2024-2025年新教材高中物理模块综合测评含解析教科版必修第三册

PAGEPAGE10模块综合测评(时间：90分钟分值：100分)1．(4分)下列关于能量守恒定律的相识不正确的是()A．某种形式的能削减，肯定存在其他形式的能增加B．某个物体的能量削减，必定有其他物体的能量增加C．不须要任何外界的动力而持续对外做功的机械——永动机不行能制成D．石子从空中落下，最终静止在地面上，说明机械能消逝了D[依据能量守恒定律可知，能量既不会凭空产生，也不会凭空消逝。能量只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，AB对，D错；永动机违反了能量守恒定律，故它不行能制造出来，C对。D符合题意。]2．(4分)下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是()A．由E＝eq\f(F,q)知，电场中某点的电场强度与检验电荷所带的电荷量成反比B．由C＝eq\f(Q,U)知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比C．由E＝keq\f(Q,r2)知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量无关D．由UAB＝eq\f(WAB,q)知，带电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差为－1VD[电场强度E与F、q无关，由电场本身确定，A错误；电容C与Q、U无关，由电容器本身确定，B错误；E＝keq\f(Q,r2)是点电荷电场强度的确定式，C错误；由UAB＝eq\f(WAB,q)可知，D正确。]3．(4分)如图，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ。一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则()A．直线a位于某一等势面内，φM＞φQB．直线c位于某一等势面内，φM＞φNC．若电子由M眯运动到Q点，电场力做正功D．若电子由P点运动到Q点，电场力做负功B[依据题述一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，可知N点和P点处于同一等势面上，直线d们玗某一等势面内。依据匀强电场的特性，可知直线c位于某一等势面内。由于电子由M点运动到N点的过程中，电场力做负功，说明电场线方向从M指向N，故M点电势高于N点电势，所以选项B正确，选项A错误；由于M、Q处于同一等势面内，电子由M点运动到Q点的过程中，电场不做功，选项C错误；电子由P点运动到Q点的过程中，电场力做正功，选项D错误。]4．(4分)甲、乙、丙、丁是四个长度、横截面积均相同的金属导体，某同学对它们各进行了一次测量，把每个导体中通过的电流和两端的电压在I­U坐标系中描点，如图所示，四个导体中电阻率最大的是()A．甲B．乙C．丙D．丁A[依据电阻定律R＝ρeq\f(l,S)可知，导体的电阻率ρ＝eq\f(RS,l)。分别把甲、乙、丙、丁所在的位置与坐标原点O连接，I­U图线的斜率表示电阻的倒数，由题图可知甲导体的电阻最大，丁导体的电阻最小。因甲、乙、丙、丁四个导体的长度、横截面积均相同，则甲的电阻率最大，A正确。]5．(4分)有一导线南北方向放置，在其下方放一个小磁针。小磁针稳定后，给导线通上如图所示电流，发觉小磁针的S极垂直纸面对外偏转。关于此现象下列说法正确的是()A．没有通电时，小磁针的S极指向地磁场的南极B．通电后小磁针S极仍指向地磁场的南极C．通电导线在小磁针所在处产生的磁场方向垂直纸面对外D．通电后小磁针S极发生偏转说明通电导线四周存在磁场D[小磁针自由静止时，指向地理北极的一端是小磁针的北极，即N极，地磁场的北极在地理南极旁边，小磁针的S极指向地磁场的北极，故A错误；通电后依据安培定则可知，导线在小磁针处产生的磁场方向垂直纸面对里，所以小磁针N极将偏向纸里，S极将偏向纸外，故B、C错误；通电后小磁针S极发生偏转说明通电导线四周存在磁场，即电流的磁效应，故D正确。]6．(4分)先后在磁场中A、B两点引入长度相等的短直导线，导线与磁场方向垂直。如图所示，图中a、b两图线分别表示在磁场中A、B两点导线所受的力F与通过导线的电流I的关系。下列说法中正确的是()A．A、B两点磁感应强度相等B．A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度C．A点的磁感应强度小于B点的磁感应强度D．无法比较磁感应强度的大小B[导线受到的磁场力F＝BIL，对于题图给出的F­I图线，直线的斜率k＝BL，由题图可知ka＞kb，又因A、B两点导线的长度L相同，故A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度，故B正确。]7．(4分)A、B是某电场中一条电场线上的两点，一正电荷仅在静电力作用下，沿电场线从A点运动到B点，其速度－时间图像如图所示，则()A．EA＞EB B．EA＜EBC．φA＝φB D．φA＞φBA[依据v­t图像可知，此正电荷速度减小且加速度越来越小，说明正电荷逆着电场线运动，由电势低的点移向电势高的点，且静电力越来越小，即电场变弱，故选项A正确，BCD错误。]8．(6分)小明想测额定电压为2.5V的小灯泡在不同电压下的电功率，设计了如图甲所示的电路。甲乙(1)在试验过程中，调整滑动片P，电压表和电流表均有示数但总是调不到零，其缘由是________的导线没有连接好(图中用数字标记的小圆点表示接线点，空格中请填写图中的数字，如“7点至8点”)；(2)正确连好电路，闭合开关，调整滑动片P，当电压表的示数达到额定电压时，电流表的指针如图乙所示，则电流为________A，此时小灯泡的功率为________W；(3)做完试验后，小明发觉在试验报告上漏写了电压为1.00V时通过小灯泡的电流，但在草稿纸上记录了下列数据，你认为最有可能的是________。A．0.08AB．0.12AC．0.20A[解析](1)1点至4点未连接好时，滑动变阻器处于限流式接法，电压和电流不能调整为0。(2)由题图乙可知电流为0.30A；小灯泡功率P＝UI＝0.75W。(3)电压为2.5V时，小灯泡电阻为R＝eq\f(U,I)＝eq\f(2.5,0.30)Ω≈8.3Ω；由于热效应，电压为1.00V时，小灯泡电阻小于8.3Ω，依据欧姆定律I＝eq\f(U,R)，电流大于eq\f(1,8.3)A≈0.12A，即选C。[答案](1)1点至4点(2)0.300.75(3)C9．(8分)如图所示，两平行金属板A、B间有一匀强电场，C、D为电场中的两点，且CD＝4cm，其连线的延长线与金属板A成30°角。已知电子从C点移到D点的过程中电场力做功为－4.8×10－17J，元电荷e＝1.6×10－19C(1)C、D两点间的电势差UCD、匀强电场的场强大小E；(2)若选取A板的电势φA＝0，C点距A板1cm，电子在D点的电势能为多少？[解析](1)电子从C点移到D点UCD＝eq\f(WCD,q)＝－eq\f(4.8×10－17,－1.6×10－19)V＝300VE＝eq\f(UCD,dCDsin30°)＝eq\f(300,4×10－2×0.5)V/m＝1.5×104V/m。(2)d＝dCDsin30°＋1cm＝3cmUAD＝Ed＝1.5×104×3×10－2V＝450V由UAD＝φA－φD和φA＝0得φD＝－450V电子在D点的电势能为Ep＝qφD＝－1.6×10－19×(－450)J＝7.2×10－17J。[答案](1)300V1.5×104V/m(2)7.2×10－17J10．(12分)如图所示，M为一线圈电阻RM＝0.4Ω的电动机，R＝24Ω，电源电动势E＝40V。当开关S断开时，志向电流表的示数I1＝1.6A，当开关S闭合时，志向电流表的示数为I2＝4.0A。求：(1)电源内阻r；(2)开关S闭合时，通过电动机的电流及电动机消耗的总功率。[解析](1)开关S断开时，电源与定值电阻构成串联回路，E＝I1(R＋r)，电源内阻r＝eq\f(E,I1)－R＝1Ω。(2)开关S闭合后，定值电阻与电动机构成并联电路，电流表测干路电流，路端电压U＝E－I2r＝36V通过定值电阻的电流I2′＝eq\f(U,R)＝1.5A通过电动机的电流I2″＝I2－I2′＝2.5A电动机消耗的总功率即电动机的电功率P＝UI2″＝90W。[答案](1)1Ω(2)2.5A90W11．(4分)如图所示的电路中，U＝90V，滑动变阻器R2的最大阻值为200Ω，R1＝100Ω。当滑片P滑至R2的中点时，a、b两端的电压为()A．30VB．45VC．60V D．75VA[P位于中点时R并＝50Ω，干路中电流I＝eq\f(U,\f(R2,2)＋R并)＝eq\f(90,100＋50)A＝0.6A，Uab＝IR并＝0.6×50V＝30V，选项A正确。]12．(4分)在方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面对里。如图所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中()A．b、d两点的磁感应强度大小相等B．a、b两点的磁感应强度大小相等C．c点的磁感应强度的值最大D．a点的磁感应强度的值最小A[用右手螺旋定则推断通电直导线在a、b、c、d四个点上所产生的磁场方向，如图所示：a点有向上的磁场，还有电流产生的向上的磁场，电流产生的磁场和原磁场方向相同，叠加变大。b点有向上的磁场，还有电流产生的水平向左的磁场，磁感应强度叠加变大，方向向左上。c点电流产生的磁感应强度和原磁感应强度方向相反，叠加变小。d点有向上的磁场，还有电流产生的水平向右的磁场，叠加后磁感应强度的方向向右上。d点与b点叠加后的磁场大小相等，但是方向不同。a、b两点的磁感应强度大小不相等；a点的磁感应强度的值最大，c点最小，选项BCD错误，选项A正确。]13．(4分)如图所示为一水平放置的条形磁铁，一闭合线框abcd位于磁铁的左端，线框平面始终与磁铁的上表面垂直，并与磁铁的端面平齐。当线框由图中位置Ⅰ经过中间位置Ⅱ到达位置Ⅲ时，穿过线框的磁通量改变状况为()A．不发生改变 B．先削减后增加C．先增加后削减 D．不能确定B[条形磁铁的磁感线分布如图所示，两端磁感线分布密集，中间磁感线分布稀疏，线框在位置Ⅱ时磁通量最小，故从Ⅰ经Ⅱ到Ⅲ，磁通量先削减后增加，选项B正确。]14．(4分)(多选)如图所示，平行金属板A、B之间有加速电场，C、D之间有偏转电场，M为荧光屏。今有质子、氘核和α粒子均从A板由静止起先经加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场，最终打在荧光屏上。已知质子、氘核和α粒子的质量之比为1∶2∶4，电荷量之比为1∶1∶2，则下列推断正确的是()A．三种粒子从B板运动到荧光屏经验的时间相同B．三种粒子打到荧光屏上的位置相同C．加速电场的静电力对三种粒子做功之比为1∶2∶4D．偏转电场的静电力对三种粒子做功之比为1∶1∶2BD[设加速电场的电压为U1，偏转电场的电压为U2，偏转极板的长度为L，板间距离为d。在加速电场中，静电力做的功W＝qU1，故加速电场的静电力对三种粒子做功之比等于电荷量之比，即1∶1∶2，故C错误；由qU1＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)可知，粒子经加速电场获得的速度v0＝eq\r(\f(2qU1,m))，三种粒子从B板运动到荧光屏的过程，在水平方向做速度为v0的匀速直线运动，由于三种粒子的比荷不同，则v0不同，所以三种粒子从B板运动到荧光屏经验的时间不同，故A错误；依据y＝eq\f(U2L2,4dU1)可知，y与粒子的种类、质量、电荷量无关，故三种粒子偏转距离相同，打到荧光屏上的位置相同，故B正确；偏转电场中静电力做功为W＝eq\f(qU2y,d)，则W与q成正比，三种粒子的电荷量之比为1∶1∶2，则偏转电场的静电力对三种粒子做功之比为1∶1∶2，故D正确。]15．(4分)(多选)如图所示，电源的电动势E＝2V，内阻r＝2Ω，两个定值电阻均为8Ω，平行板电容器的电容C＝3×10－6FA．开关断开时两极板间的电压为eq\f(4,3)VB．开关断开时电容器所带电荷量为4×10－6C．开关接通时两极板间的电压为eq\f(4,3)VD．开关接通时电容器所带电荷量为4×10－6CD[电容器两极板间的电压等于R2两端的电压，开关S断开时，电路中的总电流为I＝eq\f(E,R2＋r)＝eq\f(2,8＋2)A＝0.2A，电容器的两极板间的电压为U＝IR2＝0.2×8V＝1.6V，此时电容器所带电荷量为Q＝CU＝3×10－6×1.6C＝4.8×10－6C，故选项AB错误；开关接通时两定值电阻并联，电容器两极板间的电压等于路端电压，电路中的总电流I′＝eq\f(E,R外＋r)＝eq\f(2,4＋2)A＝eq\f(1,3)A，电容器的两极板间的电压U′＝I′R外＝eq\f(1,3)×4V＝eq\f(4,3)V，此时电容器所带的电荷量Q′＝CU′＝3×10－6×eq\f(4,3)C＝4×10－6C，故选项CD正确。]16．(4分)(多选)所示，图线a是该电池在某光照耀强度下路端电压U和电流I的关系图(电池电动势不变，内阻不是常量)，图线b是某电阻的U­I图像，倾斜虚线是过a、b交点的切线。在某光照强度下将它们组成闭合回路时，下列相关叙述正确的是()A．此时硅光电池的内阻为12.5ΩB．此时硅光电池的总功率为0.72WC．此时硅光电池的输出效率约为56%D．若把内阻为10Ω的直流电动机接到该电池上，电动机的输出功率为0.4WBC[由图线a知，此硅光电池的电动势E＝3.6V，由图线b知，电阻R＝eq\f(2,0.2)Ω＝10Ω。当电阻接在硅光电池上，在某光照强度下U外＝2V，I＝0.2A，由E＝U外＋Ir得r＝8Ω。电池总功率P＝EI＝3.6×0.2W＝0.72W，电池的输出功率P出＝U外I＝2×0.2W＝0.4W，效率η＝eq\f(P出,P)×100%≈56%，故A错误，B、C正确；把内阻为10Ω的直流电动机接到该电池上，电动机为非纯电阻电路，故电动机的输出功率小于0.4W，D错误。]17．(9分)在“测定电源的电动势和内阻”的试验中：(1)现备有以下器材：A．干电池1节；B．滑动变阻器(0～50Ω)；C．滑动变阻器(0～10kΩ)；D．电压表(0～3V)；E．电压表(0～15V)；F．电流表(0～0.6A)；G．电流表(0～3A)；H．开关、导线若干其中滑动变阻器应选________，电流表应选________，电压表应选________。(2)为了最大限度地减小试验误差，请在虚线框内画出该试验最合理的电路图。(3)某同学记录的试验数据如下表所示，试依据这些数据在图中画出U­I图像，依据图像得到被测电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω。123456I/A0.050.100.200.250.300.40U/V1.451.401.321.271.221.13[解析](1)滑动变阻器应选阻值较小的B；电流表应选量程为0.6A的F；电压表应选3V量程的D。(2)试验最合理的电路图如图所示。(3)依据这些数据在图中画出U­I图像如图所示。依据图像得到被测电池的电动势E＝1.50V；内电阻r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))＝eq\f(1.50－1.00,0.53)Ω≈0.94Ω。[答案](1)BFD(2)见解析图(3)见解析图1.50(1.48～1.52)0.94(0.92～0.96)18．(13分)如图所示，虚线MN左侧有一场强为E1＝E的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为E2＝2E