1、必修三模块检测试题(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(共12小题,每小题4分,共48分.16小题为单项选择题,712小题为多项选择题,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有错误的不得分)1.英国物理学家法拉第提出了“电场”和“磁场”的概念,并引入电场线和磁感线来描述电场和磁场,为经典电磁学理论的建立奠定了基础.下列相关说法正确的是()A.电荷和电荷、通电导体和通电导体之间的相互作用都是通过电场发生的B.磁体和磁体、磁体和通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的C.电场线和电场线不可能相交,磁感线和磁感线可能相交D.通过实验可以发现电场线和磁感线是客观存在的2.1825年,科拉顿做了这样
2、一个实验,如图所示,他将一个条形磁铁插入连有灵敏电流计的螺旋线圈,来观察在线圈中是否有电流产生.实验时,科拉顿为了排除磁铁移动时对灵敏电流计的影响,他通过很长的导线把接在螺旋线圈上的灵敏电流计放到另一间房里,插入磁铁后,跑到另一间房里观察灵敏电流计.科拉顿开始实验,然而无论他跑多快,他看到的灵敏电流计指针都是指在“0”刻度的位置.科拉顿失败的原因是()A.因为导线太长电阻太大B.因为实验中根本没有产生感应电流C.因为只有在磁铁移动时才产生感应电流D.因为产生的感应电流太小观察不到3.如图所示为电视机显像管偏转线圈的示意图,磁环上的偏转线圈通以图示方向的电流时,圆环的圆心O处的磁场方向是()A.
3、向左 B.向上 C.向下 D.向右4.“探究影响平行板电容器电容大小因素”的实验装置如图所示,忽略漏电产生的影响,下列判断正确的是()A.平行板正对面积减小时,静电计指针张角减小B.静电计可以用电压表替代C.静电计所带电荷量与平行板电容器电荷量不相等D.静电计测量的是平行板电容器所带电荷量5.在如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,闭合开关后,滑动变阻器滑片P向左移动.下列结论正确的是()A.电流表读数变小,电压表读数变大B.小灯泡L变亮C.电容器C上电荷量减小D.电源的总功率变大6.如图所示,电源电动势E=30 V,内阻r=1 ,灯泡上标有“6 V 12 W”字样,直流电动机线圈内阻R
4、=2 .若灯泡恰能正常发光,则( )A.通过电动机的电流为0.5 AB.电动机两端电压为20 VC.电动机的输出功率为36 WD.电路在1分钟内产生的热量为60 J7.下列有关静电的说法正确的是()A.复印机是利用静电吸附作用工作的B.为了美观,最好把避雷针顶端设计成球形C.电工穿用铜丝编织的高压作业服是因为该衣服不容易被扯破D.飞机的机轮上装有搭地线或用导电橡胶做轮胎都是为了防止静电危害8.如图所示,(甲)、(乙)两图分别为测灯泡电阻R的电路图,下列说法正确的是()A.图(甲)的接法叫电流表外接法,图(乙)的接法叫电流表内接法B.图(甲)中R测R真,图(乙)中R测R真C.图(甲)误差由电压表
5、分流引起,为了减小误差,应使RRV,故此法测较小的电阻好D.图(乙)中误差由电流表分压引起,为了减小误差,应使RRA,故此法测较大的电阻好9.如图所示,绝缘光滑圆环竖直放置,a,b,c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球,已知小球c位于圆环最高点,a,c连线与竖直方向成60角,b,c连线与竖直方向成30角,三个小球均处于静止状态.下列说法正确的是()A.a,b,c小球带同种电荷B.a,b小球带同种电荷,b,c小球带异种电荷C.a,b小球的电荷量之比为 36D.a,b小球的电荷量之比为 3910.如图所示,K,L,M为静电场中的3个相邻的等差等势面,一带电粒子射入此静电场中后,沿abcde轨
6、迹运动.已知KLM,且粒子在ab段做减速运动.下列判断正确的是()A.粒子带负电B.粒子在a点的加速度大于在c点的加速度C.粒子在a点与e点的速度大小相等D.粒子在a点的电势能小于在d点的电势能11.如图所示,直线A为电源的UI图线,曲线B为灯泡的UI图线,用该电源和灯泡组成闭合电路时()A.电源的输出功率为4 W,电路的总功率为6 WB.电源的输出功率为4 W,电源内阻为1 C.电源的输出功率为4 W,电源的效率约为33%D.电源的输出功率为4 W,电源的效率约为67%12.如图所示,一质量为m、电荷量为+q的小球在电场强度为E、区域足够大的匀强电场中,以初速度v0沿ON在竖直面内做匀变速直
7、线运动.ON与水平面的夹角为30,重力加速度为g,且mg=Eq,则()A.电场方向垂直于ON向上B.小球运动的加速度大小为gC.小球上升的最大高度为 v024gD.小球运动到最高点所需时间为 v02g二、非选择题(共6小题,共52分.要求写出必要的文字说明和重要的演算步骤,只有结果不得分)13.(8分)在高速铁路电力机车上,为了保证长距离稳定供电,常用一种配件受电弓碳滑板.某同学想利用如图(甲)所示的电路测量一段碳滑板上碳材料的电阻率,他在工程师的指导下将这种碳材料均匀涂抹在一根外径为 d=8.5 mm的细长陶瓷管表面,形成一层导电膜.(1)该同学利用螺旋测微器测量涂完碳材料的陶瓷管的外径D,
8、示数如图(乙)所示,则外径D=mm.(2)由图(甲)可知该电路中滑动变阻器采用的是接法,电流表采用的是接法.若已知该导电膜的长度为L,某次测量时电压表的读数为U,电流表的读数为I,则该碳材料的电阻率的表达式为=(用已知量的符号表示).(3)请你在图(丙)虚线框中将图(甲)所示的实物电路转化成电路原理图(用给出的符号连接).14.(8分)利用下列器材测量由两节干电池(内阻约为1.2 )组成的电源的电动势和内阻.A.电流表:量程00.6 A,内阻约1 B.电流表:量程03 A,内阻约0.2 C.电压表:量程03 V,内阻约30 kD.电压表:量程015 V,内阻约60 kE.滑动变阻器:01 00
9、0 ,额定电流0.5 AF.滑动变阻器:020 ,额定电流2 AG.开关、导线若干(1)为了使测量结果尽量准确,电流表应选用,电压表应选用,滑动变阻器应选用.(均填仪器的字母代号)(2)请在图(甲)中用笔画线代替导线完成电路连接.(3)在实验操作正确的情况下将测得数据记录在下表中,请在图(乙)中作出UI图像.U/ V2.942.862.812.762.712.62I/ A0.060.120.180.240.300.38(4)实验中测得该电源的电动势E=V,内阻r=.15.(8分)如图所示,电源的电动势E=1.5 V,内阻r=0.5 ,电阻R1=R2,当开关S1闭合、S2断开时,通过电源的电流为
10、1 A.当开关S1,S2都闭合时,求通过电源的电流和路端电压.16.(8分)如图所示,在水平方向的匀强电场中,用长为L的绝缘细线拴住一质量为m、电荷量为q的小球,细线的上端固定.开始时将细线和小球拉至水平位置,突然松开后,小球由静止开始向下摆动,当细线转过60角时的速度恰好为零.求:(1)A,B两点的电势差UAB;(2)电场强度的大小.17.(10分)在如图所示的电路中,R1=2 ,R2=R3=4 ,当开关K接a时,R2上消耗的电功率为4 W,当开关K接b时,电压表示数为4.5 V.求:(1)当开关K接a时,通过电源的电流和电源两端的电压;(2)电源的电动势和内阻;(3)当开关K接c时,电源的
11、输出功率.18.(10分)在如图所示的电路中,电源的电动势E=36 V,内阻r=6 ,电阻R1=R3=4 ,R2=R4=8 ,C为平行板电容器,其电容C=2.0 pF,虚线到两极板的距离相等,极板长l=0.20 m,两极板的间距d=0.24 m,极板右边缘到荧光屏的距离 b=0.2 m.(1)若开关S处于断开状态,则将其闭合后,流过R4的电荷量为多少?(2)若开关S断开时,有一个带电微粒沿虚线方向以v0=2.0 m/s的初速度射入平行板电容器的两极板间,刚好沿虚线匀速运动,则当开关S闭合稳定后,t=0时,该带电微粒以相同的初速度沿虚线方向射入两极板间,试证明粒子能否从极板间射出.(g取10 m
12、/s2,要求写出计算和分析过程)参考答案1.B 2.C 3.B 解析:通电的两个线圈可视为通电螺线管,两通电螺线管又可近似看成两个条形磁铁,其等效图如图所示.两个条形磁铁的下端均为N极,因此,O点的磁场方向向上,故B正确.4.C解析:电容器带电荷量一定,平行板正对面积减小时,电容器的电容减小,根据Q=CU可知,两板间电势差变大,则静电计指针张角变大,选项A错误;静电计与电压表的原理不同,不能替代,电压表线圈中必须有电流通过时,指针才偏转,故不能用电压表代替静电计,选项B错误;静电计所带电荷量只是很小的一部分,即小于平行板电容器的电荷量,选项C正确;静电计是定性反映电压高低的仪器,不能反映平行板
13、电容器的电荷量的多少,选项D错误.5.A 6.C 7.AD 8.ACD 9.BD 解析:对c小球受力分析可得,a,b小球必须带同种电荷,c小球才能平衡,对b小球受力分析可得,b,c小球必须带异种电荷,b小球才能平衡,故A项错误,B项正确;对c小球受力分析,将a,c小球之间的库仑力与b,c小球之间的库仑力正交分解,在水平方向有kqaqcrac2sin 60=kqbqcrbc2sin 30,又racrbc=13,解得qaqb=39,故C项错误,D项正确.10.CD 解析:因为KL,且带电粒子在ab段做减速运动,因此粒子带正电,A错误;由等势面分布情况可知,该电场与等量异种点电荷形成的电场类似,可知
14、a点电场强度小于c点电场强度,因此粒子在a点的加速度小于在c点的加速度,B错误;a点和e点处在同一等势面上,因此粒子在a,e两点的动能、电势能都相等,即速度大小相等,C正确;b点和d点处在同一等势面上,粒子在b,d两点的电势能相等,由于带电粒子在ab段做减速运动,静电力做负功,电势能增加,则粒子在a点的电势能小于在b点和d点的电势能,D正确.11.AD 解析:由图可知,电源电动势E=3 V,图线A的斜率的绝对值为内阻,因此电源内阻r=0.5 ;电源的UI图线与灯泡的UI图线的交点表示灯泡在此电路中的实际工作状态,因此可知灯泡此时的电压U=2 V,电流I=2 A,灯泡的电阻为R=UI=1 ,因此
15、电源的输出功率为4 W,电源的总功率为P=EI=32 W=6 W,电源的效率为=UE100%=2V3V100%=67%.故A,D正确,B,C错误.12.BC 解析:由于带电小球在竖直面内做匀变速直线运动,其合力沿ON方向,而mg=qE,由三角形定则可知,电场方向与ON方向成120角,选项A错误;由图中几何关系可知,其合力为mg,由牛顿第二定律可知a=g,方向与初速度方向相反,选项B正确;设带电小球上升的最大高度为h,由动能定理可得-mg2h=0-12mv02,解得h=v024g,选项C正确;小球运动到最高点所需时间为t=v0a=v0g,选项D错误.13. 解析:(1)由图(乙)可知,螺旋测微器
16、的固定刻度为8.5 mm,可动刻度为6.00.01 mm=0.060 mm,所以最终读数为8.5 mm+0.060 mm=8.560 mm.(2)由图(甲)知,滑动变阻器采用的是分压式接法,电流表采用的是内接法.导电膜的电阻R=UI,横截面积为S=(D2)2-(d2)2,又R=LS,联立解得=U(D2-d2)4LI.(3)由图(甲)中所示的实物电路画出电路原理图,如图所示.答案:(1)8.560(8.5598.561均正确)(2分)(2)分压式(1分)内(1分)U(D2-d2)4LI(2分)(3)图见解析(2分)14. 解析:(1)待测电源为两节干电池,则电压表应选03 V的量程;根据题中给定
17、的数据可知,电流在00.6 A之内,故电流表选择00.6 A的量程;为了方便调节,滑动变阻器选择020 为宜.故电流表选用A,电压表选用C,滑动变阻器选用F.(2)实物电路图连接如图所示.(3)UI图像绘制如图所示.(4)由U=E-Ir=-rI+E可知,该图像与纵轴的截距代表电动势E的大小,图像的斜率的绝对值表示电源内阻r的大小,故电动势E=3.0 V,内阻r=3.0-2.60.4 =1.0 .答案:(1)A(1分)C(1分)F(1分)(2)图见解析(2分)(3)图见解析(1分)(4)3.0(1分)1.0(0.901.1均正确)(1分)15. 解析:当S1闭合,S2断开时,根据闭合电路的欧姆定
18、律有I1=ER1+r得R1=EI1-r=1 ,(3分)当S1,S2都闭合时,根据闭合电路的欧姆定律有I=ER并+r=ER1R2R1+R2+r=1.5 A,(3分)路端电压U=E-Ir=0.75 V.(2分)答案:1.5 A0.75 V16.解析:(1)小球由静止释放,若没有电场,由小球运动到最低点后再摆动到左边与释放点等高的地方,而有电场时,细线转过60角时小球速度恰好为零,由此可知,静电力一定做负功,根据动能定理得mgLsin 60+qUAB=0, (2分)解得UAB=-3mgL2q. (2分)(2)A,B两点沿电场方向的距离为L(1-cos 60), (1分)则电场强度E=UBAL(1-c
19、os60), (2分)由此可得E=3mgq. (1分)答案:(1)-3mgL2q(2)3mgq17. 解析:(1)开关K接a时,R1被短路,外电阻为R2,根据电功率公式可得通过电源的电流为I1=PR2=1 A, (1分)电源两端电压U1=PR2=4 V. (1分)(2)开关K接a时,有E=U1+I1r, (1分)开关K接b时,R1和R2串联,R外=R1+R2=6 , (1分)通过电源的电流为I2=U2R1+R2=0.75 A, (1分)这时有E=U2+I2r, (1分)联立代入数据解得E=6 V,r=2 . (1分)(3)当开关K接c时,R总=R1+r+R2R3R2+R3=6 , (1分)总电
20、流I=ER总=1 A, (1分)电源的输出功率P出=I2(R1+R2R3R2+R3)=4 W.(1分)答案:(1)1 A4 V(2)6 V2 (3)4 W18. 解析:(1)S断开时,电阻R3两端电压U3=ER3R2+R3+r=8 V, (1分)S闭合后,外电路的总电阻R=R1(R2+R3)R2+R3+R1=3 ,路端电压U=RER+r=12 V, (1分)电阻R3两端的电压U3=R3R2+R3U=4 V, (1分)流过R4的电荷量Q=C(U3-U3)=8.010-12 C. (2分)(2)设带电微粒的质量为m,电荷量为q,当开关S断开时有qU3d=mg, (1分)当开关S闭合后,设带电微粒的加速度为a,则mg-qU3d=ma,(2分)假设带电微粒能从极板间射出,则水平方向t=lv0,竖直方向y=12at2,联立解得y=0.025 md2,故带电微粒能从极板间射出. (2分)答案:(1)8.010-12 C(2)见解析
