电磁场与电磁波初步 专项练习 -2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦电磁场与电磁波核心概念及规律应用，通过多题型覆盖知识逻辑链，强化物理观念与科学思维 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念辨析|3题（1/5/9）|判断电磁波谱、场性质等基础概念|从电磁波分类到电磁场理论，构建物质与相互作用观念| |规律应用|4题（2/4/6/10）|结合楞次定律、左手定则分析电磁现象|以电磁感应、洛伦兹力为核心，形成运动与相互作用推理链| |实验探究|1题（7）|设计安培力测量实验|通过实验数据处理，培养科学探究能力| |综合计算|5题（3/8/12/14/15）|涉及电路、力学、能量综合问题|从单一规律到多模块整合，提升复杂问题解决的科学思维|

电磁场与电磁波初步专项练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是（　　） A．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波 B．变化的磁场能够产生电场，变化的电场能够产生磁场 C．电磁波在真空中的传播速度与光在真空中的传播速度不同 D．紫外线是一种比紫光波长更短的电磁波，能够灭菌消毒 2．如图所示，固定长直导线的正上方用绝缘细线悬挂一金属圆环，静止时金属圆环的中心位于点。现在导线中通有水平向右的恒定电流，将金属圆环的中心拉到位置无初速度释放，金属圆环的中心运动到位置后反向运动，已知金属圆环和长直导线始终在同一平面内，且细线始终处于张紧状态。则金属圆环从到位置的过程中（　　） A．圆环中没有感应电流产生 B．圆环中感应电流的方向先顺时针再逆时针方向 C．圆环受到安培力为零 D．圆环机械能守恒 3．如图所示，某同学用玻璃皿在中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极做“旋转的液体的实验”，若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场视为匀强磁场，磁感应强度为，玻璃皿的横截面的半径为，电源的电动势为，内阻，限流电阻，玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为，闭合开关后当液体旋转时电压表的示数恒为2V，则（　　） A．由上往下看，液体做顺时针旋转 B．液体所受的安培力大小为 C．闭合开关后，液体热功率为 D．闭合开关10s，液体具有的动能是 二、多选题 4．如图所示，水平桌面处在竖直向下的匀强磁场中，桌面上平放着一只内壁光滑的玻璃试管，管的底部M处有一带电小球。在水平拉力F作用下，试管向右做匀速运动时，小球向管口N运动，则（　　） A．小球带负电 B．小球带正电 C．在小球未从管口出去前，拉力F逐渐变大 D．在小球未从管口出去前，拉力F保持不变 5．下列说法正确的是（　　） A．赫兹通过实验捕捉到了电磁波 B．电动势相同的电源，其储存的电能相同 C．把加热的铁块放入抽成真空的玻璃容器中，铁块的温度保持不变 D．由于恒星表面的温度不同，会看到有的恒星颜色偏红，有的偏蓝，且偏蓝表面温度更高 三、填空题 6．如右图所示，把长L＝0.5m的导体棒，垂直放入磁感应强度B＝1T的匀强磁场中。当导体棒中通有方向水平向右、大小I＝2A的电流时，导体棒受到的安培力大小为____N，方向______（填“竖直向上”、“竖直向下”）。    7．某研究性小组为了测定磁极间的磁感应强度，设计了如图所示的实验装置。在该实验中，磁铁固定在水平放置的电子测力计上，磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，其余区域磁场不计．水平直铜条AB的两端通过导线与一电源连接成闭合回路，直铜条AB在磁场中的长度为L，AB的电阻为R，电源电动势为E，内阻为r．在开关闭合前，电子测力计的计数为；开关闭合后，电子测力计的计数为。 （1）开关闭合后，铜条所受安培力的大小为______，方向为______． （2）磁极间的磁感应强度大小B＝______。 四、解答题 8．英国物理学家J· J·汤姆孙认为阴极射线是带电粒子流。为了证实这点，从1890年起他进行了一系列实验研究。下图是他当时使用的气体放电管的示意图。由阴极发出的带电粒子通过小孔、形成一束细细的射线，、间小孔连线过。它穿过两片平行的金属板、之间的空间，到达右端带有标尺的荧光屏上。通过射线产生的荧光的位置，可以研究射线的径迹。若图中金属板、沿轴方向的长度为，沿轴方向的宽度为，沿轴方向的高度为。实验时在阳极与阴极之间加上加速电压在、之间加上大小为的偏转电压，其中的电势低于的电势。当在、之间加上沿轴正方向的匀强磁场，且磁感应强度的大小为时，在出现亮斑；保持其他条件不变，撤去匀强磁场后，带电粒子流打在的下侧，且速度方向与、间小孔连线的夹角为（带电粒子的重力忽略不计）。求： （1）带电粒子进入、时的速度大小； （2）带电粒子的比荷。 场 科学家从微观粒子的视角本身的视角移开，开始转移到一些能改变粒子运动的假想场上。 9．以下有关于场的说法正确的是（　　） A．场是看不见摸不着的物质，但我们可以用“场线”来形象化地描述它 B．静止的电荷周围的电场称为静电场 C．麦克斯韦发表了电磁场理论，认为一切电场都能产生磁场 D．现代科学认为，基本粒了和场之间关系密切，有场才有基本粒子 科学家先研究电场，一电场的电势φ随x的变化规律如图，图线关于φ轴对称，且AO间距离小于BO间距离 10．下列说法正确的是（　　） A．该电场可能为匀强电场 B．一负电荷在A点电势能大于B点电势能 C．一正电荷从A点移到B点电场力不做功 D．A、B间电场方向为由B指向A 科学家们转而研究磁场，在利用洛伦兹力演示仪（图甲）探究带电粒子在匀强磁场中运动的规律时，发现有时玻璃泡中的电子束在匀强磁场中的运动轨迹呈“螺旋”状。现将这一现象简化成如图乙所示的情景来讨论：在空间存在平行于y轴的匀强磁场，由坐标原点在xOy平面内以初速度以沿与x轴正方向成角的方向射入磁场的电子运动轨迹为螺旋线，其轴线平行于y轴，螺旋半径为R，螺距为，螺旋周期为T。 11．判断螺旋半径R，螺距，螺旋周期T，分别可能和哪些物理量有关（用下述物理量，励磁线圈中的电流I，电子的加速电压U，角度） 在深入研究了电磁场的关联后，科学家得到了质谱仪的结论，如图为某质谱仪的原理图。真空中，质量为m、带电量为q的正离子以大小为的初速度沿x轴运动，经长度为d的区域I后，运动到与区域边界相距为L的yOz平面。 12．回答下列问题 （1）若区域I中仅存在沿y轴正方向的匀强磁场，离子穿出磁场时速度与x轴方向成30°，求磁感强度大小； （2）若区域I中仅存在沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为，求离子落在yOz平面上时距原点O的距离s； 科学家们不仅局限于只在电磁场中，在等离激元蒸汽发生器是一种用于产生纯净蒸汽的装置。实验发现，用光照射含有纳米银颗粒（可视为半径约10.0nm的球体，其中每个银原子的半径约0.10nm）的水溶液。纳米银颗粒吸收一部分光而升温，从而使其周围的水汽化而产生纯净的水蒸气，但整个水溶液的温度并不增加。该现象可解释为纳米银颗粒中的电子在光场（即只考虑其中频率为的简谐交变电场）的作用下，发生集体振荡（即等离激元振荡）从而与光发生共振吸收。电子均匀分布在纳米银颗粒内（如图中虚线圆所示），当施加电场E0后，纳米银颗粒中的电子会在很短的时间内整体发生一个与E0相反的微小偏离xp，使电子整体分布于一个新的球面内（如图中实线圆所示，且xp远小于纳米银颗粒半径），导致纳米银颗粒的右端出现正电荷，中间部分（实线与虚线所围中间区域）呈电中性。当E0反向，上述正负电荷分布对称地变换。中间部分与两侧交界的电荷可忽略不计。若上述过程在E0cost的光场作用下连续进行时，便称之为等离激元振荡。 13．下列说法中正确的是（　　） A．可将上述等离激元振荡的过程等效成带有阻尼的LC振荡电路 B．图中白色部分可能存在电场强度大小为E0、方向与xp相同的电场 C．纳米银颗粒在E0cost的光场作用下，产生的等离激元振荡为简谐振荡 D．为使纳米银颗粒中产生等离激元振荡，光场的频率应满足=1 14．已知银的摩尔质量为108，和阿伏伽德罗常数为NA，试写出5.4g银的原子个数___________ 15．如图所示，质量为，边长为，阻值为且均匀分布的正方形金属框，位于光滑的水平面上。金属框的边与磁场左边界平行，运动方向与磁场左边界垂直。图甲和图乙中的磁场为匀强磁场，大小为，方向垂直水平面向下。图丙中沿正方向存在按均匀增大的稳恒磁场（是单位为的已知常量，为坐标值）。 (1)如图甲，给金属框一初速度，则金属框刚进磁场时，求边所受的安培力的大小； (2)如图乙，给金属框一变力，使金属框从图示位置由静止开始做匀加速直线运动。在进入磁场的过程中，力随时间的变化率为定值。求金属框的加速度大小； (3)如图丙，给金属框一初速度，使金属框从图示位置开始向右运动，求停止运动时边的坐标值。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 《电磁场与电磁波初步专项练习》参考答案 1．C 【详解】A．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线均属于电磁波谱中的不同波段，故A正确； B．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场能够产生电场，变化的电场能够产生磁场，故B正确，； C．电磁波在真空中的传播速度为光速，与光在真空中的传播速度相同，故C错误； D．紫外线的波长小于可见光中紫光的波长，且具有灭菌消毒的效应，故D正确。 本题选错误的，故选C。 2．B 【详解】AB．根据安培定则，通电直导线下方区域磁场方向垂直纸面向里，上方区域磁场方向垂直纸面向外，圆环由点开始运动到最低点过程中，磁通量增大，根据楞次定律，圆环中感应电流的磁场方向垂直纸面向里，感应电流的方向沿顺时针，从到的过程中，磁通量减小，感应电流的方向沿逆时针，故A错误，B正确； CD．因为磁感应强度在水平方向均匀分布，把圆环分成若干份，可以知道对称的一小段在水平方向的安培力是大小相等，方向相反的，圆环下方部分所处的磁场强于上方部分，故圆环从到过程所受安培力方向竖直向上，从到过程所受安培力方向竖直向下，在运动过程，圆环克服安培力做负功，故圆环的机械能也不守恒，故CD错误。 故选B。 3．B 【详解】A．由于中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形的电极接电源的正极，在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心；玻璃皿所在处的磁场竖直向上，由左手定则可知，导电液体受到的安培力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转，A错误； B．电压表的示数为2V，则根据闭合电路欧姆定律有 所以电路中的电流 液体所受的安培力大小 B正确； C．玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为 则液体热功率为 C错误； D．10s末液体的动能等于安培力对液体做的功，通过玻璃皿的电流的功率 所以闭合开关10s，液体具有的动能 D错误。 故选B。 4．BC 【详解】AB．小球能从管口处飞出，说明小球受到指向管口洛伦兹力，根据左手定则判断，小球带正电，故A错误，B正确； CD．设管子运动速度为，小球沿管子的分速度大小为，则小球受到垂直管子向左的洛伦兹力的分力 增大，则增大，而拉力，则逐渐增大，故C正确，D错误。 5．AD 【详解】A．麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，赫兹最早通过实验捕捉到了电磁波，证实了电磁波的存在，故A正确； B．电源储存的电能，电动势相同的电源，若容量不同，储存的电能不同，例如同电动势的一号干电池比五号干电池储存的电能更多，故B错误； C．抽成真空的容器中虽然没有热传导和热对流，但高温铁块会通过热辐射向外散失能量，内能减小，温度会逐渐降低，故C错误； D．根据热辐射规律，物体温度越高，辐射强度最大的对应波长越短，红光波长大于蓝光波长，因此偏蓝的恒星对应表面温度更高，故D正确。 故选AD。 6． 1 竖直向上 【详解】[1]导体棒受到的安培力大小为 [2]由左手定则可知，方向竖直向上。 7． F1- F2 向下 【详解】（1）[1][2]开关闭合时，由图中流经铜条的电流方向和磁感应强度B的方向，根据左手定则可知，安培力方向向下，由于力的作用是相互的，铜条对磁铁产生大小等于安培力且方向向上的作用力。开关未闭合时，电子测力计示数F1是磁铁的重力，闭合开关时，电子测力计示数F2是磁铁的重力和铜条对磁铁产生的向上的作用力的差，故铜条所受安培力的大小为 F= F1- F2 （2）[3]根据闭合电路的欧姆定律可知 磁极间的磁感应强度大小为 8．(1)；(2) 【详解】解：(1)由带电粒子匀速通过、区域可知    ① 解得    ② (2)由速度偏转角可知    ③ 解得    ④ 由水平匀速直线运动可得   ⑤ 由竖直匀加速直线运动可得    ⑥ 联立上式得 9．ABD 10．B 11．螺旋半径R与励磁线圈中的电流I、电子的加速电压U、角度有关，，螺距与励磁线圈中的电流I，电子的加速电压U，角度有关，螺旋周期T与励磁线圈中的电流I有关 12．（1）；（2） 13．AC 14． 【详解】9．A．场是看不见摸不着的物质，但我们可以用“场线”来形象化地描述它，故A正确； B．静止的电荷周围的电场称为静电场，故B正确； C．麦克斯韦发表了电磁场理论，认为变化的电场产生磁场，故C错误； D．现代科学认为，基本粒了和场之间关系密切，有场才有基本粒子，故D正确。 故选ABD。 10．A．图像斜率代表场强，可知A、B两点场强不同，该电场为非匀强电场，故A错误； B． A点电势低于B点电势，一负电荷在A点电势能大于B点电势能，故B正确； C．A点电势低于B点电势，一正电荷从A点移到B点电场力做负功，故C错误； D．电场线方向由电势高处指向电势低处，若A、B间电场方向为由B指向A，则由B到A电势一直减小，故D错误。 故选B。 11．励磁线圈中的电流I越大，磁感应强度B越大。根据 得 可知螺旋半径R与励磁线圈中的电流I、电子的加速电压U、角度有关；周期 可知螺旋周期T与励磁线圈中的电流I有关，螺距 可知螺距与励磁线圈中的电流I，电子的加速电压U，角度有关。 12．（1）如图 根据 得 （2）离子在I中做类平抛运动，运动时间 又 联立得 所以离子落在yOz平面上时距原点O的距离 13．A．可将上述等离激元振荡的过程等效成带有阻尼的LC振荡电路，故A正确； B．图中白色部分可能存在电场强度大小为E0、方向与xp相反的电场，故B错误； C．纳米银颗粒在E0cost的光场作用下，产生的等离激元振荡为简谐振荡，故C正确； D．为使纳米银颗粒中产生等离激元振荡，光场的频率应满足 故D错误。 故选AC。 14．[1]5.4g银的原子个数 15．(1) (2) (3) 【详解】（1）给金属框一初速度，感应电动势大小为 感应电流大小为 根据安培力的计算公式可得 联立解得 （2）在进入磁场的过程中，根据牛顿第二定律可得 即 由于 则 解得 （3）当金属框的速度为时，金属框中感应电动势的大小为 金属框所受安培力大小为 取初速度方向为正方向，根据动量定理可得 则有 解得 答案第1页（共2页） 答案第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $