粤教版高中物理必修第三册模块综合评价含答案（教师用）

模块综合评价
(时间：75分钟　满分：100分)
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分，每小题只有一个选项符合题意)
1. 下列符合物理学史实的是(　　)
A．法拉第发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在
C．安培发现了电磁感应现象，实现了磁生电的设想
D．法拉第提出了著名的分子电流假说，揭示了磁现象的电本质
解析：选B　奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系，A错误；麦克斯韦预言了电磁波的存在，B正确；法拉第发现了电磁感应现象，实现了磁生电的设想，C错误；安培提出了著名的分子电流假说，揭示了磁现象的电本质，D错误。
2．关于电场强度与电势的关系，下面各种说法中正确的是(　　)
A．电场强度大的地方，电势一定高
B．电场强度相同之处，电势也一定相同
C．电场强度为零处，电势一定为零
D．电场强度的方向是电势降低最快的方向
解析：选D　电场线越密处场强越大，而沿电场线方向，电势逐渐降低，电势高低与电场强度大小无必然关系，A、B错误；电势是否为零取决于零势点的选择，电场强度为零处，电势不一定为零，C错误；电场线与等势面垂直，电场强度的方向是电势降低最快的方向，D正确。
3．以下说法正确的是(　　)
A．磁感应强度越大，线圈的面积越大，穿过的磁通量也越大
B．穿过线圈的磁通量为零时，该处的磁感应强度不一定为零
C．闭合线圈在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流
D．穿过线圈的磁通量发生变化时，线圈中有感应电流产生
解析：选B　穿过线圈的磁通量不仅与磁感应强度大小、面积有关，还与磁感应强度与线圈的夹角有关，故A错误；穿过线圈的磁通量为零，有可能是磁感应强度与线圈平行，该处的磁感应强度不一定为零，故B正确；闭合线圈在磁场中做切割磁感线运动时，如果穿过线圈的磁通量不变，电路中也不会产生感应电流，故C错误；穿过线圈的磁通量发生变化时，若线圈不闭合，电路中也不会产生感应电流，故D错误。
4．如图是有两个量程的电压表，当使用A、B两个端点时，量程为0～3 V；当使用A、C两个端点时，量程为0～15 V；已知表头的内阻Rg为300 Ω，满偏电流Ig为1 mA，则电阻R1、R2的值(　　)
A．R1＝2 700 Ω、R2＝12 000 Ω
B．R1＝3 000 Ω、R2＝15 000 Ω
C．R1＝270 Ω、R2＝1 200 Ω
D．R1＝300 Ω、R2＝1 500 Ω
解析：选A　由题意知，当使用A、B两个端点时，量程为U1＝3 V，有U1＝Ig(Rg＋R1)；当使用A、C两个端点时，量程为U2＝15 V，有U2＝Ig(Rg＋R1＋R2)，联立代入题中相关数据求得R1＝2 700 Ω、R2＝12 000 Ω，故选A。
5.如图所示，在匀强磁场中，有两长直导线M和N垂直于纸面固定放置，两者间距为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的P点处的磁感应强度为零，其中通电导线M和N在P点产生的磁感应强度大小均为B，则(　　)
A．匀强磁场的方向水平向左，大小为B
B．匀强磁场的方向竖直向上，大小为B
C．两导线连线中点处的磁感应强度方向竖直向上，大小为B
D．两导线连线中点处的磁感应强度方向水平向右，大小为B
解析：选A　导线M和N中电流I均向里时，根据安培定则，产生的磁场如图所示，由几何关系可得，两通电导线在P点的合磁感应强度为B1＝B，方向水平向右，P点处的磁感应强度为零，可知匀强磁场的磁感应强度与两通电导线在P点的合磁感应强度大小相等，方向相反，则匀强磁场的方向水平向左，大小为B，故A正确，B错误；导线M、N在连线中点处产生磁场大小相等，方向相反，合磁场为零，结合A选项可知：两导线连线中点处的磁感应强度方向水平向左，大小为B，故C、D错误。
6.如图是一带电球体和一可视为点电荷的带电小球周围电场线的分布图，球体和小球所带电荷量相同，A为球体球心与小球连线在球体外的部分的中点，B、C为关于连线对称的两点。取无穷远处电势为零，以下说法正确的是(　　)
A．小球一定带正电，带电球体一定带负电
B．A点处的电势为零，B、C两点电场强度相同
C．将带电粒子从B点移到C点电场力做功为零
D．A点的电场强度大小小于B、C两点的电场强度
解析：选C　如果小球带正电，带电球体带负电，带电球体的电荷较分散，在小球右侧空间中，电场线应该始终不可能有向左的分量，故小球应带负电，带电球体带正电，A错误；带电球体不能看成点电荷，所以A点的电势一定不为零，B错误；根据对称性可知，B、C两点的电场强度大小相等，电势也相等，所以将带电粒子从B点移到C点电势能变化量为零，电场力做功也为零，C正确；A点在小球和带电球体的连线上，且二者带异种电荷，结合库仑定律分析可知，A点的电场强度大小大于B、C两点的电场强度，D错误。
7．(2024·广西高考)如图，将不计重力、电荷量为q、带负电的小圆环套在半径为R的光滑绝缘半圆弧上，半圆弧直径两端的M点和N点分别固定电荷量为27Q和64Q的负点电荷。将小圆环从靠近N点处静止释放，小圆环先后经过图上P1点和P2点，已知sin θ＝，则小圆环从P1点运动到P2点的过程中(　　)
A．静电力做正功
B．静电力做负功
C．静电力先做正功再做负功
D．静电力先做负功再做正功
解析：选A　设小圆环在某点P时所受合力为零，PM与MN的夹角为α，根据平衡条件可得kcos α＝ksin α，解得tan α＝，根据几何知识可知P位于P2点。在P2点右侧，静电力沿速度方向的分量始终沿圆弧切线方向向左，则小圆环从P1点运动到P2点的过程中静电力始终做正功。故选A。
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
8.取一段额定电压为220 V，额定功率大于100 W的废灯泡的灯丝约2 cm长。灯丝与两节干电池及2.5 V小灯泡的电路连接如图所示，闭合开关灯泡发光并且较亮，再用点燃的蜡烛给灯丝加热，则(　　)
A．小灯泡和灯丝是并联连接
B．观察到的现象是小灯泡变暗
C．小灯泡变暗的原因是灯丝的电阻随温度升高而增大
D．上述现象说明了温度升高，灯丝的电阻率变大
解析：选BCD　由图可知小灯泡和灯丝是串联连接，A错误；用点燃的蜡烛给灯丝加热，灯丝的电阻随温度升高而增大，观察到的现象是小灯泡变暗，B、C正确；根据公式R＝ρ可知灯丝的电阻增大，电阻率增大，即温度升高，灯丝的电阻率变大，D正确。
9.如图所示，图中实线是一簇未标明方向的电场线(由点电荷产生)，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动过程中只受电场力作用，根据此图可做出正确判断的是(　　)
A．带电粒子所带电荷的正、负
B．点电荷所带电荷的正、负
C．带电粒子在a处的速度大于b处的速度
D．带电粒子在a处的加速度大于b处的加速度
解析：选CD　由题图可知，粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左。由于电场线方向不明，无法确定粒子的电性，也无法判断电场的方向，即无法判断点电荷所带电荷的正负，故A、B错误；由于粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左，故从a到b电场力方向与速度方向成钝角，做减速运动，则粒子在a点的速度较大，同理可知，从b到a做加速运动，粒子在a点的速度较大，故C正确；根据电场线的疏密与电场强度的强弱的关系，判断出a点的电场强度大，故粒子在a点受到的电场力大，根据牛顿第二定律可知，带电粒子在a点的加速度比b点的加速度大，故D正确。
10．如图，电源电动势为9 V，内阻为1 Ω，“4 V　2 W”的灯泡与一个线圈电阻为0.4 Ω的电动机串联。当电动机正常工作，灯泡也正常发光，下列说法正确的是(　　)
A．电动机两端的电压为1.5 V
B．电路中的电流为0.5 A
C．电动机的输出功率为2.15 W
D．电源的总功率为0.25 W
解析：选BC　电路中的电流为I＝IL＝＝ A＝0.5 A，电动机两端的电压为UM＝E－Ir－UL＝4.5 V，故A错误，B正确；电动机的输出功率为P机＝UMI－I2×rM＝4.5×0.5 W－0.52×0.4 W＝2.15 W，故C正确；电源的总功率为P总＝IE＝0.5×9 W＝4.5 W，故D错误。
三、非选择题(本题共5小题，共54分)
11．(7分)某研究性学习小组想测定一电池的电动势E(约为1.5 V)和内阻r(约为0.6 Ω)，要求测量结果尽量准确，实验室提供的器材如下：
电流表(量程为0.6 A，内阻约为0.2 Ω)；滑动变阻器(最大阻值为20 Ω，额定电流为2 A)；开关、导线若干。
(1)实验室没有合适的电压表，小明想到可以将灵敏电流计G改装成电压表，已知灵敏电流计G的满偏电流为Ig＝1 mA、内阻为Rg＝1.2 kΩ，若要改装后的电压表的满偏电压为1.5 V，应________(填“串”或“并”)联一个 ________Ω的定值电阻。
(2)实验中的电路图应选用下图中的 ________(填“甲”或“乙”)。
(3)利用改装后的电压表并选择合适的电路图进行实验，得到一条实验数据拟合线如图丙所示，则该电池的电动势为E＝__________ V(保留3位有效数字)，内阻为r＝________Ω(保留2位有效数字)。
解析：(1)将灵敏电流计G改装成电压表应串联一个电阻，串联电阻的大小为
R＝＝＝300 Ω。
(2)电池内阻约为0.6 Ω，电流表内阻约为0.2 Ω，电流表的分压作用的影响较大，故应采用题图甲所示电路。
(3)由闭合电路欧姆定律得U＝－rI＋E
代入题图丙数据解得E≈1.49 V
内阻为r＝ Ω＝0.65 Ω。
答案：(1)串　300　(2)甲　(3)1.49　0.65
12．(9分)某实验小组测量某圆柱复合材料的电阻率ρ。
(1)该实验小组分别用20分度的游标卡尺、螺旋测微器测量其长度L和直径D，某次测量结果如图甲、乙所示。该圆柱复合材料的长度L＝________cm，直径D＝________mm。
(2)
该实验小组用如图丙所示实验电路测量其电阻值。闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于______端(填“a”或“b”)。
(3)某次实验时，电压表的示数为U，电流表的示数为I，若用表示该圆柱复合材料的电阻的测量值，则该测量值比真实值偏________(填“大”或“小”)。导致此误差的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)用实验过程中测量的物理量对应的字母表示电阻率，则该圆柱复合材料电阻率的表达式为ρ＝________。
解析：(1)20分度游标卡尺的精确值为0.05 mm，由题图甲可知该圆柱复合材料的长度为L＝17.6 cm＋10×0.05 mm＝17.650 cm，螺旋测微器的精确值为0.01 mm，由题图乙可知该圆柱复合材料的直径为D＝0 mm＋44.0×0.01 mm＝0.440 mm。
(2)闭合开关前，为保证电表安全，应使电表读数从最小开始，滑动变阻器的滑片应置于a端。
(3)由电路图可知，电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，使得电流表读数I比流过待测电阻的真实电流大，故有R测＝<＝R真可知测量值比真实值偏小，导致此误差的原因是电压表的分流。
(4)根据电阻定律R＝ρ可得ρ＝＝＝。
答案：(1)17.650　0.440(0.439～0.441均可)　(2)a　(3)小　电压表分流　(4)
13.(11分)如图所示为某商场安装的光敏电阻自动计数器的示意图。其中A为光源，B为由电动机带动匀速运行的自动扶梯，R1为光敏电阻，R2为定值电阻，闭合开关当有光照射时R1＝R2，每当扶梯上有顾客经过，挡住由A射向R1的光线时，R1的电阻值就增大，计数器就计数一次。求：
(1)当扶梯上的顾客挡住由A射向R1的光线时，光敏电阻R1两端的电压将怎样变化？
(2)若已知自动扶梯满载时，相邻的两个顾客之间的距离均为50 cm，扶梯运行的速度为1 m/s。求计数器计数101次，所需用的时间为多少？
(3)若某一段时间内自动扶梯的乘载率为20%，试求这一段时间内该商场自动扶梯上的平均客流量是多少？(客流量是指单位时间经过的顾客人数)
解析：(1)当R1的阻值变大时，根据欧姆定律可得I＝，所以I变小，根据闭合电路欧姆定律，R1两端电压U1＝U－IR2，I变小，所以R1两端的电压变大。
(2)计数器计数101次，所需用的时间
t＝＝＝50 s。
(3)平均客流量K＝×20%×60 s＝24 人/min。
答案：(1)变大　(2)50 s　(3)24人/min
14.(12分)如图所示，电源电动势E＝12 V，内阻r＝2 Ω，定值电阻R1＝4 Ω、R2＝6 Ω，电容器电容C＝20 μF。求：
(1)闭合开关S1、S2时回路的路端电压U；
(2)保持S1闭合，断开S2后，电容器带电量改变量ΔQ。
解析：(1)由闭合回路欧姆定律
I＝，U＝I(R1＋R2)＝10 V。
(2)断开S2前Q1＝CU1，
U1＝IR2，得Q1＝1.2×10－4 C，断开S2后，Q2＝CE＝2.4×10－4 C，ΔQ＝Q2－Q1＝1.2×10－4 C。
答案：(1)10 V　(2)1.2×10－4 C
15.(15分)现有竖直向上的匀强电场，电场强度E＝2×103 N/C。质量m＝1.6×10－10 kg的带电粒子仅在电场力作用下，运动轨迹如图中曲线所示。该粒子经过A点时的速度v1＝300 m/s，与水平方向夹角为37°。从A点经过t＝0.07 s到达B点，经B点时速度与水平方向夹角为53°。
求：
(1)带电粒子的电性，电量q；
(2)A、B两点间的电势差UAB。
解析：(1)根据粒子的运动轨迹可知，粒子所受电场力竖直向上，与电场强度方向相同，粒子带正电；粒子在A点水平方向速度vx＝v1cos 37°＝240 m/s，竖直方向速度vAy＝v1sin 37°＝180 m/s，粒子在B点竖直方向速度vBy＝vxtan 53°＝320 m/s，从A到B，竖直方向，根据运动学公式vBy＝vAy＋at，根据牛顿第二定律得a＝，联立解得q＝1.6×10－10 C。
(2)根据vBy2－vAy2＝2ay，解得A、B间竖直方向的距离y＝17.5 m，A、B两点间的电势差UAB＝Ey＝3.5×104 V。
答案：(1)粒子带正电，1.6×10－10 C　(2)3.5×104 V
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