模块综合检测(时间：90分钟满分：110分)一、选择题(本题共14小题，每小题4分，共56分，第1～8小题只有一个选项符合题意，第9～14小题有多个选项符合题意，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1.某点电荷和金属圆环间的电场线分布如图1所示。
下列说法正确的是()图1A．b点的电势低于a点的电势B．若将一正试探电荷由a点移到b点，电场力做负功C．c点的电场强度与d点的电场强度大小无法判断D．若将一正试探电荷从d点由静止释放，电荷将沿着电场线由d到c解析：选B沿电场线方向电势逐渐降低，因b点所在的等势面高于a点所在的等势面，故b点的电势高于a点的电势，选项A错误；若将一正试探电荷由a点移到b点，电场力做负功，选项B正确；由于电场线密集的地方场强较大，故d点的场强大于c点的场强，选项C错误；因dc电场线是曲线，故若将一正试探电荷从d点由静止释放，电荷将不能沿着电场线由d到c，选项D错误。
2.如图2所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知() A．带电粒子在R点时的速度大于在Q点时的速度B．带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大C．带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大D．带电粒子在R点的加速度小于在Q点的加速度图2解析：选A根据电场线的疏密程度可知，R、Q两点的电场强度E R>E Q，则带电粒子在R 、Q 两点的加速度a R >a Q ，故D 错误；由于带电粒子只受电场力作用，动能与电势能相互转化，两者之和不变，故C 错误；根据曲线运动知识，带电粒子在R 处所受电场力沿电场线向右，又由于该粒子带负电，则R 处电场的方向应该向左，所以电势φR >φQ ，根据E p ＝qφ可得R 、Q 两点的电势能E p R <E p Q ，则R 、Q 两点的动能E k R >E k Q ，所以v R >v Q ，故A 正确；同理，E p P <E p Q ，故B 错误。
3.如图3所示，电路中R 1、R 2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C 的极板水平放置。
闭合电键S ，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动。
如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是( )图3A ．增大R 1的阻值B ．增大R 2的阻值C ．增大两板间的距离D ．断开电键S解析：选B 在直流电路中，R 2与电容器串联的支路不通，因此电容器两端的电压等于R 1两端的电压，增大R 1的阻值，R 1两端的电压增大，电容器两端的电压增大，由E ＝U d 可知，电容器两极板间的电场强度增大，因此板间带电油滴受到的电场力增大，会向上运动，A 项错误；增大R 2的阻值不改变电路中的总电阻，不改变R 1两端的电压，因此电容器中的油滴仍保持静止，B 项正确；增大两板间的距离，而电容器的两板间的电压一定，由E ＝U d 可知，板间的场强减小，油滴受到的电场力减小，油滴会向下运动，C 项错误；断开电键S ，电容器会通过R 1、R 2进行放电，使板间场强减小，油滴受到的电场力减小而向下运动，D 项错误。
4.在研究微型电动机的性能时，可采用如图4所示的实验电路。
当调节滑动变阻器R ，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为1.0 A 和1.0 V ；重新调节R ，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A 和15.0 V 。
则当这台电动机正常运转时( )图4A ．电动机的内阻为7.5 ΩB ．电动机的内阻为2.0 ΩC ．电动机的输出功率为30.0 WD ．电动机的输出功率为26.0 W解析：选D 因为电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为1.0 A 和1.0 V ，说明电动机在没有将电能转化为机械能时属于纯电阻电路，故说明电动机的内阻为r ＝U I ＝1.0 V 1.0 A＝1.0 Ω，选项A 、B 错误；当电动机正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A 和15.0 V ，则电动机的总功率为P 总＝2.0 A ×15.0 V ＝30.0 W ，此时电动机的发热功率为P 热＝(2.0A)2×1.0 Ω＝4.0 W ，故电动机的输出功率为P 出＝P 总－P 热＝30.0 W －4.0 W ＝26.0 W ，选项D 正确。
5．如图5所示，电源电动势为E ，内阻为r ，滑动变阻器最大电阻为R ，开关K 闭合。
两平行金属极板a 、b 间有匀强磁场，一带负电的粒子(不计重力)以速度v 水平匀速穿过两极板。
下列说法正确的是( )图5A ．若将滑片P 向上滑动，粒子将向a 板偏转B ．若将a 极板向上移动，粒子将向a 板偏转C ．若增大带电粒子的速度，粒子将向b 板偏转D ．若增大带电粒子带电量，粒子将向b 板偏转解析：选C 因电容器与电阻并联，将滑片P 向上滑动，电阻两端的电压减小，故两板间的电场强度要减小，故粒子所受电场力减小，因带负电，电场力向上，则粒子将向b 板偏转运动，故A 错误；保持开关闭合，将a 极板向上移动一点，板间距离增大，电压不变，由E ＝U d 可知，板间场强减小，带电粒子受电场力变小，则粒子将向b 板偏转，故B 错误；若增大带电粒子的速度，所受极板间洛伦兹力增大而所受电场力不变，故粒子将向b 板偏转，故C 正确；若增大带电粒子带电量，所受电场力增大，所受洛伦兹力也增大，两者仍相等，故粒子将不会偏转，故D 错误。
6.(2019·全国卷Ⅱ)如图6，边长为l 的正方形abcd 内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向垂直于纸面(abcd 所在平面)向外。
ab 边中点有一电子发射源O ，可向磁场内沿垂直于ab 边的方向发射电子。
已知电子的比荷为k 。
则从a 、d 两点射出的电子的速度大小分别为( )图6A.14kBl ，54kBlB.14kBl ，54kBlC.12kBl ，54kBl D.12kBl ，54kBl 解析：选B若电子从a 点射出，运动轨迹如图线①， 有q v a B ＝m v a 2R aR a ＝l 4解得v a ＝qBR a m ＝qBl 4m ＝kBl 4若电子从d 点射出，运动轨迹如图线②， 有q v d B ＝m v d 2R dR d 2＝⎝⎛⎭⎫R d －l 22＋l 2 解得v d ＝qBR d m ＝5qBl 4m ＝5kBl 4选项B 正确。
7.已知电源内阻r ＝2 Ω，灯泡电阻R L ＝2 Ω，R 2＝2 Ω，滑动变阻器R 1的最大阻值为3 Ω，如图7所示，将滑片P 置于最左端，闭合开关S 1、S 2，电源的输出功率为P 0，则( )图7A ．滑片P 向右滑动，电源输出功率一直减小B ．滑片P 向右滑动，电源输出功率一直增大C ．断开S 2，电源输出功率达到最大值D ．滑片P 置于最右端时，电源输出功率仍为P 0解析：选D 闭合开关S 1、S 2，外电路总电阻R ＝R 1＋R 并＝R 1＋1 Ω，当R ＝r ＝2 Ω时，电源输出功率最大，根据电源输出功率与外电路电阻的关系图像可知，滑片从最左端向右滑动，外电路总电阻从4 Ω减小到1 Ω，电源输出功率先增大再减小，故A 、B 错误；滑片在最左端，断开S 2，外电路总电阻R ＝R 1＋R 2＝5 Ω≠r ，电源的输出功率不是最大，故C 错误；当滑片在最左端时，R ＝R 1＋R 并＝4 Ω，电流I ＝E R ＋r ＝E 6(A)，电源的输出功率为P 0，则P 0＝I 2R ＝E 29(W)；当滑片在最右端时，R ′＝R 并＝1 Ω，电流I ′＝E R ′＋r ＝E 3(A)，电源的输出功率为P ′＝I ′2R ′＝E 29(W)＝P 0，故D 正确。
8.如图8所示，两个横截面分别为圆形和正方形的区域内有磁感应强度相同的匀强磁场，圆的直径和正方形的边长相等，两个电子分别以相同的速度飞入两个磁场区域，速度方向均与磁场方向垂直，进入圆形磁场的电子初速度方向对准圆心；进入正方形磁场的电子初速度方向垂直于边界，从中点进入。
则下面判断错误的是( )图8A ．两电子在两磁场中运动时，其半径一定相同B ．两电子在磁场中运动的时间有可能相同C ．进入圆形磁场区域的电子可能先飞离磁场D ．进入圆形磁场区域的电子可能后飞离磁场解析：选D 电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力q v B ＝m v 2R ，整理得R ＝m v qB，两过程电子速度v 相同，所以半径相同，A 正确；电子在磁场中的可能运动情况如图所示，轨迹1和3先出圆形磁场，再出正方形磁场，轨迹2显示电子同时从圆形与正方形边界出磁场，运动时间相同，所以B 、C 正确，D 错误。
9．(多选)(2019·全国卷Ⅱ)静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下自M 点由静止开始运动，N 为粒子运动轨迹上的另外一点，则( )A ．运动过程中，粒子的速度大小可能先增大后减小B ．在M 、N 两点间，粒子的轨迹一定与某条电场线重合C ．粒子在M 点的电势能不低于其在N 点的电势能D ．粒子在N 点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行解析：选AC 如图所示，在两正电荷形成的电场中，一带正电的粒子在两电荷的连线上运动时，粒子有可能经过先加速再减速的过程，A 对。
粒子运动轨迹与电场线重合需具备初速度为0、电场线为直线、只受电场力三个条件，B 错。
带电粒子仅受电场力在电场中运动时，其动能与电势能的总量不变，E k M ＝0，而E k N ≥0，故E p M ≥E p N ，C 对。
粒子运动轨迹的切线方向为速度方向，由于粒子运动轨迹不一定是直线，故N 点电场力方向与轨迹切线方向不一定平行，D 错。
10.如图9所示，为某一点电荷所形成的一簇电场线，a 、b 、c 三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从O 点射入电场的运动轨迹，其中b 虚线为一圆弧，AB ＝BC ，且三个粒子的电荷量大小相等，不计粒子重力及相互作用力，则以下说法正确的是( )图9A ．a 一定是正粒子的运动轨迹，b 和c 一定是负粒子的运动轨迹B ．由于AB ＝BC ，故U AB ＝U BCC ．a 对应的粒子的加速度越来越小，c 对应的粒子的加速度越来越大，b 对应的粒子的加速度大小不变D ．b 对应的粒子的质量大于c 对应的粒子的质量解析：选CD 图中的电场线无法判断方向，所以不能判断出a 、b 、c 三种粒子的电性，故A 错误；根据公式U ＝Ed ，由于AB 间的平均场强小于BC 间的平均场强(电场线的疏密反映电场的强弱)，故U AB ≠U BC ，故B 错误；粒子只受电场力，由a ＝qE m得a 虚线对应的粒子的加速度越来越小，c 虚线对应的粒子的加速度越来越大，b 虚线对应的粒子的加速度大小不变，故C 正确；三个粒子的电荷量大小相等，以相同的速度从同一点O 点射入电场，故静电力F 相等，由于b 粒子做圆周运动⎝⎛⎭⎫F ＝m b v 2r ，c 粒子做近心运动⎝⎛⎭⎫F >m c v 2r ，比较可知c 粒子的质量较小，故D 正确。