2021全国高三(上)期中物理汇编：电磁感应与电磁波初步.docx

2021全国高三（上）期中物理汇编
电磁感应与电磁波初步
一、单选题
1．许多科学家对物理学的发展做出了巨大贡献，下列选项中说法全部正确的是（　　）
A．牛顿发现了万有引力定律，并用扭秤实验测出了引力常量，他被誉为第一个“称出”地球质量的人
B．密立根通过油滴实验比较精确地测定了电荷量e的数值
C．法拉第历经10年的研究，于1931年提出了法拉第电磁感应定律
D．库仑利用扭秤测出了静电力常量k的数值
2．如图所示，小姜同学用此装置模仿奥斯特实验。图中的小磁针可以自由转动，右端为它的N极，未通电时导线与小磁针平行，通电时导线中的电流方向向右，则（　　）

A．导线不通电时，小磁针的N极指向南方
B．通电时，俯视情况下，小磁针的N极将逆时针转动，且磁针静止后与导线的夹角不等于90度
C．通电时，俯视情况下，小磁针的N极将顺时针转动，且磁针静止后与导线的夹角等于90度
D．小姜同学操作有误，因为导线初始的摆放位置不正确，应该让导线与磁针垂直摆放
3．下列有关说法正确的是（　　）
A．加速度磁感应强度、电阻的定义都运用了比值定义法
B．由公式可知电场中某点的电势与q成反比
C．通电导体周围产生的磁场与天然磁体周围产生的磁场的微观本质是不同的
D．公式虽然只适用于真空中的点电荷，但对于一个处于真空中的均匀带电球体，计算其外部任意一点电场强度也可用该公式进行计算，其中Q是带电球所带的总电量，r是球体外部某点到球心的距离
4．如图所示，三根长直通电导线互相平行，电流大小和方向均相同，它们的横截面处于顶角为的等腰的三个顶点，导线a在c处产生的磁场的磁感应强度大小为。已知通电长直导线周围磁感应强度大小满足（k为常量，I为电流大小，r为点到长直导线的距离），则（　　）

A．导线a、b在c处产生的磁场的合磁感应强度大小为
B．导线a、b在c处产生的磁场的合磁感应强度大小为
C．导线b、c在a处产生的磁场的合磁感应强度大小为
D．导线b、c在a处产生的磁场的合磁感应强度大小为
5．如图所示，两竖直放置的平行长直导线和中通以大小相等且方向向上的电流，其中a、b、c三点位于两导线所在平面内，a、b两点关于对称，b、c两点关于对称，b点位于和的正中间。则（　　）

A．a、c两点的磁感应强度大小相等 B．a、c两点的磁感应强度方向相同
C．a、b两点的磁感应强度大小相等 D．b点的磁感应强度大于a点
6．N95口罩中起阻隔作用的关键层是熔喷布，熔喷布的纤维里加入了驻极体材料，它能依靠静电感应吸附比熔喷布网状纤维孔洞小很多的0.1μm量级或更小的微粒，从而有了更好的过滤效果。制备驻极体的一种方法是对某些电介质材料进行加热熔化，然后在强电场中进行极化冷却。电介质中每个分子都呈电中性，但分子内正、负电荷分布并不完全重合，每个分子可以看成是等量异号的电荷对。如图所示，某种电介质未加电场时，分子取向随机排布，熔化时施加水平向左的匀强电场，正、负电荷受电场力的作用，分子取向会发生一致性的变化。冷却后撤掉电场，形成驻极体，分子取向能够较长时间维持基本不变。这个过程就像铁在强磁场中被磁化成磁铁的过程。根据以上信息可知，下列说法中正确的是（　　）

A．驻极体能够吸引带电的微粒，但不能吸引电中性的微粒
B．驻极体吸附小微粒利用了静电感应，所以驻极体所带的总电荷量一定不为零
C．不带电的微粒也能被驻极体吸引，但并不会中和驻极体表面的电荷
D．加有驻极体的口罩会因存放时间过长其中的电场衰减而过期，这是驻极体向外放电使电荷减少的结果
7．在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类社会的进步，人类社会的进步又促进了物理学的发展．下列叙述中错误的是 (     )
A．奥斯特发现了电流的磁效应 B．库仑发现了电荷间的相互作用规律
C．洛仑兹提出了分子电流假说 D．法拉第发现了电磁感应现象
二、多选题
8．关于机械波与电磁波，下列说法中正确的是
A．机械波在介质中传播时，介质中后振动的质点总是重复先振动的相邻的质点的振动，是受迫振动
B．弹簧振子在四分之一个周期里运动的路程一定等于一个振幅
C．有经验的战士可以根据炮弹飞行的尖叫声判断炮弹是接近还是远去
D．电磁波衍射能力由强到弱的顺序是无线电波、可见光、红外线、γ射线
E．在真空中传播的电磁波频率不同，传播的速度相同
9．2019 年北京时间 4 月 10 日 21 时，人类历史上首张黑洞照片被正式披露，引起世界轰动．黑洞是一类特殊的天体，质量极大，引力极强，在它附近（黑洞视界）范围内，连光也不能逃逸，并伴随很多新奇的物理现象．传统上认为，黑洞“有进无出”，任何东西都不能从黑洞视界里逃逸出来．但霍金、贝肯斯坦等人经过理论分析，认为黑洞也在向外发出热辐射，此即著名的“霍金辐射”，因此可以定义一个“黑洞温度”T： ，其中 h 为普朗克常量，c 为真空中的光速，G 为万有引力常量，M 为黑洞质量，k 是一个有重要物理意义的常量，叫做“玻尔兹曼常量”．以下能用来表示“玻尔兹曼常量”单位的是（   ）
A． B． C． D．
三、解答题
10．在如图所示的平面直角坐标系xoy中，第Ⅰ象限区域内有沿y轴正方向（竖直向上）的匀强电场，电场强度大小E0=50N/C；第Ⅳ象限区域内有一宽度d=0.2m、方向沿x轴正方向（水平向右）的匀强电场。质量m=0.1kg、带电荷量q=+1×10-2C的小球从y轴上P点以一定的初速度垂直y轴方向进入第Ⅰ象限后，从x轴上的A点进入第Ⅳ象限，并恰好沿直线通过该区域后从B点离开，已知P、A的坐标分别为（0，0.4m），（0.4m，0），取重力加速度g=10m/s2。求：
(1)初速度v0的大小；
(2)A、B两点间的电势差UAB；
(3)小球经过B点时的速度大小。

参考答案
1．B
【详解】A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测量出了万有引力常量，被誉为第一个“称出”地球质量的人，故A错误；
B．密立根通过油滴实验比较精确地测定了电荷量e的数值，故B正确；
C．法拉第发现了磁生电的现象，纽曼和韦伯提出了法拉第电磁感应定律，故C错误；
D．库仑利用扭秤装置测出了带电小球之间的作用力，提出了库仑定律，并没有测出了静电力常量k，是麦克斯韦通过理论的计算得出了静电力常量，故D错误。
故选B。
2．B
【详解】A．地磁场由南指向北，导线不通电时，故只在地磁场作用下，小磁针的N极指向北方，A错误；
BC．地磁场由南指向北，故只在地磁场作用下，小磁针的N极指向北，当通电时导线中的电流方向向右，根据安培定则，在导线下方会产生向里的磁场，俯视情况下，小磁针的N极将逆时针转动，在电流磁场和地磁场的作用下，磁针静止后与导线的夹角不等于90度，C错误B正确；
D．导线与磁针垂直摆放置时，导线通电后，产生的磁场和地磁场平行，小磁针不会偏转，D错误。
故选B。
3．D
【详解】A．加速度是决定式，而磁感应强度、电阻都是运用比值思想定义的，故A错误；
B．电势的高低是由场源和参考面位置决定，与检验电荷无关，则B错误；
C．电流的磁场和天然磁体的磁场本质上都是分子电流产生的，则C错误；
D．根据点电荷电场强度公式

的条件及应用可知D正确。
故选D。
4．C
【详解】AB．由右手螺旋定则和平行四边形定则可判断导线a、b在c处产生磁场的磁感应强度均为，如图所示

由几何知识得：两磁场方向夹角为，则磁场的磁感应强度大小为，方向平行ab向右，故AB错误；
CD．设ac之间的距离为r由题可得，c在a处产生的磁场磁感应强度为，设b在a处产生的磁场磁感应强度为由

联立解得

由几何关系知两磁场方向的夹角为，由平行四边形定则得导线b、c在a处产生的磁场的合磁感应强度大小为，故C正确，D错误。
故选C。
5．A
【详解】a、b、c三点的磁场，均来自导线和的磁场的叠加，根据安培右手定则，结合对称性可知，a、c两点的磁感应强度大小相等，方向相反，b点的磁感应强度为零，最弱，BCD错误，A正确。
故选A。
6．C
【详解】A．极体不仅能够吸引带电的微粒，还能依靠静电效应吸引微小的电中性颗粒，故A错误；
B．极体吸附小微粒利用了静电感应，但驻极体内部的总电荷量为零，只是分子取向一致，对外显示静电效应而已，故B错误；
C．带电的微粒由于静电效应能被驻极体吸引，但驻极体内部正负电荷代数和为零，不存在中和现象，故C正确；
D．有驻极体的口罩会因存放时间过长其中的电场衰减而过期，这是因为驻极体内部的分子取向再次变得杂乱无章的缘故，故D错误。
故选C。
7．C
【详解】奥斯特发现了电流的磁效应，选项A正确；库仑发现了电荷间的相互作用规律，选项B正确； 安培提出了分子电流假说，选项C错误；法拉第发现了电磁感应现象，选项D正确；此题选择不正确的选项，故选C.
8．ACE
【详解】A．机械波在介质中传播时，介质中后振动的质点总是重复先振动的相邻的质点的振动，是受迫振动，选项A正确；
B．弹簧振子只有从平衡位置或者离平衡位置最远处开始振动计时，在四分之一个周期里运动的路程才等于一个振幅，选项B错误；
C．有经验的战士可以根据炮弹飞行的尖叫声判断炮弹是接近还是远去，这是根据多普勒效应，选项C正确；
D．波长越大的衍射能量越强，则电磁波衍射能力由强到弱的顺序是无线电波、红外线、可见光、γ射线，选项D错误；
E．在真空中传播的电磁波频率不同，传播的速度相同，选项E正确；
故选ACE.
9．BCD
【详解】根据得

h的单位为J•s=Nms=kg•m2/s，c的单位是m/s，G的单位是N•m2/kg2= m3/ kg•s2，M的单位是kg，T的单位是K，代入上式可得k的单位是 ，不等于。
A．，与结论不相符，选项A错误；
B．，与结论相符，选项B正确；
C．，与结论相符，选项C正确；
D．，与结论相符，选项D正确；
10．(1)1m/s；(2)5V；(3)
【详解】(1)小球进入竖直方向的匀强电场后做类平抛运动，小球带正电，受到的电场力方向竖直向上，根据牛顿第二定律，加速度
a=
解得
a=5m/s2
根据平抛运动规律，小球沿水平方向做匀速运动，有
xA=v0t
竖直方向有
yP=at2
联立得
v0=xA
代入数据，解得
v0=1m/s
(2)设水平电场的电场强度大小为E，因未进入水平电场前，带电小球做类平抛运动，所以进入电场时竖直方向的速度
vy=
因为小球在水平电场区域恰好做直线运动，所以合外力的方向与速度方向在一条直线上，即速度方向与合外力的方向相同，有

解得
E=50N/C
设小球在水平电场中运动的水平距离为l
=
根据电势差与电场强度的关系有
UAB=El
解得
UAB=5V
(3)设小球在B点的速度大小为v，对小球运动的全过程，由动能定理，有
mv2-mv=mg（yP+d）+qUAB-qE0yP
解得
v=m/s
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