2023届浙江省高考物理模拟试题知识点分类训练：电磁学选择题（较难题）

2023届浙江省高考物理模拟试题知识点分类训练：电磁学选择题（较难题）

一、单选题

1．（2023·浙江嘉兴·统考二模）如图所示，空间有两个相距为d的等量异种电荷，以两电荷连线的中点为坐标原点O，建立如图所示坐标系。在x轴上有一坐标为（，0）的点A，在y轴上有一坐标为（0，）的点B。若，则（　　）

A．两点电场强度大小相等

B．点电场强度大小是点的两倍

C．在点由静止释放的负点电荷将作简谐振动

D．在点由静止释放的正点电荷将作上下振动

2．（2023·浙江杭州·统考二模）如图甲所示，某多级直线加速器由n个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上，各金属圆筒依序接在交变电源的两极M、N上，序号为C的金属圆板中央有一个质子源，质子逸出的速度不计，M、N两极加上如图乙所示的电压，一段时间后加速器稳定输出质子流。已知质子质量为m、电荷量为e，质子通过圆筒间隙的时间不计，且忽略相对论效应，则（　　）

A．质子在各圆筒中做匀加速直线运动

B．质子进入第n个圆筒瞬间速度为

C．各金属筒的长度之比为1:：：

D．质子在各圆筒中的运动时间之比为1:：：

3．（2023·浙江嘉兴·统考一模）如图所示，2022年长江流域发生严重干旱灾害期间，农民通过潜水泵抽取地下水灌溉农田。已知潜水泵由电动机、水泵、输水钢管组成，某地下水源距离地表6m深，安装潜水泵时将一根输水钢管竖直打入地底下与地下水源连通，水泵出水口离地表高度为0.45m，水流由出水口水平喷出时的速度为4m/s，每秒出水量为3kg。水泵由功率为330W的电动机带动，已知电动机额定电压为220V，水泵的抽水效率为75%，水的密度为1.0×103kg/m3，则（    ）

A．出水口钢管横截面积为2.5×10-3m2 B．每秒内水流机械能增加24J

C．水泵的输出功率为217.5W D．电动机线圈的电阻为

4．（2023·浙江·模拟预测）学了发电机的原理后，小明所在的研究小组设计了如下的方案，边长为L的正方形金属框，以恒定角速度ω绕水平轴转动，仅在轴的右侧存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B，线圈外部连有阻值为R的电阻，其它电阻不计。则金属框转动一周（　　）

A．电阻R上通过的电流方向不变 B．线圈产生的感应电动势的有效值为

C．电阻R上通过的电量是 D．电阻R上产生的焦耳热是

5．（2023·浙江·模拟预测）如图所示，两个固定的半径均为r的细圆环同轴放置，O1、O2分别为两细圆环的圆心，且O1O2=2r，两环分别带有均匀分布的等量异种电荷+Q、-Q（Q>0）。一带正电的粒子（重力不计）从O1处由静止释放，静电力常量为k，下列说法正确的是（　　）

A．粒子在O2处动能最大 B．粒子在O1O2中点处动能最大

C．O1O2中点处的电场强度为 D．O1O2中点处的电场强度为

6．（2023·浙江·模拟预测）将两点电荷A、B分别固定在x轴上，其坐标分别为xA=0m和xB=6m，B的电荷电量绝对值为Q，两点电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所示，其中x=4m处电势最高，x轴上M、N两点的坐标分别为xM=3m和xN=5m，静电力常量为k，则下列说法正确的是（　　）

A．两点电荷一定为异种电荷

B．M点的电场强度大于N点的电场强度

C．正的试探电荷由M点运动到N点的过程，电势能先减小后增大

D．若在M点放一带电荷量为q的试探电荷，则试探电荷受到的电场力大小为

7．（2023·浙江·模拟预测）如图所示，一绝缘容器内部为长方体空腔，容器内盛有NaCl的水溶液，容器上下端装有铂电极A和C，置于与容器表面垂直的匀强磁场中，开关K闭合前容器两侧P、Q两管中液面等高，闭合开关后（ ）

A．M处钠离子浓度等于N处钠离子浓度

B．M处氯离子浓度小于N处氯离子浓度

C．M处电势高于N处电势

D．P管中液面高于Q管中液面

8．（2023·浙江·模拟预测）如图所示，水平面内的等边三角形BCD的边长为L，顶点C恰好位于光滑绝缘直轨道AC的最低点，A点到B、D两点的距离均为L，A点在BD边上的竖直投影点为O。y轴上B、D两点固定两个等量的正点电荷，在z轴两电荷连线的中垂线上必定有两个场强最强的点，这两个点关于原点O对称。在A点将质量为m、电荷量为的小球套在轨道AC上（忽略它对原电场的影响）将小球由静止释放，已知静电力常量为k，重力加速度为g，且，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A．图中的A点是z轴上场强最强的点

B．轨道上A点的电场强度大小为

C．小球刚到达C点时的加速度为

D．小球刚到达C点时的动能为

9．（2023·浙江·模拟预测）如图所示，a、b、c、d是坐标轴上与原点O距离均为l的四个点，在a、c位置分别固定电荷量为+q的点电荷，在b、d位置分别固定电荷量为-q的点电荷，下列说法正确的是（　　）

A．坐标（0.5l，0）与（0，0.5l）两处场强相同

B．坐标（0.5l，0）与（0，0.5l）两处电势相同

C．将一带正电的试探电荷由坐标（l，l）处移至原点O，试探电荷的电势能增大

D．将一试探电荷沿ab连线的中垂线由坐标（0.5l，0.5l）处移至（-0.5l，-0.5l）处的过程中，试探电荷所受电场力先减小后增大

10．（2023·浙江·模拟预测）当气体温度升高到一定程度时，其中的分子或原子将由于激烈的相互碰撞而分解为电子和正离子，这种状态的物质叫等离子体。等离子体有很多奇妙的性质，例如，宇宙中的等离子体会发生“磁冻结”。满足某种理想条件的等离子体，其内部不能有电场存在，但是可以有磁场。如图所示，一块这样的等离子体从很远处向着磁场B运动，在移进磁场的过程中，下列对等离子体行为的解释错误的是（　　）

A．由于变化的磁场产生电场，因此等离子体内部的磁场不能随时间变化

B．设想磁场刚要进入等离子体中时感应出了电流，则此电流的磁场与磁场B方向相反

C．如等离子体内部原来没有磁场，则穿越磁场的过程中其内部磁场一直为零

D．如等离子体内部原来没有磁场，则穿越磁场的过程中其外部的磁感线不会发生变化

11．（2023·浙江·模拟预测）在如图所示的电路中，三个定值电阻的阻值分别为，，在a，b两端输入正弦式交变电流，电压的表达式为，已知理想变压器原、副线圈的匝数比为3:1，当开关S闭合后，下列说法正确的是（　　）

A．通过R3的电流为0.5A B．电阻 R1、R2消耗的功率之比为1:6

C．电路消耗的总功率为9W D．流过电阻R2的电流的频率为150Hz

二、多选题

12．（2023·浙江·模拟预测）甲、乙分别是空心铝管、有裂缝的铝管，如图所示，两根管子与水平面成θ，现把一枚质量为m的小磁块从上端管口无初速度放入管中后，小磁块最终从下端管口落出，已知两根管子长度为l，小磁块和管子间的动摩擦因数为μ，小磁块从甲管下端口落出的速度为v，则（　　）

A．小磁块在乙管运动时间比在甲管运动时间长

B．小磁块在甲管中运动，甲管产生的焦耳热

C．小磁块从乙管下端落出的速度为

D．小磁块在甲管中运动，小磁块重力和摩擦力的总冲量为mv

13．（2023·浙江·模拟预测）如图所示，电路中所有二极管均为理想二极管，R1=R2=R3=R4=R，图丙和图丁中的变压器为原、副线圈匝数相同的理想变压器，P为原线圈中央抽头，输入端接同一正弦交流电源，R1、R2、R3、R4四个电阻的功率分别为P1、P2、P3、P4下列关系式正确的是（　　）

A．P1：P2=1：2 B．P1：P3=1：4

C．P3：P4=1： D．P2：P4=1：16

参考答案：

1．B

【详解】AB．根据题意，由点电荷场强公式及电场叠加原理可得，点的电场强度为

由于，利用近似处理，忽略的大小，则有

点的电场强度大小为

同理，忽略的大小，则有

即点电场强度大小是点的两倍，故A错误，B正确；

C．根据题意，假设在点由静止释放的负点电荷将作简谐振动，则点为平衡位置，电场力提供回复力，点电荷在点右侧处时，规定轴正方向为正方向，则有

不满足回复力与位移关系

则不是简谐运动，故C错误；

D．由电场叠加原理可知，点电场方向水平向左，在点由静止释放的正点电荷将向左运动，故D错误。

故选B。

2．C

【详解】A．金属圆筒中电场为零，质子不受电场力，做匀速运动，故A错误；

B．质子进入第n个圆筒时，经过n次加速，根据动能定理

解得

故B错误；

D．只有质子在每个圆筒中匀速运动时间为时，才能保证每次在缝隙中被电场加速，故D错误；

C．第n个圆筒长度

则各金属筒的长度之比为1:：：，故C正确。

故选C。

3．D

【详解】A．设每秒出水量为m，根据题意有

联立解得

故A错误；

B．以每秒出水量为研究对象，每秒内水流机械能增加为

解得

故B错误；

C．根据题意，水泵的输出功率为

故C错误；

D．对电动机，有

联立可得

故D正确。

故选D。

4．D

【详解】A．图中线圈所在的平面垂直磁场方向，是中性面，线圈经过中性面时，电流方向变化，根据楞次定律可知，使流过电阻R上通过的电流方向发生改变，A错误；

B．线圈中产生的电流是正弦式变化的电流，线圈产生的感应电动势的最大值为

所以有效值为

B错误；

C．由图示位置开始计时，线圈每转过四分之一周，电阻R上通过的电量是

但一周期内，总的磁通量变化量为零，电阻R上通过的电量是

C错误；

D．电阻R上产生的焦耳热是

其中周期为

则

D正确。

故选D。

5．D

【详解】A．根据电场叠加原理，在O2左侧场强方向先向左后向右，因此粒子到达O2左侧某一点时，速度最大，动能最大，以后向左运动速度开始减小，动能也在减小。故A错误；

B．带电粒子从O1点开始由静止释放，在粒子从O1向O2的运动过程中，两圆环对粒子的作用力都向左，可见电场对带电粒子做正功。故粒子在中点处动能不是最大，故B错误；

CD．把圆环上每一个点都看成一个点电荷，则电荷量为

根据点电荷场强公式，各点电荷在O1O2中点处产生的场强大小

根据电场的叠加原理，单个圆环在O1O2中点的场强，为

两个圆环的场强，再叠加一下，有

故C错误，D正确。

故选D。

6．D

【详解】A．图线的斜率表示场强，由图可知，在处图线的斜率为零，说明在处电场强度为零，所以两点电荷一定是同种电荷，故错误；

B．由图可知图线在点的斜率小于点的斜率，即点的电场强度小于点的电场强度，故B错误；

C．沿着电场线电势逐渐降低，则M点到N点，电场线先向左后向右，正的试探电荷从M点到N点时电场力先做负功后做正功，则电势能先增大后减小，故C错误；

D．因为在处图线的斜率为零，根据点电荷场强公式

可知

所以

沿电场线方向电势逐渐降低，所以可知两点电荷都是带负电荷，则点到点的距离为，点到点的距离也为，所以点的场强大小为

则在M点放一带电荷量为q的试探电荷，其所受电场力为

故D正确。

故选D。

7．D

【详解】AB．根据左手定则可以知道，钠离子在洛伦兹力作用下，向M处偏转，因此M处钠离子浓度大于N处钠离子浓度，AB错误；

C．根据正离子的定向移动方向与电流方向相同，而负离子移动方向与电流方向相反，根据左手定则可以知道，正负离子均偏向同一方向，可见，M处和N处仍呈电中性，因此电势相等，C错误；

D．当开关闭合时，液体中有从A到C方向的电流，根据左手定则可以知道，液体将受到向M的安培力作用，在液面内部将产生压强，因此P端的液面将比Q端的高，D正确。

故选D。

8．B

【详解】A．由题意可知，如图所示，P为轴上一点，PD连线与轴的夹角为

根据等量同种电荷的电场分布可知点的电场强度竖直向上，大小表示为

整理得

令，，可得函数

对函数求导

令，解得

结合导函数的性质可知，在时，单调递增，在时，单调递减，因此时，电场强度最大，即

由此可知，轴上距离点处的两点电场强度最大，A错误；

B．，轨道上A点的电场强度大小

B正确；

C．由几何关系可知

，

根据对称性可知，、两点的电场强度大小相等，因此，点的电场强度方向沿轴正方向，电场强度大小表示为

小球在点时的受力如图所示

小球在受到的电场力为

沿杆方向的合力为

解得

由此可知小球刚到达C点时的加速度为0，C错误；

D．根据等量同种电场分布和对称关系可知，、两点电势相等，电荷从到的过程中电场力做功为零，根据动能定理可得

解得

D错误。

故选B。

9．D

【详解】A．两个正电荷在坐标（0.5l，0）处的合场强向左，两个负电荷在坐标（0.5l，0）处的合场强也向左，所以4个电荷在坐标（0.5l，0）处的合场强向左；两个正电荷在（0，0.5l）处的合场强向上，两个负电荷在（0，0.5l）处的合场强也向上，所以4个电荷在（0，0.5l）处的合场强向上；坐标（0.5l，0）与（0，0.5l）两处场强方向不同，A错误；

B. 坐标（0.5l，0）靠近正电荷电势为正值，（0，0.5l）靠近负电荷电势为负值，两处电势不相同，B错误；

C. 根据对称性，坐标（l，l）和原点O的电势都等于零，将一带正电的试探电荷由坐标（l，l）处移至原点O，电场力不做功，试探电荷的电势能不变，C错误；

D. 根据点电荷的场强公式，坐标（0.5l，0.5l）处与（-0.5l，-0.5l）处的电场强度不等于零，原点O的电场强度等于零，将一试探电荷沿ab连线的中垂线由坐标（0.5l，0.5l）处移至（-0.5l，-0.5l）处的过程中，试探电荷所受电场力先减小后增大，D正确。

故选D。

10．D

【详解】A. 由于变化的磁场产生电场，因此等离子体内部的磁场不能随时间变化，A正确，因为如果离子体内部的磁场发生变化，等离子体内部就会产生电场，与“内部不能有电场存在”相矛盾；

B. 因为等离子体内部的磁场不能变化，如果磁场B刚要进入等离子体中，等离子体必然产生与B等大反向的磁场B＇，B＇可能是感应出了电流产生的，B正确；

CD. 等离子体内部的磁场不能随时间变化，如等离子体内部原来没有磁场，即内部磁场等于零，则穿越磁场B的过程中必然产生与外部磁场B等大反向的新磁场B＇，使等离子所在处的合磁场等于零，磁感线必然发生变化，C正确，D错误。

故选D。

11．A

【详解】A．R2和R3并联后的总阻值为

变压器原、副线圈电流之比为

则副线圈两端电压

原线圈两端电压

电阻R1两端的电压为

电源电压有效值为

且

代入数据解得

流过R3的电流

A对；

B．根据变压器原、副线圈电流关系得原线圈电流

电阻R1消耗的功率

电阻R2消耗的功率为

电阻 R1、R2消耗的功率之比为

B错；

C．电阻R3消耗的功率

电路消耗的总功率为

C错；

D．变压器不改变电源的频率，交流电源的频率为50Hz，流过电阻R2的电流的频率也为50Hz，D错。

故选A。

12．BC

【详解】A．由于甲管构成闭合回路，乙管没有构成闭合回路，故小磁块从甲管中落下时，由于空心铝管会产生感应电流，根据楞次定律可知小磁块在甲管中运动的时间会比在乙管中运动的时间更长，故A错误；

B．小磁块在甲管中运动过程中，根据动能定理得

解得

根据功能关系可知产生的热量

故B正确；

C．小磁块在乙管中运动过程中，根据动能定理得

解得

故C正确；

D．对甲管中的小磁块，由动量定理可知，由于F代表合外力，铝管对小磁块还有作用力，故重力和摩擦力的总冲量不是，故D错误。

故选BC。

13．AD

【详解】令t=0时，左边为高电势，电源的有效电压为U。

A．分析甲图电路可得，在(，1,2，…）内，电路为下面二极管和R串联，在(，1,2，…）内，电路为R1、上面二极管、R串联；同理分析乙电路，电路一直为两个二极管、R2、R串联，一个周期内

选项A正确；

B．图丙电路中副线圈两端的电压为2U，在一个周期中，一半时间是R和串联二极管中通电，一半时间是R2和串联二极管通电，则在一个周期内

选项B错误；

C．图丁电路中副线圈两端的电压为2U，在一个周期中，R4和分别和不同的两个二极管串联通电，则在一个周期内

故C错误；

D．综上分析可得，在一个周期内

选项D正确。

故选AD。