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

上海市金山区三年（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·上海金山·统考一模）下列物理量在求和运算时遵循平行四边形定则的是（　　）

A．路程 B．电量 C．电势 D．电场强度

2．（2022·上海金山·统考一模）将阻值调为5Ω的电阻箱接在内阻为2Ω的电池上。为提高电池效率，可将电阻箱阻值调整为（　　）

A．1Ω B．2Ω C．4Ω D．6Ω

3．（2022·上海金山·统考一模）如图，等量异种电荷处在电场强度为E的匀强电场中，关于两电荷连线中点O对称的A、B两点电势分别是φA、φB。若O点处的场强是零，则（   ）

A．E方向向右，φA > φB B．E方向向右，φA < φB

C．E方向向左，φA > φB D．E方向向左，φA < φB

4．（2022·上海金山·统考一模） 在图甲所示电路中，任意移动滑动变阻器滑片，画出电压表读数U和电流表读数I的关系，坐标系原点为（0，0），数据点均在图乙所示一小段直线上，其原因可能是（　　）

A．R1阻值过大

B．电源内阻过小

C．电源电动势过小

D．R2的最大阻值过大

5．（2022·上海金山·统考一模）下列选项中，属于理想模型的是（　　）

A．电阻 B．电压 C．电场线 D．元电荷

6．（2022·上海金山·统考一模）如图，P为一点电荷周围某电场线上的点，A、B所在直线垂直该电场线，且过P点。若PA＞PB，A、B两处的电场强度分别为EA、EB，电势分别为φA、φB。则（　　）

A．EA＜EB，φA＜φB B．EA＜EB，φA＞φB C．EA＞EB，φA＜φB D．EA＞EB，φA＞φB

7．（2022·上海金山·统考一模）如图所示电路中，R1、R2、R3均为定值电阻，电压表示数为U，电流表示数为I。闭合开关S后（　　）

A．U变大、I变大 B．U变小、I变小

C．U变大、I变小 D．U变小、I变大

8．（2021·上海金山·统考一模）电荷量的单位C用基本单位可表示为（　　）

A．N·m/s B．A·s C．J/V D．V/A

9．（2021·上海金山·统考一模）如图，A、B为两个等量异种点电荷连线上的两点，A为连线中点，A、B处的电场强度分别为EA、EB，电势分别为φA、φB。则（　　）

A．，φA<φB B．，φA>φB

C．，φA<φB D．，φA>φB

10．（2021·上海金山·统考一模）如图所示电路中，R为定值电阻，电源内阻不可忽略。可判定滑动变阻器滑片移动到了正中间的依据是（    ）

A．V1读数最大、V2读数最大

B．V2读数最大、V3读数最大

C．V1读数最小、V2读数最小

D．V2读数最小、V3读数最小

二、填空题

11．（2022·上海金山·统考一模）距某点电荷1cm的某点处电场强度为，，则该点电荷带电量为________C。库仑C用国际单位的基本单位可表示为________。

12．（2022·上海金山·统考一模）由于电场力的作用，导体内的自由电荷发生______（选填“热运动”或“定向移动”），从而形成电流。电流强度I的定义式是______。

13．（2022·上海金山·统考一模）太阳能电池由许多电池“晶片”串联和并联组成。某电池“晶片”的电动势为0.6mV，内阻为24Ω。若不小心将晶片正、负极短路，电路中的电流强度为_______A；某同学将多个晶片串联使用，始终不能点亮“2.5V，0.75W”的小灯（连接良好，器材无故障）。请分析说明原因：_________

14．（2021·上海金山·统考一模）用来形象描述静电场分布的曲线是______；通常用______来描述电场的能的性质。

15．（2021·上海金山·统考一模）纯电阻闭合电路中电源电动势和内阻不变，电源效率η与端电压U的关系如图所示，电源效率最高时电路中电流___________（选填“最大”或“最小”），该电路的电动势为___________V。

三、解答题

16．（2022·上海金山·统考一模）用如图所示的电路作为电源接在A、B两个电极上，通过导电纸模拟电场分布。电源电动势为E，内阻为r。滑动变阻器最大阻值R=20r。电压表视为理想电压表，将滑片移动到正中间，电压表示数为。求：

（1）A电极模拟的是何种电性的点电荷？

（2）导电纸AB之间的电阻RAB多大（用r表示）？

（3）CD是AB连线的中垂线。若一电子（电量为-e）从B点运动到D点，电子电势能的变化量为多少？

17．（2022·上海金山·统考一模）如图，竖直平面内有AB和BC两段长度均为L的直杆，两杆在B处平滑连接，AB杆水平、BC杆与水平方向夹角为θ，装置处于水平向右的匀强电场中。质量为m、带电量为+q的小球套在杆上，小球从杆A点开始由静止开始运动，经时间t到B点，在沿BC杆运动过程中小球未受摩擦力作用。小球与AB杆、BC杆间的动摩擦因数相同，重力加速度为g。求：

（1）小球在AB杆上运动的加速度大小；

（2）电场强度E的大小；

（3）若A处的电势为φA＝0，则C处的电势φC为多少？

18．（2021·上海金山·统考一模）如图，一个质量为m、带电量为﹣q的小球用长为L的绝缘细线静止悬挂在竖直方向A处。在水平方向突然增加一个匀强电场，小球开始向右摆动，起动瞬间加速度大小为a，在空气阻力的影响下，小球摆动一段时间后最终静止于B处。摆动过程中小球带电量不变，细线与竖直方向夹角不超过90°。求：

(1)匀强电场的电场强度；

(2)小球最终静止时细线与竖直方向的夹角；

(3)求小球从A第一次运动到B过程中电势能的改变量，并说明此过程中能量的转化情况。

参考答案：

1．D

【详解】路程、电量、电势是标量，求和运算时不遵循平行四边形定则；而电场强度是矢量，求和运算时遵循平行四边形定则。

故选D。

2．D

【详解】设电阻箱接入电路的电阻为，电源内阻为，电源的效率

所以当R增大时，效率η提高。为提高电池效率，可将电阻箱阻值调整为6Ω。

故选D。

3．C

【详解】AB．根据等量异种电荷的电场线的特点可知，两等量异种电荷在O点的场强水平向右，根据题意O点的场强为零，所以匀强电场的场强水平向左，AB错误；

CD．根据等量异种电荷的电场特点可知两等量点电荷在A、B处的电场强度比匀强电场的场强大，所以合场强向右，又因为沿电场线的方向电势降低，故φA > φB，C正确，D错误。

故选C。

4．A

【详解】A．根据闭合电路欧姆定律可知

解得

如R1阻值过大，则移动滑动变阻器时电流变化较小，则可能出现数据集中在一小段直线上的情况，故A正确；

B．如电源内阻过小，根据闭合电路欧姆定律，由于

移动滑动变阻器时，电流发生变化范围大，图像不可能集中在一小段图像上，故B错误；

C．如电源电动势过小，根据闭合电路欧姆定律，移动滑动变阻器时，电流发生变化，电压表示数为

电源电动势过小，图像纵坐标会靠近原点，故C错误；

D．R2的最大阻值过大，根据闭合电路欧姆定律，移动滑动变阻器时，电流变化范围大，不可能集中在一小段直线上，故D错误。

故选A。

5．C

【详解】建立理想化模型的一般原则是首先突出问题的主要因素，忽略问题的次要因素。物理学是一门自然学科，它所研究的对象、问题往往比较复杂，受诸多因素的影响有的是主要因素，有的是次要因素。为了使物理问题简单化，也为了便于研究分析，我们往往把研究的对象、问题简化，忽略次要的因素，抓住主要的因素，建立理想化的模型如质点、电场线、磁感线、理想气体、点电荷等。

则电阻、电压和元电荷都不是理想模型；电场线是理想模型。

故选C。

6．A

【详解】根据

离点电荷越近的位置，电场强度越大，所以

如图点电荷的电场中，电场线是由点电荷出发的，故该点电荷为正电荷，离正电荷越近电势越大，所以

φA<φB

故选A。

7．C

【详解】闭合开关S后，电阻R3与R2并联，再与R1串联，则总电阻减小，总电流变大，则R1上的电压变大，即U变大，R2与R3两端电压减小，则R2电流减小，即I变小。

故选C。

8．B

【详解】ABCD．由电流的定义式可得

由该式可知，电荷量的单位为电流单位与时间单位的乘积，即A·s，故B正确。

应选B。

9．A

【详解】根据库仑定律，离点电荷越近的位置，电场强度越大，所以；点电荷的电场中，电场线是由正电荷出发，指向负电荷的，而电场中的电势沿电场线方向逐渐减小，所以φA<φB，故A正确，BCD错误。

故选A。

10．B

【详解】ABCD．分析电路可以发现，滑动变阻器分为上下两部分，且为并联关系，由于

可知，当滑动变阻器滑片移动到了正中间时，该并联电阻达到最大，即外电路电阻最大，路端电压达到最大，而电压表V3测的就是路端电压，故V3读数应最大，由于总电阻变大，故干路电流变小，而V1测的是R上的电压，由可知，I最小时，V1读数应最小，由于V2测的是并联部分的电压，由串联电路电压关系可知

V3读数最大，V1读数最小，故V2读数应最大，故B正确。

应选B。

11．         

【详解】[1]根据点电荷场强公式，可得

[2]根据，可得库仑C用国际单位的基本单位可表示为

12．     定向移动    

【详解】[1]由于电场力的作用，导体内的自由电荷发生定向移动，从而形成电流。

[2]电流强度I的定义式是

13．     2.5×10-5     小灯的额定电流为0.3A，电路所能达到的最大电流（短路电流）远小于小灯正常工作的电流，所以不能点亮小灯

【详解】[1]将晶片正、负极短路，电路中的电流强度为

[2]小灯的额定电流为

无论多少节电池串联，电路所能达到的最大电流（短路电流）远小于小灯正常工作的电流，所以不能点亮小灯。

14．     电场线     电势

【详解】电场强度是描述电场力的性质的物理量，而电场线形象的表示了电场强度的大小和方向的分布情况；电势是描述电场能的性质的物理量。电场、电场线、电势等概念被近代物理学理论和实验证明是完全正确的，并且有了很深刻的发展。

15．     最小     3

【详解】[1]由和题中所给的图可知，η最高时，U最大，U最大说明外电路的电阻最大，根据，可知电路中电流I最小

[2]根据，可得

16．（1）正电；（2）10r；（3）

【详解】（1）由电路图可知，A点电势高于B点电势，所以A电极模拟的带正电的点电荷。

（2）滑片移动到正中间时，AB之间的电阻RAB与滑动变阻器并联部分的电阻为

则外电路总电阻为

由闭合电路欧姆定律可知

解得

（3）A、B两点间的电势差为

B、D两点间的电势差为

电子从B点运动到D点的过程中

可知电场力做正功，电势能减少，变化量为。

17．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）小球沿AB杆做匀加速直线运动

L＝at2

得

a＝

（2）因为小球沿BC杆运动未受摩擦力，所以小球也不受弹力，小球受力如图所示

两者的合力沿BC杆向下，可得

F电＝mgcotθ

因

F电＝Eq

得到

E＝

（3）小球沿杆运动过程，电场力做功

WAC＝EqL（1＋cosθ）

根据

WAC＝qUAC

UAC＝φA－φC

可得

φC＝－EL（1＋cosθ）＝－L（1＋cosθ）

18．(1)，电场方向水平向左；(2) 细线与竖直方向的夹角θ满足；(3)，电势能转化为了动能、重力势能和内能

【详解】(1)小球在A位置时水平方向仅受电场力，根据牛顿第二定律

   得

   小球带负电，电场力方向向右，所以电场方向水平向左；

 (2)B位置时小球受力如图

根据平衡条件，得

细线与竖直方向的夹角θ满足

 (3) 小球从A第一次运动到B过程中电场力做功为

电势能的改变量

此过程中，电势能转化为了动能、重力势能和内能。