2024-2025学年高二物理上学期期末模拟卷（沪科版必修三9~12章选修二5~6章）（全解全析）

2024-2025学年高二物理上学期期末模拟卷

（沪科版2020）

（考试时间：60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：沪科版2020必修三第9〜12章，选修二第5〜6章。

4.难度系数：0.7o

一、选择题：本题共12小题，每小题3分，共36分。每小题只有一项符合题目要求。

1.如图，在一个点电荷0附近的。、6两点放置检验电荷，则检验电荷的受力尸与其电荷量g的关系图中

正确的是（）

Qab

oq

【答案】B

【详解】因为离点电荷越近，电场强度越大，根据电场强度的定义式£=二得：F=Eq

q

所以Rq图像的斜率为电场强度，所以。点与原点连线的斜率大于6点与原点连线的斜率，故B正确。

2.A、B是一条电场线上的两点，若在A点释放一初速为零的电子，电子仅在电场力作用下沿电场线从A

运动到B,其电势能Ep随位移s变化的规律如图所示。设A、B两点的电场强度分别为EA和EB，

电势分别为＜pA和（PB.则（）

AB

A.£\>瓦，0A>9BB.EQEB，0A<9B

C.EA〈EB，0A>°BD.&<理，9A<0B

【答案】B

【解析】电子仅在电场力作用下沿电场线从/运动到2,电势能减小，电场力做正功，电场力向右,

电场强度向左，电势升高，所以"A<°B；

因为Ep=qEs,电子仅在电场力作用下沿电场线从N运动到8,图像的斜率减小，电场强度减小，所

以&>品。故选B。

3.如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地。一带电油滴位于

电容器中的P点且恰好处于平衡状态，现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则（）

•PE-r

A,带电油滴将沿竖直方向向上运动B.尸点的电势将降低

C.带电油滴的电势能将减少D.极板带电量将增加

【答案】B

【解析】A.将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，因为极板间电压不变根据£=与

a

可知场强在减小，电场力减小，则带点油滴向下运动，故A错误；

B.场强减小，而尸与下极板间距离不变，根据U=Ed

可知，尸与下极板间电势差减小，且尸点电势高于下极板，则尸点电势降低，故B正确；

C.由平衡态可知，电场力向上，场强方向向下，故油滴带负电，P点电势降低，电势能增加，C错误;

D.根据Q=CU,C=/J,知。不变，d增大C减小，故。减小，故D错误。

471kd

4.横截面积为S的导线中，通有大小为/的电流，已知导线单位体积中有"个自由电子，每个自由电子的

电荷量是e,自由电子定向移动的速率是v,则在时间f内通过导线截面的电子数是（）

,cIt

AItB.nvtc.nSvtD.一

,Se

【答案】C

【解析】BC.已知导线单位体积中有〃个自由电子，则在时间f内通过导线截面的电子数是

N=nV-nSvt

故C正确，B错误；

AD.根据电流定义式可得总的电荷量为

在时间f内通过导线截面的电子数是N=^-=-故AD错误。故选C。

ee

5.某同学利用如图所示的电路测定干电池的电动势和内电阻，在是否可忽略电流表内阻这种情况下，以

电阻箱读数R为横坐标，电流表读数的倒数;为纵坐标。下图中实线代表电流表内阻可忽略的情况，虚

线代表电流表内阻不可忽略的情况，这四幅图中，能正确反映相关物理量之间关系的是（）

【答案】A

11r

【解析】若不考虑电流表的内阻，贝UE=KR+r）贝U-=-R+-

IEE

考虑电流表的内阻E=KR+r+RA）则1=+

IEE

两种情况斜率相同，截距不同，电流表内阻不可忽略时截距大，虚线在实线的上方。故选A。

6.如图所示电路中定值电阻阻值及大于电源内阻阻值r,各电表均为理想表。闭合电键后，将滑动变阻器

滑片向下滑动，电压表Vi、72、V3示数变化量的绝对值分别为AUi、KU］、A5，电流表A示数变化量

的绝对值为A/,则（）

A.丝1变小

AZM

C.V1、V2、A示数均变大D.电源输出功率先增大后减小

【答案】B

【详解】原电路是R和滑动变阻器串联，电流表测干路电流，V］测量R两端电压，V2表示总的路端电

压,

V3测量滑动变阻器两端电压。

A.根据公式U2=E-Ir可得当=厂，内阻不变，所以不变，故A错误;

A/A/

B.根据公式U.=E-I（R+r）可得："L=R+r,故B正确；

,E

C.将滑动变阻器滑片向下滑动，总电阻减小，由公式1=~----U=E-Ir

则总电流增加，路端电压减小。电路中Y测量尺的电压，由可知，Y的示数变大。

V2测量的是路端电压，示数减小。电流表A测量的是总电流，示数增加。故C错误；

D.当外电路电阻等于内阻时，电源输出功率最大，依题意，定值电阻阻值R大于电源内阻阻值厂，

所以将滑动变阻器滑片向下滑动，外电阻减小，并且始终大于内阻，电源的输出功率会增加，D错误。

7.有两条长直导线垂直水平纸面放置，交纸面于“、6两点，通有大小相等的恒定电流，方向如图.。、b

的连线水平，c是的中点，d点与c点关于6点对称.己知c点的磁感应强度为历，d点的磁感应强

度为生，则关于。处导线在d点产生磁场的磁感应强度的大小及方向，下列说法中正确的是（）

c1cbd

A.B1+B2,方向竖直向下方向竖直向上

C.2+外，方向竖直向上D.”一比，方向竖直向下

22

【答案】D

【详解】由安培定则可知，a导线在d处产生的磁感应强度方向竖直向下。

设a处导线在c点的磁感应强度的大小为8,方向竖直向下，根据对称性b导线在c处产生的磁感应强

度的大小为瓦方向也是竖直向下，所以Bi=2B。

设a处导线在c点的磁感应强度的大小为8’,方向竖直向下，又因为b导线在d点的磁感应强度也是

B,且大于夕，但方向向上，所以B2=B-3'。

联立以上两式解得5'=g-与方向竖直向下，故ABC错误，D正确。

8.如图，质量为加的金属杆仍垂直放在水平导轨上，处在匀强磁场中，磁场方向与水平面成（9角斜向上。

()

【答案】B

【解析】由左手定则知金属杆所受安培力垂直与磁场方向向左上方，金属杆保持静止，由平衡条件可

知,

金属杆一定受到向右的摩擦力，金属杆也一定受到轨道的支持力，以及重力，受力示意图如图

9.如图所示，圆形区域内有垂直纸面向内的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b.c,以

不同的速率对准圆心。沿着方向射入磁场，其运动轨迹如图、若带电粒子只受磁场力的作用，则下

列说法正确的是（）

A

A.三个粒子都带负电荷B.c粒子运动速率最小

C.c粒子在磁场中运动时间最短D.它们做圆周运动的周期北＜7户北

【答案】C

【解析】A.粒子在磁场中做匀速圆周运动时，由洛伦兹力提供向心力，结合左手定则可知，

三个粒子都带正电荷，A错误；

V2mv,,

B.根据qvB=m一可得r=三个带电粒子的质量、电荷量相同，在同一个磁场中，当速度越

'rqB

大时、轨道半径越大，则由图知，。粒子的轨迹半径最小，c粒子的轨迹半径最大，则。粒子速率最小,

。粒子动能最小，。粒子速率最大，B错误；

2兀m

D.三个带电粒子的质量和电荷量都相同，由粒子运动的周期

qB

可知三粒子运动的周期相同，即Ta=Tb=TcD错误；

0

C.粒子在磁场中运动时间t=—T,。是粒子轨迹对应的圆心角，也等于速度的偏转角，由图可知，a

2万

在磁场中运动的偏转角最大，运动的时间最长，c在磁场中运动的偏转角最小，c粒子在磁场中运动时间

最短，C正确。

10.如图所示平面内，在通有图示方向电流/的长直导线右侧，固定一矩形金属线框abed,ad边与导线平

行。调节电流/使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则（）

ab

F

dc

A.线框中产生的感应电流方向为afc—fa

B.线框中产生的感应电流逐渐增大

C.线框ad边所受的安培力大小恒定

D.线框整体受到的安培力方向水平向右

【答案】D

【解析】A.根据安培定则可知，通电直导线右侧的磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度随时间均匀

增加，根据楞次定律可知，线框的磁感应强度方向向外，故线框中产生的感应电流方向为逆时针方向，

即ci->d->c->b—>ci>A错误；

ESA5

B.线框中产生的感应电流为/=—=〃=n------,n=l

RRAr

空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，故线框中产生的感应电流不变，B错误；

C.线框ad边感应电流保持不变，磁感应强度随时间均匀增加，根据安培力表达式心=8〃，

故所受的安培力变大，C错误；

D.线框所处空间的磁场方向垂直纸面向里，线框中产生的感应电流方向为-,

根据左手定则可知，线框ad边所受的安培力水平向右，线框A边所受的安培力水平向左。

通电直导线的磁场分布特点可知ad边所处的磁场较大，根据安培力表达式七=8〃可知，

线框整体受到的安培力方向水平向右，D正确。

11.如图所示，半径为0.2m粗细均匀的圆形轨道内存在着垂直轨道平面的匀强磁场，磁感应强度大小为

0.5T,导体棒仍与虚线直径平行，长度为0.4m,在外力作用下沿轨道平面匀速运动，速度大小为

3m/so已知轨道总电阻为4。，导体棒总电阻为20。运动过程中导体棒与轨道良好接触，忽略阻力及

摩擦，当导体棒通过圆心时，。、6两点的电势差为（）

X

B

A.0.6VB.0.5VC.0.3VD.0.2V

【答案】D

【详解】当导体棒通过圆心时感应电动势£=5/v=0.5x0.4x3V=0.6V

此时外电路电阻7?=—Q=则a、6两点的电势差为U=——=—^V=0.2V,故选D。

R+r1+2

12.如图所示，在直角边长为2L的等腰Rt^ABC区域内，有垂直纸面向里的匀强磁场。用金属丝制成的边

长为L的正方形线框abed,沿纸面从左向右以速度v匀速通过整个磁场区域。设电流逆时针方向为正

方向，则线框中感应电流i随时间t变化的规律正确的是（）

【答案】B

【详解】线框开始进入磁场运动力的过程中，只有边反切割，切割有效长度不变，感应电动势不变,

感应电流不变，由右手定则可知感应电流为逆时针方向（正方向）；前进乙后，边6c开始出磁场，边

温开始进入磁场，回路中的感应电动势为边ad产生的减去6c边在磁场中产生的电动势，线圈切割磁

感线的有效长度从零逐渐增大，回路中感应电动势从零逐渐增大，感应电流从零逐渐增大，感应电流

为顺时针方向（负方向）；当线圈再前进工时，边儿完全出磁场，ad边也开始出磁场，有效切割长度

逐渐减小，感应电动势从零逐渐减小，感应电流逐渐减小，感应电流为顺时针方向（负方向）。故选B。

二、填空题：本题共5小题，每空2分，共22分。

13.电场中有A、B、C三点，一电量为+q、质量为m的带电粒子仅受电场力作用，从A点开始以初速v（）

做直线运动，其v-t图象如图。粒子在％时刻运动到B点，3to时刻运动到C点。由图可推断，A^B、

C三点中，点的电场强度最大，粒子经过点时具有的电势能最大；A、B两点的电势差UAB

【答案】BB-坐

2q

【详解】7图像的斜率表示加速度，分析图像可知，斜率先增大后减小，

则粒子的加速度先增大后减小，2点加速度最大，由。=也可知8点电场强度最大;

m

［2］由图像可知，粒子从/点经3点运动到C点速度先减小后增大，所以动能先减小后增大,

根据能量守恒定律，电势能应该先增大后减小，8点的动能最小，则电势能最大；

1

［3］带电粒子由A到3的过程中，根据动能定理可知qUAB=O--mvl

解得/、8两点的电势差UA］iS

14.图（a）电路中的电源为化学电池，。、6为电池的正、负极。已知化学电池的电极附近存在化学反

应薄层，薄层内的正电荷在化学力（非静电力）的作用下从低电势移动到高电势处，沿电流方向

形成图（b）所示的电势“跃升”（c、d之间为电源内阻）。闭合电键S,a、6两点之间电势差为■，

一电子从“点在电源内部经d、c移动至6点的过程中，非静电力做功为Wi；断开电键S,a、b

两点之间电势差为U2，电子从。点在电源内部经♦、c移动至6点的过程中，非静电力做功为W2,

则UiU2,WiW2（均选填“大于”、“小于”或“等于”）。

【答案】小于等于

【详解】［1］设电源电动势为E,电键闭合时ab两点之间路端电压Ui=E-Ir<E,

断开电键S,1=0,所以0、6两点之间电势差为U2=E,所以UI<U2

［2］根据电动势的定义，无论闭合或断开电键S,把正电荷q从电源负极搬送到正极，非静电力做

功为均为亚=4£。电子从正极。点在电源内部经d、c移动至负极6点的过程中，等效于把正电荷e

从负极搬送到正极，即非静电力做功为均为亚=©£,所以幽=%

15.如图（a）,电路中电源的内阻可忽略不计，其电动势E=6V,以为可变电阻。电阻R的U-1特性

曲线如图（b）所示。当通过电阻尺的电流强度为2.0mA时，尺的阻值为Qo将可变电阻阻

值调到750。时，A两端的电压为V。

UN

【答案】10003

【详解】［1］由图知，当通过电阻及的电流强度为2.0mA时，电阻火的电压为2V,

U2

根据欧姆定律^==——T^=IOOOQ

TI2x10

［2］将可变电阻等效到电源的内阻，考虑到横坐标电流强度的单位是mA,

所以U=E-Ir=6-0.75I,在图中画出等效电源的特性曲线如图：

通过交点可知，此时A两端的电压为3V。

16.如图所示，两个单匝线圈°、6的半径分别为r和2r，圆形匀强磁场垂直它们所在的面，磁感应强度为

B,其边缘恰好与。线圈重合，则穿过。的磁通量为,当磁场方向变为垂直纸面向里，穿过6

线圈磁通量的变化量的大小为.

【答案】B7ir~2B兀户

【解析】［1］由于磁场边缘恰好与。线圈重合，则穿过。的磁通量为①1=8乃/

⑵由于回路处于磁场中的有效面积均为线圈。的面积，可知，开始穿过b线圈的磁通量也为①i=B兀户

当磁场方向变为垂直纸面向里，穿过6线圈磁通量为①2=—B兀/

可知，穿过6线圈磁通量的变化量为△①二①？一①1解得A①=—2B兀户

即穿过b线圈磁通量的变化量的大小为25万户。

17.如图所示，圆形导体线圈。平放在水平桌面上，在。的正上方固定一竖直螺线管6,二者轴线重合，螺

线管与电源和滑动变阻器连接成闭合回路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，则线圈。中产生的感

应电流方向(俯视看)为(填“顺时针”或“逆时针”)；线圈a对水平桌面的压力将(填“增

大”或“减小”)

【答案】逆时针增大

【解析】［1］当滑动触头P向下移动时电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知通过线圈b的电流增大，

则6产生的磁场增大，根据安培定则可知磁场的方向向下，从而判断出穿过线圈a的磁通量向下增加,

根据楞次定律可以判断出线圈a中感应电流方向俯视应为逆时针；

［2］开始时线圈a对桌面的压力等于线圈a的重力，当滑动触头向下滑动时，穿过线圈a的磁通量增加,

故只有线圈面积减少或远离线圈b时才能阻碍磁通量的增加，故线圈a有远离b的趋势，

故线圈a对水平桌面的压力将增大。

三、计算题：本题共2小题，6分+14分，共20分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。

有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

18.太阳能汽车是利用太阳能电池，将太阳能直接转化为电能，再利用电动机驱动汽车的一种新型汽车，

目前正处在实验阶段。某辆实验车，太阳能电池板的总面积S=8m2,太阳光照射到电池板单位面积上

2

的辐射功率Po=IkW/m,对电动机的供电效率%=15%,提供的电压U=120V,电动机的内阻r=

2Q,实验车内部机件摩擦的能耗率〃2=1。％，在水平路面行驶时车受到的阻力Ff=150No求这辆实

验车在该路面上行驶的最大速率。

【答案】太阳能电池对电动机提供的电功率为P^=P0S-rix=1000x8x0.15=1200FF

流过电动机的电流为/=&=剪=102

U120

2

电动机产生的牵引力的功率为P^={P^~/V)(l-72)=(1200-10x2)(1-0.1)=900JF

实验车达最大速率时做匀速直线运动，此时有尸牵=居；而P牵=厂牵小；

叱,P牵900

所以v=-=--m/s=6m/s

mFt150

19.质谱仪示意图如图所示，一粒子束从两极板R和P2的中心轴线水平入射，通过两极板中间区域后部分

粒子能够从狭缝So处射入质谱仪，最终分裂为。、6、c三束，分别运动到磁场边界的胶片上，它们的

运动轨迹如图所示。已知极板P1和P2中间区域同时有电场强度大小为E的匀强电场和垂直纸面向里的

匀强磁场，磁感应强度大小为81，在狭缝&右侧空间有垂直纸面向外，磁感应强度大小为&的匀强磁

场。不计粒子的重力。

(1)写出极板Pi带电的电性；

(2)求能够进入狭缝尻的粒子的速度v；

(3)若某种通过狭缝&的粒子，其质量为〃?，带电量为外求该种粒子从狭缝丛处运动到胶片上所需

的时间；

(4)若沿a、b、c轨迹运动的离子带电量相同，测得他们在胶片上成像处到区的距离之比为2：3：

4,求它们的质量之比。

E7CYYI

【答案】⑴正电；⑵v=-;(3)t=­;(4)2：3：4

【解析】(1)由粒子在磁场中的运动轨迹可知，粒子带正电，则粒子在两板间运动时受洛伦兹力向上,

电场力向下，则极板匕带正电；

(2)粒子在两板间做做匀速运动，则Eq=Bxqv

E

解得能够进入狭缝&的粒子的速度v=—

4

-2兀m

(3)某种通过狭缝So的粒子在磁场中运动的周期T=--

双

1e7im

则该种粒子从狭缝so处运动到胶片上所需的时间t=-T=--

2qB2

（4）沿a、b、c轨迹运动的离子带电量相同，测得他们在胶片上成像处到%的距离之比为2：3：4,

则半径之比2：3：4,根据qvB,=m—可得加=殁±8厂

rv

则它们的质量之比2：3：4。

四、情景综合题：本题共2小题，10分+14分，共24分。

20.电动汽车在正常行驶时靠电源通过电动机提供动力，在减速或刹车时，又可以将汽车的动能通过发电

机反馈给电源充电，实现能量回收目的。小敏同学为了研究电动汽车这一工作原理，设计了一个小实

验。如图，两根相距为L的平行光滑金属导轨水平放置，导轨间分布着竖直向下的匀强磁场，其磁感

强度为B,一导体棒AB垂直置于导轨上，其电阻为R,并与金属导轨接触良好.图左侧为充、放电

电路，己知电源的电动势为E,内电阻为人电容器的电容为C。除了电源、金属棒的电阻外，不计

其它电阻。

A

XXXXXBXXX

XXXXXXXX

LR

XXXXXXXX

B

（1）在模拟汽车启动时，将开关S接到1位置，电源对外放电，导体棒受到安培力相当于汽车的牵

引力。此时电源的电能主要被转化为能和能，某时刻电流强度为/,则此时导体棒的速

度为V1=,导体棒速度方向为o

（2）在模拟汽车减速时，将开关S接到2位置，电路与电源脱开，和电容器联接，导体棒对电容充

电。充电过程中，电容器上极板带电。在导体棒速度减速为v2时，充电电流为/,此时电容

器的所带的电量为o

E-IR—Ir

【答案】（1）内能，机械能,--------，向右（2）正，CCBLV-IR）

BL2

E-IR-Ir

【1题解析】电磁感应的电动势和电源反向，即E-Blv=IR+Ir,解出v=---------,

BL

由右手定则可知导体棒运动方向为向右。

【2题解析】电容器两端电压，即路端电压为U=E-IR=B1V2-IR,所以电量Q=CU=CCBLv2-IR）

21.电路可以实现电能的传输、分配和转换，以及实现信号的传输与处理。电路通常由电源、负载和中间

环节三部分组成。电流的存在可以通过一些仪器测试出来，如电压表或电流表偏转、灯泡发光等。

(1)如图所示，在°、6两点间加恒定电压，已知A:&=1:2:3。

(a)理想电流表A1、A2的示数之比为

A.3：5B.5：9C.5：3D.9：5

(b)若将A1、A2换成理想电压表V］、V2,则两电压表的示数之比为o

A.1：3B.1：2C.3：5D.2：3

(2)表中为一些金属材料的电阻率(20℃)o某同学用一根长1.22m、横截面积为0.lOmn?的导体进

行实验，测得当导体两端电压为0.60V时，通过导体的电流是0.10A。此导线的电阻为Q,是

由制成的。

材料(20。0铜银铜合金铝

电阻率(Q-m)1.7x10-85.0x10"2.9x10-8

(3)如图所示，电源E的内阻为r,L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，&、&为定值电阻,

R1>r,4为光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小。