2020-2021学年高中物理新教材人教版必修第三册作业：综合检测 Word版含解析

2020-2021学年高中物理新教材人教版必修第三册作业：综合检测 Word版含解析

必修第三册　综合检测 ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ 一、单项选择题(本题共8小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，每小题4分，共32分)‎ ‎1．有A、B、C三个点电荷，若将A、B放在距离为‎12 cm的位置上，B受到A的库仑力大小为F，若将B、C放在距离为‎12 cm的位置上，B受到C的库仑力大小为‎2F，那么C与A所带电荷量之比是(　C　)‎ A．12 B．1‎4 C．21 D．41‎ 解析：将A、B放在距离为‎12 cm的位置上，B受到A的库仑力大小为F；将B、C放在距离为‎12 cm的位置上，B受到C的库仑力大小为‎2F；根据库仑定律公式F＝k，当距离一定时，库仑力与电荷量的乘积成正比；现在库仑力变为2倍，说明电荷量乘积变为2倍，即：qBqC＝2qAqB，故qCqA＝21；故选C.‎ ‎2．夜间，居民楼的楼道里只是偶尔有人经过，“长明灯”会造成浪费．科研人员利用“光敏”材料制成“光控开关”——天黑时自动闭合，天亮时自动断开；利用“声敏”材料制成“声控开关”——当有人走动发出声音时自动闭合，无人走动时自动断开．若将这两种开关配合使用，就可以使楼道里的灯变得“聪明”．这种“聪明”的电路是图中的(　D　)‎ 解析：在白天时，一般不需要灯照明的；天黑以后，特别是夜深人静时，一般也不需要灯照明的，也就是说天黑且人在楼道里走动时需要．对于选项A，“声控开关”闭合时，发生短路；对于选项B，不管是“光控开关”，还是“声控开关”‎ 各自都能让灯发光，节能目的达不到；对于选项C，“光控开关”闭合时，发生短路；对于选项D，“光控开关”与“声控开关”同时闭合时，灯才亮，所以达到节能的目的．‎ ‎3.如图是一种台灯亮度调节器电路图，圆环为电阻丝，P为可调节滑片，下列说法中正确的有(　D　)‎ A．P在b点，灯最亮 B．P在c点，灯最亮 C．P从a点滑向b点过程中，电流逐渐增大 D．P从a点滑向b点过程中，电流逐渐减小 解析：P在a点，变阻器接入电路的电阻最小，电路中电流最大，则灯消耗的功率最大，灯最亮；b点时电阻不是最小，灯不是最亮，故A、B错误；P从a点滑向b点过程中，变阻器接入电路的电阻增大，根据欧姆定律得知电流逐渐减小，故C错误、D正确．‎ ‎4.在竖直向下的匀强电场中，有a、b两个带电液滴，分别竖直向上和向下做匀速直线运动，液滴间相互作用力不计，则(　A　)‎ A．a、b带同种电荷 B．a、b带异种电荷 C．a的电势能增大 D．b的电势能减小 解析：a、b 两个带电液滴在竖直向下的匀强电场中分别竖直向上和向下做匀速直线运动，则a、b两带电液滴均受到竖直向上的与其自身重力平衡的电场力，故a、b带同种电荷，且带负电，选项A正确、B错误；电场力对a做了正功，a的电势能减小，选项C错误；电场力对b做了负功，b的电势能增加，选项D错误．‎ ‎5.如图所示，质量相等的两个带电液滴1和2从水平方向的匀强电场中O点自由释放后，分别抵达B、C两点，若AB＝BC，则它们带电荷量之比q1∶q2等于(　B　)‎ A．1∶2 B．2∶1‎ C．1∶ D.∶1‎ 解析：竖直方向有h＝gt2，水平方向有l＝t2，联立可得q＝，所以有＝，B正确．‎ ‎6．把6个相同的电灯接成如图甲、乙所示两电路，通过调节供电电压与变阻器R1、R2的阻值，使两组电灯均能正常发光，并且两电路消耗的总电功率也相同，则R1、R2大小满足(　A　)‎ A．R2＝9R1 B．R2＝6R‎1 C．R2＝3R1 D．R1＝R2‎ 解析：设每个灯泡正常发光时其电流为I，则题图甲中总电流为3I，题图乙中总电流为I；要使两电路消耗的总电功率也相同，需使PR1＝PR2，即(3I)2R1＝I2R2，故R2＝9R1，所以选项A正确．‎ ‎7.在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路，当调节滑动变阻器R 使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为‎0.5 A和2.0 V．重新调节R使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为‎2.0 A和24.0 V．则这台电动机正常运转时输出功率为(　A　)‎ A．32 W B．44 W C．47 W D．18 W 解析：当电动机停止转动时，由题得电动机的电阻：R＝＝ Ω＝4 Ω；当电动机正常转动时，电动机的总功率：P＝U1I1＝24 V×‎2 A＝48 W，电动机的发热功率：PR＝IR＝(‎2 A)2×4 Ω＝16 W；电动机正常运转时的输出功率是：P输出＝P－PR＝48 W－16 W＝32 W．故选A.‎ ‎8.如图所示的装置是在竖直平面内放置的光滑绝缘轨道，处于水平向右的匀强电场中，一带负电的小球从高为h的A处由静止开始下滑，沿轨道ABC运动后进入圆环内做圆周运动．已知小球所受电场力是其重力的，圆环半径为R，斜面倾角为θ＝53°，轨道水平段BC长度sBC＝2R.若使小球在圆环内恰好能做完整的圆周运动，则高度h为(　C　)‎ A．2R B．4R C．10R D．17R 解析：‎ 小球所受的重力和电场力均为恒力，故两力可等效为一个力F＝＝mg，方向与竖直方向的夹角为37°偏左下．若使小球在圆环内恰好能做完整的圆周运动，即通过等效最高点D时小球与圆环间的弹力恰好为0，由圆周运动知识可得mg＝m，由A到D的过程由动能定理得mg(h－R－Rcos37°)－mg(htan37°＋2R＋Rsin37°)＝mv，解得h＝10R，故选项C正确，选项A、B、D错误．‎ 二、多项选择题(本题共4小题，在每小题给出的四个选项中，有的有两个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错的得0分，共16分)‎ ‎9.如图所示，两极板水平放置的平行板电容器间形成匀强电场，两极板间相距为d.一带负电的微粒从上板M的边缘以初速度v0射入，沿直线从下极板N的边缘射出．已知微粒的电荷量为q、质量为m.下列说法正确的是(　CD　)‎ A．微粒运动的加速度大于g ‎ B．微粒的电势能减小了mgd C．两极板间的电势差为 ‎ D．M极板的电势高于N极板的电势 解析：带电微粒在合外力作用下沿斜线运动，所以加速度为零．因为电场力向上，所以电场线竖直向下．负电荷由高电势向低电势移动，电势能增加了mgd.‎ ‎10.如图所示，在玻璃管中心轴上安装一根直导线，玻璃管外绕有线圈，直导线的一端和线圈的一端分别跟感应圈的两放电柱相连．开始，感应圈未接通电源，点燃蚊香，让烟通过玻璃管冒出．当感应圈电源接通时，玻璃管中的导线和管外线圈间就会加上高电压，立即可以看到不再有烟从玻璃管中冒出来了．过一会儿还可以看到管壁吸附了一层烟尘，这是因为(　AC　)‎ A．烟尘在高压电场作用下带上了负电 B．烟尘在高压电场作用下带上了正电 C．带负电的烟尘吸附在线圈上，因此看不到有烟冒出 D．带正电的烟尘吸附在直导线上，因此看不到有烟冒出 解析：烟尘在直导线和管外线圈形成的高压电场作用下，带上了负电．带负电的烟尘颗粒被吸附到了带正电的线圈上，因此看不到有烟冒出，A、C项正确．‎ ‎11.如图所示，线圈abcd在匀强磁场区域ABCD中，下列哪种情况下线圈中有感应电流产生(　ACD　)‎ A．把线圈变成圆形(周长不变)‎ B．使线圈在磁场中加速平移 C．使磁场增强或减弱 D．使线圈以过ab的直线为轴旋转 解析：‎ 把线圈变成圆形(周长不变)，线圈面积变大，通过线圈的磁通量增大，线圈中有感应电流产生，A正确；使线圈在磁场中加速平移，通过线圈的磁通量不变，线圈中没有感应电流产生，B错误；使磁场增强或减弱，通过线圈的磁通量增大或减小，线圈中有感应电流产生，C正确；使线圈以过ab的直线为轴旋转，线圈在磁场中的有效面积发生变化，线圈中磁通量发生变化，线圈中有感应电流产生，D正确．‎ ‎12.如图所示，用半偏法测电流表的内阻Rg下面说法正确的是(　AC　)‎ A．开关S1接通前，R必须调节到高阻值的位置 B．开关S2接通后，R的阻值可以调节 C．当电流表的示数从满偏电流Ig调节到半偏电流时，R′中的电流稍大于 Ig D．开头S1接通前，R′必须调节到高阻值 解析：开关S1接通前，R必须调节到高阻值的位置，以免烧坏电流表，而R′不需要调到高阻值，选项A正确，D错误；开关S2接通后，R的阻值不再调节，以保证电路中的电流不变，选项B错误；开关S2接通后，电路的总电阻减小，总电流变大，则当电流表的示数从满偏电流Ig调节到半偏电流时，R′中的电流稍大于Ig，选项C正确．‎ 三、填空题(本题共2小题，共18分)‎ ‎13．(8分)现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度，螺旋测微器和游标卡尺的示数如图(a)和图(b)所示．‎ ‎(1)由上图(a)读得圆柱体的直径为__1.847(1.846～1.849均对)__mm，图(b)的游标尺上每一个小刻度的长度是__0.05__mm，该圆柱体的长度为__5.015__cm.‎ ‎(2)若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别用D、L表示，则用测得的D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ＝　　.‎ ‎14．(10分)在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：‎ A．待测干电池(电动势约为1.5 V，内阻小于1.0 Ω)　　　B．电流表G(满偏电流Ig＝3 mA，内阻Rg＝10 Ω)‎ C．电流表A(0～‎0.6 A，内阻0.1 Ω) D．滑动变阻器R1(0～20 Ω，‎10 A)‎ E．滑动变阻器R2(0～200 Ω，‎1 A) F．定值电阻R0(990 Ω)‎ G．开关和导线若干 ‎(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了图甲中的a、b两个参考实验电路．其中合理的是图__b__所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选__D__(填写器材的字母代号)．‎ ‎(2)图乙为该同学根据(1)中选出的合理实验电路，利用测出的数据绘出的I1－I2图线(I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数)，则由图线可得被测电池的电动势E＝__1.48(1.47～1.49均正确)__V，内阻r＝__0.8(0.78～0.82均正确)__Ω.‎ 解析：(1)电路a中电流表A和定值电阻R0组成的电压表量程为0.6×990.1 V≈594 V，而电源电动势仅约为1.5 V，所以电路a不合理，电路b合理，电源的内阻较小，又滑动变阻器采用限流式改变电路，所以用滑动变阻器R1改变电路较为方便．‎ ‎(2)根据实验原理可知电流表G的读数乘以(10＋990) Ω，即为电路的路端电压，所以图线在纵轴上的截距乘以(10＋990) Ω，可得电源电动势E＝1.48×10－3×1 000 V＝1.48 V；从图线上取两点得电池的内阻r＝ Ω＝0.8 Ω.‎ 四、计算题(本题共3小题，共34分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位)‎ ‎15．(10分)电量为q＝1×10－‎4 C的带正电小物块置于绝缘水平面上，所在空间存在沿水平方向且方向始终不变的电场，电场强度E的大小与时间t的关系，以及物块速度v与时间t的关系如图所示．若重力加速度g取‎10 m/s2，求：‎ ‎(1)物块的质量m；‎ ‎(2)物块与水平面之间的动摩擦因数μ.‎ 答案：(1)‎1 kg　(2)0.2‎ 解析：(1)由v－t图象可知，前2 s物体做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有qE1－μmg＝ma,2 s后物体做匀速直线运动，由平衡条件有qE2＝μmg，联立得q(E1－E2)＝ma，由E－t图象和v－t 图象可得，E1＝3×104 N/C，E2＝2×104 N/C，a＝‎1 m/s2，代入数据可解得m＝‎1 kg；(2)动摩擦因数μ＝＝＝0.2.‎ ‎16．(12分)如图所示的电路中，R1＝9 Ω，R2＝30 Ω，S闭合时，电压表V的示数为11.4 V，电流表A的示数为‎0.2 A，S断开时，电流表A的示数为‎0.3 A，求：‎ ‎(1)电阻R3的值；‎ ‎(2)电源电动势E和内阻r.‎ 答案：(1)15 Ω　(2)12 V　1 Ω 解析：(1)S闭合时，R2两端的电压U2＝I2R2＝0.2×30 V＝6 V R1两端的电压U1＝U－U2＝11.4 V－6 V＝5.4 V 通过R1的电流I1＝＝ A＝‎‎0.6 A 通过R3的电流I3＝I1－I2＝‎0.6 A－‎0.2 A＝‎‎0.4 A 所以R3＝＝＝15 Ω.‎ ‎(2)由闭合电路欧姆定律，S闭合时E＝U＋I1r S断开时，E＝I′(R1＋R2＋r)．‎ 解得E＝12 V，r＝1 Ω.‎ ‎17. (12分)如图所示，在竖直平面内放置着绝缘轨道ABC，AB部分是半径R＝‎0.40 m的光滑半圆形轨道，BC部分是粗糙的水平轨道，BC轨道所在的竖直平面内分布着E＝1.0×103 V/m的水平向右的有界匀强电场，AB为电场的左侧竖直边界．现将一质量为m＝‎ ‎0.04 kg‎、电荷量为q＝－1×10－‎4 C的滑块(视为质点)从BC上的某点由静止释放，滑块通过A点时对轨道的压力恰好为零．已知滑块与BC间的动摩擦因数为μ＝0.05，不计空气阻力，g取‎10 m/s2.求：‎ ‎(1)滑块通过A点时速度vA的大小；‎ ‎(2)滑块在BC轨道上的释放点到B点的距离x；‎ ‎(3)滑块离开A点后在空中运动速度v的最小值．‎ 答案：(1)‎2 m/s　(2)‎5 m　(3)‎1.94 m/s 解析：(1)因为滑块通过A点时对轨道的压力恰好为零，‎ 所以有mg＝，解得vA＝‎2 m/s.‎ ‎(2)根据动能定理可得：‎ ‎|q|Ex－μmgx－mg·2R＝mv，‎ 解得x＝‎5 m.‎ ‎(3)滑块离开A点后在水平方向上做匀减速直线运动，‎ 故有：vx＝vA－t＝2－2.5t 在竖直方向上做自由落体运动，‎ 所以有vy＝gt＝10t，‎ v＝＝ 故vmin＝ m/s≈‎1.94 m/s.‎