2023-2024学年上学期期末模拟考试卷07
高二物理
（考试时间：60分钟 试卷满分：100分）
注意事项：
1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B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。写在本试卷上无效。
3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4．测试范围：人教版2019必修第三册，选修第二册。
5．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷
一、选择题：本题共8小题，每小题5分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~5题只有一项符合题目要求，第6~8题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．电场强度E的定义式为，以下说法中正确的是（ ）。
A．该式只适用于点电荷电场
B．该式中，F是放入电场中的点电荷受的电场力，q是放入电场中的点电荷的电量
C．该式中，F是放入电场中的点电荷受的电场力，q是产生电场的电荷的电量
D．电场中的同一点，可能是不同的
2．如图所示的电路中，左侧电容器的电容大于右侧电容器的电容，图中滑动变阻器和的滑片都置于中间位置，若要两只电容器所带的电荷量相等，正确的做法是（ ）
A．滑动变阻器滑片向左移动 B．滑动变阻器滑片向右移动
C．滑动变阻器滑片向左移动 D．滑动变阻器滑片向右移动
3．一段长为 L 的均匀电阻丝，把它拉成 2L 长的均匀细丝后，切成等长的两段，然后把它们并联在一起，其电阻值为 R，则电阻丝原来的电阻值为（ ）
A． B． C．R D．2R
4．如图所示的LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向指向A板，则（ ）
A．若i正在减小，线圈两端电压在增大
B．若i正在增大，此时A板带正电
C．若仅增大线圈的自感系数，振荡频率增大
D．若仅增大电容器的电容，振荡频率增大
5．如图甲所示，两固定平行目光滑金属轨道MN、PQ间距为L与水平面的夹角θ，两轨道一端M、P之间接电阻箱R，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度大小为B。金属杆ab水平放置在轨道上，其电阻不能忽略。现从静止释放杆ab，测得其下滑的最大速度为。改变电阻箱的阻值R，得到与R的关系图线如图乙所示，已知该直线的斜率为k，在纵轴上的截距为，重力加速度为g，轨道足够长且电阻不计，则（ ）
A．金属杆的质量为
B．金属杆的质量为
C．当时，杆ab匀速下滑的速度为
D．当时，杆ab匀速下滑的速度为
6．一长直导线与闭合金属线框放在同一桌面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图所示，在时间内，直导线中电流向上如图中所示。则在时间内，下列表述正确的是（ ）
A．穿过线框的磁通量始终变小
B．线框中始终产生顺时针方向的感应电流
C．线框先有扩张的趋势后有收缩的趋势
D．线框所受安培力的合力始终向左
7．如图所示，螺线管内有平行于轴线的匀强磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U型导线框cdef相连，导线框cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导线框cdef在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度随时间按图示规律变化时（ ）
A．在t1-t2时间内，金属圆环L有收缩趋势
B．在t2时刻，导线框cdef内的感应电流最小
C．在t1时刻，导线框cdef内的感应电流最大
D．在t1- t2时间内，金属圆环L内有顺时针方向的感应电流
8．某电动机的伏安特性曲线如图（a）所示，现将两个这样规格的电动机并联接在电动势为，内阻为的直流电源上，连接方式如图（b）所示。下列说法正确的是（ ）
A．由图（a）可知，当电动机两端电压大于零时，其就会有机械能产生
B．由图（a）可知，该电动机线圈电阻为
C．由图（a）可知，当电动机两端电压为时，其机械功率为
D．由图（b）可知，当电键闭合后，电源的输出功率为
第Ⅱ卷
二、实验题：本题共2小题，共15分。
9．某同学把一片铜片和一片镁片平行靠近插入一个橙子中，组成了一个水果电池。他设计了一个测量该水果电池的电动势和内电阻的实验，实验电路如图（1）所示。
（1）电流传感器调零时，开关S1 ，S2 （“必须闭合”，“必须断开”，“闭合或断开均可”）；
（2）他把S1和S2闭合，测得电流传感器的示数为I0。然后断开S1，调节电阻箱的阻值，当观察到电流传感器的示数为时读得电阻箱的阻值为R0。由此可知，该水果电池的电动势为 ，内阻为 ；
（3）为了更精确测量该水果电池的电动势和内电阻，他在断开S1、闭合S2的情况下，不断改变电阻箱的阻值，得到多组电阻箱阻值R和电流传感器的读数I，通过数据处理，得到如图（2）所示的图像。由于作图时漏写了横纵坐标表示的物理意义，但记得均在以下六个之中：I，I2，I 1，R，R2，R 1。请推理得出该水果电池的电动势为 V，内阻为 Ω。
10．在“测量金属丝的电阻率”实验中，待测金属丝的电阻约为。
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次测量如图所示，其读数为 ；
（2）用电流表和电压表测量金属丝的电阻.按如图连接好电路，用电压表的接线柱先后与、接触，发现电压表的示数有较大变化，而电流表的示数变化不大，则实验中电压表的接线柱应与 点相连（选填“”或“”），并说明选择的理由 ；
（3）设被测金属丝电阻为，长度为，直径的平均值为，则该金属材料电阻率的表达式为 。
三、计算题：本题共3小题，共48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。
11．如图所示，足够长的光滑绝缘水平台左端固定一被压缩的绝缘轻质弹簧，一个质量m=0.04kg、电量的可视为质点的带电小球与弹簧接触但不栓接。某一瞬间释放弹簧弹出小球，小球从水平台右端A点飞出，恰好能无碰撞地落到粗糙倾斜轨道的最高B点，并沿轨道滑下。已知AB的竖直高度h=0.45m，倾斜轨道与水平方向夹角为、倾斜轨道长为L=2.0m，带电小球与倾斜轨道的动摩擦因数。倾斜轨道通过光滑水平轨道CD与光滑竖直圆轨道相连，在C点没有能量损失，所有轨道都绝缘，运动过程小球的电量保持不变。只有过山车模型的竖直圆轨道处在范围足够大竖直向下的匀强电场中，场强。（cos37°=0.8，sin37°=0.6，取g=10m/s2）求：
（1）被释放前弹簧的弹性势能；
（2）要使小球不离开轨道（水平轨道足够长），竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件。
12．如图所示，在平面内的第二、三象限内存在着沿轴负方向的匀强电场；第一、四象限内存在以坐标原点为圆心，半径为的半圆形匀强磁场区域，其方向垂直坐标平面向里。一质量为、电荷量为的带电粒子自坐标为的点射出，射出时的速度大小为，方向沿轴正方向，经过一段时间恰好从坐标原点进入轴右侧的匀强磁场，粒子射出磁场的方向与轴平行，不计粒子受到的重力。
（1）求匀强电场的电场强度大小；
（2）求磁感应强度大小B；
（3）求粒子在磁场中运动的时间。
13．在直径为d的圆形区域内存在着匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直于圆面指向纸外。一电荷量为q、质量为m的带正电粒子，从磁场区域的一条直径AC上的A点沿纸面射入磁场，其速度方向与AC成α＝15°角，如图所示。若此粒子在磁场区域运动的过程中，速度的方向一共改变了90°。重力可忽略不计，求：
（1）该粒子在磁场区域内运动所用的时间t；
（2）该粒子射入时的速度大小v。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】A．该式只适用于任何电场，选项A错误；
BC．该式中，F是放入电场中的点电荷受的电场力，q是放入电场中的点电荷的电量，选项B正确，C错误；
D．电场中的同一点，是相同的，选项D错误。
故选B。
2．A
【详解】AB．滑动变阻器滑片在中间位置时，两只电容器两端的电压相等，根据
Q＝CU
此时左侧电容器上的电荷量大于右侧电容器上的电荷量，若要使两电容器所带的电荷量相等，滑动变阻器滑片要向左移动，A正确，B错误；
CD．滑动变阻器滑片移动不会改变两只电容器两端的电压比值，由
Q＝CU
知，不会改变两电容器所带的电荷量，故CD错误．
故选A。
3．C
【详解】一段长为L，电阻为R的均匀电阻丝，把它拉制成2L长的均匀细丝后，切成等长的两段，然后把它们并联在一起，长度和横截面积均没有改变，根据电阻定律公式，其电阻不变，为R。
故选C。
4．A
【详解】A．若i正在减小，说明磁场能转化为电场能，则线圈两端电压在增大，故A正确；
B．线圈中的电流从下到上，此时电流正在增大，表明电容器正在放电，所以B板带正电，A板带负电，故B错误；
C．LC振荡电路的周期公式为，若仅增大线圈的自感系数，周期增大，振荡频率减小，故C错误；
D．LC振荡电路的周期公式为，若仅增大电容器的电容，周期增大，振荡频率减小，故D错误。
故选A。
5．C
【详解】根据题意，对金属杆分析可知，设金属杆的质量为，电阻为，当金属杆速度最大时有
由公式，和可得
结合图乙，整理可得
AB．由上述分析可知
可得，金属杆的质量为
CD．当时，杆ab匀速下滑的速度，即金属杆的最大速度为
故D错误，C正确。
故选C。
6．BC
【详解】A．长直导线中的电流先减小后增大，所以穿过线框的磁通量先减小后增大，A错误；
B．在时间内，磁通量减小，根据楞次定律可以判断，线框中感应电流的方向为顺时针，在时间内，磁通量反向增大，根据楞次定律可以判断，线框中感应电流的方向也为顺时针，所以线框中始终产生顺时针方向的感应电流，B正确；
C．穿过线框的磁通量先减小后增大，由楞次定律知线框先有扩张的趋势后有收缩的趋势，C正确；
D．在时间内，线框中感应电流的方向为顺时针，根据左手定则判断安培力的合力方向向左，在时间内，线框中感应电流的方向也为顺时针，根据左手定则判断安培力的合力方向向右，所以线框受安培力的合力方向先向左后向右，D错误。
故选BC。
7．AD
【详解】A．在t1-t2时间内，穿过L的磁通量的变化率增加，感应电动势变大，导线框cdef中的电流增强，则L内的磁场增强，由愣次定律可以确定L必须减小面积以达到阻碍磁通量的增加，故有收缩的趋势，故A正确；
B．由B-t图知，在t2时刻，磁感应强度为零，但是磁通量的变化率最大，则感应电流最大。B错误；
C．由B-t图知，t1时刻磁通量的变化率为零，则感应电流为零；故C错误；
D．在t1-t2时间内，磁通量的变化率不断变大，则线圈内的感应电流不断变大，根据楞次定律，在线圈中的电流方向f到c，根据右手螺旋定则，穿过圆环的磁通量向外增大，则根据楞次定律，在金属圆环中产生顺时针方向的感应电流，故D正确。
故选AD。
【点睛】解决本题的关键掌握楞次定律判断感应电流的方向，右手螺旋定则判断电流和周围磁场方向的关系。
8．BD
【详解】A．由图（a）可知，当电动机两端电压大于时，其就会有机械能产生，故A错误；
B．由图（a）可知该电动机线圈电阻
故B正确；
C．由图（a）可知，当电动机两端电压为时，电动机总功率
热功率为
机械功率为
故C错误；
D．假设电动机不转动，为纯电阻电路，两个电动机并联，总电阻为，则两个电动机两端的电压
可知电动机转动，则流过电动机的电流为2A，电源的输出功率
故D正确。
故选BD。
9． 闭合或断开均可 必须断开 I0R0/R0I0 R0 1.68 1680
【详解】（1）[1][2]电流传感器调零时，要求无电流通过，S2为干路总开关必须断开，而S1无影响，所以闭合或断开均可。
（2）[3][4]把S1和S2闭合，测得电流传感器的示数为I0，此时由闭合电路欧姆定律，得
当断开S1，调节电阻箱的阻值，观察到电流传感器的示数为时读得电阻箱的阻值为R0，此时同理可得
联立解得
（3）[5][6]当断开S1、闭合S2时，由闭合电路欧姆定律，得
变形可知，电阻箱阻值R和电流传感器的读数I满足关系式
结合图（2）所示图线，可得
联立解得
10． 0.314 a 电压表的示数有较大变化,电流表分压作用明显,选择电流表外接
【详解】（1）[1]根据螺旋测微器读数方法；
（2）[2] 电压表的示数有较大变化,电流表分压作用明显,选择电流表外接,接a;
[3] 电压表的示数有较大变化,电流表分压作用明显,选择电流表外接
（3）[4] 根据及可得
11．（1）0.32J；（2）或
【详解】（1）小球从A到B平抛运动，在竖直方向有
代入数据解得
在B点时速度关系为
解得
被释放前弹簧的弹性势能
（2）在B点时的速度为
从B到C根据动能定理得
解得
好过竖直圆轨道最高点时，根据牛顿第二定律
从C到圆轨道最高点
因为qE=0.4N=mg
联立并代入数据解得
恰好到竖直圆轨道最右端时
代入数据解得
要使小球不离开轨道，竖直圆弧轨道的半径或
12．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）粒子自点到坐标原点，沿轴方向
沿轴方向
根据牛顿第二定律有
联立解得
，
（2）到达点时
粒子在点的速度大小
速度方向与水平方向的夹角为，则
可知
如下图所示
由几何知识知粒子在磁场中运动的半径
洛伦兹力提供向心力
联立解得
（3）粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角为150°，粒子在磁场中运动的时间
13．（1）；（2）
【详解】带电粒子垂直射入匀强磁场中，由洛伦兹力提供向心力，根据推论：带电粒子的轨迹所对应的圆心角等于速度的偏向角，由题则知轨迹所对应的圆心角是90°，即可求出该粒子在磁场区域内运动所用的时间t。画出轨迹，由几何知识求出粒子圆周运动的半径，由半径公式求出该粒子射入时的速度大小v。
（1）带电粒子垂直射入匀强磁场中做匀速圆周运动时，轨迹所对应的圆心角等于速度的偏向角，由题，粒子速度的方向一共改变了90°。则知轨迹所对应的圆心角是90°，则粒子
在磁场区域内运动所用的时间，洛伦兹力提供向心力，有
解得
解得
（2）画出粒子运动的轨迹，如图，设带电粒子圆周运动的半径为r，则由几何知识得
解得
由
得
【点睛】本题主要考查了带电粒子在磁场中的偏转，解题关键是画轨迹，由几何知识求出带电粒子运动的半径和圆心角。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
