2020-2021学年高中物理-期末达标检测卷新人教版必修3.doc

2020-2021学年高中物理 期末达标检测卷新人教版必修3

2020-2021学年高中物理 期末达标检测卷新人教版必修3

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12

期末达标检测卷
一、选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．
1．下列关于电磁波的说法正确的是(　　)
A．均匀变化的磁场能够在空间产生电场
B．电磁波在真空和介质中传播速度相同
C．只要有电场和磁场，就能产生电磁波
D．电磁波在同种介质中只能沿直线传播
【答案】A
【解析】变化的磁场就能产生电场，A正确；若电场和磁场都稳定或均匀变化，都不能产生电磁波，C错误；光也是电磁波，在真空和介质中传播的速度不同，B错误；D中没强调是“均匀”介质，若介质不均匀会发生折射，故D错误．
2．如图所示是一欧姆表(多用电表欧姆挡)的结构示意图，虚线框内有欧姆表的内部电路，红、黑表笔分别插入正、负插孔，虚线框内的欧姆表的内部电路图正确的是(　　)

【答案】A
【解析】由于要保证电流在表头中由红进黑出，故红表笔应接电源的负极，黑表笔接电源的正极．并且在测量电阻时要进行欧姆调零，故应串接滑动变阻器，故A正确．
3．关于静电场和磁场的说法，正确的是(　　)
A．电场中某点的场强与试探电荷的电荷量成反比
B．电场中场强越大的点，电势不一定越高
C．磁场中磁感应强度的方向就是通电直导线的受力方向
D．电流产生磁场的磁感线是闭合的，条形磁铁磁场的磁感线不是闭合的
【答案】B
【解析】电场中某点的场强由电场本身性质决定，与试探电荷的电荷量无关，故A错误；场强大小与电势高低无关，电场中场强越大的点，电势不一定越高，故B正确；磁感应强度的方向与通电直导线的受力方向垂直，故C错误；所有磁场的磁感线都是闭合的，故D错误．
4．通过电脑的USB接口不仅可以在电脑和各种数码产品之间传递数据，也可以为数码产品供电．现通过电脑的USB接口给一个阻值为10 Ω的电热鼠标垫供电，已知供电电流为0.5 A，则此鼠标垫消耗的电功率为(　　)
A．0.25 W　 B．2.5 W
C．5.0 W　 D．50 W
【答案】B
【解析】由电功率公式可知P＝I2R＝(0.5)2×10 W＝2.5 W，故B正确，A、C、D错误．
5．声波和电磁波均可传递信息，且都是具有波的共同特征，下列说法正确的是(　　)
A．声波的传播速度小于电磁波的传播速度
B．声波和电磁波都能引起鼓膜振动
C．电磁波都能被人看见，声波都能被人听见
D．二胡演奏发出的是声波，而电子琴演奏发出的是电磁波
【答案】A
【解析】声波属于机械波，其传播需要介质，传播速度小于电磁波的传播速度；鼓膜的振动是空气的振动带动的，人耳听不到电磁波；电磁波的传播不需要介质，人耳听不到超声波和次声波，人眼看不到无线电波；二胡和电子琴发出的都是声波．故A正确，B、C、D错误．
6．磁性水雷是用一个可以绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是(　　)
A．磁体的吸铁性 B．磁极间的相互作用规律
C．电荷间的相互作用规律 D．磁场对电流的作用原理
【答案】B
【解析】军舰被地磁场磁化后变成了磁体，当军舰靠近水雷时，对控制引爆电路的小磁针有力的作用，使小磁针转动引爆水雷．故B正确．
7．超导体是当今高科技的热点之一，当一块磁体靠近超导体时，超导体中会产生强大的电流，对磁体有排斥作用，这种排斥力可使磁体悬浮在空中，磁悬浮列车就采用了这项技术，磁体悬浮的原理是(　　)
①超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同　②超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反　③超导体使磁体处于失重状态　④超导体对磁体的磁力与磁体的重力相平衡
A．①③　 B．①④
C．②③　 D．②④
【答案】D
【解析】同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以电流的磁场方向和磁体的磁场方向相反．磁体悬浮在空中，重力和磁力平衡．
8．如图所示，两个带电荷量分别为＋2q和－q的点电荷固定在x轴上，相距为2L．下列图像中，关于两个点电荷连线上场强大小E与x关系的图像可能是(　　)

【答案】C
【解析】由异种点电荷的电场强度的特点可知，若两点电荷电荷量相等，在两点电荷连线中点处场强最小，本题因负点电荷电荷量较小，故在两点电荷连线中点偏－q一侧某处电场强度最小，但不是零，故C正确．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．
9．如图所示，A、B两回路中各有一开关S1、S2，且回路A中接有电源，回路B中接有灵敏电流计，下列操作及相应的结果中可能的是(　　)

A．先闭合S2，后闭合S1的瞬间，电流计指针偏转
B．S1、S2闭合后，在断开S2的瞬间，电流计指针偏转
C．先闭合S1，后闭合S2的瞬间，电流计指针偏转
D．S1、S2闭合后，在断开S1的瞬间，电流计指针偏转
【答案】AD
【解析】回路A中有电源，当S1闭合后，回路中有电流，产生磁场，回路B中有磁通量．在S1闭合或断开的瞬间，回路A中的电流从无到有或从有到无，产生的磁场发生变化，从而使穿过回路B的磁通量发生变化，此时若S2是闭合的，则回路B中有感应电流，电流计指针偏转，所以A、D正确．
10．如图所示，当电流通过线圈时，小磁针将发生偏转，关于线圈中电流方向和小磁针的偏转方向，正确的说法是(　　)

A．通入逆时针方向的电流，小磁针的S极指向外
B．通入顺时针方向的电流，小磁针的N极指向外
C．通入逆时针方向的电流，小磁针的N极指向外
D．通入顺时针方向的电流，小磁针的S极指向外
【答案】CD
【解析】用右手握着通电线圈，四指指向电流的方向，大拇指所指的方向是通电线圈的N极．当线圈通以沿逆时针方向的电流时，根据安培定则知，纸里是通电线圈的S极，纸外是通电线圈的N极．当线圈通以沿顺时针方向的电流时，根据安培定则知，纸里是通电线圈的N极，纸外是通电线圈的S极．故C、D正确，A、B错误．
11．如图所示，三条平行且等间距的虚线表示电场中的三个等势面，其电势分别为10 V、20 V、30 V．实线是一带电的粒子(不计重力)在该区域内运动的轨迹，对于轨迹上的a、b、c三点，已知粒子带电量为0.01 C，在a点处的动能为0.5 J，则该带电粒子(　　)

A．粒子带正电　 B．在b点处的电势能为0.5 J
C．在b点处的动能为零 D．在c点处的动能为0.4 J
【答案】AD
【解析】由等势面与场强垂直可知场强方向向上，电场力指向轨迹弯曲的内侧，所以电场力向上，所以为正电荷，故A正确；由电势能的定义知粒子在b点处的电势能Epb＝φq＝0.01×30 J＝0.3 J，故B错误；由粒子在a点处的总能量E＝0.01×10 J＋0.5 J＝0.6 J，由能量守恒得在b点处的动能为Ekb＝(0.6－0.3) J＝0.3 J，故C错误；由能量守恒得在c点处的动能为Ekc＝0.6 J－0.01×20 J＝0.4 J，故D正确．
12．如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0 V，内阻不计，L1、L2、L3为3个特殊材料制成的相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．当开关S闭合时(　　)

A．L3两端的电压为L1的2倍 B．通过L3的电流为L2的2倍
C．L1、L2、L3的电阻都相同 D．L3消耗的电功率为0.75 W
【答案】AD
【解析】当开关S闭合稳定后，灯泡L3的电压等于3 V，由图读出其电流I3＝0.25 A，则灯泡L3的电阻R3＝＝12 Ω，灯泡L2、L1串联，电压等于1.5 V，由图读出其电流I2＝I1＝0.20 A，灯泡L2、L1的电阻均为R1＝R2＝＝7.5 Ω．以上分析知，灯L3两端的电压为灯L1的2倍，灯L3的电流并不等于L2的2倍，故A正确，B错误．L1、L2、L3的电阻分别为7.5 Ω、7.5 Ω和12 Ω，故C错误．L3消耗的功率P3＝U3I3＝0.75 W，故D正确．
三、非选择题：本题共6小题，共60分．
13．(8分)(1)如图甲是简易多用电表的电路图．图中E 是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为500 μA，内阻Rg＝200 Ω，R1＝20 Ω，R2＝180 Ω．虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连．A端与　　　(填“红”或“黑”)色表笔相连接．若电源电动势为1.5 V，内阻忽略不计，R3＝400 Ω，则欧姆挡中值电阻为　　　Ω．
(2)如图乙，如果用欧姆挡来测电阻，当用×100 Ω挡测量时，若指针指在∞刻线附近，则应换用　　　　(填“×1”“×10”或“×1 k”)挡，换挡之后应先将红、黑表笔短接，调节部件T，进行　　　　　(填“欧姆调零”或“机械调零”)，使指针对准电阻的“0”刻线．再将待测电阻接入红黑表笔之间．

【答案】(1)黑　1 500　(2)×1 k　欧姆调零
【解析】(1)虚线方框内为换挡开关，根据欧姆表的原理及共用表头的要求，由于电流从黑表笔流出，所以A端与黑表笔相接；当共用电流表G2满偏时I＝＋Ig＝1 mA，所以欧姆表的总内阻RΩ＝＝Ω＝1 500 Ω，所以欧姆表刻度盘的中值电阻R中＝RΩ＝1 500 Ω．
(2)如果用欧姆挡来测电阻，当用×100 Ω挡测量时，若指针指在∞刻线附近，即示数太大，要减小示数则要增大倍率，即换成“×1 k”的倍率，换挡之后应先将红、黑表笔短接，调节欧姆调零部件T，进行欧姆调零，使指针对准电阻的“0”刻线，最后再将待测电阻接入两表笔进行测量．
14．(10分)某学习小组的同学设计了如图甲所示的电路来测量定值电阻R0的阻值(约为几欧到十几欧)及电源的电动势E和内阻r． 实验器材有：
待测电源
待测电阻R0
电流表A(量程为0.6 A，内阻不计)
电阻箱R(0～99.9 Ω)
开关S1和S2
导线若干
(1)先测电阻R0的阻值．请将学习小组同学的操作补充完整；先闭合S1和S2，调节电阻箱，读出其示数R1和对应的电流表示数I，然后____________________________，读出此时电阻箱的示数R2，则电阻R0的表达式为R0＝　　　．

(2)同学们通过上述操作，测得电阻R0＝9.5 Ω，继续测电源的电动势E和内阻r．该小组同学的做法是：闭合S1，断开S2，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电流表示数I，如下表数据：
组数
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
0
3.0
6.0
12.0
18.0
电流I/A
0.50
0.40
0.33
0.25
0.20

①根据图乙的坐标系并结合以上数据描点作图．
②利用图像求出该电源的电动势E＝　　　V，内阻r＝　　　Ω．(保留2位有效数字)
【答案】(1)断开S2，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数仍为I　R1－R2　(2)①见解析图　②6.0　2.5
【解析】(1)电路中只有电流表而没有电压表，无法由伏安法求出电阻，故只有利用电阻箱得出待测电阻的阻值，当电路中电流相等时，电阻也应相同．因此可以控制电流相等，利用电阻箱的示数变化，得出待测电阻的阻值，因此缺失的步骤应为：断开S2，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数仍为I；读出此时电阻箱的示数R2，而待测电阻等于两次电阻箱的示数之差，即R0＝R1－R2．
(2)①根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据描出的点作出图像如图所示．

②根据闭合电路欧姆定律得E＝I(R0＋R＋r)
解得＝R＋
－R图像的斜率为k＝＝＝
电动势为E＝6.0 V
图像截距为b＝＝2.0
得电源内阻为r＝2.5 Ω．
15．(10分)在研究微型电风扇的性能时，利用如图所示的实验电路，当调节滑动变阻器R并控制电风扇停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50 A和1.0 V，重新调节R并使电风扇恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为1.0 A和12.0 V，求：

(1)电风扇的内阻有多大？
(2)这台电风扇正常运转时输出功率为多少？
(3)这台电风扇正常运转时效率为多少？
【答案】(1)2.0 Ω　(2)10 W　(3)83.3%
【解析】(1)当电动机停止转动时，由题得电动机的电阻 r＝＝ Ω＝2.0 Ω．
(2)正常运转时，消耗的电功率
P入＝U′I′＝12×1 W＝12 W
热功率PQ＝I′2r＝2 W
电风扇正常运转时输出功率P出＝P入－PQ＝10 W．
(3)效率η＝×100%＝＝83.3%．
16．(10分)一带负电的粒子q＝－2.0×10－7C，在静电场中由A点运动到B点，在这过程中，除电场力外，其他力做的功为5.0×10－5 J，粒子动能增加了7.0×10－5 J，取A点为零电势点．求：
(1)此过程电场力所做的功；
(2)A、B两点间的电势差；
(3)B点的电势φB．
【答案】(1)2.0×10－5J　(2)－100 V　(3)100 V
【解析】(1)对粒子由A点运动到B点的过程用动能定理W电＋W其他＝ΔEk
得W电＝ΔEk－W其他＝7.0×10－5 J－5.0×10－5 J＝2.0×10－5 J．
(2)根据电场力与电势差关系可知
UAB＝＝ V＝－100 V．
(3)由电势差得UAB＝φA－φB＝0－φB
解得φB＝100 V．
17．(10分)如图所示，电源的电动势E＝8 V，三个定值电阻的阻值相同且R＝7.5 Ω，电容器的电容C＝2 pF，闭合开关，电路稳定后，理想电流表的示数为I＝0.50 A．求：

(1)电源的内阻；
(2)电容器的带电量；
(3)电源的输出功率及其效率．
【答案】(1)1 Ω　(2)7.5×10－12 C　(3)3.75 W　93.75%
【解析】(1)分析电路，闭合开关，电路稳定后，电容器相当于断路，则两电阻串联，电流表的示数为I＝0.50 A，根据闭合电路欧姆定律可知
E＝I(2R＋r)
代入数据解得r＝1 Ω．
(2)电容器两端电压等于并联电路两端电压，根据欧姆定律可知
U＝IR＝3.75 V
根据电荷量公式可知Q＝CU＝7.5×10－12 C．
(3)根据能量守恒定律可知，电源的输出功率
P出＝P－I2r＝8×0.5 W－0.52×1 W＝3.75 W
电源的效率η＝＝×100%＝93.75%．
18．(12分)如图所示，水平放置的两平行金属板A、B接在U＝4 000 V的直流电源上，两极板间距离为2 cm，A极板接地，电场中a点距B极板1 cm，b点和c点均距A极板0.5 cm，求：

(1)a点的电场强度；
(2)a、c之间的电势差；
(3)电子在b点的电势能；
(4)电子从a点运动到c点，电场力做的功．
【答案】(1)2×105 V/m　(2)－1 000 V
(3)1.6×10－16 J　(4)1.6×10－16 J
【解析】(1)由于是匀强电场，所以a点的电场强度大小为
Ea＝＝ V/m＝2×105 V/m．
(2)a、c两点的电势差为
Uca＝Ed＝2×105×(0.01－0.005) V＝1 000 V
故Uac＝－1 000 V．
(3)由UbA＝φb－0＝－EdbA，得φb＝－1 000 V
电子在b点的电势能为
Ep＝e·φb＝(－1.6×10－19)×(－1 000) J＝1.6×10－16 J．
(4)电子从a运动到c，电场力所做的功为
Wac＝eUac＝(－1.6×10－19)×(－1 000) J＝1.6×10－16J．