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1、模块综合测试卷 时间: 90 分钟分值: 100 分 第卷 ( 选择题共 48 分) 一、选择题 ( 本题有 12 小题,每小题4 分,共 48 分其中1 9 题为单选题,1012 题 为多选题 ) 1. 如图所示,将一个带正电的小球Q放在本身不带电的导体AB靠近 A端一侧,由于静电感 应,导体的A、 B两端分别出现负、正感应电荷则以下说法中正确的是( ) AA端接一下地,导体将带正电荷 BA端接一下地,导体将带负电荷 C导体的A端电势低, B端电势高 D导体上的感应电荷在导体内部产生的电场强度为0 【解析】导体 AB处于点电荷 Q激发的电场中,导体AB的电势大于0,不论 A端还是 B端接地导
2、体都带负电荷AB是一个等势体,导体内部的电场强度为0,是感应电荷与场源电 荷共同作用的结果 【答案】B 2如图所示,四边形的通电闭合线框abcd 处在垂直线框平面的匀强磁场中,它受到磁 场力的合力 ( ) A竖直向上 B方向垂直于ad 斜向上 C方向垂直于bc 斜向下 D为零 【解析】导线 abcd 的有效长度L0,故它受到的磁场力的合力为零,即任何闭合通电 线圈在匀强磁场中受到的磁场力的合力一定为零 【答案】D 3在如图所示的电路中,当电键S闭合后,水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴 正好处于静止状态,现将电键S断开,则 ( ) A液滴仍保持静止状态 B液滴做自由落体运动 C电容器上的带
3、电量与R1的大小有关 D电容器上的带电量增大 【解析】当电键S闭合后,电容器两极板上的电压是R2两端的电压,将电键S断开, 电容器两极板上的电压等于电源的电动势,即电容器两极板间的电压增加,液滴受到的电场 力增大, 液滴将向上做匀加速运动,故选项A、B都是错误的 由 QCU知,此时 R1上无电流, UE,与 R1的大小无关电容器上的带电量增大,故选项D正确,C错误 【答案】D 4如图所示,粗细均匀的金属环上a、b、 c、d 四点把它分为四等份当a、b 两点接入 电路时,圆环消耗的电功率为P;当把 a、d 两点接入同一电路中时( 即保持电压不变) ,圆环 消耗的电功率为( ) A. P 4 BP
4、 C. 4P 3 D3P 【解析】设金属环的电阻为4R,则当 a、b 接入电路时,相当于两个半圆环并联,R1 R,消耗的功率PU 2/R;当 a、 d 接入电路时,相当于一个 1/4 圆环和一个3/4 圆环并联, R2 3R/4,消耗的功率P 4U 2/3R,所以 P 4P/3. 【答案】C 5如图所示,一个电子以100 eV的初动能从A 点垂直电场线方向飞入匀强电场,在B 点离开电场时,其运动方向与电场线成150角,则A与 B两点间的电势差为( ) A300 VB 300 V C 100 VD 100 V/3 【解析】电子做类平抛运动,在B 点,由速度分解可知vB vA cos60 2vA,
5、所以EkB 4EkA 400 eV,由动能定理得UAB(e) EkBEkA,所以 UAB 300 V,B对 【答案】B 6图中边长为a 的正三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷q、 q、 q,则该 三角形中心O点处的场强为 ( ) A. 6kq a 2,方向由C指向 O B. 6kq a 2,方向由O指向 C C. 3kq a 2,方向由C指向 O D. 3kq a 2,方向由O指向 C 【解析】 每个点电荷在O点处的场强大小都是E kq 3a 2 3 3kq a 2,画出矢量叠加的示意图,如图所示, 由图可得O点处的合场强为E02E 6kq a 2,方向由O指向 C,B项正确 【答案】B
6、 7 夜间, 居民楼的楼道里只是偶尔有人经过,“长明灯”会造成浪费科研人员利用“光 敏”材料制成“光控开关”天黑时自动闭合,天亮时自动断开;利用“声敏”材料制成 “声控开关”当有人走动发出声音时自动闭合,无人走动时自动断开若将这两种开关 配合使用,就可以使楼道里的灯变的“聪明”这种“聪明”的电路是图中的( ) 【解析】在白天时,一般不需要灯照明的;天黑以后,特别是夜深人静时,一般也不 需要灯照明的,也就是说天黑且人在楼道里走动时需要对于选项A,“声控开关”闭合时, 发生短路;对于选项B,不管是“光控开关”,还是“声控开关”各自都能让灯发光,节能目 的达不到;对于选项C,“光控开关”闭合时,发生
7、短路;对于选项D,“光控开关”与“声 控开关”同时闭合时,灯才亮,所以达到节能的目的 【答案】D 8如图所示,一个带负电的油滴以水平向右的速度v 进入一个方向垂直纸面向外的匀强 磁场B 后,保持原速度做匀速直线运动,如果使匀强磁场发生变化,则下列判断中错误的是 ( ) A磁场 B减小,油滴动能增加 B磁场 B增大,油滴机械能不变 C使磁场方向反向,油滴动能减小 D使磁场方向反向后再减小,油滴重力势能减小 【解析】开始时油滴所受洛伦兹力跟重力平衡,即qvBmg.B 减小及反向时,油滴将 向下偏转,重力做正功,洛伦兹力不做功,故动能增加,重力势能减小,A、D正确,C错误; 当 B增加时,油滴将向上
8、偏转,但只有重力做功,故B正确 【答案】C 9如图所示,一圆形区域内存在匀强磁场,AC为直径, O为圆心,一带电粒子从A沿 AO 方向垂直射入磁场,初速度为v1,从 D点射出磁场时的速率为v2,则下列说法中正确的是( 粒 子重力不计 )( ) Av2v1,v2的方向必过圆心 Bv2v1,v2的方向必过圆心 Cv2v1,v2的方向可能不过圆心 Dv2v1,v2的方向可能不过圆心 【答案】B 10某同学在研究三种导电元件的伏安特性时,他根据实验所测得的数据,分别绘制了I U图线,如图甲、乙、丙所示,下列说法正确的是( ) A图甲的元件可以作为标准电阻使用 B图乙的电阻随电压升高而增大 C图丙的电阻
9、随电压升高而增大 D只有图乙才是可能的 【解析】由图象可知甲元件的电阻不变,乙元件的电阻随电压U 的增大而增大,丙元 件的电阻随电压U的增大而减小,故A、B正确 【答案】AB 11如图所示,一个半径为R 的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交,环上各 点的磁感应强度B大小相等,方向均与环面轴线方向成 角( 环面轴线为竖直方向) 若导线 环上载有如图所示的恒定电流I ,则下列说法正确的是( ) A导电圆环所受安培力方向竖直向下 B导电圆环所受安培力方向竖直向上 C导电圆环所受安培力的大小为2BIR D导电圆环所受安培力的大小为2BIRsin 【解析】将导线分成小的电流元,任取一小段电流元为对
10、象,把磁场分解成水平方向 和竖直方向的两个分量,则竖直方向的分磁场产生的安培力为零,水平方向的分磁场产生的 安培力为: FBIL2BIRsin,方向为竖直向上,所以B、D正确 【答案】BD 12如图所示,两个横截面分别为圆和正方形,但磁感应强度均相同的匀强磁场,圆的 直径D 等于正方形的边长,两个电子以相同的速度分别飞入两个磁场区域,速度方向均与磁 场方向垂直,进入圆形区域的电子速度方向对准了圆心,进入正方形区域的电子是沿一边的 中心且垂直于边界线进入的,则( ) A两个电子在磁场中运动的半径一定相同 B两电子在磁场中运动的时间有可能相同 C进入正方形区域的电子一定先飞离磁场 D进入圆形区域的
11、电子一定不会飞离磁场 【解析】根据公式Rmv/qB 可知A正确;若两个粒子的轨道半径RD/2,那么两电子 在磁场中运动的时间相同,因此B正确;粒子在磁场中的轨道半径是相同的,由题图可以看 出进入正方形区域的电子不会先飞离磁场,因此C错误;由于离子的圆心一定在入射点的切 线上,所以粒子一定会飞离磁场,因此D错误 【答案】AB 第卷 ( 非选择题共 52 分) 二、实验题 ( 本题有 2 小题,共15 分,请将答案写在题中的横线上) 13(6 分) 某照明电路出现故障,其电路如图1 所示,该电路用标称值12 V的蓄电池为 电源,导线及其接触完好维修人员使用已调好的多用表直流50 V挡检测故障他将黑
12、表笔 接在 c 点,用红表笔分别探测电路的a、b 点 (1) 断开开关, 红表笔接a 点时多用表指示如图2 所示, 读数为 _V,说明 _ 正常 ( 选填:蓄电池、保险丝、开关、小灯) (2) 红表笔接b 点,断开开关时, 表针不偏转, 闭合开关后, 多用表指示仍然和图2 相同, 可判定发生故障的器件是_( 选填:蓄电池、保险丝、开关、小灯) 【解析】(1) 断开开关,电压表直接测量电源两端的电压,有示数且接近电源电动势, 说明电源正常(2) 红表笔接b 点,闭合开关,电压表示数与(1) 中相同,说明电路仍然处于 断路状态,而开关是闭合的,因此可以确定是小灯发生断路故障 【答案】(1)12.0
13、 蓄电池(2) 小灯 14(9 分) 在测量电源的电动势和内阻的实验中,由于所用电压表(视为理想电压表) 的量 程较小,某同学设计了如图所示的实物电路 (1) 实验时, 应先将电阻箱的电阻调到_( 选填“最大值”、“最小值”或“任 意值”) (2) 改变电阻箱的阻值R,分别测出阻值R010 的定值电阻两端的电压U,下列两组R 的取值方案中,比较合理的方案是_( 选填“1”或“2 ”) 方案编号电阻箱的阻值R/ 1 400.0 350.0 300.0 250.0 200.0 2 80.0 70.0 60.0 50.0 40.0 (3) 根据实验数据描点,绘出的 1 U R 图象是一条直线若直线的
14、斜率为k,在 1 U 坐标轴上 的截距为b,则该电源的电动势E_,内阻 r _.( 用 k、b 和 R0表示 ) 【解析】(1) 实验时, 应使电路中的电阻阻值最大,所以应先将电阻箱的电阻调到最大 (2) 方案 1 中 R的阻值与 R0相差较大,则R0两端的电压过小,电压表的示数过小,不能准 确测量R0两端的电压,所以方案1 不合理,方案2 中 R 的阻值与R0相差较小, R0两端的电压 较大,电压表的示数较大,所以方案2 比较合理 (3) 根据闭合电路欧姆定律有 E U R0(R 0Rr) 1 U 1 ER0R R0r ER0 由 k 1 ER0得 E 1 kR0 由 b R0r ER0 得
15、 r b k R0. 【答案】(1) 最大值(2)2 (3) 1 kR0 b k R 0 三、计算题 ( 本题有3 小题,共37 分,解答应写出必要的文字说明方程式和重要的演 算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位) 15(12 分 ) 如图所示,一带电微粒质量为m 、电荷量为q,从静止开始经电压为U1的电场加速后,水 平进入两平行金属板间的偏转电场中,微粒射出电场时的偏转角为. 已知偏转电场中金属板 长为 L,两板间距为d,带电微粒重力忽略不计求: (1) 带电微粒进入偏转电场时的速率v1; (2) 偏转电场中两金属板间的电压U2. 【解析】(1) 由
16、动能定理得qU1 1 2mv 2 1 所以 v1 2qU1 m . (2) 偏转电场的场强:E U2 d 微粒的加速度:a qE m 在电场中运动的时间:t L v1 沿电场方向的分速度:vyat 偏转角 满足:tan vy v1 解得: U2 2U1dtan L 【答案】(1) 2qU1 m (2) 2U1dtan L 16(12 分 ) 如图所示的电路中,电源电动势E10 V,内阻 r 1 ,电容器的电容C 40 F,电 阻 R1R24 ,R35 . 接通电键S,待电路稳定后,求: (1) 理想电压表V的读数; (2) 电容器的带电荷量 【解析】 电路简化如右图所示, (1) 由闭合电路欧
17、姆定律得: I E R1R3r 10 451 A1 A 故 UVI R315 V5 V (2)Q CU1CI R14010 614 C1.6 10 4 C. 【答案】(1)5 V(2)1.6 10 4 C 17(13 分 ) 如图所示,有界匀强磁场的磁感应强度B210 3 T;磁场右边是宽度L0.2 m、场强 E40 V/m、方向向左的匀强电场一带电粒子电荷量q3.2 10 19 C,质量 m 6.4 10 27 kg,以 v410 4 m/s的速度沿OO 垂直射入磁场,在磁场中偏转后射入右侧的电场,最 后从电场右边界射出( 不计重力 ) 求: (1) 大致画出带电粒子的运动轨迹; (2) 带电粒子在磁场中运动的轨道半径; (3) 带电粒子飞出电场时的动能Ek. 【解析】(1) 轨迹如图 (2) 带电粒子在磁场中运动时,由牛顿运动定律,有 qvBm v 2 R Rmv qB 6.4 10 274104 3.2 10 192103m 0.4 m (3)EkEqL1 2mv 2403.2 10190.2 J1 26.4 10 27(4104)2 J7.6810 18 J. 【答案】(1) 轨迹见解析图(2)0.4 m(3)7.68 10 18 J 精品推荐强力推荐值得拥有 精品推荐强力推荐值得拥有
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