2024-2025学年高二物理上学期期中模拟卷（教科版必修第三册第1~2章）（全解全析）

2024-2025学年高二物理上学期期中模拟卷

（考试时间：90分钟，分值：100分）

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如

需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写

在本试卷上无效。

3.测试范围：第1〜2章（教科版2019必修第三册）。

4.难度系数：0.7o

一、单选题（共13小题，每小题3分，共39分，每小题列出四个备选项中只有一个符合题目要求的，不选、

多选、错选均不得分）

1.如图为某智能手机电池上的信息。下列说法中正确的是（）

㊉㊀O

1800mAh高密度锂聚合物电池

------警告--------->.

请勿加热和靠近火源标称电压：3.7V

请勿擅自拆卸改造额定容量：1800mAh/6.66W/h

请用专用适配器充电执行标准：GB/T1S2S7-2000

充电环境温度0℃〜49℃充电限制电压：4.2V

A.3.7V为该电池的电动势

B.6.66Wh为该电池储存的电量

C.充电时只要瞬时电压高于4.2V,电池就一定会损坏

D.给该电池充电，从额定容量的20%到充满电需要提供的电能为5.328Wh

【答案】A

【解析】由图可知3.7V为该电池的电动势，A正确；Wh为能量的单位，mAh为电荷量的单位，因此

6.66Wh为储存的能量，1800mAh为储存的电量，B错误；充电限制电压为4.2V,当瞬时电压高于4.2V

时电池不一定会损坏，C错误；从额定容量的20%到充满电需要提供的电能满足

E=80%qU=0.8xl.8Axlhx3.7V=5.328Wh,充电效率并不为100%,因此需要提供的电能大于

5.328Wh,D错误。

2.如图所示，图线°、6分别表示电阻«、尺的伏安特性曲线，下列说法中正确的是（）

A.6:4=1:4

B.凡：此=2：1

C.将4与此串联在电路中，它们两端的电压之比为2：1

D.将片与&并联在电路中，通过它们的电流之比为2：1

【答案】D

【解析】根据电阻的定义式尺=一和题中图像可知，当电流都为2A时，电阻之比等于电压之比

K：&=UI：6=1：2,故A、B错误；根据公式U=〃?，得当两个电阻中的电流相等时，它们两端的电

压之比a：&=〃i：〃?2=K：&=l：2,C错误；将片与&并联在电路中，流过它们的电压是相等的，

所以通过它们的电流之比为电阻之比的反比，得凡=2:1,D正确。

3.在冬天，我们脱衣服时总是出现“电闪雷鸣”，手接触到水龙头或车门等金属物体时也时不时会被“电击”,

但夏天我们却不会遇到这种情况，那么你认为造成这些差别的主要原因可能是（）

A.衣服的材质不同B.鞋底的绝缘性能不同

C.空气的湿润程度不同D.环境温度高低不同

【答案】C

【解析】冬季空气干燥，相对湿度低，所以皮肤表面电阻值增大，局部有大量电荷堆积，更容易发生静

电现象。而衣服的材质、鞋底的绝缘性能对静电现象的产生有一定影响，但在冬季和夏季并没有明显区

分。环境温度的高低对静电现象的产生无影响。

4.如图，真空中有两个点电荷，。为4.0x10-8（3、2为-1.0x10-8（2，分别固定在x轴的坐标为0和6cm

的位置上。在x轴上，下列说法正确的是（）

0123456x/cm

A.x<0的区域可能有一个电场强度为0的点

B.0<久<6cm的区域电场方向沿x轴负方向

C.%>6cm的区域电场方向一定沿x轴负方向

D.&与2产生的电场强度大小相等的点有两个

【答案】D

【解析】因可知，在x<0的区域不可能有电场强度为0的点，A错误；0<x<6cm的区域内两

电荷形成的电荷均沿x轴正向，可知该区域内电场方向沿x轴正方向，B错误；刀>6cm的区域内两电荷

形成的电场方向相反，因。>121，可知该区域内存在一个场强为零的点，在该点左侧到。2之间场强沿

x轴负向，在该点右侧场强沿x轴正向，C错误；因。>|2|可知，0与2产生的电场强度大小相等的

点距离。1较远，距离Q较近，则有两个点，一个在两电荷之间，另一个在。2右侧，D正确。

5.电动新能源汽车自燃原因很多，包括碰撞、涉水、过快充等，还有一种可能的原因是司机操作不当，导

致电动机在正常工作时，转子突然被卡住不转动，电流暴增后会在短时间内产生大量热量，进而起火燃

烧，如图（a）所示.现有一小型直流电动机，其线圈电阻为额定电压为U，额定电流为/,将它

与电动势为£、内阻为r的直流电源相连，如图（b）所示，闭合开关S,电动机恰好正常工作，已知指

示灯是一个理想的发光二极管，其电阻和消耗的功率都忽略不计，下列说法正确的是（）

A.电源的效率为xlOO%

RM+r

B.电动机输出的机械功率为“

C.电源的总功率为E/

D.电动机正常工作时，转子突然被卡住，则电动机的发热功率为L尺M

【答案】C

【解析】电动机将电能转化为内能和机械能，是非纯电阻，则次M，则电源的效率为

TJ[RR

z?=^>7rTrxl00%=v^xl00%-A错误；电动机输入的总功率为七=〃，转化为内能的热功

率为4=/2&,输出的机械功率为为,B错误；电源的总功率为尊=E/,C正确;

E

电动机正常工作时，转子突然被卡住，则电动机将电能全部转化为内能，此时的电流为/'=不一>1,

RM+r

此时的热功率为弓'=/"RM，D错误。

6.某学校创建绿色校园，图甲为新装的一批节能灯，该路灯通过光控开关实现自动控制：电灯的亮度可自

动随周围环境的亮度改变而改变，图乙为其内部电路简化原理图，电源电动势为E,内阻为厂，《为光

敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小），现增加光照强度，则下列判断正确的是（）

甲

A.凡两端电压增大B.干路电流减小

C.B灯变亮，A灯变暗D.A灯变亮，B灯变暗

【答案】A

【解析】增加光照强度，则光敏电阻《阻值减小，电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路

总电流/总增大,路端电压。外减小；则A灯两端电压减小,A灯变暗,通过A的电流减小，根据/总=心+4

可知，通过定值电阻凡的电流增大，以两端电压增大，根据。外=U0+/可知，B灯两端电压减小，则

通过B灯的电流减小，B灯变暗。

7.如图所示，直角坐标系中三个可以看成点电荷的导体球固定在坐标轴上，AB=AC=L,A、B、C的带

电量分别为%、5q、-\\q,三个电荷距离足够远互不影响，另一个一样但不带电的导体球D分别跟A、

B、C接触后拿走，已知静电常量为左，则关于A受到的电场力说法正确的是（）

八V

B”

A.大小为次,方向沿第四象限B.大小为呼,方向沿第三象限

Z2L2

C.大小为苴婆，向沿第四象限D.大小为叵暨，方向沿第三象限

Z2L2

【答案】A

【解析】一个一样但不带电的导体球D分别跟A、B、C接触后拿走，则最终A、B、C的电荷量分别为

“A=%=—="，%=%=q=3q,%=K=113+3g=_匐,B对A的库仑斥力方向沿》轴负方

向，大小为片=左喑，C对A的库仑引力方向沿X轴正方向，大小为为=左喈，则A受到的电场力

方向沿第四象限，大小为尸=历了万=答

8.如图所示，Si、S2闭合时，一质量为加、电荷量为g的带电液滴，静止在平行板电容器的M、N两金属

板间。现保持即闭合，将S2断开，然后将N板向下平移到图中虚线位置，下列说法正确的是（）

A.电容器电容增大B.两板间场强不变

C.液滴将向下运动D.液滴电势能增加

【答案】B

【解析】根据0=与7,N板向下平移，极板间距增大，电容器电容减小，A错误；保持S1闭合，将S?

4兀kd

断开，电容器极板所带电荷量一定，根据c==g,E==，解得后=空2,极板间距增大，则

两板间场强不变，B正确；结合上述，两板间场强不变，液滴所受电场力不变，液滴仍然处于静止状态,

C错误；电容器下极板接地，下极板电势为0,结合上述可知，电场强度不变，令液滴所在位置到下极

板间距为心,则有外-0=及/皿N板向下平移，心增大，电场强度方向向下，电场力方向向上，液滴

带负电，根据丸=4稣可知，液滴电势能减小，D错误。

9.某条电场线是一条直线，上边依次有。、/、B、C四个点，相邻两点间距离均为力以。点为坐标原点,

沿电场强度方向建立x轴，该电场线上各点电场强度£随x的变化规律如图所示。一个带电荷量为+«的

粒子，从。点由静止释放，仅受电场力作用，则（）

A.若。点的电势为零，则2点的电势为-等

B.粒子从。到/做匀变速直线运动

C.粒子在段电势能减少量等于段电势能减少量

D.粒子运动到3点时动能为苦0

【答案】D

【解析】由图可知E-x图像所包围的面积表示两点间的电势差大小，则

133

=E

^OB~^+EQd=-EQd,由于%二°，解得%二一,与“，A错误；粒子由。到4过程电场

力一直做正功，则带正电粒子一直加速运动，在该过程电场强度增大，由牛顿第二定律。=辿可得带电

m

粒子做加速度增大的加速直线运动，B错误；粒子在3段的平均电场力大于段的平均电场力，则

ON段的电场力做功大于8C段电场力做功，由功能关系知，粒子在。/段电势能的变化量大于3c段变

化量，或者从ON段和3C段图像包围的面积分析可知UOA>UBC,根据电场力做功公式邛=qU和W=-

小品，也可得出粒子在04段电势能的变化量大于8c段电势能的变化量，C错误；从。到2点过程由动

能定理，贝情%8=«48=%-0,可得&,=当日，D正确。

10.如图所示，指纹采集装置中的半导体基板上有大量相同的小极板，外表面绝缘。当手指的指纹一面与

绝缘表面接触时，由于指纹凸凹不平，凸点处与凹点处分别与半导体基板上的小极板形成一个个正对面

积相同的电容器，若每个电容器的电压保持不变，则在指纹采集过程中，下列说法正确的是（）

A.指纹的凹点处与对应的小极板距离远，该位置的电容大

B.指纹的凸点处与对应的小极板距离近，该位置的电容小

C.由于指纹的凸点处与对应的小极板距离较近，小极板的带电量较小

D.由于指纹的凸点处与对应的小极板距离较近，小极板的带电量较大

【答案】D

【解析】电容器电容的定义式。=总可知，指纹的凹点处与小极板距离远，"较大，该位置的电容小,

4jrkd

指纹的凸点处与小极板距离近，"较小，该位置的电容大，AB错误；由于指纹的凸点处与对应的小极

板距离较近，该位置的电容大，每个电容器的电压保持不变，根据。=cu可知，小极板的带电量较大,

C错误，D正确。

11.如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为力电荷量分别为+。和-。，在它们连线的竖直

中垂线上固定一根长为心内壁光滑的绝缘细管，有一电荷量为+夕的小球（直径略比细管小）以初速度

vo从上端管口射入，重力加速度为g,静电力常量为公则小球（）

VoJ

A.受到的库仑力不做功

B.下落过程中加速度先增大后减小

C.速度先增大后减小，射出时速度仍为vo

D.管壁对小球的弹力的最大值为"患

【答案】A

【解析】根据等量异种点电荷电场线分布特点可知，带电小球受到水平向右的电场力，电荷量为”的小

球以初速度W从管口射入的过程，因电场力与速度垂直，所以电场力不做功，A正确；小球在竖直方向

上只受重力作用，所以下落过程中加速度始终为g,B错误；小球在竖直方向上只受重力作用，所以小

球做匀加速运动，贝心?一年=2gZ,所以y=&+2gZ>%,C错误；水平方向管壁对小球的弹力与库仑

力的分力大小相等，所以当库仑力最大时，弹力达到最大，在两个电荷的中垂线的中点，每个电荷产生

的电场力均为1一2一d）2一屋，管壁对小球的弹力的最大值为"=片+与=8左,，D错误。

12.如图所示，边长为l的正四面体/BCD的中心为。，/、8两点分别固定等量异种点电荷，、+4,下

列说法正确的是（）

A.C、。两点电场强度大小相等，方向不同

B.C、。两点电势相等

C.将一试探电荷+Q从C点沿直线移到。点，电场力先做负功后做正功

D.。点场强大小为与普

【答案】B

【解析】/、2两点分别固定等量异种点电荷，则C、。两点电场强度大小相等，方向也相同。C、。两

点连线在等量异种点电荷连线的垂直平分面上，在同一个等势面上，将一试探电荷+。从C点沿直线移

到。点电场力一直不做功，ACD错误；+4在。点场强大小为耳=鬻，根据几何关系可知合成后。点

场强大小为后=”型，B正确。

9L2

13.如图所示，半径为2r的均匀带电球体电荷量为0,过球心。的x轴上有一点尸，已知尸到。点的距离

为3r,现若挖去图中半径均为r的两个小球，且剩余部分的电荷分布不变，静电力常量为左，则下列分

析中错误的是（）

Px

A.挖去两小球前，两个小球在尸点产生的电场强度相同

B.挖去两小球前，整个大球在尸点产生的电场强度大小为左悬

9r

C.挖去两小球后，尸点电场强度方向与挖去前相同

D.挖去两小球后，剩余部分在尸点产生的电场强度大小为左（40°一27旧）0

3600/

【答案】A

【解析】两小球分别在x轴上下两侧，电性相同，它们在尸点产生的场强分别斜向上和斜向下，与x轴

夹角相等，方向不同，A错误；大球所带电荷均匀分布整个球体，它在外部产生的电场可等效为所有电

荷集中在球心。点在外部产生的电场，由库仑定律得尸=鸟，B正确；大球在P点产生的电场沿x轴

方向，两小球在P点的合场强也沿X轴方向，且小于大球在尸点的场强，由场强叠加原理可知，挖去两

小球后，尸点场强方向不变,C正确；设两小球的球心到P点的距离为I,由几何关系1=7r2+（3r）2=V10r,

球体积公式为忆4"斤,，小球半径是大球半径的一半，小球体积是大球体积的八分之一，小球所带电荷

量为4=两小球在尸点场强均为后飞I：：1/『。，合场强为耳=娑左袅=嘤左g，剩

X（VlOr）280r2^1080r400r

余部分在尸点的场强为卜喘-黑400-27月

D正确。

3ffl0-

二、多选题（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求

的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

14.扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，如图表所示为某

款扫地机器人的铭牌标有的数据，则该扫地机器人（）

电机基本参数

产品尺寸280mmx280mx75mm

电池5000mA-h锂电池

质量0.65kg

无线连接WiFi智能快连

工作额定电压20V

工作额定功率40W

A.工作额定电流为2A

B.以额定功率工作时，每分钟消耗电能为2400J

C.以额定电压工作时，电机的内阻为10。

D.电池充满电后储存的总电荷量为5000C

【答案】AB

p40

【解析】由铭牌标有的数据可知工作额定电流为/=M=^A=2A,A正确；以额定功率工作时，每分

钟消耗电能为。=已=40X60J=2400J,B正确；由于扫地机器人是非纯电阻负载，所以以额定电压工

作时，应满足力＞/2.，可得「＜二="。=100,C错误；电池充满电后储存的总电荷量为

I2

q=〃=5000x10-3*3600C=18000C,D错误。

15.如图所示，有一匀强电场平行于平面xOy,一个质量为加带电粒子仅在电场力作用下从。点运动到/

点，粒子在。点时速度％沿y轴正方向，经/点时速度沿x轴正方向，且粒子在/点的速度大小是它在

。点时速度大小的2倍。关于粒子在CU段的运动情况，下列判断正确的是（）

A.该带电粒子带正电

B.带电粒子在N点的电势能比在。点的电势能小

C.这段时间粒子的最小动能为‘片

D.电场力方向与x轴正方向夹角的正切值为2

【答案】BC

【解析】由于电场线方向未知，则带电粒子的电性未知，A错误；带电粒子从。点到/点动能增加，则

电场力做正功，电势能减小，带电粒子在/点的电势能比在。点的电势能小，B正确；设加速度方向与

x轴正方向之间的夹角为。，如图所示，则在沿着了轴方向上asinO=半，沿着x轴方向上acosO=；,

并且粒子在/点的速度是它在。点时速度的2倍，即v=2%,联立解得ta"=；,D错误；由二角函数

知识可知tanO=^=:，又sin*+cos*=l,解得cosO=：VL当速度最小时，速度方向与电场力方

向垂直，设最小速度为'm，将初速W沿着电场力方向和垂直电场力方向进行分解，可得

V

min=V0COS6＞=|V5V0,则最小动能为C正确。

三、实验题（本题共3小题，共14分）

16.用如图所示电路给电容器进行充、放电。当单刀双掷开关S接通1位置时，电容器两端的电压表的示

数变化是（选填“增大”或“减小”），电容器此时处于（选填“充电”或“放电”）状态。若某时

刻此电容器所带的电荷量为8x10-8（2,两极板间的电势差为10V,则这个电容器的电容为Fo

【答案】增大《1分）充电（1分）8x10-。分）

【解析】当单刀双掷开关S接通1位置时，电容器与电源连接，电容器处于充电状态，充电过程，电容

器两端电压逐渐增大，即电压表的示数增大；若某时刻此电容器所带的电荷量为8xl0-8c，两极板间的

电势差为10V；根据电容器电容的定义式有C=£,解得C=8X10-9F

17.某同学要测量一节新干电池的电动势和内阻（0.3C左右）。根据实验室提供的器材设计了如图所示的电

路。其中电流表A（量程0〜0.6A,内阻约0.1。）；电压表V（量程0〜3V,内阻约6k。）；定值电阻与（阻

值1.0。）；滑动变阻器（阻值范围0〜10Q,额定电流2A）。

（1）电流表指针位置如图二所示，其示数为A»

（2）测得多组电压表、电流表的示数。、I,作出U-/图像如图三所示，则由图像可得电池的电动势

E=V,电池的内阻厂=Q（结果保留1位小数）0

【答案】（1）0.16（1分）⑵1.5（2分）0.4（2分）

【解析】（1）电流表分度值是0.02A,读数为0.16A。

（2）根据。=£-/&+&）,则纵截距为电源电动势，则电动势E=L5V,斜率的绝对值为

\k\=V-UQ=1.4Q,故电池的内阻r=L4。一为=0.40。

0.5—0

18.（1）某同学用多用电表测量某些电学量。经过正确操作，两次测量时的指针位置均指在如图1所示的位

置。一次测量直流电压，所选量程为50V,则读数应为V；一次测量电阻，记录的读数为1

600Q,则所选倍率为（选填“xi”“xio”“xio（r^“xlk”）。

（2）在（1）中用多用电表测量完电阻后，需要继续测量一个阻值约为13。的电阻。在用红、黑表笔接触

这个电阻两端之前，以下有些操作步骤是必需的，请选择正确的操作并按正确顺序写出序号

①将红表笔和黑表笔接触

②把选择开关旋转到“xl”位置

③把选择开关旋转到“x10”位置

④调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点

（3）常用的多用电表是由小量程的电流表（表头）改装而成的。有一块满偏电流为50nA、内阻为800。

的小量程电流表，现要将它改装成0〜1mA、0〜10mA两个量程的电流挡，某同学设计了如图2、图3

所示的两个电路。在图2所示的电路中品&（选填“〉”或“<”）；从保护表头的角度，请你

分析说明图2、图3哪种设计更合理：（选填“图2”或“图3”）。

图1图3

【答案】（1）24.0（1分）xioo（i分）⑵②①④（1分）

（3）<（1分）图3（1分）

【解析】（1）量程为50V,则读数应为24.0V；测电阻时，指针示数为16,而实际为1600C,所以为“x100”

倍率。

（2）现在的欧姆表倍率太大，换成“xl”倍率时，恰好130在中值电阻附近，所以先将开关转到“xi”位

置，然后再将红黑表笔对接，进行欧姆调零。步骤为②①④。

（3）总电压不变，电流大的那一路电阻小，由欧姆定律知图3更合理，因为图2电路在通电

状态中，更换量程会造成两分流电阻都未并联在表头两端，以致通过表头的电流超过其满偏电流而损坏。

四、计算题（本题共4小题，第19题各7分，第20题各9分，第21题11分，第22题14分，共41分。

解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的，答案中

有单位的必须明确写出数值的单位）

19.（7分）如图所示，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘内壁放另一个圆环形电极

接电源的正极做“旋转液体实验电源的电动势E=6V,内阻未知，限流电阻&=4.8£1。闭合开关S后,

当导电液体旋转稳定时理想电压表的示数恒为3.5V,理想电流表示数为0.5A。求：

（1）电源的内阻；

（2）液体消耗的电功率。

【答案】（1）0.2Q；（2）1.75W

【解析】（1）根据闭合电路欧姆定律可得E=U+/（R）+r）（2分）

解得电源内阻为厂=0.2。（2分）

（2）液体消耗的电功率尸=〃（2分）

解得：尸=1.75W（1分）

20.（9分）如图，在匀强电场中，将电荷量为-6xl（r6c的点电荷从电场中的/点移到2点，静电力做了

-2.4xl0-5j的功，再从8点移到C点，静电力做了1.2X10-5J的功。已知电场的方向与V43c所在的平

面平行。

（1）求/、8两点间的电势差SB和3、。两点间的电势差上c;

（2）若以8点为电势零点，算出相关点的电势，并在图中画出过8点的电场线方向，保留作图过程。

【答案】（1）4V,-2V；（2）0c=2V,%=4V,45连线的中点处电势为2V

【解析】（1）根据公式用=4。（2分）

A.8两点间的电势差SB="/=4V（1分）

q

B、。两点间的电势差"C="£=-2V（1分）

q

（2）根据UBC=%-%（1分）

%=2V（1分）

同理可知内=4V（1分）

所以N8连线的中点处电势也为2V（1分）

连接该点与C点则可得等势线，过2点做等势线的垂线，由高电势指向低电势，作出过3点的电场线,

如下图所示

E

A

\7\（1分）

21.（11分）如图所示，一电荷量q=3xlO-5c带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属

板中的。点，细线长度Z=0.032m,电键S合上后，当小球静止时，细线与竖直方向的夹角。=37。；己

知两板相距d=01m,电源电动势E=15V,内阻厂=0.5。，电阻R=3Q,星=%=&=80g取lOm/s?。

已知：sin37°=0.6,cos37°=0.8o

（1）求平行金属板左右板间的电势差U；

（2）求出带电小球的质量加；

（3）要使得小球恰能在板间完成竖直面内的圆周运动，应该给图示位置的小球多大的初速度？（计

算结果可以含根式）

【答案】（1）14V；（2）5.6xl0^kg；（3）V2m/s

【解析】（1）“电键S合上后，当小球静止时”，平行板电容器已经稳定了，导致《两端无电势差，则左

右板间的电势差U就等于电源的路端电压；由串并联电路的特点规律,电阻4、&、A的总电阻

&R3

R=R1+（1分）

氏2+%

R

由闭合电路的欧姆定律以及分压规律得UE（2分）

R+r

解得C7=14V（1分）

（2）当小球静止时，受力如图

贝UEq=mgtan。（1分）

平行板电容器内为匀强电场，场强大小E

解得加uSExlO^kg（1