2025年高一物理下学期“电磁魔术”揭秘试题

2025年高一物理下学期“电磁魔术”揭秘试题一、单项选择题（每题4分，共40分）某同学用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器金属球，发现箔片张开后又缓慢闭合。下列说法正确的是（）A.箔片张开是因为带上了异种电荷B.闭合过程中验电器内部电场强度逐渐增大C.若将毛皮摩擦过的橡胶棒靠近金属球，箔片张角可能先减小后增大D.该现象说明玻璃棒所带电荷容易被验电器导走如图所示，绝缘水平面上固定两个等量同种正电荷，O点为两电荷连线中点，a、b两点关于O点对称。将一电荷量为+q的试探电荷从a点静止释放，下列判断正确的是（）A.电荷在O点时电势能最大B.从a到O的过程中加速度先减小后增大C.从a到b的过程中速度先增大后减小D.该电场中不存在电势为零的点某实验小组用如图所示电路测量电源电动势和内阻，电压表内阻为RV，电流表内阻为RA。若考虑电表内阻影响，下列说法正确的是（）A.电动势测量值等于真实值，内阻测量值大于真实值B.电动势测量值小于真实值，内阻测量值等于RA与真实值之和C.若将电压表改接在电流表与滑动变阻器之间，电动势测量值偏大D.若增大滑动变阻器最大阻值，可减小电动势测量误差如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场中，直角三角形金属框ABC绕AB边匀速转动，A、B两点通过电刷与外电路连接。已知AB=BC=L，转速为n，磁场磁感应强度为B。从图示位置开始计时，下列说法正确的是（）A.电路中感应电动势的瞬时值表达式为e=πnBL²sin(2πnt)B.转动过程中通过线框的磁通量变化率最大值为πnBL²C.若线框电阻为R，则1分钟内产生的焦耳热为π²n²B²L⁴·60/RD.若增大转速n，交变电流的频率和峰值均不变如图所示，光滑平行金属导轨倾斜放置，导轨平面与水平面夹角为θ，间距为L，上端接有阻值为R的定值电阻。匀强磁场垂直导轨平面向上，磁感应强度为B。质量为m的金属棒ab垂直导轨放置，从静止释放后沿导轨下滑。下列说法正确的是（）A.金属棒最终将做匀速直线运动B.下滑过程中金属棒的加速度随速度增大而均匀减小C.当速度为v时，金属棒所受安培力大小为B²L²v/RsinθD.若将磁场方向改为垂直导轨平面向下，金属棒将先加速后减速某同学设计了一个电磁弹射装置，如图所示。水平放置的平行金属导轨间距为d，左端接有电容为C的电容器，初始带电荷量为Q。质量为m的金属棒垂直导轨放置，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B。闭合开关S后，下列说法正确的是（）A.金属棒将做匀加速直线运动B.电容器放电过程中，通过金属棒的电荷量为QC.金属棒最终速度大小为BdQ/mD.该过程中电容器释放的电能全部转化为金属棒的动能如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。质量为m、电荷量为q的带正电粒子从圆周上A点以速度v沿半径方向射入磁场，从圆周上C点射出，已知AC弦长为√3R。下列说法正确的是（）A.粒子在磁场中运动的轨道半径为√3RB.粒子运动的速度大小v=√3qBR/(2m)C.粒子在磁场中运动的时间为πm/(3qB)D.若仅将速度方向顺时针转过60°，粒子将从A点正上方的圆周上射出某理想变压器原、副线圈匝数比为n1:n2=5:1，原线圈接在u=220√2sin100πt(V)的交流电源上，副线圈接有电阻R=44Ω和理想二极管D（正向电阻为0，反向电阻无穷大）。下列说法正确的是（）A.副线圈输出电压的有效值为44VB.原线圈中的电流有效值为0.2AC.电阻R消耗的电功率为44WD.若将二极管短路，变压器的输入功率将变为原来的2倍如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面上，间距为L，左端连接阻值为R的电阻。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B。质量分别为m1、m2的金属棒ab、cd垂直导轨放置，初始时均静止。现给ab棒一个水平向右的初速度v0，下列说法正确的是（）A.最终两棒将以相同的速度匀速运动B.运动过程中通过电阻R的电荷量为m1v0/(BL)C.整个过程中电阻R产生的焦耳热为m1m2v0²/(2(m1+m2))D.若m1=m2，两棒间距将先增大后不变某回旋加速器D形盒半径为R，两盒间电压为U，加速电场周期可调节。用该加速器分别加速质子（11H）和α粒子（42He），忽略相对论效应，下列说法正确的是（）A.加速质子和α粒子的电场周期之比为1:2B.质子和α粒子获得的最大动能之比为2:1C.若加速电压U增大，粒子获得的最大动能也增大D.质子和α粒子在D形盒中运动的圈数之比为2:1二、多项选择题（每题5分，共20分，选对但不全得3分，有错选得0分）如图所示，A、B为两个固定的等量异种点电荷，电荷量分别为+Q和-Q，O为两点电荷连线中点，MN为连线中垂线。下列说法正确的是（）A.M、N两点的电场强度大小相等，方向相同B.沿MN从M点到N点，电场强度先增大后减小C.将一正试探电荷从O点沿MN移到N点，电势能始终不变D.将一负试探电荷从A点沿直线移到B点，电场力先做正功后做负功如图所示电路中，电源电动势E=12V，内阻r=1Ω，R1=3Ω，R2=2Ω，R3=5Ω，电容器C=10μF。闭合开关S后，下列说法正确的是（）A.通过R1的电流为2AB.R2两端的电压为4VC.电容器所带电荷量为6×10⁻⁵CD.若将电容器换成耐压值为6V的电容器，该电容器会被击穿如图所示，水平放置的平行金属板间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。一带电粒子以速度v沿水平方向射入板间，恰好做匀速直线运动。下列情况中粒子仍可能做匀速直线运动的是（）A.仅将粒子速度增大为2v，同时将磁感应强度增大为2BB.仅将粒子电荷量增大为2q，同时将电场强度增大为2EC.仅将粒子电性改变，同时将电场方向反向D.仅将粒子质量增大为2m，同时将磁场方向反向如图所示，边长为L的正方形金属线框abcd电阻为R，质量为m，从某一高度自由下落，进入磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域高度为H（H>L）。下列说法正确的是（）A.线框进入磁场过程中可能做匀速运动B.线框进入磁场时的加速度可能小于重力加速度gC.线框进入磁场和离开磁场的过程中通过线框截面的电荷量相等D.若线框以某一初速度进入磁场后做减速运动，则速度减为初速度一半时，加速度大小为g/2三、实验题（共18分）某实验小组要测绘一个标有“3.8V0.3A”小灯泡的伏安特性曲线，实验室提供的器材有：电源E：电动势4.5V，内阻不计电压表V：量程0~3V，内阻约3kΩ电流表A：量程0~0.6A，内阻约0.1Ω滑动变阻器R1：最大阻值10Ω，额定电流1A滑动变阻器R2：最大阻值1kΩ，额定电流0.5A定值电阻R0：阻值1Ω定值电阻R3：阻值2kΩ开关S及导线若干（1）为了能够测量完整的伏安特性曲线，电压表需要串联定值电阻进行改装，应选择的定值电阻是______（选填“R0”或“R3”），改装后电压表的量程为______V。（2）实验中应采用电流表______（选填“内接法”或“外接法”），滑动变阻器应选择______（选填“R1”或“R2”），并采用______（选填“分压式”或“限流式”）接法。（3）请在虚线框中画出实验电路图。（4）某次测量中，电压表读数为2.5V，电流表读数为0.25A，则此时小灯泡两端的实际电压为______V，实际功率为______W。某同学用如图所示装置探究电磁感应现象中感应电流方向的规律。（1）实验时，首先应查明______（选填“电源正负极与电流表指针偏转方向的关系”或“线圈绕向与电流表指针偏转方向的关系”）。（2）如图甲所示，当条形磁铁N极插入线圈时，电流表指针向右偏转。若将条形磁铁S极插入线圈（如图乙），电流表指针将______（选填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）；若将条形磁铁N极从线圈中抽出（如图丙），电流表指针将______（选填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）。（3）该实验可以得出的结论是：感应电流的磁场总是要______。四、计算题（共22分）（10分）如图所示，在xOy坐标系中，第一象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小E=2×10³V/m；第四象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小B=0.5T。一质量m=1×10⁻⁶kg、电荷量q=1×10⁻⁸C的带正电粒子从坐标原点O以初速度v0=2×10³m/s沿x轴正方向射入电场。不计粒子重力。求：（1）粒子离开电场时的位置坐标；（2）粒子在磁场中运动的轨道半径；（3）粒子从进入磁场到离开磁场的时间。（12分）如图所示，足够长的平行光滑金属导轨倾斜放置，导轨平面与水平面夹角θ=30°，间距L=1m，电阻不计。上端连接一个阻值R=2Ω的定值电阻，下端连接一个电动势E=6V、内阻r=1Ω的电源。整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B=1T。质量m=0.2kg的金属棒ab垂直导轨放置，与导轨接触良好，电阻不计。现闭合开关S，金属棒由静止开始运动。g取10m/s²。求：（1）刚闭合开关时金属棒的加速度大小；（2）金属棒运动的最大速度；（3）当金属棒速度达到最大速度的一半时，电阻R消耗的电功率。五、拓展探究题（共12分）电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进动能杀伤武器，具有速度快、射程远、精度高等优点。某兴趣小组设计了一个简易电磁炮模型，如图所示。两根平行金属导轨相距为d，长度为L，导轨电阻不计。金属弹丸质量为m，电阻为r，与导轨间的动摩擦因数为μ。导轨间