模塊綜合試卷(滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1．在物理學(xué)的研究中科學(xué)家使用了許多研究方法，如控制變量法、等效法、類比法、理想模型法、微元法等等，這些方法對(duì)我們學(xué)好物理有很大幫助。以下關(guān)于所用物理學(xué)研究方法的敘述正確的是()A．為研究磁場(chǎng)強(qiáng)弱而引入了電流元，應(yīng)用了等效法B．在研究磁場(chǎng)時(shí)，用假設(shè)的磁感線來(lái)描述真實(shí)的磁場(chǎng)，應(yīng)用的是類比法C．在探究電阻與材料、長(zhǎng)度和橫截面積三者之間的關(guān)系時(shí)應(yīng)用了控制變量法D．在電路中，可以用幾個(gè)合適的小電阻串聯(lián)來(lái)代替一個(gè)大電阻，這應(yīng)用了類比法答案C2.某區(qū)域的電場(chǎng)線分布如圖所示，M、N、P是電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn)，則下列說(shuō)法正確的是()A．P、N兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度不相等，但方向相同B．同一檢驗(yàn)電荷在M點(diǎn)受到的靜電力小于在N點(diǎn)受到的靜電力C．同一檢驗(yàn)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能一定小于在N點(diǎn)的電勢(shì)能D．帶正電的粒子僅在靜電力作用下，一定沿電場(chǎng)線PN運(yùn)動(dòng)答案B3.(2024·潮州市高二期末)如圖所示，A、B兩閉合線圈用同樣的導(dǎo)線繞成，A有10匝，B有20匝，兩線圈半徑之比為2∶1。勻強(qiáng)磁場(chǎng)只分布在B線圈內(nèi)，當(dāng)磁場(chǎng)隨時(shí)間均勻增強(qiáng)時(shí)()A．A中無(wú)感應(yīng)電流B．B中無(wú)感應(yīng)電流C．穿過(guò)A的磁通量總是等于穿過(guò)B的磁通量D．穿過(guò)A的磁通量總是大于穿過(guò)B的磁通量答案C解析當(dāng)磁場(chǎng)隨時(shí)間均勻增強(qiáng)時(shí)，穿過(guò)線圈A、B的磁通量都增大，都將產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A、B錯(cuò)誤；磁感線穿過(guò)線圈A、B的有效面積相同，所以穿過(guò)A的磁通量總是等于穿過(guò)B的磁通量，故C正確，D錯(cuò)誤。4.(2024·四川省成都市第七中學(xué)模擬)如圖所示為一邊長(zhǎng)為d的正方體，在FE、ND兩邊放置足夠長(zhǎng)直導(dǎo)線，通有大小相等的電流I，電流方向如圖所示。若一根無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線通過(guò)電流I時(shí)，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)在距離導(dǎo)線d處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，則圖中C點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為()A．0B．2BC．BD.eq\r(2)B答案D解析根據(jù)右手螺旋定則，放置在FE邊直導(dǎo)線中的電流在C點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向沿CM；放置在ND邊直導(dǎo)線中的電流在C點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向沿FC；故C點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為BC＝eq\r(B2＋B2)＝eq\r(2)B，故選D。5．有一場(chǎng)強(qiáng)方向與x軸平行的靜電場(chǎng)，電勢(shì)φ隨坐標(biāo)x變化的關(guān)系圖線如圖所示，若規(guī)定x軸正方向?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)的正方向，則該靜電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E隨x變化的圖線應(yīng)是()答案B解析0～2mm，電勢(shì)φ升高，則知電場(chǎng)線方向沿x軸負(fù)方向，E為負(fù)，2～10mm，電勢(shì)φ降低，順著電場(chǎng)線，則知電場(chǎng)線方向沿x軸正方向，E為正，故A、C、D不符合題意；0～2mm，E＝eq\f(U,d)＝－eq\f(40,2×10－3)V/m＝－2×104V/m,2～10mm，E＝eq\f(U,d)＝eq\f(80,8×10－3)V/m＝1×104V/m，10～12mm，E＝eq\f(U,d)＝－2×104V/m，故B符合題意。6.如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向平行于O、P、Q三點(diǎn)所在的平面，三點(diǎn)的連線構(gòu)成一個(gè)直角三角形，∠P是直角，∠O＝30°，PQ＝2cm，三點(diǎn)的電勢(shì)分別是φO＝5V，φP＝11V，φQ＝13V。下列敘述正確的是()A．電場(chǎng)的方向沿QO方向，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為2V/mB．OQ連線中點(diǎn)的電勢(shì)為6.5VC．電子在P點(diǎn)的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)低2eVD．沿O→P→Q路徑將電子從O點(diǎn)移動(dòng)到Q點(diǎn)，靜電力做的功為8eV答案D解析QO間的電勢(shì)差為8V，將QO分成4等份，每份的電勢(shì)差為2V，如圖所示，由幾何關(guān)系知OQ＝4cm，若A點(diǎn)的電勢(shì)為11V，則OA的長(zhǎng)度為3cm。AQ的長(zhǎng)度為1cm。根據(jù)幾何關(guān)系可知，PA⊥OQ，故PA所在的直線為等勢(shì)線，電場(chǎng)線沿QO方向從Q指向O。電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E＝eq\f(U,d)＝eq\f(8V,4cm)＝2V/cm，故A錯(cuò)誤；根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)等差等勢(shì)面的特點(diǎn)，OQ連線中點(diǎn)的電勢(shì)為φ＝eq\f(φO＋φQ,2)＝eq\f(5＋13,2)V＝9V，B錯(cuò)誤；將電子從P移動(dòng)到Q點(diǎn)，靜電力做功WPQ＝－eUPQ＝－e×(－2V)＝2eV，靜電力做正功，電勢(shì)能減小，故電子在P點(diǎn)的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)高2eV，故C錯(cuò)誤；靜電力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與始、末位置有關(guān)，故WOPQ＝WOQ＝－e×(－8V)＝8eV，D正確。7．(2023·河北省武強(qiáng)中學(xué)高二期中)某種小燈泡的U－I曲線如圖甲所示，三個(gè)完全相同的這種小燈泡連接成如圖乙所示的電路，電源的內(nèi)阻為1.0Ω，現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)S，理想電壓表的示數(shù)為4.0V，則()A．外電路的總電阻約為8.3ΩB．電源電動(dòng)勢(shì)為5.0VC．電源內(nèi)阻消耗的熱功率為3.0WD．電源的效率約為50%答案A解析理想電壓表的示數(shù)為4.0V，根據(jù)U－I圖像得流過(guò)L1的電流為I1＝0.6A，燈泡L1的電阻為R1＝eq\f(4.0,0.6)Ω＝eq\f(20,3)Ω，另外兩個(gè)完全相同的小燈泡并聯(lián)，則流過(guò)L2的電流為0.3A，根據(jù)U－I圖像得它們的電壓為1.0V，燈泡L2、燈泡L3的電阻為R2＝R3＝eq\f(1.0,0.3)Ω＝eq\f(10,3)Ω，則外電路的總電阻約為R＝R1＋eq\f(R2·R3,R2＋R3)≈8.3Ω，故A正確；根據(jù)閉合電路歐姆定律，電源電動(dòng)勢(shì)為E＝U1＋U2＋I(xiàn)1r＝4.0V＋1.0V＋0.6×1.0V＝5.6V，故B錯(cuò)誤；電源內(nèi)阻消耗的熱功率為Pr＝I12r＝0.62×1.0W＝0.36W，故C錯(cuò)誤；電源的效率約為η＝eq\f(UI,EI)×100%＝eq\f(U1＋U2,E)×100%≈89.3%，故D錯(cuò)誤。二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。8.如圖所示，水平放置的平行板電容器上極板帶正電，所帶電荷量為Q，板間距離為d，上極板與靜電計(jì)相連，靜電計(jì)金屬外殼和電容器下極板都接地。在兩極板正中間P點(diǎn)有一個(gè)靜止的帶電油滴，所帶電荷量絕對(duì)值為q，靜電力常量為k，下列說(shuō)法正確的是()A．油滴帶負(fù)電B．油滴受到的靜電力大小為eq\f(4kQq,d2)C．若僅將上極板平移到圖中虛線位置，則靜電計(jì)指針張角減小D．若僅將上極板平移到圖中虛線位置，則油滴將加速向上運(yùn)動(dòng)答案AC解析根據(jù)題意知，油滴所受靜電力與重力平衡，電場(chǎng)強(qiáng)度方向豎直向下，故油滴帶負(fù)電，A正確；兩極板間的電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，庫(kù)侖定律不適用，B錯(cuò)誤；上極板下移，板間距d減小，根據(jù)C＝eq\f(εrS,4kπd)，U＝eq\f(Q,C)＝eq\f(4kπdQ,εrS)，則E＝eq\f(U,d)＝eq\f(4πkQ,εrS)，故電場(chǎng)強(qiáng)度E不變，F(xiàn)＝qE，可知油滴所受靜電力不變，油滴靜止不動(dòng)，根據(jù)U＝Ed可知兩極板間電壓變小，靜電計(jì)指針張角減小，故C正確，D錯(cuò)誤。9.如圖所示，光滑絕緣水平細(xì)桿上套有一個(gè)小球，其質(zhì)量為m，帶電荷量為＋q，O、a、b是細(xì)桿垂線上的三點(diǎn)，O在桿上且Oa＝Ob，在a、b兩點(diǎn)分別固定一個(gè)電荷量為－Q的點(diǎn)電荷。小球從圖示位置以初速度v0向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中()A．速度一定先減小后增大B．加速度一定先增大后減小C．對(duì)細(xì)桿的作用力始終保持不變D．電勢(shì)能先減小后增大答案CD解析在O左側(cè)，小球受到的靜電力合力向右，在O右側(cè)小球受到的靜電力合力向左，小球在向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，在O左側(cè)做加速運(yùn)動(dòng)，在O右側(cè)做減速運(yùn)動(dòng)，所以小球的速度先增大后減小，A錯(cuò)誤；根據(jù)電場(chǎng)線的分布情況，電場(chǎng)強(qiáng)度可能先減小后增大，所以小球所受的靜電力可能先減小后增大，則加速度可能先減小后增大，B錯(cuò)誤；兩個(gè)電荷量為－Q的點(diǎn)電荷對(duì)小球的庫(kù)侖力在豎直方向的分力大小相等，方向相反，所以細(xì)桿對(duì)小球的作用力等于小球的重力，始終保持不變，C正確；在小球向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，所受的靜電力先做正功后做負(fù)功，所以電勢(shì)能先減小后增大，D正確。10．(2023·廣州市華南師大附中高二期末)如圖所示，圖甲中M為一電動(dòng)機(jī)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的觸頭從一端滑到另一端的過(guò)程中，兩電壓表的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化情況如圖乙所示。已知電流表讀數(shù)在0.2A以下時(shí)，電動(dòng)機(jī)沒(méi)有發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。不考慮電表對(duì)電路的影響，以下判斷正確的是()A．電路中電源電動(dòng)勢(shì)為3.4VB．滑動(dòng)變阻器的觸頭向右滑動(dòng)時(shí)，V2讀數(shù)逐漸增大C．此電路中，電動(dòng)機(jī)的最大輸出功率為0.9WD．滑動(dòng)變阻器的最大阻值為30Ω答案BD解析由電路圖甲知，電壓表V2測(cè)量路端電壓，電流增大時(shí)，內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，所以最上面的圖線表示V2的電壓與電流的關(guān)系，此圖線的斜率大小等于電源的內(nèi)阻，則有r＝eq\f(3.4－3.0,0.3－0.1)Ω＝2Ω，由題圖乙可知，當(dāng)電流為0.1A時(shí)，路端電壓為3.4V，則由閉合回路歐姆定律可得，電路中電源電動(dòng)勢(shì)為E＝U2＋I(xiàn)r＝3.6V，故A錯(cuò)誤；變阻器的觸頭向右滑動(dòng)時(shí)，R阻值變大，總電流減小，內(nèi)電壓減小，路端電壓值即為V2讀數(shù)，逐漸增大，故B正確；根據(jù)題意，由題圖乙可知，當(dāng)電動(dòng)機(jī)兩端電壓為3V時(shí)，流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為0.3A，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸入功率最大，最大輸入功率為P＝UI＝0.9W，因電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻的影響，則電動(dòng)機(jī)的最大輸出功率一定小于0.9W，故C錯(cuò)誤；根據(jù)題意，由題圖乙可知，電動(dòng)機(jī)的電阻為rM＝eq\f(0.8－0.4,0.2－0.1)Ω＝4Ω，當(dāng)I＝0.1A時(shí)，電路中電流最小，變阻器的阻值最大，則有I＝eq\f(E,r＋rM＋Rm)，解得Rm＝30Ω，故D正確。三、非選擇題：本題共5小題，共54分。11.(8分)用伏安法測(cè)量電阻阻值R，并求出電阻率ρ。給定電壓表(內(nèi)阻約為50kΩ)、電流表(內(nèi)阻約為40Ω)、滑動(dòng)變阻器(最大阻值20Ω)、電源、開(kāi)關(guān)、待測(cè)電阻(約為250Ω)及導(dǎo)線若干。(1)(2分)在圖甲中完成測(cè)量的電路圖。(2)(2分)圖乙中的6個(gè)點(diǎn)表示實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的6組電流I、電壓U的值，要求在圖中畫出U－I圖像。并根據(jù)圖像求出電阻阻值R＝________Ω。(保留3位有效數(shù)字)(3)(2分)待測(cè)電阻是一均勻材料制成的圓柱體，長(zhǎng)度L已知。用50分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量其直徑，如圖丙所示。由圖可知其直徑為_(kāi)_______cm。(4)(2分)由于實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)測(cè)量出的ρ________(選填“大于”“等于”或“小于”)材料真實(shí)的ρ0。答案(1)如圖所示(2)如圖所示223(208～230內(nèi)的整數(shù)均正確)(3)0.800(4)小于12．(8分)(2023·湖北卷)某實(shí)驗(yàn)小組為測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，設(shè)計(jì)了如圖(a)所示電路，所用器材如下：電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻很大)；電流表(量程0～0.6A)；電阻箱(阻值0～999.9Ω)；干電池一節(jié)、開(kāi)關(guān)一個(gè)和導(dǎo)線若干。(1)(2分)根據(jù)圖(a)，完成圖(b)中的實(shí)物圖連線。(2)(4分)調(diào)節(jié)電阻箱到最大阻值，閉合開(kāi)關(guān)。逐次改變電阻箱的電阻，記錄其阻值R、相應(yīng)的電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)作出的U－I圖像如圖(c)所示，則干電池的電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)_______V(保留3位有效數(shù)字)、內(nèi)阻為_(kāi)_______Ω(保留2位有效數(shù)字)。(3)(1分)該小組根據(jù)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)一步探究，作出eq\f(1,I)－R圖像如圖(d)所示。利用圖(d)中圖像的縱軸截距，結(jié)合(2)問(wèn)得到的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻，還可以求出電流表內(nèi)阻為_(kāi)_______Ω(保留2位有效數(shù)字)。(4)(1分)由于電壓表內(nèi)阻不是無(wú)窮大，本實(shí)驗(yàn)干電池內(nèi)阻的測(cè)量值________(填“偏大”或“偏小”)。答案(1)見(jiàn)解析圖(2)1.580.64(3)2.5(4)偏小解析(1)實(shí)物連線如圖：(2)由電路結(jié)合閉合電路的歐姆定律可得U＝E－Ir由圖像可知E＝1.58V內(nèi)阻r＝eq\f(1.58－1.37,0.33)Ω＝0.64Ω(3)根據(jù)E＝I(R＋RA＋r)可得eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)·R＋eq\f(RA＋r,E)由圖像可知eq\f(RA＋r,E)＝2A－1解得RA＝2.5Ω(4)由于電壓表內(nèi)阻不是無(wú)窮大，則實(shí)驗(yàn)測(cè)得的是電壓表內(nèi)阻與電源內(nèi)阻的并聯(lián)值，即實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的電池內(nèi)阻偏小。13.(12分)(2023·遼寧省鳳城市第一中學(xué)高二期中)一提升重物用的直流電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的電路圖如圖所示。電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻r0＝0.4Ω，電路中另一電阻R＝10Ω，電源電動(dòng)勢(shì)E＝180V，內(nèi)阻r＝2Ω，電壓表的示數(shù)U＝120V。(1)(5分)求通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流；(2)(2分)求輸入電動(dòng)機(jī)的電功率；(3)(5分)若電動(dòng)機(jī)以v＝1m/s的速度勻速豎直向上提升重物，求該重物的質(zhì)量。(g取10m/s2)答案(1)5A(2)600W(3)59kg解析(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律有E＝Ur＋UR＋U解得Ur＋UR＝60V電動(dòng)機(jī)、電源和電阻R串聯(lián)，通過(guò)的電流相等I＝eq\f(Ur＋UR,r＋R)＝eq\f(60,2＋10)A＝5A(2)輸入電動(dòng)機(jī)的電功率為P＝UI＝120×5W＝600W(3)電動(dòng)機(jī)的輸出功率為P出＝UI－I2r0＝(120×5－52×0.4)W＝590W若電動(dòng)機(jī)以v＝1m/s的速度勻速豎直向上提升重物，拉力為F＝eq\f(P出,v)＝eq\f(590,1)N＝590N由平衡條件得G＝F＝590N該重物的質(zhì)量為m＝eq\f(G,g)＝59kg。14．(12分)科技在我國(guó)的“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”中發(fā)揮了重要作用，某科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一款用于收集工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的固體顆粒的裝置，其原理簡(jiǎn)圖如圖所示。固體顆粒通過(guò)帶電室時(shí)帶上正電荷，顆粒從A點(diǎn)無(wú)初速度地進(jìn)入加速區(qū)，經(jīng)B點(diǎn)進(jìn)入徑向電場(chǎng)區(qū)，沿eq\f(1,4)圓弧BC運(yùn)動(dòng)，再經(jīng)C點(diǎn)豎直向下進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)區(qū)，最終打在豎直收集擋板上的G點(diǎn)。建立如圖所示坐標(biāo)系，帶電室、加速區(qū)、徑向電場(chǎng)區(qū)在第二象限，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)區(qū)和擋板在第四象限。已知固體顆粒的比荷為1×10－3C/kg，加速區(qū)板間電壓為U＝2×103V，圓弧BC上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同且為E1＝2.5×104V/m，方向都指向圓弧BC的圓心D點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)區(qū)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E2＝4×104V/m，方向水平向右，擋板距離y軸0.2m。不計(jì)重力、空氣阻力及顆粒間的作用力，求：(1)(6分)帶電固體顆粒離開(kāi)加速區(qū)的速度大小及圓弧BC的半徑；(2)(6分)G點(diǎn)與x軸之間的距離。答案(1)2m/s0.16m(2)0.2m解析(1)從A到B的加速過(guò)程有qU＝eq\f(1,2)mv2解得v＝2m/s從B到C的過(guò)程，固體顆粒受到的徑向靜電力提供向心力，有qE1＝meq\f(v2,R)解得R＝0.16m(2)C到G過(guò)程，固體顆粒做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)從O點(diǎn)落到G點(diǎn)的時(shí)間為t，則x＝eq\f(1,2)at2qE2＝may＝vt解得y＝0.2m。15．(14分)(2024·成都市石室中學(xué)高二月考)如圖，圓弧軌道AB的圓心為O，半徑為R＝2.5m，圓弧軌道AB的B點(diǎn)與水平地面BE相切，B點(diǎn)在O點(diǎn)的正下方，在B點(diǎn)的右側(cè)有一豎直虛線CD，B點(diǎn)到豎直虛線CD的距離為L(zhǎng)1＝2.5m，豎直虛線CD的左側(cè)有一水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E1(大小未知)，豎直虛線CD的右側(cè)有場(chǎng)強(qiáng)大小為E2(大小未知)、豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)。豎直虛線CD的右側(cè)有一豎直墻壁EF，墻壁EF到豎直虛線CD的距離為L(zhǎng)2＝1m，墻壁EF底端E點(diǎn)與水平地面BE相連接，墻壁EF的高度也為L(zhǎng)2＝1m。現(xiàn)將一電荷量為q＝＋4×10－