【课堂新坐标，同步备课参考】2013-2014学年高中物理（鲁科版，选修3-1）模块综合检测

模块综合检测
(满分：100分　时间：90分钟)
一、选择题(本大题共8小题，每小题5分，共40分．有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
1．下列说法中正确的是(　　)
A．通过导体的电流越大，则导体的电阻越小
B．把一导体拉长后，其电阻率增大，电阻值增大
C．磁感线都是从磁体的N极出发，到磁体的S极终止
D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向一定与磁场方向垂直
【解析】　　导体的电阻是由导体本身因素决定的，A错误；导体拉长过程，电阻率不变，B错误；磁感线都是闭合线，无起点，C错误；由左手定则可知D选项正确．
【答案】　　D
2．(2012·南京高二检测)如图1所示，两个等量异种电荷在真空中相隔一定距离，OO′代表两点电荷连线的中垂面，在两点电荷所在的某一平面上取图示1、2、3三点，则这三点的电势大小关系是(　　)
图1
A．φ1＞φ2＞φ3　　　　　　 B．φ2＞φ1＞φ3
C．φ2＞φ3＞φ1 D．φ3＞φ2＞φ1
【解析】　　本题所涉及的是带等量异种电荷周围的电场线和等势面，先画出带等量异种电荷周围的电场线和等势面如下图所示，根据沿着电场线方向电势越来越低，知φ1＞φ2＞φ3.
【答案】　　A
3.
图2
(2012·海口一中高二检测)如图2所示，a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个梯形的四个顶点．电场线与梯形所在的平面平行．ab平行cd，且ab边长为cd边长的一半，已知a点的电势是3 V，b点的电势是5 V，c点的电势是7 V．由此可知，d点的电势为(　　)
A．1 V　　　 B．2 V
C．3 V　　　 D．4 V
【解析】　　根据匀强电场的特点可知，Ucd＝2Uba即φc－φd＝2(φb－φa)，φa＝3 V.
【答案】　　C
4．(2012·广东高考)
图3
图3是某种静电矿料分选器的原理示意图，带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分落在收集板中央的两侧．对矿粉分离的过程，下列表述正确的有
(　　)
A．带正电的矿粉落在右侧
B．电场力对矿粉做正功
C．带负电的矿粉电势能变大
D．带正电的矿粉电势能变小
【解析】　　由题图可知，电场方向水平向左，带正电的矿粉所受电场力方向与电场方向相同，所以落在左侧；带负电的矿粉所受电场力方向与电场方向相反，所以落在右侧．选项A错误．无论矿粉所带电性如何，矿粉均向所受电场力方向偏转，电场力均做正功，选项B正确；电势能均变小，选项C错误，选项D正确．
【答案】　　BD
5.
图4
如图4所示，在竖直放置的半径为R的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷，将质量为m，带电量为＋q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　)
A．小球在B时的速率为
B．小球在B时的速率小于
C．固定于圆心处的点电荷在AB弧中点处的电场强度大小为3mg/q
D．小球不能到达C点(C点和A在一条水平线上)
【解析】　　因只有重力对小球做功，小球机械能守恒，由mgR＝mv得vB＝，A正确，B错误，由EBq－mg＝m得：EB＝3mg/q，C正确；由机械能守恒可知，小球一定能到达C点，D错误．
【答案】　　AC
6.
图5
(2012·厦门一中高二检测)如图5所示是火灾报警装置，其电路R1、R3为定值电阻，热敏电阻R2的阻值随温度t变化的关系是R＝100＋4.0t(Ω)，通过电压表示数和灯泡亮度变化可监控R2所在处的火情．若R2所在处出现火情，则(　　)
A．电压表示数变大
B．电压表示数变小
C．灯泡变亮
D．灯泡变暗
【解析】　　若R2处出现火情，R2阻值增大，通过电源的总电流I变小，灯泡变暗，C错误，D正确；由U＝E－I(r＋R1)可知，I变小，U变大，A正确，B错误．
【答案】　　AD
7.
图6
如图6所示，在正方形空腔内有匀强磁场，电子以不同的速率从a孔垂直磁场方向平行于ab边射入磁场，将从c孔射出的电子与从d孔射出的电子相比较
(　　)
A．速率之比vc∶vd＝2∶1
B．速率之比vc∶vd＝1∶1
C．周期之比Tc∶Td＝1∶1
D．在磁场中运动的时间之比tc∶td＝1∶2
【解析】　　由r＝，rc＝2rd可知，vc∶vd＝2∶1，A正确，B错误；由T＝可知，Tc＝Td，C正确；由tc＝，td＝可知，tc∶td＝1∶2，D正确．
【答案】　　ACD
8．如图7所示的电路，电表均为理想电表，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向右移动时，下列说法正确的是(　　)
图7
A．电流表读数变小，电压表读数变大
B．小灯泡L变暗
C．电源的总功率变小
D．电容器C上电荷量减小
【解析】　　滑片P向右滑动，R变小，故电流表示数变大，电压表示数变小，A、B错误；由P总＝IE可知，C错误；由U＝UL＋UC，UL增加，可知UC变小，由QC＝CUC可知，电容器C上电荷量减小，D正确．
【答案】　　D
二、非选择题(本题共5个小题，共60分．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)
9．(8分)为了测定一节旧干电池的电动势和内阻(内阻偏大)，配备的器材有：
A．电流表A(量程为0.6 A)
B．电压表V(量程为1 V，内阻为1.2 kΩ)
C．滑动变阻器R1(0～10 Ω，1 A)
D．电阻箱R2(0～9 999.9 Ω)
某实验小组设计了如图8所示的电路．
图8
(1)实验中将量程为1 V电压表量程扩大为2 V，电阻箱R2的取值应为________kΩ.
(2)利用上述实验电路进行实验，测出多组改装后的电压表读数UV与对应的电流表读数IA，作出UV－IA的图象如图9所示．由图象可知，电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.
图9
【解析】　　(1)要将电压表的量程扩大为原来的2倍，需串联的电阻R2应与原电压表内阻相同，即R2＝1.2 kΩ.
(2)由图可以得出，电源的电动势E＝1.60 V
电源的内阻r＝ Ω＝2.75 Ω.
【答案】　　(1)1.2　(2)1.60　2.75
10.
图10
(12分)电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干后的保温状态．图10是电饭锅的电路图，R1是一个电阻，R2是加热用的电阻丝．
(1)自动开关S接通和断开时，电饭锅分别处于哪种状态？说明理由
(2)要使R2在保温状态下的功率是加热状态的一半，R1∶R2应该是多大？
【解析】　　(1)在纯电阻电路中，电功率，电功率P＝U2/R，可以知道，S接通时，R1被短路，电阻丝R2的功率最大，电饭锅处于加热状态．S断开时，电路电阻变大，R2上的电压减小，电功率变小，电饭锅处于保温状态．
(2)由P＝可得：＝2··R2
解得：R1∶R2＝(－1)∶1
【答案】　　(1)见解析　(2)(－1)∶1
11.
图11
(12分)如图11所示，一根足够长的光滑绝缘杆MN，与水平面夹角为37°，固定在竖直平面内，垂直纸面向里的匀强磁场B充满杆所在的空间，杆与B垂直，质量为m的带电小环沿杆下滑到图中的P处时，对杆有垂直杆向下的压力作用，压力大小为0.4mg，已知小环的带电量为q，问：
(1)小环带什么电？
(2)小环滑到P处时的速度多大？
【解析】　　(1)小环重力在垂直杆方向上的分力：G1＝Gcos 37°＝0.8mg，根据题意，小环对杆的压力小于0.8mg，所以，小环受到洛伦兹力的方向应斜向上，根据左手定则，小环带负电．
(2)在垂直杆方向上，根据平衡条件：
F＋N＝G1
又F＝qvB
可得：v＝
【答案】　　(1)负电　(2)
12．(14分)如图12所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.4 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝0.50 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场，金属导轨的一端接有电动势E＝4.5 V、内阻r＝0.50 Ω的直流电源．现把一个质量m＝0.04 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0＝2.5 Ω，金属导轨的其它电阻不计，g取10 m/s2.已知sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，试求：
图12
(1)通过导体棒的电流；
(2)导体棒受到的安培力大小；
(3)导体棒受到的摩擦力的大小．
【解析】　　(1)导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有：
I＝＝1.5 A
(2)导体棒受到的安培力：
F安＝BIL＝0.30 N
(3)导体棒所受重力沿斜面向下的分力F1＝mgsin 37°＝0.24 N
由于F1小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f，根据共点力平衡条件mgsin 37°＋f＝F安
解得：f＝0.06 N
【答案】　　(1)1.5 A　(2)0.30 N　(3)0.06 N
13．(14分)(2012·青岛二中高二检测)如图13所示，平行极板A、B间有一电场，在电场右侧有一宽度为d的匀强磁场．质量m、电荷量为＋q的带电粒子在A极板附近由静止释放，仅在电场力作用下，加速后以速度v离开电场，并垂直磁场进入磁场；粒子离开磁场时与磁场边界线成30°角，不计重力．问：
图13
(1)极板A、B，哪个极板的电势高？A、B间的电压是多大？
(2)磁感应强度B是多大？
【解析】　　(1)由于粒子在电场中加速，可知A极板的电势比B极板的电势高
qU＝mv2
则两极板AB间的电压：
U＝
(2)根据粒子的运动情况，可知磁感应强度B的方向是垂直纸面向外
粒子在磁场中，有：qvB＝m
由几何关系有：＝cos 30°
解得磁感应强度B的大小为：
B＝
【答案】　　(1)A　　(2)