高中物理（滬科）選修31：模塊綜合測評(píng)

1、.模塊綜合測評(píng)時(shí)間：90分鐘總分值：100分一、選擇題此題共10小題，每題4分，共40分在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第16題只有一項(xiàng)符合題目要求，第710題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分 1.如圖1所示，半徑一樣的兩個(gè)金屬球A、B帶有等量的電荷，相隔一定間隔 ，兩球之間互相吸引力的大小為F.今讓第三個(gè)半徑一樣的不帶電的金屬球C先后與A、B兩球接觸后移開，這時(shí)，A、B兩球之間的互相作用力的大小為 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69682316】圖1A.B.C. D.AA、B兩球互相吸引，說明它們帶異種電荷，假設(shè)A、B的電荷量分別為q和q.當(dāng)?shù)谌齻€(gè)不帶電的C球與A球接觸后，A、C

2、兩球的電荷量平分，每球所帶電荷量為q.當(dāng)再把C球與B球接觸后，兩球的電荷先中和，再平分，每球所帶電荷量為q.由庫侖定律Fk知，當(dāng)移開C球后由于r不變，A、B兩球之間的互相作用力的大小為F.選項(xiàng)A正確2.有帶等量異種電荷的一對(duì)平行金屬板，假如兩極板間距不是足夠近或者兩極板面積不是足夠大，即使在兩極板之間，它的電場線也不是彼此平行的直線，而是如圖2所示的曲線，關(guān)于這種電場，以下說法正確的選項(xiàng)是圖2A這種電場的電場線雖然是曲線，但是電場線的分布卻是左右對(duì)稱的，很有規(guī)律性，它們之間的電場，除邊緣部分外，可以看作勻強(qiáng)電場B電場內(nèi)部A點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度C電場內(nèi)部A點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度

3、D假設(shè)將一正電荷從電場中的A點(diǎn)由靜止釋放，它將沿著電場線方向運(yùn)動(dòng)到負(fù)極板D由于平行金屬板形成的電場的電場線不是等間距的平行直線，所以不是勻強(qiáng)電場，選項(xiàng)A錯(cuò)誤從電場線分布看，A處的電場線比B處密，所以A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤A、B兩點(diǎn)所在的電場線為一條直線，電荷受力方向沿著這條直線，所以假設(shè)將一正電荷從電場中的A點(diǎn)由靜止釋放，它將沿著電場線方向運(yùn)動(dòng)到負(fù)極板，選項(xiàng)D正確3如圖3所示，在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場中，實(shí)線MN是一條方向未標(biāo)出的電場線，虛線AB是一個(gè)電子只在靜電力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)電子在A、B兩點(diǎn)的加速度大小分別為aA、aB，電勢能分別為EpA、EpB.以下說法正確的選

4、項(xiàng)是 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69682317】圖3A電子一定從A向B運(yùn)動(dòng)B假設(shè)aAaB，那么Q靠近M端且為負(fù)電荷C無論Q為正電荷還是負(fù)電荷一定有EpAEpBDB點(diǎn)電勢可能高于A點(diǎn)電勢C假設(shè)Q在M端，由電子運(yùn)動(dòng)的軌跡可知Q為正電荷，電子從A向B運(yùn)動(dòng)或從B向A運(yùn)動(dòng)均可，由于rArB，故EAEB，F(xiàn)AFB，aAaB，AB，EpAEpB；假設(shè)Q在N端，由電子運(yùn)動(dòng)的軌跡可知Q為負(fù)電荷，且電子從A向B運(yùn)動(dòng)或從B向A運(yùn)動(dòng)均可，由于rArB，故EAEB，F(xiàn)AFB，aAr，那么，故U1大于U2，D正確；根據(jù)閉合電路歐姆定律得：U3EIRr，那么得：Rr，恒定不變，C錯(cuò)誤5.如圖5所示，兩平行光滑金屬導(dǎo)軌CD、PQ間距為L，

5、與電動(dòng)勢為E、內(nèi)阻為r的電源相連，質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置構(gòu)成閉合回路，回路平面與程度面成角，回路其余電阻不計(jì)在空間施加勻強(qiáng)磁場可以使ab棒靜止，那么磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值及其方向分別為 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69682318】圖5A.，程度向右B.，垂直于回路平面向下C. ，豎直向下D.，垂直于回路平面向下B從圖像可以看出，當(dāng)安培力沿斜面向上時(shí)，安培力最小，故安培力的最小值為Fmgsin ，故磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為B，根據(jù)歐姆定律，有EIRr，所以B，垂直于回路平面向下，B正確6.如圖6所示，有一個(gè)正方形的勻強(qiáng)磁場區(qū)域abcd，e是ad的中點(diǎn)，f是cd的中點(diǎn)，假如在a點(diǎn)沿對(duì)角線方向以

6、速度v射入一帶負(fù)電的帶電粒子帶電粒子重力不計(jì)，恰好從e點(diǎn)射出，那么圖6A假如粒子的速度增大為原來的二倍，將從d點(diǎn)射出B假如粒子的速度增大為原來的三倍，將從f點(diǎn)射出C假如粒子的速度不變，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼亩叮瑢膁點(diǎn)射出D只改變粒子的速度使其分別從e、d、f點(diǎn)射出時(shí)，從e點(diǎn)射出所用時(shí)間最短A如圖，粒子從e點(diǎn)射出圓心是O1，假如粒子的速度增大為原來的二倍，由r可知半徑也增大為原來的二倍，由對(duì)稱性可看出粒子將從d點(diǎn)射出，故A項(xiàng)正確；假如粒子的速度增大為原來的三倍，圓心是O3，設(shè)正方形的邊長為a，原半徑為r1a，r33r1a，線段O3faar3，所以不可能從f點(diǎn)射出，故B項(xiàng)錯(cuò)；由r可看出，磁

7、感應(yīng)強(qiáng)度增大時(shí)，半徑減小，不會(huì)從d點(diǎn)射出，故C項(xiàng)錯(cuò)；因粒子運(yùn)動(dòng)的周期一定，在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與圓心角成正比，從以上分析和圖中可看出圓心為O1、O2時(shí)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角相等，故在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也相等，故D項(xiàng)錯(cuò)7.兩個(gè)帶等量正電荷的點(diǎn)電荷，O點(diǎn)為兩電荷連線的中點(diǎn)，a點(diǎn)在連線的中垂線上，假設(shè)在a點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)電子，如圖7所示，關(guān)于電子的運(yùn)動(dòng)，以下說法正確的選項(xiàng)是圖7A電子在從a向O運(yùn)動(dòng)的過程中，加速度越來越大，速度越來越大B電子在從a向O運(yùn)動(dòng)的過程中，加速度越來越小，速度越來越大C電子運(yùn)動(dòng)到O時(shí)，加速度為零，速度最大D電子通過O后，速度越來越小，一直到速度為零CD帶等量正電荷的兩點(diǎn)電荷連線

8、的中垂線上，中點(diǎn)O處的場強(qiáng)為零，向中垂線的兩邊先變大，到達(dá)一個(gè)最大值后，再逐漸減小到零但a點(diǎn)與最大場強(qiáng)點(diǎn)的位置關(guān)系不能確定，當(dāng)a點(diǎn)在最大場強(qiáng)點(diǎn)的上方時(shí)，電子在從a點(diǎn)向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，加速度先增大后減小；當(dāng)a點(diǎn)在最大場強(qiáng)點(diǎn)的下方時(shí)，電子的加速度那么一直減小，故A、B錯(cuò)誤；不管a點(diǎn)的位置如何，電子在向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，都在做加速運(yùn)動(dòng)，所以電子的速度一直增加，當(dāng)?shù)竭_(dá)O點(diǎn)時(shí)，加速度為零，速度到達(dá)最大值，C正確；通過O點(diǎn)后，電子的運(yùn)動(dòng)方向與場強(qiáng)的方向一樣，與所受電場力方向相反，故電子做減速運(yùn)動(dòng)，由能量守恒定律得，當(dāng)電子運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的b點(diǎn)時(shí)，電子的速度為零，故D正確8如圖8，一帶負(fù)電荷的油滴在

9、勻強(qiáng)電場中運(yùn)動(dòng)，其軌跡在豎直面紙面內(nèi)，且相對(duì)于過軌跡最低點(diǎn)P的豎直線對(duì)稱忽略空氣阻力由此可知 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69682319】圖8AQ點(diǎn)的電勢比P點(diǎn)高B油滴在Q點(diǎn)的動(dòng)能比它在P點(diǎn)的大C油滴在Q點(diǎn)的電勢能比它在P點(diǎn)的大D油滴在Q點(diǎn)的加速度大小比它在P點(diǎn)的小AB由于油滴受到的電場力和重力都是恒力，所以合外力為恒力，加速度恒定不變，所以D選項(xiàng)錯(cuò)；由于油滴軌跡相對(duì)于過P的豎直線對(duì)稱且合外力總是指向軌跡彎曲內(nèi)側(cè)，所以油滴所受合外力沿豎直向上的方向，因此電場力豎直向上，且qEmg，那么電場方向豎直向下，所以Q點(diǎn)的電勢比P點(diǎn)的高，A選項(xiàng)正確；當(dāng)油滴從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)時(shí)，電場力做正功，電勢能減小，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)油滴

10、從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的過程中，合外力做正功，動(dòng)能增加，所以油滴在Q點(diǎn)動(dòng)能大于在P點(diǎn)的動(dòng)能，B選項(xiàng)正確9如圖9所示是一個(gè)半徑為R的豎直圓形磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里有一個(gè)粒子源在圓上的A點(diǎn)不停地發(fā)射出速率一樣的帶正電的粒子，帶電粒子的質(zhì)量均為m，運(yùn)動(dòng)的半徑為r，在磁場中的軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角為.以下說法正確的選項(xiàng)是圖9A假設(shè)r2R，那么粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間為B假設(shè)r2R，粒子沿著與半徑方向成45角斜向下射入磁場，那么有關(guān)系tan 成立C假設(shè)rR，粒子沿著磁場的半徑方向射入，那么粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為D假設(shè)rR，粒子沿著與半徑方向成60角斜向下射入磁場，那么圓心角為

11、150BD假設(shè)r2R，粒子在磁場中時(shí)間最長時(shí)，磁場區(qū)域的直徑是軌跡的一條弦，作出軌跡如圖1所示，因?yàn)閞2R，圓心角60，粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間tmaxT，故A錯(cuò)誤假設(shè)r2R，如圖2所示，粒子沿著與半徑方向成45角斜向下射入磁場，根據(jù)幾何關(guān)系，有tan ，故B正確假設(shè)rR，粒子沿著磁場的半徑方向射入，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖3所示，圓心角90，粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間tT，故C錯(cuò)誤假設(shè)rR，粒子沿著與半徑方向成60角斜向下射入磁場，軌跡如圖4所示，圖中軌跡圓心與磁場圓心以及入射點(diǎn)和出射點(diǎn)構(gòu)成菱形，圓心角150，故D正確10如圖10所示為一種質(zhì)譜儀的示意圖，其由加速電場、靜電分析器和磁分析器組成假設(shè)靜電

12、分析器通道中心線的半徑為R，通道內(nèi)均勻輻射的電場在中心線處的電場強(qiáng)度大小為E，磁分析器內(nèi)有范圍足夠大的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從靜止開場經(jīng)加速電場加速后沿中心線通過靜電分析器，由P點(diǎn)垂直邊界進(jìn)入磁分析器，最終打到膠片上的Q點(diǎn)不計(jì)粒子重力以下說法正確的選項(xiàng)是 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69682320】圖10A極板M比極板N的電勢高B加速電場的電壓UERC直徑PQ2BD假設(shè)一群粒子從靜止開場經(jīng)過上述過程都落在膠片上同一點(diǎn)，那么該群粒子具有一樣的比荷AD粒子在磁場中由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，根據(jù)左手定那么可判斷粒子帶正電，由極板M到極板N粒子做加速運(yùn)動(dòng)，電場方向應(yīng)由極

13、板M指向極板N，所以極板M比極板N的電勢高，A正確；由Eqm和qUmv2可得，UER，B錯(cuò)誤；由Eqm和Bqvm可得PQ，C錯(cuò)誤；由于一群粒子從靜止開場經(jīng)過題述過程都落在膠片上的同一點(diǎn)，又U、E、R、B都一樣，由以上式子可得一樣，故該群粒子的比荷一樣，D正確二、非選擇題此題共6小題，共60分，按題目要求作答118分在“描繪小燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)中，需要用伏安法測定小燈泡兩端的電壓和通過小燈泡的電流，除開關(guān)、導(dǎo)線外，還有如下器材：A小燈泡“6 V3 WB直流電源68 VC電流表量程3 A，內(nèi)阻0.2 D電流表量程0.6 A，內(nèi)阻1 E電壓表量程6 V，內(nèi)阻20 kF電壓表量程20 V，內(nèi)阻60

14、 kG滑動(dòng)變阻器020 、2 AH滑動(dòng)變阻器01 k、0.5 A1把實(shí)驗(yàn)所用到的器材按字母的先后順序填入空中：_.2在虛線框內(nèi)畫出最合理的實(shí)驗(yàn)原理圖【解析】1燈泡額定電流I A0.5 A，電流表應(yīng)選D電流表量程0.6 A，內(nèi)阻1 ；燈泡額定電壓為6 V，電壓表應(yīng)選E電壓表量程6 V，內(nèi)阻20 k；為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選G滑動(dòng)變阻器020 、2 A2描繪燈泡伏安特性曲線，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法；燈泡正常工作時(shí)電阻為R12 ，12，1 666.7，電流表應(yīng)采用外接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如下圖【答案】1ABDEG2見解析圖1210分學(xué)校實(shí)驗(yàn)室新進(jìn)了一批低阻值的繞線電阻，繞線金屬絲是某種合金絲，電阻

15、率為.要測算繞線金屬絲長度，進(jìn)展以下實(shí)驗(yàn)：圖111先用多用電表粗測金屬絲的電阻正確操作后轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置指示和表盤示數(shù)如圖11所示，那么金屬絲的電阻約為_.2用螺旋測微器測金屬絲的直徑d.3在粗測的根底上準(zhǔn)確測量繞線金屬絲的阻值R.實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：電流表A1量程03 A，內(nèi)阻約為0.5 電流表A2量程00.6 A，內(nèi)阻約為3 電壓表V1量程03 V，內(nèi)阻約3 k電壓表V2量程015 V，內(nèi)阻約18 k定值電阻R03 滑動(dòng)變阻器R1總阻值5 滑動(dòng)變阻器R2總阻值100 電源電動(dòng)勢E6 V，內(nèi)阻約為1 開關(guān)和導(dǎo)線假設(shè)干還需要先利用實(shí)驗(yàn)室提供的器材較準(zhǔn)確測量將選用的電流表的內(nèi)阻測量電路的一部分可選

16、用以下電路中的_請(qǐng)?jiān)诮o出的器材中選出合理的器材，在虛線框內(nèi)畫出準(zhǔn)確測量繞線金屬絲阻值的完好電路要求標(biāo)明選用的器材標(biāo)號(hào)4繞線金屬絲長度為_用字母R、d、和數(shù)學(xué)常數(shù)表示【解析】1由于歐姆表置于“1擋，所以應(yīng)按1倍率讀數(shù)，即19 9 .3A、B選項(xiàng)中電表測量不準(zhǔn)確，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；可將電流表A2與定值電阻串聯(lián)然后再與電壓表并聯(lián)，如選項(xiàng)C所示；或因電流表A2的滿偏電流小于A1的滿偏電流，可將定值電阻與電流表A2并聯(lián)再與A1串聯(lián)，如選項(xiàng)D所示又由于滑動(dòng)變阻器R1的最大電阻小于待測金屬絲的電阻，所以變阻器應(yīng)用分壓式接法，內(nèi)阻的準(zhǔn)確值，可內(nèi)接4根據(jù)電阻定律R，S2，解得L.【答案】19或9.03CD電路如圖

17、分壓內(nèi)接41310分質(zhì)量為m的帶電液滴，以速度v射入互相垂直的勻強(qiáng)電場E和勻強(qiáng)磁場B中，液滴在此空間剛好能在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)如圖12所示求：圖121液滴在空間受到幾個(gè)力作用；2液滴帶電荷量及電性；3液滴做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69682321】【解析】1由于是帶電液滴，它受到重力，又處于電、磁場中，還應(yīng)受到電場力及洛倫茲力共三個(gè)力作用2因液滴做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故必須滿足重力與電場力平衡，所以液滴應(yīng)帶負(fù)電，那么有mgEq，求得：q.3盡管液滴受三個(gè)力，但合力為洛倫茲力，所以仍可用半徑公式R，把電荷量代入可得R.【答案】1三個(gè)力2負(fù)電314. 10分在以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心、半徑為r的圓形

18、區(qū)域內(nèi)，存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，如圖13所示一個(gè)不計(jì)重力的帶電粒子從磁場邊界與x軸的交點(diǎn)A處以速度v沿x方向射入磁場，它恰好從磁場邊界與y軸的交點(diǎn)C處沿y方向飛出圖131請(qǐng)判斷該粒子帶何種電荷，并求出其比荷；2假設(shè)磁場的方向和所在空間范圍不變，而磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小變?yōu)锽，該粒子仍從A處以一樣的速度射入磁場，但飛出磁場時(shí)的速度方向相對(duì)于入射方向改變了60角，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B多大？此次粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間t是多少？【解析】1由粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，利用左手定那么可知，該粒子帶負(fù)電荷粒子由A點(diǎn)射入，由C點(diǎn)飛出，其速度方向改變了90，那么粒子軌跡半徑Rr.又qvBm，那么粒子的比荷.2當(dāng)粒子從D點(diǎn)飛出磁場時(shí)速度方向改變了60角，故AD弧所對(duì)圓心角為60，如下圖粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑Rrcot 30r又R，所以BB粒子在磁場中飛行時(shí)間，tT.【答案】1負(fù)電荷2B15. 10分如圖14所示，處于勻強(qiáng)磁場中的兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌相距為d，電阻忽略不計(jì)導(dǎo)軌平面與程度面成角，下端連接阻值為2r的定值電阻和電源，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r，勻強(qiáng)磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直質(zhì)量為m、阻值為r的均勻金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸接通開關(guān)S后，金屬棒在導(dǎo)軌上保持靜止?fàn)顟B(tài)圖141判斷磁場的方向；2求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??；3求金屬