新教材适用2023_2024学年高中物理本册综合学业质量标准检测新人教版必修第三册

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本册综合学业质量标准检测本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，时间75分钟。第Ⅰ卷(选择题　共40分)一、选择题(共12小题，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～8小题只有一个选项符合题目要求，每小题3分；第9～12小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．(2023·广西钦州高二期中)下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是( D )A．由E＝eq \f(F,q)知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比B．由C＝eq \f(Q,U)知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比C．由E＝keq \f(Q,r2)知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量无关D．由UAB＝eq \f(WAB,q)知，将所带电荷量为1 C的正电荷，从A点移动到B点电场力做功为－1 J，则A、B两点间的电势差为－1 V解析：电场中某点的电场强度由电场本身决定，与试探电荷所带的电荷量无关，选项A错误；电容器的电容是由本身的结构决定的，与其所带电荷量以及两极板间的电压无关，选项B错误；由E＝keq \f(Q,r2)，知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量成正比，选项C错误；由UAB＝eq \f(WAB,q)知，将所带电荷量为1 C的正电荷，从A点移动到B点电场力做功为－1 J，则A、B两点间的电势差为UAB＝eq \f(－1,1) V＝－1 V，选项D正确。2．如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在由正点电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，下列说法正确的是( D )A．A、B两点场强不相等，EA>EBB．A、B两点场强不相等，EA0 B．ΔU2>0C．ΔU1>0 D．|ΔU1|>|ΔU|解析：当滑动变阻器的滑片P向右移动时，接入电路的电阻减小，则总电阻也减小，而电源的输出电流不变，由欧姆定律可知，并联部分两端的电压减小，所以R2两端的电压减小，即ΔU20，C正确；滑动变阻器两端的电压减小，即ΔUη2 D．η1η2，故选BC。11．如图所示，空间分布着匀强电场，竖直方向的实线为其等势面，一质量为m，电荷量为＋q的小球从O点由静止开始恰能沿直线OP运动，且到达P点时的速度大小为v，重力加速度为g(规定O点的电势为零)，下列说法正确的是( BD )A．电场强度的大小E＝eq \f(\r(2)mg,q)B．小球在P点的电势φP＝－eq \f(mv2,4q)C．小球在P点的电势能Ep＝eq \f(mv2,4)D．小球机械能的变化量为eq \f(mv2,4)解析：小球沿直线OP运动，合力沿OP方向，如图所示则有qEtan 45°＝mg，解得E＝eq \f(mg,q)，故A错误；设OP＝L，根据动能定理得mgLsin 45°＋qELcos 45°＝eq \f(1,2)mv2，解得电场力做功W＝qELcos 45°＝eq \f(mv2,4)，根据W＝qUOP，解得UOP＝eq \f(mv2,4q)，根据UOP＝φO－φP，且φO＝0 V，解得φP＝－eq \f(mv2,4q)，则P点的电势能为Ep＝qφP＝－eq \f(mv2,4)，故B正确，C错误；小球机械能的变化量等于电场力做的功，为ΔE＝W＝eq \f(mv2,4)，故D正确。故选BD。12．(2023·山东潍坊高一期末)如图所示，两根固定绝缘直杆组成“V”字形，两杆夹角为30°，其中OE杆竖直，OF杆光滑。在E点固定一个带电荷量为＋Q的小球a，另一带电荷量也为＋Q的小球b套在OF杆上，小球b沿杆加速下滑到达F点时，速度为3 m/s，越过M点后继续下滑。已知EF垂直于OE，EM垂直于OF，∠OEN＝30°，EF＝eq \f(8\r(3),15) m。关于小球b的运动，以下判断正确的是( BD )A．在N点时，速度为3 m/sB．在N点时，速度为5 m/sC．从F点运动到N点的过程中，机械能守恒D．从F点运动到N点的过程中，在M点时电势能最大解析：由点电荷的电势分布可知，F、N两点电势相等，由F到N电势先升高后降低，M点电势最高，由F至N过程，电场力做功为零，由动能定理：mg·LFN·cos 30°＝eq \f(1,2)mveq \o\al(2,N)－eq \f(1,2)mveq \o\al(2,F)，LFN＝LEF＝eq \f(8\r(3),15) m，解得：vN＝5 m/s，故A错误，B正确；由F至N过程电场力先做负功，后做正功，在M点电势能最大，机械能不守恒，故D正确，C错误。第Ⅱ卷(非选择题　共60分)二、填空题(共2小题，共14分。把答案直接填在横线上)13．(6分)(2022·全国高二课时练习)用伏安法测量一个定值电阻的电阻值，现有的器材规格如下：A．待测电阻Rx(大约100 Ω)；B．直流毫安表A1(量程0～10 mA，内阻约100 Ω)；C．直流毫安表A2(量程0～40 mA，内阻约40 Ω)；D．直流电压表V1(量程0～6 V，内阻约5 kΩ)；E．直流电压表V2(量程0～15 V，内阻约15k Ω)；F．直流电源(输出电压4 V，内阻不计)；G．滑动变阻器R(阻值范围0～50 Ω，允许最大电流1 A)；H．开关一个、导线若干。(1)根据器材的规格和实验要求，为使实验结果更加准确直流毫安表应选_C__，直流电压表应选_D__；(2)在虚线框内画出实验电路图，要求电压和电流的变化范围尽可能大一些；(3)用铅笔按电路图将实物图连线。答案：(2)见解析图　(3)见解析图解析：(1)由于直流电源的电动势为4 V，待测电阻Rx阻值约100 Ω，故通过Rx的最大电流约为40 mA，所以直流毫安表应选C，直流电压表若选0～15 V量程，则读数误差较大，故应选D。(2)由于要求电压和电流的变化范围尽可能大一些，所以滑动变阻器采用分压式接法，由于eq \f(RV,Rx)＝eq \f(5 000,100)＝50>eq \f(Rx,RA)＝eq \f(100,40)＝2.5，待测电阻属于小电阻，故电流表采用外接法，电路图如图所示。(3)根据电路图，实物图连线如图所示。14．(8分)在做“用电流表和电压表测电池的电动势E(约3 V)和内电阻r”的实验时，部分器材参数如下：电压表(量程3 V)，电流表(量程0.6 A)，定值电阻R0(阻值为3 Ω)，滑动变阻器R(阻值约30 Ω)。(1)小红按如图甲所示的电路图连接实物电路，在电路连接正确的情况下，当她闭合开关时发现电压表有示数，电流表没有示数，反复检查后发现电路连接完好，估计是某一元件断路，因此她拿来多用电表检查故障。她的操作如下：a．断开电源开关S；b．将多用表选择开关置于×1 Ω挡，调零后，红黑表笔分别接R两端，读数为30 Ωc．将多用表选择开关置于×100 Ω挡，调零后，将红黑表笔分别接电压表两端，发现指针读数如图乙所示，则所测阻值为 2 200　Ω，然后又将两表笔接电流表两端，发现指针位置与图乙几乎不变。由以上操作可判断发生断路故障的元件是 电流表　(填元件名称)。(2)她设计的实验电路中定值电阻R0的作用是(说出一条理由即可) 保护电源　。(3)请根据电路图把实物图丙没完成的连线连接好。(4)在更换规格相同的元件后，她改变滑动变阻器的阻值，测出了6组对应的数据并在坐标系上描点如图丁所示，请在图丁中继续完成图像；并根据图像可得该电池的电动势E＝ 3.00　 V，电池内阻r＝ 0.41　Ω(小数点后保留两位数字)。答案：(3)见解析图解析：(1)根据图乙可读出所测阻值为2 200 Ω；将两表笔接电流表两端，发现指针位置几乎不变，说明多用电表仍然测量的是电压表的内阻，也就说明了电流表处发生了断路。(2)她设计的实验电路中定值电阻R0的作用是：①保护电源，②增大电源等效内阻，使调节时两电表示数变化明显。(3)实物图连线见图a(4) 描点连线见图b，根据U－I图像得：当电流I＝0时，U＝3.00 V，所以电池的电动势E＝3.00 V，通过U－I图像求出该直线的斜率为k＝eq \f(3－1.5,0.44)Ω≈3.41 Ω，也就是r＋R0≈3.41 Ω，所以电池内阻r＝0.41 Ω。三、论述、计算题(本题共4小题，共46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)15．(8分)(2022·山东夏津第一中学高二阶段测试)如图所示，电源电动势E＝12 V，电源内阻r＝0.5 Ω。定值电阻R1＝5.5 Ω，R2＝12.0 Ω。求：(1)闭合开关S后，求流过电源的电流；(2)若在ab之间接一个C＝200 μF的电容器，闭合开关S，电路稳定后，求电容器上所带的电荷量。答案：(1)0.67 A　(2)1.6×10－3 C解析：(1)闭合开关，根据闭合电路的欧姆定律，流过电源的电流为I＝eq \f(E,R1＋R2＋r)≈0.67 A。(2)闭合开关S，电路稳定后电阻R2两端的电压为U2＝IR2＝8 V，电容器上所带电荷量Q＝CU2＝1.6×10－3 C。16．(8分)竖直方向上无限大均匀带电平板上有一小孔O，平板右侧过O点且垂直于板的x轴上的电势随距离x的变化如图所示。一个电荷量q＝－1×10－10 C，质量m＝1×10－10 kg的带电粒子从O点以初速度v0＝10 m/s沿x轴正方向运动，忽略粒子重力。(1)求粒子在x＝0.02 m处所受的电场力；(2)请通过计算说明粒子能否到达x＝0.08 m处。若能，求出粒子到达该处的速度大小；若不能，求出粒子向右运动最远点的位置坐标。答案：(1)1×10－7 N　方向水平指向O点(2)0.05 m解析：(1)由电势分布图像可知，此电场为匀强电场场强大小E＝eq \f(Δφ,Δx)，E＝103 V/m，故粒子运动到x＝0.02 m处所受电场力，F＝qE＝1×10－7 N，方向水平指向O点。(2)假设粒子运动距O点的最大距离为x，由动能定理得Eqx＝0－Ek，解得x＝0.05 m，故粒子不能到达x＝0.08 m处，粒子向右运动最远点的位置坐标为x＝0.05 m。17.(14分)如图所示，在x>0的空间中，存在沿x轴正方向的匀强电场E；在x