高二物理期末模拟卷【测试范围：人教版必修三+选必二前两章】（全解全析）

2024-2025学年高二物理上学期期末模拟卷（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：人教版必修三+选必二前两章4．难度系数：0.70。一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~10题只有一项符合题目要求。第11~14题有多项符合题目要求，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1．下列说法正确的是（）A．在电场中的静止电荷一定受到电场力的作用B．在磁场中的运动电荷一定受到磁场力的作用C．试探电荷在电场中的受力方向就是该点电场强度的方向D．通电直导线在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向【答案】A【详解】A．在电场中的静止电荷一定受到电场力的作用，故A正确；B．在磁场中的运动电荷如果运动方向与磁场方向平行，不受磁场力的作用，故B错误；C．试探电荷如果是正电荷在电场中的受力方向就是该点电场强度的方向，试探电荷如果是负电荷在电场中的受力方向与电场强度的方向相反，故C错误；D．根据左手定则可知，磁感应强度的方向与安培力的方向垂直。故D错误。故选A。2．如图所示，B为匀强磁场，v为正电荷的运动速度，F为磁场对电荷的洛伦兹力，其中正确的是（）A． B．C． D．【答案】B【详解】A．根据左手定则，图中洛伦兹力方向向上，故A错误；B．根据左手定则，图中洛伦兹力方向向下，故B正确；C．根据左手定则，图中洛伦兹力方向垂直纸面向内，故C错误；D．根据左手定则，图中洛伦兹力方向垂直纸面向外，故D错误。故选B。3．如图所示，实线为两个固定的等量正点电荷电场中的等势面，虚线abc为一带电粒子仅在静电力作用下的运动轨迹，其中b点是两点电荷连线的中点。下列说法正确的是（）A．该粒子可能带正电B．该粒子经过a、c两点时的速度大小相等C．a、b、c三点的电场强度大小ED．该粒子在b点的电势能大于在a点的电势能【答案】B【详解】A．根据该粒子的运动轨迹可知，该粒子在电场中做曲线运动，而曲线运动的轨迹夹在速度方向与合外力方向之间，且合外力在轨迹的凹侧面，而粒子从a到b轨迹向左下方弯曲，则可知粒子所受电场力向左下方，由此可知该粒子带负电，故A错误；B．a、c两点在同一等势面上，粒子经过a、c两点时电势能相同，根据能量守恒可知，动能相同，速度大小相等，故B正确；C．等量同种点电荷连线中点处的场强为零，则b点场强为零，最小，故C错误；D．粒子从a运动到b的过程中，所受电场力斜向左下方，与速度方向之间的夹角小于90∘，电场力做正功，动能增加，电势能减小，由此可知该粒子在b点的电势能小于在a故选B。4．在一个等边三角形abc顶点b和c处各放入一个电荷量相等的点电荷时，测得a处的场强大小为E，方向与bc边平行，如图所示。拿走c处的点电荷后，则（

）A．a处场强大小仍为E，方向由a指向bB．a处场强大小为E2，方向由b指向C．a处电势降低D．a、c两点电势相等【答案】D【详解】AB．设两个电荷在a处的电场强度分别为Ec、Eb，由a处的场强大小为E，方向与bc边平行，Ec沿ac方向，Eb沿ba拿走c处的点电荷后，a处场强大小为E沿ba方向，AB错误；C．由上述分析可知，b处电荷为正电荷，c处电荷为负电荷，a处于bc边的中垂线上，a处电势为0，拿走c处的点电荷后，a处电势大于0，即a处电势变大，C错误；D．拿走c处的点电荷后，a、c两点距离b处长度相等，故a、c两点电势相等，D正确。故选D。5．如图所示，真空中一根绝缘轻杆两端分别固定两个带等量异种电荷的小球M、N（可看成点电荷），O点为轻杆的中点。情境一：小球及轻杆处于静止状态；情境二：轻杆绕O点在竖直平面内逆时针匀速转动。下列说法正确的是（）A．情境一中，O点的电场强度为零B．情境一中，O点与无穷远处电势相等C．情境二中，O点的磁感应强度方向垂直纸面向外D．情境二中，O点的磁感应强度方向垂直纸面向里【答案】B【详解】A．M在O点的电场强度水平向右，N在O点的电场强度水平向右，根据电场的叠加可知O点的电场强度不为零，故A错误；B．等量异种电荷中垂线为等势面，其电势等于0，与无穷远处电势相等，故B正确；CD．当杆绕O点在竖直平面内逆时针方向匀速转动，N形成的等效电流方向为顺时针，N形成的等效电流方向为逆时针，根据安培定则可知，M在O点的磁场方向垂直纸面向外，N在O点产生的磁场方向垂直纸面向里，M、N距离O点的距离相等，所以O点的合磁场的磁感应强度为零，故CD错误。故选B。6．如图甲所示，利用电流传感器观察一固定电容器充放电过程，开关S先掷向1端，电源给电容器充电，开关S再掷向2端，电容器放电，放电过程中电流I随时间t变化的图像如图乙所示，根据图乙所示，下列说法正确的是（） A．电容器的电容逐渐减小B．电容器所带的电荷量逐渐增加C．将R换成更大的阻值，图像与坐标轴所围的面积会减小D．用紧靠纵轴的狭长矩形的面积可估算0.2s内电容器释放的电荷量【答案】D【详解】A．根据C=可知，电容器的电容不随极板间电压的变化而变化，由电容器本身决定。故A错误；B．由图乙可知，放电过程中，电容器所带的电荷量逐渐减少。故B错误；C．电容器放电时，电阻R的作用相当于导体，只更换电阻R，图像下面所围的面积表示电容器的总电荷量量不会改变。故C错误；D．根据q=It可知，图乙中紧靠纵轴的狭长矩形的面积表示0.2s内电容两端减少的电荷量，故D正确。故选D。7．如图所示的电路中，电源电动势E，内阻r；闭合开关S，当滑动变阻器R的滑片P向上移动时，下列说法中正确的是（

）A．电流表示数变大 B．电压表示数变小C．电阻R0的电功率变大 【答案】C【详解】BC．滑动变阻器向上移动，滑动变阻器的阻值R变大，故电路中的总电阻变大。根据I=可知，电路中的总电流变小。根据U=E−Ir可知路端电压变大，即电阻R0两端的电压及电压表示数变大，根据P可知电阻R0A．根据并联电路规律可得，电流表示数为I电路中总电流变小，路端电压变大，故电流表的示数变小。故A错误；D．电源的总功率为P=EI电源电动势不变，总电流变小。故电源的总功率变小。故D错误。故选C。8．如图所示，软铁环上绕有M、N两个线圈，线圈M与直流电源、电阻和开关S1相连，线圈N与电流表和开关S2相连。下列说法正确的是（

）A．保持S1闭合，软铁环中的磁场为逆时针方向B．保持S1闭合，在开关S2闭合的瞬间，通过电流表的电流由b→aC．保持S2闭合，在开关S1闭合的瞬间，通过电流表的电流由b→aD．保持S2闭合，在开关S1断开的瞬间，电流表所在回路不会产生电流【答案】C【详解】A．由右手螺旋定则可以判断出，软铁环中的磁场为顺时针方向，故A错误；B．保持S1闭合，在开关S2闭合的瞬间，N线圈中磁通量不变，没有感应电流产生。故B错误；C．保持S2闭合，在开关S1闭合的瞬间，N线圈中磁通量增大，根据楞次定律可以判断，通过电流表的电流由b→a。故C正确；D．保持S2闭合，在开关S1断开的瞬间，N线圈中磁通量减小，根据“增反减同”可以判断，通过电流表的电流由a→b。故D错误。故选C。9．图甲是磁电式电流表表头的结构简图，线圈绕在一个与指针、转轴相连的铝框骨架上，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，同一圆周上磁感应强度大小处处相等，当线圈位于水平面内，通有如图乙所示方向的电流时，下列说法正确的是（）A．电流表表盘刻度不均匀B．a、b导线所受安培力方向相同C．线圈匝数增加，电流表表头的满偏电流减小D．磁铁磁性增强，电流表表头的满偏电流增大【答案】C【详解】A．依题意，在磁场中线圈的磁力矩大小都相等，线圈转动时，螺旋弹簧发生形变，产生反抗力矩，阻止线圈继续转动，线圈转角越大，反抗力矩越大，对于给定的待测电流，其磁力矩是一定的，所以线圈在某一转角处稳定下来，这时两个力矩达到平衡，可知待测电流与转角成正比，电流表表盘刻度均匀，故A错误；B．由左手定则可知，a导线受到的安培力向上，b导线受到的安培力向下，故B错误；CD．换磁性更强的磁铁或增加线圈匝数，会使得在相同电流情况下线圈所受安培力增大，电流表的量程减小，故C正确；D错误。故选C。10．有一块满偏电流为50mA、内阻为110Ω的小量程电流表，现要将它改装成0~0.6A、0~3A．R2的阻值大于RB．R3与R4C．用甲图电路测量时，更换量程过程中容易导致电流表损坏D．用乙图电路测量时，选量程0~0.6A,应将开关接到【答案】C【详解】A．在甲电路中，因电阻越小，则分流越大，则量程越大，则R2的阻值小于RB．乙图中当S接N时应该是小量程，即0.6A量程，此时通过R3与R4的电流应该为550mA大于通过电流计的电流，则R3与RC．用甲图电路测量时，更换量程过程中电流都要通过表头，则容易导致电流表损坏，选项C正确；D．用乙图电路测量时，选量程0~0.6A时，并联的电阻应该较大，则应将开关接到N故选C。11．如图所示，用洛伦兹力演示仪研究带电粒子在匀强磁场中的运动，以虚线表示电极K释放出来的电子束的径迹。在施加磁场之前，电子经加速后沿直线运动，如甲所示；施加磁场后电子束的径迹，如乙所示；再调节演示仪可得到丙所示的电子束径迹。下列说法正确的是（）A．施加的磁场方向为垂直纸面向外B．在乙基础上仅提高电子的加速电压，可得到图丙所示电子束径迹C．在乙基础上仅增大磁感应强度，可得到图丙所示电子束径迹D．乙与丙中电子运动一周的时间可能相等【答案】CD【详解】电子在加速电场中加速，由动能定理得eU=解得v电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，有e联立解得R=由运动学公式可以求出周期T=A．根据左手定则，电子向左飞出后做顺时针方向的圆周运动，所以磁感应强度方向垂直纸面向里，故A错误；B．根据R=在图乙的基础上增大加速电压U，可知粒子运动半径增大，而图丙运动半径减小，故B错误；C．根据R=在图乙的基础上仅增大磁感应强度，可知粒子运动半径减小，而图丙运动半径减小，故C正确；D．由上分析知周期为T=如果电压变化，不影响运动周期，故图乙与图丙中电子运动一周的时间相等；如果磁感应强度变化，影响运动周期，图乙与图丙中电子运动一周的时间不相等，故D正确。故选CD。12．在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一个100匝、面积为0.01m2的圆形导体线圈。规定线圈中电流和磁场的正方向如图甲所示。磁感应强度B随时间A．0～0.4s内线圈中的感应电流方向为正B．0.4～0.5s内线圈中的感应电流在轴线处的磁场方向向下C．0.4～0.5s内线圈中的感应电动势大小为4VD．0～0.4s内与0.4～0.5s内线圈中的感应电流大小之比为1:8【答案】ACD【详解】A．0～0.4s内，磁感应强度增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场与原场强方向相反，据右手螺旋定则，可知感应电流的方向为正，故A正确；B．0.4～0.5s内线圈中的，磁感应强度减小，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁场与原场强方向相同，线圈中的感应电流在轴线处的磁场方向向上，故B错误；C．0.4～0.5s内线圈中的感应电动势大小E=N故C正确；D．0～0.4s内线圈中的感应电动势大小E设线圈的电阻为R，0～0.4s内与0.4～0.5s内线圈中的感应电流大小之比I故D正确。故选ACD。13．利用霍尔元件可以进行微小位移的测量。如图甲所示，将固定有霍尔元件的物体置于两块磁性强弱相同、同极相对放置的磁体缝隙中，建立如图乙所示的空间坐标系。保持沿x方向通过霍尔元件的电流I不变，当物体沿z轴方向移动时，由于不同位置处磁感应强度B不同，霍尔元件将在y轴方向的上、下表面间产生不同的霍尔电压UH．当霍尔元件处于中间位置时，磁感应强度B为0，UH为0，将该点作为位移的零点。已知在小范围内，磁感应强度B的大小和坐标z成正比，这样就可以把电压表改装成测量物体微小位移的仪表。下列说法中正确的是（）A．该仪表只能测量位移的大小，无法确定位移的方向B．该仪表的刻度线是均匀的C．若霍尔元件中导电的载流子为电子，则当Δz<0D．电流I越大，霍尔电压UH越大【答案】BD【详解】A．若霍尔元件是空穴导电，若上表面电势高，则空穴在上表面聚集，根据左手定则可知磁感应强度方向沿z轴负方向，说明霍尔元件靠近右侧的磁铁，位移方向向右，反之则位移向左，则该仪表可确定位移的方向，故A错误；B．设霍尔元件在y方向的长度为d，空穴定向移动的速率为v，则根据平衡条件有eUB=kz解得U则UH与z成正比关系，可知该仪表的刻度线是均匀的，选项B正确；C．若霍尔元件中导电的载流子为电子，则当Δz<0时，磁场方向向右，则由左手定则可知，电子偏向下表面，即下表面电势低，选项C错误；D．根据U电流的决定式I=neSv可知当n、e、S三者确定时，I越大，v越大，霍尔电压UH越高，故D正确。故选BD。14．1897年汤姆孙发现电子后，许多科学家为测量电子的电荷量做了大量的探索。1907~1916年密立根用带电油滴进行实验，发现油滴所带的电荷量是某一数值e的整数倍，于是称这一数值e为基本电荷，如图所示，两块完全相同的金属极板正对着水平放置，板间的距离为d，当质量为m的微小带电油滴在两板间运动时，所受空气阻力的大小与速度大小成正比。两板间不加电压时，可以观察到油滴竖直向下做匀速运动，通过某一段距离所用时间为t1；当两板间加电压U（上极板喷雾器的电势高）时，可以观察到同一油滴竖直向上做匀速运动，且在时间t2内运动的距离与在时间t1A．根据上板电势高时观察到油滴竖直向上做匀速运动的现象可以判定油滴带负电B．密立根根据实验数据计算出油滴所带的电荷量大约都是1.6×C．根据不加电压和加电压时两个匀速运动过程的数据可求出油滴所带的电荷量Q=D．根据两板间加电压U（上极板的电势高）时观察到同一油滴竖直向上做匀速运动，可以计算出油滴的电荷量Q=【答案】AC【详解】A．当极板上加了电压U后，该油滴竖直向上做匀速运动，说明油滴受到的电场力竖直向上，与板间电场的方向相反，所以该油滴带负电，故A正确；B．油滴所带的电荷量大约都是1.6×10-19C的整数倍，故B错误；C．设油滴运动时所受空气阻力f与速度大小v满足关系为f=kv当不加电场时，设油滴以速率v1匀速下降，受重力和阻力而平衡，即mg=k当极板加电压U时，设油滴以速率v2匀速上升，受电场力、重力和阻力，即QE=mg+k其中E=根据题意有v解得Q=故C正确；D．加上电压时，油滴运动过程中，不仅仅只受电场力和重力作用，还受阻力作用，所以U即Q≠故D错误。故选AC。第Ⅱ卷二、实验题：本题共2小题，共18分。15．（8分）实验室有一粗细均匀的电阻丝。(1)用多用电表粗测电阻丝的阻值：当用“×10Ω”挡时发现指针偏转角度过大，应换用挡（填“×1Ω”或“×100Ω”），换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图1所示，则金属丝阻值约为Ω。(2)某同学设计如图2所示的电路测量该电阻丝的电阻率。在刻度尺两端的接线柱a和b之间接入该电阻丝，金属夹P夹在电阻丝上，沿电阻丝移动金属夹，改变接入电路的电阻丝长度。实验提供的器材有：电池组E（电动势为3.0V，内阻约1Ω）；电流表A（量程0~100mA）；电阻箱R（0~99.99Ω）；开关、导线若干。实验操作步骤如下：a．用螺旋测微器测出电阻丝的直径D；b．根据所提供的实验器材，设计2如图所示的实验电路；c．调节电阻箱使其接入电路的电阻值最大，将金属夹夹在电阻丝某位置上；d．闭合开关S，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；e．改变P的位置，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表再次满偏；f．重复多次，记录每一次的R和L数据。①用螺旋测微器测出电阻丝的直径D，示数如图3所示，读数为mm。②用记录的多组R和L的数据，绘出了如图4所示图线，截距分别为R0和L0，则电阻丝的电阻率表达式ρ＝③分析说明电流表的内阻对本实验结果是否有影响。【答案】(1)×1Ω10(2)0.511~0.513πD【详解】（1）[1][2]选择开关拨到“×10Ω”倍率测量时，发现指针偏角过大，说明相对于所选倍率电阻丝的阻值较小，应换用×1Ω挡，换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图1所示，则金属丝阻值约为10×1（2）①[1]螺旋测微器的精确值为0.01mmD=0.5②[2]由题意可知，电流表每次满偏时，电路外电阻相同，则有R+整理可得R=可得R−L图像斜率绝对值为k解得ρ=③[3]根据上面分析可知，电流表的内阻对图像的斜率无影响，所以电流表的内阻对本实验结果无影响。16．（10分）某同学分别用图甲和乙的电路测量同一节干电池的电动势和内阻。(1)利用图甲实验电路测电池的电动势E和内阻r，所测量的实际是下图中虚线框所示“等效电源”的电动势E'和内阻r'。若电流表内阻用RA表示，用E、r和RA表示E'(2)根据实验记录的数据得到如图所示的两条直线，图中直线Ⅰ对应电路是题图（选填“甲”或“乙”）。(3)选择误差较小的实验电路，根据（2）图中对应的数据，该电池的电动势E=V（结果保留3位有效数字），内阻r=Ω（结果保留2位有效数字）。【答案】(1)ER(2)乙(3)1.500.75【详解】（1）[1]图甲电路，根据闭合电路的欧姆定律E=U+I(整理得U=−I(RA+r)+E[2]U−I图线斜率的绝对值表示内阻，等效电源的内阻为r（2）图甲电路，误差在于电流表的分压，所测内阻等于电源内阻与电流表内阻之和，所以内阻测量值比真实值偏大；图乙电路，误差在于电压表的分流，所测内阻等于电源内阻与电压表内阻并联的总电阻，所以内阻测量值比真实值偏小。由于U−I图线斜率的绝对值表示内阻，直线I平缓一些，可知图中直线I对应电路是题图乙。（3）[1]图甲电路，所测电动势为电流表与电源串联后整体的等效电源的电动势，当I=0时，图甲电路，电动势的测量值等于真实值，即有E=[2]由于电源内阻较小，用图乙电路测量电源内阻误差小，根据U−I图线的斜率绝对值为电源内电阻可得，电源内电阻为r=三、计算题：本题共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。17．（9分）一水平放置的平行板电容器，两极板间电场可视为匀强电场。一电子从两极板间的中央点以初速度v0垂直于极板间的匀强电场飞入，恰能从下极板右边缘飞出，如图所示。已知两极板间距为d，板长为L，电子的质量为m，电荷量为e。不计电子的重力。求：（1）电子在两极板间的加速度大小a；（2）两极板间电压U；（3）在此过程中电场力对电子所做的功W。【答案】（1）v02dL【详解】（1）电子做类平抛运动，水平方向L=竖直方向d解得a=（2）根据牛顿第二定律F=ma电子所受电场力F=eE两板间电电压U=Ed解得U=（3）电子进入和离开电场两点间电势差为U2，电场力做功解得W=18．（9分）如图所示的电路中，电源电动势E=15V，内阻r=1.0Ω，电动机的电阻R0=1.0Ω（1）电源的输出功率P出（2）电动机转化为机械能的功率P机（3）若电动机被卡住不转时，电动机消耗的功率P消【答案】（1）26.0W；（2）10.0W；（3）9.0W【详解】（1）回路电流为I=电源内部消耗功率P电源总功率P=EI=30.0电源输出功率P（2）电动机的输入功率P电动机的消耗功率P电动机转化为机械能的功率P（3）若电动机被卡住不转时，回路电流为I电动机消耗的功率P19．（10分）如图1所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，间距为L，一端连接阻值为R的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。导