2023年高考物理全国甲卷真题变式·分层精准练：第8题

试卷更新日期：2023-06-12 类型：二轮复习

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一、原题

1. 一有机玻璃管竖直放在水平地面上，管上有漆包线绕成的线圈，线圈的两端与电流传感器相连，线圈在玻璃管上部的5匝均匀分布，下部的3匝也均匀分布，下部相邻两匝间的距离大于上部相邻两匝间的距离。如图(a)所示。现让一个很小的强磁体在玻璃管内沿轴线从上端口由静止下落，电流传感器测得线圈中电流I随时间t的变化如图(b)所示。则（）

A、小磁体在玻璃管内下降速度越来越快 B、下落过程中，小磁体的N极，S极上下顺倒了8次 C、下落过程中，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变 D、与上部相比，小磁体通过线圈下部的过程中，磁通量变化率的最大值更大

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二、基础

2. 我们熟知磁铁不能吸引金银。但最近媒体报导了几起怪事，有人发现从正规渠道购买的金条能被磁铁“吸”得动起来，当强磁铁对着金条前后快速移动时，金条被“吸”得前后摆动，于是就怀疑金条有问题，但通过专业检测这些金条都符合国家标准。检测员再次用强磁铁在金条旁边上下左右、前后缓慢移动时，未发现金条被吸引的现象，只有在前后快速移动磁铁时才发现吸引现象，对此现象下列解释合理的是（）

A、金条被“吸”是因为受到万有引力的作用 B、前后快速移动磁铁时磁通量变化较快，金条中产生涡流，从而和磁铁发生相互作用，发生摆动 C、前后缓慢移动磁铁时，金条中磁通量不发生变化，所以没有感应电流 D、上下或左右缓慢移动磁铁时，磁通量变化较慢，金条中感应电流很小，和磁铁相互作用很弱，不足以观察到金条摆动

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3. 某中学物理兴趣小组为研究无线充电技术，动手制作的一个“特斯拉线圈”如图甲所示，其原理示意图如图乙所示，线圈的匝数为n、面积为S，若在t时间内，匀强磁场平行于线圈轴线穿过线圈，其磁感应强度大小由 $B_{1}$ 均匀增加到 $B_{2}$ ，下列说法正确的是（　　）

A、a端电势高于b端电势 B、b端电势高于a端电势 C、该段时间内线圈两端的电势差的大小恒为 $\frac{S (B_{2} - B_{1})}{t}$ D、该段时间内线圈两端的电势差的大小恒为 $\frac{n S (B_{2} - B_{1})}{t}$

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4. 如图所示，磁铁固定在水平放置的电子测力计上时，测力计的示数为 $F_{1}$ 。现控制导线框abcd平面与磁场方向垂直，底边水平，以恒定的速率在磁场中竖直向下运动。当ab边进入磁铁两极间时，测力计的示数变为 $F_{2}$ 。将磁铁两极间的磁场视为水平匀强磁场，其余区域磁场不计。则（）

A、ab边进入磁场时，流过ab边电流由a指向b B、ab边进入磁场时，线框受到的安培力竖直向上 C、ab边中的感应电动势是由于洛伦兹力的作用产生的 D、磁场的磁感应强度大小与（ $F_{2} - F_{1}^{}$ ）成正比

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5. 用电阻率为 $ρ$ ，横截面积为S的硬质细导线做成半径为r的圆环，其内接正方形区域内充满垂直于圆环面的磁场，t=0时磁场方向如图（甲）所示，磁感应强度B随时间t的变化关系如图（乙）所示，规定垂直纸面向外为磁场的正方向，则在t=0到 $t = 2 t_{0}$ 的时间内（）

A、圆环中感应电流大小先变小后变大 B、圆环中感应电流方向沿顺时针方向 C、圆环中感应电流 $\frac{B_{0} π r^{2}}{t_{0}}$ D、圆环中产生的热量为 $\frac{4 B_{0}^{2} r^{3} S}{π ρ t_{0}}$

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三、巩固

6. 电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器。电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，固定的条形磁体附近的金属弦被磁化，当弦上下振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，电吉他通过扩音器发出的声音随感应电流的增大而变响。下列说法正确的是（　　）

A、弦振动的周期越大，线圈中感应电流的方向变化越快 B、弦振动的周期越小，线圈中感应电流的方向变化越快 C、其他情况不变，只增大线圈的匝数，电吉他的音量增大 D、其他情况不变，只增大线圈的匝数，电吉他的音量减小

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7. 2022年10月20日，世界首个电磁驱动地面超高速试验设施——“电磁橇”在我国济南阶段性建成并成功运行，电磁橇可以将吨级及以上物体最高加速到1030公里的时速，创造了大质量超高速电磁推进技术的世界最高速度纪录。电磁橇运用了电磁弹射的原理，图甲是一种线圈形电磁弹射装置的原理图，开关S先拨向1，直流电源向电容器充电，待电容器充好电后在 $t = 0$ 时刻将开关S拨向2，发射线圈被弹射出去，如图乙所示，电路中电流在 $t = t_{0}$ 时刻达到峰值后减小。假设发射线圈由粗细均匀的同种金属导线绕制而成，发射导管材质绝缘，管内光滑，下列说法正确的是（　　）

A、在 $t = 0 \sim t_{0}$ 时间内，发射线圈的加速度不断增大 B、在 $t = 0 \sim t_{0}$ 时间内，发射线圈中的电流不断减小 C、增加发射线圈的匝数，发射线圈加速度不变 D、发射导管越长，发射线圈的出射速度越大

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8. 如图甲所示，金属圆环静止在绝缘水平桌而上，垂直桌面施加竖直方向的交变磁场，取竖直向下为正方向，磁感应强度B的变化规律如图乙所示（不考虑金属圆环的自感），下列说法正确的是（　　）

A、在 $0 \sim \frac{T}{4}$ 时间内，从上往下看感应电流沿逆时针方向 B、在 $\frac{T}{4} \sim \frac{3 T}{4}$ 时间内，感应电流先增大后减小，方向不变 C、在 $\frac{T}{4} \sim \frac{T}{2}$ 时间内，圆环有扩张的趋势 D、在 $\frac{T}{2} \sim \frac{3 T}{4}$ 时间内，磁场对圆环上任一小段导线的作用力逐渐减小

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9. 如图甲所示，螺线管匝数 $n = 1000$ 匝，横截面积 $S = 20 c m^{2}$ ，螺线管导线电阻 $r = 1 Ω$ ，电阻 $R = 5 Ω$ ，磁感应强度 $B$ 的 $B - t$ 图象如图乙所示 $（$ 以向右为正方向 $）$ ，下列说法正确的是（）

A、电阻 $R$ 中的电流方向是从A到C B、感应电流的大小保持不变 C、电阻 $R$ 两端的电压为 $\frac{10}{3} V$ D、 $C$ 点的电势为 $4 V$

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10. 如图甲所示，面积为S带小缺口的刚性金属圆环固定在竖直平面内，在圆环的缺口两端用导线分别与两块水平放置的平行金属板A、B连接，两板足够大，间距为d。有一变化的磁场垂直于圆环平面，规定向里为正，其磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。在平行金属板A、B正中间有一质量为m的带电液滴，液滴在第0～ $\frac{1}{4} T$ 内处于静止状态。重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A、液滴带负电 B、液滴的电荷量为 $\frac{m g d T}{2 B_{0} S}$ C、在 $\frac{T}{2} \sim \frac{3}{4} T$ 内，液滴的运动方向向下 D、若极板间距离足够大，则 $t = \frac{3}{4} T$ 时液滴与初始位置相距 $\frac{1}{4} g T^{2}$

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11. 如图所示，宽度为2d的区域内存在匀强磁场B，磁场方向垂直纸面向里．一半径为d的正方形线框abcd由粗细均匀的金属导线绕成，初始时线框右边恰好与磁场边界重合，现让线框匀速穿过磁场区域，电流逆时针为正方向，下列关于ab两点间的电压U_ab及通过线圈中的电流i随线圈位移x的变化正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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四、提升

12. 如图，水平放置足够长光滑金属导轨abc和de，ab与de平行，bc是以O为圆心的圆弧导轨，圆弧be左侧和半圆形Obc内有方向如图的匀强磁场，金属杆OP的O端与e点用导线相接，P端与圆弧bc接触良好。初始时，可滑动的金属杆 $M N$ 静止在平行导轨上，若杆 $O P$ 绕O点在匀强磁场区内从b到c匀速转动过程中，回路中始终有电流，金属杆MN的速度用v表示，金属杆MN的加速度用a表示，回路中电流用I表示，回路消耗的电功率用p表示，只计金属杆MN、OP的电阻。下列图像中可能正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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13. 如图所示，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，一根导轨位于x轴上，另一根由ab、bc两段直导轨组成，其中bc段与x轴平行，两导轨相交于原点O左侧a点，所有导轨单位长度电阻为r。导轨上一足够长金属棒MN在外力作用下沿x轴正方向以速度 $v_{0}$ 做匀速直线运动，金属棒单位长度电阻也为r， $t = 0$ 时刻恰好通过坐标原点O，金属棒始终与x轴垂直。设运动过程中通过金属棒的电流强度为i，金属棒受到安培力的大小为F，导轨间金属棒切割磁感线产生的电动势为E，导轨间金属棒两端的电压为U，导轨与金属棒接触良好，忽略导轨与金属棒连接处的电阻。下列图像可能正确的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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14. 如图所示，等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的底边在x轴上且长为 $2 L$ ，高为L。纸面内直角边长均为L的直角三角形导线框 $A B C$ 沿x轴正方向做匀速直线运动穿过磁场区域，在 $t = 0$ 时刻恰好位于图中所示的位置。以顺时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示导线框中的电流跟导线框所走位移的关系图像（ $i - x$ 图像）和导线框受到的安培力大小跟导线框所走位移的关系图像（ $F - x$ 图像）的是（）

A、 B、 C、 D、

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15. 如图所示，光滑且足够长的金属导轨MN、PQ平行地固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.20m，两导轨的左端之间连接的电阻R=0.40Ω，导轨上停放一质量m=0.10kg的金属杆ab，位于两导轨之间的金属杆的电阻r=0.10Ω，导轨的电阻可忽略不计。整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。现用一水平外力F水平向右拉金属杆，使之由静止开始运动，在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好，若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图乙所示。则（）

A、t=5s时通过金属杆的感应电流的大小为1A，方向由a指向b B、t=3s时金属杆的速率为3m/s C、t=5s时外力F的瞬时功率为0.5W D、0~5s内通过R的电荷量为2.5C

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16. 等离子气流由左方连续以v₀射入P₁和P₂两板间的匀强磁场中，ab直导线与P₁、P₂相连接，线圈A与直导线cd连接．线圈A内有随图2所示的变化磁场，且磁场B的正方向规定为向左，如图1所示，则下列叙述正确的是（　　）

A、0～1s内ab、cd导线互相排斥 B、1～2s内ab、cd导线互相吸引 C、2～3s内ab、cd导线互相吸引 D、3～4s内ab、cd导线互相排斥

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