高中物理 模块综合检测一粤教版选修31.docx
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高中物理模块综合检测一粤教版选修31
模块综合检测
（一）
一、单项选择题（本题共10小题，每题3分，共30分．每小题中只有一个选项是正确的，选对得3分，错选不选或多选均不得分．）
1．关于通电直导线周围磁场的磁感线分布，下列示意图中正确的是（ ）
解析：
伸开右手，大拇指方向为电流方向，则四
指环绕方向为逆时针，故A正确．
答案：
A
2．在我们生活的地球周围，每时每刻都会有大量的由带电粒子组成的宇宙射线向地球射来，地球磁场可以有效地改变这些宇宙射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义．若有一束宇宙射线在赤道上方沿垂直于地磁场方向射向地球，如图所示，在地磁场的作用下，射线方向发生改变的情况是（ ）
A．若这束射线是由带正电荷的粒子组成，它将向南偏移
B．若这束射线是由带正电荷的粒子组成，它将向北偏移
C．若这束射线是由带负电荷的粒子组成，它将向东偏移
D．若这束射线是由带负电荷的粒子组成，它将向西偏移
解析：
地球的磁场由南向北，当带负电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来时，根据左手定则可
以判断粒子的受力的方向为向西，所以粒子将向西偏转；当带正电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来时，根据左手定则可以判断粒子的受力的方向为向东，所以粒子将向东偏转，所以D正确．
答案：
D
3．有四盏灯，如图所示连接在电路中，L1和L2都标有“220V 100W”字样，L3和L4都标有“220V 40W”字样，把电路接通后，最暗的是（ ）
A．L1 B．L2
C．L3D．L4
解析：
设L1、L2、L3、L4实际消耗的功率分别为P1、P2、P3、P4.由公式P＝
.可知，L1和L2的电阻小于L3和L4的电阻．通过L1的电流大于L2的电流，由公式P＝I2R得到，P1＞P2.L2和L3的电压相等，由公式P＝
.可知，P2＞P3.通过L3的电流小于L4的电流，由公式P＝I2
R得到，P4＞P3.所以P1＞P2，P2＞P3，P4＞P3.所以L3最暗．故选C.
答案：
C
4．一平行板电容器接在电源上，当两极板间的距离增大时，如图所示，则（ ）
A．两极板间的电场强度将减小，极板上的电量也将减小
B．两极板间的电场强度将减小，极板上的电量将增大
C．两极板间的电场强度将增大，极板上的电量将减小
D．两极板间的电场强度将增大，极板上的电量也将增大
解析：
平行板电容器接在电源上，板间电压不变，当两极板间的距离增大时，由公式E＝
，分析得知，两极板间的电场强度将减小．当两极板间的距离增大时，电容C减小，电压U不变，则由C＝
，分析得知极板上的电量将减小．故A正确．
答案：
A
5．有关电荷所受电场力和磁场力的说法中，正确的是（ ）
A．电荷在磁场中一定受磁场力的作用
B．电荷若受磁场力，则受力方向与该处的磁场方向一致
C．正电荷受电场力的方向与该处的电场方向一致
D．电荷在电场中
不一定受电场力的作用
解析：
电荷在磁场中的运动方向和磁场方向不在同一直线上时，电荷受洛伦兹力作用，洛伦兹力方向和磁场垂直，故A、B错误；电荷在电场中一定受电场力作用，与电荷运动状态无关，正电荷受力和电场方向一致，负电荷受力和电场方向相反，故C正确，D错误．
答案：
C
6．在闭合电路中，下列叙述正确的是（ ）
A．当外电路断开时，路端电压等于零
B．闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内外电路的电阻之和成反比
C．当外电路短路时，电路中的电流趋近于无穷大
D．当外电阻增大时，路端电压将减小
解析：
总电流I和路端电压U随外电阻R的变化规律：
①当R增大时，I变小，又据U＝E－Ir知，U变大；当R增大到∞时，I＝0，U＝E（断路）．②当R减小时，I变大，又据U＝E－Ir知，U变小；当R减小到零时，I＝
，U＝0（短路）．
答案：
B
7．下列关于磁感应强度的方向的说法中，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S极受磁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
解析：
某处磁感应强度的方向与一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向垂直，故A错误；小磁针N极受磁力的方向就是该处磁感应强度的方向，故B错误；
垂直于磁场放置的通电导线的受力方向与磁感应强度的方向垂直，故C错误；磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向，故D正确．
答案：
D
8．美国物理学家密立根通过研究在带电平行板间运动的带电油滴，准确地测定了电子的电荷量．如图，两平行极板M、N与电压为U的恒定电源连接，板的间距为d.现有一质量为m的带电油滴在极板间匀速下落，则（ ）
A．此时极板间电场强度E＝
B．油滴带电荷量为
C．减小极板间电压，油滴将减速下落
D．将极板N向上缓慢移动一小段距离，油滴将向上运动
解析：
由匀强电场中电压与电场强度关系可知A正确；油滴匀速下落，重力和电场力平衡有q
＝mg，可知B错误；电压减小，电场力减小，小于重力，油滴加速下落，C错误；N板向上移动一小段距离，电场力大于重力，油滴减速下降，D错误．
答案：
A
9．如图是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布，线圈中a、b两条导线长均为l，通以图示方向的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B.则（ ）
A．该磁场是匀强磁场
B．线圈平面总与磁场方向垂直
C．线圈将逆时针方向转动
D．a、b导线受到的安培力大小总为IlB
解析：
该磁场是辐射状磁场，磁感应强度大小相等，但方向不同，A错误；线圈平面总与磁场方向平行，B错误；根据左手定则知右边导线受到向下的安培力，左边导线受到向上的安培力，因此线框将顺时针转动，C错误；因为两导线转到任意位置处的磁感应强度都为B，磁场方向与导线瞬时速度都垂直，故受到的安培力F＝BIl，D正确．
答案：
D
10．如图所示，一束质量、速度和电量不同的正离子垂直地射入匀强磁场和匀强电场正交的区域里，结果发现有些离子保持原来的运动方向，未发生任何偏转．如果让这些不发生偏转的离子进入另一匀强磁场中，发现这些离子又分裂成几束，对这些进入后一磁场的离子，可得出结论（ ）
A．它们的动能一定各不相同
B．它们的电量一定各不相同
C．它们的质量一定各不相同
D．它们的电量与质量之比一定各不相同
解析：
沿直线穿过电磁场区域的离子受力平衡，则Bqv＝Eq，因此离子的速度均为v＝
，进入右侧磁场后，分成三束，由r＝
可知，离子的电量与质量之比一定不同，则D正确．
答案：
D
二、多项选择题（本题共4小题，每题6分，共24分．每小题有多个选项是正确的，全选对得6分，少选得3分，选错、多选或不选得0分．）
11．设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，已知一离子在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，忽略重力，以下说法正确的是（ ）
A．该离子带负电荷
B．A点和B点位于同一高度
C．离子在C点时速度最大
D．离子到达B点时，将沿原曲线返回A点
解析：
根据左手定则，离子带正电，选项A错误；洛伦兹力不做功，离子A点和B点动能都为零，那么离子在A点和B点电势能相等，A点和B点位于同一高度，选项B正确；离子的电势能和动能之和是守恒的，离子在C点时电势能最
小，所以动能最大，速度最大，选项C正确；离子到达B点时，将向B的右侧做周期性运动，不会沿原曲线返回A点，选项D错误．
答案：
BC
12．在如图所示的四幅图中，分别标出了磁场B方向、带负电粒子的运动方向v和其所受洛伦兹力f的方向，其中正确标明了带电粒子所受洛伦兹力f方向的是（ ）
解析：
根据左手定则，可判断出洛伦兹力方向．A图洛伦兹力的方向向左上，错误；B图洛伦
兹力的方向向右下，正确；C图洛伦兹力的方向向上，错
误；D图洛伦兹力的方向向下，正确．
答案：
BD
13．如图，在粗糙的绝缘水平面上，彼此靠近地放置两个带正电荷的小物块（动摩擦因数相同）．由静止释放后，向相反方向运动，最终都静止．在小物块运动的过程中，表述正确的是（ ）
A．物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力
B．物体之间的库仑力都做正功，作用在质量较小物体上的库仑力做功多一些
C．因摩擦力始终做负功，故两物块组成的系统的机械能一直减少
D．整个过程中，物块受到的库仑
力做的功等于电势能的减少量
解析：
开始运动时库仑力肯定大于物块与水平面的最大静摩擦力，此后，随两物块间距的变大，库仑力逐渐减小，会小于物块与水平面间的滑动摩擦力；物块受到的库仑力方向与其运动方向一致，做正功，质量较小的物体，加速度较大，移动距离较大，库仑力对其做功较多；运动开始后的最初一段时间里库仑力做的功大于摩擦力做的功的绝对值，系统机械能增加．由于库仑力（电场力）做正功，系统电势能减少，其减少量等于库仑力做的总功．选项A、C错误，选项B、D正确．
答案：
BD
14．如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场
和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是（ ）
A．质谱仪是分析同位素的重要工具
B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于
D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小
解析：
粒子在题图中的
电场中加速，说明粒子带正电．其通过速度选择器时，电场力与洛伦兹力平衡，则洛伦兹力方向应水平向左，由左手定则知，磁场的方向应垂直纸面向外，选项B对；由Eq＝Bqv可知，v＝
，选项C正确；粒子打在胶片上的位置到狭缝的距离即其做匀速圆周运动的直径D＝
.可见D越小，则粒子的荷质比越大，D不同，则粒子的荷质比不同，因此，利用该装置可以分析同位素.
答案：
ABC
三、非选择题（共4小题，共46分）
15．（12分）某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.步骤如下：
（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲，由图可知其长度L＝________mm.
（2）用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径D＝________mm.
（3）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步
骤测此圆柱体的电阻，表盘示数如图丙所示，则该电阻的阻值约为________Ω.
图丙
（4）该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：
待测圆柱体电阻R；
电流表A1（量程0～5mA，内阻约50Ω
）；
电流表A2（量程0～15mA，内阻约30Ω）；
电压表V1（量程0～3V，内阻约10kΩ）；
电压表V2（量程0～15V，内阻约25kΩ）；
直流电源E（电动势4V，内阻不计）；
滑动变阻器R1（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A）；
滑动变阻器R2（阻值范围0～2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）;
开关S；导线若干．
为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在下面框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号．
（5）若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等，若已知伏安法测电阻电路中电压表和电流表示数分别用U和I表示，则用此法测出该圆柱体材料的电阻率ρ＝____________（不要求计算，用题中所给字母表示）．
答案：
（1）50.20
（2）4.698（4.697、4.698、4.699均可以） （3）220
（4）
（5）
16．（10分）
（1）在测定一根粗细均匀的合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示，校零时的读数为______mm，合金丝的直径为______mm.
（2）为了精确测量合金丝的电阻Rx，设计出如图1所示的实验电路图，按照该电路图完成图2中的实物电路连接．
图1 图2
解析：
校零时螺旋测微器读数：
0mm＋0.01mm×0.7＝0.007mm；测量时螺旋测微器读数：
0.5mm＋0.01mm×14.5＝0.645mm；合金丝的直径d＝0.645mm－0.007mm＝0.638mm.
答案：
（1）0.007mm 0.638mm
（2）实物电路连接如图
17．（12分）如图所示，半径为r的圆形区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.现有一带电离子（不计重力）从A以速度v沿圆形区域的直径射入磁场，已知离子从C点射出磁场的方向与入射方向间的夹角为60°.
（1）该离子带何种电荷；
（2）该离子的电荷量与质量之比
.
解析：
（1）根据磁场方向和离子的受力方向，由左手定则可知：
离子带负电．
（2）如图，离子在磁场中运动轨迹为一段圆弧，圆心为O′，所对应圆心角为60°.离子在磁场中运动由洛伦兹力提供向心力，所以有：
qvB＝
，①
由几何关系有：
tan
＝
，②
联立①、②解得：
＝
.
答案：
见解析
18．（12分）如图所示，在竖直向下的匀强电场中，一个质量为m、带负电的小球从斜轨道上的A点由静止滑下，小球通过半径为R的圆轨道顶端的B点时恰好不落下来．已知轨道是光滑而又绝缘的，且小球的重力是它所受的电场力的2倍．求：
（1）A点在斜轨道上的高度h为多少？
（2）小球运动到最低点时的最小压力为多少？
解析：
（1）设小球到B点的最小速度为vB，由牛顿第二定律：
mg－qE＝m
，
小球从A到B的过程中，由动能定理：
（mg－qE）（h－2R）＝
mv
，由以上各式得：
h＝
.
（2）小球从A到C的过程中，由动能定理：
（mg－qE）h＝
mv
，
小球在C点时，由牛顿第二定律：
N＋qE－mg＝m
，
又因为mg＝
2qE得：
N＝3mg.
答案：
（1）
R 3mg
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