2024-2025学年高二物理上学期期末模拟卷（全解全析）【黑吉辽专用测试范围：必修三11~13章、选择性必修二1~3章】

2024-2025学年高二物理上学期期末模拟卷

（考试时间：75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

擦丁净后，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：必修三11〜13章、选择性必修二1〜3章（人教版2019）。

4.难度系数：0.7。

第I卷选择题（共46分）

一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1〜7题只有一项符合题目要求,

每小题4分；8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）

1.下列有关电与磁的四幅情景图像，说法正确的是（）

甲：线圈在匀强磁场中绕轴转动乙：导线位于小磁针正上方

无线电波可见光

X邮•R"以

波长/m10210IO-210-110-*10-*10-1°IO12

丙：电磁场的传播T：电磁波巡

A.对甲：当线圈匀速转动时，不会产生感应电流，当线圈非匀速转动时，会产生感应电流

B.对乙：当导线中通有从左向右的电流时，小磁针的N极向里偏转，S极向外偏转

C.对丙：恒定的电场和恒定的磁场互相激发交替产生，就形成电磁波

D.对丁：电磁波谱中，红外线就是红光，紫外线就是紫光，均属于可见光

【答案】B

【解析】A.甲图中，无论是匀速转动或非匀速转动时，磁通量一直为0,不会产生感应电流，故A错

误：

B.乙图中，当导线中通有从左向右的电流时，根据右手安培定则可知，导线下方的磁场垂直纸面向里,

则小磁针的N极向里偏转，S极向外偏转，故B正确：

C.丙图中，周期性变化的电场和周期性变化的磁场互相激发交替产生，就形成电磁波，故c错误；

D.丁图中，紫光与红光属于可见光，红外线、紫外线与红光和紫光不同，不属于可见光，故D错误；

故选Bo

2.如图所示，平行长直金属导轨力8、CQ水平放置，间距为4,电阻值不计。左侧接电动势为石、内阻〃

的电源。导体棒静止放在导轨上，与轨道间的夹角。=30。…MV两点间电阻为2A且与轨道接触良好。

导轨所在区域有垂直纸面向下的匀强磁场，磁感应强度为“0则以下说法中正确的是（）

AMB

A.导体棒所受安培力的方向垂直于力。边向右

B.导体棒所受安培力大小为萼-

C.导体棒所受安培力的方向垂直于MN向右下方

D.导体棒所受安培力大小为警

R+r

【答案】C

【解析】AC.导体棒中电流方向由B指向D,且与磁场方向垂直，根据左手定则，导体棒所受安培力

的方向垂直于A/N向右下方，故A错误，C正确；

BD.导体棒连入电路的实际阻值为2R,由闭合电路欧姆定律可知电路中电流/=导体棒MN的

长度L=_J=2d,故导体棒所受安培力七=8〃=〃4_2d=等比，故BD错误。

sin3027?4-?*2R+r

故选C。

3.笔记本电脑机身和显示屏（如图甲）分别装有霍尔元件和磁体，实现开屏变亮，令屏熄灭。图乙为一块

利用自由电子导电，长、宽、高分别为。、机c的霍尔元件，电流大小恒定且方向向右。当合上显示屏

时，水平放置的元件处于竖直向下的匀强磁场中，元件前、后表面间产生电压，当电压超过某一临界值

时，屏幕自动熄灭。下列说法正确的是（）

2

A.合屏状态下，前表面的电势比后表面的低

B.若磁场变强，可能出现闭合屏幕时无法熄屏

C.前、后表面间的电压与流过霍尔元件的电流大小无关

D.增大霍尔元件的高度c,可能出现闭合屏幕时无法熄屏

【答案】D

【解析】A.合屏状态下，根据左手定则可知，电子偏向后表面，则前表面的电势比后表面的高。故A

错误；

B.根据6诏=6g，解得。=劭1，，则若磁场变强，前后表面产生的电压变大，则不可能出现闭合屏幕时

b

无法熄屏现象。故B错误；

D.根据/解得（7=旦，则增大霍尔元件的高度c,则前后产生的电压减小，则可能出现闭合

nec

屏幕时无法熄屏。故D正确；

C.根据。二旦可知，前、后表面间的电压与流过霍尔元件的电流大小有关。故C错误。

nec

故选D。

4.如图所示，在平面直角坐标系X0F中只有第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为反

点M的坐标为（0,-d）。一电荷量为"质量为机的带电粒子以某一速度从点M与y轴负方向成37。角垂

直磁场射入第四象限，粒子恰好垂直穿过x轴，已知sin37o=0.6,cos37°=0.8o若不考虑粒子重力，下

列说法正确的是（）

3

A.粒子可能带负电

B.粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为31

C.粒子的速度大小为竽

3m

D.若仅减小磁感应强度大小，粒子可能不会穿过x轴

【答案】C

【解析】A.由题中条件并通过左手定则分析可知，该粒子一定带正电，A错误;

B.作出粒子的运动轨迹如图所示

解得及一■![,B错误;

由几何关系可知4=Asin37。,

C.由牛顿第二定律夕由二加1解得丫=誓，c正确;

D.如果仅减小磁场的磁感应强度大小，由知粒子的机迹半径增大，粒子一定仍从x轴穿过，D

错误。

故选C。

5.如图，一正方形金属线圈用绝缘细绳悬挂于O点，线圈的匝数为〃、边长为〃、总质量为机、总电阻为

八线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。。时间内，磁感应强度的方向始终垂直线圈平面向

里，大小由8均匀增加到28,绳子始终保持绷紧状态，重力加速度大小为g,则这段时间内，下列说法

正确的是（）

A.金属线圈中电流大小恒为蝴

rAz

B.金属线圈中电流方向为顺时针

C.金属线圈受到安培力保持不变

D.绳子受到拉力小于金属线图重力〃吆，并逐渐减小

4

【答案】D

【解析】A.根据题意，由法拉第电磁感应定律有七=〃坐，又有△中=2BS-BS=BS,S=<〃2,联立

加2

解得七二血，感应电流为/=二=幽1,故A错误：

2A/R2rM

B.根据楞次定律，可知金属线圈中电流方向为逆时针，故B错误；

C.根据七=〃8〃，可知金属线圈受到安培力将增大，故C错误；

D.根据平衡条件可得4+F交=〃?g,则绳了•受到拉力小于金属线圈重力〃?g,七增大，故耳减小，故D

正确。

故选D。

6.如图所示的闭合电路，电源的电动势从内阻厂保持不变，K为定值电阻，水平放置的平行板电容器中

间有一带电质点尸处于静止状态；现将滑动变阻器&的滑片向。端滑动，电表为理想电表，则（）

4

|—1=1----------------------

"TM

A.电流表的示数增大B.带电质点尸将向上运动

C.电容器的电容减小D.电源的输出功率减小

【答案】A

【解析】A.将滑动变阻器&的滑片向。端滑动，则&的阻值变小，电路总电阻变小，总电流增大，即

电流表示数增大，&/以及电源内阻上的电压增大，则&的电压变小，即电压表示数变小，选项A正确；

D.电容器两板间电压变小，则两板间场强变小，带电质点T所受的向上的电场力变小，则将向下运动，

选项B错误；

C.根据。=鸟，可得电容器的电容不变，故C错误；

D.当外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大，但本题不知〃、凡的具体值，所以无法判断将滑动变

阻器&的滑片向。端滑动，电源输出功率的变化情况，故D错误。

故选Ao

5

7.如图甲所示为交流发电机的示意图。一矩形线圈在两磁极间的匀强磁场中绕轴O。'逆时针匀速转动，线

圈匝数〃=30,线圈电阻尸2Q,穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图乙所示，定值电阻火=8C,其

余电阻不计。下列说法正确的是（）

A.片0时，线圈位于中性面

B.当8c边与磁场方向的夹角为30。时，感应电动势的瞬时值e=157iV

C.该交流电电流的有效值37rA

D.在0〜0.1s内，通过电阻A的电荷量为U.6c

【答案】D

【解析】A.线圈位于中性面时穿过线圈的磁通量最大，片0时，穿过线圈的磁通量为零，故A错误；

B.由图可知7=0.4s,则口=半=5/rrad/s,图示位置8c边与磁场方向平行，感应电动势最大

£m=〃8S0=〃Gm/=3（^V,当8。边与磁场方向的夹角为30。时，感应电动势的瞬时值

e=Ecos（（a）=Ecos—=‘故B错误；

mm62

C.该交流电电动势的有效值E=4=15VLrV,该交流电电流的有效值/="_=也：人，故C错设:

\/2R+r2

一E后二嘿，可得

D.在0〜0.1s内，通过电阻H的电荷品为g=〃，又/=二）：

q=n=30xC=0.6C,故D正确。

R+r8+2

故选Do

8.如图所示，下列说法不正确的是（）

A.甲图中，火箭升空过程中受到推进力的施力物体是人气层中的空气

6

B.乙图是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈中产生大量热量从而冶炼金属

C.丙图中增加电压U,即可博大粒子获得的最大动能

D.「图中，磁电式仪表线圈的铝框骨架在指针偏转时起到了电磁阻尼的作用

【答案】ABC

【解析】A.甲图中，火箭升空过程中受到推进力的施力物体是火箭喷出的高速气体，选项A错误，符

合题意：

B.乙图是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，在金属内部产生很大的涡流，从而在金属内部

产生大量热量从而冶炼金属，选项B错误，符合题意；

C.丙图中根据化8=〃得可知粒子获得的最大动能&,=；〃叱：=，可知增加电压U,不可

以增大粒子获得的最大动能，选项C错误，符合题意；

D.丁图中，磁电式仪表线圈的铝框骨架在指针偏转时起到了电磁阻尼的作用，选项D正确，不符合题

息。

故选ABC.,

9.如图为远距离输电示意图，发电厂输出电压U/=10』V,输出功率P/=109W,两个理想变压器的匝数比分

别为，〃："2=1:100>m:〃4=100:1，输电线总电阻r=50Q。则()

A.U/=Ui

B.l4=h

C.通过电阻，•的电流/2=2xl"A

D.用户端的电功率为9.5x108w

【答案】BD

［解析】C.根据电流勺线圈匝数的关系"=夕，4=#，可得，2=IX1A,则通过电阻,•的电流为1X1()3A,

故C错误；

A.电阻厂两端的电压为U,=3=5x10%则4==9.5xlO，，根据电压与线圈匝

数的关系*二%，解得U4=9.5xl03VwQ,故A错误：

7

5

B.由于，2=，3,根据”二%M/4=1X10A=Z1,故B正确;

D.电阻/•损耗的功率匕=/；，=5xl()7w,用户端的电功率为〃=々-9=9.5x108W,故D正确。

故选BDO

10.某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压为S；C为偏转分离器，磁

感应强度为&,偏转分离器的入口和出口之间的距离确定；D为速度选择器，磁场与电场正交，两极

板间的距离为由,磁感应强度为今有一质子;H[质量为用，电荷量为e的带正电粒子(不计重力)],

由静止经A加速后由入口垂直进入C,然后恰好由出口垂直进入速度选择器，然后沿竖直直线飞出。

则()

X；X

A5

B,XXD

XXXXX

，

、，

汰

CXX，

X、

ZZ

.-&

XX-

XXX乂

质子进入偏转分离器C时的速度丫=百

A.

质子恰好通过偏转分离器，其磁场上下边界的最小间距乙=2萼

B.

V3B]

C.速度选择器两板间电压仇=4刈

D.若将质子更换为笊核：H,笊核粒子可以穿过C偏转分离器进入D速度选择器。

【答案】AC

【解析】A.由动能定理得质子进入偏转分成器c时的速度了=再i,故A正确；

B.偏转分离器中，洛伦兹力提供向心力"&=〃??，得R嗤二泉平,质子恰好通过偏转分

离渊，其磁场上下边界的最小间距£=宠=』"、隹4,故B错误；

82Ve

C.速度选择器中电场力和洛伦兹力平衡，故有钾及=e?.解得力=即入三区,故C正确：

aA'Vm

D.笊核汜在加速电场中，曰动能定理得cq=；x2〃M,质子进入偏转分离器c时的速度/=楞,

8

若将质子更换为笊核汨，洛伦兹力提供向心力‘叱2/,得f=偏转分离器的

入II和出II之间的距离s=2A=：、户乌，笊核粒子在偏转分离器在做圆周运动的半径不同，将不能

々Ve

从出口进入速度选择器，故D错误。

故选AC。

二、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分。）

11.（6分）某实验小组用图示电路测量匀强磁场的磁感应强度。实验器材如下：边长为乙、匝数为N的正

方形线圈（如为引出端）一个，天平一台，各种质量祛码若干，直流电源一个，灵敏电流计一个，

定值电阻一个，开关、导线等若干。实验步骤如下：

（1）将线圈悬挂在天平右臂，添加合适质量的诙码，使天平平衡，将“与C连接、b与d连接，闭合

开关S,记录（填物理量名称及符号），添加合适质量的祛码，使天平再次平衡；

（2）断开开关S,将。与Q连接、〃与c连接，再次闭合开关S,这时需要在天平的（选填“左

盘”“右盘”）中放入质量为△州的祛码，仍旧使天平平衡；

（3）已知重力加速度大小为g,则磁感应强度的大小为8=（用上述物理量表示）。

【答案】（1）灵敏电流计的读数/（2）右盘（3）当备

2N/L

【解析】（1）［I］实验中闭合开关S,应记录灵敏电流计的读数/；

（2）［2］断开开关S,将。与d连接、人与c连接，再次闭合开关S,由左手定则可知闭合开关后线框

所受的安培力向上，应在天平的右盘中放入合适质量的祛码，才能使天平平衡；

（3）［3］断开开关S,将。与d连接、b与。连接，再次闭合开关S,这时需要在天平的右盘中放入质

量为的祛码使天平再次平衡，由平衡条件可知28WL=A〃?g,解得8=舞

12.（10分）在“测定金属的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻Rx小于5Q。实验室备有下列实验器材：

A.电压表V（量程3V,内阻约为15kQ）

B.电流表A（量程0.6A,内限约为1C）

9

C.滑动变阻器（0〜100Q,06A）

D.电池E（电动势为3V,内阻约为0.3C）

E.开关S,导线若干

（1）如图甲所示，用螺旋测微器测金属丝的直径</=mmo

（2）如图乙所示，用游标卡尺（20等分）测得金属丝长度bcm。

（3）为减小实验误差，应选用图中（填“甲”或“乙”）电路。

RX宠凡R

=®<=T®

------©------1

甲乙

（4）所测电阻的测量值与真实值相比较，测量值真实值（填“大于”“小于”或“等于"）.

（5）若用游标卡尺测得金属导线长度为人用螺旋测微器测得金属导线的直径为d、电压表示数为U、

电流表的示数为/，则金属丝的电阻率p=（用字母表示）。

【答案】（1）2,895（2）10.335（3）乙（4）小于（5）砂。

4LI

【解析】（1）螺旋测微器的精确值为0.01mm,由图甲可知金属丝的宜径为

d=2.5mm+39.5x0.01mm=2.895mm

（2）20分度游标卡尺的精确值为0.05mm,由图乙可知金属丝长度为

L=10.3x10mm+7x0.05mm=103.35mm=10.335cm

（3）由于待测金属丝的电阻&小于-5C,可知待测电阻阻值远小r电压表内阻，则电压表的分流几乎

可以忽略不计，为了减小实验误差，电流表应采用外接法，则应选用图中乙电路。

（4）电流表应采用外接法，由于电压表的分流使得电流表示数大于待测电阻的真实电流，根据R二^

可知所测电阻的测量值与真实值相比较，测量值小于真实值。

（5）根据电阻定律可得R=又&=与，5=—，联立可得金属丝的电阻率为夕=过巨

S144LI

三、计算题（本题共3小题，共38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。）

10

13.（10分）一电路如图所示，电阻《=120,&=%=4Q,&=8C,平行板电容器的电容C=3pF,电

压表为理想电压表。已知开关S断开时，电压表的示数以二24V：开关S闭合时，电压表的示数&=21V。

求：

-I~k~l^―

E--YR.\]CZZ

[1________J_________

（1）开关S断开时，电源的输出功率P：

（2）电源的电动势E和内阻L

（3）开关S由断开到闭合，流过&的总电荷量Q。

【答案】(1)P=48W(2)£=28V,r=2Q(3)Q=6xl()T2c

【解析】（1）开关S断开时，等效电路图如图所示，电源的输出功率尸=卢不，代入数据得P=48W

E

（2）开关S断开时，则有•（4+%）

开关S闭合时，等效电路图如图所示

u__E______N（&+&）

则有2一凡（二+凡凡+」+凡

K+与+&3

联立方程组解得E=28V,r=2Q

（3）开关S断开时，电容器两端的电压

开关S闭合时，电容器两端的电压〃「2=不£~・。2

开关S由断开到闭合，流过心的总电荷量。=C（Uc「q.2）

II

代入数据得0=6xlO"C

14.(12分)如图所示，两根足够长的直金属导轨MMP0平行放置在倾角为。=3()。的绝缘斜面上，两导

轨间距为L=2m,〃、。两点间接有阻值为R=9。的电阻，一根质量为机=1kg的均匀直金属杆仍放

在两导轨上，并与导轨垂直，金属杆的电阻为，・=1C，整套装置处于磁感应强度为4=IT的匀强磁场中,

磁场方向垂直于斜面向下，导轨电阻可忽略，让杆沿导轨由静止开始卜滑，导轨和金属杆接触良好,

不计它们之间的摩擦。(重力加速度为g)

(1)在加速下滑过程中，当砧杆的速度大小为u=5m/s时，求此时时杆中的电流及其加速度的大小;

(2)求在下滑过程中，M杆可以达到的速度最大值.

(3)杆在下滑距离d=19.625m时已经达到最大速度，求此过程中通过电阻的热量0。

【答案】(1)1A,3m/s2(2)12.5m/s(3)I8J

【解析】(1)根据题意，对杆受力分析，如图所示

当杆速度为卜时，感应电动势E=

PDI

此时电路中电流/=777=邪7

得/=1A

D2r2

M杆受到安培力F=BIL=%^

R+r

由牛顿运动定律得利gsin夕-F=ma

得a=gsin0--BLv=3m/s2

m(R+r)

12

（2）当金属杆匀速运动时，杆的速度最大，由平衡条件得"噜411。=红匕

R+r

解得最大速度％=