期末学业水平检测(一)测评卷（Word版含解析）

这是一份高中物理粤教版 (2019)必修 第三册全册综合复习练习题，共17页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

期末学业水平检测(一)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.(2021河北沧州高二上期中)

如图所示,a、b、c三个闭合线圈放在同一平面内,当a线圈中通有电流I时,它们的磁通量分别为φa、φb、φc,下列说法中正确的是 (　　)
A.φa<φb<φc　　　　B.φa>φb>φc
C.φa<φc<φb　　　　D.φa<φc<φb
2.(2021浙江绍兴高二上期中)有人根据条形磁铁的磁场分布情况用塑料制作了一个模具,模具的侧边界刚好与该条形磁铁的磁感线重合,如图所示。另取一个柔软的弹性导体线圈套在模具上方某位置,线圈贴着模具上下移动的过程中,下列说法正确的是(地磁场很弱,可以忽略) (　　)

A.线圈切割磁感线,线圈中出现感应电流
B.线圈紧密套在模具上移动过程中不出现感应电流
C.由于线圈所在处的磁场是不均匀的,故而不能判断线圈中是否有电流产生
D.若线圈平面放置不水平,则移动过程中会产生感应电流
3.(2021黑龙江绥化高二上期中)如图所示,图中的甲为一带电导体,乙为长度足够长的导体板,实线为等势线,当电场稳定时,一电子在该电场中的运动轨迹如图中的虚线所示,D、E、F分别为导体板及带电导体表面上的三点。忽略空气的阻力、电子的重力以及电子对电场的影响。则 (　　)

A.E点的电势比F点的电势低
B.E点的电势比D点的电势高
C.电子在B点的电势能大于在A点的电势能
D.电子的运动方向一定是从A运动到C
4.(2021湖南常德高二上期中)如图所示为某静电除尘器的工作原理图,根据此图请判断以下说法正确的是 (　　)

A.集尘器负极吸附大量粉尘的原因是粉尘带上了正电
B.离子发生器的作用是在空气经过时使其中的粉尘带上负电
C.若预过滤网破裂,不影响除尘器的除尘效果
D.该除尘器能有效去除空气中的有毒气体
5.(2021湖南长沙高二上期中)如图所示,两个带电小球B和C各用绝缘轻绳悬挂于墙上的A、D点处于静止。AB与竖直方向成37°,CD水平。则下列说法正确的是 (　　)

A.两小球带同种电荷
B.两小球的电量之比是个定值
C.AB绳和CD绳的拉力之比为5∶3
D.若增大B球的质量,为维持现状,可减小B球或C球的电量
6.(2021湖南娄底一中高二上期中)如图所示,A、B、C三点是同一圆周上的三等分点,若在B、C两点放等量的正电荷,则A点的电场强度大小为E。若将C点的电荷改为与B点所放电荷的电荷量大小相等的负电荷,则A点的电场强度大小应为 (　　)

A.E　　　　B.2E
C.3E　　　　D.33E
7.(2021浙江七彩阳光高三期中联考)如图所示,竖直放置的A、B平行金属板,其中A极板带正电荷,B极板接地,在平行板中间悬挂一带电小球,小球的质量为m,电荷量为q,绝缘细线与竖直方向夹角θ=30°,下列说法正确的是 (　　)

A.细线的拉力为332mg
B.电场强度E=mg2q
C.若将B极板水平向右移,细线与竖直方向的夹角不变
D.若将B极板水平向右移,小球的电势能不变
8.(2021陕西咸阳一模)如图所示,图甲有一电动机,当滑动变阻器的触头从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示,已知电流表读数在0.2 A以下时,电动机没有发生转动,不考虑电表对电路的影响,以下结论不正确的是(　　)

甲

乙
A.电路中的电源电动势为3.9 V
B.电动机的电阻为4 Ω
C.此电路中电动机的最大输出功率为0.90 W
D.滑动变阻器的最大阻值为32 Ω
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,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
9.(2021陕西榆林高二上期中)下列关于能量转化或转移过程的说法中不正确的是 (　　)
A.所有能量守恒的过程都能自发地发生
B.摩擦生热的过程是不可逆过程
C.人们对太阳能的开发和利用,说明能量可以凭空产生
D.能的转化过程符合能量守恒定律,因此不会发生能源危机
10.(2021湖北襄阳五校高二期中联考)如图所示电路,电源电动势为E,内阻为r,在滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中,电压表示数的变化量为ΔU、电流表示数的变化量为ΔI,电压表和电流表均为理想电表,则下列说法正确的是 (　　)

A.两电表示数都增大
B.电压表示数增大,电流表示数减小
C.ΔUΔI=r
D.ΔUΔI 11.(2021广东揭阳三中高二上期中)如图所示,A、B、C、D是匀强电场中的四个点,D是BC的中点,A、B、C构成一个直角三角形,AB长为1 m,电场线与三角形所在的平面平行,已知φA=5 V、φB=-5 V、φC=15 V,由此可以判断 (　　)

A.场强的方向由C指向B
B.场强的方向垂直AD连线斜向下
C.场强的大小为10 V/m
D.场强的大小为2033 V/m
12.(2021湖湘教育三新探索协作体高二上期中联考)图甲所示是电子束加工工件的示意图,电子枪产生的热电子被高压电场加速,经聚焦系统会聚成很细的电子束,打在工件上产生高压力和强能量,对工件进行加工。现将电子加速系统简化为如图乙所示电路,平行板电容器与直流电源相连接,保持开关闭合,电子由静止开始从A极板向B极板运动,当到达B极板时速度为v,则下列说法正确的是 (　　)

甲

乙
A.若增大两极板间距离,则电容器电量Q变大,v也增大
B.若B极板向上移动少许,则电容器电量Q变小,v保持不变
C.若断开开关后增大两极板间距离,则电容器电量Q不变,v也不变
D.若断开开关后将B板向上移动少许,则电容器电量Q不变,v增大
三、非选择题(本大题共6小题,共60分)
13.(2021江苏常州高三上期中)(6分)电容器充放电的过程一般极短,在电路中接入高阻值电阻可有效延长充放电时间。如图所示,实验小组甲、乙两位同学利用这种方法,绘制放电过程中电流i-t的变化规律。甲同学先按图甲所示电路图连接好实验电路,然后继续实验操作如下:

甲

乙
(1)先接通开关S1、S2,调节电阻箱R的阻值,使微安表的指针偏转接近满刻度,记下这时微安表的示数i0=500 μA、电压表的示数U0=6.0 V,此时电阻箱R的阻值为9.5 kΩ,则微安表的内阻为　　　　kΩ。 
(2)断开开关S2,同时开始计时,每隔5 s读一次电流i的值,将测得数据填入预先设计的表格中,根据表格中的数据在坐标纸上标出以时间t为横坐标、电流i为纵坐标的点,如图乙中用“×”表示的点。根据本次实验数据估算出该电容器在整个放电过程中放出的电荷量Q0约为　　　　C。(结果保留两位有效数字) 
(3)若乙同学采用同样的实验器材,研究放电规律时,断开开关S1(没有断开开关S2),则实验测得的电容器的电容将比甲同学　　　　。(不考虑偶然误差,填“大”或“小”) 
14.(2021湖北襄阳五校高二上期中联考)(8分)某同学利用伏安法测量一电池组的电动势和内阻,电路图如图甲所示,除开关和若干导线外,现还提供以下器材:
A.电流表A(量程为0~0.6 A,内阻RA为1.0 Ω)
B.电压表V(量程为0~3 V,内阻RV约为2 kΩ)
C.滑动变阻器(阻值范围为0~20 Ω,额定电流2 A)
(1)根据实验记录的数据,画出电池组的U-I图像如图乙所示,则电池组电动势E=　　　　V,内阻r=　　　　 Ω;(小数点后面保留两位数字) 
(2)现有一只小灯泡,其U-I特性曲线如图丙所示,若将该小灯泡和该电池组直接串联组成闭合电路,则小灯泡的实际功率是　　　　W(小数点后面保留两位数字)。 

甲

乙

丙

15.(2021广西南宁高二上期中)(8分)在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一边长分别为a、b的矩形线框,初始时如图所示。试求:
(1)初始时,矩形线框的磁通量;
(2)线框绕OO'转动60°的过程中磁通量的变化量。


16.(2021湖湘教育三新探索协作体高二上期中联考)(8分)某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车,总质量m=3×103 kg。当它在水平路面上以v=36 km/h的速度匀速行驶时,驱动电机的输入电流I=50 A,电压U=300 V。如果汽车在平直公路上行驶时所受阻力跟行驶速率和汽车对地面的压力的乘积成正比,即Ff=kmgv,其中g为重力加速度,k=4.0×10-3 s·m-1。在此行驶状态下,
(1)求驱动电机的输入功率P电;
(2)求驱动电机的线圈电阻。



17.(2021河北保定第三中学高二上期中)(12分)如图所示,在倾角为α的光滑绝缘足够长的斜面上,有两个均带正电荷的金属球M和N,N被固定在斜面的底端,M从斜面上距底端距离为r0的A点由静止释放,开始运动瞬间的加速度大小恰好为g sin α(g为重力加速度)。已知静电力常量为k,两金属球均可看成点电荷,且N的电荷量为Q,M的电荷量为q,不计空气阻力。
(1)求M速度最大时到斜面底端的距离;
(2)已知M最高能沿斜面上升到与A点距离也为r0的B点,现使另一质量与M相同、电荷量为32q的金属球P也从离底端r0处由静止释放,求P经过B点时的速度大小。




18.(2021江苏徐州高三上期中抽测)(18分)如图所示,M、N为竖直放置的两金属板,两板间电压为U,Q为记录板,分界面P将N、Q间区域分为宽度均为L的Ⅰ、Ⅱ两部分,M、N、P、Q所在平面相互平行,a、b为M、N上两正对的小孔,以a、b所在直线为z轴,向右为正方向,取z轴与Q板的交点O为坐标原点,以平行于Q板水平向里为x轴正方向,竖直向上为y轴正方向,建立空间直角坐标系Oxyz。区域Ⅰ内充满沿y轴正方向的匀强电场,区域Ⅱ内充满沿x轴正方向的匀强电场,电场强度大小均为E,一质量为m、电荷量为+q的粒子,从a孔飘入电场(初速度视为零),经b孔进入区域Ⅰ,过P面上的c点(图中未画出)进入区域Ⅱ,最终打到记录板Q上,不计粒子重力,求:
(1)粒子经过c点时速度与z轴正方向夹角的正切值;
(2)粒子打到记录板上位置的x坐标和y坐标。











答案全解全析
1.B　根据题意结合安培定则可得,线圈a内部的磁场方向垂直纸面向里,外部磁场方向垂直纸面向外,而磁通量可看成穿过线圈的磁感线条数,当线圈的面积越大时,则相互抵消的越多,因此穿过线圈a的磁通量最大,穿过线圈c的磁通量最小,故有φa>φb>φc,选项B正确。
2.B　线圈贴着模具上下移动的过程中,由于穿过线圈的磁通量不变,则不会产生感应电流,选项A、C错误,B正确;若线圈平面放置不水平,则移动过程中由于穿过线圈的磁通量不变,也不会产生感应电流,选项D错误。
3.C　E和F两点在带电导体甲的表面上,甲是处于静电平衡状态的导体,其表面是一个等势面,故E和F两点的电势相等,选项A错误;从电子运动轨迹看出,轨迹向下弯曲,可知电子受到了向下的排斥力作用,若把电子从B移动到A,则过程中库仑力做正功,电势能减小,则电子在B点的电势能大于在A点的电势能,选项C正确;因为电子带负电,所以甲带负电,则D点的电势高于E点的电势,选项B错误;根据题目条件无法判断电子从哪边射入,即不一定是从A运动到C,选项D错误。
4.A　集尘器处的电场方向由正极指向负极,负极处吸附大量粉尘,说明粉尘带正电,选项A正确;离子发生器的作用是在空气经过时使其中的粉尘带上正电荷,选项B错误;预过滤网能过滤掉大颗粒粉尘,若预过滤网破裂,则影响除尘器的除尘效果,选项C错误;该除尘器不能识别有毒气体,故不能有效去除空气中的有毒气体,选项D错误。
5.C　

由题图可知两小球之间存在库仑引力,说明两小球带异种电荷,选项A错误;两小球的库仑力为相互作用力,电量之比不确定,选项B错误;取BC整体为研究对象,受力分析如图所示,sin 37°=FCDFAB=35,所以AB绳和CD绳的拉力之比为5∶3,选项C正确;若增大B球的质量,为维持现状,绳AB的拉力和两小球间的相互吸引力都要增大,说明应增大B球或C球的电量,且应增加C球的质量,选项D错误。
6.D　在B、C两点放等量的正电荷时,设每个电荷在A点产生的场强大小为E0,则E=2E0 cos 30°,将C点的电荷改为与B点所放电荷的电荷量大小相等的负电荷,则A点的电场强度大小E'=2E0 cos 60°=33E,选项D正确。
7.C　对小球受力分析,如图所示,根据平衡条件得T=mg cosθ=233mg,选项A错误;由平衡条件可得qE=mg tan θ,则E=3mg3q,选项B错误;若B板右移,根据E=Ud=QCd=QεrS4πkdd=4πkQεrS可知,E不变,则夹角θ不变,选项C正确;若将B极板向右移,小球位置不变,则小球与B极板距离d变大,根据电势差U=Ed可知,小球所在处与B极板间的电势差变大,则小球所在处的电势变大,小球的电势能也变大,选项D错误。

8.C　由电路图甲知,电压表V2测量路端电压,电流增大时,内电压增大,路端电压减小,所以最上面的图线表示V2的示数与电流的关系,此图线斜率的绝对值等于电源的内阻,为r=3.6-3.00.3-0.1 Ω=3 Ω,当电流I=0.1 A时,U=3.6 V,则电源的电动势E=U+Ir=3.6 V+0.1×3 V=3.9 V,选项A正确;由题图乙可知,电动机的电阻rM=0.8-0.40.2-0.1 Ω=4 Ω,选项B正确;当I=0.3 A时,U=3 V,电动机输出功率最大,最大为P=UI-I2rM=3 V×0.3 A-(0.3 A)2×4 Ω=0.54 W,选项C错误;当I=0.1 A时,电路中电流最小,滑动变阻器接入电路的阻值为最大值,所以R=EI-r-rM=3.90.1-3-4 Ω=32 Ω,选项D正确。
9.ACD　并非所有能量守恒的过程都能自发地进行,如在没有引起其他变化的情况下,热量不能自发地从低温向高温传递,选项A错误;根据热传递的方向性可知,摩擦生热的过程是不可逆过程,选项B正确;能量是不能凭空产生的,此说法违背了能量守恒定律,选项C错误;能的转化过程虽然符合能量守恒定律,但是在转化过程中存在着“能量耗散”和“品质降低”,能量向品质低的大气内能转化,不能再重复利用,因此会发生能源危机,选项D错误。
10.BD　当滑片上移时,滑动变阻器接入电路的阻值增大,则总电阻增大,由闭合电路欧姆定律可知,干路电流减小,定值电阻R1两端的电压减小,则由U=E-Ir可知,路端电压增大,由串联电路电压的规律可得,并联部分电路两端的电压增大,故电压表示数增大,因并联部分电压增大,R2中的电流增大,干路电流减小,由并联电路电流规律可得,通过滑动变阻器的电流减小,故电流表示数减小,选项A错误,B正确;由于R2为定值电阻,因此ΔUΔIR2=R2,由于干路电流减小,通过R2的电流增大,电流表示数减小,由并联电路电流规律可得ΔIR2<ΔI,因此ΔUΔI<ΔUΔIR2=R2,选项C错误,D正确。
11.BD　由题意知,φA=5 V、φB=-5 V、φC=15 V,则BC的中点D的电势为φD=φB+φC2=-5+152 V=5 V,则φD=φA,AD为一条等势线,根据电场线与等势线垂直可知,场强的方向垂直于AD连线斜向下,如图所示,选项A错误,B正确;设AB长为L,则场强的大小为E=UABLcos30°=1032 V/m=2033 V/m,选项C错误,D正确。

12.BD　根据电容公式C=εrS4πkd可知增大d,则C减小,开关保持闭合,则U不变,由Q=UC知Q减小,根据动能定理得eU=12mv2,可知v不变,选项A错误;开关保持闭合,U不变,若B极板向上移,S变小,则C减小,由Q=UC知Q减小,根据动能定理得eU=12mv2,可知v不变,选项B正确;开关断开,Q不变,增大d,则C减小,由U=QC可知,U增大,根据动能定理得,eU=12mv2,可知v变大,选项C错误;开关断开,Q不变,若B板向上移,则S变小,C减小,由U=QC可知,U增大,根据动能定理得eU=12mv2,可知v变大,选项D正确。
13.答案　(1)2.5(2分)　(2)8.0×10-3(7.5×10-3或7.8×10-3或8.3×10-3)(2分)　(3)小(2分)
解析　(1)因为电压表测量的是微安表与电阻箱两端的电压,而微安表的示数为500 μA,故微安表与电阻箱的总电阻为R总=U0i0=6.0V500μA=12 kΩ,则微安表的内阻为12 kΩ-9.5 kΩ=2.5 kΩ。
(2)图线与时间轴所围成的图形的面积可表示放电过程放出的电荷量,我们数出的方格数为32(注意数的时候大于半个格就算一个格,小于半个格的不算),而每个小格的电荷量q=50 μA×5 s=2.5×10-4 C,则放电的总电荷量为Q0=32q=32×2.5×10-4 C=8.0×10-3 C。
(3)没有断开开关S2,电压表和电容器形成通路,有一部分电荷流经电压表,故实验测得的电容器的电容将比甲同学小。
14.答案　(1)2.90(2.88~2.92)(3分)　4.80(4.76~4.84)(3分)　(2)0.45(0.40~0.50)(2分)
解析　(1)由图甲所示电路图可知,电压表示数U=E-I(r+RA),由图乙所示电池组U-I图像可知,图像纵轴截距b=E=2.90 V,图像斜率的绝对值k=r+RA=2.900.5 Ω=5.80 Ω,电池组内阻r=k-RA=5.80 Ω-1.0 Ω=4.8 Ω。
(2)在灯泡U-I图像内作出电源的U-I图像U=2.9-4.8I,如图所示,由图示图像可知,两图线交点即表示小灯泡的工作状态的电压和电流,灯泡两端电压U=1.4 V,通过灯泡的电流I=0.320 A,灯泡的实际功率P=UI=0.45 W。

15.答案　(1)Bab　(2)12Bab
解析　(1)初始时,磁场与矩形线框平面垂直,则磁通量
Φ=BS=Bab (3分)
(2)当线框转过60°时,线框的磁通量为
Φ'=Bab· cos 60°=12Bab (3分)
则这个过程中磁通量变化量
ΔΦ=|Φ'-Φ|=12Bab (2分)
16.答案　(1)1.5×104 W　(2)1.2 Ω
解析　(1)驱动电机的输入功率P电=IU=1.5×104 W(2分)
(2)电机输出的机械功率
P出=Ffv=kmgv2=1.2×104 W(3分)
P热=I2r=P电-P出 (2分)
则r=1.2 Ω(1分)
17.答案　(1)2r0　(2)gr0 sinα
解析　(1)M开始运动瞬间的加速度大小恰好为g sin α,则
kqQr02-mg sin α=ma=mg sin α (2分)
当M的速度最大时,所受合力为零
kqQr2=mg sin α (2分)
联立解得r=2r0 (2分)
(2)M最高能沿斜面上升到与A点距离也为r0的B点,则由能量守恒定律得
UABq-mg sin α·r0=0 (2分)
使另一质量与M相同、电荷量为32q的金属球P也从离底端r0处静止释放,则到达B点时由动能定理得
UAB·32q-mg sin α·r0=12mvB2 (2分)
联立解得vB=gr0 sinα (2分)
18.答案　(1)EL2U　(2)EL24U　3EL24U
解析　粒子在区域Ⅰ和区域Ⅱ的加速度大小相等,设为a,则a=qEm (1分)
(1)设粒子经b孔时速度为v0
qU=12mv02 (2分)
粒子经过区域Ⅰ时做类平抛运动,L=v0t (1分)
vy=at (1分)
tan θ=vyv0 (1分)
由以上各式联立可得: tan θ=EL2U (1分)
(2)粒子经过区域Ⅰ时,在y方向偏移的距离为:y1=12at2 (1分)
解得y1=EL24U (2分)
粒子经过区域Ⅱ时,在z方向:L=v0t (2分)
在x方向:x=12at2=EL24U (2分)
在y方向:y2=vyt=EL22U (2分)
y=y1+y2=3EL24U (2分)