1、模块素养评价(满分100分考试时间75分钟)一、单项选择题:共11题,每题4分,共44分。每题只有一个选项最符合题意。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
2、,在真空中相距为r时,两球间斥力大小为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,
3、M、N两点的电场强度大小相同,方向不同;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
4、势相同。根据电场线的分布可知,a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
5、端时,读数为9 V;将该电压表并联在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.12C.1
6、=20D.1=2=0【解析】选A。由题图中磁感线的疏密分布可以看出,穿过S1的磁通量大,选项A正确。8.将线圈置于范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场B中,各线圈的运动方式如选项图所示,则能够在线圈中产生感应电流的是()【解析】选C。当闭合回路中的磁通量改变时,回路中产生感应电流,A、B、D中穿过线圈的磁通量始终为零,不产生感应电流,C中磁通量不断变化,故选项C正确。9.北斗系统在航海中有重要的应用,轮船上的接收设备可以通过接收卫星的信息,进而确定自己的位置。在此过程中,该设备接收信息主要利用了()A.电磁波B.声波C.太阳能D.电磁场【解析】选A。北斗系统在航海中有重要的应用,轮船上的接收设备
7、可以通过接收卫星的信息,该设备接收信息主要利用了电磁波,故选项A正确。10.当今医学上对某些肿瘤采用质子疗法进行治疗,该疗法用一定能量的质子束照射肿瘤杀死癌细胞。现用一直线加速器来加速质子,使其从静止开始被加速到1.0107 m/s。已知加速电场的电场强度为1.3105 N/C,质子的质量为1.6710-27 kg,电荷量为1.610-19 C,则下列说法正确的是()A.加速过程中质子电势能增加B.质子所受到的电场力约为210-15 NC.质子加速需要的时间约为810-6 sD.加速器加速的直线长度约为4 m【解析】选D。加速过程中,电场力对质子做正功,质子电势能减小,A错误;质子受到的电场力
8、F=Eq=1.31051.610-19 N=2.0810-14 N,B错误;质子的加速度a= m/s21.251013 m/s2,根据v=v0+at,加速时间t=810-7 s,C错误;根据v2-=2ax,加速的直线长度x=4 m,D正确。11.如图所示,电源的电动势为E,内阻为r,开关S闭合后,灯泡均能发光,现将滑动变阻器R的滑片P稍向下移动,则()A.灯泡L1变亮,L2变暗B.灯泡L1、L2均变暗C.电流表的示数增大D.电源的总功率减小【解析】选D。将滑动变阻器R的滑片P稍向下移动,滑动变阻器接入电路的阻值变大,整个电路总电阻变大,根据闭合电路欧姆定律得知,干路电流I减小,所以电灯L1变暗
9、;由于干路电流减小,内电压和灯泡L1两端的电压都减小,所以L2与滑动变阻器并联的电压增大,L2变亮,故A、B错误;干路电流I减小,L2与滑动变阻器并联电压增大,所以通过L2的电流增大,所以电流表的示数减小,故C错误;干路电流I减小,根据P=EI得电源的总功率减小,故D正确。二、非选择题:共5题,共56分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位。12.(15分)某同学为了测量一根铅笔芯的电阻率,设计了如图甲所示的电路测量该铅笔芯的电阻值。所用器材有电流表A1、A2,电阻箱R1、滑动变阻器R2、待测铅笔芯Rx、电源E、开关S及导线等。操作步骤如下:调节滑动变阻器和电阻箱的阻值达到最大
10、;闭合开关,适当调节滑动变阻器和电阻箱的阻值;记录两个电流表Al、A2的示数分别为I1、I2。请回答以下问题:(1)若电流表的内阻可忽略,则电流表示数I2=_I1时,电阻箱的阻值等于待测笔芯的电阻值。(2)用螺旋测微器测量该笔芯的直径,螺旋测微器的示数如图乙所示,该铅笔芯的直径为_ mm。(3)已测得该铅笔芯的长度L=20.00 cm,电阻箱R1的读数为5.00 ,根据上面测量的数据可计算出铅笔芯的电阻率=_m(结果保留3位有效数字)。(4)若电流表A2的内阻不能忽略,仍利用(1)中方法,则铅笔芯电阻的测量值 _(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。【解析】(1)由并联电路特点可知,当I2
11、=I1时,电阻箱的阻值与待测铅笔芯的阻值相等。(2)螺旋测微器的读数为1.000 mm;(3)由公式R=可计算,铅笔芯的电阻率为1.9610-5 m;(4)电流表A2的内阻不能忽略时,电流表A2与电阻箱的电阻之和等于待测铅笔芯的电阻,即电阻的测量值小于真实值。答案:(1)(2)1.000(3)1.9610-5(4)小于13.(6分)竖直放置的平行金属板AB相距30 cm,带有等量异种电荷。在两板间用绝缘细线悬挂一个质量为m=4.010-5 kg,带电荷量为q=+3.010-7 C的小球,平衡时悬线偏离竖直方向夹角=37,如图所示。(sin37=0.6,cos37=0.8,g取10 m/s2)求
12、:(1)AB两板间的电场强度大小;(2)AB两板间的电压。【解析】(1)对小球进行受力分析,根据共点力平衡得,电场力F=qE=mgtan37(2分)解得E=1 000 N/C(2分)(2)A、B两板间的电压U=Ed=1 0000.3 V=300 V。(2分)答案:(1)1 000 N/C(2)300 V14.(8分)如图所示,框架的面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B。试求:(1)若从图示位置转过90,则穿过框架平面的磁通量的变化量为多少?(2)若从图示位置转过180,则穿过框架平面的磁通量的变化量为多少?【解析】(1)框架平面与磁感应强度B垂直时,穿过框架平面的磁通量:=BS(1分)从题干图示
13、位置转过90,则穿过框架平面的磁通量变为0(1分)则磁通量的变化量为:=|0-BS|=BS(2分)(2)若从题干图示位置转过180,则穿过框架平面的磁通量为-BS(2分)磁通量的变化量为:=|(-BS)-BS|=2BS。(2分)答案:(1)BS(2)2BS15.(12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
14、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。(2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=4 W。(3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。(3分)答案:(1)1 W(2)5 W4 W(3)2 m16.(15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
15、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。(3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=(2分)即y=(2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
