期末学业水平检测(二)测评卷（Word版含解析）

这是一份高中物理粤教版 (2019)必修 第三册全册综合同步达标检测题，共16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(二)
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湖北黄冈高二上月考)下列叙述中符合物理学史的是 (　　)
A.光电效应揭示了光具有波动性
B.玻尔理论成功地解释了各种原子的发光现象
C.爱因斯坦成功地解释了光电效应现象
D.赫兹从理论上预言了电磁波的存在
2.(2021湖南娄底一中高二上期中)

如图所示,实线为等量异种点电荷周围的电场线,虚线为以一点电荷为中心的圆,M点是两点电荷连线的中点,若将一正试探电荷从虚线上N点沿虚线移动到M点,则电荷所受电场力 (　　)
A.大小不变　　　　B.方向不变
C.逐渐减小　　　　D.逐渐增大
3.(2021山东青岛高二上月考)如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框,在下列四种情况下,线框中会产生感应电流的是 (　　)

A.线框平面始终与磁感线平行,线框在磁场中左右运动
B.线框平面始终与磁感线平行,线框在磁场中上下运动
C.线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动
D.线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动
4.(2021山东青岛高二上期中)如图所示,环形导线周围有三只小磁针a、b、c,闭合开关S后,三只小磁针N极的偏转方向是 (　　)

A.全向里　　　　B.全向外
C.a向里,b、c向外　　　　D.a、c向外,b向里
5.(2021安徽滁州高二上期中)如图,两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2,且I1>I2;a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点,且a、b、c与两导线共面;b点在两导线之间,b、d的连线与导线所在平面垂直。磁感应强度可能为零的点是 (　　)

A.a点　　　　B.b点
C.c点　　　　D.d点
6.(2021湖湘教育三新探索协作体高二上期中联考)

某同学把电流表、干电池和一个定值电阻串联后,两端连接两支测量表笔,做成了一个测量电阻的欧姆表,如图所示。两支表笔直接接触时,电流表的读数为4 mA;两支表笔与2 000 Ω的电阻相连时,电流表的读数为2.0 mA。由此可知,此欧姆表所用电源的电动势E是 (　　)
A.8 V　　　　B.4 V
C.6 V　　　　D.无法求出
7.(2021天津高二上月考)如图为某品牌的扫地机器人,其内部电机的电阻为0.5 Ω,额定功率为24 W,额定工作电压为8 V,该扫地机器人内部的锂电池容量为9 A∙h,则该扫地机器人正常工作时 (　　)

A.额定工作电流为3 A
B.额定工作电流为16 A
C.充满电后最长工作时间约为9 h
D.每秒消耗能量为128 J
8.(2021河北邢台高二上期中改编)如图所示,a、b两点间的电压为9 V,三个电阻的阻值分别为R1=R2=6 Ω、R3=3 Ω。下列说法正确的是 (　　)

A.R1、R2、R3两端的电压之比为2∶1∶1
B.R1、R2、R3消耗的电功率之比为1∶1∶2
C.在相等的时间内,通过R1、R2、R3的电荷量之比为2∶2∶1
D.在相等的时间内,R1、R2、R3产生的焦耳热之比为1∶2∶2
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河北石家庄高二上月考)在单缝衍射实验中,中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上。假设现在只让一个光子通过单缝,那么该光子 (　　)
A.一定落在中央亮纹处
B.一定落在亮纹处
C.可能落在亮纹处,也可能落在暗纹处
D.落在中央亮纹处的可能性最大
10.(2021湖湘教育三新探索协作体高二上期中联考)“世纪工程”港珠澳大桥已于2018年10月24日9时正式通车,大桥主桥部分由约为6.7 km海底隧道和22.9 km桥梁构成,海底隧道需要每天24小时照明,而桥梁只需晚上照明。假设该大桥的照明电路可简化为如图所示电路,其中太阳能电池供电系统可等效为电动势为E、内阻为r的电源,电阻R1、R2分别视为隧道灯和桥梁路灯,已知r小于R1和R2,则下列说法正确的是 (　　)

A.夜间,电流表示数为Er+R1+R2
B.夜间,开关K闭合,电路中电流表示数变大、电压表示数变小
C.当开关由断开到闭合,电压表与电流表示数变化量的比值ΔUΔI不变
D.夜间,由于用电器的增多,太阳能电池供电系统损失的电功率减小
11.(2021河北衡水中学高三上月考)在一正点电荷Q的电场中,某点的电势φ与该点到点电荷Q的距离r的关系如图甲所示。如图乙所示,在正点电荷Q的上方水平固定一光滑绝缘杆,O点在点电荷Q的正上方,现将一质量为m、带电荷量为-q的小球穿在杆上,然后从a点由静止释放后,小球沿杆依次经过O、b两点到达最远点c。已知a、O、b三点到点电荷Q的距离分别为3L、L、2L,下列说法正确的是 (　　)

A.小球在a点和b点的加速度大小之比为4∶9
B.小球运动过程中的最大速度为22qφ0m
C.电场中a点的场强和c点的场强相同
D.小球由a点到b点的过程中电势能先减小后增大
12.(2021四川成都外国语学校高二上期中)在匀强电场中有一个正六边形区域abcdef,电场线与六边形所在平面平行,如图所示。已知a、b、e三点的电势分别为8 V、12 V、-4 V,带电荷量为3e的粒子(重力不计)以一定的初动能从b点沿不同方向射入abcdef区域,当粒子沿bd方向射入时恰能经过c点,下列判断正确的是 (　　)

A.粒子带负电
B.c、d两点的电势差为6 V
C.粒子经过c点时动能为6 eV
D.粒子首次离开六边形区域的位置不可能是b点

三、非选择题(本大题共6小题,共60分)
13.(2021江苏连云港高二上期中)(6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)用螺旋测微器测量其直径如图甲所示,由图可知其直径D=　　　　mm。 

甲

乙
(2)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,表盘示数如图乙所示,则该电阻的阻值约为　　　　Ω。 
(3)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A(量程0~30 mA,内阻约30 Ω);
电压表V(量程0~3 V,内阻约10 kΩ);
直流电源E(电动势4 V,内阻不计);
滑动变阻器R1(阻值范围0~15 Ω,允许通过的最大电流2.0 A);
开关S;导线若干。
为减小测量误差,在实验中实验电路应采用图中的　　　　。 

14.(2021山东济宁高二上期中)(8分)在用电流表和电压表测一节锂电池的电动势和内电阻的实验中,实验电路如图甲所示,电池的电动势约为3 V,内阻约为1 Ω,为了防止在调节滑动变阻器时造成短路,电路中用一个定值电阻R0起保护作用。除电池、开关和导线外,可供使用的实验器材还有:
(a)电流表(量程0~0.6 A、0~3 A)
(b)电压表(量程0~3 V、0~15 V)
(c)定值电阻(阻值4 Ω,额定功率5 W)
(d)定值电阻(阻值20 Ω,额定功率5 W)
(e)滑动变阻器(阻值范围0~40 Ω、额定电流2 A)
(f)滑动变阻器(阻值范围0~1 000 Ω、额定电流1 A)

甲

乙
请回答下列问题:
(1)要正确完成实验,电压表的量程应选择0~　　　　V,电流表的量程应选择0~　　　　A;R0应选择　　　　Ω的定值电阻,R应选择阻值范围是　　　　Ω的滑动变阻器; 
(2)测得下列五组数据:
U/V
2.40
2.00
1.60
1.20
0.80
I/A
0.08
0.17
0.25
0.33
0.42
根据数据在坐标图乙上画出U-I图像;并求出该电池电动势E=　　　　V,内电阻为r=　　　　Ω(结果保留小数点后1位数字); 
(3)小明同学因为粗心,在实验中多连接了一根导线,如图丙中的虚线所示。由电压表的读数U和电流表的读数,画出U-I图线如图丁所示。小明同学分析了图像出现异常的原因后,认为由图丁也可以达到实验目的,则由图丁可得电源的电动势E=　　　　V,r=　　　　 Ω。 

丙

丁
15.(2021河北邢台高二上期中)(8分)一边长为L的正方形线圈,放在磁感应强度为B的匀强磁场中,线圈平面与磁场方向垂直。
(1)求穿过线圈的磁通量;
(2)若将这个线圈的形状由正方形变为圆形(周长不变),求此时穿过线圈的磁通量Φ2。




16.(2021天津高二上期中)(8分)如图所示,光滑绝缘斜面AB长L=0.5 m,倾角θ=37°,处于匀强电场中,电场方向平行于斜面向上。质量m=0.01 kg、电荷量q=+6´10-5 C的带电小球,恰能沿斜面匀速下滑(重力加速度为g,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)。求:
(1)小球所受电场力F的大小;
(2)电场强度E的大小;
(3)A、B两点间的电势差UAB。





17.(2021江苏邗江中学高二上期中)(12分)如图所示,电源电动势E=12 V,内阻r=3 Ω,R0=1 Ω,直流电动机内阻RM=1 Ω,当调节滑动变阻器R1时可使甲电路输出功率最大,调节R2时可使乙电路输出功率最大(和甲电路的最大输出功率相同),且此时电动机刚好正常工作(电动机的额定输出功率为P0=2 W),试求:
(1)甲电路的最大输出功率和此时回路中的电流大小;
(2)乙电路输出功率最大时R2的阻值;
(3)乙电路电动机正常工作时电动机的输入功率。



18.(2021河北唐山一中高二上期中)(18分)如图1所示的平行板电容器板间距离为d,两板所加电压随时间变化图线如图2所示,t=0时刻,质量为m、带电量为q的粒子以平行于极板的速度v0沿平行板中轴线OO'射入电容器,t1=3T时刻射出电容器,带电粒子的重力不计,求:
(1)平行板电容器板长L;
(2)粒子射出电容器时偏转的角度φ;
(3)粒子射出电容器时竖直偏转的位移大小y。



答案全解全析
1.C　光电效应的规律只能用光子学说解释,揭示了光具有粒子性,选项A错误;玻尔理论成功解释了氢原子发光现象,选项B错误;爱因斯坦成功地解释了光电效应现象,选项C正确;麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在,赫兹证实了电磁波的存在,选项D错误。
2.D　由电场线的分布情况可知,从N点沿虚线到M点电场线越来越密,则从N点沿虚线到M点电场强度越来越大,由电场力公式F=qE,可知正点电荷从虚线上N点沿虚线移动到M点的过程中,电场力逐渐增大;电场力方向与所在点的电场线的切线方向一致,一直在变化,选项D正确,A、B、C错误。
3.C　产生感应电流的条件是穿过闭合线框的磁通量发生变化,选项A、B、D中穿过线框的磁通量都不发生变化,只有C中闭合线框的磁通量发生变化,选项C正确。
4.D　环形导线中的电流方向为顺时针方向,根据安培定则知,a、c的N极向外,b的N极向里,选项D正确,A、B、C错误。
5.C　某点的合磁感应强度为0,说明两电流单独存在时在该点产生的磁场的磁感应强度满足等大反向关系,根据安培定则知,在两电流之间磁感应强度方向相同,则排除B、D,又I1>I2,所以合磁感应强度为0的点距I1远,距I2近,所以可能是c点,选项C正确,选项A、B、D错误。
6.A　两支表笔直接接触时,I1=4 mA=ER内,两支表笔与2 000 Ω的电阻相连时,I2=2 mA=ER内+2 000Ω,联立解得E=8 V,选项A正确。
7.A　额定工作电压为8 V,额定功率为24 W,根据P=UI可得I=PU=3 A,选项A正确,B错误;题中“A·h”是电荷量的单位,则t=QI=9A·h3A=3 h,选项C错误;根据W=Pt,解得W=24 J,选项D错误。
8.B　电路中的总电阻为R=R3+R1R2R1+R2=3 Ω+6×66+6 Ω=6 Ω,电路中的电流I=UR=96 A=1.5 A,则R3两端电压U3=IR3=1.5×3 V=4.5 V,并联部分两端电压为U'=IR1R2R1+R2=4.5 V,所以R1、R2、R3两端的电压之比为1∶1∶1,选项A错误;根据P=U2R可得R1、R2、R3消耗的电功率之比为1∶1∶2,选项B正确;根据欧姆定律I=UR可得通过R1、R2、R3的电流之比为1∶1∶2,根据I=qt可得在相等时间内通过R1、R2、R3的电荷量之比为等于通过它们的电流之比,即1∶1∶2,选项C错误;根据Q=I2Rt可以得到在相等时间内产生的焦耳热之比为1∶1∶2,选项D错误。
9.CD　根据光的概率波的概念,对于一个光子通过单缝后落在何处是不可确定的,但概率最大的是落在中央亮纹处,可达95%以上。当然也可能落在其他亮纹处,还可能落在暗纹处,只不过落在暗处的概率很小而已,选项C、D正确。
10.BC　夜间,桥梁需要照明,开关K闭合,电阻R1、R2并联,并联电阻为R并=R1R2R1+R2,根据闭合电路欧姆定律可知,电流表示数I=Er+R1R2R1+R2,选项A错误;夜间,开关K闭合,总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可得干路电流增大,电路中电流表示数变大,内电压增大,则路端电压减小,电压表的示数减小,选项B正确;根据闭合电路欧姆定律可得E=U+Ir,解得U=E-Ir,则ΔUΔI=r,所以当开关由断开到闭合,电压表与电流表示数变化量的比值ΔUΔI不变,选项C正确;夜间,用电器增多,相当于开关K闭合,总电阻减小,干路电流增大,根据P=I2r可知,太阳能电池供电系统损失的电功率增大,选项D错误。
11.BD　由点电荷电场强度E=kQr2,可知a、b两点的场强大小之比为4∶9,则小球所受电场力之比为4∶9,但电场力与杆的夹角不相等,所以库仑力沿杆方向的分量即小球所受合外力大小之比并不等于4∶9,选项A错误;小球释放后先做加速运动,后做减速运动,在经过O点时速度最大,由图甲可知UaO=2φ0-6φ0=-4φ0,由动能定理得-qUaO=12mv2-0,可得最大速度v=22qφ0m,选项B正确;小球最远可到达c点,c点与a点的电势相等,故c点到点电荷Q的距离应为3L,a、c两点的电场强度大小相等,但方向不同,选项C错误;小球由a点到O点的过程中,电场力做正功,电势能减小,由O点到b点的过程中,电场力做负功,电势能增大,选项D正确。
12.AC　根据题意可知Ube=φb-φe=16 V=4Uba,作直线be、ac交于g,由几何关系可知bg⊥ac,且be=4bg,所以φg=8 V=φa,所以ag在同一等势面上。结合电势高低可判断匀强电场的方向沿be方向由b指向e,如图所示,根据匀强电场中平行等距离的两点电势差相等可得c点电势为φc=φa=8 V,d点电势为φd=0 V,所以c、d两点的电势差为8 V,选项B错误;当粒子沿bd方向射入时恰能经过c点,可知粒子所受电场力方向和场强方向相反,所以粒子带负电,选项A正确;当粒子沿bd方向射入时恰能经过c点,设b、g间的距离为x,根据几何关系和运动的合成与分解有沿电场方向x=32v0t-12×qUbgxmt2,垂直于电场方向3x=12v0t,联立解得12mv02=Ek0=18 eV,b、c间的电势差Ubc=12 V-8 V=4 V,由动能定理得粒子经过c点时动能为-3eUbc=Ekb-Ek0,解得Ekb=Ek0-3eUbc=18 eV-12 eV=6 eV,C正确;当带电粒子沿be方向做直线运动时,若粒子能到达e点,则克服电场力做的功为Wbe=3e×Ube=48 eV,大于带电粒子的初动能,因此粒子未到达e点时速度就已减为零,然后反向加速沿直线eb从b点射出,选项D错误。

13.答案　(1)4.950(2分)　(2)120(2分)　(3)A(2分)
解析　(1)由图示螺旋测微器可知,其示数为4.5 mm+45.0×0.01 mm=4.950 mm。(2)用多用电表的电阻“×10”挡测电阻,由题图乙所示表盘可知,电阻阻值为12×10 Ω=120 Ω。(3)由于电压表内阻远大于待测电阻阻值,电流表应采用外接法;待测电阻阻值远大于滑动变阻器最大阻值,为测多组实验数据,滑动变阻器应采用分压接法,因此应选择图A所示电路图。
14.答案　(1)3(0.5分)　0.6(0.5分)　4(0.5分)　0~40(0.5分)　(2)如图所示(2分)

2.8(2.7~2.9均可)(1分)　0.8(0.7~0.9均可)(1分)　(3)3(1分)　1(1分)
解析　(1)电池电动势约为3 V,则电压表量程选择0~3 V,电流表量程选择0~0.6 A。R=30.6 Ω=5 Ω,考虑到电流表和电源都有内阻,所以定值电阻选择4 Ω;为了方便调解,滑动变阻器选择0~40 Ω。
(2)作出图像如图所示,电源电动势为E=2.8 V,电源内阻为r=2.8-0.50.48 Ω-4 Ω=0.8 Ω。
(3)实验中多连接了一根导线,滑动变阻器的左右两部分电阻并联后串联在干路中,电压表的测量值等于滑动变阻器并联后的电压,电流表测量R右的电流;当电压表的读数为2.00 V时,滑动变阻器左右两部分的电流相等,总电流为0.20 A,由U=E-I(R0+r)得2.00 V=E-0.2×(4 Ω+r),当电压表读数为1.50 V时,滑动变阻器左右两部分电流分别为0.06 A和0.24 A,由U=E-I(R0+r)得1.50 V=E-(0.06 A+0.24 A)(4 Ω+r),联立两式解得E=3 V,r=1 Ω。
15.答案　(1)BL2　(2)4BL2π
解析　(1)线圈为正方形,则穿过线圈的磁通量为
Φ1=BL2 (2分)
(2)线圈为圆形时,其半径为r=4L2π=2Lπ (2分)
此时穿过线圈的磁通量为Φ2=πBr2 (2分)
解得Φ2=4BL2π (2分)
16.答案　(1)0.06 N　(2)1 000 N/C　(3)500 V
解析　(1)由于小球匀速下滑,故受力平衡,则电场力
F=mg sin θ=0.06 N(2分)
(2)根据电场强度定义式E=Fq (1分)
可知电场强度E=Fq=1 000 N/C(2分)
(3)根据E=Ud可知 (1分)
A、B两点间的电势差UAB=EL=1 000×0.5 V=500 V(2分)
17.答案　(1)12 W　2 A　(2)1.5 Ω　(3)6 W
解析　(1)根据闭合电路欧姆定律有,当R外=r时,电源的输出功率最大,此时R1接入电路的阻值为
R1=r-R0=3 Ω-1 Ω=2 Ω(2分)
此时电流为I1=E2r=2 A(2分)
甲电路输出的最大功率为P=E24r=1224×3 W=12 W(2分)
(2)由于乙电路和甲电路的最大输出功率相同,故电流I2=2 A,所以有
I22(R2+RM)+P0=12 W(2分)
代入数据解得R2=1.5 Ω(2分)
(3)乙电路电动机正常工作时电动机的输入功率为
PM=P0+I22RM=2 W+22×1 W=6 W(2分)
18.答案　(1)3v0T　(2)0　(3)2qU1mdT2
解析　(1)粒子在水平方向做匀速直线运动,则有L=3v0T (2分)
(2)粒子在电容器中运动时加速度大小为a=qU1md (2分)
0~T时间内,竖直方向做匀加速运动,则有vy1=aT=qU1mdT (2分)
T~2T时间内,竖直方向做匀速运动,2T~3T时间内,竖直方向做匀减速运动,则有vy=vy1-aT=0 (2分)
竖直方向速度为零,所以φ=0 (2分)
(3)竖直方向粒子先做匀加速直线运动再做匀速直线运动,最后做匀减速直线运动至出电容器,0~T时间内,粒子在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,
y1=12at12=12·U1d·qm·T2=U1qT22dm (2分)
T~2T时间内,粒子在竖直方向做匀速直线运动,
y2=2y1=U1qT2dm (2分)
2T~3T时间内,粒子在竖直方向上做末速度为零的匀减速直线运动,y3=y1=U1qT22dm (2分)
则y=y1+y2+y3=2qU1mdT2 (2分)