高二物理期末模擬卷【測試范圍：魯科版2019必修第三冊、選擇性必修第二冊】（全解全析）

2024-2025學(xué)年高二物理上學(xué)期期末模擬卷（考試時間：90分鐘，分值：100分）注意事項：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號等填寫在答題卡和試卷指定位置上。2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。3．測試范圍：魯科版2019必修第三冊、選擇性必修第二冊。4．難度系數(shù)：0.7。一、選擇題（本題共10小題，每小題4分，共40分。每小題給出的四個選項中，第1~6題只有一項符合題目要求，第7~10題有兩項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不選的得0分）1．以下關(guān)于靜電現(xiàn)象的說法中正確的是（）A．油罐車車尾裝有一條拖在地上的導(dǎo)電拖地帶，作用是導(dǎo)走運輸過程中油和油罐摩擦產(chǎn)生的靜電B．干燥天氣里脫毛衣時產(chǎn)生電火花，是因為摩擦創(chuàng)造出電荷C．電工高空高壓作業(yè)時，其工作服內(nèi)編織金屬絲的目的是提高衣服的耐穿性D．印刷車間空氣應(yīng)盡量保持干燥，以便于導(dǎo)走紙頁間相互摩擦產(chǎn)生的靜電【答案】A【解析】油罐車車尾裝有一條拖在地上的導(dǎo)電拖地帶，作用是導(dǎo)走運輸過程中油和油罐摩擦產(chǎn)生的靜電，A正確；干燥天氣里脫毛衣時產(chǎn)生電火花，是因為摩擦使得電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而不是創(chuàng)造出新的電荷，B錯誤；電工高空高壓作業(yè)時，其工作服內(nèi)編織金屬絲的目的是起到靜電屏蔽的作用，使超高壓輸電線周圍的電場被工作服屏蔽起來，對工人起到保護作用，C錯誤；印刷車間的空氣應(yīng)保持濕潤，以便于導(dǎo)走紙頁間因相互摩擦而產(chǎn)生的靜電，D錯誤。2．如圖所示，我國的球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）是世界上最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，被稱為“超級天眼”，并通過隨地球自轉(zhuǎn)指向太空不同方向。“天眼眼眶”的直徑為，其邊緣圓周處于同一水平面內(nèi)，其所在處地磁場的磁感應(yīng)強度大小為，方向與水平面夾角為，則（）A．穿過“眼眶”的磁通量大小為B．磁感應(yīng)強度B的方向為穿出“眼眶”斜向上C．在地球自轉(zhuǎn)的過程中，穿過“眼眶”磁通量的變化量為0D．在地球自轉(zhuǎn)的過程中，穿過“眼眶”磁通量的變化量為【答案】C【解析】地磁場的磁感應(yīng)強度大小為，方向與水平面夾角為，則穿過“眼眶”的磁通量大小為，A錯誤；“超級天眼”處于北半球，根據(jù)地磁場的分布特征可知，磁感應(yīng)強度B的方向為穿出“眼眶”斜向下，B錯誤；根據(jù)地磁場的分布特征的對稱性規(guī)律可知，地球自轉(zhuǎn)過程中，“天眼眼眶”所在處地磁場的磁感應(yīng)強度大小始終為，方向始終與水平面夾角為，即穿過“眼眶”的磁通量大小始終為，則在地球自轉(zhuǎn)過程中，穿過“眼眶”磁通量的變化量始終為0，C正確，D錯誤。3．實驗室用交流發(fā)電機和理想變壓器組合，給阻值為12Ω的電阻R0供電，電路如圖所示。交流發(fā)電機的線圈內(nèi)阻為4Ω，導(dǎo)線電阻不計，當(dāng)理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶3時，R0消耗的功率與線圈內(nèi)阻消耗的功率比為（）A．1∶4 B．1∶3 C．1∶1 D．3∶1【答案】B【解析】原副線圈的電流之比為，根據(jù)R0消耗的功率為，線圈內(nèi)阻消耗的功率為，解得R0消耗的功率與線圈內(nèi)阻消耗的功率比為4．如圖所示，三根平行直導(dǎo)線的截面圖剛好為等邊三角形，電流和方向垂直紙面向里，電流方向垂直紙面向外，它們的電流大小都相同，，每根導(dǎo)線在A點產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度大小均為，則點的合磁感應(yīng)強度為（）A． B． C． D．【答案】C【解析】由安培定則判斷可知三根通電直導(dǎo)線在A點上所產(chǎn)生的磁場方向，如圖所示：電流B與電流D在A點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小相等，夾角為120°，合磁感應(yīng)強度大小為1T，方向水平向左；電流C在A點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為1T，方向水平向左，所以A點的磁感應(yīng)強度大小為2T，方向水平向左。5．如圖所示，三個相同的絕緣小球a，b，c(均可看成質(zhì)點)帶上不同的電荷量，放在水平放置的光滑絕緣真空玻璃管內(nèi)。靜止時，a，b間的距離是L，b、c間的距離是2L，三個小球帶量分別為qa、qb、qc，下列說法正確的是（）A．若a帶正電，則b可能帶正電也可能帶負(fù)電 B．C． D．【答案】B【解析】根據(jù)同一直線上三個點電荷能處于靜止?fàn)顟B(tài)，三個電荷的電性關(guān)系具有“兩同夾異”的特點，則若a帶正電，則b帶負(fù)電，A錯誤；若小球c保持靜止，則小球a、b在c處形成的場強矢量和為零，有，解得，B正確；若小球b保持靜止，則小球a、c在b處形成的場強矢量和為零，有，解得，C錯誤；若小球a保持靜止，則小球b、c在a處形成的場強矢量和為零，有，解得，D錯誤；6．圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，具有相同比荷的兩個帶電粒子從圓周上的M點沿直徑MON方向射入磁場。若粒子1射入磁場時的速度大小為v1，離開磁場時速度方向偏轉(zhuǎn)90，磁場中運動時間為t1；若粒子2射入磁場時的速度大小為v2，偏轉(zhuǎn)情況如圖所示，運動時間為t2，不計重力，則下列說法正確的是（）A．v2=v1B．t2>t1C．只改變粒子1從M點射入磁場時的速度方向，則該粒子離開磁場時一定與直徑MON垂直D．只改變粒子2從M點射入磁場時的速度方向，當(dāng)該粒子從N點射出時，運動時間最短【答案】C【解析】兩粒子運動軌跡如圖所示，設(shè)粒子1的半徑為r1，粒子2的半徑為r2，設(shè)圓形磁場區(qū)域的半徑為R，根據(jù)，可得，可以根據(jù)幾何關(guān)系可以得到，所以粒子1的速度可以建立起與圓形磁場半徑有關(guān)的關(guān)系式，但因粒子2的偏轉(zhuǎn)角度未知，無法得到r2與R的關(guān)系，所以不能建立起v2與R的關(guān)系式，所以二者速度無法進行精確的比較，A錯誤；根據(jù)，，可以得到，即周期僅與比荷有關(guān)，但因二個粒子比荷相同，所以兩個粒子周期相同，根據(jù)兩個粒子的運動軌跡圖可以看出，粒子1的偏轉(zhuǎn)角為90°，而粒子2的偏轉(zhuǎn)角為銳角，所以粒子2的運動時間要小于粒子1的運動時間，B錯誤；隨意選一條運動軌跡，其中帶×的圓為圓形磁場，另一個圓為粒子1的運動軌跡，但此運動軌跡僅取在圓形磁場中的那部分，圓形磁場外的那部分為方便觀察畫出，且O1為運動軌跡的圓心，連接O1，O，射入點和射出點，因粒子1半徑r1與圓形磁場半徑相同，則連接起來的圖案為菱形，如圖所示，因為是菱形，且射入點和圓形磁場圓心的連線在直徑MON上，根據(jù)幾何關(guān)系，出射點與O1點的連線必定與直徑MON保持平行，所以出射方向會與O1與出射點組成的連線垂直，則出射時的速度方向一定垂直于直徑MON。若選取別的入射方向，同樣也會組成菱形，且入射點和O的連線依舊保持水平方向，所以出射的方向也必定會與直徑MON保持垂直，C正確；對粒子2，連接入射點和出射點組成一條弦，如果出射點在N點，此時的弦最大，為圓形磁場的直徑，而弦越大對應(yīng)的偏轉(zhuǎn)角也就越大，而偏轉(zhuǎn)角越大運動時間也就越長，所以當(dāng)該粒子從N點射出時，運動時間最長，D錯誤。7．如圖所示，一根直導(dǎo)線MN位于豎直方向，通有恒定電流I，在它的右邊同一豎直平面內(nèi)有一個閉合線圈abcd。當(dāng)線圈做下面幾種運動時，線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的是（）A．線圈沿圖中y軸方向平行移動B．線圈沿圖中x軸方向平行移動C．線圈以直導(dǎo)線MN邊為軸，cd邊向紙里的方向轉(zhuǎn)動90°角D．線圈以ad邊為軸，bc邊向紙里的方向轉(zhuǎn)動90°角【答案】BD【解析】線圈沿圖中y軸方向平行移動，穿過線圈的磁通量不變，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，A錯誤；線圈沿圖中x軸方向平行移動，穿過線圈的磁通量減小，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，B正確；導(dǎo)線框以長直導(dǎo)線MN為軸轉(zhuǎn)動，穿過線框的磁通量始終沒變，沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流，C錯誤；線圈以ad邊為軸，bc邊向紙里的方向轉(zhuǎn)動90°角，穿過線圈的磁通量減小，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，D正確。8．一矩形線圈繞垂直于勻強磁場方向、并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈中的感應(yīng)電動勢e隨時間t的變化情況如圖所示，則下列說法中正確的是（）A．每當(dāng)感應(yīng)電動勢e變換方向時，穿過線圈的磁通量的絕對值都為最大B．時刻穿過線圈的磁通量變化率為零C．該圖是從線圈平面與磁場方向垂直時刻開始計時的D．時刻穿過線圈的磁通量最大【答案】AB【解析】每當(dāng)e轉(zhuǎn)換方向時，線圈與磁場垂直，線圈通過中性面時，磁通量最大，A正確；t1時刻感應(yīng)電動勢為零，線圈通過中性面，磁通量最大，線圈平面和磁場方向垂直，磁通量的變化率為零，B正確；由圖可知，開始時刻，電動勢最大，應(yīng)是從線圈平面與磁場方向平行的時刻開始計時，C錯誤；t4時刻感應(yīng)電動勢最大，線圈通過與中性面垂直位置，磁通量最小，D錯誤。9．如圖甲所示，螺線管匝數(shù)n=100匝，橫截面積S=10cm2，螺線管導(dǎo)線電阻不計，定值電阻R=5Ω，磁感應(yīng)強度B的B-t圖像如圖乙所示（以向右為磁感應(yīng)強度B的正方向），則（）A．0~0.1s內(nèi)感應(yīng)電流大于0.1~0.3s內(nèi)的感應(yīng)電流B．0~0.1s和0.1~0.3s內(nèi)的感應(yīng)電流方向不變C．0~0.1s內(nèi)，通過R的電流大小為0.04AD．0~0.1s內(nèi)，通過R的電流方向為從A到C【答案】AC【解析】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，可得0~0.1s內(nèi)感應(yīng)電動勢為，0.1~0.3s內(nèi)感應(yīng)電動勢為，所以，，故AC正確；0~0.1s內(nèi)磁感應(yīng)強度向右增大，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反，所以流過R的電流方向為從C到A，0.1~0.3s內(nèi)磁感應(yīng)強度向右減小，所以流過R的電流方向為從A到C，則0~0.1s和0.1~0.3s內(nèi)的感應(yīng)電流方向改變，BD錯誤。10．在x軸上O、P兩點分別放置電荷量為q1、q2的點電荷，一帶正電的試探電荷在兩電荷連線上的電勢能EP隨x變化關(guān)系如圖所示，其中A、B兩點電勢能為零，BD段中C點電勢能最大，則下列說法正確的是（）A．q1和q2帶異種電荷B．C點的電勢大于零C．B點電場強度方向沿x軸正方向D．將一負(fù)點電荷從B點移到D點，電場力先做負(fù)功后做正功【答案】AB【解析】由圖知從O到P電勢能一直減小，試探電荷帶正電，電勢一直降低，則兩個點電荷必定是異種電荷，A正確；由圖可知試探電荷在B點時的電勢能為零，則B點的電勢為零，從B到C，電勢能增加，試探電荷帶正電，電勢升高，C點的電勢大于零，B正確；根據(jù)順著電場線電勢降低可知，BC間電場強度方向沿x軸負(fù)方向，C錯誤；將一負(fù)點電荷從B移到D點，電勢先升高后降低，電勢能先減小后增大，電場力先做正功后做負(fù)功，D錯誤。二、填空、實驗題（本題共4小題，第11、12題各4分，第13、14題各6分，共20分）11．（4分）冬季，我國南方一些地區(qū)會出現(xiàn)低溫凍雨天氣。這時，高壓輸電導(dǎo)線會結(jié)上重重的冰凌。為消除這些冰凌，工程上常常利用電流的熱效應(yīng)。已知正常供電時，高壓輸電導(dǎo)線上的輸電電壓為，輸電電流為，輸電導(dǎo)線上的損耗功率為。若輸電功率和輸電導(dǎo)線電阻不變，除冰時，需要輸電導(dǎo)線上的損耗功率為，則除冰時輸電電流為___________，輸電電壓為___________?！敬鸢浮浚?分）（2分）【解析】令輸電導(dǎo)線的電阻為，則輸電導(dǎo)線的損耗功率為輸電導(dǎo)線電阻不變，輸電導(dǎo)線上的損耗功率變?yōu)椋猿鶗r輸電電流變?yōu)?。設(shè)輸電功率為，輸電功率不變，根據(jù)可知，當(dāng)輸電電流變?yōu)闀r，輸電電壓變?yōu)椤?2．（4分）真空中兩個靜止點電荷A、B帶電量分別為、的電場線分布如圖所示，P、Q兩點關(guān)于點電荷A左右對稱，P、Q兩點電勢分別為、，其中P在AB連線上，一個電子在外力作用下沿虛線軌跡從M向N勻速率運動，則________（填“＞”、“＜”或“＝”），________（填“＞”、“＜”或“＝”）?！敬鸢浮浚荆?分）＞（2分）【解析】根據(jù)電場線分布，A附近電場線較B附近密集，則＞，根據(jù)電子運動軌跡可知，電子受到A的斥力作用，可知A帶負(fù)電，B帶正電，A在P、Q兩點產(chǎn)生的電勢相等，B在P點的電勢大于在Q點的電勢，可知13．（6分）某興趣小組利用傳感器研究電容器的充、放電過程的實驗電路如圖甲所示，電源電動勢。(1)電容器接入電路前，首先利用多用電表判斷電容器是否完好（電容器不帶電）：將多用電表的選擇開關(guān)撥到________擋上，正確操作后，若能觀察到多用電表的指針先偏轉(zhuǎn)較大的角度又緩慢回到表盤的左端，則說明電容器是完好的。(2)連接好實驗電路，實驗時先使開關(guān)與1端相連，待電路穩(wěn)定后把開關(guān)擲向2端，傳感器將電流信息傳入計算機，屏幕上顯示出電流隨時間變化的曲線如圖乙所示，則電容器的電容為________F（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。(3)若不改變電路其他參數(shù)，只增大電阻，則電容器放電的時間會________（填“變長”“變短”或“保持不變”），放電時曲線與橫軸所圍成的面積將_________（填“增大”“不變”或“變小”）。（6分）【答案】(1)歐姆（1分）(2)（都算對）（2分）(3)變長（2分）不變（1分）【解析】（1）由于電容器上沒有電荷，不能用電壓擋和電流擋檢測，因為多用電表歐姆擋內(nèi)部有電源，所以可以用多用電表的歐姆擋判斷電容器是否完好；將多用電表的選擇開關(guān)撥到歐姆擋上，正確操作后，若能觀察到多用電表的指針先偏轉(zhuǎn)較大的角度又緩慢回到表盤的左端，則說明電容器是完好的。（2）因i-t圖像的面積等于電容器帶電量，可知電容器的電容為（3）如果不改變電路其他參數(shù)，只增大電阻，則電容器放電的電流會減小，則時間會變長，由于放電電量不變，則放電時曲線與橫軸所圍成的面積將不變。14．（6分）某同學(xué)在“測定金屬的電阻率”實驗中，所用測量儀器均已校準(zhǔn)。(1)該同學(xué)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑d，其中某一次測量結(jié)果如圖甲所示，其讀數(shù)應(yīng)為__________mm。(2)已知該金屬絲的阻值約為5Ω?，F(xiàn)用伏安法測量其阻值，要求測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，金屬絲兩端電壓測量范圍能盡可能大一些，現(xiàn)備有以下器材：A．電池組（3V，內(nèi)阻不計）B．電流表（0~0.6A，內(nèi)阻為RA=0.5Ω）C．電壓表（0~3V，內(nèi)阻約為3kΩ）D．滑動變阻器（0~10Ω）E．滑動變阻器（0~100Ω）F．開關(guān)、導(dǎo)線上述器材中滑動變阻器應(yīng)選_（填寫實驗器材前面的字母）。(3)請你用筆畫線代替導(dǎo)線幫他將圖乙中的實物圖連接完整。(4)該同學(xué)正確連接好電路，進行實驗測量，記錄數(shù)據(jù)，并在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系，描繪出U-I圖線，如圖丙所示。已知圖線的斜率為k，用刻度尺測量出金屬絲接入電路部分的長度為L，則該金屬絲電阻率ρ=___________（用k、L、d、RA等表示）。（6分）【答案】(1)0.955（0.954-0.956均正確）（1分）(2)D（1分）(3)（2分）(4)（2分）【解析】（1）圖甲中螺旋測微器的讀數(shù)為（2）要求金屬絲兩端電壓測量范圍能盡可能大一些，則滑動變阻器要以分壓式接入電路，為了方便控制電路，應(yīng)選擇總阻值較小的滑動變阻器。（3）滑動變阻器要以分壓式接入電路，另因電流表內(nèi)阻已知，電流表應(yīng)采用內(nèi)接法，連接完整的實物圖如圖所示（4）由題意知，另根據(jù)電阻定律，其中，聯(lián)立得。三、計算題（本題共4小題，第15、16題各8分，第17題10分，第18題14分，共40分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫最后答案的不給分，有數(shù)值計算的，答案中有單位的必須明確寫出數(shù)值的單位）15．（8分）如圖所示，電阻可忽略不計，相距為的兩平行金屬導(dǎo)軌，固定在傾角的斜面上，導(dǎo)軌上端接有電動勢、內(nèi)阻的直流電源?？臻g分布著磁感應(yīng)強度大小、方向垂直于斜面向上的勻強磁場?，F(xiàn)把一個質(zhì)量的導(dǎo)體棒垂直放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好保持靜止。已知導(dǎo)體棒接入電路的電阻，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度。(1)求導(dǎo)體棒受到的安培力的大小和方向；(2)求導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)。（8分）【答案】(1)，方向沿斜面向上(2)【解析】（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律有（2分）導(dǎo)體棒中電流方向由b向a，導(dǎo)體棒所受的安培力為（1分）方向沿斜面向上。（1分）（2）由于（1分）故導(dǎo)體棒所受摩擦力沿斜面向下，根據(jù)受力平衡，得（1分）又（1分）聯(lián)立求得（1分）16．（8分）如圖所示，紙面內(nèi)存在方向與水平成θ角的勻強電場，在電場中的A點水平向右以速度拋出一帶正電的小球，小球沿直線向右運動的最大距離。已知小球的質(zhì)量，電荷量重力加速度，不計空氣阻力。求：(1)兩點間電勢差(2)小球由A到B的時間t(3)電場強度E的大?。?分）【答案】(1)(2)(3)【解析】（1）A到B根據(jù)動能定理有（1分）解得（1分）（2）根據(jù)速度位移關(guān)系式（1分）速度時間關(guān)系式（1分）聯(lián)立得，（1分）（3）根據(jù)，（2分）解得（1分）17．（10分）如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系的第Ⅰ象限有沿y軸負(fù)方向的勻強電場，第Ⅳ象限有垂直于紙面向外的勻強磁場?，F(xiàn)有一比荷的正粒子（不計所受重力）從、的P點以初速度沿x軸負(fù)方向開始運動，接著進入磁場后從坐標(biāo)原點O射出，射出時速度方向與x軸負(fù)方向的夾角為60°，求：(1)粒子從O點射出時的速度大小v；(2)電場強度E的大小；(3)粒子從P點運動到O點所用的時間。（10分）【答案】(1)(2)(3)【解析】（1）帶電粒子在電場中做類平拋運動，由Q點進入磁場，在磁場中做勻速圓周運動，最終由O點射出。（軌跡如圖所示）根據(jù)對稱性可知，粒子在Q點時的速度大小與粒子在O點的速度大小相等，均為，方向與x軸負(fù)方向成60°角，則有（1分）解得（1分）（2）在P到Q過程中，由動能定理得（2分）解得（1分）（3）設(shè)粒子在電場中運動的時間為t1，則有（1分）解得設(shè)粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為r，由幾何關(guān)系可得（1分）其中（1分）解得粒子在磁場中做圓周運動的半徑為粒子在磁場中的運動時間為（1分）粒子在由P到O過程中的總時間（1分）18