2023届天津市高考物理模拟试题知识点分类训练：电磁学选择题（单选题）2（有解析）

2023届天津市高考物理模拟试题知识点分类训练：电磁学选择题（单选题）2
一、单选题
1．（2023·天津·模拟预测）广州塔尖装有一避雷针，某次雷雨天气闪电击中避雷针，避雷针发生尖端放电现象，如图甲。若避雷针放电时的电场线分布如图乙所示，在空间取一条水平线abc和一条圆弧线adc，bd连线为ac连线的中垂线，电场线关于直线bd对称，以下说法正确的是（　　）
A．adc是一条等势线 B．b点电势高于d点电势
C．a、c两点的电场强度相同 D．同一负点电荷的电势能在b点比在d点大
2．（2023·天津·模拟预测）如图所示，理想变压器与电阻R、交流电压表V、交流电流表A按图甲所示方式连接，已知变压器的原副线圈的匝数比为n1∶n2=10∶1，电阻R=10Ω，图乙是R两端电压U随时间变化的图像，Um=V。则下列说法中正确的是（　　）
A．通过R的电流I随时间t变化的规律是
B．变压器的输入功率为10W
C．电压表V的读数为
D．电流表A的读数为
3．（2023·天津·模拟预测）1909 年，美国物理学家密立根用如图甲所示的实验装置，比较准确地测定了电子的电荷量。平行金属板间存在竖直方向的匀强电场，喷雾器喷出带同种电荷的油滴，油滴进入金属板间后，发现有的油滴刚好悬浮不动，有的油滴运动轨迹如图乙所示，a、b为轨迹上两点，忽略空气粘滞阻力和浮力对油滴的影响，下列说法正确的是（　　）
A．电场中a点的电势一定高于b点的电势
B．油滴在a点的加速度可能大于在b点的加速度
C．油滴在a点的动能一定大于在b点的动能
D．油滴在a点的机械能一定大于在b点的机械能
4．（2023·天津·模拟预测）如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图象如图线b所示。以下关于这两个正弦交流电的说法中正确的是（　　）
A．线圈先后两次转速之比为1：2 B．交流电a的电压瞬时值u=10sin0.4πt V
C．交流电b的最大值为V D．在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量为零
5．（2023·天津·统考模拟预测）世纪中期，科学界已形成了一种用联系的观点去观察自然的思想氛围，这种思想促进了能量转化与守恒定律的建立。在能量转化与守恒定律建立的过程中，下列说法不正确的是（　　）
A．焦耳发现电流的热效应，建立了电和热的联系
B．安培发现电流的磁效应，建立了电和磁的联系
C．法拉第发现电磁感应现象，建立了磁和电的联系
D．楞次总结出判断感应电流方向的楞次定律，是能量守恒定律在电磁学中的具体表现
6．（2023·天津·模拟预测）如图甲为科技小组的同学们设计的一种静电除尘装置示意图，其主要结构有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后板使用绝缘材料，上、下板使用金属材料。图乙是该装置主要结构的截面图，上、下两板与输出电压可调的高压直流电源（内电阻可忽略不计）相连。质量为m、电量为-q的分布均匀的带负电的尘埃无初速度地进入A、B两极板间的加速电场。尘埃被加速后进入矩形通道，当尘埃碰到下极板后其所带电荷被中和，同时尘埃被收集。尘埃的重力，空气阻力，尘埃间的作用力均忽略不计，下列判断正确的是（　　）
A．靠近上极板的电荷更容易被吸附
B．若只将矩形通道的电场方向反向，该除尘装置则无法正常工作
C．仅增大A、B之间的加速电压，可以有效增大被吸附粒子的比例
D．仅增加板长L，有可能将所有的粒子吸附到除尘装置中
7．（2023·天津·模拟预测）如图甲所示，两平行金属板A、B放在真空中，间距为d，OO′为板间水平中线，AB板间的电势差U随时间t的变化情况如图乙所示。有一个质量为m，电荷量为q的带电小球，从O点以的速度水平射入电场。T时刻小球恰好从O′点射出电场，小球运动过程中未与极板相碰。则下列说法正确的是（　　）
A．小球的电场力等于重力 B．板间电压
C．时，小球竖直方向速度为0 D．t=T时，小球竖直方向速度为0
8．（2023·天津·模拟预测）如图所示电路中，R0为定值电阻、R2是热敏电阻、它的电阻值随温度升高而减小。如果热敏电阻R2温度升高，其他条件不变，则下列说法一定正确的是（　　）
A．电压表示数增大 B．电流表示数增大
C．电源输出功率增大 D．电源效率增大
9．（2023·天津河西·统考二模）如图所示，在真空中，水平导线中有恒定电流I通过，导线的正下方有一束电子初速度方向与电流方向相同，则电子可能的运动情况是（　　）
A．沿路径a运动 B．沿路径b运动
C．沿路径c运动 D．沿路径d运动
10．（2023·天津·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），一带负电的粒子（重力不计）位于右侧远处，现给粒子一向左的初速度，使其沿轴线运动，穿过两环后运动至左侧远处，则在粒子运动的过程中（　　）
A．粒子经过O1点时电势能最小
B．从O2到左侧远处粒子一直做减速运动
C．轴线上O1点右侧存在一点，粒子在该点的动能最大
D．粒子从右向左运动的整个过程中，电势能先减小后增大
11．（2023·天津·模拟预测）如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为10：1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，除R以外其余电阻不计。在原线圈两端加上交变电压，交变电压的瞬时表达式，下列说法正确的是（　　）
A．该交流电的频率是100Hz
B．电压表的读数为
C．滑动变阻器触片向上移，电流表的示数变大
D．单刀双掷开关由a扳向b，变压器的输出功率变大
12．（2023·天津·模拟预测）理想变压器原线圈 a 匝数 n1=500，副线圈 b匝数 n2=100，线圈 a 接在如图所示的交变电压的交流电源上，“3 V，6 W”的灯泡恰好正常发光，电阻R1=50 Ω，R2=18.5 Ω，电压表V为理想电表，下列说法正确的是（　　）
A．通过副线圈b的交变电流的频率为10Hz
B．电压表的示数为44V
C．电阻R1消耗的电功率为8W
D．通过电阻R1的电流为10A
13．（2023·天津·模拟预测）自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压。图乙为霍尔元件的工作原理图。当磁场靠近霍尔元件时，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差。下列说法正确的是（ ）
A．根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的半径即可获知车速大小
B．自行车的车速越大，霍尔电势差越高
C．图乙中霍尔元件的电流I是由正电荷定向运动形成的
D．如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将增大
14．（2023·天津·模拟预测）如图所示，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为、、、。一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则（　　）
A．直线a位于某一等势面内，
B．直线c位于某一等势面内，
C．若电子由M点运动到Q点，电场力做正功
D．若电子由P点运动到Q点，电场力做负功
15．（2023·天津红桥·统考一模）两个带等量正电的点电荷，固定在图中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ于O点，A为MN上的一点，一带负电的试探电荷q，从A点由静止释放，只在静电力作用下运动，取无限远处的电势为零，则（　　）
A．q由A向O的运动是匀加速直线运动
B．q由A向O运动的过程电势能逐渐增大
C．q运动到O点时的动能最大
D．q运动到O点时电势能为零
参考答案：
1．D
【详解】A．根据电场线总是与等势线垂直，观察题图，可知adc线并没有总与电场线垂直，所以不是等势线，故A错误；
BD．沿电场线方向电势降低，b点电势低于d点电势，同一负点电荷的电势能在b点比在d点大，故B错误，D正确；
C．根据电场线上切线的方向为场强方向，分别在a、c两点画切线，可发现切线方向不同，即电场强度方向不同，故电场强度不同，故C错误。
故选D。
2．B
【详解】A．U随时间变化规律是
所以
故A错误；
B．通过电阻R电流的有效值为
变压器的输入功率等于R消耗的功率，即
故B正确；
C．电压表V的读数为R两端电压的有效值，即
故C错误；
D．根据理想变压器变流规律可得电流表A的读数，即原线圈电流的有效值为
故D错误。
故选B。
3．C
【详解】A．由题意可知，油滴受到的电场力一定竖直向上，而油滴带负电，所以电场强度方向竖直向下，根据沿电场强度电势降低可知电场中a点的电势一定低于b点的电势，故A错误；
B．由于平行金属板间的电场为匀强电场，所以油滴在电场中各点所受电场力相等，在a点的加速度一定等于在b点的加速度，故B错误；
C．油滴按图乙轨迹由b向a运动过程中，合外力方向指向轨迹凹侧，一定竖直向下，所以合外力对油滴做正功，则油滴在a点的动能一定大于在b点的动能，故C正确；
D．油滴由b向a运动过程中，所受电场力竖直向上，对油滴做负功，油滴的机械能减小，所以油滴在a点的机械能一定小于在b点的机械能，故D错误。
故选C。
4．C
【详解】A．由图可知，周期
Ta = 0.4s，Tb=0.6s
则线圈先后两次转速之比为
na：nb=Tb：Ta=3：2
故A错误；
B．由图电压最大值
Um=10V
交流电a的角速度为
瞬时值表达式为
故B错误；
C．由电动势的最大值
则两个电压最大之值比
解得
故C正确；
D．t=0时刻U=0，根据法拉第电磁感应定律，可知磁通量变化率为零，而磁通量最大。故D错误。
故选C。
5．B
【详解】A．焦耳发现电流的热效应，建立了电和热的联系，符合科学事实，故A正确；
B．奥斯特发现电流的磁效应，首次建立了电和磁的联系，故B不符合科学事实，故B错误；
C．法拉第发现电磁感应现象，进一步揭示磁和电的联系，故符合科学事实，故C正确
D．楞次总结出判断感应电流方向的楞次定律，是能量守恒定律在电磁学中的具体表现， D正确。
本题选不正确，故选B。
6．D
【详解】A. 由乙图可知，下板带正电，上板带负电，板间电场方向向上，带负电的尘埃在极板间受到向下的电场力，落到下极板被中和收集，故靠近下极板的电荷更容易被吸附，A错误；
B. 若只将矩形通道的电场方向反向，带负电的尘埃在极板间受到向上的电场力，落到上极板被中和收集，所以除尘装置仍能正常工作，B错误；
C. 仅增大A、B之间的加速电压，尘埃进入偏转电场的速度变大，尘埃在偏转电场中从右侧飞出电场所用时间变小，向下偏转的距离变小，使得更多的尘埃不会打到下极板，可以离开电场，故减小了被吸附粒子的比例，C错误；
D. 仅增加板长L，使得原来从极板右侧飞出电场的尘埃在电场中的运动时间变大，从而向下偏转的距离也变大，当板长L增加到一定程度，从上极板左侧进入的尘埃都飞不出电场而打到下极板时，所有的尘埃都会打到下极板被收集，故仅增加板长L，有可能将所有的粒子吸附到除尘装置中，D正确；
故选D。
7．B
【详解】A．设~T时间内小球的加速度为a，0~T小球在竖直方向的位移为零，根据运动学公式可得
解得
由牛顿第二定律可得
解得
故A错误；
B．根据匀强电场中电场强度与电势差的关系式，有
又
联立，可得
故B正确；
C．时，小球竖直方向速度为
故C错误；
D．t=T时，小球竖直方向速度为
故D错误。
故选B。
8．B
【详解】AB．热敏电阻R2温度升高，总电阻减小，总电流增大，电压表示数
可知U1减小，所以电压表示数减小，外电压
也将减小，R1左端的电压也会减小，相应R1左端的电流也减小，因为总电流增大，所以通过R2的电流增大，电流表示数增大，故A错误，B正确；
C．因为不知道外电阻与内阻间的关系，所以无法确定电源输出功率怎样变化，故C错误；
D．电源效率
因为外电压减小，所以电源效率减小，故D错误。
故选B。
9．D
【详解】由安培定则知，电流I在导线下方产生的磁场方向指向纸外，由左手定则，电子刚进入磁场时所受洛伦兹力方向向下，则电子的轨迹必定向下弯曲，由于洛伦兹力方向始终与电荷运动方向垂直，故其运动轨迹必定是曲线，故ABC错误，D正确。
故选D。
10．C
【详解】A．负电荷电势能最小处亦为电势极大处，电势极大处场强应该为零，但是显然O1处场强不为零，故A错误；
B．右侧近处，负电荷离带正电的圆环更近，故合力应为引力，合力做正功，速度增加，左侧远处，因为负电荷环离得更近，场强粒子受力向左，速度增加，B错误；
CD．动能最大对应电势能最小，O2到O1电场力做负功，故电势能不断增加，再根据对称性和O1O2处场强方向，可以作出电势能随距离变化的图像，应该是这样的：从右向左看，先从趋于零开始先减少后增大，然后经过O2点，原点，O1点，再过一段距离后开始减小并趋于零，整幅图关于O1O2中点对称，故C正确，D错误。
故选C；
11．D
【详解】A．由交变电压的瞬时表达式可知角速度为，则该交流电的频率是
A错误；
B．变压器初级电压有效值为U1=220V，根据电压比有
可得电压表的读数为
B错误；
C．滑动变阻器触片向上移，R阻值变大，则因次级电压一定，则次级电流减小，即电流表的示数变小，C错误；
D．单刀双掷开关由a扳向b，则初级匝数n1减小，则由
可知次级电压变大，变压器的输出功率变大，D正确。
故选D。
12．C
【详解】A．交变电流的频率为
A错误；
B．灯泡正常发光，通过副线圈电流的有效值
根据串联分压规律，电压表的示数
B错误；
C．根据单相理想变压器电流规律
解得原线圈中电流的有效值，即通过电阻的电流
电阻上消耗的功率
C正确，D错误。
故选C。
13．A
【分析】考查霍尔元件。
【详解】A．设单位时间内的脉冲数n和自行车车轮的半径r，则自行车的速度为：
A正确；
B．设霍尔电势差UH，则：
解得：
由电流的微观表达式：
其中n为单位体积内的电子数，S为横截面积，v为电子定向移动的速度，解得电荷定向移动的速度：
联立解得：
可知，电流一定是，霍尔电势差与车速无关，B正确；
C．由左手定则可知，形成电流的粒子向外侧偏转，图乙可知，外侧为负极，即图乙中霍尔元件的电流I是由负电荷定向运动形成的，C错误；
D．如果长时间不更换传感器的电源，电源内阻增大，电流减小，由
可知，霍尔电势差将减小，D错误。
故选A。
14．B
【详解】AB．电子带负电荷，从M到N和P做功相等，说明电势差相等，即N和P的电势相等，匀强电场中等势线为平行的直线，所以NP和MQ分别是两条等势线，从M到N，电场力对负电荷做负功，说明MQ为高电势，NP为低电势．所以直线c和d都是位于某一等势线内，所以，，选项A错误，B正确；
C．若电子从M点运动到Q点，初末位置电势相等，电场力不做功，选项C错误；
D．电子作为负电荷从P到Q即从低电势到高电势，电场力做正功，电势能减少，选项D错误。
故选B。
15．C
【详解】试题分析：两等量正电荷周围部分电场线如右图所示：
其中P、Q连线的中垂线MN上，从无穷远到O过程中电场强度先增大后减小，且方向始终指向无穷远方向，故试探电荷所受的电场力是变化的，q由A向O的运动做非匀加速直线运动，故A错误；电场力方向与AO方向一致，电场力做正功，电势能逐渐减小，故B错误；从A到O过程，电场力做正功，动能增大，从O到N过程中，电场力做负功，动能减小，故在O点试探电荷的动能最大，速度最大，故C正确；取无限远处的电势为零，从无穷远到O点，电场力做正功，电势能减小，则q运动到O点时电势能为负值，故D错误
考点：电势能
【名师点睛】本题考查静电场的基本概念．关键要熟悉等量同种点电荷电场线的分布情况，根据等量同种点电荷电场线的分布情况，抓住对称性，分析试探电荷q的受力情况，确定其运动情况，根据电场力做功情况，分析其电势能的变化情况．
试卷第1页，共3页
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2023届天津市高考物理模拟试题知识点分类训练：电磁学选择题（单选题）2（有解析）