2026-2027学年高二上学期期中物理模拟卷（三）（陕甘宁地区适用人教版必修三）

2026—2027学年第一学期期中考试 高二物理模拟试卷（三） （考试时间：75分钟　满分：100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，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，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．如图所示是空气净化器内部结构的简化图，其中的负极针组件产生电晕，释放出大量电子，电子被空气中的氧分子捕捉，从而生成空气负离子。负离子能使空气中烟尘、病菌等微粒带电，进而使其吸附到带电的集尘栅板上，达到净化空气的作用。下列说法中不正确的是（　　） A. 负极针组件产生电晕，利用了尖端放电的原理 B. 为了更有效地吸附尘埃，集尘栅板应带正电 C. 负极针组件附近的电场强度小于集尘栅板附近的电场强度 D. 带电烟尘向集尘栅板靠近的过程中，动能增大 2．某同学想通过测绘一只额定电压为2.5V小灯泡的I-U图像来研究小灯泡的电阻随电压变化的规律。实验电路如图甲所示，根据实验数据描绘的I-U图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 小灯泡正常工作时的电阻约为5.7Ω B. 随着小灯泡两端电压的增大，小灯泡的电阻变小 C. 该实验的系统误差主要是由电流表的分压引起的 D. 图甲中开关S闭合之前，应把滑动变阻器的滑片置于A处 3．如图，两块相互靠近彼此绝缘的平行金属板组成平行板电容器，极板N与静电计金属球相连，极板M和静电计的外壳均接地。在两板相距为d时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度。在整个实验过程中，保持电容器的带电荷量Q不变，下面的操作中将使静电计指针张角变小的是（　　） A. 仅将M板向下平移 B. 仅将M板向左平移 C. 仅将M板向上平移 D. 仅在M、N之间插入云母板（介电常数大于1） 4．如图所示，倾角为的光滑绝缘斜面固定在水平面上。为了使质量为、带电荷量为的小球静止在斜面上，可加一平行于纸面的方向可调的匀强电场，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 小球一定会受到斜面的支持力 B. 电场强度的最小值为 C. 若电场强度，则电场强度方向不一定竖直向上 D. 若电场强度，则电场强度方向一定竖直向上 5．细胞电转染的原理简化如图所示，两带电的平行金属板间，由于细胞的存在形成如图所示的电场。其中实线为电场线，关于y轴对称分布。虚线为带电的外源DNA进入细胞膜的轨迹，M、N为轨迹上的两点，P点与N点关于y轴对称，DNA分子可看成点电荷，只受电场力。下列说法正确的是（　　） A. DNA分子带正电 B. N、P两点的电场强度相同 C. DNA分子在M点的加速度比在N点大 D. DNA分子在M点的动能比在N点小 6．如图所示，两个等量正点电荷分别位于A、B两点，连线的中点为O，一半径为R，圆心在O点的圆位于水平面内，该圆与连线的交点分别为a、b，为该圆的直径且与垂直。下列说法正确的是（　　） A. a点的电势小于b点的电势 B. 同一试探电荷在c、d两点受到的电场力大小相等、方向相同 C. 带负电的试探电荷可能仅在电场力作用下沿圆弧做匀速圆周运动 D. 将带负电的试探电荷从a点沿直线移动到b点，电势能先增大后减小 7．如图所示的电路可以测出电路中电荷定向移动的平均速率：水槽中NaCl溶液的浓度为，每一块矩形电极板的长为、宽为，电路稳定时电流表的读数为，阿伏加德罗常数为，元电荷为，则电荷定向移动的平均速率的表达式是（　　） A． B． C． D． 8．如图所示的电路中，电阻为，为，为。另有一个电压恒为90V的电源。则（　　） A. 当A、B两端接通电源时，C、D两端的电压为60V B. 当A、B两端接通电源时，C、D两端的电压为30V C. 当C、D间短路时，A、B间等效电阻为 D. 当C、D间短路时，A、B间等效电阻为 9．如图甲所示为某多用电表中欧姆表的内部电路图，电源电动势，内阻，灵敏电流计内阻，满偏电流。图乙为该多用电表的表盘，欧姆表刻度盘的中值刻度为“15”。不计导线的电阻。则（　　） A. 在正确使用和操作的情况下，图中表笔应为黑表笔 B. 图中两表笔短接进行欧姆调零，滑动变阻器接入电路的阻值为 C. 欲将欧姆表改装为“”挡，应该为灵敏电流计并联一个阻值为的电阻 D. 利用多用电表测量某电阻时，发现指针偏转角度很小，则之前选择的倍率挡偏大 10．一电场在x轴上各点的电场强度分布如图所示。现将一带正电的粒子（不计重力）从O点静止释放，仅在电场力的作用下，沿x轴正方向运动，则关于该电场在x轴上各点的电势φ、带电粒子的动能Ek、电势能Ep以及动能与电势能之和E0随x变化的图像，正确的是（　　） A. B. C. D 二、实验题：本题共2小题，共15分。 11．（6分）电容储能已经在电动汽车，风、光发电，脉冲电源等方面得到广泛应用。某同学设计图1所示电路，探究“电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系及电容器的充、放电过程”。A、B两个电容器是完全相同的，初始时开关、都断开，两个电容器都不带电，电压表是理想数字电压表，电流传感器接计算机。 （1）保持断开，把开关接1，电压表的示数逐渐增加，稳定时的读数是8V。 （2）保持断开，把开关接2，稳定后电压表的示数是______V。 （3）断开，闭合得到电容器放电过程的图像，如图2所示。根据图像可估算出电容器B存储的电荷量为______C（结果保留2位有效数字）。过一段时间再断开，把开关接2，稳定后电压表的示数是______V。 （4）图2中图线与坐标轴围成的面积与电阻R的大小______（填“有关”或“无关”），电容器B的电容约为______F（结果保留1位有效数字）。 12．（9分）某同学要测定阻值约为的某金属丝的电阻率。 （1）如图甲先用游标卡尺测其长度为______cm，如图乙再用螺旋测微器测其直径为______mm。 （2）某次实验电压表与电流表的示数如图丙、丁所示，已知电压表选15V量程，电流表选0.6A量程，则它们的读数值依次为______V、______A，可以求出金属丝的电阻为______（电阻计算结果保留3位有效数字）。 （3）用测得的金属导线长度l、直径d和电阻R，可根据电阻率的表达式______算出所测金属的电阻率。 三、计算题：本题共3小题，共39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。 13．（12分）如图，在匀强电场中，将电荷量为的点电荷从电场中的A点移到B点，其电势能增加了，再从B点移到C点，其电势能减少了。已知电场的方向与所在的平面平行。 （1）A、B两点间的电势差UAB和B、C两点间的电势差UBC分别为多少？ （2）如果规定B点的电势为，则A点和C点的电势分别为多少？ （3）请在图中画出过B点的电场线方向，并说明理由。 14．（12分）某同学设计了如图所示的电路进行电表的改装，已知电流表A的量程为100mA，若将接线柱1、2接入电路时，可以测量的最大电流为0.6A，若将接线柱1、3接入电路时，可以测量的最大电压为3V，已知，求： （1）电流表的内阻； （2）电阻R₂的阻值（结果保留两位小数）。 15．（15分）X射线技术是医疗、工业和科学领域中广泛应用的一种非侵入性检测方法。如医院中的X光检测设备就是一种利用X射线穿透物体并捕获其投影图像的仪器。图甲是某种XT机主要部分的剖面图。其工作原理是在X射线管中，从电子枪逸出的电子（初速度可忽略）被加速、偏转后高速撞击目标靶，实现破坏辐射，从而放出X射线。图乙中之间的加速电压，两板之间的偏转电压，电子从电子枪中逸出后沿图中虚线射入，经加速电场，偏转电场区域后，打到水平靶台的中心点，虚线与靶台在同一竖直面内，且的长度为10cm。已知电子质量，电荷量，偏转极板长，间距，虚线距离靶台的竖直高度，不考虑电子的重力、电子间相互作用力及电子从电子枪中逸出时的初速度大小，不计空气阻力。 （1）求电子进入偏转电场区域时速度的大小； （2）求靶台中心点离板右侧的水平距离； （3）若使电子打在靶台上，求两板之间的电压范围（计算结果保留两位有效数字）。 物理试卷　第 1 页（共 1 页） 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026—2027学年第一学期期中考试 高二物理模拟试卷（三） （考试时间：75分钟　满分：100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，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，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．如图所示是空气净化器内部结构的简化图，其中的负极针组件产生电晕，释放出大量电子，电子被空气中的氧分子捕捉，从而生成空气负离子。负离子能使空气中烟尘、病菌等微粒带电，进而使其吸附到带电的集尘栅板上，达到净化空气的作用。下列说法中不正确的是（　　） A. 负极针组件产生电晕，利用了尖端放电的原理 B. 为了更有效地吸附尘埃，集尘栅板应带正电 C. 负极针组件附近的电场强度小于集尘栅板附近的电场强度 D. 带电烟尘向集尘栅板靠近的过程中，动能增大 【答案】C 【详解】A．负极针组件产生电晕，释放出大量电子，利用了尖端放电的原理，故A正确，不符合题意； B．负离子能使空气中烟尘、病菌等微粒带负电，为了更有效地吸附尘埃，故集尘栅板应带正电，故B正确，不符合题意； C．负极针组件附近电荷密度大，电场线比较密集，电场强度大于集尘栅板附近的电场强度，故C错误，符合题意； D．带电烟尘向集尘栅板靠近的过程中，电场力做正功，动能增大，故D正确，不符合题意。 故选C。 2．某同学想通过测绘一只额定电压为2.5V小灯泡的I-U图像来研究小灯泡的电阻随电压变化的规律。实验电路如图甲所示，根据实验数据描绘的I-U图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 小灯泡正常工作时的电阻约为5.7Ω B. 随着小灯泡两端电压的增大，小灯泡的电阻变小 C. 该实验的系统误差主要是由电流表的分压引起的 D. 图甲中开关S闭合之前，应把滑动变阻器的滑片置于A处 【答案】A 【详解】A．由I-U图像可知当电压为2.5V时，电流约为0.44A，所以小灯泡正常工作时的电阻约为 故A正确； B．I-U图像的斜率反应了电阻倒数大小的变化情况，随着电压的增大图像斜率越来越小，所以电阻越来越大。故B错误； C．该实验的系统误差主要是由电压表的分流引起的。故C错误； D．开关S闭合之前，应把滑动变阻器的滑片置于B处。故D错误。 故选A。 3．如图，两块相互靠近彼此绝缘的平行金属板组成平行板电容器，极板N与静电计金属球相连，极板M和静电计的外壳均接地。在两板相距为d时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度。在整个实验过程中，保持电容器的带电荷量Q不变，下面的操作中将使静电计指针张角变小的是（　　） A. 仅将M板向下平移 B. 仅将M板向左平移 C. 仅将M板向上平移 D. 仅在M、N之间插入云母板（介电常数大于1） 【答案】D 【详解】由题意，电容器所带电量Q保持不变，静电计指针张角变小，板间电势差U变小，由可知，电容C应变大，根据可知，应增大正对面积，减小板间距离、或增大电介质 A．仅将M板向下平移，正对面积减小，故A错误； B．仅将M板向左平移，板间距离增大，故B错误； C．仅将M板向上平移，正对面积减小，故C错误； D．仅在M、N之间插入云母板，介电常数增大，故D正确。 故选D。 4．如图所示，倾角为的光滑绝缘斜面固定在水平面上。为了使质量为、带电荷量为的小球静止在斜面上，可加一平行于纸面的方向可调的匀强电场，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 小球一定会受到斜面的支持力 B. 电场强度的最小值为 C. 若电场强度，则电场强度方向不一定竖直向上 D. 若电场强度，则电场强度方向一定竖直向上 【答案】C 【详解】A．若所加场强方向竖直向上且满足，则小球不会受到斜面的支持力，故A错误； B．电场强度最小时，电场力方向应垂直于斜面向上，此时小球受到电场力、重力、斜面给的弹力而平衡，对小球，由平衡条件有 解得，故B错误； CD．若电场强度 整理得 则电场力可与斜面成一定角度（如斜向上），结合斜面支持力的分力，也可能使小球平衡，如图 因此电场强度方向不一定竖直向上，故C正确，D错误。 故选C。 5．细胞电转染的原理简化如图所示，两带电的平行金属板间，由于细胞的存在形成如图所示的电场。其中实线为电场线，关于y轴对称分布。虚线为带电的外源DNA进入细胞膜的轨迹，M、N为轨迹上的两点，P点与N点关于y轴对称，DNA分子可看成点电荷，只受电场力。下列说法正确的是（　　） A. DNA分子带正电 B. N、P两点的电场强度相同 C. DNA分子在M点的加速度比在N点大 D. DNA分子在M点的动能比在N点小 【答案】D 【详解】A．由DNA分子的运动轨迹可知DNA分子带负电，故A错误； B．N、P两点的电场强度方向沿该点处电场线的切线方向，方向不相同，故B错误； C．由电场线的疏密表示电场强度的大小可知，N点的电场强度大于M点的电场强度，由牛顿第二定律可知DNA分子在M点的加速度比在N点小，故C错误； D．DNA分子由M点到N点过程中，根据轨迹可知，电场力做正功，动能增加，即DNA分子在M点的动能比在N点小，故D正确。 故选D。 6．如图所示，两个等量正点电荷分别位于A、B两点，连线的中点为O，一半径为R，圆心在O点的圆位于水平面内，该圆与连线的交点分别为a、b，为该圆的直径且与垂直。下列说法正确的是（　　） A. a点的电势小于b点的电势 B. 同一试探电荷在c、d两点受到的电场力大小相等、方向相同 C. 带负电的试探电荷可能仅在电场力作用下沿圆弧做匀速圆周运动 D. 将带负电的试探电荷从a点沿直线移动到b点，电势能先增大后减小 【答案】D 【分析】 【详解】AB．由等量正点电荷电场强度和电势的对称性可知，a、b两点电势相同，c、d两点电场强度等大反向，选项A错误，B错误； C．在圆弧上，电场强度大小有变化，故带负电的试探电荷不可以仅在电场力作用下沿圆弧做匀速圆周运动，选项C错误； D．将试探负电荷从a点沿直线移动到b点，电势能先增大后减小，选项D正确。 故选D。 7．如图所示的电路可以测出电路中电荷定向移动的平均速率：水槽中NaCl溶液的浓度为，每一块矩形电极板的长为、宽为，电路稳定时电流表的读数为，阿伏加德罗常数为，元电荷为，则电荷定向移动的平均速率的表达式是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】 溶液中等量的 与 浓度均为 ，两种离子沿相反方向定向移动，对电流的贡献相同，由 得 ，故选 B。 8．如图所示的电路中，电阻为，为，为。另有一个电压恒为90V的电源。则（　　） A. 当A、B两端接通电源时，C、D两端的电压为60V B. 当A、B两端接通电源时，C、D两端的电压为30V C. 当C、D间短路时，A、B间等效电阻为 D. 当C、D间短路时，A、B间等效电阻为 【答案】AC 【详解】AB．当两端接通电源时，此时两端的电压为两端的电压，电路结构等效为串联，则电路中的总阻值 由欧姆定律可得电路中的电流 则端的电压，A正确，B错误； CD．当间短路时，电路结构等效为并联后与串联，则间的等效电阻，C正确，D错误。 故选AC。 9．如图甲所示为某多用电表中欧姆表的内部电路图，电源电动势，内阻，灵敏电流计内阻，满偏电流。图乙为该多用电表的表盘，欧姆表刻度盘的中值刻度为“15”。不计导线的电阻。则（　　） A. 在正确使用和操作的情况下，图中表笔应为黑表笔 B. 图中两表笔短接进行欧姆调零，滑动变阻器接入电路的阻值为 C. 欲将欧姆表改装为“”挡，应该为灵敏电流计并联一个阻值为的电阻 D. 利用多用电表测量某电阻时，发现指针偏转角度很小，则之前选择的倍率挡偏大 【答案】BC 【详解】A．在正确使用和操作的情况下，图中表笔与电源负极相连，根据电流红进黑出可知应为红表笔，选项A错误； B．图中两表笔短接进行欧姆调零，滑动变阻器接入电路的阻值为 选项B正确； C．欲将欧姆表改装为“”挡，则 应该为灵敏电流计并联的电阻为 选项C正确； D．利用多用电表测量某电阻时，发现指针偏转角度很小，说明待测电阻较大，则之前选择的倍率挡偏低，选项D错误。 故选BC。 10．一电场在x轴上各点的电场强度分布如图所示。现将一带正电的粒子（不计重力）从O点静止释放，仅在电场力的作用下，沿x轴正方向运动，则关于该电场在x轴上各点的电势φ、带电粒子的动能Ek、电势能Ep以及动能与电势能之和E0随x变化的图像，正确的是（　　） A. B. C. D 【答案】BD 【详解】A．带正电的粒子（不计重力）从O点静止释放，仅在电场力的作用下，带电粒子沿x轴运动，则电场力方向沿x轴正方向，电场线方向沿x轴正方向。沿电场线方向电势降低，A错误； B．由图可知，场强先减小后增大，由Ek − x图像斜率大小代表电场力大小，斜率正负代表电场力方向，方向一直为正方向，电场力 先减小后增大，一直为正方向，与题中电场强度沿x轴变化一致，B正确； C．Ep − x斜率代表电场力，所以斜率应该先减小后增大，C错误； D．由能量守恒 动能与电势能之和E0不变，D正确。 故选BD。 二、实验题：本题共2小题，共15分。 11．（6分）电容储能已经在电动汽车，风、光发电，脉冲电源等方面得到广泛应用。某同学设计图1所示电路，探究“电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系及电容器的充、放电过程”。A、B两个电容器是完全相同的，初始时开关、都断开，两个电容器都不带电，电压表是理想数字电压表，电流传感器接计算机。 （1）保持断开，把开关接1，电压表的示数逐渐增加，稳定时的读数是8V。 （2）保持断开，把开关接2，稳定后电压表的示数是______V。 （3）断开，闭合得到电容器放电过程的图像，如图2所示。根据图像可估算出电容器B存储的电荷量为______C（结果保留2位有效数字）。过一段时间再断开，把开关接2，稳定后电压表的示数是______V。 （4）图2中图线与坐标轴围成的面积与电阻R的大小______（填“有关”或“无关”），电容器B的电容约为______F（结果保留1位有效数字）。 【答案】 ①. 4 ②. ③. 2 ④. 无关 ⑤. 【详解】[1]保持断开，把开关接2，两个电容器一样，带电量也相同，带电量变为原来的一半，电压也变为原来的一半，电压表示数变为4V。 [2]图像所围的面积等于电容器存储的电荷量，约36个小格，故电容器存储的电荷量为 [3]断开，闭合电容器B放电，过一段时间再断开，此时电容器B不带电，把开关接2，电容器A的电量再次减半，稳定后电压表的示数是2V。 [4][5]图像所围的面积等于电容器存储的电荷量，与电阻R的大小无关，由电容的定义式 解得 12．（9分）某同学要测定阻值约为的某金属丝的电阻率。 （1）如图甲先用游标卡尺测其长度为______cm，如图乙再用螺旋测微器测其直径为______mm。 （2）某次实验电压表与电流表的示数如图丙、丁所示，已知电压表选15V量程，电流表选0.6A量程，则它们的读数值依次为______V、______A，可以求出金属丝的电阻为______（电阻计算结果保留3位有效数字）。 （3）用测得的金属导线长度l、直径d和电阻R，可根据电阻率的表达式______算出所测金属的电阻率。 【答案】（1） ①. 5.235 ②. 8.475 （2） ①. 11.5 ②. 0.54 ③. 21.3 （3） 【小问1详解】 [1]游标卡尺的读数为 [2]螺旋测微器的读数为 【小问2详解】 [1]电压表的量程为15V，分度值为0.5V，根据题图可得电压表示数为11.5V； [2]电流表的量程为0.6A，分度值为0.02A，根据题图可得电流表示数为0.54A； [3]可以求出金属丝的电阻为 【小问3详解】 根据电阻定律 又 联立可得 三、计算题：本题共3小题，共39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。 13．（12分）如图，在匀强电场中，将电荷量为的点电荷从电场中的A点移到B点，其电势能增加了，再从B点移到C点，其电势能减少了。已知电场的方向与所在的平面平行。 （1）A、B两点间的电势差UAB和B、C两点间的电势差UBC分别为多少？ （2）如果规定B点的电势为，则A点和C点的电势分别为多少？ （3）请在图中画出过B点的电场线方向，并说明理由。 【答案】（1）， （2）， （3）过 B 点作等势线 CD 的垂线，电场线方向由 CD 指向 B，沿电势降低的方向，见解析图。 【解析】（1）根据电场力做功和电势差的关系，可得A、B两点间的电势差 同理B、C两点间的电势差 （2）如果规定B点的电势为，根据， 解得， （3）设AB的中点为D，则 与C点电势相等。则CD连线为匀强电场中的一条等势线。过B作垂线，即为过B的电场线，沿电场方向电势降低。如图 14．（12分）某同学设计了如图所示的电路进行电表的改装，已知电流表A的量程为100mA，若将接线柱1、2接入电路时，可以测量的最大电流为0.6A，若将接线柱1、3接入电路时，可以测量的最大电压为3V，已知，求： （1）电流表的内阻； （2）电阻R₂的阻值（结果保留两位小数）。 【答案】（1） （2） 【小问1详解】 将接线柱1、2接入电路，当电流表指针满偏时，流过电阻中的电流为 电流表两端电压 则电流表的内阻 【小问2详解】 将接线柱1、3接入电路，当电流表指针满偏时，电路中的总电流为 1、3两接线柱间的电压为 根据题意可得 解得 15．（15分）X射线技术是医疗、工业和科学领域中广泛应用的一种非侵入性检测方法。如医院中的X光检测设备就是一种利用X射线穿透物体并捕获其投影图像的仪器。图甲是某种XT机主要部分的剖面图。其工作原理是在X射线管中，从电子枪逸出的电子（初速度可忽略）被加速、偏转后高速撞击目标靶，实现破坏辐射，从而放出X射线。图乙中之间的加速电压，两板之间的偏转电压，电子从电子枪中逸出后沿图中虚线射入，经加速电场，偏转电场区域后，打到水平靶台的中心点，虚线与靶台在同一竖直面内，且的长度为10cm。已知电子质量，电荷量，偏转极板长，间距，虚线距离靶台的竖直高度，不考虑电子的重力、电子间相互作用力及电子从电子枪中逸出时的初速度大小，不计空气阻力。 （1）求电子进入偏转电场区域时速度的大小； （2）求靶台中心点离板右侧的水平距离； （3）若使电子打在靶台上，求两板之间的电压范围（计算结果保留两位有效数字）。 【答案】（1） （2） （3） 【小问1详解】 对电子在加速电场中的加速过程用动能定理有 解得 【小问2详解】 电子在偏转电场中做类平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，有 在竖直方向上做匀加速直线运动，有 其中加速度 解得 电子离开偏转电场后做匀速直线运动，由几何关系可知，如图 代入数据后得 【小问3详解】 由题可知，两点离板右侧的水平距离分别为 若电子刚好到达点，由几何关系有 解得 所以电子不能打到点，所以有 可得 电子刚好到达点时，由几何关系有 解得 当偏转电压为，电子离开电场时的侧移量为，则 可得 综上得电压范围为 物理试卷　第 1 页（共 1 页） 学科网（北京）股份有限公司 $