2023年高考物理二輪復(fù)習(xí)試題（全國通用） 專題05 能量觀點(diǎn)和動量觀點(diǎn)在電磁學(xué)中的應(yīng)用 Word版無答案

專題05能量觀點(diǎn)和動量觀點(diǎn)在電磁學(xué)中的應(yīng)用一、單選題1．（2022·浙江·高考真題）某種氣體—電子放大器的局部結(jié)構(gòu)是由兩塊夾有絕緣介質(zhì)的平行金屬薄膜構(gòu)成，其上存在等間距小孔，其中相鄰兩孔截面上的電場線和等勢線的分布如圖所示。下列說法正確的是（）A．a(chǎn)點(diǎn)所在的線是等勢線B．b點(diǎn)的電場強(qiáng)度比c點(diǎn)大C．b、c兩點(diǎn)間的電勢差的值比a、c兩點(diǎn)間的大D．將電荷沿圖中的線從d→e→f→g移動時電場力做功為零2．（2022·湖南·高考真題）如圖，四根完全相同的均勻帶正電絕緣長棒對稱放置在長方體的四條長邊a、b、c、d上。移去a處的絕緣棒，假定另外三根絕緣棒電荷分布不變。關(guān)于長方體幾何中心O點(diǎn)處電場強(qiáng)度方向和電勢的變化，下列說法正確的是（）A．電場強(qiáng)度方向垂直指向a，電勢減小B．電場強(qiáng)度方向垂直指向c，電勢減小C．電場強(qiáng)度方向垂直指向a，電勢增大D．電場強(qiáng)度方向垂直指向c，電勢增大3．（2022·江蘇·高考真題）如圖所示，正方形ABCD四個頂點(diǎn)各固定一個帶正電的點(diǎn)電荷，電荷量相等，O是正方形的中心?，F(xiàn)將A點(diǎn)的電荷沿OA的延長線向無窮遠(yuǎn)處移動，則（）A．在移動過程中，O點(diǎn)電場強(qiáng)度變小B．在移動過程中，C點(diǎn)的電荷所受靜電力變大C．在移動過程中，移動的電荷所受靜電力做負(fù)功D．當(dāng)其移動到無窮遠(yuǎn)處時，O點(diǎn)的電勢高于A點(diǎn)4．（2022·湖北·天門市教育科學(xué)研究院二模）如圖所示，空間有一帶正電的點(diǎn)電荷，圖中的實線是以該點(diǎn)電荷為圓心的同心圓，這些同心圓位于同一豎直平面內(nèi)，為一粗糙直桿，A、B、C、D是桿與實線圓的交點(diǎn)，一帶正電的小球（視為質(zhì)點(diǎn)）穿在桿上，以速度從A點(diǎn)開始沿桿向上運(yùn)動，到達(dá)C點(diǎn)時的速度為v，則小球由A點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是（）A．小球減少的機(jī)械能一定等于克服摩擦力做的功B．小球減少的機(jī)械能一定大于克服摩擦力做的功C．小球的機(jī)械能可能增加D．以上都有可能5．（2022·重慶·高考真題）如圖1所示，光滑的平行導(dǎo)電軌道水平固定在桌面上，軌道間連接一可變電阻，導(dǎo)體桿與軌道垂直并接觸良好（不計桿和軌道的電阻），整個裝置處在垂直于軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場中。桿在水平向右的拉力作用下先后兩次都由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，兩次運(yùn)動中拉力大小與速率的關(guān)系如圖2所示。其中，第一次對應(yīng)直線①，初始拉力大小為F0，改變電阻阻值和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小后，第二次對應(yīng)直線②，初始拉力大小為2F0，兩直線交點(diǎn)的縱坐標(biāo)為3F0。若第一次和第二次運(yùn)動中的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為k、電阻的阻值之比為m、桿從靜止開始運(yùn)動相同位移的時間之比為n，則k、m、n可能為（

）A．k=2、m=2、n=2 B．C． D．6．（2022·湖南·寧鄉(xiāng)市教育研究中心模擬預(yù)測）光滑導(dǎo)軌間距d＝0.5m，導(dǎo)軌間有一足夠?qū)挼拇艌觯鸥袘?yīng)強(qiáng)度B＝2T的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌兩端分別接有電阻R＝3Ω的電阻和阻值為RL＝6Ω的小燈泡，t＝0時，一電阻r＝2Ω的導(dǎo)體棒MN處在磁場的左邊界處，之后在外力作用下以速度v＝4sin10πt恰好能在磁場兩邊界間往返運(yùn)動，導(dǎo)軌的電阻不計，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，在導(dǎo)體棒MN以后的運(yùn)動中（

）A．導(dǎo)體棒MN從磁場左邊到右邊過程中，通過的電量為0.4CB．導(dǎo)體棒在磁場中做勻變速運(yùn)動C．小燈泡的功率為WD．導(dǎo)體棒運(yùn)動到磁場中間位置時，電阻R的電流為A7．（2022·北京·首都師范大學(xué)附屬中學(xué)三模）如圖所示，兩光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，間距為d，其左端接阻值為R的定值電阻，整個裝置處在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒MN垂直于導(dǎo)軌放置，且接觸良好?，F(xiàn)給導(dǎo)體棒MN一水平向右的初速度，經(jīng)過時間t，導(dǎo)體棒MN向右運(yùn)動的距離為x，速度變?yōu)?。不計金屬?dǎo)軌和導(dǎo)體棒MN的電阻。甲、乙兩位同學(xué)根據(jù)以上條件，分別求解在時間t內(nèi)通過電阻R的焦耳熱Q，具體過程如下：（）甲同學(xué)：在這段時間內(nèi)，導(dǎo)體棒MN切割磁感線的感應(yīng)電動勢所以乙同學(xué)：在導(dǎo)體棒向右運(yùn)動的過程中，導(dǎo)體棒損失的動能最終轉(zhuǎn)化為電阻R的焦耳熱，則有A．兩位同學(xué)的解法都正確B．兩位同學(xué)的解法都錯誤C．甲同學(xué)的解法正確，乙同學(xué)的解法錯誤D．甲同學(xué)的解法錯誤，乙同學(xué)的解法正確二、多選題8．（2022·全國·高考真題）地面上方某區(qū)域存在方向水平向右的勻強(qiáng)電場，將一帶正電荷的小球自電場中Р點(diǎn)水平向左射出。小球所受的重力和電場力的大小相等，重力勢能和電勢能的零點(diǎn)均取在Р點(diǎn)。則射出后，（）A．小球的動能最小時，其電勢能最大B．小球的動能等于初始動能時，其電勢能最大C．小球速度的水平分量和豎直分量大小相等時，其動能最大D．從射出時刻到小球速度的水平分量為零時，重力做的功等于小球電勢能的增加量9．（2022·全國·高考真題）如圖，兩根相互平行的光滑長直金屬導(dǎo)軌固定在水平絕緣桌面上，在導(dǎo)軌的左端接入電容為C的電容器和阻值為R的電阻。質(zhì)量為m、阻值也為R的導(dǎo)體棒MN靜止于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直，且接觸良好，導(dǎo)軌電阻忽略不計，整個系統(tǒng)處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中。開始時，電容器所帶的電荷量為Q，合上開關(guān)S后，（）A．通過導(dǎo)體棒電流的最大值為B．導(dǎo)體棒MN向右先加速、后勻速運(yùn)動C．導(dǎo)體棒速度最大時所受的安培力也最大D．電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱大于導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱10．（2022·江西宜春·模擬預(yù)測）如圖所示，在光滑絕緣水平桌面上建立一個直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)系的第一、四象限的兩塊區(qū)域內(nèi)分別存在垂直桌面向上、向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為2.0T，磁場邊界線的方程為y＝0.5sin2πx（m）（）。在水平桌面上靜置一個長1m、寬0.5m的矩形單匝導(dǎo)線框abcd，其電阻R＝1Ω，ab、dc邊與x軸平行，在拉力F的作用下，線框從圖示位置開始沿x軸正方向以大小為1m/s的速度勻速穿過整個磁場區(qū)域，下列說法正確的是（）A．線框中的感應(yīng)電流最大為1AB．bc邊到達(dá)x＝0.75m時，拉力F的功率為4WC．整個過程中拉力F所做的功為1.25JD．整個過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱為1.5J11．（2022·山東·模擬預(yù)測）如圖所示，水平金屬導(dǎo)軌P、Q間距為L，M、N間距為2L，P與M相連，Q與N相連，金屬棒a垂直于P、Q放置，金屬棒b垂直于M、N放置，整個裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中?，F(xiàn)給棒a一大小為v0、水平向右的初速度，假設(shè)導(dǎo)軌都足夠長，兩棒質(zhì)量均為m，在棒a的速度由v0減小到0.8v0的過程中，兩棒始終與導(dǎo)軌接觸良好。以下說法正確的是（）A．俯視時感應(yīng)電流方向為順時針B．棒b的最大速度為0.4v0C．回路中產(chǎn)生的焦耳熱為0.1mvD．通過回路中某一截面的電荷量為三、解答題12．（2022·遼寧·高考真題）如圖所示，光滑水平面和豎直面內(nèi)的光滑圓弧導(dǎo)軌在B點(diǎn)平滑連接，導(dǎo)軌半徑為R。質(zhì)量為m的帶正電小球?qū)⑤p質(zhì)彈簧壓縮至A點(diǎn)后由靜止釋放，脫離彈簧后經(jīng)過B點(diǎn)時的速度大小為，之后沿軌道運(yùn)動。以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系，在區(qū)域有方向與x軸夾角為的勻強(qiáng)電場，進(jìn)入電場后小球受到的電場力大小為。小球在運(yùn)動過程中電荷量保持不變，重力加速度為g。求：（1）彈簧壓縮至A點(diǎn)時的彈性勢能；（2）小球經(jīng)過O點(diǎn)時的速度大??；（3）小球過O點(diǎn)后運(yùn)動的軌跡方程。13．（2022·重慶·高考真題）某同學(xué)以金屬戒指為研究對象，探究金屬物品在變化磁場中的熱效應(yīng)。如圖所示，戒指可視為周長為L、橫截面積為S、電阻率為的單匝圓形線圈，放置在勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于戒指平面。若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小在時間內(nèi)從0均勻增加到，求：（1）戒指中的感應(yīng)電動勢和電流；（2）戒指中電流的熱功率。14．（2022·湖北·高考真題）如圖所示，高度足夠的勻強(qiáng)磁場區(qū)域下邊界水平、左右邊界豎直，磁場方向垂直于紙面向里。正方形單匝線框abcd的邊長L=0.2m、回路電阻R=1.6×10-3Ω、質(zhì)量m=0.2kg。線框平面與磁場方向垂直，線框的ad邊與磁場左邊界平齊，ab邊與磁場下邊界的距離也為L?，F(xiàn)對線框施加與水平向右方向成θ=45°角、大小為的恒力F，使其在圖示豎直平面內(nèi)由靜止開始運(yùn)動。從ab邊進(jìn)入磁場開始，在豎直方向線框做勻速運(yùn)動；dc邊進(jìn)入磁場時，bc邊恰好到達(dá)磁場右邊界。重力加速度大小取g=10m/s2，求：（1）ab邊進(jìn)入磁場前，線框在水平方向和豎直方向的加速度大??；（2）磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和線框進(jìn)入磁場的整個過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱；（3）磁場區(qū)域的水平寬度。15．（2022·浙江·高考真題）艦載機(jī)電磁彈射是現(xiàn)在航母最先進(jìn)的彈射技術(shù)，我國在這一領(lǐng)域已達(dá)到世界先進(jìn)水平。某興趣小組開展電磁彈射系統(tǒng)的設(shè)計研究，如圖1所示，用于推動模型飛機(jī)的動子（圖中未畫出）與線圈絕緣并固定，線圈帶動動子，可在水平導(dǎo)軌上無摩擦滑動。線圈位于導(dǎo)軌間的輻向磁場中，其所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。開關(guān)S與1接通，恒流源與線圈連接，動子從靜止開始推動飛機(jī)加速，飛機(jī)達(dá)到起飛速度時與動子脫離；此時S擲向2接通定值電阻R0，同時施加回撤力F，在F和磁場力作用下，動子恰好返回初