2023-2024学年上学期期末模拟考试卷03
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，“L”型导线固定并垂直于磁场放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中。已知，垂直。导线通入恒定电流I时，导线受到的安培力大小为（ ）
A． B． C． D．
2．如图甲所示，自耦变压器输入端接入如图乙所示的交流电源，一个理想二极管和两个阻值均为的负载电阻接到副线圈的两端，滑动片位于线圈的中点位置，交流电压表和电流表均为理想电表，开关处于断开状态，则（ ）
A．时，电压表的示数为零
B．闭合开关后，电压表的示数减小
C．闭合开关后，电流表的示数为
D．闭合开关后，电流表的示数为
3．如图所示是云层之间闪电的模拟图，图中A、B是位于南、北方向带有电荷的两块阴雨云，在放电的过程中，两云的尖端之间形成了一个放电通道，发现位于通道正上方的小磁针N极转向纸里，S极转向纸外，则关于A、B的带电情况，下列说法中正确的是（ ）
A．带同种电荷 B．带异种电荷
C．B带正电 D．A带负电
4．有两根材料与截面积相同的电阻丝，长度分别为和3，电阻分别为R和R′，把它们串联后接在某电源上，通过电阻丝的电流分别为I和I′，电阻丝两端的电压分别为U和U′，则（ ）
A．R′=3R B．R′=9R
C．I=3I′ D．U=U′
5．如图甲所示，两平行金属板MN、PQ的板长和板间距离相等。板间存在如图乙所示的随时间周期性变化的电场，电场方向与两板垂直，不计重力的带电粒子沿板间中线垂直电场方向源源不断地射入电场，粒子射入电场时的初动能均为Ek0，已知t=0时刻射入电场的粒子刚好沿上板右边缘垂直电场方向射出电场。则以下说法中正确的是（ ）
A．带电粒子通过电场的时间为
B．在0～时间段内进入电场的带电粒子最终都从OO′上方射出电场
C．运动过程中所有粒子的最大动能不可能超过2Ek0
D．只有t（n＝0，1，2…）时刻射入电场的粒子才能垂直电场方向射出电场
6．随着电动汽车的普及，汽车无线充电受到越来越多的关注，无线充电简单方便，不需手动操作，没有线缆拖拽，大大提高了用户体验。受电线圈安装在汽车的底盘上，如图所示，当电动汽车行驶到安装在地面的供电线圈装置上，受电线圈即可“接受”到，供a、b两端接上220V的正弦交变电流后，受电线圈中产生交变电流。该装置实际上可等效为一个理想变压器：送电线圈的匝数为，受电线圈匝数为，且。两个线圈中所接的电阻、的阻值相同，当该装置给汽车充电时，测得两端的电压为cd两端电压的，则下列说法正确的是（ ）
A．若送电线圈通以直流电也可以为其充电
B．受电线圈cd两端的输出电压为40V
C．流过送电线圈和受电线圈的电流之比为5：1
D．电阻和所消耗的功率之比为1：25
7．某一质谱仪原理如图所示，区域Ⅰ为粒子加速器，加速电压为；区域Ⅱ为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为，两板间距离为d；区域Ⅲ为偏转分离器，磁感应强度为。今有一质量为m、电荷量为q的粒子（不计重力），由静止经加速电场加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ）
A．粒子带负电
B．粒子离开加速器时的速度大小
C．速度选择器两板间的电压
D．粒子在分离器中做匀速圆周运动的半径
8．如图所示，A、B、C、D为水平圆周上的四个点，C、D、E、F为竖直圆周上的四个点，其中AB与CD交于圆心O且相互垂直，CD与EF交于圆心O且相互垂直，两个圆的半径均为R。在A点放置一个电荷量为的点电荷，在B点放置一个电荷量为的点电荷。在两点电荷产生的电场中（ ）
A．C点电势高于E点电势
B．一个正电荷q在E点受到的电场力方向沿直径EF指向O点
C．将一个正电荷q从A点附近沿半径移动到O点后再沿半径移动到E点，该电荷电势能先减小后不变
D．将一个正电荷q沿CD连线由C移到D，该电荷受到的电场力先增大后减小
第Ⅱ卷
二、实验题：本题共2小题，共15分。
9．某同学用伏安法测定阻值约为3 的待测电阻的阻值，除了、开关S、导线外，还有下列器材供选用：
A．电压表（量程0~2V，内阻约）；
B．电压表（量程0~10V，内阻约）；
C．电流表（量程0~0.6A，内阻约0.5 ）；
D．电流表（量程0~3A，内阻约3 ）；
E.电源（电动势1.5V，额定电流1A，内阻不计）；
F.滑动变阻器（阻值范围，额定电流1A）；
G.滑动变阻器（阻值范围，额定电流2A）。
（1）为使测量尽量准确，需要选用的器材为 （均填器材的字母代号）。
（2）画出测量阻值的实验电路图 。
（3）该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会 其真实值（填“大于”“小于”或“等于”），原因是 。
10．某同学为描绘小灯泡完整的伏安特性实验，准备了如下器材：
A．电压表V（量程，内阻）
B．电压表V（量程，内阻）
C．电流表A（量程，内阻约）
D．电流表A（量程，内阻约）
E．滑动变阻器（全阻值，额定电流）
F．滑动变阻器（全阻值，额定电流）
G．电池组（电动势，内阻）
H．小灯泡（，）
I．开关S，导线若干
（1）为了画出小灯泡的完整的伏安特性曲线，在所提供的实验器材，电流表选 ，电压表选 ，滑动变阻器选 。
（2）根据实验原理，请在实物图上完成电路的连线 ；
（3）实验中绘出小灯泡的伏安特性曲线如图所示，若将小灯泡与定值电阻并联后再与定值电阻串联后直接接到电源两端（电动势，内阻），则小灯泡实际消耗的功率 。
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．XCT扫描机可用于对多种病情的探测，如图所示是产生X射线部分的示意图。图中、板之间有一加速电子束的电场，虚线框内为竖直向上的匀强偏转电场，经调节后电子从板静止开始加速，沿带箭头的实线所示的方向前进，打到水平圆形靶台上的中心点，产生X射线。已知两板间电压为，偏转电场区域水平宽度为，竖直高度足够长，点距离偏转电场右边界的水平距离为，中电子束距离靶台竖直高度为，电子重力不计，不考虑电子间的相互作用，不计空气阻力。
（1）若电子电量大小为，求电子经加速电场的过程中电场力对它做的功；
（2）求电子束射出偏转电场时的竖直偏转距离；
（3）求偏转电场电场强度的大小。
12．如图所示，空间存在竖直方向的匀强电场E（方向未知），一个电荷量为-q、质量为m的带电粒子，从O点以某一初速度垂直电场方向进入电场，经过图中A、B两点，不计粒子的重力及空气阻力。已知OA=L，且OA与电场线夹角为60°。
（1）判断电场方向；
（2）求带电粒子进入电场的初速度以及从O点到A点的运动时间；
（3）若粒子经过B点时速度方向与水平方向的夹角为60°，求带电粒子从O点到B点过程中电场力所做的功。
13．在如图所示的电路中，R1=1 Ω，R2=5 Ω，当电键K接通时,R1消耗的电功率为P1＝4 W，当电键K断开时，理想电压表示数为U2=4.5 V，试求：
（1）电键K接通时，通过电源的电流I1和电源两端的电压U1；
（2）电源的电动势E和内电阻r；
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】有效长度为
则安培力大小为
故选B。
2．C
【详解】A. 交流电压表和电流表示数均为有效值，原线圈电电压有效值U1= V，根据U1：U2=n1：n2，因而t=0.01s时，副线圈两端电压有效值U2=V，所以电压表示数不零，故A错误；
B. 副线圈电压取决于原线圈电压，闭合开关S后，电压表示数不变，故B错误；
CD. 电流表示数是有效值，副线圈电压有效值为V，所以电流为．闭合后，二极管具有单向导电性，右边电阻两端电压有效值为U，则有，解得：，则电流表的示数为：，故C正确，D错误。
故选C。
3．B
【详解】由于小磁针N极转向纸里，S极转向纸外，故该通道在磁针位置所产生的磁场方向应该是垂直于纸面向里，所以利用右手螺旋定则可以判断出电流的方向应该是由A流向B，所以A带的是正电荷，B带的是负电荷。
故选B。
4．A
【详解】AB．根据可知，材料与截面积相同，即ρ和S相同，长度之比为1:3，可知电阻之比为1:3，即
R′=3R
选项A正确，B错误；
CD．两电阻丝串联在电路中，则电流相等，即
I=I′
根据U=IR可知
3U=U′
选项CD错误。
故选A。
5．C
【详解】AD．粒子在平行极板方向做匀速直线运动，故所有粒子的运动时间相同；t=0时刻射入电场的带电粒子沿板间中线垂直电场方向射入电场，沿上板右边缘垂直电场方向射出电场，说明粒子射出电场时竖直方向分速度为零，结合图像可得，粒子在电场中的运动时间为周期的整数倍，即
（n=1，2，3…）
粒子最终都垂直电场方向射出电场，故AD错误；
B．在0～时间段内进入电场的带电粒子最终都从OO′上方射出电场，在～时间段内进入电场的带电粒子最终都从OO′下方射出电场，故B错误；
C．t=0时刻射入的粒子竖直方向的分位移最大，为，设竖直方向最大速度为，由题意可知在竖直方向加速时间和减速的时间相等，则加速的位移和减速的位移相等，当在速度最大，则根据分位移公式有
由于
故有
故有
故C正确。
故选C。
6．BD
【详解】A．因为该装置类似于理想变压器，直流电不能为其充电，A错误；
B．设cd两端电压为，则两端电压为，可得
解得
B正确；
C．由匝数与电流的关系
可知，流过送电线圈和受电线圈的电流之比为1∶5，C错误；
D．由公式
可知，电阻和所消耗的功率之比为1∶25，D正确。
故选BD。
7．BD
【详解】A．粒子在磁场B2中做逆时针的圆周运动，根据左手定则，粒子带正电，A错误；
B．根据动能定理
得粒子离开加速器时的速度大小为
B正确；
C．粒子在速度选择器中做匀速直线运动，则
速度选择器两板间的电压为
C错误；
D．根据牛顿第二定律
得
D正确。
故选BD。
8．CD
【详解】A．根据等量异种点电荷的电场特点可知，C、D、E、F为竖直圆周上的四个点，为等电势点，故C点电势等于E点电势， A错误；
B．分析可知，E点的电场强度方向平行AB连线指向负电荷一方，故正电荷在E点受到的电场力方向平行AB连线指向负电荷一方，B错误；
C．从A到O再到E过程，电势先降低，后不变，故电场力先做正功，后不做功，根据电场力做功与电势能改变的关系可知，正电荷的电势能先减小后不变， C正确；
D．根据等量异种点电荷的电场特点可知，在垂直两电荷连线上，电场强度先增大后减小，故电荷所受电场力先增大后减小，D正确。
故选CD。
9． ACEG 电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应采用外接法，待测电阻阻值大于滑动变阻器最大阻值，滑动变阻器应采用分压接法，实验电路图如图所示
小于 由于电压表的分流使得电流表的读数偏大
【详解】(1)[1]由于电源电动势为E=1.5V，则电压表选取量程为0～2V的电压表V1；电路最大电流约为
则电流表选取量程为0～0.6A的电流表A1；为了操作方便，滑动变阻器选R2；
故选取的器材为ACEG。
(2)[2]由题意可知，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应采用外接法，待测电阻阻值大于滑动变阻器最大阻值，滑动变阻器应采用分压接法，实验电路图如图所示
(3)[3][4]本实验采用电流表外接，实验误差是由于电压表的分流造成的，所以电流表的读数偏大，待测电阻测量值偏小。
10． C A E
0.17/0.15/0.16/0.18/0.19
【详解】（1）[1]小灯泡的额定电流为
电流表选C；
[2]小灯泡的额定电压为，所以电压表选A；
[3]描述小灯泡的伏安特性曲线时要求电压从零开始，所以滑动变阻器采用分压接法，应选阻值较小的滑动变阻器，故选E；
（2）[4]灯泡正常工作时的电阻为
由于
说明灯泡为小电阻，电流表应采用外接法，滑动变阻器应采用分压接法，实物图如图所示
（3）[5]设小灯泡两端的电压为，流过的电流为，则由闭合电路欧姆定律得
整理并代入数值得
作图如图所示
交点即为工作点，由图可知，电压为，电流为，代入数据可得
11．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）电子经加速电场的过程中电场力对它做的功
（2）根据类平抛运动速度反向延长线过水平位移中点可知，速度偏转角度正切为
是位移偏转角正切值的2倍，所以
解得
（3）电子在加速电场中运动过程，根据动能定理有
电子偏转时做类平抛运动，水平方向有
L0=v0t
竖直方向有
vy=at
由牛顿第二定律得
根据类平抛运动速度反向延长线过水平位移中点可知，速度偏转角度正切为
解得
12．（1）竖直向下；（2），；（3）
【详解】（1）电场方向 ：竖直向下
（2）竖直方向
水平方向
解得
，
（3）由
得
由动能定理
解得
13．（1）2A 2V （2）6V 2Ω
【详解】（1）电键K接通时，R2短路.
解得：
解得
（2）电键K接通时，代入数据
电键断开时：
代入数据
联立解得
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