2017-2018学年高中物理(SWSJ)鲁科版选修3-1 模块综合检测
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模块综合检测(时间：90分钟 满分：110分)一、选择题(本题共15小题，每小题4分，共60分，第1～9题只有一项符合题目要求，第10～15题有多项符合题目要求，全都选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．关于物理学史，下列说法中不正确的是( )A ．电荷量e 的数值最早是由美国物理学家密立根测得的B ．法拉第不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像C ．法拉第通过实验研究确认了真空中两点电荷之间相互作用力的规律D ．库仑在前人工作的基础上，通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的规律答案：C2．下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是( )A ．根据电场强度的定义式E ＝F q 可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比B ．根据电容的定义式C ＝Q U可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比C ．根据真空中点电荷的电场强度公式E ＝k Q r 2可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量无关D ．根据电势差的定义式U AB ＝W AB q 可知，带电荷量为1 C 的正电荷，从A 点移动到B点克服电场力做功为1 J ，则A 、B 两点间的电势差为－1 V解析：选D 电场强度E 与F 、q 无关，由电场本身决定，A 错误；电容C 与Q 、U 无关，由电容器本身决定，B 错误；E ＝k Q r 2是决定式，C 错误；在电场中，克服电场力做功，电势能增加，D 正确。
3．人体内存在着生物磁场，吸入体内的磁性粉尘进入肺部、肠胃被外磁场磁化后，这些部位的磁场就会发生变化。
通过监测人体磁场图谱，可以及时了解人体的健康状况。
与正常人相比，下列人体磁图中黑色方块和白色方块分别表示磁场变化较大和变化较小的区域。
电焊工可能吸入过量的铁质粉尘，若出现这种情况，对应的人体磁图是( )解析：选A电焊工吸入过量的铁质粉尘进入肺部，所以在胸腔上部两侧肺所在的位置磁场变化会较大，故A正确，B、C、D错误。
4.如图1所示，表面导线均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘线水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，“×”表示导线中电流的方向垂直于纸面向里。
开关S闭合后，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是()图1A．水平向左B．水平向右C．竖直向下D．竖直向上解析：选C开关闭合后，根据安培定则可判定导线所在处磁感线的方向为水平向右，再由左手定则可判定导线受到安培力的方向为竖直向下，选项C正确。
5．如图所示的四个电场中，均有相互对称分布的a、b两点，其中电势和场强都相同的是()解析：选B A中，a、b两点场强的方向不同，A错误；B中，a、b两点电势和场强均相同，B正确；C中，a点电势高于b点电势，C错误；D中，a、b两点场强的方向不同，D错误。
6.一带正电的粒子在电场中做直线运动的v-t图像如图2所示，t1、t2时刻分别经过M、N两点，已知在运动过程中粒子仅受电场力作用，则下列判断正确的是()图2A．该电场可能是由某正点电荷形成的B．M点的电势高于N点的电势C．带电粒子从M点运动到N点的过程中，电势能逐渐增大D ．带电粒子在M 点所受电场力大于在N 点所受电场力解析：选C 由v -t 图像可知：该粒子做的是匀减速直线运动，则粒子所处电场为匀强电场，A 、D 错误；由于粒子带正电，正电荷受力方向跟该点场强方向相同，如图所示，因沿着电场线方向电势降低，故M 点的电势低于N 点的电势，B 错误；带电粒子从M 点运动到N 点，电场力做负功，电势能增加，C 正确。
7.如图3所示，三条长直导线都通以垂直于纸面向外的电流，且I 1＝I 2＝I 3，则距三导线等距离的A 点的磁感应强度方向为( )图3A ．向上B ．向右C ．向左D ．向下解析：选B I 2与I 3在A 处所产生的磁感应强度大小相等，由安培定则知I 2与I 3在A 处的磁场方向相反，磁感应强度的矢量和为零，只有I 1在A 处产生磁场的磁感应强度方向向右，B 正确。
8．如图4所示，一重力不计的带电粒子以初速度v 0射入水平放置、距离为d 的两平行金属板间，射入方向沿两极板的中心线。
当极板间所加电压为U 1时，粒子落在A 板上的P点。
如果将带电粒子的初速度变为2v 0，同时将A 板向上移动d 2后，使粒子由原入射点射入后仍落在P 点，则极板间所加电压U 2为( )图4A ．U 2＝3U 1B ．U 2＝6U 1C ．U 2＝8U 1D ．U 2＝12U 1解析：选D 板间距离为d ，射入速度为v 0，板间电压为U 1时，在电场中有：d 2＝12at 2，a ＝qU 1md ，t ＝x v 0，解得U 1＝md 2v 02qx 2；A 板上移d 2，射入速度为2v 0，板间电压为U 2时，在电场中有：d ＝12a ′t ′2，a ′＝2qU 23md ，t ′＝x 2v 0，解得U 2＝12md 2v 02qx 2，即U 2＝12U 1，选D 。
9.如图5所示，半径为R 的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面)，磁感应强度大小为B ，方向垂直于纸面向外。
一电荷量为q (q ＞0)、质量为m 的粒子沿平行于直径ab 的方向射入磁场区域，射入点与ab 的距离为R 2。
已知该粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°，则粒子的速率为(不计重力)( )图5A.qBR 2mB.qBR mC.3qBR 2mD.2qBR m解析：选B 作出粒子运动轨迹如图中实线所示。
因P 到ab 距离为R 2，可知α＝30°。
因粒子速度方向改变60°，可知转过的圆心角2θ＝60°。
由图中几何关系有⎝⎛⎭⎫r ＋R 2tan θ＝R cos α，解得r ＝R 。
再由Bq v ＝m v 2r 可得v ＝qBR m，故B 正确。
10.如图6所示，光滑绝缘的水平桌面上，固定着一个带电荷量为＋Q 的小球P 。
带电荷量分别为－q 和＋2q 的小球M 和N ，由绝缘细杆相连，静止在桌面上。
P 与M 相距L ，P 、M 和N 视为点电荷，下列说法正确的是( )图6A ．M 与N 的距离大于LB ．P 、M 和N 在同一直线上C ．在P 产生的电场中，M 、N 处的电势相同D ．M 、N 及细杆组成的系统所受合外力为零解析：选BD 由于小球M 、N 及细杆处于静止状态，因此M 、N 及细杆组成的系统合外力为零，D 项正确；整体受到的库仑力的合力为零，即k Qq L 2＝k Q ·2q (r ＋L )2，解得r ＝(2－1)L ，A 项错误；由于P 对M 、N 的库仑力等大反向，因此P 、M 、N 三者必在一条直线上，B 项正确；在P 点产生的电场中，离P 点越远电势越低，C 项错误。
11．如图7所示，电源电动势为E ，内电阻忽略不计，滑动变阻器的滑片P 置于中点；两平行极板间有垂直纸面的匀强磁场，一带正电的粒子以速度v 0正好水平向右匀速穿过两板(不计重力)。
以下说法中正确的是( )图7A ．若粒子带负电，也可以沿图示方向以相同速度沿直线穿过此区域B ．将滑片P 向上移动一点，该粒子穿出两板过程中电势能减小C ．将滑片P 向上移动一点，该粒子穿出两板过程中动能减小D ．把R 调为原来的一半，则能沿直线穿出的粒子速度为v 02解析：选AC 由带正电的粒子匀速穿过两极板可知，粒子所受电场力与洛伦兹力平衡，即qE 场＝q v 0B ；若粒子带负电，则粒子所受电场力及洛伦兹力均反向，大小不变，仍然是一对平衡力，粒子照样可以匀速沿直线穿过此区域，A 正确。
滑片向上移动，则滑动变阻器接入电路的阻值减小，极板间电压减小，由E 场＝U d知极板间场强减小，粒子进入磁场时所受电场力减小，而洛伦兹力不变，粒子将发生偏转，洛伦兹力不做功，电场力做负功，电势能增大，动能减小，B 错误，C 正确。
若粒子速度减为v 02后仍然可以沿直线穿过极板，则由qE 场′＝q v 02B ＝qE 场2可知，E 场′＝E 场2，即U ′＝U 2。
又由极板间电压即滑动变阻器两端电压U R ＝RE R 0＋R知，当R 减为原来的一半时，极板间电压并不是变成原来的一半，D 错误。
12.在如图8所示的电路中，E 为电源的电动势，r 为电源的内电阻，R 1、R 2为可变电阻。
在下列叙述的操作中，可以使灯泡L 的亮度变暗的是( )图8A ．仅使R 1的阻值增大B ．仅使R 1的阻值减小C ．仅使R 2的阻值增大D ．仅使R 2的阻值减小解析：选AD 由“串反并同”可知要使灯泡变暗，则要求与其串联(包括间接串联)的器件阻值增大或与其并联(包括间接并联)的器件阻值减小，故A 、D 正确，B 、C 错误。
13.如图9所示，直导线处于足够大的磁场中，与磁感线成θ＝30°角，导线中通过的电流为I ，为了增大导线所受的安培力，可采取的办法是( )图9A．增大电流IB．增加直导线的长度C．使导线在纸面内顺时针转30°角D．使导线在纸面内逆时针转60°角解析：选ABD由安培力公式F＝IlB sin θ知增大电流、增加直导线的长度以及增大电流方向与磁场方向的夹角θ都可以增大导线所受的安培力，且导线逆时针转60°角时安培力最大，故A、B、D正确，C错误。
14．(2015·全国卷Ⅱ)有两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，Ⅰ中的磁感应强度是Ⅱ中的k倍。
两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动。
与Ⅰ中运动的电子相比，Ⅱ中的电子() A．运动轨迹的半径是Ⅰ中的k倍B．加速度的大小是Ⅰ中的k倍C．做圆周运动的周期是Ⅰ中的k倍D．做圆周运动的角速度与Ⅰ中的相等解析：选AC两速率相同的电子在两匀强磁场中做匀速圆周运动，且Ⅰ磁场磁感应强度B1是Ⅱ磁场磁感应强度B2的k倍。
由q v B＝m v2r得r＝m vqB∝1B，即Ⅱ中电子运动轨迹的半径是Ⅰ中的k倍，选项A正确。
由F合＝ma得a＝F合m＝q v Bm∝B，所以a2a1＝1k，选项B错误。
由T＝2πrv得T∝r，所以T2T1＝k，选项C正确。
由ω＝2πT得ω2ω1＝T1T2＝1k，选项D错误。
15.如图10所示，已知电源电动势E＝2 V，电源内阻r＝0.5 Ω，小灯泡电阻R0＝2 Ω，滑动变阻器R最大阻值为10 Ω。
当开关闭合后，调节滑动变阻器，设灯泡电阻不随温度变化而变化，则()图10A．当滑动变阻器阻值调至0.5 Ω时，电源输出功率最大B．当滑动变阻器阻值调至1.5 Ω时，灯泡最亮C．当滑动变阻器阻值逐渐减小时，电源输出功率逐渐增大D．当滑动变阻器阻值调至2.5 Ω时，滑动变阻器的电功率最大解析：选CD 灯泡为定值电阻，其功率P ＝I 2R 0＝⎝⎛⎭⎫E R0＋r ＋R 2R 0，因此当R ＝0时，I 有最大值，灯泡功率最大，最亮，选项B 错误；由P -R图像可知因R 0＞r ，故当R 逐渐减小时，电源输出功率逐渐增大，选项A错误，C 正确；将R 0等效为内阻，则r ′＝R 0＋r ＝2.5 Ω，因此当R ＝r ′＝2.5 Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大，选项D 正确。
