新教材2023版高中物理模块综合测试卷新人教版必修第三册

这是一份人教版 (2019)必修 第三册全册综合课时作业，共8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。

1．不带电的导体P置于场强方向向右的电场中，其周围电场线分布如图所示，导体P表面处的电场线与导体表面垂直，a、b为电场中的两点( )
A．a点电场强度小于b点电场强度
B．a点电势低于b点的电势
C．负检验电荷在a点的电势能比在b点的大
D．负检验电荷从a点移到b点的过程中，电场力做负功
2.
如图所示，用绝缘细线把小球A悬于O点，静止时恰好与另一固定于O点正下方的小球B接触．现使两球带同种电荷，细线将偏离竖直方向某一角度θ1，此时细线中的张力大小为T1，库仑斥力为F1；若增加两球的带电量，悬线偏离竖直方向的角度将增大为θ2，此时细线中的张力大小为T2，库仑斥力为F2，则( )
A．T1C．F1>F2 D．F1＝F2
3.
如图所示，菱形ABCD处于一匀强电场中，已知B点的电势为12 V，对角线的交点O的电势为7 V，则D点的电势为( )
A．0 B．2 V
C．5 V D．19 V
4.
如图所示，有三个质量相等分别带正电、负电和不带电的小球，从平行板电场中的P点以相同的水平初速度垂直电场方向进入电场，它们分别落在A、B、C三点，则可判断( )
A．落到A点的小球带负电，落到B点的小球不带电
B．三小球在电场中运动时间相等
C．三小球到达正极板时的动能关系是：EkA＞EkB＞EkC
D．三小球在电场中运动的加速度关系是：aC＞aB＞aA
5．在图中，通电螺线管附近的小磁针指向正确的是( )
6.
如图，a、b和c三个完全相同的矩形绝缘线框与通电直导线在同一平面内，其中a关于导线左右对称，b和c的右侧平齐．通过a、b和c三个线框的磁通量分别为φa、φb和φc，则( )
A．φa＞φb＞φc B．φa＝φb＝φc
C．φa＜φb＝φc D. φa＜φb＜φc
7.
如图所示，条形磁铁放在桌面上，一根通电直导线由S极的上端平移到N极的上端的过程中，导线保持与磁铁垂直，导线的通电方向如图所示，则此过程中磁铁受到的摩擦力(磁铁保持静止)( )
A．为零 B．方向由向左变为向右
C．方向保持不变 D．方向由向右变为向左
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)
8.
在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，平行板电容器C的两金属板水平放置，R1和R2为定值电阻，P为滑动变阻器R的滑动触头，G为灵敏电流表，A为理想电流表．开关S闭合后，C的两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态．则若将P向上移动，过程中下列说法正确的是( )
A．油滴带负电 B．A表的示数变大
C．油滴向上加速运动 D．G中有由a→b的电流
9．关于电场线和磁感线，下列说法正确的是( )
A．在静电场中，电场线不可能相交
B．磁感线是虚拟的，电场线是客观存在的
C．在用磁感线描绘磁场时，磁感线的疏密表示磁感应强度的大小
D．在用电场线描绘电场时，没有电场线的地方电场强度为零
10.
某静电场中的电场线分布如图实线所示，带电粒子在电场中仅受电场力的作用，沿图中虚线由A运动到B.则下列说法正确的是( )
A．该带电粒子一定带正电
B．A点电场强度小于B点电场强度
C．粒子在A点的加速度大于在B点的加速度
D．粒子由A点向B点运动的过程中电势能逐渐减小
三、非选择题(本题共5小题，共54分．按题目要求作答．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)
11.
(6分)如图一量程为100 μA的电流表，内阻为100 Ω，现需________联(填“串”或“并”)一个________ Ω的电阻可将它改装成量程0～1 V电压表，应该把它________联(填“串”或“并”)在电路中测量电压，某次测量表盘指针位置如图所示，该电压的大小是________ V．
12．(8分)一个小灯泡上标有“2 V，1 W”的字样，现在要用伏安法描绘它的I ­ U图线．可选用的器材如下：
A．电压表(量程3 V，内阻约10 kΩ)
B．电压表(量程15 V，内阻约20 kΩ)
C．电流表(量程0.3 A，内阻约1 Ω)
D．电流表(量程0.6 A，内阻约0.4 Ω)
E．滑动变阻器(5 Ω，1 A)
F．滑动变阻器(100 Ω，0.2 A)
G．电源(电动势3 V，内阻1 Ω)
H．开关一个，导线若干
实验要求：误差尽量小，电压表从零开始变化且能多取几组数据，滑动变阻器调节方便．
(1)电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________(填器材序号字母).
(2)实验电路图应选择图甲中的________(选填“a”或“b”)图．
(3)
连接电路时，某同学误将电流表和电压表接成图乙所示的电路，其他部分连接正确且滑动变阻器滑片的初始位置正确．接通电源后，移动滑片的过程中小灯泡的发光情况是________(选填“不亮”或“逐渐变亮”).
(4)通过实验测得该小灯泡的伏安特性曲线如图丙所示，由图线可求得它在正常工作时的电阻为________ Ω.(结果保留两位有效数字)
13．(12分)如图所示，a、b、c是匀强电场中的三点，已知a、b两点相距2 cm，b、c相距6 cm，ab与电场线平行，bc与电场线成60°角．将电荷量为＋2×10－8 C的点电荷从a点移到b点时，电场力做功为2×10－6 J．求：
(1)a、b两点电势差；
(2)匀强电场的场强大小；
(3)将电荷从a点经b点移到c点的过程中，电场力做的功是多少？
14．(14分)如图所示，直流电动机和电炉并联后接在直流电源上，电源的内阻r＝2 Ω，电炉的电阻R1＝18 Ω，电动机线圈的电阻R2＝1 Ω，当开关S断开时，电源内电路消耗的热功率P＝72 W；当S闭合时，干路中的电流I＝15 A．求：
(1)电源的电动势E；
(2)S闭合后电动机的机械功率．
15．(14分)如图，直线MN上方有垂直纸面向里的足够大的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B，一质量为m，电荷量为q(q<0)的带电粒子以速度v从O点射入该磁场区域，进入磁场时速度方向与MN边的夹角θ＝60°，粒子在磁场中运动一段时间后从边界MN上的P点射出，粒子重力不计．求：
(1)带电粒子在磁场中运动的半径；
(2)入射点O与出射点P间的距离L；
(3)粒子在磁场中运动的时间t.
模块综合测试卷
1．解析：由电场线越密的地方，电场强度越大，则知Ea>Eb，A错误；沿着电场线，电势逐渐降低，a点处于电场线的靠前的位置，即a点的电势比P高，P的电势比b高，故a点电势高于b点的电势，B错误；负电荷在电势高处电势能小，在电势低处电势能大，故负检验电荷在a点的电势能比在b点的小，则负检验电荷从a点移到b点的过程中，电势能增大，则电场力做负功，D正确，C错误；故选D.
答案：D
2．解析：小球A受到重力G，悬绳拉力T，库仑斥力F，这三个力的合力为0，因此这三个力构成一个封闭的力矢量三角形，且正好与几何三角形OAB相似，故有： eq \f(G,|OB|)＝ eq \f(T,|OA|)，由于|OA|＝|OB|，所以T＝G，即T与θ无关，故A错误，B正确；若增加两球的带电量，同理有： eq \f(G,|OB|)＝ eq \f(F,|AB|)由于G，|OB|不变，|AB|增大，故F也增大，所以F1答案：B
3．解析：由于BO和OD是匀强电场中两平行等长的线段，故UBO＝UOD，可得φD＝2 V，故ACD错误，B正确．故选B.
答案：B
4．解析：小球在水平方向做匀速直线运动，根据x＝vt，因水平方向的距离大小关系xA＞xB＞xC可知tA＞tB＞tC，而在竖直方向上，三个小球通过的高度相同，根据位移公式h＝ eq \f(1,2)at2和时间关系可知，aA＜aB＜aC，再根据牛顿第二定律可分析出，带正电荷小球受静电力向上，合力为mg－F电，其加速度最小，经过时间最长，故A球带正电，同理可知C球带负电，B球不带电，故AB错误，D正确；在运动过程中，三个小球竖直方向位移相等，带负电荷小球合力做功最大，根据动能定理可知其动能改变量最大，而带正电荷小球动能改变量最小，即EkC＞EkB＞EkA，故C错误．故选D.
答案：D
5．解析：根据右手螺旋定则，图中螺线管的右端为S极，则小磁针的N极应该指向左，选项ACD错误，B正确；故选B.
答案：B
6．解析：根据安培定则，电流左侧磁场垂直纸面向外，电流右侧磁场垂直纸面向里．
a线圈关于直导线左右对称，向里穿过线框的磁通量与向外穿过线框的磁通量恰好抵消，Φa＝0；
由于离导线越远，磁场越弱，Φb<Φc；
所以Φa<Φb<Φc，故D项正确．
答案：D
7．解析：由图可知通电导线所在位置的磁场的方向，根据左手定则可以判定通电导线所受安培力的方向如图所示．
显然安培力有一个水平方向的分量，根据牛顿第三定律可知条形磁铁受到通电导线的安培力也有一个水平方向的分量，而由于条形磁铁保持静止，故条形磁铁所受地面的静摩擦力与安培力在水平方向的分量相互平衡．所以当导线在条形磁铁的左侧上方时条形磁铁所受的静摩擦力方向向左，而当导线运动到条形磁铁的右半部分上方时，条形磁铁所受地面的静摩擦力水平向右．故条形磁铁所受摩擦力的方向由向左变为向右，故B正确，ACD错误．故选B.
答案：B
8．解析：电容器上极板带正电，下级板带负电荷，油滴静止，电场力方向向上，则油滴带负电，A正确；P向上移动，滑动变阻器的阻值变大，则外电路的总电阻增大，根据闭合电路的欧姆定律I＝ eq \f(E,R外＋r)，电流表A的示数变小，B错误；P向上移动，滑动变阻器的阻值变大，则外电路的总电阻增大，则外电压U外增大，根据UR1＝IR1，电阻R1的两端电压变小，根据U外＝UR1＋U并，U并增大，即电容器两端的电压增大，油滴受到的电场力增大，大于重力，油滴向上加速运动，C正确；电容器两端的电压增大，根据Q＝CU，电容器充电，G中有由b→a的电流，D错误．故选AC.
答案：AC
9．解析：在静电场中，电场线不可能相交，选项A正确；磁感线和电场线都是虚拟的，不是客观存在的，选项B错误；在用磁感线描绘磁场时，磁感线的疏密表示磁感应强度的大小，选项C正确；在用电场线描绘电场时，没有电场线的地方仍有可能有电场，电场强度不一定为零，选项D错误．故选AC.
答案：AC
10．解析：物体做曲线运动时，受力方向指向曲线的凹面一侧，所以由曲线轨迹和电场方向可知，该带电粒子一定带正电，故A正确；电场线越密集的地方电场强度越大，因此A点电场强度小于B点电场强度，故B正确；粒子在A点受到的电场力小于在B点受到的电场力，因此粒子在A点的加速度小于在B点的加速度，故C错误；从A到B的过程中，电场力对带电粒子做正功，电势能减小，故D正确．故选ABD.
答案：ABD
11．解析：电流表改装成电压表，需要串联分压电阻；
由U＝Ig(R＋Rg)，
可得R＝ eq \f(U,Ig)－Rg＝9 900 Ω；
电压表测电压时，应与被测元件并联；
由电压表量程可知电压表分度值为U0＝ eq \f(U,10)＝0.1 V.
则电压表读数约为0.84 V.
答案：串 9 900 并 0.83～0.86
12．解析：(1)灯泡额定电压是2 V，电压表应选择A；灯泡额定电流I＝ eq \f(P,U)＝ eq \f(1,2)＝0.5 A，电流表应选择D，为方便实验操作，滑动变阻器应选择E；(2)为了在灯泡上得到从0开始的电压，滑动变阻器要用分压电路，灯泡属于小电阻，则用电流表外接，故电路选b；(3)接成题图乙所示的电路，电压表内阻很大，电路中电流几乎为零，则灯泡不亮；(4)灯泡正常工作时，电压为2 V，由图可知I＝0.5 A，则R＝ eq \f(U,I)＝4.0 Ω
答案：(1)A D E (2)b (3)不亮 (4)4.0
13．解析：(1) a、b两点间的电势差为
Uab＝ eq \f(Wab,q)＝ eq \f(2×10－6,2×10－8) V＝100 V
(2)根据U＝Ed
可得匀强电场的场强大小E＝ eq \f(Uab,dab)＝ eq \f(100,0.02) V/m＝5 000 V/m
(3) a、c两点电势差为
Uac＝E(dab＋dbccs 60°)＝5 000×(0.02＋0.06×0.5) V＝250 V
将电荷从a点经b点移到c点的过程中，电场力做的功
Wac＝qUac＝2×10－8×250 J＝5×10－6 J
答案：(1)100 V (2)5 000 V/m (3)5×10－6 J
14．解析：(1) 当开关S断开时，电源内电路消耗的热功率P＝72 W，由热功率公式可得P＝I2r
解得I＝ eq \r(\f(P,r))＝6 A
由闭合电路欧姆定律可得E＝I(R1＋r)＝120 V
(2)当S闭合时，干路中的电流I＝15 A，由闭合电路欧姆定律可得E＝Ir＋U
解得U＝90 V
此时通过R1的电流为I1＝ eq \f(U,R1)＝5 A
由并联电路电流的规律可得，通过电动机的电流为I2＝I－I1＝10 A
因此电动机的电功率为P电＝UI2＝900 W
电动机的热功率为P热＝I eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) R2＝100 W
电动机的机械功率为P机＝P电－P热＝800 W
答案：(1)120 V (2)800 W
15．解析：(1)粒子带负电，则粒子的运动轨迹如图；由qvB＝m eq \f(v2,R)
解得R＝ eq \f(mv,qB)
(2)入射点O与出射点P间的距离L＝2R sin 60°＝ eq \r(3)R＝ eq \f(\r(3)mv,qB)；
(3)粒子运动的周期T＝ eq \f(2πm,qB)
粒子在磁场中转过的角度为120°，则运动的时间t＝ eq \f(120°,360°)T＝ eq \f(2πm,3qB)
答案：(1) eq \f(mv,qB) (2) eq \f(\r(3)mv,qB) (3) eq \f(2πm,3qB)