湖北省2020届高三物理上学期模块单元检测试题PDF.pdf

1、【单元检测评估卷物理(一)人教版选修 第 页(共页)QG】物理考生注意:本卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分.满分分,考试时间分钟.答卷前,考生务必将密封线内的项目填写清楚.请将第卷的答案填在第卷前面的答题表中.第卷用黑色墨水签字笔答题.题号第卷第卷总 分合分人复分人得分第卷(选择题 共分)一、选择题:本题共小题,在每小题给出的四个选项中,第题只有一个选项正确,第题有多个选项正确,全部选对的得分,选对但不全的得分,有选错的得分.物理学上把本身的线度比相互之间的距离小得多的带电体叫做点电荷关于点电荷说法正确的是A点电荷的带电量可以是任意值B物体带电量很大时不可以看作点电荷C体积很小的带电

2、体一定能看成点电荷D“点电荷”模型与运动学的“质点”模型类似关于电场线和电场强度,下列说法正确的是A库仑首先提出电场线形象生动地描绘电场B电场强度是用来表示电场的强弱和方向的物理量C电场强度的方向总是跟试探电荷在该点受到的电场力的方向一致D在电场中某点放入试探电荷q,该点的场强为EFq,取走q 后,该点场强为零如图是起电盘,获得静电的简单装置年由伏特发明它是由一块绝缘物质(如石蜡、硬橡胶、树脂等)制成的平板和另一块带有绝缘柄的导电平板构成的下列说法正确的是Aa图中的绝缘板带的正电是凭空产生的【单元检测评估卷物理(一)人教版选修 第 页(共页)QG】Bb图中的导电平板应该需要接触绝缘板Cc图中的

3、不用接地也能使导电平板带电Dd图中的导电平板是感应出来的异种电荷两个分别带有电荷量Q 和Q 的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r 的两处,它们间库仑力的大小为F两小球相互接触后将其固定距离变为r,这时A 和B 之间的作用力大小为F,则F 与F之比为ABCD在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b 两点其中a、b 两点电场强度大小不相等且方向也不同的是A甲图中与点电荷等距的a、b 两点B乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b 两点C丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b 两点D丁图中非匀强电场中的a、b 两点如图所示,两个带异种电荷的小球P 和Q(可视为点

4、电荷)分别拴在两根轻绳的一端,另一端分别固定在水平天花板的 A 点和水平地面的B 点两球静止后呈现如图所示的位形两球的重力不可忽略,设BQ 与水平线成 角,AP 与水平线成 角,PQ 连线与竖直线成 角(角在图中未画出),则下列角度大小关系正确的是ABCD无法确定下列说法中正确的是A元电荷实质上是指电子本身B把 C的电荷量叫元电荷C带电体的电荷量是不能连续变化的物理量D元电荷的数值最早由法国物理学家库仑测得在静电场中,对电场线的理解正确的是A电场线是真实存在的一簇曲线B电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷C电场线一定不相交也不能平行D在同一幅电场线分布图中电场越弱的地方,电场线越稀

5、疏【单元检测评估卷物理(一)人教版选修 第 页(共页)QG】如图所示,在真空中一个弧立点电荷形成的电场中,一条竖直向上的电场线上有a、b 两点一带电质点(不影响原电场的分布)在a 处由静止释放后沿电场线向下运动,到达b 点时速度恰好为零则下面说法正确的是A该带电质点一定带负电荷B此过程中该带电质点机械能减少Cb 点的电场强度小于a 点的电场强度D质点在a 点到b 点过程中所受到的合力先减小后增大如图所示在光滑绝缘水平面上,电荷量为Q,Q两个正点电荷分别固定于 A 点和B 点,两点相距L在以L 为直径的光滑绝缘半圆环也位于水平面上,其上穿着一个带电小球q(视为质点),在P 点平衡,PA 与AB

6、的夹角为,且,则AtanQQBtanQQCQQDQ、Q在O 点的合场强方向沿A 指向B题号答案第卷(非选择题 共分)二、实验探究题(本大题共小题,共分.)(分)某同学取一对用绝缘柱支持的导体A 和B,使得他们依次接触起初它们不带电,贴在下部的金属箔是闭合的,做了如下的实验:如图甲所示,把一带正电荷的物体 D 移近导体A(移近图乙的装置),贴在 A、B 的金属箔会张开,这时把 A 和B 分开(如图丙所示),然后移去 D,金属箔仍旧会张开,此时导体 B 带(填“正电”、“负电”或“不带电”),这种方法使金属导体带电的现象叫 现象再让 A 和B 接触,金属箔会(填“张开”或“闭合”)(分)某物理兴趣

7、小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素A 是一个带正电的物体,系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离,静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来他们分别进行了以下操作【单元检测评估卷物理(一)人教版选修 第 页(共页)QG】步骤一:把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的 P、P、P等位置,比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小步骤二:使小球处于同一位置,增大(或减小)小球所带的电荷量,比较小球所受的静电力的大小()图甲中实验采用的方法是 (填正确选项前的字母)A理想实验法B等效替代法C微小量放大法D控制变量法()图甲实验表明,电荷之间的静电力随着电荷量的增

8、大而增大,随着距离的减小而(填“增大”、“减小”或“不变”)()接着该组同学使小球处于同一位置,增大(或减少)小球 A 所带的电荷量,比较小球所受作用力大小的变化如图乙,悬挂在 P 点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球B在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球 A当 A 球到达悬点P 的正下方并与B 在同一水平线上B 处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向角度为若两次实验中 A 的电量分别为q和q,分别为和,则qq为三、计算题(本大题共小题,共分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.)(分)如图所示

9、,带电荷量分别为q 和q 的两点电荷A、B,相距L,问:()若 A、B 固定,在何处放置点电荷C,才能使C 处于平衡状态?()在()中的情形下,C 的电荷量和电性对C 的平衡有影响吗?()若 A、B 不固 定,在何处放一个什么性质的 点 电 荷,才 可 以 使 三 个 点 电 荷 都 处 于 平 衡状态?【单元检测评估卷物理(一)人教版选修 第 页(共页)QG】(分)一根绝缘细绳上端固定在天花板上,下端挂一个质量 mkg,带电量qC 的带电小球,小球所处的空间中存在水平方向的匀强电场,如图所示,小球静止时,细线与竖直方向的夹角为,已知当地的重力加速度为gm/s求:()该电场中电场强度的方向;(

10、)电场强度E 的大小和绳子上的拉力F拉 的大小;()求剪断细绳开始,小球经过s的位移(设匀强电场无限宽,小球还没有落地)(分)如图,ABC 是一条足够长的绝缘水平轨道,轨道 CB 处在方向水平向右、大小 E N/C的匀强电场中,一质量 mkg、电荷量q C的可视为质点的小滑块,在距离B 点Lm 的 A 点处,以初速度vm/s开始向右运动已知小滑块与轨道间的动摩擦因数,取gm/s,求:()求小滑块在B 点的速度大小;()小滑块在电场中运动离B 点的最远距离;()小滑块在电场中运动的时间【单元检测评估卷物理(一)人教版选修 第 页(共页)QG】(分)两个带电小球 A 和B,质量分别为 m、m,带有

11、同种电荷,带电荷量分别为q、qA、B 两球均放在光滑绝缘的水平板上,A 球固定,B 球被质量为m的绝缘挡板 P 挡住静止,A、B 两球相距为d,如图所示某时刻起挡板P 在向右的水平力F 作用下开始向右做匀加速直线运动,加速度大小为a,经过一段时间带电小球B 与挡板P 分离求:()力F 的最大值和最小值;()带电小球B 与挡板分离时的速度【单元检测评估卷物理参考答案人教版选修 第 页(共页)QG】参考答案(一)D 当带电体的大小、形状对它们间相互作用力的影响可忽略时,这个带电体可看作点电荷,带电体能否看作点电荷是由研究问题的性质决定,与自身大小形状和电量大小无关,故 B错误;带电体的电量一定是元

12、电荷的整数倍,即点电荷的电荷量不能是任意值,故 A 错误;点电荷是将带电物体简化为一个带电的点,是理想化物理模型,“点电荷”模型忽略自身形状和体积,相当于运动学的“质点”模型,故 C错误,D 正确;故本题选 DB 法拉第首先提出电场线形象生动地描绘电场,故 A 错误;电场强度是用来表示电场的强弱和方向的物理量,故 B正确;电场强度的方向总是跟正电荷所受电场力的方向一致,跟负电荷所受电场力的方向相反,故 C 错误;在电场中某点电场强度由电场本身性质决定,所以取走q 后,该点场强不变,故 D 错误;故选 BD 导电平板靠近带电绝缘板并接地时发生静电感应,使导电平板带上异种电荷,D 正确A 相距为r

13、 时,根据库仑定律得 FkQQrkQr,接触后各自带电量变为 Q,则此时有 FkQQ(r)kQr,所以FF,故 A 正确D 甲图中与点电荷等距的a、b 两点场强大小相等,A 错;乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b 两点场强大小相等且方向相同,B错;丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b 两点场强大小相等,方向相反,C错;丁图中非匀强电场中的a、b 两点,b 点的场强大于a 点的场强,方向是曲线的切线方向且方向也不同,D 对B 两球之间的库仑力为吸引力,方向沿两球的连线方向,如图;由题意可知:EQDPCF;由几何关系可知:;故选 BBC 元电荷是电子的带电量,但不

14、是电子,故 A错误;我们是把质子和电子的带电量称为元电荷,即 C的电荷量叫元电荷,故 B正确;所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍,带电体的电荷量是不能连续变化的物理量,故 C正确;元电荷的数值最早由美国物理学家密立根测得,故 D错误BD 电场线实际不存在,是为形象描述电场而假想的,电场线的疏密表示电场强弱,电场线越稀疏,场强越小,电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷,电场线不闭合,电场中某点的方向等于该点沿电场线的切线方向,电场线不相交,但是可以平行,匀强电场的电场线就是平行的;故 BD 正确,AC错误ABD 带电质点由a 点释放后向下运动,到达b 点时速度恰好为零,则质点先

15、做加速运动,后做减速运动,电场力的方向必定向上,与电场线方向相反,可知该质点一定带负电,电场力一直做负功,除了重力以外的力做负功,机械能减少,故 AB正确;带电质点到b 点时速度又减为零,可知质点的运动过程中,合力先向下再向上,即重力不变,电场力增大,由电场力公式FqE 可知,b 处电场强度大于a 处电场强度,故 C错误;由上分析可知,质点所受到的合力先减小到零,再反向增大,故 D 正确;故选 ABDACD 对小球进行受力分析如图所示:根据库仑定律有:FkQqr,rLcos,FkQqr,rLsin,根据平衡条件有:tanFF,联立解得tanQQ,故 A 正确,B错误;由于,故tan,故QQ;故

16、 C正确;由于QQ,AB 处电荷均带正电,根据场强叠加可知O 点的场强方向沿A 指向B,故 D 正确【单元检测评估卷物理参考答案人教版选修 第 页(共页)QG】正电 静电感应 闭合(每空分)解析:由于物体 D 带正电,所以丙图的导体 A 会感应出负电,导体 B 会感应出正电,且电荷的总量不变,接触后会中和,即金属箔会闭合,这种靠近使金属导体带等量的异种电荷的现象叫做静电感应现象()D()增大()(每空分)解析:()此实验中比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小,再使小球处于同一位置,增大或减小小球所带的电荷量,比较小球所受的静电力的大小,所以是采用了控制变量的方法,故选 D;()在研究电

17、荷之间作用力大小的决定因素时,采用控制变量的方法进行,如本实验,根据小球的摆角可以看出小球所受作用力逐渐减小,当 Q、q 一定,d不同时,由图可知,距离越小,作用力越大;()设小球质量为 m,电量为q,与b 球的距离为r,当 A 球带电量为q时,由平衡条件得kqq(lsin)mgtan,当 A 球带电量为q时,同理可得kqq(lsin)mgtan,联立解得qq ()距离 A 为L ()无影响()与点电荷 A 相距L 处放置一个电荷量为 q 的负电荷解析:()由平衡条件,对C 进行受力分析,C 应在AB 的连线上且在A、B 之间,设C 与A 相距r,则kqQCr k qQC(Lr)(分)解得:r

18、L (分)()距离 A 为L 处,A、B 的合场强为,C 的电荷量大小和电性对其平衡无影响(分)()若将C 放在A、B 电荷两边,A、B 对C 同为向右(或向左)的力,C 都不能平衡;若将C 放在A、B 之间,C 为正电荷,则 A、B 都不能平衡,所以C 为负电荷设放置的点电荷的电荷量大小为 Q,与 A 相距r,分别对 A、B 受力分析,根据平衡条件,对电荷 A:有kqqLkQqr(分)对电荷B:有kqqLk Qq(Lr)(分)联立可得:rL,Q q(负电荷)(分)即应在 AB 连线上且在A 的右边,与点电荷 A 相距L 处放置一个电荷量为 q 的负电荷(分)()水平向右()N/C,N()m解

19、析:()细线向右偏,说明小球所受电场力方向右,小球带正电,故场强水平向右(分)()以小球为研究对象,分析小球受力,根据平衡条件可得:F拉cosmg;(分)qEmgtan(分)得到:F拉 mgcos N(分)【单元检测评估卷物理参考答案人教版选修 第 页(共页)QG】EmgtanqN/C(分)()剪断细绳后,小球的加速度aF合m m/s(分)小球向斜下方做初速度为零的匀加速直线运动x at m(分)()m/s()m()s或()s解析:()根据牛顿第二定律,小滑块的加速度大小:amgm gm/s(分)小滑块从 A 点到B 点的过程:vvB aL,解得:vB m/s(分)()根据牛顿第二定律,小滑块

20、向右减速的加速度大小:aqEmgmm/s(分)小滑块向右运动的时间:tvBa s(分)小滑块向右运动的位移:xvBtm(分)()由于qEmg,所以小滑块送减速后反向,之后向左加速,直到滑出电场根据牛顿第二定律,小滑块向左加速的加速度:aqEmgmm/s(分)小滑块在电场中向左运动的时间:txa ss(分)小滑块在电场中运动的总时间:ttts(分)()ma,(mm)akqqd ()a(kqqma d)解析:()开始运动时力F 最小,以B 球和挡板整体为研究对象,由牛顿第二定律得:Fkqqd(mm)a(分)解得最小力为:F(mm)akqqd (分)B 球与挡板分离后力F 最大,以挡板为研究对象,由

21、牛顿第二定律解得最大力为:Fma(分)()B 球与挡板分离时,其与a 球的距离为r,以B 球为研究对象,由牛顿第二定律得:kqqr ma(分)B 球匀加速直线运动的位移为:xrd(分)由运动学公式得:vax(分)由联立解得带电小球B 与挡板分离时的速度为:va(kqqma d)(分)【单元检测评估卷物理参考答案人教版选修 第 页(共页)QG】参考答案(十二)B 库仑发现发现电荷间的相互作用力的关系,并测得静电力常量,故 A 错误;荷兰物理学家洛仑兹提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力(洛仑兹力)的观点,故 B 正确;奥斯特发现电流可以使周围的磁针偏转的效应,称为电流的磁效应,故 C错

22、误;奥斯特发现了电流的周围存在磁场,法拉第最早提出了场的概念,故 D 错误;故选 BC 球C 对外界电场有静电屏蔽作用,使处于C 内部的A 球不受外界电场影响,所以 A 不偏移;但 A 在C 的外表面感应出正电荷,外表面的正电荷与球B 相互排斥,所以B 将向左偏,C正确B 电视机消耗的电能中,有一部分转化为光能,日光灯也把一部分电能转化为光能,因此只有电烙铁把电能完全转化为热量,故 B正确C 由于带电粒子在电场力作用下做曲线运动,所以电场力应指向轨迹的凹侧,且沿电场线,因带电粒子的电性不知道,所以不能确定电场强度的方向,也无法判断电势高低,故 A 错误;加速度由电场力产生,由于a 处电场线比b

23、 处稀疏,所以a 处电场强度小,由FEq 知,带电粒子在a 处受电场力小,故加速度小,B错误;若带电粒子从a 点运动到b 点,电场力与速度的夹角从钝角到锐角,那么电场力先做负功后做正功,故粒子的电势能先增大后减小,故 C 正确,D 错误B 平衡时导体棒受到竖直向下的重力、斜向左上方的弹力和水平向右的安培力,重力和安培力的合力大小与弹力大小相等,方向相反,由平衡条件有tanBILmg ,得导体棒中电流I mgBL 再由左手定则可知,导体棒中电流的方向应垂直纸面向外,故选项 B正确C a、b、c 三小球所带电荷量相同,要使三个小球做匀速圆周运动,d 球与a、b、c 三小球一定是异种电荷,由于d 球

24、的电性未知,所以a 球不一定带正 电,故 A 错 误;设 db 连 线 与 水 平 方 向 的 夹 角 为,则 cosRhR ,sinhhR ,对b 球,根据牛顿第二定律和向心力得:k qqhRcoskqRcoscosm TRma,解得:TRqmRk,a kqmR,则小球c 的加速度大小为 kqmR,故 B错误,C正确;对d 球,由平衡条件得:Fk qqhRsinmgmg kqR,故 D 错误AD 根据做直线运动的条件可知受到竖直向下的重力,水平向右的电场力和垂直于虚线向左上的洛伦兹力,如图所示:由于带电粒子做直线运动,可判断粒子合外力为零,所以小球一定带负电,且做匀速直线运动,故 A 正确;

25、沿场强方向电势逐渐降低,所以b 点的电势高于a 点的电势,故 B错误;由于电场力向右,对小球做正功,电势能减小,故 C错误;由能量守恒可知,电势能减小,机械能一定增加,故 D 正确AD 由图可知,L 与R串联后和电容器C 并联,再与R串联,电容器C 在电路稳定时相当于断路,当减小照射光强度时,光敏电阻R增大,电路的总电阻增大,总电流I 减小,R两端电压减小,电压表的示数减小,故 A 项正确;流过小灯泡的电流减小,小灯泡的功率减小,故 B项错误;电容器板间电压UC EI(Rr),I 减小,则UC 增大,电容器上的电荷量增大,故 C项错误;电压表测定值电阻R两端的电压,电流表读数等于流过定值电阻

26、R的电流,则两表示数变化量的比值 UIR,故 D 项正确AC 由于两个同种离子a 和b 的初速度大小相同,射入磁场后打到屏 P 上,则根据左手定则可以判断出这两个粒子都是带正电的,故 A 正确;由图可以看出,离子a 的偏转角度比b 大,而两种离子在磁场中的运行周期是相同的,故a在磁场中飞行的时间比b 的长,故 B错误;两个离子在磁场中的偏转半径也相同,故a 在磁场中飞行的路程比b 的长,C正确;通过画出比较可以看出a 在P 上的落点与O 点的距离比b 的远,故 D 错误;故选 ACAC 开始时电场力向右,故小球绕圆弧做顺时针的圆周运动,A正确;电场力与重力大小相等,则二者的合力指向左下方,由于

27、合力是恒力,故类似于新的重力,所以ab 弧的中点相当于竖直平面圆环的“最高点”关于圆心对称的位置【单元检测评估卷物理参考答案人教版选修 第 页(共页)QG】(即dc弧的中点)就是“最低点”,速度最大;由于a、b 两点关于新的最高点对称,若从a 点静止释放,最高运动到b点,故 B错误;当小球运动到b 点时,速度为零,故不能做完整的圆周运动,故 C正确;由于等效重力指向右下方,由于弧dc中点是等效最低点,故小球从c点运动到b 点的过程中,经过弧cb 中点时速度最大,故 D错误R测 小于 大于(每空分)解析:根据题意知R测RA RVR测,故R测更接近待测电阻的真实值图甲的测量值是 R测 与 RV 并

28、联的电阻阻值,故 R测R测真;图乙的测量值是Rx与RA 串联的电阻阻值,故R测R测真()R(分)()(II)(RRA)I(分)()mA(分)(分)解析:()电流表与一定值电阻串联后可测 LED 灯的电压,定值电阻R 和电流表两者组合,可测得的最大电压为mA()V;定值电阻 R 和电流表两者组合,可测得的最大电压为mA()V因为 LED 灯的额定电压为V,所以使用定值电阻R 和电流表与 LED 灯并联较为合理,这样使指针的偏角正好合适()LED 灯正常工作时的电功率表达式 PIU(II)(RRA)I()当 LED 灯正常发光时,电流表的示数IURRA A mA,LED 灯消耗的电功率 PIU(I

29、I)U()W W()V()A()W解析:()设S闭合、S断开时电炉功率为 P,电炉中电流IRR AA(分)电源电动势EI(Rr)V,路端电压UEIrV(分)()设S、S都闭合时电炉功率为 P,电炉中电流为IPR AA(分)电源路端电压为UIRVV(分)流经电源的电流为IEUrAA(分)流过电解槽的电流为IA IIA(分)()电解槽消耗的电功率 PA IAU W W(分)电解槽内热损耗功率 P热 IAr W W(分)电解槽中电能转化成化学能的功率为 P化 PA P热 W(分)()N/C()cm解析:()设匀强电场场强大小为E,则由a 到b,mgsinmgcosma,L at(分)b 点的速度vb

30、at(分)由b 到c:L vbt at(分)mgsinqEma(分)由题意,ttt(分)解得EN/C(分)()小球到达c 点的速度vcvbat,解得vc(分)设小球第一次沿斜面向上运动的最高点到b 点的距离为x,从c 到最高点,由动能定理得qEL mg(L x)sinmgxcos或者b 到最高点,由动能定理得mgxsinmgxcos mvb(分)解得xcm(分)【单元检测评估卷物理参考答案人教版选修 第 页(共页)QG】()Lv ()EqLmv ()EqLmv解析:()根据题意,粒子在垂直于电场线的方向上做匀速直线运动,所以粒子从射入电场到打到屏上所用的时间tLv (分)()设粒子刚射出电场时

31、沿平行电场线方向的速度为vy,根据牛顿第二定律,粒子在电场中的加速度为:aEqm (分)故vya Lv qELmv (分)所以粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值为tanvyv qELmv (分)()设粒子在电场中的偏转距离为y,则y a(Lv)qELmv (分)又YyLtan(分)解得:YqELmv (分)()d()Bqdm()Bqdm解析:()如图所示,连接SM 两点,则线段SM 为轨迹圆的一条弦,过弦作中垂线和x 轴相交于O 点,则O 点为轨迹圆心,MO 的长度为轨迹圆的半径,设为r在直线三角形OMS中,设MSO,则由几何关系为tan dd (分)解得(分)在直线三角形OMO 中OMO又cosOMOdr (分)得r d(分)()洛伦兹力提供向心力,有 mvr qvB(分)整理得rmvqB (分)联立以上各式得v Bqdm(分)()第二象限中加电场后,粒子做类平抛运动到达 O 点,过 O 点作 MO 的垂线,相交于 N点,由几何关系知,粒子沿电场方向做匀加速直线运动的位移为ldcos(分)粒子沿速度方向的位移为ldsin(分)设粒子运动的时间为t,故有l at(分)lvt(分)又由牛顿第二定律Eqma(分)联立以上各式得E Bqdm(分)