上海市黃浦區(qū)3年（2021-2023）高考與等級考物理一模試題含答案：02電磁學（基礎(chǔ)題）

上海市黃浦區(qū)三年（2021—2023）年高考物理一模試題按知識

點分層-02電磁學（基礎(chǔ)題）

一、單選題

1.（2023?上海黃浦?上海市大同中學統(tǒng)考一模）下列關(guān)系式中不是利用物理量之比定

義新的物理量的是（）

En

A.E=-B.φ=-c.D.

qq

2.（2023?上海黃浦?上海市大同中學統(tǒng)考一模）兩等量異種點電荷間電場線的分布情

況是（）

3.（2023?上海黃浦?上海市大同中學統(tǒng)考一模）如圖，彈簧上端固定，下端懸掛一個

磁鐵，磁鐵的N極位于下端。在磁鐵下端放一個固定的閉合金屬圓環(huán)，將磁鐵托起到某

一高度后放開，發(fā)現(xiàn)磁鐵很快地停下（）

〃//“/〃//〃

g

g

?

■s

!1

。N

A.磁鐵和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒

B.該實驗現(xiàn)象不符合能量守恒定律

C.若磁鐵的S極向下，磁鐵振動時間會變長

D.磁鐵很快停下伴隨著圓環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流

4.（2023?上海黃浦?上海市大同中學統(tǒng)考一模）電磁炮是通過給導軌回路通以很大的

電流，使拋射體在導軌電流產(chǎn)生磁場的安培力作用下沿導軌加速運動，最終以很高的速

度將拋射體發(fā)射出去。如圖為電磁炮的原理示意圖，電流方向如圖所示，磁場垂直于軌

道平面，則（）

A.可減小導軌回路中的電流來提高拋射體的發(fā)射速度

B.兩軌道間磁場的方向垂直軌道平面向上

C.改變電流的方向不影響拋射體的發(fā)射方向

D.拋射體的發(fā)射速度與拋射體的質(zhì)量無關(guān)

5.（2022?上海黃浦?統(tǒng)考一模）下列關(guān)于電場線和磁感線的說法不正確的是（）

A.都是閉合曲線B.都是假想的線

C.都不會相交D.都用疏密表示場的強弱

6.（2022?上海黃浦?統(tǒng)考一模）如圖，質(zhì)量為〃的金屬桿a6垂直放在水平導軌上，

處在勻強磁場中，磁場方向與水平面成θ南斜向上。開關(guān)閉合后金屬桿保持靜止，正

確表示金屬桿受力示意圖的是（從a端看）（）

7.（2022?上海黃浦?統(tǒng)考一模）如圖，虛線為某電場的等勢面，實線為一帶電粒子僅

在電場力作用下由力運動到8的徑跡。設(shè)粒子在4、8點的加速度大小分別為34、aB,

B.aA>aB,EpA<EpB

C.aA<aB,EpA>EpB

D.aA<aB,EpA<EpB

8.（2022?上海黃浦?統(tǒng)考一模）如圖，電源電動勢與內(nèi)阻恒定，q為定值電阻，兩電

表均為理想電表。閉合開關(guān)后，將滑動變阻器總的滑片向a端移動，則（）

出

A.兩個電表示數(shù)都變大B.兩個電表示數(shù)都變小

C.電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小D.電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變大

9.（2020?上海黃浦?校聯(lián)考一模）如圖所示，在空間中水平面仰的下方存在豎直向

下的勻強電場，質(zhì)量為勿的帶電小球由神上方的4點以一定初速度水平拋出，從8點

進入電場，到達C點時速度方向恰好水平，48、C三點在同一直線上，且電場力為3儂。

B.小球從A到8與從8到C的運動時間相等

C.小球從4到8與從5到C的動量變化量相同

D.小球從4到C的過程中重力對小球做的功與電場力對小球做的功的絕對值相等

10.（2020?上海黃浦?校聯(lián)考一模）如圖所示，光滑絕緣水平面上有甲、乙兩個帶電

小球，尸0時，甲靜止，乙以6m∕s的初速度向甲運動。它們僅在靜電力的作用下沿同

一直線運動（整個運動過程中沒有接觸），它們運動的1/一大圖像分別如圖（b）中甲、

乙兩曲線所示。則由圖線可知（）

B.甲、乙兩球的質(zhì)量之比為2：1

G.心時刻，乙球的靜電力最大

D.在0~七時間內(nèi)，甲的動能一直增大，乙的動能一直減小

11.（2020?上海黃浦?校聯(lián)考一模）如圖甲所示，單匝矩形線圈abed垂直固定在勻強

磁場中。規(guī)定垂直紙面向里為磁感應(yīng)強度的正方向，磁感應(yīng)強度隨時間變化的規(guī)律如圖

乙所示。以順時針方向為電流正方向，以向右方向為安培力正方向，下列關(guān)于6c段導

線中的感應(yīng)電流，和受到的安培力廠隨時間變化的圖象正確的是（）

二、填空題

12.（2023?上海黃浦?上海市大同中學統(tǒng)考一模）描述電場能性質(zhì)的物理量是,

該物埋量的單位用國際單位制中的基本單位（選填“能”或“不能”）表示為

3

kg?m?A"'?s"o

13.（2023?上海黃浦?上海市大同中學統(tǒng)考一模）我國民航總局關(guān)于民航旅客攜帶“充

電寶”乘機規(guī)定和小蘭同學的移動電源的銘牌分別如圖（a）、（b）所示，可判斷此“充

電寶”在輸入過程中的最大功率為W,小蘭（選填"能"或"不能”）

將它隨身攜帶乘機。

產(chǎn)品型號A5

電池容最3.7V20000mAh

民航總局關(guān)于攜帶充電出行的相關(guān)規(guī)定額定容量I3OOOmAh(5VIA)

輸入接口MicroUSB

禁止隨身攜帶，不可托運

輸出接口USB-A/MicroUSB

經(jīng)航空公司批準才能隨身攜帶（不超過兩塊），不可托運DC5.0V∕2.4A(Max)

可隨身攜帶，不可托運2×DC5.0V∕2.4A(3.5AMax)

14.（2022?上海黃浦?統(tǒng)考一模）直導線3。內(nèi)通有穩(wěn)恒電流，產(chǎn)生磁場方向如圖，導

線中的電流方向為（選填“從a到6”或“從6到，'）;一線框從"處沿百6

所在豎直平面向下移動到“處，線框內(nèi)的磁通量變化情況是O

?M

a---×---×--×---×---b

????

≡.....≡N

15.（2022?上海黃浦?統(tǒng)考一模）如圖，絕緣輕桿兩端固定帶電小球A和B,處于水

平向右的勻強電場中。開始桿與電場線垂直，向右移動并轉(zhuǎn)至桿與電場線平行后，發(fā)現(xiàn)

兩球電勢能之和不變。根據(jù)圖中給出的位置關(guān)系，可以確定A、B兩球一定帶有

種電荷（選填“同”或“異"），A、B兩球的帶電量之比為。

A?f

________ABr

BO。。,

1L1L1

16.（2022?上海黃浦?統(tǒng)考一模）如圖，電源電動勢為12V、內(nèi)阻為1Q,定值電

阻吊、分的阻值分別為1Q、6Ω,開關(guān)閉合后，電動機M恰好正常工作。已知電動機

額定電壓〃為6V,電阻后為0.5Ω,則電動機正常工作時產(chǎn)生機械功的功率為

W,此時電源的效率為。

?

Rl

三、實驗題

17.（2023?上海黃浦?上海市大同中學統(tǒng)考一模）利用智能手機中的磁傳感器可以測

量磁感應(yīng)強度8。如圖，在手機上建立直角坐標系，手機顯示屏所在平面為Xoy面。某

同學在某地對地磁場進行了五次測量，每次測量時V軸指向不同方向而Z軸正向保持豎

直向上。當磁感應(yīng)強度沿坐標軸各分量方向與坐標軸的正方向一致時軟件讀數(shù)為正，反

之讀數(shù)為負。根據(jù)表中測量結(jié)果可推理得測量地點位于半球（選填“南”或

“北”），當?shù)氐牡卮艌龃笮〖s為μTo（保留2位有效數(shù)字）

測量序號‰∕μTBy/\11fe∕μT

1030-32

20-29-33

3290-33

4-290-33

5-300-32

+y

18.（2020?上海黃浦?校聯(lián)考一模）某研究性學習小組為了測量某電源的電動勢E和

電壓表V的內(nèi)阻凡，從實驗室找到實驗器材如下：

A.待測電源(電動勢E約為2V,內(nèi)阻不計)

B.待測電壓表V(量程為1V,內(nèi)阻約為IoOQ)

C.定值電阻若干(阻值有：50.OO,100.0Ω,500.0Ω,1.0kΩ)

D.單刀開關(guān)2個

(1)該研究小組設(shè)計了如圖甲所示的電路原理圖，請根據(jù)該原理圖在圖乙的實物圖上完

成連線?

圖甲

(2)為了完成實驗，測量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的g,則圖甲R尸Ω;

Rp-Qo

(3)在吊、先選擇正確的情況進行實險操作，當電鍵Sl閉合、SZ斷開時，電壓表讀數(shù)為

0.71V；當S,、Sz均閉合時，電壓表讀數(shù)為0.90V；由此可以求出/?尸____O：電源的電

動勢告(保留2位有效數(shù)字)。

四、解答題

19.(2023?上海黃浦?上海市大同中學統(tǒng)考一模)三個靜止點電荷附近的某塊區(qū)域中

的等勢線分布如圖所示。圖中相鄰等勢線之間的電勢差均為1V,有幾條等勢線所對應(yīng)

的電勢已標明。正方形網(wǎng)格每一格的邊長是1cm。4B、C、。是圖示平面上的4個點。

將一根細長的光滑直玻璃管固定在所示的區(qū)域中，玻璃管的一端位于8處，另一端位于

C處，8和C均位于等勢線上。(e=1.6×10-1,C)

(1)電子位于4點處，則其受到的靜電力沿什么方向？請說明判斷理由；

(2)將一個電子從4點移至。點，該電子的電勢能變化了多少？請計算并說明理由；

(3)將一個帶正電的小球從8端放入管中，并且給它一個向右的初速度，使它能夠在

玻璃管的約束下運動到C處。運動過程中小球的速率如何變化，請描述并說明理由。(/、

B、C等高)

20.(2022?上海黃浦?統(tǒng)考一模)某次實驗中測得一質(zhì)量為6.64×10^27kg的帶電粒

子，在500N/C的勻強電場中，僅在電場力作用下由靜止加速。移動16Cm時，速度達

至，I8.40X10'm/s。推算該帶電粒子：

(1)在這一過程中電勢能的變化量；

(2)受到的電場力大??；

(3)帶電量的大小。

(已知元電荷41.6X10%,計算結(jié)果用科學記數(shù)法表示，前2問保留3位有效數(shù)字)

21.(2020?上海黃浦?校聯(lián)考一模)如圖所示，光滑絕緣的半圓形軌道力仇?固定在豎

直面內(nèi)，圓心為α軌道半徑為凡8為軌道最低點。該裝置右側(cè)的1圓弧置于水平向

4

右的足夠大的勻強電場中。某一時刻一個帶電小球從4點由靜止開始運動，到達8點時，

小球的動能為Eo,進入電場后繼續(xù)沿軌道運動，到達C點時小球的電勢能減少量為2￡),

試求：

(1)小球所受重力和電場力的大?。?/p>

(2)小球脫離軌道后到達最高點時的動能。

參考答案：

1.C

【詳解】A.比值定義法，就是用兩個基本的物理量的“比”來定義一個新的物理量的方法。

比值法定義的基本特點是被定義的物理量往往是反映物質(zhì)的最本質(zhì)的屬性，它不隨定義所用

的物理量大小的變化而變化。由于電場強度由場源電荷與空間位置到場源電荷的距離決定，

F

與試探電荷與試探電荷所受電場力的大小沒有決定的關(guān)系，因此E=一是比值定義式，A錯

q

沃'C；

B.根據(jù)上述，由于電勢是由場源電荷、空間位置到場源電荷的距離已經(jīng)零電勢的選擇決定，

En

與試探電荷、電勢能沒有決定的關(guān)系，因此9二」是比值定義式，B錯誤；

q

c.由于加速度與合力成正比，與質(zhì)量成反比，即加速度大小由物體所受外力的合力與物體

的質(zhì)量共同決定，則表達式“=￡不屬于比值定義式，C正確；

m

D.根據(jù)上述，由于角速度由圓周運動的受力與線速度決定，與物體轉(zhuǎn)過的角度與時間沒有

n

決定的關(guān)系，因此。=7是比值定義式，D錯誤。

故選Co

2.A

【詳解】A.為兩等量異種點電荷間電場線的分布，A正確；

B.為兩等量同種正點電荷間電場線的分布，B錯誤；

0.為兩等量同種負點電荷間電場線的分布，C錯誤；

D.為帶電平行金屬平板間電場線的分布，D錯誤。

故選A。

3.D

【詳解】AB.由楞次定律，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，使磁鐵始終受到阻礙，時而體現(xiàn)引力，時

而體現(xiàn)斥力，導致電流做功，從而使系統(tǒng)的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，導致磁鐵和彈簧組成的系統(tǒng)

的機械能減少，但這一過程同樣符合能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律，即能的總量保持不變，AB錯

慶；

C.根據(jù)楞次定律下面的線圈會阻礙磁鐵運動，所以當磁鐵向下靠近金屬線圈時，線圈中產(chǎn)

生了逆時針的感應(yīng)電流（俯視），兩者之間表現(xiàn)為相互排斥，同理當磁鐵向上遠離金屬線圈

時，根據(jù)楞次定律，可得線圈中產(chǎn)生了順時針的感應(yīng)電流（俯視），兩者之間表現(xiàn)為相互吸

引，因此與磁鐵的磁極無關(guān)，C錯誤；

D.磁鐵很快停下來的主要原因是圓環(huán)中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，D正確。

故選Do

4.C

【詳解】A.炮彈運動受到安培力尸=3?又4/,故增加導軌回路中的電流來提高拋射體

的發(fā)射速度，A錯誤；

B.根據(jù)安培定則可知，兩軌道間磁場的方向垂直軌道平面向下，B錯誤；

C.改變電流的方向，磁場方向垂直軌道平面向上，根據(jù)左手定則可得，力方向不變，故不

影響拋射體的發(fā)射方向，C正確；

D.根據(jù)動能定理可知，合外力做功不變，動能變化量不變，質(zhì)量大的速度小，D錯誤；

故選Co

5.A

【詳解】A.磁感線是閉合曲線，電場線不是閉合曲線，故A錯誤；

B.電場線和磁感線都是為了描述場而假想的線，實際并不存在，故B正確；

0.由于磁感線和電場線或它們的切線方向分別表示磁感應(yīng)強度和電場強度的方向，而某點

磁感應(yīng)強度或電場強度的方向是唯一的，所以磁感線和電場線都不會相交，故C正確；

D.磁感線和電場線都用疏密表示場的強弱，故D正確。

本題選錯誤的，故選A。

6.B

【詳解】由左手定則知金屬桿所受安培力垂直與磁場方向向左上方，金屬桿保持靜止，由平

衡條件可知，金屬桿一定受到向右的摩擦力，金屬桿也一定受到軌道的支持力，以及重力，

受力示意圖如圖

、,G

故B正確，ACD錯誤。

故選B。

7.D

【詳解】根據(jù)等勢面電勢分布可得電場線方向是指向圓心的，故產(chǎn)生電場的點電荷帶負電，

根據(jù)做曲線運動的物體的軌跡夾在合力與速度方向之間，故可得粒子受到的電場力沿圓心指

向外，所以粒子受到的電場力方向和電場方向相反，所以粒子帶負電。

4點電勢大于8點，帶負電的粒子在電勢小的地方電勢能大，故

EPA<EPB

等差等勢面的疏密程度反映電場強弱，由圖可知8處等差等勢面比4處密集，電場強，則加

速度越大，故

aA<aB

故選D。

8.C

【詳解】設(shè)滑片向a端移動后，滑片左側(cè)電阻A?的減少量為△&,則滑片右側(cè)電阻分,的

增加量也為A4。滑片左側(cè)電阻自/與/?,并聯(lián)后的等效電阻??/的減少量為

△R=R%一（%「△&）R2

2

*R?+%Λ,+Λ24-ΔΛ2（4+&Q（R,+Λ2左-即）

而開始時，電路外電阻為

R=R#+&右

滑片向a端移動后，電路外電阻為

R'=R井—AR并+R”盧AR2>R

即電路外電阻增大，總電流減小，電流表示數(shù)減小，電源內(nèi)電壓減小，路端增大，而??》兩

端電壓減小，所以是凌兩端電壓增大，電壓表示數(shù)增大，綜上所述可知ABD錯誤，C正確。

故選G

9.D

【詳解】AB.小球從4到8的時間為

在8點的豎直方向速度為

vyβ=gl=y∣2gh

小球在電場中的加速度大小為

m

小球從8到C的時間為

`=2=J^=fT

2g2g]∣2g

則兩段所用的時間之比為4：1,據(jù)題意，知小球在水平方向不受力，故水平方向做勻速直

線運動，則

AB=ABC

故AB錯誤：

C.由動量定理可知，動量變化等于合力的沖量，由于48段合力沖量方向向下，由于小球在

8C段豎直方向做減速運動，則合力方向向上，所以小球在8C段合力沖量向上，故C錯誤；

D.據(jù)題意，知小球在水平方向不受力，故水平方向做勻速直線運動，從A到C由動能定理

可知，小球從/4到C的過程中重力對小球做的功與電場力對小球做的功的絕對值相等，故D

正確。

故選D。

10.B

【詳解】A.由圖可知乙球減速的同時，甲球正向加速，說明兩球相互排斥，帶有同種電荷，

故A錯誤：

B.兩球作用過程中動量守恒，則

∕HΔVVΔ=∕J?i,VVφ

解得

/M?fl?vz6—22

m■乙?vφ21

故B正確：

C.從U一土圖象可知，在b時刻二者速度相等，則此時距離最近，此時靜電力最大，故C

錯誤；

D.在O一七時間內(nèi)，甲的動能一直增大，乙的動能先減小，tz時刻后逐漸增大，故D錯誤。

故選B。

11.A

【詳解】0?。.57■時間內(nèi)，8減小，穿過線圈的磁通量減小，磁場方向垂直紙面向里，由楞

次定律可知，感應(yīng)電流方向沿順時針方向，為正值；

由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動勢為E=——S,-—不變，則F不變，感應(yīng)電流/不

Af-I

變。由左手定則可知，A段導線受到的安培力方向水平向右，是正的。由尸二8〃知A段導

線受到的安培力大小隨8的減小而逐漸減小。

在0.5六7■時間內(nèi)，8增大，穿過線圈的磁通量增大，磁場方向垂直紙面向里，由楞次定律

可知，感應(yīng)電流方向沿逆時針方向，為負值；

由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動勢為E=-S,"不變，則F不變，感應(yīng)電流，

_t_t

B

不變。由圖知：在0.5kT時間內(nèi)的是0-0.51時間內(nèi)的2倍，則在0.5六廠時間內(nèi)的感

應(yīng)電動勢E是。?0.57■時間內(nèi)的2倍，感應(yīng)電流也是2倍。在0.5斤7^時間內(nèi)，由左手定則

可知，6c段導線受到的安培力方向水平向左，是負的，且由尸二8”,知在0.5尸T時間內(nèi)6c

段導線受到的安培力隨夕的增大而增大，且是。?0.57時間內(nèi)的4倍，故BCD錯誤，A正確。

故選A。

12.電勢不能

【詳解】［1］根據(jù)

可知，描述電場能性質(zhì)的物理量是電勢；

［2］根據(jù)上述表達式，通過單位運算，可知電勢的單位為

J_Nmkg-m?s^2■m

=kg?m24'

C-AsAs

可知，該物理量的單位用國際單位制中的基本單不能表示為kg?m?A-1?s-3o

13.12能

【詳解】［1］由圖(b)可看出此“充電寶”在輸入過程中的電壓為5V,最大電流為2.4A,

則在輸入過程中的最大功率為

Pa=UiM=5×2.4W?12W

［2］“充電寶”充滿電后，移動電源的電能為

E=Ult=3.1X20Wh=74Wh<WOWh

則小蘭能將它隨身攜帶乘機。

14.從6到a先增大后減小再增大再減小

【詳解】［1］由安培定可知導線中的電流方向為從b到a?,

［2］通電導線附近，越靠近導線磁感應(yīng)強度越大，線框下邊剛剛到瑟所在平面，線框的磁通

量最大，當線框中點到達外所在平面，磁通量減小到0,當線框上邊剛到a6所在平面時磁

通量反向增加到最大，再繼續(xù)向下，磁通量減小，所以線框內(nèi)的磁通量變化情況是先增大后

減小再增大再減小。

15.異2：1

【詳解】［1］兩小球電勢能之和不變，說明電場力對兩小球做功的代數(shù)和為零，又因為兩小

球都存在水平向右的位移，所以A、B兩球一定帶有異種電荷。

［2］由題圖可得

qhEL=2qnEL

解得A、B兩球的帶電量之比為

或：4B=2：1

16.1075%

【詳解】［1］設(shè)干路電流為/,根據(jù)閉合電路歐姆定律得

E=U+I(R∣+r)

解得

∕=3A

設(shè)流過R2的電流為右，則有

∕2=?=1A

2R2

則流過RM的電流為

∕m=∕-Z2=2A

電動機的輸入功率為

[=U∕M=I2W

電動機的熱功率為

PLRM=2W

電動機機械功的功率

A=EY=IOw

［2］路端電壓為

U=E-Ir=9V

則電源的效率

n=-×∣00%=75%

EI

17.北44##45

【詳解】［1］地磁場分別如圖所示

地球可視為一個大磁場，磁場南極大致在地理北極附近，磁場北極在地理南極附近。由表中

Z軸數(shù)據(jù)可看出Z軸的磁場豎直向下，則測量地點應(yīng)位于北半球。

［2］磁感應(yīng)強度為矢量，由表格中可得處當?shù)氐牡卮艌龃笮〖s為

B=JB；+B；==√302+322μT≈44μT

18.圖乙10050871.9

圖乙

（2）[2][3]根據(jù)分壓規(guī)律

1Vv

3100Ω

2V-lv氏

3

串聯(lián)在電路中的總電阻約為

Rx=500Ω

所以5∞.0Ω和LokΩ阻值太大不能用，否則電壓表的示數(shù)不滿足題中要求;為了在S?閉合

時，能夠有效的保護電路，所以K=IOOC,R2=50ΩO

⑶[4][五當電鍵Sl閉合、S?斷開時

U1=E

瓦—R?+R[+Rv

當酬、S?均閉合時

U2=E

RVRl+RV

解得

Rv=87C,E=1.9V

19.（1）向右的（或由力指向B）,見解析；（2）-1.28×10-'βJ逐,漸見減解小析,；（

見解析

【詳解】（1）電場線與等勢面垂直且指向電勢降低的方向，根據(jù)圖形可知4點的電場強度幾

乎是向左的，由于電子帶負電荷，其受力方向與該點電場強度方向相反，即4點處電子受到

的靜電力幾乎是向右的(或由71指向8)。

(2)由于相鄰等勢線之間的電勢差均為1V,根據(jù)圖像可知

(PA=-3V

φD=5V

則有

UAD-φA-φD=-8V

則將一個電