必修第3册全册 综合小测2023~2024学年高中物理人教版（2019）（含答案）

必修第3册全册综合小测
(满分:100分;时间:90分钟)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.如图所示,电路中有三个电阻,已知R1∶R2∶R3=1∶3∶6,则电路工作时,电压U1∶U2为(　　)
A.1∶2 B.1∶3
C.1∶6 D.1∶9
2.有一半径为R的均匀带正电薄球壳,在通过球心的直线上,各点的场强E随与球心的距离x变化的关系如图所示;在球壳外空间,电场分布与电荷量全部集中在球心时相同,已知静电力常量为k,半径为R的球面面积为S=4πR2,则下列说法正确的是(　　)
A.均匀带电球壳带电密度为
B.图中r=1.5R
C.在x轴上各点中有且只有x=R处电势最高
D.球面与球心间电势差为E0R
3.如图所示,平行板电容器充电后断开电源,极板间有一点P,在P点固定一个试探电荷q,现将下极板向下平移一小段距离,如果用F表示试探电荷在P点所受的静电力,用E表示极板间的电场强度,用φ表示P点的电势,用Ep表示试探电荷在P点的电势能,则下列物理量随两极板间距离d的变化关系的图线中,可能正确的是(　　)
4.如图所示,矩形线框ABCD平面与匀强磁场方向平行,若线框从图示位置绕AB边转过90°,则穿过线框的磁通量(　　)
A.变大 B.变小
C.不变 D.不能确定
5.如图所示是某商场新安装的自动扶梯,其电动机额定电压为U,额定电流为I,效率为η,则下列说法正确的是(　　)
A.该扶梯电动机的内阻为
B.该扶梯电动机的机械功率为UI
C.该扶梯电动机的发热功率为(1-η)UI
D.该扶梯电动机正常工作时每秒消耗的电能为ηUI
6.已知R1=6 Ω,R2=3 Ω,R3=4 Ω,A、B间的总电压为6 V,把它们接成图示电路,则通过它们的电流之比I1∶I2∶I3为(　　)
A.1∶1∶2 B.3∶2∶1
C.1∶2∶3 D.2∶1∶3
7.如图为一种服务型机器人,其额定功率为48 W,额定工作电压为24 V,机器人的锂电池容量为20 A·h。则机器人(　　)
A.额定工作电流为20 A
B.充满电后最长工作时间为2 h
C.电池充满电后总电荷量为7.2×104 C
D.以额定电流工作时每秒消耗能量为20 J
8.正方形导线框abcd,匝数为20,边长为10 cm,在磁感应强度大小为0.5 T的匀强磁场中围绕与磁场方向垂直的转轴匀速转动,当线框从平行于磁场位置开始转过180°时,线框中磁通量的变化量为(　　)
A.0 B.0.005 Wb
C.0.01 Wb D.0.2 Wb
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
9.如图所示,一质量为m、带电荷量为q的粒子,从两平行金属板正中央沿与匀强电场垂直的方向射入,不计重力。当入射速度为v时,它恰好穿过电场而不碰到金属板,现使粒子入射速度为,仍使其恰好穿过电场。保持其他量不变,可行的方法是(　　)
A.使粒子带电荷量变为原来的
B.使两板间电压减为原来的
C.使两板间距离增为原来的2倍
D.使两板间距离增为原来的4倍
10.如图甲所示,绝缘轻质弹簧的下端固定在水平地面上,地面上方存在一方向竖直向下的匀强电场,一质量为m、带电荷量为+q的小球,轻放在弹簧的上端,小球向下运动的过程中,加速度a和位移x的关系如图乙所示,图乙中a0、x0均为已知量,重力加速度为g,不计空气阻力,则下列物理量能够求出的是(　　)
A.匀强电场的场强
B.弹簧的劲度系数
C.小球下落x0时的电势能
D.小球下落过程中的最大速度
11.如图所示虚线为某电场中间距相等且平行的等势面,实线是垂直于等势面的一条直线,其中等势面A的电势为2 V,一电子仅在静电力的作用下运动,经过O、C等势面时的动能分别为10 eV和4 eV,已知两等势面间的距离为2 cm,则下列说法中正确的是(　　)
A.此电场的电场强度的大小为100 V/m,方向由O指向D
B.等势面B的电势为零
C.电子不可能到达D等势面
D.电子运动到某一位置,其电势能为-2 eV,则它的动能为8 eV
12.我国“神舟七号”载人飞船发射成功,在离地面大约200 km的太空运行。假设载人舱中有一边长为50 cm的正方形导线框,在宇航员操作下由水平方向转至竖直方向,此时地磁场磁感应强度B=4×10-5 T,方向如图所示。(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)下列说法正确的是　(　　)
A.线框在水平位置时穿过线框的磁通量大小为6.0×10-6 Wb
B.线框在竖直位置时穿过线框的磁通量大小为6.0×10-6 Wb
C.该过程中磁通量的改变量大小是2.0×10-6 Wb
D.该过程中磁通量的改变量大小是1.4×10-5 Wb
三、非选择题(本题共5小题,共52分)
13.(9分)如图所示,真空中有A、B、C三个点,它们的连线是一个等边三角形,边长r=0.1 m,把两个带正电的点电荷放在B、C两点,它们的带电荷量相等,均为Q=3.0×10-8 C。
(1)B、C两点的点电荷之间的库仑力是多大
(2)求A点的合场强大小;
(3)若在A点放置一个电荷量q=1×10-6 C的点电荷,则它受到的库仑力是多大
14.(5分)实验室新购进一捆长度为100 m的铜导线,某同学想通过实验测量此铜导线的电阻率ρ。
甲
乙
丙
(1)用图甲所示的螺旋测微器测量铜导线的直径d,从图甲中读出铜导线的直径d=　　　　mm。
(2)在测量铜导线的电阻R时,该同学用9根铜导线将器材连接,如图乙所示。电路中所有元器件都完好,且电压表和电流表已调零,保护电阻R0=3.0 Ω。
①闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至　　　　(填“左端”“右端”或“中间位置”)。
②闭合开关后,反复调节滑动变阻器,发现电流表有示数、电压表的示数总为零。若5、6、7、8四根导线中,只有一根导线断路,则这根导线是　　　　(填数字代号)。
③排除故障后,调节滑动变阻器,当电流表的示数为0.50 A时,电压表(量程为0~3 V)的示数如图丙所示,其读数为　　　　V。由以上数据可求得ρ=　　　　Ω·m(结果保留两位有效数字)。
15.(9分)如图所示,电解槽A和电炉B并联后接到电源上,电源内阻r=1 Ω,电炉电阻R=19 Ω,电解槽电阻r'=0.5 Ω。当S1闭合、S2断开时,电炉消耗功率为684 W;S1、S2都闭合时,电炉消耗功率为475 W(电炉电阻可看作不变)。试求:
(1)电源的电动势;
(2)S1、S2闭合时,流过电解槽的电流大小;
(3)S1、S2闭合时,电解槽中电能转化成化学能的功率。
16.(13分)如图所示,小球(可视为质点)带电荷量为q=+1×10-2 C,质量为m=2×10-2 kg,放在倾角为θ=37°的足够长绝缘斜面上。斜面BC部分光滑,其他部分粗糙,且小球与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,BC段有一平行于斜面向上的有界匀强电场。现让小球从A点由静止释放,到达C点时速度恰好为0。已知AB的长度为L=4 cm,bc的长度为,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2。求:
(1)匀强电场的场强E的大小;
(2)小球从A点到C点所用的时间
(3)小球第一次沿斜面向上运动的最高点到B点的距离。
17.(16分)如图所示,两带电平行板A、B间的电压U=400 V,形成匀强电场,两板相距d=0.10 m,板长L=0.30 m。一带电荷量q=1.0×10-16 C、质量m=1.0×10-22 kg的粒子沿平行于板的方向从两板的正中间射入电场后向着B板偏转,不计带电粒子所受重力。
(1)如图甲所示,粒子在平行板间运动时的加速度为多大
(2)如图甲所示,要使粒子能飞出电场,粒子飞入电场时的速度v0至少为多大
(3)如图乙所示,如果粒子是经电压U1加速后,再进入甲图的平行金属板间,若粒子从两板正中间垂直电场方向射入,且恰好能穿出电场,求加速电压U1的大小和粒子离开偏转电场时的动能。
参考答案：
1-5AACAC
6-8CCA
9.AC
10.ABD
11.ABD
12.AD
13.
(1)8.1×10-4 N　(2)4.7×104 N/C　(3)4.7×10-2 N
14.
(1)1.130(1分)　(2)①左(1分)　②6(1分)
③2.40(1分)　1.8×10-8(1分)
15.
(1)120 V　(2)20 A　(3)1 700 W
16.
(1)20 N/C　(2)0.3 s　(3)0.8 cm
17.
(1)4.0×109 m/s2　(2)6×104 m/s　(3)1 800 V　2×10-13 J