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1、高中物理选修3模块综合测试题【02卷】（考试时间：75分钟 试卷满分：100分 命题范围：选修3-1）第I卷（选择题共43分）一、选择题：本题共10小题，共43分。第17小题只有一个选项正确，每小题4分；第810小题有多个选 项正确，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。1.下列叙述正确的是（）A.摩擦起电是电荷的转移过程，感应起电是创造电荷的过程B.原来不带电的物体接触其它带电体而带电是电荷的转移过程C.玻璃棒无论和什么物体（玻璃除外）摩擦都会带正电D.带等量异种电荷的两个导体接触后，电荷会消失，这种现象叫电荷的湮灭【答案】B【解析】无论哪种带电方式，其实质都是电荷的转移
2、的过程，故A错误B正确；要看和玻璃棒摩擦的物质 与玻璃棒相比较i隹更容易失去电子，故C错误；正电荷结合等量负电荷后整体不再显示电性称为电荷的中和， 故D错误。2 .如图所示，在X。），平面内有一个以。为圆心、半径R=0.1m的圆，。为圆周上的一点，0、。两点连线与x轴 正方向的夹角为4若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小E=100V/m,则。、P两点的电势差可 表示为（）A. Uo/=-10sin0VB. Uop= lOsinWC. U= 一 lOcosOV D. U”=10cos0V【答案】A【解析】由于电场强度方向向下，据题可知UoXO,则U8=-ERsin8=-100x0.1s
3、in6V=-10sin6V,故正 确答案为Ao3 .关于库仑定律的公式产=戌*,下列说法中正确的是A.真空中两个电荷中，大电荷对小电荷的作用力大于小电荷对大电荷的作用力B.当真空中两个电荷间距离，-0时，它们间的静电力尸-8C.当两个电荷间的距离一8时，库仑定律的公式就不适用了D.当两个电荷间的距离一（）时，电荷不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不适用了【答案】D【解析】由牛顿第三定律可判A错。当,一0时，库仑定律不再适用B错D对。当18时，库仑定律适用， C错。只有D选项正确。4 .（北京）研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示。下列说法正确的是（）A.实验前，只用带电玻璃棒与电容
4、器。板接触，能使电容器带电B.实验中，只将电容器板向上平移，静电计指针的张角变小C.实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大D.实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大【答案1 A【解析】：实验前，只用带电玻璃棒与电容器4板接触，由于静电感应，在力板上将感应出异种电荷，故A正确。 实验中，小板向上平移，正对面积S变小，由。=篇知，电容C变小，由C=知，Q不变，U变大，因此静 电计指针的张角变大，故B错误。插入有机玻璃板，相对介电常数&变大，由。=瓮知，电容。变大，由C =另知，。不变，U变小，因此静电计指针的张角变小，故C错误。只增加极板带电量，电容C不变，静
5、电计指 针的张角变大，是由于U变大导致的，故D错误。5.如图，直线4为电源的U/图线，直线B和C分别为电阻4和R2的U/图线，用该电源分别与以、型组 成闭合电路时，电源的输出功率分别为8、P2,电源的效率分别为小、2,则A. PP-. P1P2c. /71A72D.【答案】c【解析】A与& A与。图线的交点所示电压、电流值分别为电阻心、以分别与电源组成闭合电路时的路端n.4电压和电流，则Pi=4x2 W = 8 W, P2=2x4W = 8 W,由图象可知电源的电动势为E=6 V,力=?=不2 七 0TK2=够=6故仍刃2,选项C正确。6 .在等边三角形的三个顶点4、氏C处，各有一条长直导线垂
6、直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方 向如图。过C点的导线所受安培力的方向（）A.与疝边平行,竖直向上B.与曲边平行，竖直向下C.与边垂直，指向左边D.与油边垂直，指向右边【答案】C【解析】本题考查的知识点是右手定则、磁感应强度的叠加、左手定则.因。、处的导线中的电流方向垂 直纸面向内，根据右手定则可以判断。处导线中的电流在c处产生的磁场方向为与“c边垂直且指向左下方；b 处导线中的电流在。处产生的磁场方向为与反边垂直且指向右卜方.由几何知识可得两个磁场方向的夹角为60。， 乂由于c点距、方两点的距离相等，、，处导线中的电流相等，所以产生的两个磁感应强度大小也相等，由平 行四边形定则合
7、成后的磁场方向竖直向下.由左手定则可以判断c处导线受到的安培力与ab边垂直，指向左边， 故选项C正确。7 .如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量相同的带电粒子a、b. c,以不同的速率对 准圆心。沿着40方向射入磁场，其运动轨迹如图。若带电粒子只受磁场力的作用。则下列说法正确的是A. 粒子动能最大B. c粒子速率最大C.6粒子在磁场中运动时间最长D.它们做圆周运动的周期乙7；7；【答案】B【解析】由运动轨迹可知4小小，根据/*=设，可知%防玲，所以A错，B对；根据运动轨迹对应的圆 心角及周期公式，可知a粒子在磁场中运动时间最长，它们的周期相等，C、D错。8 .如图是质谱仪
8、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5上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片4A2。平板5 下方有磁感应强度为治的匀强磁场。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贲D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷越小【答案】ABC【解析】质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具，故A选项正确；速度选择器中电场力和 洛伦兹力是一对平衡力，即q，B=qE,故i，=系根据左手定则可以确定，速度选择器中的磁场方向
9、垂直纸面向 外，故B、C选项正确。粒子在匀强磁场中运动的半径=靛，即粒子的比荷2=焉，由此看出粒子的运动半径 越小，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越大，故D选项错误。9 .如图所示，平行金属板中带电质点夕原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器 &的滑片向力端移动时，则（）A.电压表读数减小B.电流表读数减小C.质点P将向下运动D.当上消耗的功率逐渐增大【答案】AC【解析】由图可知，&与滑动变阻器尺串联后与以并联后，再与R串连接在电源两端，电容器与心并联, 当滑片向b移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知电流增大，路端 电
10、压减小，R两端的电压增大，故并联部分的电压减小，由欧姆定律可知流过心的电流减小，则流过并联部分 的电流增大，故电流表示数增大，故B错误；因并联部分电压减小，而R?中电压增大，故电压表示数减小，故 A正确；因电容器两端电压减小，故电荷受到的向上电场力减小，则重力大于电场力，电荷向下运动，故C正 确：因自两端的电压减小，由。=,可知，当上消耗的功率减小，故D错误。10 .如图所示，带电粒子由静止开始经电压为口的电场加速后，射入水平放置，电势差为S的两导体板间的匀 强电场中，带电粒子沿平行于两极水平方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖 直的匀强磁场中，设粒子射入磁场的位置为M
11、、射出磁场的位置为M MN两点间的距离为4 （不计重力， 不考虑边缘效应）（）A.比荷不同的粒子射入磁场的位置M不同B. MN两点间的距离的二,J型4C.粒子在磁场中运动轨迹与5有关，但d的大小与S无关D.粒子在电场中运动的时间与粒子的比荷及加速电压S和偏转电压S有关【答案】BC【解析】A.粒子在加速电场中解得设偏转电场中的极板氏度为L平行板电容器间距为江粒子在偏转电场中的运动时的偏转位移为户则有由此可见粒子射出电场的偏转位移与比荷无关，比荷不同的粒子射入磁场的位置M相同，故A错误。B.带电粒子在电场中做类平抛运动，可将射出电场的粒子速度箕分解成初速度方向与加速度方向，设出射速度与水平夹角为仇
12、则有而在磁场中做匀速圆周运动，设运动轨迹对应的半径为凡由几何关系可得，半径与直线夹角正好等于仇根据几何关系解得带电粒子在匀强磁场中运动的半径为解得故B正确。C.粒子进入磁场，由动能守恒可得解得根据上述计算结果为mv=J_ 2必必2产一列 q + 2qUqB B可知粒子在磁场中运动轨迹与S有关，但，/的大小与S无关，故C正确。D.设加速电场极板间间距为c,加速电场的电场力提供加速度为由X = L。/可得，粒子在加速电场中运动的时间为 2粒子在偏转电场中的运动的时间为所以粒子在电场中运动的时间与粒子的比荷及加速电压S有关，和偏转电压S无关，故D错误。故选BCo第n卷（非选择题共57分）二、实验题：
13、共2小题，共16分。11.（7分）小明在做测量电源电动势和内阻的实验，已知干电池的电动势约为1.5 V,内阻约为0.3 C；电压表V（03V,内阻约为3kC）；电流表人（00.6人，内阻为0.80 Q）；滑动变阻器R（最大阻值10 Q）。为了更准确地测出电源电动势和内阻。请在给出的虚线框中画出实验电路图。在实验中测得多组电压和电流值，得到如图所示的U-I图线，由图可得出该电源电动势E=V,内限r=Q。（结果保留两位小数）【答案】：（1）如图所示1.5（） 0.20【解析】：因电流表的内阻是已知的，故可采用电流表外接电路。61fNU由题图可知 E= 1.50 V, r=-rK= Q-0.80 Q
14、=0.20 QZ-A/ JU12. （9分）某同学通过实验测定个阻值约为5。的电阻叫的阻值。现有电源(4V,内阻可不计)，滑动变阻器(050。，额定电流2A),开关和导线若干，电流表(00.6A,内 阻0.1250),电压表(03V,内阻3kC)为减小测量误差，实验电路应采用图中的(选填“甲”或“乙”)(2)如图是测量R、的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据在(1)问中所选的电路图，补充完成图丙中 实物间的连线(3)接通开关，改变滑动变阻器滑片，的位置，并记录对应的电流表示数人电压表示数U,某次电表示数如图所 示,电流表读数/=A,电压表读数 V,可得该电阻的测量值卜。(保留两位有效
15、数字)(4)若在(1)问中选用甲电路，产生误差的主要原因是：若在(1)问中选用乙电路，产生误差的主要原因 是，(选填选项前的字母)A.电流表测量值小于流经(的电流值 B.电流表测量值大于流经段的电流值C.电压表测量值小于(两端的电压值 D.电压表测量值大于此两端的电压值现有一个电流表G,内阻心=30C，满偏电流/g=lmA若要把它改装成量程为03V的电压表，要(填“串联”或“并联”)一个 C的电阻。【答案】由于待测电阻满足所以电流表应用外接法，电路图应是“限流外接”，所以应采用图甲电路(2)2实物连线图如图所示(3)3电流表最小分度为0.02A,由图可知，电流表的读数为4电压表最小分度为0.1
16、V,由图可知，电压表的读数为所以待测电阻为(4)根据欧姆定律和串并联规律可知，采用甲电路时由于电压表V的分流作用，导致电流表的测量值大于流经Rx的电流故选B若采用乙电路，由于电流表的分压作用，导致电压表的测量值大于Rx两端的电压值，故选D（5）89把它改装成量程为03V的电压表，要串联一个分压电阻，电阻大小为I0H1”把它改装成量程为。0.6A的电流表，要并联一个电阻三、计算题（本题共4小题，共41分，第13题12分、第14题12分，第15题17分。解答应写出必要的文字 说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. （12分）如图所
17、示，水平放置的金属导轨M、N,平行地置于匀强磁场中，间距为d,磁场的磁感强度大小为B,方向与水平导轨平面夹角为“，金属棒ab的质量为?，放在导轨上且与导轨M、N垂直。电源电动势为E,定值电阻为R其余部分电阻不计。闭合开关后，导体棒静止。求：（1）通过导体棒电流的大小；（2）通电导体棒所受的安培力的大小和方向（3）导体棒所受摩擦力和弹力大小。【答案】（I）由闭合电路欧姆定律得：I=E/R（2）通电导体棒所受的安培力的大小F qB%,方向：垂直于B斜向下。（3）导体棒受力如图所示F尸 Bldsina Fn=mg +BIdcosa所以 F尸BEdstnu/RFn= mg +BEdcosa/RE【解析
18、】（I）由闭合电路欧姆定律得：/二一；R（2）通电导体棒所受的安培力的大小/二B/d ,方向：垂直于8斜向下。（3）导体棒受力如图所示根据平衡条件可以得到：Ff = Bld sina, FN= mg + Bld cos a,所以用=组?吧，R BEdcosa&=吆 +。A14. （12分）如图所示，水平放置的平行板电容器与某一电源相连，它的极板长L=0.4m,两板间距离d=4xl（） 、m,有一束由相同带电微粒组成的粒子流，以相同的速度妙。从两板中央平行极板射入，开关S闭合前，两板 不带电，由于重力作用微粒能落到下板的正中央，已知微粒质量为/=4x10 5kg,电量= + 1x10 8Co （
19、g=10 m/s2）求：（1）微粒入射速度小为多少？（2）为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场，电容器的上板应与电源的正极还是负极相连？所加的电压U 应取什么范围？【答案】（1）10 m/s （2）与负极相连120VVUV200V【解析】（1）由S=%/, 2=28可解得：%=亨、监=。m/s。（2）电容器的上板应接电源的负极。当所加的电压为S时，微粒恰好从下板的右边缘射出即d 12=21（）2又0 =%解得:（/i = 120 V当所加的电压为S时，微粒恰好从上板的右边缘射出即（上）2 有：他Ui 夕了mg解得：5=200 V,所以 120 VVUV200 V。15. （17分）如图所示，
20、在坐标系的第二象限内有沿），轴负方向的匀强电场，电场强度大小E = g华。在 2qL第三象限内有磁感应强度与=察的匀强磁场I,在第四象限内有磁感应强度层二詈的匀强磁场磁场I、II的方向均垂直于纸面向内。一质量为 ?、电荷量为”的粒子从P（0, L）点处以初速度如沿垂直于），轴的 方向进入第二象限的匀强电场，然后先后穿过x轴和y轴进入磁场I和磁场H,不计粒子的重力和空气阻力。求:牛顿第二定律（1）粒子由电场进入磁场I时的速度I，大小和方向；（2）粒子出发后第I次经过），轴时距。点的距离；（3）粒子出发后从第1次经过），轴到第4次经过），轴产生的位移大小4【答案】2助 方向与-x轴成60。角；（2
21、）2L；（3） L。3【解析】（1）粒子在电场中做类平抛运动，竖直方向做匀加速运动，由可得 由运动学公式可得设粒子由电场进入磁场I时的竖直方向上速度Vy，则有设粒子由电场进入磁场I时速度为P 解得u = 2%,设方向与7轴成a,则有解得（2）粒子在第2象限运动沿x方向的位移大小代入数值可得上=3包，粒子在磁场中做匀速圆周运动，则34解得彳二,L,如图由几何关系可得说明圆心恰好落在y轴上，粒子第一次经过y轴距O点距离即粒子第一次经过y轴距O点距离为2心（3）由几何关系可知粒子第一次以经过），轴时速度方向垂直），即沿+x方向，粒子进入磁场I【后，仍做匀速圆周运 动，由牛顿第二定律可得画出粒子运动轨迹，由图像可知当粒子第4次经过） ，轴时