暑期综合提高练习（四）电磁学2——2026-2027年高中物理新高三年级暑期强化训练含答案

这是一份暑期综合提高练习（四）电磁学2——2026-2027年高中物理新高三年级暑期强化训练含答案，共5页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．下列对电器或设备的工作原理的描述，正确的是（ ）
A. 微波炉是利用电磁感应原理使食物温度升高的
B. 手机无线充电的过程利用了电磁感应原理
C. 雷达是利用超声波的多普勒效应进行测距和定位的
D. 红外体温计是通过接收人体发射的X射线来测体温的
2．如图所示，在竖直平面内的直角坐标系xOy的第一象限存在着方向平行于y轴的匀强电场，场强大小为5×103N/C．一个可视为质点的带电小球在t=0时刻从y轴上的a点以沿x轴正方向的初速度进入电场，图中的b、c、d是从t=0时刻开始每隔0.1s记录到的小球位置，若重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力,则以下说法正确的是（ ）
A． 小球的初速度大小是60m/s
B． 小球从a运动到d的过程中，机械能一定增大
C． 小球的比荷qm是1×10−3C/kg
D． 小球的加速度大小为2.5m/s2
3．如图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图．定子是仅匝数n不同的两线圈，n1>n2，二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点O的距离相等，且均连接阻值为R的电阻，转子是中心在O点的条形磁铁，绕O点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正弦式交变电流．不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是（ ）
A． 两线圈产生的电动势的有效值相等B． 两线圈产生的交变电流频率相等
C． 两线圈产生的电动势同时达到最大值D． 两电阻消耗的电功率相等
4．如图所示是带有转向器的粒子直线加速器，转向器中有辐向电场（方向均指向圆心O点），A、B接在有效值为U的交变电压上，质量为m、电荷量为+q的离子，以初速度v0进入第1个金属圆筒左侧的小孔，离子在每个筒内均做匀速直线运动，时间均为t．在相邻两筒间的缝隙内被电场加速，加速时间不计，离子从第3个金属圆筒右侧出来后，立即由M点射入转向器，沿着半径为R的圆弧虚线（等势线）运动，并从N点射出，离子重力不计，则（ ）
A． 交变电压的周期为t
B． 第3个金属圆筒长度是第1个金属圆筒长度的3倍
C． 离子进入转向器的速度大小为v=4qUm+v02
D． 虚线MN处电场强度的大小为6qU+mv02qR
5．［江苏无锡2025高二上期末］如图所示，一足够长的竖直放置的圆柱形磁铁，产生一个中心辐射的磁场（磁场水平向外），一个与磁铁同轴的圆形金属环套在磁铁上，环的质量m=0.2kg，环单位长度的电阻为0.1πΩ/m，半径r=0.1m（大于圆柱形磁铁的半径）.金属环由静止开始下落，环面始终水平，金属环切割处的磁感应强度大小均为B=0.5T，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2.则（ ）
A．环下落过程的最大速度为2m/s
B．环下落过程中，先做匀加速直线运动，再做匀速直线运动
C．若下落时间为2s时环已经达到最大速度，则这个过程通过环横截面的电荷量是32πC
D．若下落高度为3m时环已经达到最大速度，则这个过程环产生的热量为6J
6．同学们在学校操场上做摇绳发电实验，用手机软件测得当地的磁感应强度如表所示，其中x轴正方向为水平由南向北，y轴正方向为水平自东向西，z轴正方向为竖直向上。两位同学各握长金属软绳OAO'的一端，以平行于y轴方向的OO'为轴匀速摇动软绳，周期为0．5 s，摇绳过程中金属软绳OAO'与轴OO'所围成的面积可视为恒值2 m2，将O、O'接到灵敏电流计两端，如图所示。已知回路的总阻值为40 Ω，图中金属软绳在最高位置。下列说法正确的是
A．该学校位于地球南半球
B．金属软绳在最高位置时回路中的感应电流为零
C．摇绳发电得到的是正弦式交变电流，感应电动势的峰值为400π μV
D．金属软绳从最高位置运动到最低位置的过程中，通过电流计的电荷量为2．5×10－6 C
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7．下列关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是( )
A．应变片都是由半导体材料制成的
B．当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之变小
C．传感器输出的是应变片上的电压
D．外力越大，输出的电压差值也越大
8．半径为r和2r的同心圆形轨道固定在同一水平面内，一长为r，电阻为R的均匀直导体棒AB置于圆轨道上面，BA的延长线通过圆轨道圆心O，装置的俯视图如图所示，整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向竖直向下.在两环之间接阻值为R的定值电阻和电容为C的电容器.直导体棒在水平外力作用下以角速度ω 绕O逆时针匀速转动，在转动过程中始终与轨道保持良好接触，不计轨道电阻.以下说法正确的是（ ）
A．导体棒中电流从A流向BB．导体棒两端电压为34Bωr2
C．电容器的M板带负电D．电容器所带电荷量为34CBωr2
9．如图所示，正六棱柱上下底面的中心为O和O'，A、D两点分别固定等量异号的点电荷，下列说法正确的是（ ）
A. F'点与C'点的电场强度大小相等
B. B'点与E'点的电场强度方向相同
C. A'点与F'点的电势差小于O'点与D'点的电势差
D. 将试探电荷+q由F点沿直线移动到O点，其电势能先增大后减小
10．图甲是由导电的多晶硅制成的电容式加速度传感器，图乙是其前视图.传感器可以看成由电容为C1、C2的电两个电容器组成，当传感器沿着箭头方向变速运动时，多晶硅悬臂梁的右侧可发生弯曲形变，形变程度只与加速度大小正相关，且加速度向上时，悬臂梁的右侧向下弯曲.下列描述正确的是（ ）
甲乙
A．传感器静止时，用外力下压悬臂梁右端，C1增大，C2减少
B．传感器保持匀速向上运动，C1与C2均不变
C．传感器由静止突然向上加速运动，C1减小，C2增大
D．传感器向下做匀减速运动，C1不断减小，C2不断增大
三、非选择题：本大题共5题，共56分。
11．气敏电阻在安全环保领域有着广泛的应用。有一个对甲醛气体非常敏感的气敏电阻，正常情况下阻值为几百欧，当甲醛浓度升高时，其阻值可以增大到几千欧。该气敏电阻说明书给出的气敏电阻随甲醛浓度变化的曲线如图a所示（横轴为）
(1)为检验该气敏电阻的参数是否与图a一致，测量部分甲醛浓度下的阻值，设计图b所示电路。利用如下实验器材测甲醛浓度为时气敏电阻的阻值，供选用的器材如下：
A．蓄电池（电动势，内阻不计）
B．电压表（量程，内阻约）
C．毫安表（量程，内阻约）
D．滑动变阻器（最大阻值）
E.滑动变阻器（最大阻值）
F.开关、导线若干
①参照图a中的参数，滑动变阻器应选用 （填“”或“”）；
②单刀双掷开关应接在 （填“1”或“2”）；
(2)实验时，将气敏电阻置于密封小盒内，通过注入甲醛改变盒内甲醛浓度，记录不同甲醛浓度下电表示数，计算出气敏电阻对应阻值，若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为和，则此时气敏电阻的阻值为 （保留2位有效数字）。
(3)已知国家室内甲醛浓度标准是。探究小组利用该气敏电阻设计了如图c所示的简单测试电路，用来测定室内甲醛是否超标。
电源电动势为（内阻不计），电路中、分别为红、绿发光二极管，红色发光二极管的启动（导通）电压为，即发光二极管两端电压时点亮，绿色发光二极管的启动电压为，发光二极管启动时对电路电阻的影响不计。实验要求当室内甲醛浓度正常时绿灯亮，超标时红灯亮，则在电阻和中， 是定值电阻，其阻值为 。
12．某实验小组要将电流表G（铭牌标示：Ig=500 μA,Rg=800 Ω）改装成量程为1 V和3 V的电压表，并用标准电压表对其进行校准.选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材，按图（1）所示连接电路，其中虚线框内为改装电路.
图（1）
（1） 开关S1闭合前，滑片P应移动到______（填“M”或“N”）端.
（2） 根据要求和已知信息，电阻箱R1的阻值已调至1 200 Ω ,则R2的阻值应调至______Ω .
（3） 当单刀双掷开关S2与a连接时，电流表G和标准电压表V的示数分别为I、U，则电流表G的内阻可表示为__________________.（结果用U、I、R1、R2表示）
（4） 校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大，经排查发现电流表G内阻的真实值与铭牌标示值有偏差，则只要______即可.（填正确答案标号）
A. 增大电阻箱R1的阻值
B. 减小电阻箱R2的阻值
C. 将滑动变阻器的滑片P向M端滑动
（5） 校准完成后，开关S2与b连接，电流表G的示数如图（2）所示，此示数对应的改装电压表读数为____V.（保留2位有效数字）
图（2）
方法总结
13．如图所示，在直角坐标系的区域存在垂直纸面的匀强磁场，在x>0、的区域存在沿y轴正方向的匀强电场（图中未画出）。质量为m、电荷量为q的粒子从y轴上点以速度沿x轴正方向进入电场，经x轴上B点进入磁场时，速度方向与x轴正方向的夹角为，并从x轴上的C点第一次离开磁场，最后经第三象限回到A点。不计粒子的重力，求：
(1)匀强电场电场强度的大小；
(2)匀强磁场磁感应强度的大小和方向；
(3)粒子从A点出发到第一次返回A点的时间。
14．(14分)如图所示，平面直角坐标系xOy的第三象限中x＜－a的区域内存在辐向电场，与P点(－a，0)等距的各点电场强度大小相等且方向始终指向P；在－a≤x≤0的区域内无电场和磁场；在x＞0的区域内分布着垂直纸面向里的匀强磁场。在A点(－2a，0)有一粒子源，能够沿y轴负方向发射出甲、乙两种带正电的粒子束，两种粒子的初速度均为v0、电荷量均为q，粒子甲的质量为m，粒子乙的质量为1．5m。粒子甲在电场中做轨迹半径为a的匀速圆周运动；粒子乙从D点(－a，－1．5a)与x轴正方向成θ角射出电场。进入磁场后，粒子甲从M点(0，3a)射出磁场；粒子乙从N点(图中未标出)射出磁场。不计重力和粒子间的相互作用。
(1)求匀强磁场磁感应强度的大小。
(2)求粒子甲从离开粒子源到经过x轴所需要的时间。
(3)已知A、D间的电势差UAD＝－mv023q，cs θ＝45，求N点的坐标。
15．如图所示，在平面直角坐标系内有一直角三角形，坐标分别为和，三角形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，轴下方有沿着y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E。一质量为m、电荷量为的粒子从O点沿纸面射入磁场区域，速度方向与x轴的夹角为，并从C点离开磁场，不计粒子重力。
(1)求粒子射入磁场时的速度大小v；
(2)求从粒子射入磁场至粒子第2次经过x轴过程的时间t；
(3)若该粒子从y轴上的某点M由静止释放，能沿垂直于边的方向射出磁场，求M点距O点的距离y。
参考答案
1．【知识点】法拉第电磁感应定律
【答案】B
【解析】微波炉产生的微波使食物中的水分子振动,产生大量的热能,食物被加热,故A错误；手机无线充电技术应用了电磁感应原理,当交变电流通过充电底座中的线圈时,线圈产生磁场,带有金属线圈的手机靠近该磁场,线圈中就能产生电流,通过“磁生电”来实现充电,故B正确；雷达是利用电磁波的多普勒效应进行测距和定位的,故C错误；红外体温计是通过接收人体发射的红外线来测体温的,故D错误.
2．【知识点】带电粒子（物体）在重力场和电场组成的复合场中的运动
【答案】C
【解析】小球做类平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，则有v=xT=6×10−20.1m/s=0.6m/s，A错误；小球做类平抛运动，在竖直方向做匀加速直线运动，则有Δy=aT2，解得a=ΔyT2=5×10−20.12m/s2=5m/s2E2m，根据E有=Em2可知，两线圈产生的感应电动势有效值的关系为E1有>E2有，A错误；根据P=U2R可知，两电阻消耗电功率的关系为P1>P2，D错误．
4．【知识点】带电粒子在匀强电场中的运动
【答案】C
【解析】交变电压的周期为T=2t，A错误；粒子进入第3个金属圆筒时的速度满足2qU=12mv2−12mv02，可得v=v02+4qUm≠3v0，根据l=vt可知第3个金属圆筒长度不是第1个金属圆筒长度的3倍，离子进入转向器的速度大小为v=4qUm+v02，B错误，C正确；根据qE=mv2R，可得虚线MN处电场强度的大小为E=4qU+mv02qR，D错误．
5．【知识点】导体切割磁感线产生感应电动势（电流）的分析与计算、电磁感应现象中的功能问题
【答案】C
【解析】金属环达到最大速度时,加速度为0,受力平衡,有mg=BIL,设金属环的最大速度为vm,则E=BLvm,I=ER,L=2πr,R=2πr⋅0.1π(Ω)=0.2π2r(Ω),联立解得vm=4m/s,A错误；环下落过程中有mg−BBLvRL=ma,可知随着v增大,加速度逐渐减小,所以环下落过程中先做变加速直线运动,然后做匀速直线运动,B错误；若下落时间为2s时环已经达到最大速度,根据动量定理有mgΔt−BILΔt=mvm−0,又q=IΔt,联立可得q=32πC,C正确；若下落高度为3m时环已经达到最大速度,则根据能量守恒定律有mgℎ=12mvm2+Q,解得Q=4.4J,D错误.
6．【知识点】正弦式交变电流的公式及图像
【答案】C
【解析】沿竖直方向地磁场分量向下，则该学校位于北半球，A错误；金属软绳在最高位置时垂直切割地磁场的竖直分量，有感应电流产生（易错：地磁场方向斜向下，软绳在最高位置时，速度方向与地磁场的竖直分量垂直，有感应电流产生），B错误；地磁场斜向下，磁感应强度大小为B＝402+302 μT＝50 μT ，金属软绳摇动时产生的是正弦式交变电流，感应电动势的最大值为Em＝BSω＝2πTSB＝2π0．5×2×50×10－6 V＝4π×10－4 V＝400π μV（关键：地磁场方向斜向下，地磁场与软绳等效面积垂直时，磁通量最大），C正确；金属软绳从最高位置运动到最低位置的过程中，磁通量的变化量大小为｜ΔΦ｜＝｜Φ2－Φ1｜＝2BxS，根据法拉第电磁感应定律有E＝｜ΔΦ｜Δt，又I＝ER，通过电流计的电荷量q＝IΔt，联立解得q＝4×10－6 C，D错误。
7．【知识点】电阻应变片
【答案】 BD
【详解】 常见的电阻应变片有金属电阻应变片和半导体电阻应变片，故选项A错误；当应变片拉伸时，其电阻变大，反之变小，故选项B正确；传感器输出的是上、下两应变片上的电压差值，并且随着外力的增大，输出的电压差值越大，故选项C错误，D正确。
8．【知识点】导体切割磁感线产生感应电动势（电流）的分析与计算
【答案】BD
【解析】根据右手定则可知,导体棒AB逆时针切割磁感线时,产生的感应电流从B流向A,A错误；根据E=BLv以及v=rω 可得导体棒切割磁感线时产生的电动势E=BLv=Br(rω+2rω2)=32Br2ω,切割磁感线的导体棒相当于电源,则AB两端的电压相当于电源的路端电压,根据闭合电路欧姆定律可知,UAB=E2R⋅R=34Bωr2,B正确；AB相当于电源,在AB内部电流方向由B向A,故导体棒A端相当于电源正极,故与A相连的电容器M板带正电,C错误；由B项分析知,AB两端的电压为34Bωr2,则电容器两端的电压也为34Bωr2,所以电容器所带电荷量Q=CU=34CBωr2,D正确.
9．【知识点】点电荷的场强、电势能与静电力做功
【答案】ACD
【解析】等量异号的点电荷在F'点和C'点产生的电场强度分别如图甲、乙所示,正点电荷在C'点产生的场强大小E'+=kQr2=E−,负点电荷在B'点产生的场强大小E'−=kQr'2=E+,根据几何关系和电场分布的对称性可知EF'=EC',则F'点与C'点的场强大小相等,方向不同,A正确；同理可得,B'点和E'点的电场强度方向不同,B错误；作出ABCDEF平面上的电场线和等势线示意图,如图丙所示,可知试探电荷+q由F沿直线移动到O点,电势先升高后降低,所以电势能先增大后减小,D正确；根据对称性可知A'和D'处的电势可分别设为φ 和−φ ,又O'点在两点电荷连线的中垂线上,电势为零,F'点位于零等势面左侧,电势为正且小于A'点,所以O'点与D'点间的电势差为φ ,A'点和F'点间的电势差小于φ ,所以A'点与F'点间的电势差小于O'点与D'点间的电势差,C正确.
甲 乙丙
10．【知识点】生活中的传感器
【答案】BC
【解析】传感器静止时，用外力下压悬臂梁右端，多晶硅悬臂梁与顶层多晶硅（上电极）间距离变大，多晶硅悬臂梁与底层多晶硅（下电极）间距离变小，由C=εrS4πkd可知，C1减小，C2增大，故A错误；传感器保持匀速向上运动，多晶硅悬臂梁相对于顶层多晶硅和底层多晶硅位置不变，C1与C2均不变，故B正确；传感器由静止突然向上加速运动，多晶硅悬臂梁的右侧向下发生弯曲形变，多晶硅悬臂梁与顶层多晶硅间距离变大，多晶硅悬臂梁与底层多晶硅间距离变小，由C=εrS4πkd可知，C1减小，C2增大，故C正确；传感器向下做匀减速运动，多晶硅悬臂梁的右侧向上发生弯曲形变，多晶硅悬臂梁与顶层多晶硅间距离变小，多晶硅悬臂梁与底层多晶硅间距离变大，由C=εrS4πkd可知，C1增大，C2减小，故D错误.
11．【知识点】生活中的传感器
【答案】(1) ，1；(2)1.5；(3)，3.9
【详解】（1）根据图b可知，滑动变阻器采用了分压接法，为了调节方便，则滑动变阻器应该选择最大阻值较小的。
由图a可知，甲醛浓度为的气敏电阻的阻值，由于，因此电流表应采用内接法，即开关接到1。
（2）根据欧姆定律可得气敏电阻阻值为
（3）、串联，当甲醛浓度升高，气敏电阻的阻值增大时，红色发光二极管两端电压升高，所以为气敏电阻，为定值电阻。
据电阻与电压成正比，有，红色发光二极管处于点亮的临界状态，由图a可知时，气敏电阻的阻值，可得。
12．【知识点】电表的原理及改装
【答案】（1） M
（2） 4 000
（3） UI−R1−R2
（4） A
（5） 0.86
【解析】
（1） 为了保护电流表G,闭合S1瞬间电流表G应被短路,故滑片P应移至M端.
（2） S2接b时,改装电压表量程为1 V,故1 V=Ig(Rg+R1),S2接a时,改装电压表量程为3 V,故3 V=Ig(Rg+R1+R2),把Ig=500 μA、Rg=800 Ω 、R1=1 200 Ω 代入,解得R2=4 000 Ω .
（3） S2接a时,有U=I(Rg+R1+R2),可得Rg=UI−R1−R2.
（4） 若改装后电压表读数始终比标准电压表读数偏大,说明电流表G与电阻箱串联后,电流表G分流较大,故增大电阻箱R1的阻值即可，A正确.
（5） S2与b连接,题图（2）中电流表G的示数为430 μA,改装后电压表量程为1 V,则有500 μA1 V=430 μAU,解得U=0.86 V.
13．【知识点】带电粒子在组合场中的运动
【答案】(1)
(2)；方向垂直直面向里
(3)
【详解】（1）设粒子在B点时竖直方向的速度大小为，根据几何关系有
解得
设带电粒子由A至B用时为，则有
粒子由O至B竖直方向位移
根据牛顿第二定律有
联立解得
（2）粒子由A点运动至B点水平方向位移
由C点运动至A点，做匀速直线运动，如图所示
由几何关系可知
粒子做匀速圆周运动的轨迹如图中虚线所示， 为圆心，设圆周运动的半径为 r，根据几何关系可得
又在磁场中由洛伦兹力提供向心力
其中进入磁场中的速度为
联立解得
方向垂直直面向里
（3）根据几何关系，可知粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心角为
设带电粒子在磁场中运动的周期为T，则有
设从B到C所用时间为，则有
带电粒子由C至A用时
粒子从A点出发到第一次返回A点的时间
联立解得
14．【知识点】带电粒子在组合场中的运动
【答案】（1）mv02qa （2）（7π+6）a6v0 （3）（0，2a）
【解析】（1）粒子甲的运动轨迹如图（a）所示，
图（a）
由题意可知粒子甲在磁场中的轨迹半径
r1＝2a（1分）
又qv0B＝mv02r1（1分）
解得B＝mv02qa（1分）
（2）粒子甲在电场中运动的时间t1＝14·2πav0（1分）
匀速直线运动的时间t2＝av0（1分）
在磁场中轨迹圆对应的圆心角α＝π3（1分）
则t3＝α2π·2πr1v0＝2πa3v0（1分）
所需要的时间t＝t1＋t2＋t3＝（7π+6）a6v0（1分）
（3）粒子乙运动轨迹如图（b）所示，粒子乙从A点到D点过程中，由动能定理有
qUAD＝12×1.5mv2－12×1.5mv02（1分）
解得v＝53v0（1分）
设粒子乙在磁场中运动的轨迹半径为r2，有
qvB＝1.5mv2r2，
解得r2＝5a（1分）
粒子乙从D点射出到进入磁场的过程中，水平位移为a，竖直位移为atan θ＝0.5a，则进入磁场的位置与O点间的距离为2a，粒子乙在磁场中轨迹半径为r2＝5a，由r2cs θ＝2a可知，在磁场中粒子乙的轨迹圆圆心在x轴上，则N点的横坐标为0，纵坐标
y＝2r2cs θ－（1.5a＋atan θ）＝2a（2分）
则N点的坐标为（0，2a）（1分）
图（b）
15．【知识点】带电粒子在组合场中的运动
【答案】(1)，(2)，(3)
【详解】（1）由洛伦兹力提供向心力有，有轨道半径为，由几何关系有，解得
（2）由周期公式有，运动轨迹所对圆心角为，在磁场中的时间，粒子在电场中做类斜抛运动，牛顿第二定律有，在电场中的时间，总时间
（3）粒子在磁场中运动轨迹的半径R满足d=(2n+1）R（n=0，1，2，3…），轨道半径，解得，设 M 点到 O 点的距离为 y ，动能定理，解得方向
磁感应强度
x
40 μT
y
0
z
－30 μT
改装电压表
改装电流表
电路
R的作用
分压
分流
R的计算
R=UIg−Rg
R=IgI−IgRg
电表的总电阻
RV=Rg+R
RA=RgRRg+R