2023-2024学年度鲁科版物理必修3全册过关综合性考试B卷（后附解析）

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2023-2024学年 鲁科版物理必修3 全册过关综合性考试B卷
卷后附答案解析
考试范围：xxx；考试时间：100分钟；命题人：xxx
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
评卷人得分
一、单选题
1．关于元电荷，正确的说法是（　　）
A．元电荷就是点电荷.
B．1C电量叫元电荷.
C．元电荷就是质子.
D．元电荷目前被认为是自然界中电荷的最小单元.
2．如图所示，带箭头的实线表示某电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。A、B为电场中两点。下列说法中正确的是（　　）

A． B．
C．正电荷在A点的电势能小于在B点的电势能 D．正电荷在A点的电势能大于在B点的电势能
3．某电场的电场线分布如图中实线所示，以下说法正确的是( )
A．b 点场强大于 c 点场强
B．b、c 两点电势相等
C．电子在 b 点的电势能大于在 c 点的电势能
D．若某点电荷只在电场力作用下沿虚线由 a 点运动到 d 点，则该电荷必带正电
4．两个可自由移动的点电荷分别放在A、B两处，如图所示。A处电荷带负电，电荷量Q1，B处电荷带负电电荷量Q2，且Q2= 5Q1，另取一个可以自由移动的点电荷Q3，放在AB直线上，欲使整个系统处于平衡状态，则（ ）
A．Q3为负电荷，且放于B右方
B．Q3为负电荷，且放于A左方
C．Q3为正电荷，且放于A、B之间
D．Q3为正电荷，且放于B右方
5．一根长为L、横截面积为S的金属棒，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压U时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒材料的电阻率为（　　）
A． B． C． D．
6．如图所示，实线AB为一电子在电场中的运动轨迹，虚线为等势线，且相邻两等势线间的电势差、距离均相等，电子运动到等势线Ф1上时，具有动能30eV，它运动到等势线Ф3上时，具有动能10eV。令Ф0=0，电子只受电场力作用，则下列说法正确的是（　　）
A．电场方向水平向左
B．电子在运动过程中加速度变小
C．电子在A点的电势能为负值
D．当电子的电势能为24eV时，其动能为16eV
7．如图所示，水平边界间存在方向竖直向下的匀强电场，电场的宽度为L。一轻杆两端分别固定一质量为m的带电小球A、B，A、B两小球所带的电荷量分别为、。现将该装置移动到边界上方且使轻杆保持竖直，使球B刚好位于边界上，然后由静止释放装置，释放后该装置的轻杆始终保持竖直且做周期性往复运动。已知电场强度的大小为，忽略两带电小球对电场的影响，两小球可视为质点，重力加速度大小为g。则该装置的轻杆的最大长度为（　　）
A． B．L C． D．
评卷人得分
二、多选题
8．如图所示，关于 a、b 两点的电场强度的大小及方向，下列表述正确的是( )
A．> B．a、b 场强方向不同
C．< D．a、b 场强方向相同
9．如图所示，一个由电池、电阻R、开关S与平行板电容器组成的串联电路，开关闭合。在增大电容器两极板间距离的过程中（ ）
A．电容器的电容变小
B．电容器两极板间场强不变
C．电容器两极板间电压增大
D．电阻R中有从a流向b的电流
10．如图所示的电路中，L1、 L2和L3为三个相同的灯泡，灯泡电阻大于电源内阻，当滑动变阻器R的滑片P向左移动时，下列说法中正确的是（　　）
A．L1、L3两灯变亮，L2灯变暗
B．L2灯中电流变化值小于L3灯中电流变化值
C．电源输出功率增大
D．电源的供电效率增大
11．如图所示，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，电场强度大小为E，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m、电荷量为的带电小球（可视为点电荷），使小球获得一初速度后能绕O点在竖直平面内做圆周运动，小球运动到A点时细线上的拉力恰好为零，为水平方向的直径，下列说法正确的是（　　）
A．小球运动到A点时的动能为
B．小球运动到A点时的向心加速度大小为
C．小球运动到B点时的速度大小为
D．小球运动到B点时的动能最大
第II卷（非选择题）
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三、实验题
12．用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线。
A．电压表V1（量程6V、内阻很大）
B．电压表V2（量程3V、内阻很大）
C．电流表A（量程3A、内阻很小）
D．滑动变阻器R（最大阻值10Ω、额定电流4A）
E．小灯泡（2A、5W）
F．电池组（电动势E、内阻r）
G．开关一只，导线若干
实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：若电压表V1的示数增大，则电压表V2的示数减小。
（1）请将设计的实验电路图在下方的虚线方框中（甲图）补充完整 。
（2）每一次操作后，同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数，组成两个坐标点（I，U1）、（I，U2），标到U一I坐标中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图乙所示，则电池组的电动势E= V、内阻r= Ω。（结果都保留两位有效数字）
（3）现将二只实验中的小灯泡并联后直接与题中电池组组成闭合回路，则每只小灯泡的实际功率约为 W。（结果保留两位有效数字）
13．某同学用图甲所示电路测量一电池的电动势和内阻(电动势约为9V，内阻为几欧)，其中器材为电压表V(量程3V、内阻Rv=3kΩ)，电流表A(量程0.6A，内阻不计)，定值电阻R1 (阻值为10Ω)，滑动变阻器R (阻值范围0~20Ω) 。
（1）若a、b两点间电压能接近9V，则定值电阻R2应选用的阻值为 .
A．1kΩ B．3kΩ C．6kΩ D．7kΩ
（2）若该同学利用所得电压表示数计算出b、a两点的电压Uba和电流表示数I作出如图乙所示的Uba-I图线，则由此可得电源的电动势E= V，内阻r= Ω。 (保留2位有效数字)
（3）该同学按图甲电路测量导致的结果是 ， 。(填“>”、“<”、“=”)
评卷人得分
四、解答题
14．在如图所示的匀强电场中，一个电荷量，质量为的带电小球所受静电力，沿电场线方向从静止由A运动到B，A、B两点间的距离，求：
（1）匀强电场的电场强度E的大小；
（2）A、B两点间的电势差；
（3）小球从A运动到B静电力做的功W。
15．如图所示，在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方h高度的P点，固定电荷量为+Q的点电荷。一质量为m 、电荷量为+q的物块（可视为质点），从轨道上的A点以初速度v0沿轨道向右运动，当运动到P点正下方B点时速度为v。已知点电荷产生的电场在A点的电势为φ（取无穷远处电势为零），PA连线与水平轨道的夹角为60°。静电常数为k，重力加速度为g，试求：
（1）物块在A点时受到轨道的支持力大小；
（2）点电荷+Q产生的电场在B点的电势；
（3）物块能获得的最大速度。
16．如图所示，质量均为m、电荷量分别为＋2q、－q的小球A、B，中间用绝缘轻绳连接，两球在竖直向上的匀强电场中以速度匀速上升。忽略两电荷间的库仑力，重力加速度为g，求：
（1）电场强度的大小；
（2）某时刻轻绳断开，断开后A、B两球各自的加速度；
（3）自轻绳断开到B球速度为零的过程，A、B两球组成的系统电势能的变化量。

(
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※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
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(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
思路：点电荷是当两个带电体的形状对它的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷．而元电荷是带电量的最小值，它不是电荷，所有带电体电荷量均是元电荷的整数倍．
解析：元电荷是最小的带电量，而点电荷是一种理想化的物理模型，二者不是同一概念；故A错误；元电荷是带电量的最小值，大小是，故B错误；元电荷是指最小的电荷量，不是指质子，故C错误；元电荷是自然界中电荷的最小单元，故D正确；答案：D．
点拨：本题关键是对点电荷、元电荷的概念要有清晰的认识，同时要明确它们之间的区别，这是理清概念的一种重要方法．
2．C
解析：A．沿电场线方向电势降低，且同一等势面上电势相等，故，故A错误；
B．电场线越密集的地方，场强越大，由图可知，故B错误；
CD．根据
可知正电荷在电势高的地方电势能大，故正电荷在A点的电势能小于在B点的电势能，故C正确，D错误。
答案：C。
3．D
解析：A.电场线越密电场越强， b 点场强小于 c 点场强，A错误；
B. 沿着电场线方向电势逐点降低，b点电势高于c 点电势，B错误；
C. 电子从 b 点到c点，电场力做负功，电势能增加，所以电子在b点电势能小于在 c 点的电势能，C错误；
D. 若某点电荷只在电场力作用下沿虚线由 a 点运动到 d 点，轨迹向上弯曲，电场力向上，则该电荷必带正电，D正确。
答案：D。
4．C
解析：A．若Q3为负电荷，且放于B右方，则Q1对Q3的电场力和Q2对Q3的电场力方向均向右，整个系统不可能处于平衡状态，A错误；
B．若Q3为负电荷，且放于A左方，则Q1对Q3的电场力和Q2对Q3的电场力方向均向左，整个系统不可能处于平衡状态，A错误；
C．若Q3为正电荷，且放于A、B之间，则Q1对Q3的电场力向左，Q2对Q3的电场力方向向右，对于以A、B做研究对象也同理，则整个系统可能处于平衡状态，C正确；
D．若Q3为正电荷，且放于B右方，则Q1对Q3的电场力和Q2对Q3的电场力方向均向左，整个系统不可能处于平衡状态，D错误。
答案：C。
5．D
解析：导体中的电流为
导体的电阻为
根据欧姆定律得
解得
答案：D。
6．D
解析：A．据题电子从A到B，动能减小，则电势能增大，而电子带负电，在电势低处电势能大，所以Ф1>Ф3，则电场方向水平向右，故A错误；
B．相邻两等势线间的电势差相等、距离相等，由公式可知，该电场是匀强电场，电子所受的电场力不变，加速度不变，故B错误；
C．令Ф0=0，可知电子在等势线Ф0上时电势能为零，则A点的电势能为正值，故C错误；
D．据题，电子从等势线Ф1运动到等势线Ф3时，动能减小20eV，由动能定理可知电场力做功 W13=-20 eV。由于相邻等势面间电势差相等，根据W=qU可知，电子从等势线Ф0运动到等势线Ф3时，电场力做功应为W03=-30 eV，动能减小30 eV，所以电子在等势线Ф0处的动能为
EkA=10 eV +30 eV =40 eV
总能量为
E=EkA+EpA=40 eV
根据能量守恒可得当该电子的电势能为24 eV时，其动能大小为16 eV，故D正确。
答案：D。
7．A
解析：该装置的轻杆始终保持竖直且做周期性往复运动，则在A球刚到达电场下边界时速度为0。当轻杆的最长时，A球刚进入电场，而B球已经离开电场x的距离。在开始运动到B球离开电场x的距离过程根据动能定理有
A球刚进入电场到到达电场下边界的过程，根据动能定理有
又
联立解得
所以该装置的轻杆的最大长度为
答案：A。
8．AB
解析：电场线的疏密表示电场强度的相对大小，电场线密的地方电场强度大，电场线稀疏的地方电场强度小，由图象可知，电场线的切线方向表示该点场强的方向，所以a、b两点的电场强度方向不同，故A、B正确，C、D错误；
答案：AB．
点拨：电场线密的地方电场强度大，电场线稀疏的地方电场强度小，电场线的切线方向与该点的电场强度方向相同．
9．AD
解析：A．由可知，d增大C变小，A正确；
BC．始终与电源相连U不变，由可知，d增大E变小，BC错误；
D．由可知，Q减小，电容器放电，上极板充入的正电荷通过电阻流出，故电阻R中有从a流向b的电流，D正确。
答案：AD。
10．ABC
解析：A．滑片P向左移动时，电阻变小，总电流变大，L1变亮。内电阻及L1分压变大，并联部分电压变小，L2灯变暗。流过L2灯电流变小，总电流变大，流过L3灯电流变大，L3灯变亮，选项A正确；
B．L2灯电流变小，L3灯电流变大，总电流变大，所以L2灯中电流变化值小于L3灯中电流变化值，选项B正确；
C．当外电路电阻等于电源内阻时电源的输出功率最大，因灯泡电阻大于电源内阻，外电阻变小时，电源输出功率增大，选项C正确；
D．因为内电阻分压变大，路端电压变小，根据
供电效率变小，选项D错误。
答案：ABC。
11．BC
解析：A．如图，小球在A点时，重力没有指向圆心的分量，故只有电场力提供小球做圆周运动的向心力，故
此时动能为
故A错误；
B．由
可得在A点向心加速度等于此时的向心力与质量之比，为
故B正确；
C．小球从A运动到B的过程中重力做功为0，只有电场力做正功，由动能定理可得
解得
故C正确；
D．由题意可知，重力跟电场力的合力斜向左下方，小球的平衡位置在B点的下方，以小球逆时针旋转为例，经过B点向平衡位置运动时，重力跟电场力的合力做正功，动能会增大，故B点动能不是最大，故D错误。
答案：BC。
12． 4.5 1.0 1.9/2.0/2.1/2.2/2.3
解析：（1）[1]伏安法测电源电动势与内阻实验中，电压表测路端电压，电压表示数随滑动变阻器接入电路阻值的增大而增大；描绘小灯泡伏安特性曲线实验中，电流表测流过灯泡的电流，灯泡两端电压随滑动变阻器接入电路电阻的增大而减小；调节滑动变阻器时，电压表V1的示数增大，则电压表V2的示数减小，故V1测路端电压，V2测灯泡两端电压，电路图如下图所示
（2）[2][3]电源的U–I图像是一条倾斜的直线，由图像可知，电源电动势为
E=4.5V
电源内阻
（3）[4]当二只实验中的小灯泡与电池组并联后，设小灯泡两端电压为，灯泡电流为，干路电流为，根据闭合回路欧姆定律可得
将E=4.5V、代入可得与应满足的关系为
将—关系图画入图像中，与小灯泡伏安特性曲线交于点，如下图
则Q点的坐标即为二只实验中的小灯泡与电池组并联后小灯泡的电压与电流，由图像可得
故小灯泡的实际功率为
由于画线与读数都存在误差，故-均算正确。
13． C 9.0 5.0 < <
解析：解：（1）[1]电压表内阻3kΩ，量程为3V，要想使得a、b间电压接近9V，则 R2电压为6V，则阻值为6 kΩ，即总内阻为，ABD错误，C正确。
答案：C。
（2）[2]根据闭合电路欧姆定律，可得
Uba=E I（r+R1）
则由Uba-I图像可知
E=9.0V
[3]由Uba-I图像的斜率可得
（3）[4]甲图所示的实验电路中，电压表内阻存在分流作用，故电流测量值偏小，可以将电压表与电源并联后看做等效电源，实际测量的是等效电源的电动势和内电阻。则有，当外电路打开时，电压表与电源构成闭合回路，此时b、a两点间的电压Uba即为等效电动势
即电动势测量值小于真实值。
[5]则有等效内阻
即内电阻测量值小于真实值。
点拨：测定电源的电动势和内电阻是高中阶段电学实验考查的重点，是近几年各地高考题目的出题热点，本题突出了对于实验原理、仪器选择及U-I图像处理等多方面内容的考查，题目层次源于课本，凸显能力，体现创新意识，侧重于对实验能力的考查。
14．（1）；（2）；（3）
解析：（1）根据电场强度的定义可知，匀强电场中场强大小
（2）A、B两点间的电势差
（3）小球从A运动到B静电力做的功
15．（1）；（2）； （3）
解析：（1）物体在A点受到点电荷的库仑力
由几何关系可知
设物体在A点时受到轨道的支持力大小为N，由平衡条件有
N-mg-Fsin60°=0
解得
（2）设点电荷产生的电场在B点的电势为φB，由动能定理有
解得
（3）设物块能获得的最大速度为vm，由能量守恒定律有
解得
16．（1）；（2），方向向上；，方向向下（3）
解析：（1）设电场强度为E，把小球A、B两球看作一个整体，由于绳未断前作匀速运动，则
解得
（2）细绳断后，根据牛顿第二定律，对A球有
解得
方向向上。
对B球有
解得
负号表示方向向下。
（3）设自绳断开到B球速度为零的时间为t，则
解得
当B球速度为零时，A球的速度大小
在该时间内A球的位移为
由功能关系知，电场力对A球做了正功
B球的位移为
电场力对B球做了负功
在这一过程中，系统的电势能变化量为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页