2023高中物理综合学业质量标准检测新人教版选修3-1

PAGE本册综合学业质量标准检测本卷分第一卷(选择题)和第二卷(非选择题)两局部。总分值100分，时间90分钟。第一卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每题4分，共40分，在每题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10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．每到夏季，我国各地纷纷进入雨季，雷雨等强对流天气频繁发生。当我们遇到雷雨天气时，一定要注意避防雷电。以下说法错误的选项是eq\x(导学号50232730)(C)A．不宜使用无防雷措施的电器或防雷措施缺乏的电器及水龙头B．不要接触天线、金属门窗、建筑物外墙，远离带电设备C．固定和手提均可正常使用D．在旷野，应远离树木和电线杆解析：外表具有突出尖端的导体，在尖端处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。固定和手提的天线处有尖端，易引发尖端放电造成人体伤害，故不能使用。2．(辽宁沈阳二中2022～2022学年高一下学期期末)如下图，在空间直角坐标系O－xyz中，有一四面体C－AOB，C、A、O、B为四面体的四个顶点，且O(0,0,0)、A(L,0,0)、B(0，L,0)、C(0,0，L)，而D(2L,0,0)是x轴上一点，在坐标原点O处固定着＋Q的点电荷，以下说法正确的选项是eq\x(导学号50232731)(C)A．A、B、C三点的电场强度相同B．电势差UOA＝UADC．将一电子由C点分别移动到A、B两点，电场力做功相同D．电子在A点的电势能大于在D点的电势能解析：根据点电荷电场线的分布情况可知：A、B、C三点的电场强度大小相同，方向不同，而场强是矢量，那么A、B、C三点的电场强度不同，故A错误；根据点电荷的电场强度的特点可知，OA段的电场强度的大小要大于AD段的电场强度，所以O、A和A、D两点间的电势差不相等，故B错误；根据点电荷周围等势面的特点可以知道，A、B、C三点在同一等势面上，故将一电子由C点分别移动到A、B两点，电场力做功都为零，应选项C正确；将电子从A点移到D点，电场力做负功，电势能增加，应选项D错误。3．(江苏南通中学2022～2022学年高二上学期期末)静电计是在验电器的根底上制成的，用其指针张角的大小来定性显示其金属球与外壳之间的电势差大小。如下图，A、B是平行板电容器的两个金属板，G为静电计。开始时开关S闭合，静电计指针张开一定角度，为了使指针张开的角度增大些，以下采取的措施可行的是eq\x(导学号50232732)(B)A．断开开关S后，将A、B两极板分开些B．保持开关S闭合，将A、B两极板分开些C．保持开关S闭合，将A、B两极板靠近些D．保持开关S闭合，将变阻器滑动触头向右移动解析：要使静电计的指针张开角度增大些，必须使静电计金属球和外壳之间的电势差增大，断开开关S后，将A、B两极板分开些，电容器的带电量不变，电容减小，电势差增大，A正确；保持开关S闭合，将A、B两极板分开或靠近些，静电计金属球和外壳之间的电势差不变，B、C错误；保持开关S闭合，将滑动变阻器滑动触头向右或向左移动，静电计金属球和外壳之间的电势差不变，D错误。4．(沈阳东北育才中学2022～2022学年高二上学期检测)如下图，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑动触点P向右端移动时，下面说法中正确的选项是eq\x(导学号50232733)(D)A．电压表V1的读数减小，电流表A1的读数减小B．电压表V1的读数增大，电流表A1的读数增大C．电压表V2的读数减小，电流表A2的读数增大D．电压表V2的读数增大，电流表A2的读数减小解析：当滑动变阻器滑动触点P向右端移动时，变阻器接入电路的电阻减小，由闭合电路欧姆定律得知，干路电流I增大，路端电压U减小，那么电流表A1读数增大；电压表V1读数U1＝E－I(R1＋r)，I增大，其他量不变，那么U1减小；通过电流表A2的电流I2＝eq\f(U1,R3)，U1减小，那么I2减小；通过电阻R2电流I2′＝I－I2，I增大，I2减小，那么I2′增大，那么电压表V2的读数增大，故D正确。5．(青州一中2022～2022学年高二上学期检测)如下图，连接平行金属板P1和P2(板面垂直于纸面)的导线的一局部CD和另一连接电池的回路的一局部GH平行，CD和GH均在纸面内，金属板置于磁场中，磁场方向垂直纸面向里。当一束等离子体射入两金属板之间时，CD段将受到力的作用，那么eq\x(导学号50232734)(D)A．等离子体从右方射入时，P1板电势较高，CD受力方向背离GHB．等离子体从右方射入时，P2板电势较高，CD受力方向指向GHC．等离子体从左方射入时，P2板电势较高，CD受力方向背离GHD．等离子体从左方射入时，P1板电势较高，CD受力方向指向GH解析：电路中的电流的方向为由G到H，当等离子体从右方射入时，由左手定那么可以判断电容器的上极板带负电，下极板带正电，P2板电势较高，电流的方向为由D到C，电流的方向与电路中GH的电流的方向相反，所以CD受到的作用力向左，故AB错误。等离子体从左方射入时，由左手定那么可以判断电容器的上极板带正电，下极板带负电，P1板电势较高，电流的方向为由C到D，电流的方向与电路中GH的电流的方向相同，所以CD受到的作用力向右，故C错误，D正确。6．(吉林长白山一中2022～2022学年高二上学期检测)如下图，在半径为R的圆形区域和边长为2R的正方形区域里均有磁感应强度大小相同的匀强磁场，两个相同的带电粒子以相同的速率分别从M、N两点射入匀强磁场。在M点射入的带电粒子，其速度方向指向圆心；在N点射入的带电粒子，速度方向与边界垂直，且N点为正方形边长的中点，粒子重力不计，那么以下说法不正确的选项是eq\x(导学号50232735)(C)A．带电粒子在磁场中飞行的时间可能相同B．从M点射入的带电粒子可能先飞出磁场C．从N点射入的带电粒子可能先飞出磁场D．从N点射入的带电粒子不可能比M点射入的带电粒子先飞出磁场解析：带电粒子垂直于磁场方向进入匀强磁场，粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB＝meq\f(v2,r)，解得粒子的轨道半径r＝eq\f(mv,qB)，两粒子相同、两粒子的速率相同，那么两粒子的轨道半径r相同，粒子做圆周运动的周期T＝eq\f(2πm,qB)，粒子运动轨迹如下图；由图示可知，当r＝R时，两粒子在磁场中的运动时间相等，都等于eq\f(T,4)，故A正确；由图示可知，当粒子轨道半径r≠R时，粒子在圆形磁场中做圆周运动转过的圆心角都小于在正方形区域中做圆周运动转过的圆心角，那么粒子在圆形磁场中的运动时间小于在正方形磁场中的运动时间，即从M点射入的粒子运动时间小于从N点射入的粒子运动时间，故BD正确，C错误；此题选不正确的，应选C。7．(潍坊一中2022～2022学年高二上学期质检))如下图为静电力演示仪，两金属极板分别固定于绝缘支架上，且正对平行放置。工作时两板分别接高压直流电源的正负极，外表镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在两金属极板中间，那么eq\x(导学号50232736)(AD)A．乒乓球的右侧感应出负电荷B．乒乓球受到扰动后，会被吸在左极板上C．乒乓球共受到电场力、重力和库仑力三个力的作用D．用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触，放开后乒乓球会在两极板间来回碰撞解析：从图中可知金属板右侧连接电源正极，所以电场水平向左，故乒乓球上的电子移动到右侧，即乒乓球的右侧感应出负电荷，A正确；乒乓球右侧带负电，受到的电场力向右，乒乓球左侧带正电，受到的电场力向左，因为左右两侧感应出的电荷量相等，所以受到的电场力相等，乒乓球受到扰动后，最终仍会静止，不会吸附到左极板上，B错误；乒乓球受到重力和电场力作用，库仑力即为电场力，C错误；用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触，乒乓球带正电，在电场力作用下，运动到左极板，与左极板接触，然后乒乓球带负电，又在电场力作用下，运动到右极板，与右极板接触后乒乓球带正电，在电场力作用下，运动到左极板，如此重复，即乒乓球会在两极板间来回碰撞，D正确。8．(浙江宁波镇海中学2022～2022学年高二上学期期中)某同学利用图甲所示装置测定某小电动机的效率，分别用电压传感器和电流传感器测量电动机的输入电压和输入电流。当重物匀速上升时用位移传感器测得重物上升的位移与时间的关系图线如图乙所示，而电压传感器的示数为3.30V，电流传感器的示数为0.14A，重物的质量为0.05kg，取g＝10m/s2，那么在2.40s至2.80s时间内eq\x(导学号50232737)(AD)A．小电动机的输入功率为0.462W B．小电动机输出的机械能是0.185JC．小电动机的线圈电阻是23.6Ω D．小电动机的效率为54%解析：小电动机的输入功率P入＝UI＝3.30×0.14＝0.462W，故A正确；根据乙图可知，重物匀速上升的速度v＝eq\f(Δh,Δx)＝eq\f(0.75－0.50,2.80－2.30)＝0.5m/s，那么小电动机输出的机械能E＝mgvt＝0.05×10×0.5×0.4＝0.1J，故B错误；小电动机的线圈消耗的热量Q＝I2rt＝P入t－E，解得：r＝10.8Ω，故C错误；小电动机的效率为η＝eq\f(P机,P入)×100%＝eq\f(\f(0.1,0.4),0.462)×100%＝54%，故D正确，应选AD。9．一束粒子流由左端平行于极板P1射入质谱仪，沿着直线通过电磁场复合区后，并从狭缝S0进入匀强磁场B2，在磁场B2中分为如下图的三束，那么以下相关说法中正确的选项是eq\x(导学号50232738)(BC)A．速度选择器的P1极板带负电B．粒子1带负电C．能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于E/B1D．粒子2的比荷q/m绝对值最大解析：假设粒子带正电，在平行金属板中受到电场力和洛伦兹力两个力作用而做匀速直线运动，由左手定那么可知，洛伦兹力方向竖直向上，那么电场力方向向下，电场强度方向向下，所以速度选择器的P1极板带正电，故A错误；由图可知，粒子1进入匀强磁场B1时向上偏转，根据左手定那么判断得知该束粒子带负电，故B正确；粒子能通过狭缝，电场力与洛伦兹力平衡，那么有：qvB1＝qE，解得v＝eq\f(E,B1)，故C正确；根据qvB＝meq\f(v2,r)得，r＝eq\f(mv,qB)，知r越大，比荷越小，所以D错误。10．(新余一中2022～2022学年高二上学期检测)如下图，一个带正电荷的物块m，由静止开始从斜面上A点下滑，滑到水平面BC上的D点停下来。物块与斜面及水平面间的动摩擦因数相同，且不计物块经过B处时的机械能损失。先在ABC所在空间加竖直向下的匀强电场，第二次让物块m从A点由静止开始下滑，结果物块在水平面上的D′点停下来。后又撤去电场，在ABC所在空间加水平向里的匀强磁场，再次让物块m从A点由静止开始下滑，结果物块沿斜面滑下并在水平面上的D″点停下来。那么以下说法中正确的选项是eq\x(导学号50232739)(BC)A．D′点一定在D点左侧 B．D′点一定与D点重合C．D″点一定在D点右侧 D．D″点一定与D点重合解析：根据动能定理mgh＝μmgcosα·LAB＋μmgLBD ①当加电场时(mg＋Eq)h＝μ(mg＋Eq)cosα·LAB＋μ(mg＋Eq)LBD′ ②由上两式得LBD＝LBD′，所以B项正确。当加磁场时，由左手定那么知物块在运动过程中对斜面及地面的正压力减小，又洛伦兹力不做功，所以可判断C项正确。第二卷(非选择题共60分)二、填空题(共2小题，每题8分，共16分。把答案直接填在横线上)11．(苏州五中2022～2022学年高二上学期期中)在做“用电流表和电压表测电池的电动势E(约3V)和内电阻r〞的实验时，局部器材参数如下：电压表(量程3V)，电流表(量程0.6A)，定值电阻R0(阻值为3Ω)，滑动变阻器R(阻值约30Ω)。eq\x(导学号50232740)(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×1Ω挡，调零后，红黑表笔分别接R两端，读数为30Ωc．将多用表选择开关置于×100Ω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，那么所测阻值为__2200__Ω，然后又将两表笔接电流表两端，发现指针位置几乎不变。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组对应的数据并在图象上描点如图丁所示，请在图丁中继续完成图象；并根据图象可得该电池的电动势E＝__3.00__V，电池内阻r＝__0.57__Ω(小数点后保存两位数字)。答案：(3)如下图解析：(1)根据图乙可读出所测阻值为2200Ω；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保护电阻，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图象得：当电流I＝0时，U＝3.00V，所以电池的电动势E＝3.00V，通过U－I图象求出该直线的斜率为k＝eq\f(3－1.5,0.42)＝3.57Ω，也就是r＋R0＝3.57Ω，所以电池内阻r＝0.57Ω。12．(广州实验中学2022～2022学年高二上学期期中)使用如图1所示的器材测定小灯泡在不同电压下的电功率，小灯泡标有“2.5V,3W〞的字样，电源电压为6V，电流表有0.6A(内阻约10Ω)、3A(内阻约0.1Ω)两个量程；电压表有3V(内阻6000Ω)、15V(内阻10000Ω)两个量程，滑动变阻器有两个规格，R1标有“5Ω，2A〞，R2标有“100Ω，20mA〞。各电表的量程如图中所示，测量时要求小灯泡两端的电压从零开始，并能测量多组数据。eq\x(导学号50232741)(1)电压表应选用__3V__量程，电流表应选用__3A__量程，滑动变阻器应选用__R1__；(2)将实验电路图画在图2方框中；(3)把图1中实物连成完整的实验电路；(4)开始时，滑动变阻器的滑动触头应该移到最__左__端(左或右)；(5)在图3中作出小灯泡的电功率P与它两端的电压平方(U2)的关系曲线。(在坐标系P－U2中定性作出实验的大致图象)答案：(2)(3)(5)见解析图解析：(1)因灯泡额定电压为2.5V，故电压表应选择3V量程；灯泡中电流为I＝eq\f(P,U)＝eq\f(3,2.5)＝1.2A，故电流表应选择3A量程；因本实验中要求多测几组数据，故应采用滑动变阻器分压接法，故应采用小电阻R1；(2)滑动变阻器采用分压接法，因灯泡电阻较小，故采用电流表外接法；原理图如图乙所示；(3)根据原理图可得出对应的实物连线图，如图甲所示；(4)由图可知，测量电路与滑动变阻器左侧并联，故开始滑动变阻器滑片应滑到左侧；(5)因灯泡电阻随温度的升高而增大，那么由P＝eq\f(U2,R)可知，图象应随电压平方的增大而增大，其图线斜率逐渐减小，见图丙。三、论述·计算题(共4小题，共44分。解容许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)13．(10分)(河南信阳市2022～2022学年高二上学期期中)如下图，在水平方向的匀强电场中，用长为L不可伸长的绝缘细线拴住一质量为m，带电荷量为q的小球1，线的上端固定于O点，假设在B点同一水平线上的左方距离为r处固定另一带电小球2，小球1恰好处于静止状态，当拿走小球2后，小球1由静止开始向上摆动，当细线转过120°角到达A点时的速度恰好为零，此时OA恰好处于水平状态，设整个过程中细线始终处于拉直状态，静电力常量为k，求：eq\x(导学号50232742)(1)BA两点间的电势差U；(2)匀强电场的场强E的大小；(3)小球2的带电量Q。答案：(1)eq\f(\r(3)mgL,2q)(2)eq\f(\r(3)mg,3q)(3)eq\f(2\r(3)mgr2,3kq)解析：(1)小球1从B到A过程，由动能定理得：qU－mgLcos30°＝0－0解得：U＝eq\f(\r(3)mgL,2q)(2)BA间沿电场线的距离为：d＝L＋Lsin30°在匀强电场，有：E＝eq\f(U,d)所以联立以上三式得：E＝eq\f(\r(3)mg,3q)(3)未拿走球2时，小球1恰好处于静止状态，小球1和2间的作用力为：F库＝keq\f(Qq,r2)小球1受力平衡，那么有：Fsin30°＋qE＝keq\f(Qq,r2)Fcos30°＝mg所以解得：Q＝eq\f(2\r(3)mgr2,3kq)14．(10分)(江西吉安一中2022～2022学年高二上学期期中)在如图1所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100Ω，R2阻值未知，R3是一滑动变阻器，当其滑片从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电流的变化图线如图2所示，其中A、B两点是滑片在变阻器的两个不同端点得到的。求：eq\x(导学号50232743)(1)电源的电动势和内阻；(2)定值电阻R2的阻值；(3)滑动变阻器的最大阻值。答案：(1)20V；20Ω(2)5Ω(3)300Ω解析：(1)电源的路端电压随电流的变化图线斜率大小等于电源的内阻，那么有内阻r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|＝eq\f(16－4,0.8－0.2)Ω＝20Ω电源的电动势为E＝U＋Ir，取电压U＝16V，电流I＝0.2A，代入解得，E＝20V。(2)当滑片滑到最右端时，R1被短路，外电路的电阻最小，电流最大，此时电压U＝4V，电流I＝0.8A，那么定值电阻R2＝eq\f(U,I)＝5Ω(3)滑动变阻器阻值最大时，外电阻最大，电流最小，此时电压U＝16V，电流I＝0.2A，外电路总电阻为R＝eq\f(U,I)＝80Ω又R＝R2＋eq\f(R1R3,R1＋R3)，R1＝100Ω，R2＝5Ω代入解得，R3＝300Ω。15．(12分)(江苏扬州市2022～2022学年高二上学期联考)如下图，大量质量为m、电荷量为＋q的粒子，从静止开始经极板A、B间加速后，沿中心线方向陆续进入平行极板C、D间的偏转电场，飞出偏转电场后进入右侧的有界匀强磁场，最后从磁场左边界飞出。A、B间电压为U0；极板C、D长为L，间距为d；磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，磁场的左边界与C、D右端相距L，且与中心线垂直。假设所有粒子都能飞出偏转电场，并进入右侧匀强磁场，不计粒子的重力及相互间的作用，那么：eq\x(导学号50232744)(1)求粒子在偏转电场中运动的时间t；(2)求能使所有粒子均能进入匀强磁场区域的偏转电压的最大值U；(3)接第(2)问，当偏转电压为U/2时，求粒子进出磁场位置之间的距离。答案：(1)Leq\r(\f(m,2qU0))(2)eq\f(2d2,L2)U0(3)eq\f(2\r(2mqU0),qB)解析：(1)粒子在AB间加速，有qU0＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－0又粒子在偏转电场中，水平方向：L＝v0t所以：t＝Leq\r(\f(m,2qU0))(2)当粒子擦着偏转极板边缘飞出时，偏转电压最大即y＝eq\f(d,2)又a＝eq\f(qU,md)且y＝eq\f(1,2)at2代入第(1)问数据得：U＝eq\f(2d2,L2)U。(3)设粒子进入偏转电场时速度为v0，离开偏转电场时速度为v，速度v的偏向角为θ，在磁场中轨道半径为r粒子离开偏转电场时，vcosθ＝v0在匀强磁场中：qvB＝eq\f(mv2,r)粒子进