2023-2024学年上学期期末模拟考试卷05
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．如图所示，电源电动势，内阻为，滑动变阻器R最大阻值为，平行板电容器两金属板水平放置，开关S是闭合的，两板间一质量为m，电荷量大小为q的油滴恰好处于静止状态，G为灵敏电流计。则下列说法正确的是（ ）
A．当滑动变阻器阻值为时，电源的效率最大
B．将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴向下加速运动，G中有从a到b的电流
C．若电阻R2断路，油滴向上加速运动，G中有从a到b的电流
D．当滑动变阻器阻值为0时，R1的功率最大
2．两根电流大小相同的通电直导线A和B用相同的丝线悬挂在水平天花板上，导线A的电流方向向里如图所示。在空间中加竖直方向的磁场可以使两根丝线与天花板垂直，则B的电流方向和所加的磁场方向分别为（ ）
A．向里 竖直向上 B．向里 竖直向下
C．向外 竖直向上 D．向外 竖直向下
3．当你走近某些写字楼、机场、宾馆等大厅的入口时，大门会自动打开，进入大厅后，门又会自动关闭，关于这种自动门的下列说法中正确的是( )
A．控制这种自动门开关的是一种红外线传感器
B．控制这种自动门开关的是一种普通光电传感器，能使自动门“见光开”
C．大人走近门会自动打开，小孩走近门，门不会自动打开
D．男孩走近门会自动打开，女孩走近门，门可能不会开
4．如图所示为一款手机锂电池背面印有的符号．下列说法中正确的是
A．锂电池是通过静电力做功把化学能转化为电能的装置
B．无论是否接入外电路，锂电池两端的电压都是3.6V
C．该锂电池每有1C的负电荷从负极运动到正极，就有3.6J的化学能转化为电能
D．该锂电池充满电后以25mA电流为手机供电，可以工作20h
5．等量异种点电荷的连线和中垂线如图所示，现将一个带负电的试探电荷先从图中的a点沿直线移动到b点，再从b点沿直线移动到c点，则检验电荷在此全过程中（ ）
A．所受电场力的方向一直不变
B．所受电场力先增大后减小
C．电势能一直减小
D．电势能先变大后减小
6．在如图所示的四种典型电场的情况中，电场中a、b两点的电场强度相同的是（ ）
A．图甲中平行板电容器带电时，极板间除边缘附近外的任意两点a、b
B．图乙中两个等量异号点电荷的连线上，与连线中点O等距的两点a、b
C．图丙中离点电荷等距的任意两点a、b
D．图丁中两个等量同号点电荷的连线的中垂线上，与连线中点O等距的任意两点a、b
7．如图所示，物体A和带负电的物体B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接， A、B的质量分别是m 和2m， 劲度系数为k的轻质弹簧平行于水平面，一端固定在竖直墙面上，另一端与物体A 相连，倾角为θ的斜面处于沿斜面上的匀强电场中，整个系统不计一切摩擦。开始时物体B在一沿斜面向上的外力F=3mgsinθ 的作用下保持静止且轻绳恰好伸直，然后撤去外力F， 直到物体 B 获得最大速度，且弹簧未超过弹性限度，已知重力加速度为g，则在此过程中（ ）
A．B的速度最大时，弹簧的伸长量为
B．撤去外力F的瞬间，物体B的加速度为
C．物体A 的最大速度为gsinθ
D．物体A、弹簧和地球所组成的系统机械能增加量大于物体B电势能的减少量
8．将灯泡A、线圈L、电池组E和开关S连接成如图所示的电路。先闭合开关S，使灯泡发光，电路达到稳定后断开开关S，观察到了灯泡闪亮的现象。下列说法正确的是（ ）
A．闭合S瞬间线圈L不产生自感电动势
B．从闭合S到电路达到稳定的过程中，电池输出的电能大于灯泡A和线圈L的焦耳热之和
C．断开S瞬间电路中a点电势低于b点
D．断开S前后通过灯泡A的电流方向发生变化
第Ⅱ卷
二、实验题：本题共2小题，共15分。
9．如图所示，甲图为一段粗细均匀的新型导电材料棒，现测量该材料的电阻率
（1）首先用多用电表的欧姆挡（倍率为×10）粗测其电阻，指针位置如图乙所示，其读数 Ω
（2）然后用以下器材用伏安法尽可能精确地测量其电阻：
A．电流表：量程为0.6 A，内阻约为0.1 Ω
B．电压表：量程为3 V，内阻约为3 kΩ
C．滑动变阻器：最大阻值为20 Ω，额定电流1 A
D．低压直流电源：电压6 V，内阻忽略
E．电键S，导线若干
在方框中画出实验电路图 ．
（3）如果实验中电流表示数为I，电压表示数为U，并测出该棒的长度为L、直径为d，则该材料的电阻率 （用测出的物理量的符号表示）。
10．一同学想要测定某电源的电动势和内电阻，所使用的器材有：待测干电池一节、电流表A（量程0.6A，内阻RA小于1Ω）、电流表A1（量程0.6A，内阻未知），电阻箱R1（0~999.99Ω）、滑动变阻器R2（0~10Ω）、单刀双掷开关S、单刀单掷开关K各一个，导线若干。
（1）为了更准确地进行测量，该同学计划先用欧姆表测出电流表A的内阻，如图1所示所用欧姆表内部电源电动势为4.60V，表盘中间刻线示数为“15”，将该欧姆表红、黑表笔接在电流表两接线柱上，则红表笔应接在电表 （选填“正”或“负”）接线柱，欧姆表选取“x1”挡位时，发现指针偏转角度较大，而此时电表读数为0.30A，可知电流表内阻为 Ω。（保留两位有效数字）
（2）该同学又设计了如图2所示电路进行实验操作。
①利用该电路测电流表A的内阻：闭合开关K，将开关S与D接通，通过调节电阻箱R1和滑动变阻器R2，读取电表A的示数为0.20A、电流表A1的示数为0.60A，电阻箱R1的示数为0.15Ω，则电流表A的内阻RA= Ω。（保留两位有效数字）
②测电源的电动势和内阻：断开开关K，将开关S接C，调节电阻箱R1，记录电阻箱R1的阻值和电流表A的示数；多次调节电阻箱R1重新实验，并记录多组电阻箱R1的阻值R和电流表A的示数I。如图3所示是由实验数据绘出的-R图象，获得图象的斜率为k，纵轴的截距为b，由此求出干电池的电动势E= 、内阻r= 。（均用字母k、b、RA表示）
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，线圈的自感系数L＝0.5 mH ， 电容器的电容C＝0.2 μF．电源电动势E＝4 V ， 电阻的阻值R＝10 Ω ， 不计线圈和电源的内阻，闭合开关S ， 待电路中电流稳定后 断开S ， 求
（1）LC回路的振荡频率．
（2）LC回路振荡电流的有效值．
（3）从断开S到电容器上极板带正电荷最多所经历的最短时间．
12．如图所示，光滑的斜面与水平面成α=53°角，斜面所处的空间有方向水平向里、磁感应强度大小为B=12.5T的匀强磁场和方向既垂直于磁场又垂直于斜面、场强大小为E=250N/C的匀强电场．一个质量为m=1kg、电荷量为q=2×10－2C、带负电的小滑块以初速度v0=8m/s沿斜面向上运动．已知初速度v0方向垂直于磁场，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，sin53°=0.8，cos53°=0.6．求：
（1）滑块开始运动时的加速度a的大小。
（2）滑块向上运动的时间t。
（3）滑块在斜面上运动的路程s。
13．如图所示，两根相距为L足够长的、电阻不计的平行金属导轨MN和PQ，固定在水平面内，在导轨之间分布着竖直向上磁感应强度为B的匀强磁场。将两根长度均为L，电阻均为R的粗糙金属棒b和光滑金属棒a垂直放量在导轨上，质量满足mb＝2ma＝2m，现将棒a通过不可伸长的水平轻质绳跨过光滑定滑轮与质量为m的重物相连，重物由静止释放后与棒a一起运动，并始终保持接触良好。经过一段时间后，棒a开始匀速运动时，棒b恰好开始运动。已知：重力加速度为g，棒b与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
（1）棒b与导轨间的动摩擦因数；
（2）棒a匀速运动的速度大小；
（3）若b棒光滑，开始锁定在导轨上，当a开始匀速运动时，细绳断裂，同时解除锁定，求之后回路中产生的焦耳热。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】A．电源的效率
外电阻越大，电源效率越大，当滑动变阻器阻值为时，电源的效率最大，故A错误；
B．在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，R增大，总电阻增大，电源的电动势和内阻不变，可知总电流减小，内电压和R1上的电压均减小，则R2与R的并联电压增大，电容器板间场强增大，油滴受到的电场力增大，则油滴向上加速运动，电容器充电，G中有从b到a的电流，故B错误；
C．若电阻R2断路，总电阻增大，可知总电流减小，内电压和R1上的电压均减小，则电容器两端电压变大，板间场强逐渐增加，油滴受到的电场力增加，则油滴将向上加速运动，电容器充电，则G中有从b到a的电流，故C错误；
D．R1为定值电阻，电流越大，消耗功率越大，当滑动变阻器阻值为0时，消耗功率最大，故D正确。
故选D。
2．C
【详解】使两根丝线与天花板垂直，则要求两根通电直导线受力平衡，把A、B看成整体，受力平衡，则B中电流方向必须与A中电流相反。故B的电流方向为向外。把A隔离出来，受力分析，可知B电流给水平向左，则外加磁场给水平向右的安培力，根据左手定则可知磁场方向为竖直向上。
故选C。
3．A
【详解】控制自动门开关的传感器是红外线传感器，A对，B错；尽管不同物体(包括大人、孩子)不同温度发出的红外线波长不同，但在设置这个传感器范围时应当充分考虑到大人、小孩个体的差异及人体体温的变化范围．大人、小孩、男孩、女孩靠近，门都应当会自动打开，C、D错；故选A．
4．D
【分析】根据铭牌读出电池的容量和电动势．电池的容量是指电池能释放的总电量，根据电流的定义式求出该电池以的电流工作可用的时间．
【详解】A．根据电源的特点可知，锂电池是通过非静电力做功把化学能转化为电能的装置，故A错误；
B．由图可知，该电池的电动势为，当接入电路后锂电池两端的电压小于，故B错误；
C．锂电池每有的负电荷从正极运动到负极，就有的化学能转化为电能，故C错误；
D．由图可知，该电池的总电量为，为电池的容量由可知，以的电流为用电器供电则供电时间为：
故D正确．
【点睛】本题考查读取电池铭牌信息的能力．电池的容量是指电池所能释放的总电量．
5．A
【详解】A．在等量的异种电荷的中垂线上，电场方向始终垂直中垂线且指向负电荷，即竖直向下，a点沿直线移动到b点过程中，带负电的检验电荷受电场力的方向垂直中垂线向上；在b到c的过程中，等量的异种电荷连线上的场强方向由正电荷指向负电荷，则带负电的检验电荷受电场力的方向沿连线竖直向上。检验电荷所受电场力的方向保持不变，故A正确；
B．根据点电荷电场强度的叠加，结合等量的异种电荷的电场的分布特点可知，从a到b，场强增大，从b到c，场强增大，所以检验电荷在此全过程中所受电场力大一直增大，故B错误；
CD．因为此中垂线是等势线，所以从a→b过程中电场力不做功，电势能不变；从b到c，电场力做正功，电势能减小；所以电势能先不变再减小，故CD错误。
故选A。
6．AB
【详解】A．a、b是匀强电场中的两点，电场强度相同，故A正确；
B．两个等量异号点电荷的连线上，据电场线的对称性可知，a、b两点电场强度相同，故B正确；
C．离点电荷Q等距的任意两点a、b电场强度大小相等，但方向不同，则电场强度不同，故C错误；
D．两个等量同号点电荷连线的中垂线上，与中点O等距的任意两点a、b场强大小相等，但方向相反，所以电场强度不同，故D错误．
7．ABD
【详解】B．外力F作用下，绳子张力为零，对物体B，根据平衡条件可得
其中
F=3mgsinθ
解得
撤去外力F的瞬间，弹簧弹力为零，故物块A、B的加速度
故B正确；
A．物块A、B一起运动，故当弹簧弹力
此时，A、B的合外力为零，速度最大，故速度最大时，弹簧伸长量为
故A正确；
C．对A、B整体由动能定理可得
解得
故C错误；
D．根据能量守恒可知物体A、弹簧和地球所组成的系统机械能增加量等于物体B电势能的减少量和B物体机械能的变化量之和，则物体A、弹簧和地球所组成的系统机械能增加量大于物体B电势能的减少量，故D正确。
故选ABD。
8．BCD
【详解】A．闭合S瞬间，通过线圈的磁通量增大，线圈L产生自感电动势，故A错误；
B．因为自感线圈将一部分电场能转化为磁场能储存起来，则从闭合S到电路达到稳定的过程中，电池输出的电能大于灯泡A和线圈L的焦耳热之和，故B正确；
CD．开关S断开前，自感线圈和灯泡A中的电流都是自左向右的，当断开S瞬间，自感线圈要阻碍电流的减小，因此产生与原电流方向相同的感应电流，与灯泡构成闭合回路，回路中的电流为逆时针方向，即通过泡A的电流方向自右向左，则断开S前后通过灯泡A的电流方向发生变化，a点电势低于b点，故CD正确。
故选BCD。
9． 200
【详解】（1）[1]多用电表读数为
注意欧姆表的倍率，注意欧姆表不估读；
（2）[2]设计电路图时应考虑两个方面：
①电流表内、外接：设导电材料棒的电阻为，由于
可得
故为减小测量误差，应选用安培表内接法；
②滑动变阻器的接法：由于滑动变阻器的阻值（20 Ω）相对待测电阻的阻值（约200 Ω）较小，如果采用限流式接法，通过电阻的电流（或两端电压）调节范围很小，所以滑动变阻器应采用分压式接法，电路图如图所示
（3）[3]由电阻定律得
由欧姆定律得
横截面积
由此三式可得
10． 负 0.33 0.30
【详解】（1）[1][2] 欧姆表红表笔接内部电源的负极，故红表笔应接在电流表负接线柱，欧姆表选取“×1”挡位时，则欧姆表内部电阻为，发现指针偏转角度较大，而此时电表读数为0.30A，则根据闭合电路欧姆定律
电流表A的内阻
（2）[3] 开关S与D接通，电表A的示数为0.20A、电流表A1的示数为0.60A，电阻箱R1的示数为0.15
解得
[4][5] 断开开关K，将开关S接C，记录电阻箱R1的阻值R和电流表A的示数I，多次重复实验得到多组数据。根据
即
根据题意有
解得
11．（1）1.6×104Hz （2）0.28 A （3）4.7×10－5S
【详解】(1)根据,可求得频率为f=1.6×104Hz．
(2)LC回路的最大电流为
振荡电流产生正弦式交变电流，
(3)由，得T=6.25×10-5s．当S断开时，电容器上的带电量为零，然后电容器开始充电，且下极板带正电，
故当电容器上极板带正电荷量最大，经历的最短时间为.
【点睛】该题考查振荡电路产生的振荡电流周期公式，理解充电与放电过程，电量，电场强度，电压，电流的大小如何变化．
12．（1）；（2）1s；（3）5m.
【详解】（1）由牛顿第二定律
得
（2）由速度公式得：
得t=1s
（3）设滑块向上运动的位移为，由速度位移的关系式得：
得 m
当滑块向下运动的速度为v时，滑块将离开斜面，此时，斜面对滑块的支持力为零。则有：
得v=4m/s
由受力分析可知，滑块沿斜面向下运动的加速度仍为a，设滑块向下沿斜面运动的位移为，由由速度位移的关系式得：
得m
滑块在斜面上运动的路程：
解得：s=5m
13．（1）0.5 （2） （3）Q＝
【详解】（1）a匀速运动时，感应电动势E＝BLυ，
感应电流：
I＝＝
b受到的安培力：
Fb＝BIL＝mg，
b恰好开始运动时：
μmbg＝Fb
解得
μ＝0.5；
（2）导体棒a受到的安培力：
F＝BIL＝
a匀速运动，对a与重物组成的系统，由平衡条件得：
mg＝
解得，a匀速运动时的速度：
v＝
（3）当a开始匀速运动时，细绳断裂、解除锁定后，a、b组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：
mav＝（ma+mb）v′
对系统，由能量守恒定律得：
＝ +Q
解得：
Q＝
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
