2023高考物理最新模拟题专题分类汇编专题九磁场、电磁感...

更新时间：2023-03-21 浏览次数：65 类型：三轮冲刺

一、单选题

1. (2023高二上·广州月考) 某国产直升机在我国某地上空悬停，长度为L的螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转动（俯视），转动角速度为 $\text{[math]}$ 。该处地磁场的水平分量为 $\text{[math]}$ ，竖直分量为 $\text{[math]}$ 。叶片的近轴端为a，远轴端为b。忽略转轴的尺寸，则叶片中感应电动势为（）

A . $\text{[math]}$ ， a端电势高于b端电势 B . $\text{[math]}$ ， a端电势低于b端电势 C . $\text{[math]}$ ， a端电势高于b端电势 D . $\text{[math]}$ ， a端电势低于b端电势

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2. (2023·甘肃模拟) 如图所示，当导线中通有电流时，小磁针发生偏转．这个实验说明了

A . 通电导线周围存在磁场 B . 通电导线周围存在电场 C . 电流通过导线时产生焦耳热 D . 电流越大，产生的磁场越强

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3. (2023·重庆模拟) 如图所示，在y轴与直线 $\text{[math]}$ 之间区域有垂直纸面向外的匀强磁场，在直线 $\text{[math]}$ 与直线 $\text{[math]}$ 之间区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。现有一直径为L的圆形导线框，从图示位置开始，在外力F（未画出）的作用下沿x轴正方向匀速穿过磁场区域。线框中感应电流（逆时针方向为正方向）与导线框移动的位移x的变化关系图像中正确的（）

A . B . C . D .

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4. (2023高二下·鞍山月考) 如图所示，导体棒MN接入电路部分的电阻为R长度为L，质量为m，初始时静止于光滑的水平轨道上，电源电动势为E，内阻大小也为R ，匀强磁场的磁感应强度为B，其方向与轨道平面成 $\text{[math]}$ 角斜向上方，电键闭合后导体棒开始运动，则下列说法正确的是（）

A . 导体棒向左运动 B . 电键闭合瞬间导体棒MN的加速度为 $\text{[math]}$ C . 电键闭合瞬间导体棒MN所受安培力大小为 $\text{[math]}$ D . 电键闭合瞬间导体棒MN所受安培力大小为 $\text{[math]}$

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二、多选题

5. (2023·山东模拟) 如图所示，挡板 $\text{[math]}$ 左侧区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，挡板中间空隙 $\text{[math]}$ 长度为L，纸面上O点到N、P的距离相等，均为L。O处有一粒子源，可向纸面所在平面的各个方向随机发射速率相同的带正电的粒子，粒子电荷量为q，质量为m，打到挡板上的粒子均被吸收。不计粒子重力和粒子间的相互作用。下列说法正确的是（）

A . 若粒子速率 $\text{[math]}$ ，粒子能从空隙 $\text{[math]}$ “逃出”的概率为 $\text{[math]}$ B . 若粒子速率 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 线段上各处都可能有粒子通过 C . 若粒子速率 $\text{[math]}$ ，粒子能从空隙 $\text{[math]}$ “逃出”的概率为 $\text{[math]}$ D . 若粒子速率 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 线段上各处都可能有粒子通过

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6. (2023·辽宁模拟) 如图所示，用两根完全相同的带有绝缘外皮的导线首尾相接，分别绕制成一个单匝闭合圆环和两匝闭合圆环，把它们垂直放在随时间均匀变化的磁场中，下列说法正确的是（）

A . 穿过两环的磁通量之比为2：1 B . 两环内的感应电动势之比为2：1 C . 两环内的感应电流之比为2：1 D . 相同时间内通过两环任一截面的电荷量之比为2：1

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7. (2023·重庆模拟) 如图所示，甲图中 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为两个等量异种点电荷连线上的四等分点。乙图中 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为垂直于纸面向里的两等大恒定电流连线上的四等分点。下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两点的电场强度大小相等、方向相反 B . $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两点的电场强度相同 C . $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两点的磁感应强度大小相等、方向相反 D . $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两点的磁感应强度相同

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8. (2023·湖北模拟) 如图所示，以棱长为 $\text{[math]}$ 的正方体顶点 $\text{[math]}$ 为原点建立三维坐标系 $\text{[math]}$ ，其中正方体的顶点 $\text{[math]}$ 落在 $\text{[math]}$ 轴上，顶点 $\text{[math]}$ 落在 $\text{[math]}$ 轴上。一质量为 $\text{[math]}$ 、电荷量为 $\text{[math]}$ 的带电粒子（重力不计）由 $\text{[math]}$ 点沿 $\text{[math]}$ 轴正方向以初速度 $\text{[math]}$ 射入，第一次在正方体内加沿 $\text{[math]}$ 轴负方向磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场，该粒子恰好能通过 $\text{[math]}$ 的中点；第二次在正方体内加沿 $\text{[math]}$ 轴负方向电场强度大小为 $\text{[math]}$ 的匀强电场，该粒子恰好能通过 $\text{[math]}$ 的中点；第三次在正方体内同时加上大小不变的磁场和电场，磁场方向不变，将电场方向调整为与 $\text{[math]}$ 平面平行，与 $\text{[math]}$ 轴正方向成 $\text{[math]}$ 角、与 $\text{[math]}$ 轴正方向成 $\text{[math]}$ 角。则（）

A . 该粒子在正方体内运动的时间第一次大于第二次 B . 电场强度和磁感应强度满足 $\text{[math]}$ C . 该粒子第三次在正方体内的运动为匀变速曲线运动 D . 该粒子第三次从正方体内射出的位置坐标为 $\text{[math]}$

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9. (2023·湖北模拟) 如图所示，在边长为 $\text{[math]}$ 的等边三角形内分布着垂直于纸面向外，磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场，在三角形的中心有一个点状的粒子源 $\text{[math]}$ ，它可沿平行纸面的各个方向发射质量为 $\text{[math]}$ ，电荷量为 $\text{[math]}$ ，速率为 $\text{[math]}$ 的同种粒子。不考虑粒子重力及粒子间相互作用，下列说法正确的是（）

A . 有部分粒子能够击中三角形的顶点 B . 粒子在磁场中运动的最短时间为 $\text{[math]}$ C . 粒子在磁场中运动的最长时间为 $\text{[math]}$ D . 若磁感应强度大于 $\text{[math]}$ ，所有粒子均不能射出三角形区域

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10. (2023·济南模拟) 如图所示，两水平虚线间存在垂直于纸面方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，边长为h的正方形导体框由虚线1上方无初速度释放，在释放瞬间 $\text{[math]}$ 边与虚线1平行且相距 $\text{[math]}$ 。已知导体框的质量为m，总电阻为 $\text{[math]}$ ，重力加速度为 $\text{[math]}$ 边与两虚线重合时的速度大小均为 $\text{[math]}$ ，忽略空气阻力，导体框在运动过程中不会发生转动，则（）

A . 两虚线的距离为 $\text{[math]}$ B . 导体框在穿越磁场的过程中，产生的焦耳热为 $\text{[math]}$ C . 导体框的 $\text{[math]}$ 边与虚线1重合时，其克服安培力做功的功率大小为 $\text{[math]}$ D . 导体框从 $\text{[math]}$ 边与虚线1重合到 $\text{[math]}$ 边与虚线1重合时所用的时间为 $\text{[math]}$

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11. (2023·江苏模拟) 江苏省科技水平截至2022年底在全国已处于领先地位，如图5是江苏省某校兴趣小组正在操作的一个实验装置，在如图所示的平面内，分界线SP将宽度为L的矩形区域分成两部分，一部分充满方向垂直于纸面向外的匀强磁场，另一部分充满方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，SP与磁场左右边界垂直。他们使用离子源从S处射入速度大小不同的正离子，离子入射方向与磁场方向垂直且与SP成30°角。已知离子比荷为k，不计重力。若离子从P点射出，设出射方向与入射方向的夹角为θ，则离子的入射速度和对应θ角的可能组合为（）

A . $\text{[math]}$ kBL，0° B . $\text{[math]}$ kBL，0° C . kBL，60° D . 2kBL，60°

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12. (2023·惠州模拟) 电磁泵在生产、科技中得到了广泛应用；如图所示，泵体是一个长方体，ab边长为 $\text{[math]}$ ，两侧端面是边长为 $\text{[math]}$ 的正方形；流经泵体内的液体密度为 $\text{[math]}$ ，在泵头通入导电剂后液体的电导率为 $\text{[math]}$ （电阻率的倒数），泵体所在处有方向垂直向外的匀强磁场，磁感应强度为B，把泵体的上下两表面接在电压为U的电源（内阻不计）上，则（）

A . 泵体上表面应接电源正极 B . 通过泵体的电流 $\text{[math]}$ C . 减小磁感应强度B可获得更大的抽液高度 D . 增大液体的电导率 $\text{[math]}$ 可获得更大的抽液高度

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三、填空题

13. (2023·四川模拟) 如图所示，有一长为1m的直导线，放在0.2T的匀强磁场中，并与磁场方向垂直。当导线中的电流为2A时，导线受到的安培力大小为N，方向垂直纸面（选填“向里”或“向外”）。

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四、综合题

14. (2023·山东模拟) 如图所示，间距均为 $\text{[math]}$ 的两段水平光滑导轨和足够长的倾斜导轨平行固定，两段水平导轨通过外层绝缘的导线交叉连接，倾斜导轨底端接有阻值为 $\text{[math]}$ 的定值电阻，水平导轨处只存在竖直向上的匀强磁场，倾斜导轨处只存在垂直导轨所在平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小均为2T。倾斜导轨顶端与水平导轨最右端的高度差为 $\text{[math]}$ 、水平间距为 $\text{[math]}$ 。两质量均为 $\text{[math]}$ 、阻值均为 $\text{[math]}$ 的导体棒垂直静置在两段水平导轨上，某时刻给导体棒1一水平向左的初速度 $\text{[math]}$ ，一段时间后导体棒2刚好由倾斜导轨上端无碰撞地滑上倾斜导轨。已知导体棒2与倾斜导轨间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，在导轨上运动过程导体棒始终与导轨垂直且接触良好，忽略空气阻力，重力加速度 $\text{[math]}$ 。求：
1. （1）倾斜导轨与水平面间夹角α的正切值；
2. （2）导体棒2离开水平导轨前的瞬间，导体棒1的加速度大小；
3. （3）整个过程系统产生的电热和因摩擦产生的热量。
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15. (2023·四川模拟) 如图所示，直角三角形ACD区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m的带电粒子以速度 $\text{[math]}$ 从C点沿∠C的角平分线射入磁场，刚好从A点离开磁场。已知 $\text{[math]}$ ， CD边的长度为d，粒子重力不计。
1. （1）判断粒子的带电性质；
2. （2）求粒子的电荷量q；
3. （3）求粒子在磁场中的运动时间t。
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16. (2023·辽宁模拟) 在如图所示的直角坐标系xOy中，x轴上方存在大小为E、方向与x轴负方向成45°角的匀强电场，x轴下方存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为 $\text{[math]}$ 的带电粒子从y轴上的点 $\text{[math]}$ 由静止释放，从x轴上的A点第一次进入匀强磁场，从x轴上的C点第一次离开匀强磁场，恰好从A点第二次进入匀强磁场，不计粒子受到的重力。求：
1. （1） C点的坐标；
2. （2）匀强磁场的磁感应强度大小B；
3. （3）带电粒子从释放到经过C点的时间t。
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17. (2023·重庆模拟) 地球周围不但有磁场，还有电场。如图，在赤道上一个不太高的空间范围内，有垂直纸面向里（水平向正北）的匀强磁场，磁感应强度大小为B；有竖直向下的匀强电场，电场强度大小为E。一群质量均为m，电量均为q的带正电宇宙粒子射向地面；取距水平地面高度为h的P点观察，发现在如图所示水平线以下180°方向范围内都有该种粒子通过P点，且速度大小都为v；所有粒子都只受匀强电磁场的作用力，求：
1. （1）若有些粒子到达了地面，这些粒子的撞地速度大小；
2. （2）若要所有粒子都不能到达地面，v的最大值是多少；
3. （3）若 $\text{[math]}$ ，且 $\text{[math]}$ ，过P点的这些粒子打在地面上区域的长度。注：本小问结果用h表示， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。
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18. (2023·湖北模拟) 如图所示，完全相同的金属导轨ad、bc水平放置，ab间的距离为4L，dc间的距离为2L，∠a=∠b=θ=45°。ab间接有阻值为R的电阻，dc间接一理想电压表。空间分布着垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一长度为4L的金属棒MN在水平外力的作用下从贴近于ab边的位置开始以初速度v₀向右运动并始终与导轨接触良好。不计摩擦和其他电阻，在MN从ab边运动到dc边的过程中，电压表的示数始终保持不变。求：
1. （1）回路中电流大小I；
2. （2） MN的速度v随位移x变化的关系式；
3. （3）在MN从ab边运动到dc边的过程中，电阻R上产生的焦耳热。
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19. (2023·济南模拟) 在竖直平面内建立如图所示的直角坐标系 $\text{[math]}$ ，第一、二象限内有水平向左、大小相等的匀强电场，第三、四象限内有磁感应强度大小为B、方向垂直坐标平面向里的匀强磁场，在y轴的某个适当的位置放置有水平绝缘光滑的小支架，支架上静止放置一质量为m、不带电的金属小球a，另一与小球a一样大、质量为 $\text{[math]}$ 、带电量为q的金属小球b从x轴的某点，垂直于x轴以速度 $\text{[math]}$ 竖直向上射入第一象限，运动一段时间后以速度 $\text{[math]}$ 沿x轴负方向与小球a发生弹性碰撞且电量发生转移，过了一段时间小球a从x轴上的某点进入第三象限，不计两球间的库仑力及空气阻力，重力加速度大小为g。
1. （1）求小球a从x轴上某点进入磁场时的该点的位置坐标；
2. （2）若 $\text{[math]}$ ，求小球a第一次在磁场中运动离x轴的最远距离 $\text{[math]}$ 和最大速度 $\text{[math]}$ 。
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20. (2024高二上·长沙期末) 如图所示，在xOy平面内的第二象限有一个圆形匀强磁场区域，其边界与x轴相切于A（ $\text{[math]}$ ， 0）点，磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小为B=1T，磁场区域的半径为R=2m，第一象限内有一条抛物线OQP（图中虚线所示），P（4m，0）是x轴上的一点，抛物线OQP上方存在沿y轴负方向的匀强电场，场强E=3×10³V/m，从A点向第二象限发射大量带正电的某种粒子，粒子的速率均为v₀（未知），质量均为m=2×10^-7kg，电荷量均为q=1×10^-4C，所有粒子均可到达P点，不计粒子的重力和粒子间的相互作用。
1. （1）已知粒子1沿与x轴正方向成θ₁=60°的方向进入磁场后平行于x轴从磁场中射出，求初速度v₀的大小；
2. （2）粒子2沿与x轴正方向成θ₂=120°的方向进入磁场，求它从A点运动到P点所用的时间t（结果保留2位有效数字）；
3. （3）求电场的边界线OQP的轨迹方程。
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21. (2023·淮安模拟) 如图甲所示，现有一机械装置，装置O右端固定有一水平光滑绝缘杆，装置可以带动杆上下平行移动，杆上套有两个小球a、b，质量 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， a球带电量 $\text{[math]}$ ， b球不带电。初始时a球在杆的最左端，且a、b球相距 $\text{[math]}$ 。现让装置O带动杆以 $\text{[math]}$ 向下匀速运动，并且加上一垂直纸面向里的磁感应强度 $\text{[math]}$ 的匀强磁场，已知小球和杆始终在磁场中，球发生的碰撞均为弹性碰撞，且碰撞过程中电荷量不发生转移。（ $\text{[math]}$ 取 $\text{[math]}$ ）
1. （1）求小球a、b第一次发生碰撞后沿杆方向的速度分别是多少？
2. （2）若已知在杆的最右端恰好发生第9次碰撞，则杆的长度是多少？
3. （3）如图乙所示，若将该装置固定不动，长方形 $\text{[math]}$ 内有交变匀强磁场，磁感应强度按图丙规律变化，取垂直纸面向里为磁场的正方向，图中 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，在长方形区域再加一竖直向上的匀强电场， $\text{[math]}$ ，给a一个向右瞬时冲量 $\text{[math]}$ ， a、b发生弹性碰撞且电荷量平分，b在 $\text{[math]}$ 时从A点沿 $\text{[math]}$ 方向进入磁场，最终到达C点，则冲量 $\text{[math]}$ 多大？
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22. (2023·淮安模拟) 某同学设计了一种可测速的跑步机，测速原理如图所示，该跑步机底面固定有间距为L、长度为d的平行金属电极。电极间充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有量程为0~U_m的电压表（内阻很大）和阻值为R的电阻，绝缘橡胶带上镀有间距为d的平行细金属条，每根金属条的电阻为r，磁场中始终仅有一根金属条，且与电极接触良好，求：
1. （1）此跑步机可测量的橡胶带运动速率的最大值v_m
2. （2）电压表的示数恒为 $\text{[math]}$ 时，一根金属条经过磁场区域克服安培力做的功W。
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23. (2023·惠州模拟) 质谱仪被应用于分离同位素，图（a）是其简化模型。大量质量 $\text{[math]}$ 、电荷量为 $\text{[math]}$ 的质子，从粒子源A下方以近似速度为0飘入电势差为 $\text{[math]}$ 的加速电场中，从中央位置进入平行板电容器。当平行板电容器不加电压时，粒子将沿图中虚线从O点进入磁感应强度 $\text{[math]}$ 的匀强磁场中，经磁场偏转后打在水平放置的屏上，已知磁场方向垂直纸面向外，电容器极板长度 $\text{[math]}$ ，两极板间宽度 $\text{[math]}$ 。现给平行板电容器加上图（b）所示的偏转电压，质子在电容器中运动的时间远小于电压变化的周期 $\text{[math]}$ ，水平屏分布在电容器竖直极板两侧，忽略粒子所受重力和粒子间的相互作用力，求：
1. （1）质子射出加速电场时速度的大小；
2. （2）为使质子经偏转电场后能全部进入磁场，偏转电压的最大值 $\text{[math]}$ ；
3. （3）质子打在水平放置的屏上的痕迹长度 $\text{[math]}$ ；
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24. (2023·淮北模拟) 如图所示的直角坐标系中，x<0区域有沿x轴正向的匀强电场，x≥0区域有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一个带正电的粒子从原点O进入磁场，初速度大小为v₀ ，速度方向与y轴正向夹角为θ，粒子第一次在磁场中运动时离y轴最远距离为L。且带电粒子经电场偏转后将再次从O点进入磁场，不计粒子重力，求：
1. （1）粒子的比荷；
2. （2）粒子从O点出发再次回到O点所用时间。
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