【狀元之路】2021年新課標(biāo)物理-選修3-1-模塊綜合測評

模塊綜合測評(時間：90分鐘滿分：100分)第Ⅰ卷(選擇題，共48分)一、選擇題(本題有12小題，每小題4分，共48分．請將正確答案填在答題欄內(nèi))1．我們做電學(xué)試驗時經(jīng)常用到電阻箱，關(guān)于電阻箱內(nèi)的電阻是由什么材料制成的，以下猜想可能正確的是()A．純銀 B．純銅C．石墨 D．某些金屬的合金答案：D2．真空中A、B兩個點電荷相距為L，質(zhì)量分別為m和2m，它們由靜止開頭運動(不計重力)，開頭時A的加速度大小是a，經(jīng)過一段時間，B的加速度大小也是a，那么此時A、BA.eq\f(\r(2),2)L B.eq\r(2)LC．2eq\r(2)L D．L解析：剛釋放瞬間，對A項，有keq\f(q1·q22,L2)＝mAa，經(jīng)過一段時間后，對B項，有keq\f(q1·q22,L′2)＝mBa，可得L′＝eq\r(\f(mA,mB))L＝eq\f(\r(2),2)L，所以A項正確．答案：A3．(多選題)下列說法中正確的是()A．通過某面的磁感線條數(shù)為零則此面處磁感應(yīng)強度肯定為零B．空間各點磁感應(yīng)強度的方向就是該點的磁場方向C．平行放置的兩條形磁鐵間異名磁極間的磁場為勻強磁場D．磁感應(yīng)強度為零，則放在該處的某面通過的磁感線條數(shù)肯定為零解析：磁感應(yīng)強度反映磁場的強弱和方向，它的方向就是該處磁場的方向，故B項正確；磁感應(yīng)強度為零，放在該處的某面就無磁感線穿過，故D項正確；但是若某面無磁感線穿過，可能磁場很強而平面平行于磁場放置導(dǎo)致磁感線穿過該面的條數(shù)為零，所以A項錯誤；兩平行放置的異名磁極間的磁場不是勻強磁場，近距離兩異名磁極間的磁場才是勻強磁場，C項錯誤．答案：BD4．兩個用同種材料制成的均勻?qū)wA、B，其質(zhì)量相同，當(dāng)它們接入電壓相同的電路時，其電流之比IA∶IB＝1∶4，則橫截面積之比SA∶SB為()A．1∶2 B．2∶1C．1∶4 D．4∶1解析：由R＝eq\f(U,I)可知，在U肯定時，I與R成反比，即RA∶RB＝4∶1，又依據(jù)電阻定律R＝ρeq\f(l,S)＝ρeq\f(\f(V,S),S)＝ρeq\f(V,S2)可知，當(dāng)ρ、V肯定時，R∝eq\f(1,S2)，即有eq\f(S\o\al(2,A),S\o\al(2,B))＝eq\f(RB,RA)＝eq\f(1,4)，所以eq\f(SA,SB)＝eq\r(\f(1,4))＝eq\f(1,2).答案：A5．AB和CD為圓上兩條相互垂直的直徑，圓心為O.將電荷量分別為＋q和－q的兩點電荷放在圓周上，其位置關(guān)于AB對稱且距離等于圓的半徑，如圖所示．要使圓心處的電場強度為零，可在圓周上再放一個適當(dāng)?shù)狞c電荷Q，則該點電荷Q()A．應(yīng)放在A點，Q＝2qB．應(yīng)放在B點，Q＝－2qC．應(yīng)放在C點，Q＝－qD．應(yīng)放在D點，Q＝－q解析：由平行四邊形定則得出＋q和－q在O點產(chǎn)生的合場強水平向右，大小等于其中一個點電荷在O點產(chǎn)生的場強的大?。箞A心處的電場強度為零，則應(yīng)在C點放一個電荷量Q＝－q的點電荷，故C選項正確．答案：C6．有一束電子流沿x軸正方向高速運動，如圖所示，電子流在z軸上的P點所產(chǎn)生的磁場方向是沿()A．沿y軸正方向B．沿y軸負(fù)方向C．沿z軸正方向D．沿z軸負(fù)方向解析：由于電子流沿x軸正方向高速運動，所形成的等效電流沿x軸負(fù)方向．由安培定則可得，在P點處的磁場方向應(yīng)當(dāng)沿y軸的正方向．答案：A7．現(xiàn)有半球形導(dǎo)體材料，接成如圖所示甲、乙兩種形式，則兩種接法的電阻之比R甲∶R乙為()A．1∶1 B．1∶2C．2∶1 D．1∶4解析：將甲圖半球形導(dǎo)體材料看成等大的兩半部分的并聯(lián)，則乙圖中可以看成兩半部分的串聯(lián)，設(shè)每一半部分的電阻為R，則甲圖中電阻R甲＝eq\f(R,2)，乙圖中電阻R乙＝2R，故R甲∶R乙＝1∶4.答案：D8．(多選題)某同學(xué)在爭辯電子在電場中的運動時，得到了電子由a點運動到b點的軌跡(圖中實線所示)，圖中未標(biāo)明方向的一組虛線是電場線，則下列說法正確的是()A．電子在a點動能較小B．電子在b點動能較小C．a(chǎn)點的場強大于b點的場強D．a(chǎn)點電勢低于b點電勢解析：由電子的運動軌跡可知，電場線方向應(yīng)向右，沿電場線方向電勢降低，a點電勢高于b點電勢，選項D錯誤；電子從a點運動到b點的過程中，電場力做負(fù)功，動能削減，即a點動能大于b點動能，A項錯誤、B項正確．電場線的疏密表示場強的強弱，電場線密的地方場強大，可知選項C項正確．答案：BC9．在圖中，水平導(dǎo)線中有電流I通過，導(dǎo)線正下方的電子初速度的方向與電流I的方向相同，則電子將()A．沿路徑a運動，軌跡是圓B．沿路徑a運動，軌跡半徑越來越大C．沿路徑a運動，軌跡半徑越來越小D．沿路徑b運動，軌跡半徑越來越小解析：電流下方的磁場方向垂直紙面對外，且越向下B越小，由左手定則知電子沿a路徑運動，由r＝eq\f(mv,qB)知，軌跡半徑越來越大．答案：B10．(多選題)如圖所示，將平行板電容器與電池組相連，兩板間的帶電塵埃恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)．若將兩板緩慢地錯開一些，其他條件不變，則()A．電容器帶電荷量不變B．塵埃仍靜止C．檢流計中有a→b的電流D．檢流計中有b→a的電流解析：電容器與電源相連，所以兩極板間電壓不變．兩板錯開一些，正對面積S將減小，由C＝eq\f(εrS,4πkd)得C減小．由Q＝UC得，Q減小，電容器放電，電子從b向a運動，所以電流從a向b.由E＝eq\f(U,d)得，E不變，所以塵埃仍靜止．答案：BC11．如圖所示，左邊是一個原先不帶電的導(dǎo)體，右邊C是后來靠近的帶正電導(dǎo)體球，若用絕緣工具沿圖示某條虛線將導(dǎo)體切開，分導(dǎo)體為A、B兩部分，這兩部分所帶電荷量的數(shù)值分別為QA、QB，則下列結(jié)論正確的是()A．沿虛線d切開，A帶負(fù)電，B帶正電，且QA>QBB．只有沿虛線b切開，才有A帶正電，B帶負(fù)電，且QA＝QBC．沿虛線a切開，A帶正電，B帶負(fù)電，且QA<QBD．沿任意一條虛線切開，都有A帶正電，B帶負(fù)電，而QA、QB的值與所切的位置有關(guān)解析：靜電感應(yīng)使得A帶正電，B帶負(fù)電．導(dǎo)體原來不帶電，只是在導(dǎo)體球C靜電感應(yīng)的作用下，導(dǎo)體中的自由電子向B部分移動，使B部分帶了多余的電子，而帶負(fù)電；A部分少了電子，而帶正電．依據(jù)電荷守恒定律，A部分移走的電子數(shù)目和B部分多余的電子數(shù)目是相同的，因此無論從哪一條虛線切開，兩部分的電荷量總是相等的，但由于電荷之間的作用力與距離有關(guān)，自由電子在不同位置所受C的作用力的強弱是不同的，這樣導(dǎo)致電子在導(dǎo)體上的分布的不均勻，越靠近右端負(fù)電荷密度越大，越靠近左端正電荷密度越大，所以從不同位置切開時左右兩部分所帶電荷量的值QA、QB是不同的，故只有D正確．答案：D12．如圖所示，E為內(nèi)阻不能忽視的電池，R1、R2、R3為定值電阻，S0、S為開關(guān)，V與?分別為電壓表和電流表．初始時S0與S均閉合，現(xiàn)將S斷開，則A．V的讀數(shù)變大，?的讀數(shù)變小B．V的讀數(shù)變大，?的讀數(shù)變大C．V的讀數(shù)變小，?的讀數(shù)變小D．V的讀數(shù)變小，?的讀數(shù)變大解析：答案：B第Ⅱ卷(非選擇題，共52分)二、試驗題(本題有2小題，共14分．請按題目要求作答)13．(6分)一多用電表的電阻擋有三個倍率，分別是×1、×10、×100.用×10擋測量某電阻時，操作步驟正確，發(fā)覺表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，為了較精確?????地進(jìn)行測量，應(yīng)換到________擋．假如換擋后馬上用表筆連接待測電阻進(jìn)行讀數(shù)，那么缺少的步驟是______________________，若補上該步驟后測量，表盤的示數(shù)如下圖所示，則該電阻的阻值是________Ω.解析：選歐姆擋測電阻時指針偏轉(zhuǎn)角度很小，說明所選倍率太小，應(yīng)選用更高倍率擋，使指針盡可能偏轉(zhuǎn)到表盤的中間位置四周，該位置四周有較高的精度．歐姆擋每換一次倍率，需重新進(jìn)行調(diào)零．答案：×100調(diào)零(或重新調(diào)零)2.2×103(或2.2k)(每空2分)14．(8分)在“測定金屬絲電阻率”的試驗中需要測出其長度L、直徑d和電阻R.(1)用螺旋測微器測金屬絲直徑時讀數(shù)如下圖甲，則金屬絲的直徑為________mm.甲乙(2)若用圖乙測金屬絲的電阻，則測量結(jié)果將比真實值________．(填“偏大”或“偏小”)(3)用電壓表和電流表測金屬絲的電壓和電流時讀數(shù)如下圖所示，則電壓表的讀數(shù)為________V，電流表的讀數(shù)為________A.解析：(1)螺旋測微器的讀數(shù)為(0＋0.5＋0.01×19.7)mm＝0.697mm(0.696mm,0.698mm也對)(2)圖乙中電流表接受外接法故測量值偏?。?3)電壓表精度為0.1V，其讀數(shù)為2.60V；電流表精度為0.02A，其讀數(shù)應(yīng)為0.52A.答案：(1)0.697(0.696,0.698也對)(2)偏小(3)2.600.52(每空2分)三、計算題(本題有3小題，共38分．解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最終答案的不能得分．有數(shù)值計算的題，答案中必需明確寫出數(shù)值和單位)15．(10分)如圖所示，電路中的電阻R＝10Ω，電動機的線圈電阻r＝1Ω，加在電路兩端的電壓U＝100V．已知電流表讀數(shù)為30A，則通過電動機線圈的電流為多少？電動機輸出功率為多少？解析：R中的電流I1＝eq\f(U,R)＝10A，電動機中的電流I2＝I－I1＝20A，(3分)輸入功率P＝I2U＝2×103W，(2分)電熱功率P熱＝I2r2＝400W，(3分)輸出功率P出＝P－P熱＝1600W．(2分)答案：20A1600W16．(12分)如圖所示，小球A和B帶電荷量均為＋q，質(zhì)量分別為m和2m，用不計質(zhì)量的豎直細(xì)繩連接，在豎直向上的勻強電場中以速度v0勻速上升，某時刻細(xì)繩突然斷開．小球A和B(1)該勻強電場的場強E.(2)細(xì)繩斷開后A、B兩球的加速度aA、aB.解析：(1)設(shè)場強為E，把小球A、B看做一個系統(tǒng)，由于繩未斷前做勻速運動，則有：2qE＝3mg，得E＝eq\f(3mg,2q)(3分)(2)細(xì)繩斷后，依據(jù)牛頓其次定律，對A有：qE－mg＝maA，(3分)得aA＝eq\f(g,2)，方向向上；(2分)對B有：qE－2mg＝2maB，(2分)aB＝－eq\f(g,4)，即B球的加速度大小為eq\f(g,4)，方向向下(2分)答案：(1)eq\f(3mg,2q)(2)eq\f(g,2)，方向向上－eq\f(g,4)，方向向下17．(16分)如圖所示，在一個圓形區(qū)域內(nèi)，兩個方向相反且都垂直于紙面的勻強磁場分布在以直徑A2A4為邊界的兩個半圓形區(qū)域Ⅰ、Ⅱ中，A2A4與A1A3的夾角為60°.一質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的粒子以某一速度從Ⅰ區(qū)的邊緣點A1處沿與A1A3成30°角的方向射入磁場，隨后該粒子以垂直于A2A4的方向經(jīng)過圓心O進(jìn)入Ⅱ區(qū)，最終再從A4處射出磁場．已知該粒子從射入到射出磁場所用的時間為t解析：找出帶電粒子做圓周運動的圓心，求出其軌跡的半徑．設(shè)粒子的入射速度為v，已知粒子帶正電，故它在磁場中先順時針做圓周運動，再逆時針做圓周運動，最終從A4點射出，用B1、B2、R1、R2、T1、T2分別表示粒子在磁場Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)中的磁感應(yīng)強度、軌道半徑和周期，有qvB1＝meq\f(v2,R1)，qvB2＝meq\f(v2,R2)，(2分)T1＝eq\f(2πR1,v)＝eq\f(2πm,qB1)，T2＝eq\f(2πR2,v)＝eq\f(2πm,qB2).(2分)設(shè)圓形區(qū)域的半徑為r，如右圖所示，已知帶電粒子過圓心且垂直A2A4進(jìn)入Ⅱ區(qū)磁場．連接A1A2，△A1OA2為等邊三角形，A2為帶電粒子在Ⅰ區(qū)磁場中運動軌跡的圓心，其