2020届人教版高中物理选修3-1模块综合检测含答案

模块综合检测

(时间：90分钟 满分：110分)

一、选择题(本题共14小题，每小题4分，共56分，第1～8小题只有一个选项符合题意，第9～14小题有多个选项符合题意；全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)

1.如图所示，把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N 极附近，

磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面，当线圈内通入图示方

向的电流时，线圈将( )

A ．向左运动

B ．向右运动

C ．静止不动

D ．无法确定

解析：选A 方法一：等效法。把通电线圈等效成小磁针，由安培定

则可知，线圈等效成小磁针后，左端是S 极，右端是N 极，根据异名磁极

相互吸引，线圈将向左运动。选项A 正确。

方法二：电流元法。取线圈的上、下两小段分析，如图所示，根据其中心对称性可知线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动。选项A 正确。

2.如图所示，A 、B 、C 、D 、E 是半径为r 的圆周上等间距的五个点，

在这些点上各固定一个点电荷，除A 点处的电荷量为－q 外，其余各点处

的电荷量均为＋q ，则圆心O 处( )

A ．场强大小为kq r 2，方向沿OA 方向

B ．场强大小为kq r 2，方向沿AO 方向

C ．场强大小为2kq r 2，方向沿OA 方向

D ．场强大小为2kq r 2，方向沿AO 方向

解析：选C 在A 处放一个－q 的点电荷与在A 处同时放一个＋q 和－2q 的点电荷的效果相当，因此可以认为O 处的场是五个＋q 和一个－2q 的点电荷产生的场合成的，五个＋q 处于对称位置上，在圆心O 处产生的合场强为0，所以O 点的场强相当于－2q 在O 处产生的场强。故选C 。

3．以下说法正确的是( )

A ．根据电势差的定义式U A

B ＝W AB q

，带电荷量为1 C 正电荷，从A 点移动到B 点克服电场力做功为1 J ，则A 、B 点的电势差为－1 V

B ．运动电荷在磁场中一定受到力的作用

C．磁感应强度的方向就是小磁针北极所指的方向

D．表征磁场中某点磁场的强弱是把一小段通电导线放到该点时受到的磁场力与该段导线长度和电流乘积的比值

解析：选A 从A点移动到B点克服电场力做功为1 J，所以电场力做功为－1 J，由

定义式U AB＝W AB

q

，可得A、B点的电势差为－1 V，故A正确。当运动电荷在磁场中运动方向

与磁场平行时，不受力的作用，故B错误。磁场的方向就是小磁针静止时N极所指的方向，

故C错误。磁感应强度B＝F

IL

是表征磁场中某点磁场的强弱，是把一小段通电导线“垂直磁场的方向”放到该点时受到的磁场力与该小段导线长度和电流乘积的比值，故D错误。

4.电阻R和电动机M串联接到电路中，如图所示，已知电阻R跟电动

机线圈的电阻值相等，开关接通后，电动机正常工作。设电阻R和电动机

M两端的电压分别为U1和U2，经过时间t，电流通过R做功为W1，产生的

热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生的热量为Q2，则有( )

A．U1＜U2，Q1＝Q2B．U1＝U2，Q1＝Q2

C．W1＝W2，Q1＞Q2D．W1＜W2，Q1＜Q2

解析：选A 电动机是非纯电阻，其两端电压U2＞IR＝U1，B错误；电流做的功W1＝U1It，W2＝U2It，故W1＜W2，C错误；产生的热量由Q＝I2Rt可判断Q1＝Q2，A正确，D错误。

5.两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m、电荷量

为e，从O点沿垂直于极板的方向射入电场，最远到达A点，然后返回，

如图所示，OA间距为h，则此电子的初动能为( )

A.edh

U

B.

dU

eh

C.eU

dh

D.

eUh

d

解析：选D 电子从O点到达A点的过程中，仅在电场力作用下速度逐渐减小，根据动

能定理可得－eU OA＝0－E k，因为U OA＝U

d

h，所以E k＝

eUh

d

，所以正确选项为D。

6.医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速

度。电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极N和S构成，磁极间的磁

场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁

场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看做匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中，两触点间的距离为3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160 μV，磁感应强度的大小为0.040 T。则血

流速度的近似值和电极a 、b 的正负为( )

A ．1.3 m/s ，a 正、b 负

B ．2.7 m/s ，a 正、b 负

C ．1.3 m/s ，a 负、b 正

D ．2.7 m/s ，a 负、b 正

解析：选A 根据左手定则，正离子在磁场中受到洛伦兹力的作用向上偏，负离子在磁场中受到洛伦兹力的作用向下偏，因此电极a 为正极，电极b 为负极；当达到平衡时，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零，则qE ＝Bqv ，又E ＝U d ，得v ＝U Bd ＝160×10

－60.04×3×10

－3 m/s ＝1.3 m/s ，选项A 正确。 7．如图所示，在一平面正方形MNPQ 区域内有一匀强磁场垂直纸面向

里，磁感应强度为B ，一质量为m ，电荷量为q 的粒子以速度v 从Q 点沿

着与边QP 夹角为30°的方向垂直进入磁场，从QP 边界射出，已知QP 边

长为a ，不计粒子的重力，下列说法正确的是( )

A ．该粒子带正电

B ．运动过程中粒子的速度不变

C ．粒子在磁场中运动的时间为

πm 3qB D ．粒子的速度的最大值为qBa 2m

解析：选C 粒子从PQ 边射出磁场，粒子刚射入磁场时受到的洛伦兹力垂直于速度斜向右下方，由左手定则可知，粒子带负电，故A 错误；粒子在磁场中做匀速圆周运动，粒子速度大小不变而方向发生变化，粒子速度发生变化，故B 错误；粒子在磁场中转过的圆

心角θ＝2×30°＝60°，粒子在磁场中的运动时间：t ＝θ360°T ＝60°360°×2πm qB ＝πm 3qB

，故C 正确；粒子从P 点射出磁场时轨道半径最大，粒子速度最大，此时粒子轨道半径r ＝a ，由牛顿第

二定律得：qvB ＝m v 2r ，粒子的最大速度：v ＝qBr m ＝qBa m

，故D 错误。 8．在某控制电路中，需要连成如图所示的电路，主要由电动势为

E 、内阻为r 的电源与定值电阻R 1、R 2及电位器(滑动变阻器)R 连接而

成，L 1、L 2是红、绿两个指示灯，当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆

时针滑向a 端时，下列说法中正确的是( )

A ．L 1、L 2两个指示灯都变亮

B ．L 1、L 2两个指示灯都变暗

C ．L 1变亮，L 2变暗

D ．L 1变暗，L 2变亮

解析：选B 当电位器向a 段滑动时，电路的总电阻减小，干路电流增大，所以内电压