内容正文:
必修第三册综合卷
(时间:60分钟 分值:100分)
一、选择题(本题共18小题,每小题3分,共54分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.在国际单位制中电磁场理论相关物理量单位符号写法不正确的是( )
A.电荷量的单位符号是“A” B.磁感应强度的单位符号是“T”
C.电场强度的单位符号是“N/C” D.磁通量的单位符号是“Wb”
【答案】A
【解析】电荷量的单位符号是“C”,选项A错误;磁感应强度的单位符号是“T”,选项B正确; 电场强度的单位符号是“N/C”,选项C正确;磁通量的单位符号是“Wb”,选项D正确。此题选择错误的选项,故选A。
2.[2023·浙江丽水·学考模拟]第一个发现“电流磁效应”的科学家是( )
A.法拉第 B.奥斯特 C.南仁东 D.特斯拉
【答案】B
【解析】第一个发现电流磁效应的科学家是奥斯特。故选B。
3.[2023·浙江绍兴·阶段练习]在气候干燥的秋冬季节,当手指靠近金属门把手时,有时突然有一种被电击的感觉,这是静电现象。这是因为摩擦使身体带电,当手指靠近门把手时,产生放电现象。放电前,若手指带负电,有关金属门把手的两端被感应带电的情况,下列图中标注正确的是( )
A B C D
【答案】D
【解析】放电前,若手指带负电,根据电荷间的相互作用规律可知门把手靠近手指一端带正电,远离手指一端带负电。故选D。
4.如图所示的电解池,通电1 s,其间共有0.5 C的正离子和0.3 C的负离子通过截面xy,则这个电路中的电流是( )
A.0.8 A B.0.2 A C.0.5 A D.0.6 A
【答案】A
【解析】由题可知时间为t=1 s,电解液中通过截面xy的电荷量为q=0.5 C+0.3 C=0.8 C,则这个电路中的电流大小是I== A=0.8 A。故选A。
5.将长1 cm的直导线垂直磁场方向放入匀强磁场中,导线中的电流大小为2 A时,测得它所受的安培力大小为0.01 N,则该磁场的磁感应强度大小为( )
A.0.1 T B.0.5 T C.1.0 T D.2.0 T
【答案】B
【解析】根据B=,代入数据可得B=0.5 T。故选B。
6.[2023·浙江杭州·阶段练习]下列选项描述的是电场线与等势面之间的关系,实线表示电场线,虚线表示等势面,其中正确的是( )
A B C D
【答案】C
【解析】等势面和电场线处处垂直,A、B、D选项中两者均不垂直,而C选项中等势面和电场线处处垂直。故选C。
7.[2023·浙江温州·阶段练习]电磁波包含了X射线、红外线、紫外线、无线电波等,按频率由低到高的排列顺序是( )
A.无线电波、红外线、紫外线、X射线
B.红外线、无线电波、X射线、紫外线
C.X射线、红外线、紫外线、无线电波
D.紫外线、无线电波、X射线、红外线
【答案】A
【解析】电磁波按波长从长到短为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线,波长越长频率越小,所以按频率从低到高排列是无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。故选A。
8.[2023·浙江金华·学考模拟]比值定义法,就是用两个基本的物理量的“比值”来定义一个新的物理量的方法,下列表达式不属于用比值定义法定义的是( )
A.I= B.E= C.C= D.φ=
【答案】A
【解析】比值定义法的物理量与定义的两个物理量无关,电流强度与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比,所以该式不属于用比值法定义的,故A符合题意;电场强度与F、q无关,由电场本身性质决定,所以该式属于用比值法定义的,故B不符合题意;电容与Q、U无关,由电容器本身决定,所以该式属于用比值法定义,故C不符合题意;电场中某位置的电势由场源和该位置到场源的距离,以及零电势点的选择决定,与试探电荷没有关系,所以该式属于用比值法定义,故D不符合题意。本题选不属于的,故选A。
9.[2023·浙江舟山·学考模拟]如图所示,点电荷+Q固定,点电荷+q沿直线从A运动到B。此过程中,两电荷间的库仑力是( )
A.吸引力,先变小后变大 B.吸引力,先变大后变小
C.排斥力,先变小后变大 D.排斥力,先变大后变小
【答案】D
【解析】因两电荷均带正电,所以一直相互排斥。根据库仑力公式F=k可知,由于r先减小后增大,所以库仑力先变大后变小。故选D。
10.如图所示的电场线,描绘的是两个点电荷形成的电场,则( )
A.两个点电荷都是正电荷
B.两个点电荷都是负电荷
C.左边点电荷为负,右边点电荷为正
D.左边点电荷为正,右边点电荷为负
【答案】C
【解析】根据电场线的分布和方向可知,右边的点电荷为正电荷,左边的点电荷为负电荷。故选C。
11.[2023·浙江温州·阶段练习]下图所示的探究活动中,闭合导线框中能够产生感应电流的是( )
A.甲图中,线框在匀强磁场中垂直于磁场方向水平向右运动
B.乙图中,线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴转动
C.丙图中,线框在纸面内平动靠近磁铁
D.丁图中,线框在纸面内平行于通电导线向上移动
【答案】B
【解析】甲图中,线框在匀强磁场中垂直于磁场方向水平向右运动,闭合导线框中的磁通量没有发生变化,闭合导线框中没有感应电流产生,A错误;乙图中,线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴转动,闭合导线框中的磁通量发生改变,闭合导线框中产生感应电流,B正确;丙图中,线框在纸面内平动靠近磁铁,导线框中没有磁通量,故不产生感应电流,C错误;丁图中,线框在纸面内平行于通电导线向上移动,闭合导线框中的磁通量没有发生变化,闭合导线框中没有感应电流产生,D错误。故选B。
12.图示电路中有a、b、c三根电阻丝,关于三根电阻丝的电阻值,下列说法正确的是( )
A.长度最大的电阻丝b的阻值最大
B.横截面积最大的电阻丝c的阻值最大
C.若三根电阻丝的材料相同,则它们的阻值也相同
D.若三根电阻丝的材料相同,则长度最长、横截面积最小的电阻丝b的阻值最大
【答案】D
【解析】由电阻定律R=ρ可知,在外界环境因素相同的条件下,导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积有关,且电阻与导体长度成正比,与横截面积成反比,即若三根电阻丝的材料相同,则长度最长、横截面积最小的电阻丝b的阻值最大。故选D。
13.[2023·浙江嘉兴·学考模拟]右图所示是某种电容器的参数。下列各种参数规格的电容器在额定电压下使用,储存电荷最多的电容器是( )
A.100 μF 350 V B.100 μF 2.7 V
C.20 μF 450 V D.1000 μF 16 V
【答案】A
【解析】电容器在额定电压下使用,能储存电荷Q=CU,易得选项A中所给参数的电容与额定电压的乘积最大。故选A。
14.用安培定则判断电流周围的磁感线方向,下列各图正确的是( )
A B C D
【答案】A
【解析】用右手握住通电直导线,让大拇指指向电流方向,那么四指的指向(握住)就是磁感线B的环绕方向,故A正确,B错误;用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极,即磁感线的方向,故C、D错误。故选A。
15.[2023·浙江台州·学考模拟]如图所示,在正点电荷形成的电场中,将带正电的试探电荷从A处移到B处,则( )
A.A处电势等于B处电势 B.A处电势小于B处电势
C.静电力对试探电荷做负功 D.静电力对试探电荷做正功
【答案】D
【解析】沿着电场线方向,电势逐渐降低,所以A处电势大于B处电势,故A、B错误;正电荷在电势高的位置电势能较大,所以A处电势能大于B处电势能,带正电的试探电荷从A处移到B处,电势能减小,电场力做正功,故C错误,D正确。故选D。16.如图所示,图线1表示电阻为R1的导体A的伏安特性曲线,图线2表示电阻为R2的导体B的伏安特性曲线,则下列说法正确的是( )
A.R1∶R2=1∶3
B.把A拉长为原来的3倍后其电阻等于B的电阻R2
C.将R1与R2串联后接于电源上,则电压U1>U2
D.将R1与R2并联后接于电源上,则电流I1<I2
【答案】A
【解析】由题图可知,当通过两导体的电流均为1 A时,导体A、导体B两端的电压分别为1 V、3 V,由欧姆定律可得R1∶R2=U1∶U2=1∶3,A正确;把A拉长为原来的3倍,由于A体积不变,因此A的横截面积变为原来的,由电阻定律R=ρ可得,A电阻大小变为原来的9倍,则此时A电阻为B电阻的3倍,B错误;将R1与R2串联后接于电源上,由于串联电路电流处处相等,电压与电阻成正比,则U2=3U1,C错误;将R1与R2并联后接于电源上,由并联电路中电流大小与电阻成反比,由于R1<R2,因此I1>I2,D错误。故选A。
17.[2023·浙江杭州·阶段练习]一带电粒子射入一固定在O点的点电荷的电场中,粒子运动轨迹如图中虚线abc所示。图中实线是同心圆,表示电场的等势面。不计重力,以下说法不正确的是( )
A.粒子一直受到静电排斥力作用
B.粒子在b点的速度一定大于在a点的速度
C.粒子在b点的电势能一定大于在a点的电势能
D.粒子在a点的加速度大小一定小于在b点的加速度大小
【答案】B
【解析】由粒子的运动轨迹可知,此粒子一直受到静电排斥力作用,A正确,不符合题意;从a到b,电场力对粒子做负功,则动能减小,即粒子在b点的速度一定小于在a点的速度,B错误,符合题意;从a到b电场力对粒子做负功,则粒子电势能增加,即粒子在b点的电势能一定大于在a点的电势能,C正确,不符合题意;a点等势面稀疏电场强度小,粒子在a点所受静电力小,可知粒子在a点的加速度大小一定小于在b点的加速度大小,D正确,不符合题意。故选B。
18.[2023·金华·期末统考]右图为空调室内机温度采集电路的简化图,RT为热敏电阻(其阻值随温度的升高而减小),R1、R2为定值电阻。闭合开关S,当采集区温度升高时,电流表和电压表示数I、U的变化情况是( )
A.I变小,U变小 B.I变小,U变大
C.I变大,U变小 D.I变大,U变大
【答案】C
【解析】闭合开关S,当采集区温度升高时,可知热敏电阻阻值减小,电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可知,电路总电流变大,路端电压变小;则电流表示数I变大;定值电阻R1两端电压变大,则定值电阻R2两端电压变小,电压表示数U变小。故选C。
二、非选择题(本题共5小题,共46分)
19.(8分)[2023·浙江绍兴·高二统考期末]在“金属丝电阻率的测量”的实验中,将金属丝绕在陶瓷管上,电阻值约为25 Ω。除了开关、若干导线之外,还提供了以下实验器材:
直流电源:电动势为6 V和12 V,内阻不计
电流表A:量程为0~0.6 A时,内阻约为0.1 Ω;量程为0~3.0 A时,内阻约为0.02 Ω。
电压表V:量程为0~3.0 V时,内阻约为3 kΩ;量程为0~15 V时,内阻约为15 kΩ。
滑动变阻器R:最大阻值为10 Ω。
(1)为精确测量该金属丝的阻值,某同学用所给器材连成如图所示的实验电路。图中的a、b、c三条导线中有一条连接有误,该导线是________(选填“a”“b”或“c”)。
(2)电路连接正确后,在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于滑动变阻器的最________(选填“左端”或“右端”)。
(3)若测得金属丝的长度为L,直径为d,电压表示数为U,电流表示数为I,不考虑电流表和电压表内阻的影响,则金属丝的电阻率ρ=________。
【答案】(1)b (2)左端 (3)
【解析】(1)b导线连接错误,应将其上端接至滑动变阻器的右下接线柱上。
(2)正确连接后,闭合开关前,应该把滑动变阻器的滑片置于滑动变阻器的最左端,从而使闭合开关之后分压部分电路电压从零开始变化。
(3)根据欧姆定律有R=,根据电阻定律有R==,联立解得ρ=。
20.(8分)[2023·浙江舟山·阶段练习]小王同学做测量一节干电池的电动势和内阻的实验。
(1)小王先用多用电表(图甲)粗测这节干电池的电动势,他应该把选择开关旋转到________(选填“直流2.5 V”“Ω×10”或“交流10 V”)挡,测量时多用电表的表盘指针如图乙所示,其读数为________ V。
(2)然后小王又采用图丙所示的电路进行测量。根据实验数据作出UI图像,如图丁所示,根据图像可知该电池电动势的测量值E=________ V,内阻r=________ Ω。(E和r的测量值均保留3位有效数字)
【答案】(1)直流2.5 V 1.46(1.45~1.47)
(2)1.40(1.39~1.41) 1.20(1.10~1.30)
【解析】(1)选择开关旋转到“直流2.5 V”,由题图所示多用电表可知,多用表的分度值为0.05 V,所以多用电表的读数为U=1.46 V。
(2)根据闭合电路欧姆定律可知U=E-Ir,可知图像的纵坐标的截距等于电源电动势,斜率表示电源内阻,即E=1.40 V,r== Ω=1.20 Ω。
21.(8分)[2023·浙江杭州·阶段练习]1907~1913年密立根用在电场和重力场中运动的带电油滴进行实验,发现所有油滴所带的电荷量均是某一最小电荷的整数倍,该最小电荷值就是电子电荷。密立根油滴实验原理如图所示。两块水平放置的金属板分别与电源的正、负极相接,板间电压为U,间距为d,形成竖直向下的匀强电场。用喷雾器从上板中间的小孔喷入大小、质量和电荷量各不相同的油滴。通过显微镜可找到悬浮不动的油滴,已知此悬浮油滴的质量为m,重力加速度为g。
(1)悬浮油滴带________(选填“正”或“负”)电。
(2)增大电场强度,悬浮油滴将向电势________(选填“高”或“低”)的方向运动。
(3)悬浮油滴的电荷量为________(用题中字母表示)。
(4)油滴的电荷量________(选填“一定”或“不一定”)是电子电荷量的整数倍。
【答案】(1)负 (2)高 (3) (4)一定
【解析】(1)所带电荷量为Q的油滴静止不动,则油滴受到向上的静电力,静电力方向与电场强度方向相反,则油滴带负电。
(2)根据平衡条件,有mg=Eq,当增大电场强度,电场力增大,则悬浮油滴将向上运动,即向电势高处运动。
(3)根据平衡条件,有mg=q,故q=。
(4)不同油滴的所带电荷量虽不相同,但都是某个最小电荷量(电子电荷量)的整数倍。
22.(10分)[2023·浙江湖州·联考]在如图所示的电路中,电源的电动势E=10 V、内阻r=1.0 Ω,小型直流电动机M的内阻r0=0.5 Ω,闭合开关S后,电动机正常转动,理想电流表的示数I=1.0 A,求:
(1)电源的发热功率;
(2)电动机的输出功率。
【答案】(1)1 W (2)8.5 W
【解析】(1)电源的发热功率为P内=I2·r,解得P内=1 W;
(2)电动机两端的电压U=E-Ir=9 V,
电动机消耗的电功率P电=UI=9 W,
电动机的热功率P热=I2·r0=0.5 W,
电动机的输出功率P输=P电-P热=8.5 W。
23.(12分)[2023·浙江金华·阶段练习]如图所示,圆弧轨道AB的圆心为O,半径R=2.5 m,圆弧轨道AB在B点与水平地面BE相切,B点在O点的正下方,OA与OB夹角是53°,在B点的右侧有一竖直虚线CD,B点至竖直虚线CD的距离L1=2.5 m,竖直虚线CD的左侧有电场强度大小为E1、水平向左的匀强电场,竖直虚线CD的右侧有电场强度大小为E2、竖直向上的匀强电场。竖直虚线CD的右侧有一竖直墙壁EF,墙壁EF到竖直虚线CD的距离L2=5 m,墙壁EF底端E点与水平地面BE相连接,墙壁EF的高度也为L2=5 m。将一电荷量q=+4×10-2 C、质量m=1 kg的绝缘小球放在A点,恰好能静止。现给小球一个初速度v0,小球沿AB轨道到达竖直虚线CD时速度大小vCD=5 m/s,并刚好从F点飞离墙壁。已知小球可视为质点,圆弧轨道AB和水平地面BE均光滑,重力加速度g取10 m/s2,∠AOB=53°, sin 53°=0.8,cos 53°=0.6。求:
(1)电场强度大小E1;
(2)初速度大小v0;
(3)电场强度大小E2。
【答案】(1)×103 N/C (2)5 m/s
(3)500 N/C
【解析】(1)小球在A点静止时,有qE1=mgtan 53°,
解得E1=×103 N/C;
(2)小球从A点运动到竖直虚线CD的过程中,有
-qE1(Rsin 53°+L1)+mgR(1-cos 53°)=mv-mv0 2,解得v0=5 m/s;
(3)小球从C点到F点做类平抛运动,水平方向有L2=vCDt ,解得t=1 s,竖直方向有L2=ayt2,ay=10 m/s2,解得qE2-mg=may,解得E2=500 N/C。
学科网(北京)股份有限公司
$$