高中物理选修31模块检测1.docx

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高中物理选修31模块检测1

综合检测卷

（时间：

90分钟　满分：

100分）

一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分）

1．物理学的发展是许多物理学家奋斗的结果，下面关于一些物理学家的贡献说法正确的是（　　）

A．安培通过实验发现了通电导线对磁体有作用力，首次揭示了电与磁的联系

B．奥斯特认为安培力是带电粒子所受磁场力的宏观表现，并提出了著名的洛伦兹力公式

C．库仑在前人工作的基础上通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力遵循的规律——库仑定律

D．安培不仅提出了电场的概念，而且采用了画电场线这个简洁的方法描述电场

[答案]　C

[解析]　奥斯特将通电导体放在小磁针上方时，小磁针发生了偏转，说明通电导体周围存在磁场，奥斯特是第一个发现了电与磁之间的联系的物理学家，故A错误；洛伦兹认为安培力是带电粒子所受磁场力的宏观表现，并提出了洛伦兹力公式，故B错误；真空中两个点电荷间存在相互的作用．库仑利用扭秤装置，研究出两个静止点电荷间的相互作用规律：

点电荷间的相互作用力跟两个点电荷的电荷量有关，跟它们之间的距离有关，这个规律就是库仑定律，故C正确；19世纪30年代，法拉第提出电荷周围存在一种场，并且是最早提出用电场线描述电场的物理学家，故D错误．所以选C.

2.如图1所示，在等量的异种点电荷形成的电场中，有A、B、C三点，A点为两点电荷连线的中点，B点为连线上距A点距离为d的一点，C点为连线中垂线距A点距离也为d的一点，则下面关于三点电场强度的大小、电势高低的比较，正确的是（　　）

图1

A．EA＝EC>EB；φA＝φC>φB

B．EB>EA>EC；φA＝φC>φB

C．EAφB，φA>φC

D．因为零电势点未规定，所以无法判断电势的高低

[答案]　B

[解析]　电场线分布如图所示，电场线在B处最密集，在C处最稀疏，故EB>EA>EC，中垂线为等势线，φA＝φC；沿电场线方向电势降低，φA>φB.综上所述，选项B正确．

3.在研究微型电动机的性能时，应用如图2所示的实验电路．当调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50A和2.0V．重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V．则这台电动机正常运转时输出功率为（　　）

图2

A．32WB．44W

C．47WD．48W

[答案]　A

[解析]　由数据0.50A和2.0V算出电动机线圈电阻R＝2.0/0.50Ω＝4Ω，根据IU＝P＋IR代入数据计算得P＝32W.

4.如图3所示，金属板M、N水平放置，相距为d，其左侧有一对竖直金属板P、Q，板P上小孔S正对板Q上的小孔O，M、N间有垂直纸面向里的匀强磁场，在小孔S处有一带负电粒子，其重力和初速度均不计，当变阻器的滑动触头在AB的中点时，带负电粒子恰能在M、N间做直线运动，当滑动变阻器滑片向A点滑动过程中（　　）

图3

A．粒子在M、N间运动过程中，动能一定不变

B．粒子在M、N间运动过程中，动能一定减小

C．粒子在M、N间仍做直线运动

D．粒子可能沿M板的右边缘飞出

[答案]　B

[解析]　滑动触头在中点时，粒子恰能做直线运动，此时M、N间为一速度选择器模型．当滑动触头滑向A点时，M、N间电压减小，电场力变小，粒子向下偏，所以粒子在其间运动时电场力做负功，动能减小，B选项正确．因为粒子向下偏，所以不可能从M板的右边缘飞出．

5.如图4所示，有一混合正离子束先后通过正交的电场、磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子流在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径r相同，则它们一定具有相同的（　　）

图4

①速度　②质量　③电荷量　④比荷

A．①②B．①③C．①④D．②④

[答案]　C

[解析]　离子束在区域Ⅰ中不偏转，一定有qE＝qvB1，v＝，①正确．进入区域Ⅱ后，做匀速圆周运动的半径相同，由r＝知，因v、B2相同，所以只能是比荷相同，故④正确，故选C.

6.如图5所示，MN是一负点电荷产生的电场中的一条电场线．一带正电的粒子（不计重力）从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示．下列结论正确的是（　　）

图5

A．带电粒子从a到b过程中动能逐渐减小

B．负点电荷一定位于M点左侧

C．带电粒子在a点时具有的电势能大于在b点时具有的电势能

D．带电粒子在a点的加速度大于在b点的加速度

[答案]　C

[解析]　由粒子运动的轨迹可知，带电粒子受到的静电力向右，电场力对带电粒子做正功，带电粒子的电势能减小，动能逐渐增大，负电荷一定在N侧，带电粒子在a点受到的静电力小于在b点受到的静电力，所以在a点的加速度小于在b点的加速度，C项正确．

二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）

7．一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则（　　）

A．电动机消耗的总功率为UI

B．电动机消耗的热功率为

C．电源的输出功率为EI

D．电源的效率为1－

[答案]　AD

[解析]　电动机消耗的总功率为UI，选项A正确；电动机消耗的热功率为I2R，选项B错误；电源的总功率为EI，电源的输出功率为EI－I2r，所以电源的效率为1－，选项C错误，D正确．

8.在图6中，a、b带等量异种电荷，MN为ab连线的中垂线，现有一个带电粒子从M点以一定初速度v0射入，开始时一段轨迹如图中实线，不考虑粒子重力，则在飞越该电场的整个过程中（　　）

图6

A．该粒子带正电

B．该粒子的动能先增大，后减小

C．该粒子的电势能先减小，后增大

D．该粒子运动到无穷远处后，速度的大小一定仍为v0

[答案]　BCD

[解析]　等量异种电荷连线的中垂线一定是等势线，且与无穷远处等电势，这是本题考查的重点．至于粒子的动能增减、电势能变化情况，可以根据粒子轨迹的弯曲情况结合功能关系判断出来．由粒子开始时一段轨迹可以判定，粒子在该电场中受到大致向右的电场力，因而可以判断粒子带负电，A错误．因为等量异种电荷连线的中垂面是一个等势面，又由两个电荷的电性可以判定，粒子在运动过程中，电场力先做正功后做负功，所以其电势能先减小后增大，动能先增大后减小，所以B、C正确．因为M点所处的等量异种电荷连线的中垂面与无穷远等电势，所以在由M点运动到无穷远的过程中，电场力做功W＝qU＝0，所以粒子到达无穷远处时动能仍然为原来值，即速度大小一定为v0.

9.在如图7所示的电路中，E为电源的电动势，r为电源的内电阻，R1、R2为可变电阻．在下列叙述的操作中，可以使灯泡L的亮度变暗的是（　　）

图7

A．仅使R1的阻值增大

B．仅使R1的阻值减小

C．仅使R2的阻值增大

D．仅使R2的阻值减小

[答案]　AD

[解析]　由“串反并同”可知要使灯泡变暗，则要求与其串联（包括间接串联）的器件阻值增大或与其并联（包括间接并联）的器件阻值减小，故A、D正确，B、C错误．

10.竖直放置的平行金属板A、B连接一恒定电压，两个电荷M和N以相同的速率分别从极板A边缘和两板中间沿竖直方向进入板间电场，恰好从极板B边缘射出电场，如图8所示，不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用，下列说法正确的是（　　）

图8

A．两电荷的电荷量可能相等

B．两电荷在电场中运动的时间相等

C．两电荷在电场中运动的加速度相等

D．两电荷离开电场时的动能相等

[答案]　AB

[解析]　两个电荷在电场中做类平抛运动，将它们的运动分解为沿竖直方向的匀速直线运动和水平方向的匀加速直线运动．

设板长为L，板间距离为d，两电荷的初速度为v0，则粒子在电场中的运动时间为t＝，由题可知两电荷在电场中运动的时间相等；沿电场方向有a＝，y＝at2＝，可得q＝，因m未知，则两电荷的电荷量可能相等，A、B正确．由y＝at2可知，两电荷在电场中运动的加速度不相等，C错误．据动能定理有＝Ek－mv，得Ek＝＋mv，因m未知，动能大小无法判断，D错误．故选A、B.

三、填空题（本题共2小题，共16分）

11．（8分）如图9所示为J0411多用电表示意图．其中A、B、C为三个可调节的部件．某同学在实验室中用它测量一阻值约为1kΩ～3kΩ的电阻．他测量的操作步骤如下：

图9

（1）调节可调部件______________，使电表指针指向________________．

（2）调节可调部件B，使它的尖端指向____________位置．

（3）将红、黑表笔分别插入正、负插孔中，两笔尖相互接触，调节可动部件________________，使电表指针指向欧姆零刻度位置．

（4）将两只表笔分别与待测电阻两端相接，进行测量读数．

（5）换测另一阻值为20kΩ～25kΩ的电阻时，应调节B，使它的尖端指向“×1k”的位置，此时还必须重复步骤____________，才能进行测量，若电表读数如图所示，则该待测电阻的阻值是____________．

[答案]　

（1）A　左边零刻度处　

（2）“×100”的倍率挡

（3）C　（5）（3）　22kΩ

12．（8分）用下列器材，测定小灯泡的额定功率．

A．待测小灯泡：

额定电压6V，额定功率约为5W；

B．电流表：

量程1.0A，内阻约为0.5Ω；

C．电压表：

量程3V，内阻5kΩ；

D．滑动变阻器R：

最大阻值为20Ω，额定电流1A；

E．电源：

电动势10V，内阻很小；

F．定值电阻R0（阻值10kΩ）；

G．开关一个，导线若干．

要求：

（1）实验中，电流表应采用____________接法（填“内”或“外”）；滑动变阻器应采用____________接法（填“分压”或“限流”）．

（2）在方框中画出实验原理电路图．

（3）实验中，电压表的示数调为________V时，即可测定小灯泡的额定功率．

[答案]　

（1）外　限流（分压也可）　

（2）见[解析]图　（3）2

[解析]　

（1）小灯泡的额定电流为I＝＝A，正常发光时的电阻为RL＝＝7.2Ω，由于电压表量程小于小灯泡的额定电压，实验时需先与定值电阻串联以扩大量程，则有R<＝Ω＝50Ω，故测量电路采用电流表外接法．由于采用限流式接法时可使小灯泡获得的最低电压为Umin＝≈2.6V，调节滑动变阻器，可以满足小灯泡正常发光时的要求，故控制电路可以采用限流式，当然也可以使用分压式．

（2）实验电路图如图所示

（3）由于定值电阻的阻值等于电压表内阻的二倍，则电压表两端电压等于总电压的三分之一．

四、计算题（本题共4小题，共44分）

13．（8分）如图10所示，电源的电动势是6V，内阻是0.5Ω，小电动机M的线圈电阻为0.5Ω，限流电阻R0为3Ω，若理想电压表的示数为3V，试求：

图10

（1）电源的功率和电源的输出功率；

（2）电动机消耗的功率和电动机输出的机械功率．

[答案]　

（1）6W　5.5W　

（2）2.5W　2W

[解析]　

（1）I＝IR0＝＝1A；电源的功率PE＝IE＝6W；内电路消耗的功率Pr＝I2r＝0.5W；

电源的输出功率P出＝PE－Pr＝5.5W.

（2）电动机分压UM＝E－Ir－UR0＝2.5V；电动机消耗的功率PM＝IUM＝2.5W；热功率P热＝I2rM＝0.5W；电动机输出的机械功率P机＝PM－P热＝2W.

14.（10分）如图11所示，光滑的平行导轨间距为L，倾角为θ，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨中接入电动势为E、内阻为r的直流电源，电路中其余电阻不计，将质量为m、电阻为R的导体棒