物理新导学同步选修3-1(人教版)精选练习：模块综合检测+Word版含解析

模块综合检测
(时间：90分钟分值：100分)
一、单项选择题(每题3分，本题共10小题，共30分．每小题中只有一个选项是正确的，选对得3分，错误、不选或多选均不得分) 1．关于电动势，下列说法正确的是()
A．电源电动势一定等于电源两极间的电压
B．电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大C．体积越大的电源，电动势一定越大
D．电源电动势与外电路的组成有关
解析：根据闭合电路欧姆定律得知：电动势的数值等于内外电压之和，故A错误．电源是把其他形式的能转化为电能的装置，电动势表征了这种转化本领的大小，故B正确．干电池的电动势与正负极的材料有关，与电源的体积无关，故C错误．电动势由电源本身特性决定，与外电路的组成无关，故D错误．
答案：B
2．在电场中某点引入电荷量为q的正电荷，这个电荷受到的电场力为F，则()
A．在这点引入电荷量为2q的正电荷时，该点的电场强度将等
于F
2q
B．在这点引入电荷量为3q的正电荷时，该点的电场强度将等
于F
3q
C ．在这点引入电荷量为2e 的正离子时，则离子所受的电场力
大小为2e F q
D ．若将一个电子引入该点，则由于电子带负电，所以该点的电场强度的方向将和在这一点引入正电荷时相反
解析： 电场强度是描述电场的力的性质的物理量，它是由产生电场的电荷以及在电场中各点的位置决定的，与某点有无电荷或电荷的正负无关，所以排除选项A 、B 、D.而电场力F ＝Eq 不仅与电荷在电场中的位置有关，还与电荷量q 有关，该题中根据场强的定义式可
知该点的场强大小为E ＝F q
，则正离子所受的电场力大小应为F ＝E ·2e ＝F q
·2e ，故选项C 正确． 答案：C
3．将一有内阻的电源外接电阻阻值为R 时，回路电流为I ，电源路端电压为U ，若换接一阻值为2R 的电阻，下列说法正确的是
( )
A ．回路电流将变为I 2
B ．路端电压将变为2U
C ．回路电流将大于I 2
D ．路端电压将大于2U 解析：电源电动势和内电阻不变，外电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知电流减小，则回路电流将小于I .由I ＝
E R ＋r ，I ′＝E 2R ＋r ，则I ′I ＝R ＋r 2R ＋r >I 2，故A 错误，C 正确．路端电压U ′＝2R 2R ＋r E ，U ＝R R ＋r
E ，则U ′U ＝2R ＋2r 2R ＋r
<2，即路端电压将小于2U .故B 、D 错误． 答案：C
4.电动势为E 、内阻为r 的电源与定值电阻R 1、R 2及滑动变阻器R 连接成如图所示的电路，当滑动变阻器的滑片由中点滑向b 端时，下列说法正确的是( )
A ．电压表和电流表读数都增大
B ．电压表和电流表读数都减小
C ．电压表读数增大，电流表读数减小
D ．电压表读数减小，电流表读数增大
解析：设滑动变阻器的滑片的上部分电阻为x ，则电路的总电阻
为R 总＝r ＋R 1＋x ·R 2x ＋R 2
，滑动变阻器的滑片由中点滑向b 端时，并联支路电阻x 增大，故路端电压变大，同时并联部分的电压变大，故通过电流表的电流增大，故选项A 正确．
答案：A
5.如图所示，水平导线中有电流I 通过，导线正下方的电子初速度的方向与电流I 的方向相同，则电子将( )
A ．沿路径a 运动，轨迹是圆
B ．沿路径a 运动，轨迹半径越来越大
C ．沿路径a 运动，轨迹半径越来越小
D ．沿路径b 运动，轨迹半径越来越小
解析：由左手定则可判断电子运动轨迹向下弯曲，又由r ＝m v qB
知，B 减小，r 越来越大，故电子的运动轨迹是a .故选B.
答案：B
6.如图所示，MN 为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出)．一带电粒子从紧贴铝板上表面的P 点垂直于铝板向上射出，从Q 点穿越铝板后到达PQ 的中点O .已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变．不计重力．铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为( )
A ．2 B. 2 C ．1 D.22
解析： 根据题图中的几何关系及带电粒子在匀强磁场中的运动性质可知，带电粒子在铝板上方做匀速圆周运动的轨道半径r 1是其在铝板下方做匀速圆周运动的轨道半径r 2的2倍．设粒子在P 点的
速度为v 1，根据牛顿第二定律可得q v 1B 1＝m v 21r 1，则B 1＝m v 1qr 1＝2mE k qr 1
；同理，B 2＝m v 2qr 2＝2m ·12E k qr 2，则B 1B 2＝22
. 答案：D 7．电阻R 和电动机一起串联的电路中，如图所示．已知电阻R 跟电动机线圈的电阻相等，开关接通后，电动机正常工作，设电阻R
和电动机两端的电压分别为U1、U2，经过时间t，电流通过电阻R 做功为W1，产生的电热为Q1；电流通过电动机做功为W2，产生的电热为Q2，则有()
A．U1＝U2，Q1＝Q2B．W1＝W2，Q1＝Q2
C．W1<W2，Q1<Q2D．W1<W2，Q1＝Q2
解析：设电路中的电流为I，则R上的电压U1＝IR，对于电动机，欧姆定律不再适用，但电动机线圈电阻上的电压仍为U′2＝IR，而电动机两端的电压U2一定大于U′2，所以U1<U2；对于电阻R，经过时间t，电流通过电阻R做功为W1＝I2Rt，将电能全部转化为电热，即Q1＝W1＝I2Rt；对于电动机，经过时间t，电流通过电动机做功为W2＝U2It，所以有W1<W2，电流通过电动机线圈产生的电热由焦耳定律得Q2＝I2Rt，故有Q1＝Q2.选项D正确．
答案：D
8.速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后分成甲、乙两束，其
运动轨迹如图所示，其中S0A＝2
3S0C，则下列相关说法中正确的是
()
A ．甲束粒子带正电，乙束粒子带负电
B ．甲束粒子的比荷大于乙束粒子的比荷
C ．能通过狭缝S 0的带电粒的速率等于E B 2
D ．若甲、乙两束粒子的电荷量相等，则甲、乙两束粒子的质量比为3∶2
解析：由左手定则可判定甲束粒子带负电，乙束粒子带正电，A
错；粒子在磁场中做圆周运动，满足B 2q v ＝m v 2r ，即q m ＝v B 2r
，由题意知r 甲<r 乙，所以甲束粒子的比荷大于乙束粒子的比荷，B 对；由qE
＝B 1q v 知能通过狭缝S 0的带电粒子的速率等于E B 1
，C 错；由q m ＝v B 2r 知m 甲m 乙＝r 甲r 乙
，D 错． 答案：B
9．两电荷量分别为q 1和q 2的点电荷放在x 轴上的O 、M 两点，两电荷连线上各点电势φ随x 变化的关系如图所示，其中A 、N 两点的电势均为零，ND 段中的C 点电势最高，则( )
A ．N 点的电场强度大小为零
B ．q 1电量小于q 2
C ．NC 间场强方向指向x 轴负方向
D ．将一正点电荷从N 点移到D 点，电场力先做正功后做负功 解析：该图象的斜率等于场强
E ，则知N 点电场强度不为零，故
A 错误．如果q 1和q 2为等量异种电荷，点连线中垂线是等势面，故连线中点为零电势点；由于OA >AM ，故q 1>q 2；故
B 错误．由图可知：OM 间电场强度方向沿x 轴正方向，M
C 间电场强度方向沿x 轴负方向，NC 间场强方向指向x 轴负方向，故C 正确．由于从N 到
D ，电势先增加后减小；将一正电荷从N 点移到D 点，根据公式
E p ＝q φ，电势能先增加后减小，故电场力先做负功后做正功，故D 错误．
答案：C
10.如图所示的电容式话筒就是一种电容式传感器，其原理是：导电性振动膜片与固定电极构成了一个电容器，当振动膜片在声压的作用下振动时，两个电极之间的电容发生变化，电路中电流随之变化，这样声信号就变成了电信号．则当振动膜片向右振动时( )
A ．电容器电容值减小
B ．电容器带电荷量减小
C ．电容器两极板间的电场强度增大
D ．电阻R 上电流方向自左向右
解析：振动膜片向右振动时电容器两极板的距离变小，由C ＝
εS
4πkd
知电容值增大，电容器板间电压U 不变，由C ＝Q U 知电容器带电荷量增大，正在充电，所以R 中电流方向自右向左．在U 不变的情
况下，d减小，由E＝U
可知板间电场强度增大，故A、B、D错误，
d
C正确．故选C.
答案：C
二、多项选择题(本题共4小题，每题4分，共16分，每小题有多个选项是正确的，全选对得4分，少选得2分，选错、多选或不选得0分)
11.某一热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，在一次实验中，将该热敏电阻与一小灯泡串联，通电后各自的电流I随所加电压U 变化的图线如图所示，M为两元件的伏安特性曲线的交点．则关于热敏电阻和小灯泡的下列说法正确的是()
A．图线b是小灯泡的伏安特性曲线，图线a是热敏电阻的伏安特性曲线
B．图线a是小灯泡的伏安特性曲线，图线b是热敏电阻的伏安特性曲线
C．图线中的M点表示该状态小灯泡的电阻大于热敏电阻的电阻
D．图线中M点对应的状态，小灯泡的功率与热敏电阻的功率相等
解析：由于小灯泡的电阻随温度的升高而增大，热敏电阻的电阻随温度的升高而减小，所以图线b是小灯泡的伏安特性曲线，图线a
是热敏电阻的伏安特性曲线，选项A正确，B错误．图线中的M点表示该状态小灯泡的电阻等于热敏电阻的电阻，选项C错误．图线中M点对应的状态，小灯泡的功率与热敏电阻的功率相等，选项D 正确．
答案：AD
12．如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a与c 关于MN对称，b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上．以下判断正确的是()
A．b点电场强度大于d点电场强度
B．b点电场强度小于d点电场强度
C．a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差
D．试探电荷＋q在a点的电势能小于在c点的电势能
解析：在两等量异号电荷连线上，中间点电场强度最小；在两等量异号电荷连线的中垂线上，中间点电场强度最大，所以b点场强小于d点场强，选项A错误，B正确；由对称性可知，a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差，故选项C正确；因a点的电势高于c点的电势，故试探电荷＋q在a点的电势能大于在c点的电势能，选项D错误．
答案：BC
13.空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图中的正方形为其边界．一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O 点入射．这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子，不计重力．下列说法正确的是
( )
A ．入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同
B ．入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同
C ．在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同
D ．在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大
解析：由于粒子比荷相同，由R ＝m v qB
可知速度相同的粒子轨迹半径相同，运动轨迹也必相同，B 正确；对于入射速度不同的粒子在磁场中可能的运动轨迹如图所示，由图可知，粒子的轨迹直径不超过磁场边界一半时转过的圆心角都相同，运动时间都为半个周期，而由
T ＝2πm qB
知所有粒子在磁场运动周期都相同，故A 、C 皆错误；再由t ＝θ2πT ＝θm qB 可知D 正确．
答案：BD
14.如图所示，M 、N 是真空中的两块平行金属板．质量为m 、电荷量为q 的带电粒子，以初速度v 0由小孔进入电场，当M 、N 间电压为U 时，粒子恰好能到达N 板．如果要使这个带电粒子到达M 、
N 板间距的12
后返回，下列措施中能满足要求的是(不计带电粒子的重力)( )
A ．使初速度减为原来的12
B ．使M 、N 间电压加倍
C ．使M 、N 间电压提高到原来的4倍
D ．使初速度和M 、N 间电压都减为原来的12
解析：由题意知，带电粒子在电场中做减速运动，在粒子恰好能到达N 板时，由动能定理可得：
－qU ＝－12
m v 20. 要使粒子到达两极板中间后返回，设此时两极板间电压为
U 1，粒子的初速度为v 1，则由动能定理可得：－q U 12＝－12
m v 21.
取立两方程得：U 12U ＝v 21v 20
. 答案：BD
三、实验题(共19分)
15．(每空3分，共9分)用游标为20分度的游标卡尺测量一根金属丝的长度，由图1可知其长度为________mm ；
图1
图2
图3
(2)用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，其示数如图2所示，该金属导线的直径为________mm ；
(3)用多用电表的电阻“×100”挡，按正确的操作步骤测某金属导体的电阻，表盘的示数如图3，则该电阻的阻值约为________Ω.
解析：(1)由图示游标卡尺可知，其示数为：
50 mm ＋3×0.05 mm ＝50.15 mm ；
(2)由图示螺旋测微器可知，其示数为：
1．5 mm＋38.0×0.01 mm＝1.880 mm；
(3)由图示欧姆表可知，其示数为：
12×100 Ω＝1 200 Ω.
答案：(1)50.15(2)1.880(3)1 200
16．(每空3分，共9分)在利用伏安法测定电池的电动势和内电阻的实验中，某同学的实际连线如图甲所示(电流表A：0～0.6～3 A，电压表V：0～3～15 V)．
图甲图乙
(1)经仔细检查、诊断知，该图中有两处不太合理的连线，那么这两处不太合理的连线对应的编号是________．
(2)若利用改正后的正确的连线图，实验后，测得数据，并画出电源的输出特性图象(U－I图)如图乙．则该电源的电动势为________，电源内阻为________．
解析：(1)电流表要用0～0.6 A量程，电压表要用0～3 V量程，故③、⑤不合理．
(2)根据U－I图象可得E＝3 V，r＝ΔU
ΔI
＝2 Ω.
答案：(1)③⑤(2)3 V 2 Ω
四、计算题(共35分)
17．(10分)如图所示，有一对长4 cm的平行金属板，相距3 cm
倾斜放置与水平面成37°角，两板间加上50 V 电压，有一带电粒子质量为4×10－8 kg ，以1 m/s 的速度自A 板左边缘C 水平进入电场，在电场中沿水平方向运动并恰好从B 板边缘水平飞出，虚线为其运动轨迹，g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6.求：
(1)带电粒子所带电量；
(2)带电粒子飞出电场时的速度．
解析：(1)对带电粒子受力分析，如图所示．
因带电粒子水平方向沿直线运动，
所以mg ＝qE cos 37°，又E ＝U d
， 解得：q ＝mgd U cos 37°
＝4×10－8×10×3×10－250×0.8 C ＝3×10－10 C. (2)令带电粒子飞出电场时速度为v ，
由动能定理得：qU ＝12m v 2－12
m v 20， 解得：v ＝72
m/s. 18．(12分)一电动势为48 V 的蓄电池恰能给都标有“46 V 23 W ”的一电动机和一灯泡并联供电．已知电动机的内阻R ＝4 Ω，求：
(1)回路的总电流和电源的内阻；
(2)电动机的输出功率和效率；
(3)电源的效率．
解析：(1)由题意知路端电压U ＝46 V ，内电压为：U r ＝E －U ＝48 V －46 V ＝2 V .
总电流为I ＝2P U ＝2×2346
A ＝1 A. 电源内阻为：r ＝U r I ＝21
Ω＝2 Ω. (2)电动机总功率：P ＝23 W.
电动机热功率：P ′＝I ′2R ＝0.52×4 W ＝1 W.
电动机输出功率：P ″＝23 W －1 W ＝22 W.
效率为：η＝2223
＝95.6%. (3)电源总功率：P ＝EI ＝48×1 W ＝48 W.
电源内阻消耗功率为：ΔP ＝I 2 r ＝12×2 W ＝2 W.
电源效率：η＝P －ΔP P ＝48－248
＝95.8%. 19．(14分)(2016·海南卷)如图，A 、C 两点分别位于x 轴和y 轴上，∠OCA ＝30°，OA 的长度为L .在△OCA 区域内有垂直于xOy 平面向里的匀强磁场．质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子，以平行于y 轴的方向从OA 边射入磁场．已知粒子从某点射入时，恰好垂直于OC 边射出磁场，且粒子在磁场中运动的时间为t 0，不计重力．
(1)求磁场的磁感应强度的大小；
(2)若粒子先后从两不同点以相同的速度射入磁场，恰好从OC 边上的同一点射出磁场，求该粒子这两次在磁场中运动的时间之和；
(3)若粒子从某点射入磁场后，其运动轨迹与AC边相切，且在磁
场内运动的时间为5
3t0，求粒子此次入射速度的大小．
解析：(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动，在时间t0内其速度方向改变了90°，故其周期T＝4t0.①
设磁感应强度大小为B，粒子速度为v，圆周运动的半径为r.由洛伦兹力公式和牛顿定律得
q v B＝m v2 r.②
匀速圆周运动的速度满足v＝2πr T.③
联立①②③式得B＝πm
2qt0.④
(2)设粒子从OA边两个不同位置射入磁场，能从OC边上的同一点P射出磁场，粒子在磁场中运动的轨迹如图甲所示．设两轨迹所对应的圆心角分别为θ1和θ2.由几何关系有θ1＝180°－θ2.⑤
粒子两次在磁场中运动的时间分别为t1与t2，则t1＋t2＝T
2＝2t0.
⑥
图甲图乙
(3)如图乙，由题目条件可知，该粒子在磁场区域中的轨迹圆弧对应的圆心角为150°.设O′为圆弧的圆心，圆弧的半径为r0，圆弧与AC相切于B点，从D点射出磁场，由几何关系和题目条件可知，此时有∠OO′D＝∠BO′A＝30°，⑦
r0cos∠OO′D＋
r0
cos∠BO′A
＝L.⑧
设粒子此次入射速度的大小为v0，由圆周运动规律得v0＝2πr0 T.
⑨
联立①⑦⑧⑨式得v0＝
3πL
7t0.
情感语录
1.爱情合适就好，不要委屈将就，只要随意，彼此之间不要太大压力
2.时间会把最正确的人带到你身边，在此之前，你要做的，是好好的照顾自己
3.女人的眼泪是最无用的液体，但你让女人流泪说明你很无用
4.总有一天，你会遇上那个人，陪你看日出，直到你的人生落幕
5.最美的感动是我以为人去楼空的时候你依然在
6.我莫名其妙的地笑了，原来只因为想到了你
7.会离开的都是废品，能抢走的都是垃圾
8.其实你不知道，如果可以，我愿意把整颗心都刻满你的名字
9.女人谁不愿意青春永驻，但我愿意用来换一个疼我的你
10.我们和好吧，我想和你拌嘴吵架，想闹小脾气，想为了你哭鼻子，我想你了
11.如此情深，却难以启齿。

其实你若真爱一个人，内心酸涩，反而会说不出话来
12.生命中有一些人与我们擦肩了，却来不及遇见；遇见了，却来不及相识；相识了，却来不及熟悉，却还要是再见
13.对自己好点，因为一辈子不长；对身边的人好点，因为下辈子不一定能遇见
14.世上总有一颗心在期待、呼唤着另一颗心
15.离开之后，我想你不要忘记一件事：不要忘记想念我。

想念我的时候，不要忘记我也在想念你
16.有一种缘分叫钟情，有一种感觉叫曾经拥有，有一种结局叫命中注定，有一种心痛叫绵绵无期
17.冷战也好，委屈也罢，不管什么时候，只要你一句软话，一个微笑或者一个拥抱，我都能笑着原谅
18.不要等到秋天，才说春风曾经吹过;不要等到分别，才说彼此曾经爱过
19.从没想过，自己可以爱的这么卑微，卑微的只因为你的一句话就欣喜不已
20.当我为你掉眼泪时，你有没有心疼过。