学年高中物理模块综合检测一粤教版选修31.docx
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学年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．下列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
答案：
C
2．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
答案：
B
3．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
4．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
5．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＝I2R得到，P4＞P3.所以P1＞P2，P2＞P3，P4＞P3.所以L3最暗．故选C.
答案：
C
6．一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
7.如图所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由无穷远处的A→O→无穷远处的B匀速飞过，电子重力不计，则电子除受电场力外，所受另一个力的大小和方向的变化情况是（ ）
A．先变大后变小，方向水平向左
B．先变大后变小，方向水平向右
C．先变小后变大，方向水平向左
D．先变小后变大，方向水平向右
解析：
等量异种电荷的中垂线上的电场强度方向垂直中垂线指向负电荷，即水平向右，电场强度沿中垂线上的O点向两边减小，即电子受到向左的电场力，大小先增大后减小，所以为了保持合力为零，另一个力的方向应水平向右，大小先增大后减小，B正确．
答案
：
B
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．如图所示，A、B、C、D、E是半径为r的圆周上等间距的五个点，在这些点上各固定一个点电荷，除A点处的电荷量为－q外，其余各点处的电荷量均为＋q，则圆心O处（ ）
A．场强大小为
，方向沿OA方向
B．场强大小为
，方向沿AO方向
C．场强大小为
，方向沿OA方向
D．场强大小为
，方向沿AO方向
解析：
在A处放一个－q的点电荷与在A处同时放一个＋q和－2q的点电荷的
效果相当，因此可以认为O处的场是五个＋q和一个－2q的点电荷产生的场合成，五个＋q处于对称位置上，在圆心O处产生的合场强为0，所以O点的场强相当于－2q在O处产生的场强，故选C.
答案：
C
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．长为L的直导线ab斜放（夹角为θ）在水平轨道上，轨道平行且间距为d，通过ab的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，如图所示，则导线ab所受安培力的大小为（ ）
A.
B.
C．ILBsinθD．ILB
解析：
导线ab所受安培力的大小为F＝BIL＝
，选项B、D正确．
答案：
BD
12．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
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．如图所示，在匀强电场和
匀强磁场共存的区域内，电场的场强为E，方向竖直向下，
磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里，一质量为m的带电粒子，在场区内的一竖直平面内
做匀速圆周运动，则可判断该带电质点（ ）
A．带有电荷量为
的负电荷
B．沿圆周逆时针运动
C．运动的角速度为
D．运动的速率
解析：
带电粒子在竖直平面内做匀速圆周运动，有mg＝qE，求得电荷量q＝
，根据电场强度方向和电场力方向判断出粒子带负电，故A正确；由
左手定则可判断粒子沿顺时针方向运动，故B错误；由qvB＝mvω，得ω＝
＝
＝
，故C正确；在速度选择器装置中才能判断带电粒子的速度，故D错误．
答案：
AC
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，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
18．（12分）水平放置的平行正对的金属板M、N之间存在竖直向上的匀强电场和垂直纸面的交变磁场（如图a所示，垂直纸面向里为正），磁感应强度B0＝50T，已知两板间距离d＝0.3m，电场强度E＝50V/m，M板正中央有一小孔P，在P正上方h＝5cm处的O点，一带电油滴自由下落，穿过小孔后进入两板间，若油滴在t＝0时刻进入两板间，最后恰好从N板边缘水平飞出（油滴以水平速度从M、N板位置经过时，认为油滴恰好没有打在板上），已知油滴的质量m＝10－4kg，带电量q＝＋2×10－5C（不计空气阻力，油滴可视为质点，重力加速度g＝10m/s2）．求：
（1）油滴在P点的速度；
（2）N板的长度L和交变磁场的变化周期．
图a 图b
解析：
（1）带电油滴从O点到P点的过程中，机械能守恒，由机械能守恒定律，得
mgh＝
mv2，①
代入数据，得v＝1m/s.②
（2）进入场区时，因为：
mg＝10－3N，qE＝10－3N，方向向上．
所以，重力与电场力平衡，粒子做匀速圆周运动．
所以有qvB＝
.
代入数据，解得R＝0.1m.
油滴要想从N板右端水平飞出，则粒子要场内做三次1/4圆弧运动．
所以，N板的长度L＝6R，
所以L＝0.6m.
油滴在磁场中运动的周期T0＝
（或T0＝
），
所以，交变磁场的周期T＝
T0，
联立解得T＝0.31s.
答案：
（1）1m/s
（2）0.6m 0.31s
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