上海市松江区三年（2021-2023）年高考物理一模试题按知识点分层-02电磁学（基础题）

上海市松江区三年（2021-2023）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·上海松江·统考一模）如图，负点电荷周围电场中的一条电场线上a、b两点，其电场强度大小分别用Ea、Eb表示，则（　　）

A．Ea<Eb B．Ea=Eb C．Ea>Eb D．无法确定

2．（2022·上海松江·统考一模）电热锅通电后可以煮熟食物，而与它相连的导线却不怎么发热，原因是（　　）

A．通过电热锅的电流大 B．通过导线的电流大

C．电热锅的电阻小 D．导线的电阻小

3．（2022·上海松江·统考一模）如图风力发电机是将风的动能转化为电能的装置。假设转化效率不变，并保持风正面吹向叶片，该发电机的发电功率与风速v的关系正确的是（　　）

A．与v成正比 B．与v2成正比 C．与v3成正比 D．与v4成正比

4．（2022·上海松江·统考一模）在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，定值电阻为R1，且R1>r，滑动变阻器的阻值为R。现闭合电键S，滑动变阻器的滑动触头P从a端向b端滑动的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．电压表示数先变大后变小，电流表示数一直变大

B．电压表示数一直变大，电流表示数先变小后变大

C．滑动变阻器R的电功率先变小后变大

D．电源的输出功率先变小后增大

5．（2022·上海松江·统考一模）下列单位中属于国际单位制基本单位的是（    ）

A．韦伯 B．库仑 C．牛顿 D．安培

6．（2022·上海松江·统考一模）长直导线与环形导线固定在同一竖直平面内，分别通有图示方向的稳恒电流（　　）

A．两导线有相互吸引的趋势

B．两导线有相互排斥的趋势

C．两导线有水平移动的趋势

D．因电流恒定，两导线没有相互作用

7．（2022·上海松江·统考一模）如图，带电小球用绝缘丝线悬于匀强电场中静止，当剪断丝线后，小球将（　　）

A．一定竖直下落 B．一定斜向下做匀加速直线运动

C．可能做曲线运动 D．可能保持静止不动

8．（2022·上海松江·统考一模）如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，R0、R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关K，将变阻器滑片向右缓慢滑动过程中，ΔU、ΔI分别表示电压表和电流表与初始示数的变化量，则ΔU与ΔI的比值将( )

A．不变 B．变大

C．变小 D．先变大后变小

9．（2021·上海·统考一模）磁感应强度B的单位T等价于（  ）

A． B． C． D．

10．（2021·上海·统考一模）图示电场中，负电荷仅受电场力作用，由A点沿电场线运动到B点，此过程中（  ）

A．电场力增大，电势能减小

B．电场力减小，电势能减小

C．电场力增大，电势能增大

D．电场力减小，电势能增大

11．（2021·上海·统考一模）如图电路中，电阻R随温度升高均匀增大，用这个电阻做探头测温，把电流表的刻度改为相应的温度刻度。下列说法正确的是（  ）

A．低温对应电流较大的刻度上，且温度刻度均匀

B．低温对应电流较大的刻度上，且温度刻度不均匀

C．高温对应电流较大的刻度上，且温度刻度均匀

D．高温对应电流较大的刻度上，且温度刻度不均匀

二、填空题

12．（2021·上海·统考一模）如图所示，一块蹄形磁铁放在水平台秤上，金属棒AB固定在两个磁极之间。当AB中通入电流时，台秤示数减小。则AB棒所受安培力的方向为__________，电流的方向为__________。

13．（2021·上海·统考一模）如图，当开关K断开时，电源内电路功率为P1；K闭合时，电源内电路功率为P 2。若两种情况下电源的输出功率相等，则P1____ P2；R2______r。（选填“大于”、“等于”或“小于”）

三、实验题

14．（2022·上海松江·统考一模）如图所示为用DIS研究通电螺线管的磁感应强度的实验：

（1）该实验用的是_________传感器；实验时要确保传感器的探管与螺旋管的_________重合；

（2）甲、乙两位同学实验得到的磁感应强度随传感器伸入的距离变化关系如图。甲同学得到的图像在第四象限的原因是__________；乙同学在螺线管两侧管口测得磁感应强度为零的原因是_________。

（3）若将通电螺线管内部的磁场近似看作匀强磁场，磁感应强度为B，已知：螺线管长度L、匝数N、横截面积S、电阻R，则穿过通电螺线管的磁通量为__________。

四、解答题

15．（2022·上海松江·统考一模）如图，电荷量为Q的正点电荷固定在D处。A、B、C在D竖直上方的高度分别为h、、（已知：静电力常量为k，重力加速度为g）。求：

（1）A处电场强度的大小和方向；

（2）若质量为m的带电小球在A点静止释放，运动到B点时速度达到最大，到C点时速度为零，求小球的电性和电荷量q；

（3）在（2）问的条件下，点电荷Q电场中C、A两点间的电势差。

16．（2022·上海松江·统考一模）如图，带电量为+Q的小球（可视为点电荷）固定在光滑绝缘水平面上O处。已知：O、B间距离为L，A是OB的中点。（静电力恒量k）

（1）画出A、B两点电场强度的示意图；

（2）若质量为m、电量为q的小球以v0初速从B点运动到A时速度恰为0，求它在A点的加速度；

（3）请分析说明上述过程中电势能的变化情况。

17．（2021·上海·统考一模）如图所示，用绝缘丝线将质量为m电荷量为qA的带负电小球A系在O点。在距O点的正下方H处用绝缘柄固定一带电小球B（两球均可看成点电荷）。当丝线与竖直方向夹角为30°时，球A静止，此时A、B两球连线与丝线AO垂直。已知静电力常量为k，重力加速度为g。

(1)画出A球受力示意图，判断B球的电性；

(2)求A球所在处的电场强度E；

(3)求B球的电荷量qB；

(4)若支持B球的绝缘柄漏电，A球在竖直平面内缓慢运动至0°处，B的电荷尚未漏完。在整个漏电过程中，丝线的拉力大小如何变化？请说明原因。

参考答案：

1．A

【详解】负点电荷的电场线由无穷远指向负电荷，故负电荷在b的右侧，由

可知

故选A。

2．D

【详解】AB．因为电热锅和导线是串联关系，所以它们电流一定相等，故A错误，B错误；

CD．电流通过任何导体时，导体都要发热，这种现象叫做电流的热效应，根据焦耳定律公式

可知，串联电路，在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越小，所以产生的热量就越少，故C错误，D正确。

故选D。

3．C

【详解】设叶片转一圈扫过的面积为s，空气密度为，则单位时间通过对应面积s的空气质量为

这些空气的动能为

发电机转化效率不变，则单位时间风的动能转化为的电能与v3成正比。即该发电机的发电功率与v3成正比。

故选C。

4．D

【详解】AB．出头P把滑动变阻器分成两个电阻aP及bP，两电阻并联再与R1串联接到电源两端，电流变测流过aP的电流，电压表测aP及bP并联等效电阻两端的电压，当滑片从a移到b端的过程中，aP及bP并联等效电阻先增大后减小，当滑片位移中间时，并联的等效电阻最大，故电压变的示数先增大后减小，aP段的电阻一直增大，电流表的示数一直减小，故AB错误；

C．当滑片在a端时，滑动变阻器的电功率为零，当滑片滑至b端时，滑动变阻器的电功率也为零，故滑动变阻器的功率先增大后减小，故C错误；

D．由于，故外电路的总电阻在大于电源内阻的区间变化，aP及bP并联等效电阻先增大后减小，当滑片位移中间时，并联的等效电阻最大，故外电路电阻的总阻值也先增大后减小，根据电源输出功率与外电路电阻的关系可知，电源的输出功率先变小后变大，故D正确。

故选D。

5．D

【详解】安培是国际单位制中的基本单位，韦伯、库仑、牛顿均为导出单位。

故选D。

6．B

【详解】根据安培定则可知，通电长直导线在其下方产生的磁场垂直于纸面向里，通电环形导线处在长直导线产生的磁场中，根据对称性可知通电环形导线受到的安培力方向竖直向下；同理，通电环形导线在长直导线处产生的磁场方向垂直纸面向里，则长直导线受到的安培力方向竖直向上，所以两导线有相互排斥的趋势。

故选B。

7．D

【详解】对带电小球受力分析，有两种可能性，一种是受到重力、电场力和丝线的拉力且三力平衡，重力和电场力的合力一定与丝线拉力等大反向共线，当剪断丝线后，小球将会沿原来丝线方向斜向右下做匀加速直线运动；另一种是带电小球受到重力和电场力且二力平衡，丝线无拉力，当剪断丝线后，小球受力不变，则保持静止不动。

故选D。

8．A

【详解】根据闭合电路的欧姆定律可得

则可得

保持不变。

故选A。

9．A

【详解】根据安培力公式

F=BIL

得

所以

所以A正确，BCD错误。

故选A。

10．C

【详解】由图可知，从A点到B点电场线逐渐变密，所以从A点到B点电场强度逐渐增大，则负电荷由A点沿电场线运动到B点，电场力在逐渐增大，电场力方向始终与电场方向相反，所以电场力做负功，电势能增大，所以ABD错误，C正确。

故选C。

11．B

【详解】根据图示，电路是串联电路，根据题意，当温度高时，电阻R增大，电路中总电阻增大，根据闭合电路的欧姆定律，电路中的电流减小，即高温对应电流较小的刻度上；当温度低时，电阻R减小，电路中总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律，电路中的电流增大，即低温对应电流较大的刻度上。由题意电阻R随温度升高均匀增大可得

R=R0+kt

根据闭合电路得欧姆定律

I与温度t不成线性关系，所以电阻温度计得刻度是不均匀的，所以ACD错误，B正确。

故选B。

12．     向下     B指向A

【详解】[1]根据牛顿第三定律，磁铁对金属棒有安培力的作用，金属棒对磁铁也有与安培力方向相反、大小相等的力的作用。根据题意，当AB中通入电流后，台秤的示数减小，即磁铁对台秤的压力减小，根据力的平衡，磁铁受到向上的力，此力是由AB施加给磁铁的力，所以磁铁对AB的安培力方向是向下的。

[2]根据左手判定定则，AB棒的电流由B指向A。

13．     小于     小于

【详解】[1]当开关K断开时，电路的电流为

则此时电源内电路功率为P1为

当开关K闭合时，电路的电流为

则此时电源内电路功率为P2为

因为R1不为0，故

[2]因两种情况下电源的输出功率相等，故

即

简化得

两边同除以得

故

可得

14．     磁     中心轴线     甲同学将探管从螺线管的另一端插入（或通过螺线管的电流方向相反）     螺线管通电后，探管位于螺线管管口时将磁传感器调零     BS

【详解】（1）[1]因实验研究的是通电螺线管的磁感应强度，则该实验用的是磁传感器；

[2]实验中测量的是螺线管轴线上个点的磁感应强度，故实验时要确保传感器的探管与螺线管的中心轴线重合；

（2）[3]甲同学得到的图像在第四象限，磁感应强度方向为负，其原因是甲同学将探管从螺线管的另一端插入（或通过螺线管的电流方向相反）；

[4]乙同学在螺线管两侧管口测得磁感应强度为零的原因是螺线管通电后，探管位于螺线管管口时将磁传感器调零。

（3）[5]穿过螺线管的磁通量为

15．（1），方向竖直向上；（2）正电，；（3）

【详解】（1）根据点电荷的电场强度计算公式，即

方向竖直向上；

（2）小球运动到B点时速度达到最大，此时小球运动的加速度为零，小球所受的重力与库仑力大小相等，方向相反，即

由此可知，小球必带正电，且电荷量为

（3）从A到C过程，电场力做负功，机械能转化为电势能，即

解得

16．（1）见解析；（2），方向向右；（3）见解析

【详解】（1）如图所示

（2）电量为q小球在A点时，受到的库仑力为

根据牛顿第二定律有

联立解得

方向向右

（3）电量为q小球在由B运动到A的过程中，只有库仑力做负功，所以电势能逐渐增大。小球的动能转化为电势能，故电势能增加。

17．（1） ，负电；（2），垂直OA向右下方；（3）；（4）先不变后变大，理由见解析

【详解】(1)A球受力分析如右图所示

B带负电

(2)由A球静止可得

mgsinθ=F

mgcosθ=T

方向垂直OA向右下方

(3)根据库仑定律

得

(4)根据相似三角形

则

因为mg，OA，OB都不变，所以T不变

OA竖直时有

T+F=mg

F减小，T变大