上海市虹口区三年（2020-2022）年高考物理一模试题按知识点分层-02电磁学（基础题）

上海市虹口区三年（2020-2022）年高考物理一模试题按知识点分层-02电磁学（基础题）

一、单选题

1．（2022·上海虹口·统考一模）避雷针可以避免建筑物被雷击，运用的物理原理是（　　）

A．尖端放电 B．库仑定律 C．电磁感应 D．电流的磁效应

2．（2022·上海虹口·统考一模）国产某5G手机电池容量为4100mA·h，待机时间为22d（天），用超级快充装置对其充电时的电功率为66W。由此可估算手机电池（　　）

A．待机时的电压 B．待机时的电流

C．快充时的电流 D．快充过程获得的电能

3．（2022·上海虹口·统考一模）光滑水平面内固定两根平行的长直导线A和B，通以等大反向的电流I1、I2；通有图示方向电流I的短导线C垂直于A、B放在正中间，三者处于同一平面内。释放C，它将（　　）

A．沿着水平面向右运动 B．沿着水平面向左运动

C．顺时针转动，同时向B靠近 D．逆时针转动，同时向A靠近

4．（2022·上海虹口·统考一模）具有巨磁阻效应（GMR）的电阻R2在外加特定方向的磁场时，阻值随磁场的增强而减小。现将R2接在图示电路中，并置于该磁场，已知R1为定值电阻，此时R2<R1，电表均为理想电表。保持磁场方向不变，调整磁场强弱，发现电压表V1的示数增加了ΔU1，V2示数变化量的绝对值为ΔU2，则（　　）

A．电流表A的示数减小 B．外加磁场逐渐减弱

C．一定小于 D．R2消耗的电功率先增大后减小

5．（2022·上海虹口·统考一模）如图（甲），粗糙、绝缘的水平地面上，一质量m=2kg的带负电小滑块（可视为质点）在x=1m处以初速度v0=1.5m/s沿x轴正方向运动，滑块与地面间的动摩擦因数μ=0.05。整个区域存在沿水平方向的电场，滑块在不同位置所具有的电势能Ep如图（乙）所示，P点是图线最低点，虚线AB是经过x=1m处的切线，g=10m/s2，则（　　）

A．x=3m处的电势最低 B．滑块向右运动过程中，速度始终减小

C．滑块运动至x=3m处时，速度最大 D．滑块向右一定可以经过x=4m处的位置

6．（2021·上海虹口·统考一模）下列选项中，属于理想模型的是（　　）

A．电场 B．电阻 C．元电荷 D．质点

7．（2021·上海虹口·统考一模）下列物理量中，负号表示其方向的是（　　）

A．温度t=-10oC B．位移s=-8m

C．重力势能Ep=-50J D．电量q=-2.5×10-5C

8．（2021·上海虹口·统考一模）一节干电池的电动势为1.5V，表示该电池（　　）

A．工作时两极间的电压恒为1.5V

B．工作时有1.5J的化学能转变为电能

C．比电动势为1.2V的电池存储的电能多

D．将1C负电荷由正极输送到负极过程中，非静电力做了1.5J的功

9．（2021·上海虹口·统考一模）在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”实验中，探管从螺线管的一端到另一端，以螺线管中央为坐标原点，测得磁感应强度B随位置x的变化图像可能是（　　）

A． B．

C． D．

10．（2021·上海虹口·统考一模）如图，光滑绝缘的水平面上固定两个带有等量正电荷的小球A、B。将一带电小球C放在A、B连线的中点O处，C恰好处于静止状态。若将B缓慢向右移动，则C将（　　）

A．静止不动

B．向左运动

C．向右运动

D．可能向左，也可能向右运动

二、填空题

11．（2022·上海虹口·统考一模）反映磁场的力的性质的物理量是___________，匀强磁场的磁感线是平行的___________直线。

12．（2021·上海虹口·统考一模）某种金属氧化物制成的均匀棒中的电流I与电压U之间遵循的规律，其中。现将该棒接在如图所示的电路中，R为滑动变阻器，电源电动势，内阻。现将变阻器R的滑动片向右移动，则中的电流将_____（选填“增大”、“减小”或“不变”）。若电流表A1的读数为，则电流表A2的读数为_____A。

三、实验题

13．（2022·上海虹口·统考一模）研究电磁感应现象的器材如图连接，线圈A放置在线圈B中。电键C和D均处于闭合状态时，向右移动滑动变阻器的滑片，检流计G的指针向右偏转。若变阻器的滑片位置不变，闭合C，经过一段时间后再闭合D，则检流计的指针___________。若C、D均处于闭合状态，断开C时，则检流计的指针________（均选填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）。

14．（2022·上海虹口·统考一模）图（甲）为某同学设计的测定直流电动机效率的电路图。在小桶中放入适量的砝码，多次移动滑动变阻器R的滑片，测出5组数据，记录在下表。

（1）为了减小实验误差，需在重物做________直线运动的过程中测量上升高度h和对应的时间t（选填“匀加速”、“匀减速”、“匀速”）。

（2）给电动机输入5V电压时，效率为_______%（g取10m/s2，保留三位有效数字）。

（3）某同学依据表格中的数据，绘制了图（乙）所示的图线。该同学认为：依据所绘的曲线，通过斜率可以求得电动机线圈的电阻，你认为这个方法_______（选填“合适”、“不合适”），理由是：________。

（4）不考虑电流表内阻，若欲依据图像准确求出电源的电动势和内阻，可将图（乙）中的纵轴坐标U2改为___________。

四、解答题

15．（2022·上海虹口·统考一模）如图，电阻不计的光滑平行金属长导轨与水平面夹角θ=53°，导轨间距l=1m，中间的abcd区域内存在宽度为l、垂直于导轨向上的有界匀强磁场，磁感应强度B=0.3T。甲、乙、丙三根完全相同的金属杆，质量均为m=0.03kg。初始时刻，甲位于磁场的上边界，乙位于甲的上方l处，丙固定在导轨的底端。同时由静止释放甲、乙两杆，并立即对甲施加一个平行于导轨的外力F，使甲在磁场内保持沿导轨向下的加速度a=gsinθ的匀加速直线运动。已知乙进入磁场即开始做匀速直线运动，甲、乙均与导轨接触良好，g取10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6.求：

（1）乙进入磁场的瞬间，乙中的电流强度I乙；

（2）每根金属杆的电阻R；

（3）甲在磁场内运动的过程中，电路总功率每增大0.1W，甲沿导轨下滑的距离为多少；

（4）试写出乙穿出磁场前的整个运动过程中（甲尚未与丙碰撞），甲的电功率随时间变化的表达式，并画出相应的图像。

16．（2021·上海虹口·统考一模）如图（a），质量m1=2kg、宽度L=1m的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上。一电阻不计，质量m2=1kg的导体棒MN放置在导轨上，始终与导轨接触良好，MNcb构成矩形。棒与导轨间动摩擦因数μ=0.5，棒左侧有两个固定于水平面的立柱。开始时MN左侧导轨的总电阻R=0.2Ω，右侧导轨单位长度的电阻R0=0.1Ω/m。以ef为界，其左侧匀强磁场方向竖直向上，右侧匀强磁场水平向左，磁感应强度大小均为B=1T。在t=0时，一水平向左的拉力F垂直作用在导轨的bc边上，使导轨由静止开始做加速度a=2m/s2的匀加速直线运动，重力加速度g取10m/s2。求：

(1)t=2s时，MN中电流I的大小和方向；

(2)t=2s时，MN对金属导轨施加摩擦力Ff的大小；

(3)在图（b）中定性画出拉力F随时间t的变化关系图像。要求标出相关数据，并作出说明。

参考答案：

1．A

【详解】避雷针可以避免建筑物被雷击，当带电云层靠近建筑物时，避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电，逐渐中和云中的电荷，使建筑物免遭雷击。其原理为尖端放电。

故选A。

2．B

【详解】AB．根据手机电池容量为4100mA·h以及待机时间为22d，根据

可求解待机时的电流，但是无法求解待机时的电压，选项A错误，B正确；

CD．根据题中条件无法求解快充时的电流，也不能求解快充过程获得的电能，选项CD错误。

故选B。

3．A

【详解】根据安培定则可知，AB两条平行导线间的磁场方向垂直纸面向外，根据左手定则可知，直导线C受安培力水平向右，则将沿水平面向右运动。

故选A。

4．C

【详解】AB．依题意，若电压表V1的示数增加，根据闭合电路欧姆定律则电阻R2阻值减小，电流表测量干路电流，电流表示数增大，外加磁场逐渐增强，故AB错误；

C．结合题图根据闭合电路欧姆定律有

由题可知增大，增大，减小，可得

所以ΔU1一定小于ΔU2，故C正确；

D．把等效看成电源内阻的一部分，由于开始时

根据电源输出功率与外电阻的关系，可知随着电阻R2阻值的减小，电源的输出功率逐渐减小，故D错误。

故选C。

5．B

【详解】A．滑块在x=3m处电势能最低，因为滑块带负电，所以x=3m处的电势最高，故A错误；

BC．Ep-x图像斜率的绝对值表示滑块所受电场力的大小，所以滑块在x=1m处所受电场力大小为

滑块所受滑动摩擦力大小为

在1~3m区间内，滑块所受电场力与滑动摩擦力方向相反，且不断减小，则滑块所受合外力方向与速度方向相反；在x=3m之后，滑块所受电场力与滑动摩擦力同向，且不断增大，则滑块所受合外力方向也与速度方向相反。综上所述可知滑块向右运动过程中，速度始终减小，在x=1m处速度最大，故B正确，C错误；

D．滑块在x=1m处的电势能与在x=4m处的电势能相等，根据能量守恒定律，若滑块能够经过x=4m处，则应满足

根据题中数据可知实际情况并不满足上式，所以滑块一定无法经过x=4m处的位置，故D错误。

故选B。

6．D

【详解】电场、电阻都是真实存在的物体，不是理想模型；元电荷是最小的电量单位，不是理想模型；质点是理想模型。

故选D。

7．B

【详解】温度的负号表示温度的高低，重力势能的负号表示重力势能的大小，电量的负号表示电量的种类。位移的负号表示位移的方向，与规定的正方向相反。

故选B。

8．D

【详解】A．接入电路后，两极电压为路端电压，若外电路正常工作，则路端电压小于电动势，故A错误；

B．电源是把其他形式的能转化为电能的装置，电路中每通过1C的电量，该电池才能将1.5J的化学能转变成电能，若电路中通过2C的电量，则电池将3J的化学能转变成电能，故B错误；

C．电动势表示电源是把其他形式的能转化为电能的本领的物理量，电动势大储存的电能不一定多，故C错误；

D．一节干电池的电动势为1.5V，表示该电池能将1C电量的正电荷由负极移送到正极的过程中，非静电力做了1.5J的功，故D正确；

故选D。

【点睛】

9．D

【详解】

通电螺线管的电场线分布如图，磁感应强度与电场线的疏密有关，可见内部的磁场最大，而且是匀强磁场，螺线管外部的磁场逐渐减弱，所以只有D可能正确。

故选D。

10．D

【详解】A、B两个固定的点电荷电荷，两者连线中点场强为零，电荷B十分缓慢地远离A点移动，导致原来的位置场强不为零，根据场强叠加的原理，可知场强向右，由于不清楚小球C的电性，所以小球C可能受到靠近A的力，也有可能受靠近B的力，所以小球C的运动情况是可能向左，也可能向右运动，故ABC错误，D正确。

故选D。

11．     磁感应强度     等间距

【详解】[1]反映磁场的力的性质的物理量是磁感应强度；

[2]匀强磁场的磁感线是平行的等间距直线。

12．     增大     0.6

【详解】[1]现将变阻器R的滑动片向右移动，电路总电阻增大，干路电流减小，根据闭合电路的欧姆定律可知，路端电压增大；对于，电压增大，根据

可知，中的电流将增大。

[2]根据闭合电路的欧姆定律可知，电源内阻分到的电压

则

则中的电流

则电流表A2的读数为

13．     不偏转     向右偏转

【详解】[1]若变阻器的滑片位置不变，闭合C，经过一段时间后再闭合D，因穿过线圈B的磁通不变，则线圈B中无感应电流产生，即检流计的指针不偏转；

[2]向右移动滑动变阻器的滑片，A中电流减小，则穿过线圈B的磁通量减小，检流计G的指针向右偏转。若C、D均处于闭合状态，断开C时，则穿过线圈B的磁通量减小，则检流计的指针向右偏转。

14．     匀速     53.6     不合适     电动机为非纯电阻仪器    

【详解】（1）[1]依题意，可得该电动机效率的表达式为

显然，为了减小实验的误差，需要保持重物的动能不变，所以需在重物做匀速直线运动的过程中测量上升高度h和对应的时间t。

（2）[2]给电动机输入5V电压时，利用表中提供数据可求得此时电动机效率为

（3）[3][4]由图甲可知为电动机输入电压，为流经电动机的电流，但由于电动机为非纯电阻仪器，即图像的斜率不代表电动机线圈的电阻，所以该方法不合适。

（4）[5]根据图甲，由闭合电路欧姆定律可得

即

所以，可将图（乙）中的纵轴坐标U2改为，则通过图线的纵截距的绝对值可求得电源电动势，图像斜率可求得电源内阻。

15．（1），方向指向左侧；（2）；（3）；（4），

【详解】（1）乙进入磁场前，甲、乙运动情况相同，故乙进入磁场时，甲刚出磁场。

乙进场后，受三个力作用，如图

平衡

解出

方向指向左侧

（2）乙进场前，机械能守恒

解出

进场后，乙产生电动势

设每杆电阻为R，则

解出

（3）甲在磁场中下滑距离为x时，速度

电路总功率

故电路总功率每增大0.1W，甲沿导轨下滑的距离

（4）甲在磁场内运动时，速度

电路总功率

甲的电功率

乙在磁场内匀速运动过程

甲的电功率

甲在磁场内经历时间

乙在磁场内匀速运动的时间

图像如图：

16．(1)4A，由M指向N；(2)7N；(3)见解析

【详解】(1)t=2s时

v=at=2×2m/s=4m/s

s=at2=×2×22m=4m

R总=R+（2s）R0=0.2+2×4×0.1Ω=1Ω

电动势

E=BLv=1×1×4V=4V

I==A=4A

由M指向N

(2)安培力

FA=BIL=1×1×4N=4N

MN受五个力，如图

竖直方向平衡

FN=m2g+FA=14N

滑动摩擦力

Ff=FN=7N

(3)任意t时刻的安培力

FA=BIL=

滑动摩擦力

Ff=FN=（m2g+FA)=（m2g+)=5+

导轨水平方向受到三个力，如图

牛顿定律

F-FA-Ff=m1a

解出

F=9+=9+

当t=1s时，F最大，且

Fm=9+=16.5N

绘出的F-t图像如图所示