2024北京高三一模物理匯編

電磁學(xué)選擇2

一、單選題

1.（2024北京門頭溝高三一模）圖甲是電場中的一條電場線，A1、N是電場線上的兩點(diǎn)。電子僅在電場力

作用下從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)，其運(yùn)動的UT圖像如圖乙所示。M、N點(diǎn)電場強(qiáng)度分別為與和心,，電子在

M、N點(diǎn)電勢能分別為綜“和1a.下列說法正確的是（）

A.EM>EN,

D.EM<EN,EpM<EpN

2.（2024北京豐臺高三一模）一正弦式交流電的〃-Z圖像如圖所示。下列說法正確的是（）

B.用其給100C的電阻供電，電阻消耗的功率為484W

C.用其給以額定功率1000W工作的電吹風(fēng)供電，電路中的電流約為3.2A

D.用其給線圈電阻為10。的電動機(jī)供電，電動機(jī)正常工作時的電流為22A

3.（2024北京門頭溝高三一模）如圖是小京設(shè)計的汽車油箱內(nèi)油量不足時觸發(fā)報警的電路，電源兩端電壓

保持不變，電阻飛、R2中的一個是定值電阻，另一個是壓敏電阻。壓敏電阻裝在油箱內(nèi)底部，其阻值隨油

箱中油量的減少而增大，當(dāng)電壓表示數(shù)大于某一值U時，就會觸發(fā)報警.電壓表示數(shù)為U時，油箱中的油

量為警戒油量。下列說法正確的是（）

A.R2為壓敏電阻

B.若換用電壓更大的電源，警戒油量將變小

C.若換用限值更大的定值電阻，警戒油量將變小

D.隨著油箱的油量減少，通過定值電阻的電流變大

4.（2024北京門頭溝高三一模）對于同一物理問題，常?？梢詮暮暧^與微觀兩個不同角度進(jìn)行研究，找出

其內(nèi)在聯(lián)系，從而更加深刻的理解其物理木質(zhì)。一段長為/、電阻率為〃、橫截面積為S的細(xì)金屬直導(dǎo)線，

單位體積內(nèi)有〃個自由電子，電子電荷量為e、質(zhì)量為機(jī)。經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為，金屬的電阻源于定向運(yùn)動的

自由電子與金屬離子（即金屬原子失去電子后的剩余部分）的碰撞，該碰撞過程將對電子的定向移動形成

一定的阻礙作用，該作用可等效為施加在電子上的一個沿導(dǎo)線的平均阻力。若電子受到的平均阻力大小與

電子定向移動的速率成正比，比例系數(shù)為鼠下列說法不正碰的是（）

A.比例系數(shù)&=〃即

B.當(dāng)該導(dǎo)線通有恒定的電流/時導(dǎo)線中自由電子定向移動佗速率丫二一二

neS

C.比例系數(shù)女與導(dǎo)線中自由電子定向移動的速率I，無關(guān)

D.金屬中的自由電子定向移動的速率不變，則電場力對電子做的正功與阻力對電子做的負(fù)功大小相等

5.（2024北京豐臺高三一模）如圖所示，真空中一根絕緣輕桿兩端分別固定兩個帶等量異種電荷的小球

M、N（可看成點(diǎn)電荷），。點(diǎn)為輕桿的中點(diǎn)。情境一：小球及輕桿處于靜止?fàn)顟B(tài)；情境二：輕桿繞。點(diǎn)在

豎直平面內(nèi)逆時針勻速轉(zhuǎn)動。下列說法正確的是（）

MoN

e——-——e

A.情境一中，。點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零

B.情境一中，。點(diǎn)與無窮遠(yuǎn)處電勢相等

C.情境二中，O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外

D.情境二中，O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里

6.（2024北京豐臺高三一模）一束含有兩種比荷的帶電粒子，以各種不同的初速度沿水平方向進(jìn)入速

度選擇器，從。點(diǎn)進(jìn)入垂直紙面向外的偏轉(zhuǎn)磁場，打在。點(diǎn)正下方的粒子探測板上的，々和匕點(diǎn)，如圖甲

所示。撤去探測板，在。點(diǎn)右側(cè)的磁場區(qū)域中放置云室，若帶電粒子在云室中受到的阻力大小/二依，k

為常數(shù)，夕為粒子的電荷量，其軌跡如圖乙所示。下列說法正確的是（）

A.打在匕點(diǎn)的帶電粒子的比荷小

B.增大速度選擇器的磁感應(yīng)強(qiáng)度，l、鳥向下移動

C.打在片點(diǎn)的帶電粒子在云室里運(yùn)動的路程更長

D.打在匕點(diǎn)的帶電粒子在云室里運(yùn)動的時間更短

7.（2024北京豐臺高三一模）如圖所示，靜電力探針顯微鏡的核心組成部分是懸臂和與懸臂末端相互垂直

的絕緣體探針。探針針尖由數(shù)十個原子構(gòu)成，直徑在納米級。當(dāng)帶電針尖逐漸靠近帶電絕緣體材料的表

面，由于二者的相互作用使得懸臂發(fā)生彎曲，入射到懸臂背面激光的反射光線在光屏的位置會發(fā)生變化，

該變化被探測器記錄之后進(jìn)行處理，得到材料的相關(guān)電學(xué)信息。根據(jù)上述材料，下列說法正確的是

（）

探測器

田、入射激光

跖L______臂[7---------

A.針尖與材料表面發(fā)生的相互作用為核子之間的核力

B.懸臂發(fā)生彎曲使激光入射面的法線方向轉(zhuǎn)過夕角，則反射光線也轉(zhuǎn)過夕角

C.靜電力顯微鏡不可以探測帶電金屬材料表面的電荷分布

D.將探針改為磁性材料，可以探測近樣品表面磁場的強(qiáng)弱

8.（2024北京延慶高三一模）離子陷阱是一種利用電場或磁場將離子俘獲并囚禁在一定范圍內(nèi)的裝置。如

圖所示為最常見的“四極離子陷阱’的俯視示意圖，。、b、c、d四根平行的細(xì)導(dǎo)體桿與工作電源相連，相當(dāng)

于四個獨(dú)立的電極，相對的電極帶等量同種電荷，相鄰的電極帶等量異種電荷。在垂直于桿的平面內(nèi)，四

根細(xì)桿的位置連線是一個正方形，A、C是。、c連線上的兩點(diǎn)，B、。是從"連線上的兩點(diǎn)，A、C、B、

。到正方形中心O的距離相等。二列判斷正確的是（）

A.A點(diǎn)電勢比8點(diǎn)電勢高

B.4、B、C、。四點(diǎn)電場強(qiáng)度相同

C.若電子由A點(diǎn)運(yùn)動到C'點(diǎn)，靜電力對電子做負(fù)功

D.電子在C點(diǎn)的電勢能大于在。點(diǎn)的電勢能

9.（2024北京延慶高三一模）在霍爾效應(yīng)中，霍爾電壓與通過導(dǎo)體的電流之比被定義為霍爾電阻，可用符

號為表示，通常情況下，霍爾電阻與外加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比。但在超低溫、強(qiáng)磁場的極端條件下，

某些材料的霍爾電阻卻隨著強(qiáng)磁場的增加出現(xiàn)量子化現(xiàn)象：5=,?&，/?是普朗克常數(shù)，《是電子的電

ve~

量，v既可以取1、2、3…等整數(shù)，也可以取某些小于1的分?jǐn)?shù)，這就是量子霍爾效應(yīng)現(xiàn)象。實驗發(fā)現(xiàn)，

當(dāng)寢爾電阻處于量子態(tài)時，材料中的電子將沿邊緣帶做定向運(yùn)動，幾乎不受阻力作用。2013年，清華大學(xué)

薛其坤團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，在超低溫（0.03K）環(huán)境條件下，具備特殊結(jié)閡的拓補(bǔ)絕緣體材料可以自發(fā)地發(fā)生磁

化，此時不需要外加磁場也會發(fā)生量子霍爾效應(yīng)，這種現(xiàn)象被稱為量子反?；魻栃?yīng)。結(jié)合以上資料，可

以判斷下列說法正確的是（）

A.同歐姆電阻類似，霍爾電阻越大，表明材料對通過它的電流的阻礙越強(qiáng)

B.要發(fā)生量子霍爾效應(yīng)現(xiàn)象，外部環(huán)境條件有兩個，一是要具備超低溫環(huán)境，二是要具備超強(qiáng)的磁場

C.具備量子反?；魻栃?yīng)的磁性拓補(bǔ)絕緣材料已成為新一代低能耗芯片的制造材料

D.霍爾電阻的量子態(tài)表達(dá)式中的常數(shù)組合過與歐姆電阻具有相同的單位

e'

10.（2024北京延慶高三一模）招〃=220&sin（1009）V的電壓輸入如圖所示的理想變壓器的原線圈，原

副線圈的匝數(shù)之比為〃/%=55:1,R=1Q。下列說法正確的是（）

A.該交流電的頻率為100Hz

B.閉合開關(guān)S后，電阻R消耗的電功率為16W

C.閉合開關(guān)S后，電流表的讀數(shù)為2A

D.斷開開關(guān)S后，副線圈的輸出電壓為0

11.（2024北京門頭溝高三一模）如圖所示，兩平行金屬板八、B與電阻R相連，金屬板間有一勺強(qiáng)磁

場。現(xiàn)將一束等離子（含有大量等量正、負(fù)離子）垂直磁場噴入，下列說法正確的是（）

A.A極板的電勢高于B極板B.R中有從〃到。的電流

C.若只增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，A中電流不變D.若只增大兩極夜間距，K中電流不變

12.(2024北京豐臺高三一模)出現(xiàn)暴風(fēng)雪天氣時，配備航空燃油發(fā)動機(jī)的某型號“除雪車''以20km/h的速

度勻速行駛，進(jìn)行除雪作業(yè)。直徑約為30cm的吹風(fēng)口向側(cè)面吹出速度約30m/s、溫度約700C、密度約

LONg/nf的熱空氣。已知航空燃油的熱值為4xlO?J/kg,根據(jù)以上信息可以估算出以下哪個物理量

()

A.除雪車前進(jìn)時受到的阻力

B.除雪車吹出熱空氣時受到的反沖力

C.除雪車進(jìn)行除雪作業(yè)時消耗的功率

D.除雪車進(jìn)行除雪作業(yè)時單位時間消耗的燃油質(zhì)量

13.(2024北京豐臺高三一模)如圖所示為一個簡易的高溫報警器原理圖。舄為熱敏電阻，S為斯密特觸

發(fā)器，其工作特點(diǎn)為當(dāng)A端電勢上升到高電勢L6V時，Y端從高電勢跳到低電勢0.25V；當(dāng)A端電勢下

降到低電勢0.8V時，Y端從低電勢跳到高電勢3.4V。已知蜂鳴器的工作電壓為3?5V,下列說法正確的是

()

+5V

^pDp

盯—

-A-D-"V

4s/蜂

一ov-^ov

A.A端為高電勢時蜂鳴器報警

B.溫度升高，熱敏電阻阻值增大

C.滑片尸向沙端移動，可提高溫度報警器的報警溫度

D.若無斯密特觸發(fā)器，可通過將U與品調(diào)換位置實現(xiàn)同樣的功能

參考答案

1.A

【詳解】根據(jù)UT圖像的切線斜率表示加速度，可知電子在M點(diǎn)的加速度大于在N點(diǎn)的加速度，則在M

點(diǎn)受到的電場力大于在N點(diǎn)受到的電場力，則M點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于N點(diǎn)的電場強(qiáng)度，即有

由箕―圖像可知電子的動能增加，則電場力對電子做正功，電子的電勢能減少，即有

故選A。

2.B

【詳解】A.由圖可知，此交流電的周期為0.02s,則此交流電的頻率

/=l=50Hz

T

故A錯誤；

B.此交流電電壓的有效值

311

U=^V=220V

加

用其給100。的電阻供電，電阻消耗的功率

U2

P=—=484W

R

故B正確：

C.用其給以額定功率1000W工作的電吹風(fēng)供電，電路中的電流約為

P'

/=—=4.55A

U

故C錯誤；

D.當(dāng)電路中接入阻值為1()。的電阻時，電路中的電流

/'=—=22A

R'

接入電動機(jī)后，電路為非純電阻電路，電路中的電流不等于22A,故D錯誤。

故選B。

3.C

【詳解】A.壓敏電阻阻值隨油箱中油量的減少而增大，則電路總電阻最大，電路電流減小，定值電阻兩

端電壓減小，壓敏電阻兩端電壓增大，由于當(dāng)電壓表示數(shù)大于某一值U時，就會觸發(fā)報警，則電壓表應(yīng)與

壓敏電阻并聯(lián)，即與為壓敏電阻，故A錯誤；

B,若換用電壓更大的電源，觸發(fā)警報時，定值電阻兩端的電壓增大，電路中電流增大，壓敏電阻的阻值

減小，警戒油量將變大，故B錯誤；

C.若換用阻值更大的定值電阻，觸發(fā)警報時，電路中電流更小，壓敏電阻的阻值更大，警戒油量將變

小，故C正確：

D.隨著油箱的油量減少，電路中的總電阻變大，電路中電流減小，則通過定值電阻的電流變小，故D錯

誤。

故選C。

4.A

【詳解】B.一小段時間內(nèi)，流過導(dǎo)線橫截面的電子個數(shù)為

N=nSvAt

電荷量

Q=M?=nSvej\t

根據(jù)電流的定義有

/=—=neSv

Ar

解得

I

v=-----

neS

故B正確，不符合題意：

AC.取長度為L的一段導(dǎo)體，則電子做定向移動時滿足電場力與阻力相等，則

,LU

kv=eE=e——

L

由U=/R,/=neSv，R=,解得

k=ne2p

故A錯誤，符合題意；C正確，不符合題意；

D.金屬中的自由電子定向移動的速率不變，電子做定向移動時滿足電場力與阻力相等，則電場力對電子

做的正功與阻力對電子做的負(fù)功大小相等，故D正確，不符合題意。

故選Ao

5.B

【詳解】A.M在。點(diǎn)的電場強(qiáng)度水平向右，N在。點(diǎn)的電場強(qiáng)度水平向右，根據(jù)電場的疊加可知。點(diǎn)的

電場強(qiáng)度不為零，故A錯誤；

B.等量異種電荷中垂線為等勢面，其電勢等于0,與無窮遠(yuǎn)處電勢相等，故B正確；

CD.當(dāng)桿繞。點(diǎn)在豎直平面內(nèi)逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，N形成的等效電流方向為順時針，N形成的等效電

流方向為逆時針，根據(jù)安培定則可知，M在。點(diǎn)的磁場方向垂直紙面向外，N在。點(diǎn)產(chǎn)生的磁場方向垂

直紙面向里，M、N距離。點(diǎn)的距離相等，所以。點(diǎn)的合磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，故CD錯誤。

故選B。

6.D

【詳解】A.只有豎直方向受力平衡的離子，才能沿水平方向運(yùn)動離開速度選擇器，即

qE=qvBi

可得

v=一

可知粒子進(jìn)入磁場坊的速度相等，根據(jù)

v~

qvB-,=m—

可得

mv

qB、

則

2=JL

inB2r

可知打在［點(diǎn)的帶電粒子的比荷大，故A錯誤；

B,增大速度選擇器的磁感應(yīng)強(qiáng)度，粒子經(jīng)過速度選擇器過程中向洛倫茲力方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，電場力做負(fù)

功，可知粒子到達(dá)磁場層的速度變小，根據(jù)

mv

r----

qB2

可知粒子在磁場當(dāng)做圓周運(yùn)動的半徑變小，則片、鳥向上移動，故B錯誤；

CD.在云霧室內(nèi)受到的阻力始終與速度方向相反，做負(fù)功，洛倫茲力不做功，根據(jù)動能定理

1.

-fs=-kqs=0--rnv"

可得

mv2

s=---

2kq

兩個帶電粒子的速度大小相等，結(jié)合A選項分析可知打在鳥點(diǎn)的帶電粒子在云室里運(yùn)動的路程更長，打在

R點(diǎn)的帶電粒子在云室里運(yùn)動的路程更短，打在匕點(diǎn)的帶電粒子在云室里運(yùn)動的時間更短故C錯誤，D正

確。

故選D。

7.D

【詳解】A.根據(jù)題意可知，當(dāng)帶電針尖逐漸靠近電絕緣體材料的表面時，由于二者的相互作用使得懸臂

發(fā)生彎曲，可知針尖與材料表面發(fā)生的相互作用為靜電力，A錯誤；

B.懸臂發(fā)生彎曲使激光入射面的法線方向轉(zhuǎn)過。角，根據(jù)光的反射定律可知，反射光線也轉(zhuǎn)過2。角，B

錯誤；

C.靜電力顯微鏡可以探測帶電金屬材料表面的電荷分布，C錯誤：

D.將探針改為磁性材料，可以探測近樣品表面磁場的強(qiáng)弱，D正確。

故選D。

8.A

【詳解】A.A到3的電場線，是由A指向從口電場線是曲線，沿著電場線的方向，電勢是降低，所以A

點(diǎn)電勢比〃點(diǎn)電勢高，故A正確；

B.A、8、C、。對稱分布，電場線密集程度一樣，所以這四點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等，方向不同，故B錯

誤；

C.根據(jù)等量同種電荷電場和等勢面分布可知，〃、。和仇d在A、C兩點(diǎn)的電勢分別相等，則A、C兩點(diǎn)

的電勢相等，所以若電子由A點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)，靜電力對電子不做功，故C錯誤；

D.根據(jù)等量同種電荷電場和等勢面分布可知，。、c兩點(diǎn)電荷在。點(diǎn)的電勢高于在。點(diǎn)的電勢；b、d兩點(diǎn)

電荷在C點(diǎn)的電勢也高于在。點(diǎn)的電勢，即C點(diǎn)的電勢大于。點(diǎn)的電勢，電子在C點(diǎn)的電勢能小于在。

點(diǎn)的電勢能，故D錯誤。

故選Ao

9.D

【詳解】A.設(shè)半導(dǎo)體的與電流垂直方向長為小寬為伍處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中，電子定向運(yùn)動的

速率為明則半導(dǎo)體兩端的霍爾電壓為

U=Bbv=

flnea

根據(jù)霍爾電阻定義有

4B

%=?=一

/nea

則霍爾電阻不能反映對電流的阻礙作用，故A錯誤；

B.由題意可知，在超低溫、強(qiáng)磁場的極端條件下，某些材料的霍爾電阻卻隨著強(qiáng)磁場的增加出現(xiàn)量子化

現(xiàn)象，并不是所有的材料都會發(fā)生，故B錯誤；

C.具備量子反?；魻栃?yīng)的磁性拓補(bǔ)絕緣材料，有望成為新一代低能耗芯片的制造材料，故C錯誤；

D.根據(jù)功率的表達(dá)式2=尸/?,P=FV,結(jié)合牛頓第二定律尸=〃口，整理得

A=絆

I2

則歐姆電阻的基本單位表示為細(xì)!，；

根據(jù)能量子表達(dá)式匕=和，功的表達(dá)式W=心,牛頓第二定律尸="以，結(jié)合電流的定義式/=9，整理得

t

h_max

evl2r

則常數(shù)組合4的基本單位表示為警故D正確。

e-A-s

故選D。

10.B

【詳解】A.根據(jù)瞬時值的表達(dá)式可知，該交流電的頻率為

故A錯誤；

C.由瞬時值的表達(dá)式可知，原線圈的電壓最大值為220&V,所以原線圈的電壓的有效值為220V,根據(jù)

變壓器電壓關(guān)系有

55

q=丁丁

可得

Uz=4V

副線圈上的電流為

/,=S=4A

R

電流表的讀數(shù)為原線圈的電流，根據(jù)變壓器電流關(guān)系有

人=生

可得

/.=-x4A=—A

15555

故C錯誤；

B.電阻消耗的功率為

R,=UJ2=4x4W=16W

故B正確：

D.斷開S后，不影響副線圈電壓，根據(jù)

(/,_n,_55

或=%=丁

可知副線圈電壓不為0,故D錯誤。

故選B.

11.B

【詳解】A.由左手定則，正離子受洛倫茲力向下偏轉(zhuǎn)，負(fù)離子受洛倫茲力向上偏轉(zhuǎn)，B板為電源的正

極，A極板的電勢低于B極板，故A錯誤；

B.由A項分析可知，B板為電源的正極，A極板為電源的負(fù)極，〃中有從力到。的電流，故B正確；

CD.由平衡條件得

**=當(dāng)

電源電動勢為

E=U=Bdv

兩校間等離子體的等效電阻為「，R中電流

rEBdv

7?+rR+r

若只增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，R中電流增大，若只增大兩極板間距，R