电磁易错题-2024高考物理二轮复习专项练习解析

第25套24届江门一模反馈题解析

一、单选题

1.铁路运输中设计的多种装置都运用了电磁感应原理。有一种电磁装置可以向控制中

心传输信号以确定火车的位置和运动状态，装置的原理是：将能产生匀强磁场的磁铁安

装在火车首节车厢下面.如图甲所示（俯视图）。当它经过固定在两铁轨间的矩形线圈

时，线圈便产生一个电信号传输给控制中心，相当于在线圈的始末端点M、N处接入一

理想电压表。线圈宽为以长为匝数为〃。设匀强磁场只分布在一个长方形区域内，

该区域的长（沿火车行进方向）为乙磁场宽度大于线圈宽度。当火车首节车厢向右运

动通过线圈时，控制中心接收到线圈两端电压〃与时间,的关系如图乙所示Q而、&均

为直线），贝I（）

A.匀强磁场的长度L一定小于线圈长度/2

B.在〃72时间内，M点电势高于N点电势

C.在072时间内，火车加速度大小为

D.将M、N两点用导线短接，设线圈所在回路的总电阻为R,力时刻火车速度为w,

则该时刻线圈受到的安培力大小为〃”工

R

【答案】c

【详解】A.匀强磁场的长度L可能大于线圈长度/2,当火车前进，线圈相对火车向左

运动，当线圈进入磁场时，磁通量增加，产生感应电流，当线圈全在磁场内部时，磁通

量不变感应电流为零，当线圈离开磁场时，磁通量减个，产生感应电流，根据右手定则

可以判断两次电流方向相反，故A错误；

B.在〃-2时间内，根据右手定则可以判断N点电势高，故B错误；

C.〃时刻火车速度

/2时刻火车速度

〃，

所以加速度

故C正确；

D.感应电动势

E=nB/jVj

感应电流

R

所以导线受到安培力

F=nBIl.=------

R

故D错误。

故选C。

2.在汽车相撞时，汽车的安全气囊可使头部受伤率减少约25%,面部受伤率减少80%

左右。如图所示，某次汽车正面碰撞测试中，汽车以IO8km/h的速度撞上测试台后停下，

安全气囊在系有安全带的假人的正前方水平弹出，假人用时0.2s停下。车内假人的质量

为50kg,则下列说法正确的是（）

A.安全气囊的作用是减小碰撞前后假人动量的变化量

B.安全气囊对假人的作用力小于假人对安全气囊的作用力

C.碰撞过程中安全气囊和安全带对假人的冲量大小为3（X）N-s

D.碰撞过程中安全气囊和安全带对假人的平均作用力大小为7500N

【答案】D

【详解】A.安全气囊的作用增加了碰撞时假人的减速时间，碰撞前后假人动量的变化

量不变，假人受到的合外力减小，故A错误；

B.根据牛顿第三定律可知安全气囊对假人的作用力等于假人对安全气囊的作用力，故

B错误；

C.根据动量定理可知碰撞过程中安全气囊和安全带对假人的冲量大小为

/=wv=5OxlO8^3.6N-s=15OON.s

故C错误；

D.碰撞过程中安全气囊和安全带对假人的平均作用力大小为

/2222N5OON

F=t=0.2=7

故D正确。

故选D。

3.1998年6月18FI,清华大学对富康轿车成功地进行了中国轿车史上的第一次碰撞

安全性实验。在碰撞过程中，关于安全气囊对驾驶员保护作用，下列说法正确的是（）

A.增大了驾驶员的动量变化量B.减小了驾驶员的动量变化率

C.减小了驾驶员受到撞击力的冲量D.延长了撞击力的作用时间，从而减小

驾驶员的动量变化量

【答案】B

【详解】在碰撞过程中，人的动量的变化量是一定的，而用安全气囊后增加了作用的时

间，根据动量定理

a=△尸

可知，可以减小驾驶员受到的冲击力，即减小了驾驶员的动量变化率。

故选B。

4.在汽车碰撞测试中，一辆重为1.5吨的汽车以50km/h的速度的向墙壁,大约0.2s内

停止，安全气囊在极短时间内弹出保护乘员。此过程中（）

试卷第2页，共12页

A.汽车受到的撞击力大约为2x|()4N

B.气囊的作用是延长力的作用时间

C.气囊的作用是减小乘员受到的冲量

D.气囊的作用是减小乘员动量的变化量

【答案】B

【详解】A.根据动量定理

Ft=mv

解得汽车受到的撞击力大约为

1500x—

F=—=---------2AN=1.04X105N

t0.2

选项A错误；

B.气囊的作用是延长力的作用时间，选项B正确；

CD.乘员的动量变化量是一定的，则根据动量定理可知，乘员受到的冲量是一定的，

气囊的作用是延长作用的时间，从而减小乘员受到的冲力，选项CD错误。

故选B。

5.如图所示，。、A、区、C为一粗糙绝缘水平面上的四个点，一电荷量为。的负点

电荷固定在。点，现有一质量为机、电荷量为9的带负电小金属块(可视为质点)，从A

点静止沿它们的连线向右运动，到3点时速度最大，其大小为%，小金属块最后停止在

C点.已知小金属块与水平面间的动摩擦因数为〃，48间的距离为L,静电力常量为

k,不计空气阻力，则()

A.在点电荷一。形成的电场中，A、一两点间的电势差为〃叫:"=乙"

B.在小金属块由A向。运动的过程中，电势能先增大后减小

C.从8到C的过程中，小金属块的动能全部转化为电势能

D.OB间的距离为,陛

V〃，咫

【答案】D

【详解】A、滑块从A到B过程,由动能定理得:-贝人「〃〃?巫=3〃病-。，得A、B两

点间的电势差。的=-型”士些，所以A选项是错误的.

B、小金属块由A点向C点运动的过程中，电场力一直做正功，电势能一直减小.故B错误

C、从B到C的过程中,小金属块的动能全部转化为电势能和内能，故C错误

A.可以求出车头刚进入磁场时的加速度

B.可以求出此过程流过线圈的电荷量

C.无法求出车头刚进入磁场到停止所用的时间

D.列车减少的动能全部转化为线圈的焦耳热

【答案】AB

【详解】A.车头刚进入磁场时的加速度为a,则有

BIL+f=ma

/=丝必

R

解得

a=+#

niR

所以A正确；

B.根据

整理可得

△①BLs

所以可以求出此过程流过线圈的电荷量，则B正确；

C.取列车的初速度方向为正方向，根据动量定理可得

-BILt-ft=-mvQ

q=It

联立解得

mv/-B'l}s

t=n

所以可以求出车头刚进入磁场到停止所用的时间，则C错误；

D.列车减少的动能部分转化为线圈的焦耳热，部分转化为空气阻力产生的焦耳热，所

以D错误；

故选ABo

8.严冬树叶结有冰块，人在树下要小心冰块砸到头剖的情况。若冰块的质量为100g,

从距人约80cm的高度元初速度掉落，砸到头部后冰块未反弹，头部受到冰块的冲击时

间为0.4s,重力加速度g=l（）m/s2,不计空气阻力，下列说法正确的是（)

A.冰块接触头部之前的速度大小为4m/s

B.冰块与头部作用过程中，冰块对头部的冲量大小为0.8NS

C.冰块与头部作用过程中，冰块对头部的作用力大小为4N

D.冰块与头部作用过程中，冰块的动量变化量的人小为0.4kg・m/s

【答案】ABD

【详解】A.由

2gh-v2

可得冰块接触头部之前的速度大小为

v=^2x10x0.8m/s=4m/s

故A正确；

B.由动量定理

I-mgt=O-m(-v)

冰块与头部作用过程中，冰块对头部的冲量大小为

/=0.8N-s

故B正确：

C.冰块与头部作用过程中，头部对冰块的作用力大小为

F=-=2N

t

根据牛顿第三定律可知冰块对头部的作用力大小也为2N,故C错误：

D.冰块与头部作用过程中，冰块的动量变化展的大小为

=mv=0.4kg-rn/s

故D正确。

故选ABDo

9.如图所示，绝缘水平面上固定一正点电荷Q,另一电荷量为一夕、质量为，〃的滑块(可

看做点电荷)从〃点以列速度如沿水平面向Q运动，到达力点时速度为零。已知。、力

间距离为-滑块与水立面间的动摩擦因数为〃，重力加速度为g。以下判断正确的是

()

Q工

，〃曳〃〃力〃〃力〃〃〃〃「必〃

777//7777777777777777777777/77/777r

ba

A.滑块在运动过程中所受。的库仑力有可能大于滑动摩擦力

B.滑块在运动过程的中间时刻速率小于?

c.此过程中产生的内能为把：

2

D.。产生的电场中。、b两点间的电势差Uab=

2q

【答案】BD

试卷第6页，共12页

【详解】A.由题意可知，滑块水平方向受库仑力、滑动摩擦力，摩擦力与运动方向相

反，而库仑力与运动方用同，因滑块在〃点静止，故一定有段时间，屋仑力小于滑动摩

擦力，当在滑动过程中，随着间距减小，库仑力增大，但仍小于滑动摩擦力，到达。点

时速度减为零，A错误；

B.水平方向受大小不变的摩擦力及变大的库仑力，当在滑动过程中，随着间距减小，

库仑力增大，但仍小r滑动摩擦力，所以导致加速度慢慢减小，加速度是变化的，故中

间时刻的速度仍小于5，B正确;

C.由动能定理可得

Uq-卬ngx=。-gmvo

产生的内能

Q=pmgx=Uq+—mvj

2

因此在此过程中产生的内能大于动能的减少，C错误；

D.由动能定理可得

Uq-Ringx=。-g

解得两点间的电势差

m（诏-

2q

D正确。

故选BDo

三、实验题

10.随着居民生活水平的提高，纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯泽水

质量进行了抽测，结果发现有不少样品的电导率（电导率是电阻率的倒数，是检验纯净

水是否合格的一项重要指标）不合格。

（1）你认为不合格的纯净水的电导率O（填“偏大”"偏小''或“不变”）

（2）某学习小组对某种纯净水样品进行检验，实验步骤如下：

①用游标卡尺测量绝缘性能良好、长为L的圆柱形塑料容器内径如图甲所示，其示数为

d=mmo

5cm67

I1,1（11111,1I1,1Jill,I,IIII

III1IIIIIIIIIIIIIIII

05101520

甲乙

②将采集的水样装满圆柱形塑料容器，两端用金属圆片电极密封，用多用电表粗测该水

样的电阻为1200C。为了准确测量水样的电导率，学习小组准备利用以下器材进行研究:

A.电压表（0~3V,内阻约为IkQ）

B.电压表（O~I5V,内阻约为5kQ）

C.电流表（0-10mA,内阻约为1C）

D.电流表（0~（）.6A,内阻约为10Q）

E.滑动变阻器（最大阻值约为100C）

F.蓄电池（约为12V,内阻约为2Q）

G.开关、导线若干

实验要求测量尽可能准确，电路中电压表应选择,电流表应选择（均填

器材前面的字母序号）；请在图乙方框中设计出实验电路图。

③水样电导率的表达式为K。（用U、/、d、£表示）

4U

【答案】偏大50.20BC

兀d2U

【详解】（1）[1]纯净水应为不含有杂质的纯水，而纯净水不合格，通常是含有一定的杂

质，杂质通常是带电离子，故纯净水不合格通常是电导率偏大。

（2）①⑵该游标卡尺精确度为

—mm=0.05mm

20

圆柱形容器内径为

4=50?+x=

②[3][4][5]由于电源电压为12V,为『电压测量的安全性，电压表应选B；电路中电流

约为

/=—=JA=10mA

R1200

电流表应选C；该水样的电阻为1200Q,电流表应采用内接法，由于滑动变阻器的住值

比待测电阻小太多，所以采用分压接法，电路如图所示。

③⑹根据

R=，S=冗,R=4

联立解得

p=-------

4U

电导率是电阻率的倒数,所以电导率为

4〃

CT=——;-

四、解答题

11.如图甲所示，有一装置由倾斜轨道4B、水平轨道8C、台阶CO和足够长的水平直

轨道。石组成，表面处处光滑，且A3段与3C段通过一小圆弧平滑相接。有一小球用

试卷第8页，共12页

轻绳竖直悬挂在。点的正上方的。点，小球与8C平面相切但无挤压。紧靠台阶右侧停

放着表面粗糙且长度为L=0.4m的木板，木板的上表面水平与。点等高，右端有挡板。

现将一个滑块从倾斜轨道的顶端A点处释放，滑至。点时与小球发生正碰，然后从左端

滑上木板。碰撞之后小球在竖直平面做圆周运动，轻绳受到的拉力如图乙所示。已知滑

块、小球和木板的质量分别为町=3kg、/=噂和g=6kg,4点距5C段的高度为

/t=0.8m,轻绳的长度为R=0.5m,滑块、小球均可视为质点。取gEOm/s?。求:

（1）滑块到达4。轨道上时的速度大小；

（2）滑块与小球碰后瞬间小球的速度大小；

（3）若滑块与挡板发生的是弹性碰撞，要使滑块能碰撞挡板，又最终没有滑离小车,

求滑块与木板间的动摩漆因数〃的值多大？

【答案】(1)4m/s；(2)6nVs；(3)-<//<-

63

【详解】（1）设滑块与小球碰撞前瞬间速度为％,由机械能守恒，有

,12

得

%=4m/s

（2）设小球在最高点的速度为口由图乙可知小球在最高点时受到的拉力

F=22N

由牛顿第二定律，有

解得

v=4m/s

设小球碰撞后瞬间速度为〃'，由机械能守恒，有

22

—，%v=-，■与v+2〃z2g汽

联立并代入数据，解得

v*=6nVs

（3）滑块与小球碰撞过程满足动量守恒

/叫%=叫4+〃%/

得碰撞后犯的速度

匕=2m/s

方向向右;

滑块最终没有滑离小车，滑块和小车之间必有共同的末速度瞑

由滑块与小车组成的系统动量守恒

卜'共

（D若〃较大，则滑块恰好滑到挡板处，由能量转化与守恒有

M网孔二g町片一；（"4+吗）喷

联立得

1

（ID若〃不是很大，则滑块与挡板相碰被弹回到小车左端，由能量转化与守恒有

2%网=_g（班+名）日

得

1

综上所述，得

黄。〃43

12.高能粒子实验装置，是用以发现高能粒子并研究其特性的主要实验工具，下图给出

了一种该装置的简化模里。在光滑绝缘的水平面xOy区域内存在垂直纸面向外、磁感应

强度大小为8的匀强磁场；在xvo区域内存在沿y轴正方向的匀强电场。质量为初、

电荷量大小为q带负电的粒子1从点s以一定速度释放，沿直线从坐标原点。进入磁场

区域后，与静止在点以。,。）、质量为的中性粒子2发生弹性正碰，且有一半电量转

移给粒子2。（不计碰撞后粒子间的相互作用，忽略电场、磁场变化引起的效应）

（1）求电场强度的大小月：

（2）若两粒子碰撞后，立.即撤去电场，求两粒子在磁场中运动的半径和从两粒子碰撞

到下次再相遇的时间间隔仙；

（3）若两粒子碰撞后，粒子2首次离开第一象限时，猴去电场和磁场，经一段时间后，

再在全部区域内加上与原来相同的磁场，此后两粒子的轨迹恰好不相交，求这段时间V'。

【答案】⑴—；（2）筌；⑶亚龙

mBq7Bq

【详解】（1）带负电的位子1从点S以一定速度释放，沿直线从坐标原点。进入磁场区

域

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qE=q\B

粒子1进入磁场后，做匀速圆周运动

V

qvB=m—

r

由几何关系

r=a

解得电场强度的大小

E=皿

m

（2）粒子1由坐标原点。进入磁场区域后，经过5阿周在点P点与中性粒子2发生弹

4

性正碰，此时粒子1速度方向沿）轴正方向，以沿丁轴正方向为正，由动量守恒和机械

能守恒可得

m19I7\m->

inv=+彳%，-/加=-/叫+-丁2

解得

13

V.=2V*v2=-v

碰撞后两粒子均带负电,电荷量均为3•做匀速圆周运动.设半径分别为小，。则

qv\qm吱

—•r,/D?=m-,—•v.,B=—•

1