1、模块素养评价(60分钟60分)一、选择题(本题共9小题,每小题4分,共36分)1.比值法定义物理量是物理中一种很重要的思想方法,下列不属于比值定义法的是 ()A.电场强度E=B.电阻R=C.电流I=D.电容C=【解析】选C。电场强度与放入电场中的电荷无关,该式属于比值定义法,A不符合;电阻由导体本身决定,与U、I无关,该式属于比值定义法,B不符合;由电流I=,知电流I与U成正比,与电阻R成反比;故该式不属于比值定义法,C符合;电容C反映电容器容纳电荷的本领,与Q、U无关,该式属于比值定义法,D不符合。2.两个相同的带电小球可视为点电荷,所带电荷量之比为17,在真空中相距为r时,两球间斥力大小为
2、F。现将两球接触后再放回原处,则它们间的静电力大小变为 ()A.FB.FC.FD.F【解析】选A。两球开始时受斥力,故说明二者带同种电荷;设一个球的带电量为q,则另一个球的带电量为Q=7q,此时F=,带同种电荷,接触后再分开,带电量各为4q,则两球的库仑力大小F=F;故A正确,B、C、D错误。3.下列图中画了四个电场的电场线,其中图A和图C中小圆圈表示一个点电荷,图A中虚线是一个圆,图B中几条直线间距相等且互相平行,则在图A、B、C、D中M、N两处电场强度相同的是 ()【解析】选B。电场强度为矢量,M、N两处电场强度相同,则电场强度方向、大小都要相同。图A中,M、N两点的电场强度大小相同,方向
3、不同;图B中是匀强电场,M、N两点的电场强度大小、方向都相同;图C中,M、N两点的电场强度方向相同,大小不同;图D中,M、N两点的电场强度大小、方向都不相同。B正确。4.下列四个电场中,a、b两点电场强度与电势均相同的是 ()【解析】选C。a、b是同一等势面上的两点,电势相同,电场强度大小相等,但方向不同,则电场强度不同,故A错误。a处电场线比b处电场线密,则a处电场强度较大,顺着电场线方向,电势降低,则b点的电势较高,故B错误。a、b是匀强电场中的两点,电场强度相同,a、b又在同一等势面上,电势相等,故C正确。等量异种电荷连线的中垂线是一条等势线,则a、b的电势相同。根据电场线的分布可知,a
4、处电场强度较大。故D错误。5.如图所示,一带负电的粒子以初速度v进入范围足够大的匀强电场E中,初速度方向与电场方向平行,粒子不计重力。下列说法正确的是()A.粒子一直做匀加速直线运动B.粒子一直做匀减速直线运动C.粒子先做匀减速直线运动,再反向做匀加速直线运动D.粒子先做匀加速直线运动,再反向做匀减速直线运动【解析】选C。因为粒子带负电,受电场力方向与初速度方向相反,粒子先向右做匀减速直线运动,待速度减为0后,再向左做匀加速直线运动,故选项C正确。6.如图所示,两个电阻串联后接在电路中a、b两点,已知a、b两点间电压不变,某同学把一个实验室里的电压表并联在R1两端时,读数为9 V;将该电压表并
5、联在R2两端时,读数为7 V,则a、b两点间电压()A.大于16 VB.等于16 VC.小于16 VD.无法确定【解析】选A。电压表接在R1两端,电压表的示数为9 V,此时并联部分的电阻要比没有并联电压表的时候小,分压也要小;同样,当电压表接在R2两端,电压表的示数为7 V,此时并联部分的电阻要比没有并联电压表的时候小,分压也要小;在电压减小之后,电压的和为16 V,所以总的电压要比16 V大,故A项正确。7.如图所示为通电长直导线的磁感线图,等面积线圈S1、S2与导线处于同一平面,关于通过线圈S1、S2的磁通量1、2,下列分析正确的是 ()A.12B.1B1,S22S1,则该区域内磁通量的大
6、小等于()A.(B1+B2)S2B.(B2-B1)S2C.B2S2-B1S1D.B2S2-(B1+B2)S1【解析】选D。设穿过线圈向外的磁通量为正值,则有1=B1S1;而穿过线圈向里的磁通量为2=-B2(S2-S1)。则该区域内的磁通量=B1S1-B2(S2-S1)=-B2S2-(B1+B2)S1,负号表示穿过线圈的磁通量的方向,故D正确,A、B、C错误。16.(8分)某科技创新小组的同学测定一水果电池(电动势大约1.5 V、内阻约为1 100 )的电动势和内阻,实验原理如图甲、乙所示(甲、乙两图中电压表内阻约为3 000 ,电流表内阻约为20 ),应该选择_(选填“甲”或“乙”)电路比较合
7、适。通过调节滑动变阻器得到多组U、I数据,依据U、I数据绘得的图像如图丙,则电动势为_V,内阻为_(以上结果均保留两位有效数字)。实验中测量的电池内阻结果与真实值相比_(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。【解析】水果电池内阻较大,电流表内阻很小,电流表采用内接法时电压表分流造成的实验误差较大,电流表采用外接法时电流表分压造成的实验误差较小,为减小实验误差,应采用电流表外接法,应选择图甲所示电路;由图示电源U-I图像可知,电源电动势:E=1.6 V,电源内阻:r= =1.5103 ;电流表采用外接法,电源内阻测量值等于真实值与电流表内阻之和,电源内阻测量值偏大。答案:甲1.61.5103偏大17
8、.(8分)如图所示为电动机提升重物的装置,电动机线圈的电阻为r=1 ,电动机两端的电压为5 V,电路中的电流为1 A,物体A重为20 N,不计摩擦力,求:(1)电动机线圈上消耗的热功率;(2)电动机的输入功率和输出功率;(3)10 s内,可以把重物A匀速提升多高。【解析】电动机的输入功率是电动机消耗的总功率,输出功率是机械功率。(1)根据焦耳定律,电动机线圈上消耗的热功率为P=I2r=121 W=1 W。 (2分)(2)电动机的输入功率等于输入电流与电动机的两端电压的乘积,故有P入=IU=15 W=5 W。 (1分)输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率,所以有P出=P入-P=5 W-1 W=
9、4 W。 (2分)(3)电动机的输出功率用来提升重物,转化为机械功率,在10 s内,有P出t=mgh, (2分)解得h= m=2 m。 (1分)答案:(1)1 W(2)5 W4 W(3)2 m18.(12分)电子在电压为U1=22 000 V加速电场加速后,在距两极板等距处垂直平行板进入偏转电场,并从偏转电场右下端射出,偏转电场电压为U2=10 000 V。若板间距离d=0.176 m,板长为L=0.176 m,电子的荷质比为(电子的电荷量与电子质量的比值)=1.761011 C/kg,求:(1)电子离开加速电场时的速度v0;(2)电子在偏转电场经历的总时间;(3)电子在偏转电场偏移的距离y。【解析】(1)电子在加速电场区域受电场力作用从静止开始加速,设刚离开加速电场时的速度为v0,由动能定理可得:qU1=m (2分)解得:v0= m/s=8.8107 m/s。 (2分)(2)电子在偏转电场中做类平抛运动,平行于板的方向做匀速直线运动,垂直于板的方向做匀加速直线运动,设电子在偏转电场经历时间为t,则有:t= s=210-9 s。 (2分)(3)设电子在垂直于板的方向偏转距离为y,则有:y=at2 (2分)又加速度为a= (1分)即y= (1分)代入数据解得y=0.02 m。 (2分)答案:(1)8.8107 m/s(2)210-9 s(3)0.02 m
