1、模塊綜合測試一(時間:90分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共10小題,每小題4分,共40分.在每小題給出的四個選項中,有的只有一個選項正確,有的有多個選項正確.全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分)1.電容器是一種常用的電子元件.對電容器認識正確的是().A.電容器的電容表示其儲存電荷的能力B.電容器的電容與它所帶的電荷量成正比C.電容器的電容與它兩極板間的電壓成正比D.電容的常用單位有F和pF,1 F=103 pF答案:A解析:電容器的電容就是表示其儲存電荷的能力,由電容器本身決定,與它帶的電荷量、板間電壓無關;1 F=106 pF,故D項錯誤.2.某點電荷從靜電場中的a

2、點移到b點,電場力做功為零,則().A.電荷所受的電場力總是垂直于移動的方向B.a、b兩點間的電勢差一定為零C.a、b兩點的場強一定為零D.a、b兩點的電勢一定相等答案:D解析:由W=q(a-b)可知道a、b兩點的電勢一定相等.3.一負電荷從電場中A點由靜止釋放,只受電場力作用,沿電場線運動到B點,它運動的速度時間圖象如圖甲所示,則A、B所在區域的電場線分布情況可能是圖乙中的().甲乙答案:C解析:由vt圖象知電荷的速度越來越大,加速度越來越大,電荷為負電荷,受力方向與場強方向相反,所以選C.4.如圖所示,在示波管下方有一根水平放置的通電直導線,則示波管中的電子束將().A.向上偏轉B.向下偏

3、轉C.向紙外偏轉D.向紙里偏轉答案:A解析:由安培定則可知導線上方磁場垂直紙面向外,電子垂直磁場進入,由左手定則可知,電子向上偏轉.5.如圖所示,MN是一條水平放置的固定長直導線, P是一個通有電流I2的與MN共面的金屬環,可以自由移動.長直導線與金屬圓環均包有絕緣漆皮.當MN中通上圖示方向的電流I1時,金屬環P在磁場力作用下將().A.沿紙面向上運動B.沿紙面向下運動C.水平向左運動D.由于長直導線包有絕緣漆皮,其磁場被屏蔽,金屬環P將靜止不動答案:B解析:由安培定則和左手定則可知,金屬環P受到的磁場力沿金屬環所在平面向下,故B選項正確.絕緣漆皮不會屏蔽磁場,D選項錯誤.6.在如圖所示的電路

4、中電源電動勢為E,內電阻為r.閉合開關S,待電流達到穩定后,電流表示數為I,電壓表示數為U,電容器C所帶電荷量為Q,將滑動變阻器P的滑動觸頭, 從圖示位置向a一端移動一些,待電流達到穩定后,則與P移動前相比().A.U變小B.I變小C.Q增大D.Q減小答案:BC解析:當滑動變阻器P的滑動觸頭, 從圖示位置向a一端移動時,其電阻值增大,由閉合電路的歐姆定律可知,電路的電流I減小;變阻器R兩端的電壓增大,即電容器C兩端的電壓增大,顯然所帶電荷量Q增大.7.如圖所示為一磁流體發電機示意圖,A、B是平行正對的金屬板,等離子體(電離的氣體,由自由電子和陽離子構成,整體呈電中性)從左側進入,在t時間內有n

5、個自由電子落在B板上,則關于R中的電流大小及方向判斷正確的是().A.I=,從上向下B.I=,從上向下C.I=,從下向上D.I=,從下向上答案:A解析:在t時間內,落到B板的電子數為n個,即q=ne,根據電流的定義式I=,得通過R的電流大小為I=,方向從上向下.8.某靜電場的電場線分布如圖所示,圖中P、Q兩點的電場強度的大小分別為EP和EQ,電勢分別為UP和UQ,則().A.EP>EQ,UP>UQB.EP>EQ,UP<UQC.EP<EQ,UP>UQD.EP<EQ,UP<UQ答案:A解析:電場線密的位置場強大,因此EP>EQ;沿電場線方向電勢

6、降低,因此有UP>UQ.A項正確.9.如圖甲是用來加速帶電粒子的回旋加速器的示意圖,其核心部分是兩個D形金屬盒.在加速帶電粒子時,兩金屬盒置于勻強磁場中,兩盒分別與高頻電源相連.帶電粒子在磁場中運動的動能Ek隨時間t的變化規律如圖乙所示,忽略帶電粒子在電場中的加速時間,則下列判斷正確的是().A.在Ekt圖中應有t4-t3=t3-t2=t2-t1B.高頻電源的變化周期應該等于tn-tn-1C.粒子加速次數越多,粒子最大動能一定越大D.要想粒子獲得的最大動能越大,可增加D形盒的面積答案:AD解析:帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的周期與速度大小無關,因此,在Ekt圖中應有t4-t3=t3

7、-t2=t2-t1,選項A正確;帶電粒子在回旋加速器中每運行一周加速兩次,高頻電源的變化周期應該等于2(tn-tn-1),選項B錯;由r=可知,粒子獲得的最大動能決定于D形盒的半徑,當軌道半徑與D形盒半徑相等時就不能繼續加速,故選項C錯、D對.10.帶電粒子以速度v沿CB方向射入一橫截面為正方形的區域,C、B均為該正方形兩邊的中點,如圖所示,不計粒子的重力.當區域內有豎直方向的勻強電場E時,粒子從A點飛出,所用時間為t1;當區域內有垂直紙面向里的磁感應強度為B的勻強磁場時,粒子也從A點飛出,所用時間為t2,下列說法正確的是().A.t1<t2B.t1>t2C.=vD.=v答案:AD

8、解析:粒子在電場中做類平拋運動,沿CB方向速度不變;在磁場中做勻速圓周運動,在CB方向上的速度分量減小.由比較得A項正確.在電場中偏轉距離=()2,磁場中幾何關系:R2=a2+(R-)2,半徑:R=解得選項D正確.二、填空題(本題共2小題,每小題8分,共16分)11.某同學用電流表和電壓表測干電池的電動勢和內阻時,所用滑動變阻器的阻值范圍020 ,連接電路的實物圖如下圖所示.(1)指出該同學接線中錯誤的和不規范的做法是:. A.滑動變阻器,不起變阻作用B.電流表接線有錯C.電壓表量程選用不當D.電壓表接線有錯(2)畫出這個實驗的正確電路圖.答案:(1)ABD(2)如圖所示解析:圖中變

9、阻器起不到變阻的作用,故選A.圖中電流表的“+”“-”接線柱出現錯誤,故選B.干電池的電動勢為1.5 V,電壓表量程適當,故C錯.但電壓表不能直接并聯到電源兩端,因為開關斷開后,電壓表仍有示數,故選D.12.在物理興趣小組活動中,一同學利用下列器材設計并完成了“探究導體阻值與長度的關系”的實驗.電壓表V1量程3 V內阻約為900 電壓表V2量程10 V內阻約為3 k電流表A量程60 mA內阻約為5 電源E1電動勢1.5 V內阻約為0.2 電源E2電動勢4.5 V內阻約為0.4 滑動變阻器(最大阻值為10 )、粗細均勻的同種電阻絲、開關、導線和刻度尺其主要實驗步驟如下:A.選取圖中器材,按示意圖

10、連接電路B.用伏安法測定電阻絲的阻值RC.用刻度尺測出電阻絲的長度LD.依次減小電阻絲的長度,保持電路其他部分不變,重復步驟B、CE.處理數據,根據下列測量結果,找出電阻絲阻值與長度的關系L/m0.995 60.804 90.598 10.402 10.195 8R/104.885.365.246.627.1為使實驗盡可能準確,請你對上述步驟中畫線處加以改進.() () 答案:()電源改選E2.()判斷電流表的內外接法,作出相應調整.解析:()由于電壓表的量程為3 V,為使測量誤差減小,電源應改選E2.()電阻絲長度減小時,電阻較小,若采用電流表的內接法,誤差較大,所以應根

11、據實際情況作出相應調整.三、解答題(本題共4小題,13、14題各10分,15、16題各12分,共44分.解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不能得分.有數值計算的題,答案中必須明確寫出數值和單位)13.如果把帶電荷量為q=1.0×10-8 C的點電荷從無窮遠移至電場中的 A點,需克服電場力做功W=1.2×10-4 J.試求:(1)q在A點的電勢能和在A點的電勢(取無窮遠處電勢為零).(2)q未移入電場前A點的電勢是多少?答案:(1)1.2×10-4 J1.2×104 V(2)1.2×104解析:(1)克服電場力做功

12、,電勢能增加,無窮遠處的電勢為零,電荷在無窮遠處的電勢能也為零,所以EA=EA-0=W=1.2×10-4 J正電荷在電勢高處具有的電勢能大,即A點的電勢A>0A= V=1.2×104 V.(2)A點的電勢是由電場本身決定的,跟A點是否有電荷存在無關,所以在移入電場前,A點電勢仍為1.2×104 V.14.在POQ區域內有磁感應強度為B的勻強磁場,磁場方向如圖所示,負離子質量為m,電荷量為-q,從邊界OQ上的A點垂直于OQ也垂直于磁場方向射入磁場,OA=d,若要求離子不從OP邊界射出磁場,離子的速度v應滿足什么條件?答案:v解析:由離子在A點所受洛倫茲力方向可

13、確定圓心一定在AQ線上,離子從OP邊界射出磁場的臨界軌跡是軌跡圓,且恰與OP相切,如圖所示.確定臨界軌跡圓的圓心:從軌跡圓和OP的切點D作OP的垂線交AQ于C即圓心,畫出臨界軌跡圓,利用幾何知識可得臨界半徑r=(+1)d.滿足條件的半徑r(+1)d,再利用物理規律r=可確定v的取值范圍v.15.如圖所示,在直角坐標系xOy的 y>0空間內存在垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應強度的大小為B.許多質量為m的帶電粒子,以相同的速率v沿位于紙面內的各個方向,由O點射入磁場區域.不計重力,不計粒子間的相互影響.圖中曲線表示帶電粒子可能經過的區域邊界,其中邊界與y軸交點P的坐標為(0,a),邊界與x軸

14、交點為Q.求: (1)試判斷粒子帶正電荷還是負電荷? (2)粒子所帶的電荷量. (3)Q點的坐標.答案:(1)正電(2)(3)(-a,0)解析:(1)由左手定則得粒子帶正電. (2)粒子進入磁場后做勻速圓周運動,粒子從O點沿x軸正方向進入磁場做圓周運動的軌跡恰是邊界的右邊曲線.其圓半徑R=解得粒子帶電荷量q =. (3)當帶電粒子沿y軸方向射入磁場時,軌跡圓與x軸的交點即Q,OQ=2R=aQ點的坐標為(-a,0).16.如圖所示,在xOy坐標平面的第一象限內有沿-y方向的勻強電場,在第四象限內有垂直于平面向外的勻強磁場.現有一電荷量為+q、質量為m的粒子(不計重力)以初速度v0沿-x方向從坐標為(3l,l)的P點開始運動,接著進入磁場后由坐標原點O射出,射出時速度方向與y軸方向的夾角為45°,求:(1)粒子從O點射出時的速度v和電場強度E.(2)粒子從P點運動到O點過程所用的時間.答案:(1)v0(2)(8+)解析:依題意知,帶電粒子在電場中做類平拋運動,設其剛進入磁場時的點為Q點.在磁場中粒子做勻速圓周運動,最終由O點射出.(1)由對稱性可知,粒子在Q點時速度大小為v,方向與-x軸方向成45°,則有