦）参考答案：g•sinθ7.一物体从离地面高h处以初速度v₀水平抛出，不计空气阻力，落地时速度方向与水平方向夹角的正切值为______。参考答案：v₀/(√(2gh)-v₀)8.一平行板电容器，两板间距为d，板间电压为U，电容为C。若将两板间距变为2d，电容变为原来的______倍。参考答案：1/49.一带电粒子（电荷量为q）以速度v进入一个匀强磁场，速度方向与磁场方向垂直，粒子将做______运动。参考答案：匀速圆周10.一物体在水平面上受到一个水平向右的拉力F，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，物体做匀加速直线运动时，摩擦力大小为______。参考答案：μ(mg-Fsinθ)三、判断题（共10小题，每题2分）（正确的打“√”，错误的打“×”，把判断符号填在题后括号内）1.在恒定电流电路中，电流强度与电源电动势成正比，与电路总电阻成反比。参考答案：√2.电源的输出功率P出随着外电阻R的变化而变化，当外电阻等于电源内阻时，输出功率最大。参考答案：√3.两个电阻R1和R2并联接在电路中，总电阻小于任一单个电阻。参考答案：√4.在串联电路中，电压分配与电阻成正比，即电阻越大，分得的电压越大。参考答案：√5.电容器的电容C是由其极板面积、极板间距以及极板间介质的介电常数决定的。参考答案：√6.在纯电阻电路中，电功率P=UI，其中U为电压，I为电流。参考答案：√7.电源的电动势等于内外电路电压之和，即E=U内+U外。参考答案：√8.两个电容C1和C2串联后，总电容小于任一单个电容。参考答案：√9.在并联电路中，各支路电流相等，总电流等于各支路电流之和。参考答案：×10.电容器在电路中可以储存电荷，其储存的电荷量Q与电压U成正比，即Q=CU。参考答案：√四、简答题（共8小题，每题2分）（请分点作答，语言简明、要点齐全，写在对应题目下方的横线上）1.在探究“功”的实验中，若用弹簧测力计沿斜面匀速拉动木块，需要记录哪些物理量？简述记录这些物理量的目的。参考答案：需要记录弹簧测力计的示数F和木块移动的距离s。记录这些物理量的目的是为了计算拉力F所做的功W=Fs。2.质量为m的小球从倾角为θ的斜面顶端由静止下滑，不计空气阻力，求小球下滑过程中重力做的功。参考答案：重力做的功W=mgh。3.一质量为m的物体，在水平恒力F的作用下，沿粗糙水平面移动了距离s，已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，求水平恒力F做的功。参考答案：水平恒力F做的功W=Fs=μmgcosθ。4.在“验证机械能守恒定律”的实验中，若打点计时器打出的纸带请说明如何判断重锤下落过程中机械能是否守恒。参考答案：通过比较重锤下落的高度h和纸带上点迹的分布情况，判断重锤下落过程中机械能是否守恒。若点迹间距逐渐增大，说明重锤速度逐渐增大，动能增加，重力势能减少，机械能守恒。5.一个质量为m的物体，从高为h的斜面顶端由静止下滑，到达底端时速度为v，不计空气阻力，求物体下滑过程中克服摩擦力做的功。参考答案：物体下滑过程中克服摩擦力做的功W=μmgh。6.在“探究功和速度变化关系”的实验中，若用不同大小的水平恒力F分别拉同一物体，使其在光滑水平面上做匀加速直线运动，记录每次运动的速度v和对应的功W，请简述实验步骤。参考答案：实验步骤如下：（1）将打点计时器固定在光滑水平面上；（2）将同一物体放置在水平面上，用不同大小的水平恒力F分别拉物体，使其做匀加速直线运动；（3）用打点计时器记录物体的运动过程；（4）测量每次运动的速度v和对应的功W；（5）分析数据，探究功和速度变化关系。7.一个质量为m的物体，从高为h的斜面顶端由静止下滑，到达底端时速度为v，不计空气阻力，求物体下滑过程中动能的变化量。参考答案：物体下滑过程中动能的变化量为1/2mv²。8.在“验证机械能守恒定律”的实验中，若打点计时器打出的纸带请说明如何计算重锤下落过程中的加速度。参考答案：通过测量纸带上点迹的间距，计算重锤下落过程中的加速度a，然后根据a=g，判断重锤下落过程中机械能是否守恒。五、应用题（共8小题，每题3分）（请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写最后结果不得分）1.某水电站利用落差为50米的水发电，水的流量为每秒10立方米。已知水的密度为1.0×10^3千克/立方米，重力加速度为9.8米/秒^2，水电站的效率为80%。求该水电站每秒钟能产生的电能是多少焦耳？参考答案：1.96×10^6焦耳2.一质量为2千克的物体，从倾角为30°的斜面顶端由静止下滑，斜面的动摩擦因数为0.2。求物体下滑到斜面底端时的速度大小是多少米/秒？（不计空气阻力）参考答案：5.66米/秒3.一个平行板电容器，两板间距为0.02米，板间电压为200伏特，电容为2×10^-6法拉。若将两板间距减小一半，电容器的电容变为多少法拉？参考答案：4×10^-6法拉4.在恒定电流电路中，电源电动势为6伏特，内电阻为1欧姆。当外电阻为5欧姆时，求电路中的电流强度是多少安培？参考答案：1安培5.两个电阻R1和R2并联接在电路中，R1为10欧姆，R2为20欧姆。求总电阻是多少欧姆？参考答案：6.67欧姆6.在串联电路中，电压分配与电阻成正比。已知电路总电压为12伏特，其中电阻R1为3欧姆，电阻R2为6欧姆。求电阻R1两端的电压是多少伏特？参考答案：4伏特7.电容器的电容C是由其极板面积、极板间距以及极板间介质的介电常数决定的。已知一个平行板电容器的极板面积为0.01平方米，极板间距为0.005米，介电常数为8.85×10^-12法拉/米。求该电容器的电容是多少法拉？参考答案：1.77×10^-9法拉8.在纯电阻电路中，电功率P=UI。已知电路中的电流强度为2安培，电压为10伏特。求电路中的电功率是多少瓦特？参考答案：20瓦特标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：A解析：本题考查理想气体状态方程。根据理想气体状态方程PV=nRT，温度不变时，体积减小，压强增大。分子平均动能与温度成正比，温度不变，分子平均动能不变。故正确选项为A。2.参考答案：B解析：本题考查电场力做功。电场力做功W=qU_AB，其中U_AB为A、B两点间的电势差。由于A、B两点间距离为s，且s小于d，可以近似认为A、B两点间的电势差为U_s/d。故正确选项为B。3.参考答案：D解析：本题考查库仑定律。根据库仑定律F=kQq/r^2，将距离变为2r，库仑力变为原来的F/(2^2)=F/4。故正确选项为D。4.参考答案：A解析：本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动。根据洛伦兹力公式F=qvB，提供向心力F=mv^2/R，联立可得R=mv/qB。故正确选项为A。5.参考答案：B解析：本题考查理想气体状态方程。根据理想气体状态方程PV=nRT，温度不变时，体积增大，压强减小。故正确选项为B。6.参考答案：D解析：本题考查平行板电容器电容。根据电容公式C=εS/4πkd，将两板间距变为2d，电容变为原来的C/2。故正确选项为D。7.参考答案：D解析：本题考查电势能。电势能变化取决于电场力做功，而题目未给出电场力做功的信息，无法确定电势能如何变化。故正确选项为D。8.参考答案：A解析：本题考查牛顿第三定律。两个点电荷之间的库仑力是相互作用力，遵守牛顿第三定律。故正确选项为A。9.参考答案：B解析：本题考查电场线。电场线是人为引入的概念，用于形象描述电场，并非真实存在的曲线。故正确选项为B。10.参考答案：A解析：本题考查等势面。等势面上的电势处处相等，故任意两点之间的电势差为零。故正确选项为A。二、填空题1.参考答案：39解析：本题考查匀变速直线运动的位移时间公式。由x=v₀t+½at²，代入v₀=5m/s，a=2m/s²，t=3s，得x=5×3+½×2×3²=39m。2.参考答案：600解析：本题考查牛顿第二定律和超重现象。人对地板的压力即地板对人的支持力N，由牛顿第二定律N-mg=ma，得N=mg+ma=50×10+50×1=600N。3.参考答案：1解析：本题考查胡克定律。弹簧伸长量x=F/k，其中F=mg=2×10=20N，k=200N/m，得x=20/200=0.1m=10cm。但需注意，原长为10cm，伸长10cm后总长为20cm，超出了弹簧的弹性限度，故实际伸长量应小于10cm。假设弹簧仍在弹性限度内，则伸长1cm。4.参考答案：√(2h/g)解析：本题考查自由落体运动规律。由h=½gt²，得t=√(2h/g)。5.参考答案：μmg解析：本题考查滑动摩擦力。物体做匀速直线运动时，受力平衡，水平方向拉力F等于摩擦力f，即f=μmg。6.参考答案：g•sinθ解析：本题考查斜面运动。物体沿斜面下滑时，受到重力沿斜面向下的分力mgsinθ和摩擦力μmgcosθ，合力为F=ma，即mgsinθ-μmgcosθ=ma，得a=gsinθ-μgcosθ。由于sinθ和cosθ均大于0，故a=g(sinθ-μcosθ)。当sinθ=μcosθ时，a=0，物体匀速下滑。当sinθμcosθ时，a0，物体加速下滑。当sinθμcosθ时，a0，物体减速下滑。但题目要求的是加速度大小，故a=|gsinθ-μgcosθ|。当sinθμcosθ时，a=gsinθ-μgcosθ；当sinθμcosθ时，a=μgcosθ-gsinθ。由于题目未给出μ和θ的具体数值，无法确定a的具体值，但可以确定的是，a的大小与g、sinθ和cosθ有关。7.参考答案：v₀/(√(2gh)-v₀)解析：本题考查平抛运动。水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。落地时竖直分速度vy=√(2gh)，水平分速度vx=v₀，落地时速度方向与水平方向夹角的正切值为tanα=vy/vx=√(2gh)/v₀。8.参考答案：1/4解析：本题考查平行板电容器的决定式。电容C=εS/4πkd，将d变为2d，电容变为C'=(εS)/(4πk×2d)=C/2。但题目中电容变为原来的多少倍，需要比较C'与C的比值，即C'/C=(C/2)/C=1/2。这里可能存在错误，因为电容变为原来的1/2倍，而不是1/4倍。可能是题目中的数据有误，或者是对电容决定式的理解有误。假设题目中的数据有误，将d变为4d，电容变为C''=(εS)/(4πk×4d)=C/4，此时C''/C=(C/4)/C=1/4。因此，电容变为原来的1/4倍。9.参考答案：匀速圆周解析：本题考查带电粒子在磁场中的运动。带电粒子以速度v进入一个匀强磁场，速度方向与磁场方向垂直，粒子将受到洛伦兹力F=qvB，洛伦兹力提供向心力F=m(v²/r)，即qvB=m(v²/r)，得r=mrv/qB。由于v、m、q、B均为定值，故r为定值，粒子做匀速圆周运动。10.参考答案：μ(mg-Fsinθ)解析：本题考查斜面运动。物体在水平面上受到一个水平向右的拉力F，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，物体做匀加速直线运动时，受到重力mg、支持力N、拉力F和摩擦力f。沿水平方向，合力F-f=ma，即F-μmg=ma；沿竖直方向，合力N-mg-Fsinθ=0，即N=mg+Fsinθ。摩擦力f=μN=μ(mg+Fsinθ)。代入水平方向合力公式，得F-μ(mg+Fsinθ)=ma，即F-μmg-μFsinθ=ma，得F=(ma+μmg+μFsinθ)/(1+μsinθ)。由于题目未给出a、θ的具体数值，无法确定F的具体值，但可以确定的是，F的大小与a、μ、g、θ有关。而摩擦力f=μ(mg+Fsinθ)，代入F的表达式，得f=μ(mg+[(ma+μmg+μFsinθ)/(1+μsinθ)]sinθ)=μ(mg+[(ma+μmg+μFsinθ)sinθ]/(1+μsinθ))。由于题目未给出a、θ的具体数值，无法确定f的具体值，但可以确定的是，f的大小与μ、g、θ、a有关。三、判断题1.参考答案：√解析：本题考查恒定电流电路的基本规律。根据闭合电路欧姆定律，电流强度I=E/(R+r)，其中E为电源电动势，R为外电阻，r为电源内阻。由此可见，电流强度与电源电动势成正比，与电路总电阻（R+r）成反比，该说法正确。2.参考答案：√解析：本题考查电源输出功率的相关知识。电源的输出功率P出=I²R=(E²R)/(R+r)²。当外电阻R等于电源内阻r时，P出取得最大值E²/4r。因此，该说法正确。3.参考答案：√解析：本题考查并联电路的特点。两个电阻R1和R2并联时，总电阻R并=1/(1/R1+1/R2)。由于1/R1和1/R2均为正数，其倒数和一定小于任一单个倒数，因此总电阻R并一定小于任一单个电阻R1或R2，该说法正确。4.参考答案：√解析：本题考查串联电路的电压分配规律。在串联电路中，电流处处相等，根据欧姆定律U=IR，电阻越大，分得的电压越大。因此，该说法正确。5.参考答案：√解析：本题考查电容的决定式。平行板电容器的电容C=εS/(4πkd)，其中ε为介电常数，S为极板面积，k为静电力常量，d为极板间距。该公式表明电容C由极板面积、极板间距以及极板间介质的介电常数决定，该说法正确。6.参考答案：√解析：本题考查纯电阻电路的电功率计算。在纯电阻电路中，根据欧姆定律I=U/R，电功率P=UI=U²/R=I²R。因此，电功率P=UI，其中U为电压，I为电流，该说法正确。7.参考答案：√解析：本题考查闭合电路欧姆定律。根据闭合电路欧姆定律，电源的电动势E等于内外电路电压之和，即E=U内+U外。其中U内为内电路电压，U外为外电路电压，该说法正确。8.参考答案：√解析：本题考查串联电容的特点。两个电容C1和C2串联后，总电容1/C串=1/C1+1/C2，其倒数和大于任一单个倒数，因此总电容C串小于任一单个电容C1或C2，该说法正确。9.参考答案：×解析：本题考查并联电路的特点。在并联电路中，各支路电压相等，总电流等于各支路电流之和，即I=I1+I2+…+In。因此，该说法错误，应该是电流分配与电阻成反比。10.参考答案：√解析：本题考查电容的定义式。电容器在电路中可以储存电荷，其储存的电荷量Q与电压U成正比，即Q=CU，其中C为电容。该说法正确。四、简答题1.参考答案：需要记录弹簧测力计的示数F和木块移动的距离s。记录这些物理量的目的是为了计算拉力F所做的功W=Fs。解析：本题考查功的计算。在探究“功”的实验中，需要测量力的大小和物体在力的方向上移动的距离，才能计算力所做的功。弹簧测力计的示数F即为拉力的大小，木块移动的距离s即为物体在拉力方向上移动的距离。根据功的定义，拉力F所做的功W=Fs。2.参考答案：重力做的功W=mgh。解析：本题考查重力做功的计算。小球下滑过程中，重力方向竖直向下，下滑的高度为h，因此重力做的功W=mgh。由于不计空气阻力，只有重力做功，根据动能定理，重力做的功等于小球动能的增加量。3.参考答案：水平恒力F做的功W=Fs=μmgcosθ。解析：本题考查恒力做功的计算。物体在水平恒力F的作用下，沿粗糙水平面移动了距离s，恒力F的方向与位移方向相同，因此恒力F做的功W=Fs=μmgcosθ。其中，μmg为物体受到的滑动摩擦力，cosθ为力F与位移s方向的夹角余弦。4.参考答案：通过比较重锤下落的高度h和纸带上点迹的分布情况，判断重锤下落过程中机械能是否守恒。若点迹间距逐渐增大，说明重锤速度逐渐增大，动能增加，重力势能减少，机械能守恒。解析：本题考查验证机械能守恒定律的实验分析。在“验证机械能守恒定律”的实验中，通过打点计时器打出的纸带，可以测量重锤下落的高度h和速度v，从而验证机械能守恒定律。若点迹间距逐渐增大，说明重锤速度逐渐增大，动能增加，重力势能减少，机械能守恒。5.参考答案：物体下滑过程中克服摩擦力做的功W=μmgh。解析：本题考查克服摩擦力做功的计算。物体下滑过程中，重力做的功为mgh，动能的增加量为1/2mv²，根据动能定理，重力做的功等于动能的增加量加上克服摩擦力做的功，即mgh=1/2mv²+W_摩，因此克服摩擦力做的功W_摩=mgh-1/2mv²=μmgh。6.参考答案：实验步骤如下：（1）将打点计时器固定在光滑水平面上；（2）将同一物体放置在水平面上，用不同大小的水平恒力F分别拉物体，使其做匀加速直线运动；（3）用打点计时器记录物体的运动过程；（4）测量每次运动的速度v和对应的功W；（5）分析数据，探究功和速度变化关系。解析：本题考查探究功和速度变化关系的实验步骤。实验步骤包括固定打点计时器、用不同大小的水平恒力F分别拉物体、记录物体的运动过程、测量每次运动的速度v和对应的功W、分析数据，探究功和速度变化关系。7.参考答案：物体下滑过程中动能的变化量为1/2mv²。解析：本题考查动能变化的计算。物体下滑过程中，重力做的功为mgh，动能的增加量为1/2mv²，根据动能定理，重力做的功等于动能的增加量，即mgh=1/2mv²，因此动能的变化量为1/2mv²。8.参考答案：通过测量纸带上点迹的间距，计算重锤下落过程中的加速度a，然后根据a=g，判断重锤下落过程中机械能是否守恒。解析：本题考查验证机械能守恒定律的实验分析。在“验证机械能守恒定律”的实验中，通过测量纸带上点迹的间距，可以计算重锤下落过程中的加速度a，然后根据a=g，判断重锤下落过程中机械能是否守恒。五