新教材2023年高中物理本册综合学业质量标准检测新人教版必修第三册

本册综合学业质量标准检测

本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，时间90分钟。

第Ⅰ卷(选择题　共40分)

一、选择题(共12小题，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～8小题只有一个选项符合题目要求，每小题3分；第9～12小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)

1．夏季，在雷云形成的过程中，由于摩擦起电一些云层带正电，另一些云层带负电，它们对大地的静电感应使地面产生异种电荷。当云层与云层间或云层与地面间的“电势差”达到几万伏以上时，空气被击穿，暴发电闪雷鸣。假如在户外我们遭遇雷电，下列防雷措施可行的是(　D　)

A．在大树下避雷雨

B．停留在山顶、山脊的凉亭等地方避雷雨

C．在雷雨中快跑

D．在空旷地带，最好关掉手机电源

解析：表面具有突出尖端的导体，在尖端的电荷分布密度很大，使得其周围电场很强，就可能使其周围的空气发生电离而引发尖端放电。因此不要在大树下避雨；别停留在山顶、山脊的凉亭等地方；在雷雨中快跑，身体的跨步越大，电压就越大，雷电也越容易伤人；在空旷地带使用手机通话，手机很有可能成为闪电的放电对象。故选项D正确。

2．(2022·广东省台山市华侨中学高二上学期期中)将一电荷量为＋Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等，a、b为电场中的两点，则(　D　)

A．a点的电场强度比b点的小

B．a点的电势比b点的低

C．检验电荷－q在a点的电势能比在b点的大

D．将检验电荷－q从a点移到b点的过程中，电场力做负功

解析：电场线越密集，表示该处的电场强度越大，故a点的电场强度比b点的大，选项A错误；顺着电场线方向电势逐渐降低，故a点电势比b点的高，选项B错误；检验电荷－q从a点移到b点，电场力做负功，电势能增加，故选项C错误，D正确。

3．(2022·广东惠州一中高二上检测)如图所示，P 为一块半圆形薄电阻合金片，先将它按图甲方式接在电极A、B之间，然后将它再按图乙方式接在电极C、D 之间，设AB、CD之间的电压是相同的，则这两种接法的电阻大小关系为(　B　)

A．R甲＝R乙 B．R甲＝R乙

C．R甲＝2R乙 D．R甲＝4R乙

解析：将四分之一圆形薄合金片看成一个电阻，电阻值设为r，图甲中等效为两个电阻并联，R甲＝，图乙中等效为两个电阻串联，R乙＝2r，所以R甲＝R乙，所以B正确。

4．(2022·全国高二专题练习)在如图所示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻R1和R2以及另外两根导线都是好的。为了查出断导线，某同学想先将多用电表的红表笔连接电源的正极a，再将黑表笔分别连接电阻器R1的b端和R2的c端，并观察多用电表指针的示数。在下列选挡中，符合操作规程的是(　A　)

A．直流10 V挡  B．直流0.5 A挡

C．直流2.5 V挡  D．欧姆挡

解析：直流0.5 A挡接入电路时，如果电路ac两点之间存在断路，则电流表和5 Ω串联接入电路，则此时电路的电流为I＝＝＝1.2 A，电流会烧毁电流表，同理直流2.5 V挡接入电路，如果在ac之间存在断路，则电压表测量电源电压，烧毁电压表，损坏电表，欧姆挡不能接外电源。

5．(2022·湖北阳新县高级中学高二阶段测试)如图所示，完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置，甲的圆心为O1，乙的圆心为O2，在两环圆心的连线上有a、b、c三点，其中aO1＝O1b＝bO2＝O2c，此时a点的磁感应强度大小为B1，b点的磁感应强度大小为B2。当把环形电流乙撤去后，c点的磁感应强度大小为(　A　)

A．B1－ B．B2－

C．B2－B1 D．

解析：甲乙两环在b点产生的磁感应强度大小相等，方向相同，则两环在b点分别产生的磁感应强度大小为，两环在a点产生的磁感应强度大小为B1，甲环在a点产生的磁感应强度大小为，两环在a点产生的磁感应强度方向相同，则乙环在a点产生的磁感应强度大小为B1－，由于乙环在a点产生的磁感应强度与甲环在c点产生的磁感应强度大小相等，则当把环形电流乙撤去后，c点的磁感应强度大小为B1－，故A正确；BCD错误。

6．(2022·安徽太和县第八中学高二开学考试)如图所示的两电路中，电路甲和电路乙分别用开关S1、S2控制，小灯泡L有电流流过就能发光。则下列操作能使L发光的是(　A　)

A．保持S1闭合，闭合S2的瞬间 B．保持S2闭合，断开S1的瞬间

C．保持S2闭合，闭合S1的瞬间 D．保持S1断开，闭合S2的瞬间

解析：保持S1闭合，闭合S2的瞬间，穿过闭合电路甲的磁通量发生变化，从而产生感应电流，则L发光，A正确；保持S2闭合，断开或闭合S1的瞬间，穿过电路甲的磁通量没有发生变化，则电路甲中没有感应电流产生，L不能发光，BC错误；保持S1断开，电路甲没有构成闭合回路，不管S2是否闭合，电路甲中都不可能有感应电流产生，L都不能发光，D错误。

7．(2021·广东揭东二中高三开学考试)如图所示的电容式话筒是一种电容式传感器，其原理是：导电性振动膜片与固定电极构成了一个电容器，当振动膜片在声压的作用下振动时，两个电极之间的电容发生变化，电路中电流随之变化，这样声信号就变成了电信号。则当振动膜片向右振动时(　C　)

A．电容器电容减小

B．电容器带电荷量减小

C．电容器两极板间的电场强度增大

D．电阻R上电流方向自左向右

解析：振动膜片向右振动时电容器两极板间的距离

d变小，由C＝，知电容增大，电容器两极板间电压U不变，由C＝，知电容器带电荷量增大，正在充电，所以R中电流方向自右向左，ABD错误；在U不变的情况下，d减小，由E＝，可知极板间电场强度增大，C正确。

8．(2022·全国高二单元测试)如图所示电路中，已知电源接入电路后能提供大小保持不变的电流，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，滑动变阻器两端电压的变化量为ΔU，定值电阻R1两端电压的变化量为ΔU1，定值电阻R2两端电压的变化量为ΔU2。下列说法正确的是(　C　)

A．ΔU＞0  B．ΔU2＞0

C．ΔU1＞0  D．|ΔU1|＞|ΔU|

解析：当滑动变阻器的滑片P向右移动时，接入电路的电阻减小，则总电阻也减小，而电源的输出电流不变，由欧姆定律可知，并联部分两端的电压减小，所以R2两端的电压减小，即ΔU2＜0，B错误；R2是定值电阻，所以通过R2的电流减小，电源的输出电流不变，则通过R1的电流增大，R1两端的电压增大，即ΔU1＞0；滑动变阻器两端的电压减小，即ΔU＜0，A错误；R1两端的电压增大，滑动变阻器两端的电压减小，R1和滑动变阻器两端的电压之和减小，则R1两端电压的变化量的绝对值小于滑动变阻器两端电压的变化量的绝对值，即|ΔU1|＜|ΔU|，D错误。

9．关于电磁波，下列说法正确的是(　ABC　)

A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关

B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波

C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直

D．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失

解析：电磁波在真空中的传播速度为3×108 m/s，与电磁波的频率无关，故A项正确；周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场又产生周期性变化的电场，它们相互激发向周围传播，就形成了电磁波，故B项正确；电磁波是横波，其电场强度和磁感应强度均与传播方向垂直，故C项正确；波源的电磁振荡停止后，已发出的电磁波不会立即消失，还要继续传播一段时间，故D项错误。

10．如图所示是简化的多用电表的电路。转换开关S与不同接点连接，就组成不同的电表，已知R3＜R4，下面是几位同学对这一问题的议论，正确的是(　AD　)

A．甲同学说：S与1、2连接时，多用电表就成了电流表，且与1连接时量程较大

B．乙同学说：S与3、4连接时，多用电表就成了电流表，且与3连接时量程较大

C．丙同学说：S与3、4连接时，多用电表就成了电压表，且与3连接时量程较大

D．丁同学说：S与5连接时，多用电表就成了欧姆表

解析：S与1连接时，电阻R1起分流作用，S与2连接时，R1＋R2起分流作用，所以S与1、2连接时，多用电表就成了电流表，由于前者分流电阻小，所以与1连接时量程较大；S与3、4连接时，电流表与分压电阻串联，多用电表就成了电压表，由于R3＜R4，所以与3连接时量程较小；S与5连接时，电路中有电源多用电表就成了欧姆表，R6为欧姆挡调零电阻。故甲同学、丁同学的判断是正确的，乙同学和丙同学的判断是错误的。故AD正确，BC错误。

11．(2022·山西洪洞二中高二阶段练习)如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两点电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两点电荷的连线，且a与c关于MN对称，b点位于MN上，d点位于两点电荷的连线上。以下判断正确的是(　BC　)

A．b点电场强度大于d点电场强度

B．b点电场强度小于d点电场强度

C．a、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差

D．试探电荷＋q在a点的电势能小于在c点的电势能

解析：在两等量异种点电荷连线上，中点电场强度最小；在两等量异种点电荷连线的中垂线上，与电荷两点连线的交点处电场强度最大，所以b点电场强度小于d点电场强度。故A错误，B正确；由对称性可知，a、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差。故C正确；因a点的电势高于c点的电势，故试探电荷＋q在a点的电势能大于在c点的电势能。故D错误。

12．(2022·山东潍坊高一期末)如图所示，两根固定绝缘直杆组成“V”字形，两杆夹角为30°，其中OE杆竖直，OF杆光滑。在E点固定一个带电荷量为＋Q的小球a，另一带电荷量也为＋Q的小球b套在OF杆上，小球b沿杆加速下滑到达F点时，速度为3 m/s，越过M点后继续下滑。已知EF垂直于OE，EM垂直于OF，∠OEN＝30°，EF＝m。关于小球b的运动，以下判断正确的是(　BD　)

A．在N点时，速度为3 m/s

B．在N点时，速度为5 m/s

C．从F点运动到N点的过程中，机械能守恒

D．从F点运动到N点的过程中，在M点时电势能最大

解析：由点电荷的电势分布可知，F、N两点电势相等，由F到N电势先升高后降低，M点电势最高，由F至N过程，电场力做功为零，由动能定理：mg·LFN·cos 30°＝mv－mv，LFN＝LEF＝ m，解得：vN＝5 m/s，故A错误，B正确；由F至N过程电场力先做负功，后做正功，在M点电势能最大，机械能不守恒，D正确，C错误。

第Ⅱ卷(非选择题　共60分)

二、填空题(共2小题，共14分。把答案直接填在横线上)

13．(6分)(2022·全国高二课时练习)用伏安法测量一个定值电阻的电阻值，现有的器材规格如下：

A．待测电阻Rx(大约100 Ω)；

B．直流毫安表A1(量程0～10 mA，内阻约100 Ω)；

C．直流毫安表A2(量程0～40 mA，内阻约40 Ω)；

D．直流电压表V1(量程0～6 V，内阻约5 kΩ)；

E．直流电压表V2(量程0～15 V，内阻约15k Ω)；

F．直流电源(输出电压4 V，内阻不计)；

G．滑动变阻器R(阻值范围0～50 Ω，允许最大电流1 A)；

H．开关一个、导线若干。

(1)根据器材的规格和实验要求，为使实验结果更加准确直流毫安表应选__C__，直流电压表应选__D__；

(2)在虚线框内画出实验电路图，要求电压和电流的变化范围尽可能大一些；

(3)用铅笔按电路图将实物图连线。

答案：(2)见解析　(3)见解析

解析：(1)由于直流电源的电动势为4 V，待测电阻Rx阻值约100 Ω，故通过Rx的最大电流约为40 mA，所以直流毫安表应选C，直流电压表若选0～15 V量程，则读数误差较大，故应选D。

(2)由于要求电压和电流的变化范围尽可能大一些，所以滑动变阻器采用分压式接法，由于

＝＝50＞＝＝2.5，待测电阻属于小电阻，故电流表采用外接法，电路图如图所示。

(3)根据电路图，实物图连线如图所示。

14．(8分)在做“用电流表和电压表测电池的电动势E(约3 V)和内电阻r”的实验时，部分器材参数如下：电压表(量程3 V)，电流表(量程0.6 A)，定值电阻R0(阻值为3 Ω)，滑动变阻器R(阻值约30 Ω)。

(1)小红按如图甲所示的电路图连接实物电路，在电路连接正确的情况下，当她闭合开关时发现电压表有示数，电流表没有示数，反复检查后发现电路连接完好，估计是某一元件断路，因此她拿来多用电表检查故障。她的操作如下：

a．断开电源开关S；

b．将多用表选择开关置于×1 Ω挡，调零后，红黑表笔分别接R两端，读数为30 Ω

c．将多用表选择开关置于×100 Ω挡，调零后，将红黑表笔分别接电压表两端，发现指针读数如图乙所示，则所测阻值为__2_200__Ω，然后又将两表笔接电流表两端，发现指针位置与图乙几乎不变。由以上操作可判断发生断路故障的元件是__电流表__(填元件名称)。

(2)她设计的实验电路中定值电阻R0的作用是(说出一条理由即可)__保护电源__。

(3)请根据电路图把实物图丙没完成的连线连接好。

(4)在更换规格相同的元件后，她改变滑动变阻器的阻值，测出了6组对应的数据并在坐标系上描点如图丁所示，请在图丁中继续完成图像；并根据图像可得该电池的电动势E＝__3.00__ V，电池内阻r＝__0.41__Ω(小数点后保留两位数字)。

解析：(1)根据图乙可读出所测阻值为2 200 Ω；将两表笔接电流表两端，发现指针位置几乎不变，说明多用电表仍然测量的是电压表的内阻，也就说明了电流表处发生了断路。

(2)她设计的实验电路中定值电阻R0的作用是：①保护电源，②增大电源等效内阻，使调节时两电表示数变化明显。

(3)实物图连线见图a

(4) 描点连线见图b，根据U－I图像得：当电流I＝0时，U＝3.00 V，所以电池的电动势E＝3.00 V，

通过U－I图像求出该直线的斜率为k＝Ω≈3.41 Ω，也就是r＋R0≈3.57 Ω，

所以电池内阻r＝0.41 Ω。

三、论述、计算题(本题共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)

15．(8分)(2022·山东夏津第一中学高二阶段测试)如图所示，电源电动势E＝12 V，电源内阻r＝0.5 Ω。定值电阻R1＝5.5 Ω，R2＝12.0 Ω。求：

(1)闭合开关S后，求流过电源的电流；

(2)若在ab之间接一个C＝200 μF的电容器，闭合开关S，电路稳定后，求电容器上所带的电荷量。

答案：(1)0.67 A　(2)1.6×10－3 C

解析：(1)闭合开关，根据闭合电路的欧姆定律，流过电源的电流为I＝≈0.67 A。

(2)闭合开关S，电路稳定后电阻R2两端的电压为U2＝IR2＝8 V，

电容器上所带电荷量Q＝CU2＝1.6×10－3 C。

16．(8分)竖直方向上无限大均匀带电平板上有一小孔O，平板右侧过O点且垂直于板的x轴上的电势随距离x的变化如图所示。一个电荷量q＝－1×10－10 C，质量m＝1×10－10 kg的带电粒子从O点以初速度v0＝10 m/s沿x轴正方向运动，忽略粒子重力。

(1)求粒子在x＝0.02 m处所受的电场力；

(2)请通过计算说明粒子能否到达x＝0.08 m处。若能，求出粒子到达该处的速度大小；若不能，求出粒子向右运动最远点的位置坐标。

答案：(1)1×10－7 N　方向水平指向O点

(2)0.05 m

解析：(1)由电势分布图像可知，此电场为匀强电场

场强大小E＝，

E＝103 V/m，

故粒子运动到x＝0.02 m处所受电场力，

F＝qE＝1×10－7 N，

方向水平指向O点。

(2)假设粒子运动距O点的最大距离为x，由动能定理得Eqx＝0－Ek，

解得x＝0.05 m，

故粒子不能到达x＝0.08 m处，

粒子向右运动最远点的位置坐标为x＝0.05 m。

17．(14分)(2022·福建省仙游县枫亭中学高二期末)如图所示，内表面绝缘光滑的圆轨道位于竖直平面内，轨道半径为r，A、B分别为内轨道的最高点和最低点，圆心O固定电荷量为＋Q的点电荷，质量为m、电荷量为－q的小球能在圆轨道内表面做完整的圆周运动，重力加速度为g，静电力常量为k

(1)若小球经过B点的速度为v0，求此时对轨道的压力大小；

(2)求小球经过A点最小速度的大小v。

答案：(1)m＋mg－　(2)

解析：(1)设此时轨道对小球的支持力为N，由向心力公式有N＋－mg＝m，

解得 N＝m＋mg－ ，

由牛顿第三定律可知对轨道的压力大小 N′＝N＝m＋mg－，

(2)小球经过A点的最小速度时，与轨道间的弹力为0，则有＋mg＝m，

解得 v＝。

18．(16分)如图甲所示，某直线加速器由沿轴线分布的两个金属圆管(漂移管A、B)组成，质子从K点沿轴线进入加速器并依次向右穿过金属筒，筒B接地(电势为零)，两筒间电压恒定。不同时刻释放的质子进入金属筒A时速度均为8×105 m/s，进入金属筒B时速度均为1×106 m/s，从B筒右端射出后，

沿两水平金属板M、N间的中心线射入，MN板长L＝10 cm，板间距d＝10 cm，加在MN板上的电压UMN随时间t变化的图像如图乙所示。粒子穿过MN板的极短时间内，电场可视作恒定的。两板右侧放一圆筒，其表面有一层厚度不计的方格坐标纸。筒的左侧边缘与极板右端距离l＝8 cm，圆筒绕其轴线匀速转动，周期T＝2 s，筒的周长s＝20 cm，筒能接收到通过AB板后射出的所有质子。质子的比荷为1×108 C/kg，不计质子重力。

(1)请根据所学知识，解释并说明质子在漂移管内的运动状态；

(2)粒子在AB之间加速时，求A管的电势；

(3)以t0＝0时刻进入MN的质子打到圆筒记录纸上的点为坐标原点，取y轴竖直向上为正，计算质子打到记录纸上沿y轴方向的最大侧移量；

(4)通过计算，在图丙的坐标纸上定量地画出0～2 s内质子打在记录纸上形成的痕迹图线。

答案：(1)见解析　(2)1 800 V　(3)13 cm　(4)见解析

解析：(1)由于漂移管的静电屏蔽作用，其内部场强处处为零，故质子在漂移管内做匀速直线运动。

(2)质子在AB之间加速，假设AB两管之间的电压为U，根据动能定理得：

qU＝mv－mv

代入数据得U＝1 800 V，

由于B管接地，电势为0，则A管电势φA＝1 800 V。

(3)当质子恰好从M板边缘射出时，打到记录纸上位置最高，记纵坐标为y。

在MN板间向上偏转的过程中，质子初速度是1×106 m/s，水平位移是L，竖直位移是，假设此时对应的偏转电压为UNM，偏转时间为t0，根据类平抛运动的规律有

＝at，

a＝，

L＝vBt0，

代入数据解得UNM＝1×104 V。

此质子从MN板间射出时沿y方向的分速度为vy＝t0＝1×106 m/s，

由几何关系得＝，

代入数据解得y＝13 cm

质子在y轴上的最大侧移量为13 cm。

(4)又UNM＝1×104 V＜2×104 V，圆筒转动的一个周期内质子打在圆筒上的最高点不止一个。所对应的时刻分别为0.25 s和1.25 s。

根据题中关于坐标原点与起始记录时刻的规定，第一个最高点的x坐标为2.5 cm，第二个最高点的x坐标为12.5 cm。

综上所述，质子打在记录纸上最高点的坐标为(2.5 cm,13 cm)或(12.5 cm,13 cm)

从题给的UMN随时间t变化的图像可以知道，一个周期内只有0～0.25 s,0.75 s～1 s,1～1.25 s，1.75～2 s这几段时间内才有粒子打到记录纸上。

且当－1×104 V＜UNM＜1×104 V时，打到纸上的位置坐标满足Y＝。