高考物理一轮复习【分层练习】 第16章 电磁感应与电磁波初步

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高考物理一轮复习策略首先，要学会听课：1、有准备的去听，也就是说听课前要先预习，找出不懂的知识、发现问题，带着知识点和问题去听课会有解惑的快乐，也更听得进去，容易掌握;2、参与交流和互动，不要只是把自己摆在“听”的旁观者，而是“听”的参与者。3、听要结合写和思考。4、如果你因为种种原因，出现了那些似懂非懂、不懂的知识，课上或者课后一定要花时间去弄懂。其次，要学会记忆：1、要学会整合知识点。把需要学习的信息、掌握的知识分类，做成思维导图或知识点卡片，会让你的大脑、思维条理清醒，方便记忆、温习、掌握。2、合理用脑。3、借助高效工具。学习思维导图，思维导图是一种将放射性思考具体化的方法，也是高效整理，促进理解和记忆的方法。最后，要学会总结：一是要总结考试成绩，通过总结学会正确地看待分数。1.摸透主干知识       2.能力驾驭高考      3.科技领跑生活  第十六章 电磁感应与电磁波初步分层训练 课标解读1.能列举磁现象在生产生活中的应用。了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响。关注与磁相关的现代技术发展。2.通过实验，认识磁场。了解磁感应强度，会用磁感线描述磁场。体会物理模型在探索自然规律中的作用。例如判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向，用磁感线描绘通电直导线和通电线圈周围的磁场。3.知道磁通量。通过实验，了解电磁感应现象，了解产生感应电流的条件。知道电磁感应现象的应用及其对现代社会的影响。例如收集资料，了解手机无线充电的原理。4. 通过实验，了解电磁波，知道电磁场的物质性。5.通过实例，了解电磁波的应用及其带来的影响。例如知道手机和卫星通信等都是电磁波的应用。6.知道光是一种电磁波。知道光的能量是不连续的。初步了解微观世界的量子化特征。 1．分子运动看不见、摸不着，不好研究，但科学家可以通过研究墨水的扩散现象去认识它，这种方法在科学上叫做“转换法’。下面是小明同学在学习中遇到的四个研究实例，其中采取的方法与刚才研究分子运动的方法相同的是（　　）A．利用磁感应线去研究磁场问题B．电流看不见、摸不着，判断电路中是否有电流时，我们可通过电路中的灯泡是否发光去确定C．研究电流与电压、电阻关系时，先使电阻不变去研究电流与电压的关系：然后再让电压不变去研究电流与电阻的关系D．研究电流时，将它比做水流2．关于磁场的说法正确的是（　　）
A．通电导线在磁场中受到安培力越大，该位置的磁感应强度越大B．因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显C．垂直磁场放置的通电导线受力的方向就是磁感应强度的方向D．地球表面上任意位置的地磁场方向都与地面平行3．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下关于物理研究方法和物理学史的叙述中，正确的是（　　）A．用质点来代替实际物体的研究方法叫微元法B．伽利略通过斜面实验直接得到了自由落体运动的速度与时间成正比C．楞次发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕D．库仑通过扭秤实验，定性地研究出真空中两点电荷的相互作用关系 1．如图所示，两半径相同的通电圆环导线互相垂直地竖直放置，圆心都在O点，通过的电流方向如图，电流大小都为I，其中直径AB恰好沿东西方向，则关于圆心O点的磁感应强度B的方向说法正确的是（　　）A．水平面内朝东偏北45°方向 B．水平面内朝东偏南45°方向C．与正东成45°斜向下方向 D．与正南成45°斜向下方向2．物理中“定义式”告诉我们被定义的物理量的物理意义是什么，以及可以怎样测量和计算该物理量。其中比值定义式中，被定义的物理量与定义式中的几个物理量无关，而由另外的因素决定。下列选项中不属于比值定义式的是（　　）A．加速度 B．磁感应强度C．万有引力 D．电容3．丹麦物理学家奥斯特在1820年4月发现了电流的磁效应，从而开启了人类对电与磁相互关联关系探索的序幕。已知通电长直导线周围某点的磁感应强度，即磁感应强度与导线中的电流
成正比，与该点到导线的距离r成反比。如图为垂直于纸面放置在x轴上0和处的两根平行长直导线，分别通以大小不等、方向相同的电流，已知。规定磁场方向垂直于x轴向上为正，在区间内磁感应强度B随x变化的图线可能是图中的（　　）A． B．C． D． 1．扫描隧道显微镜可探测样品表面原子尺寸上的形貌。为了有效减弱外界振动对它的扰动，在其圆盘周边沿其径向对称竖直安装若干对紫铜薄板，图示为其中的一个紫铜薄板，利用磁场来衰减其微小振动，按四种方法施加恒定磁场，则对铜板上下及其左右振动的衰减最有效的方法是（　　）A． B．C． D．2．物理学家在物理学的发展史上做出了卓越的贡献，下列有关物理学史的说法正确的是（　　）A．奥斯特发现了电磁感应现象，法拉第得出了电磁感应定律
B．库仑提出了点电荷间的作用规律，并最早用实验测得元电荷e的数值C．伽利略首先建立了瞬时速度、加速度的概念，并研究得出了自由落体运动的规律D．牛顿发现了万有引力定律，并计算出太阳与地球之间的引力大小3．物理观念是物理概念和规律等在头脑中的提炼和升华，下列对初步形成的物质观念、运动观念、相互作用观念、能量等观念说法正确的是（　　）A．电场中某一点电势大小与在该处的试探电荷量无关B．物体的运动方向与它所受的合力方向一定相同C．同向电流互相排斥、反向电流互相吸引是安培力作用的结果D．法拉第提出“磁生电”思想是受到麦克斯韦电磁场理论的启发 1．下列有关各种家用电器的物理问题说法正确的是（　　）A．电饭煲和电风扇的工作原理相同B．电视机和收音机都是依靠接收电磁波工作C．家用微波炉产生的微波是波长很短的机械波D．电饭煲煮相同的饭量其耗电量夏天与冬天一样多2．2022年3月8日，航天员王亚平从空间站送来的“国际妇女节”节日祝福通过电磁波传播到祖国各地，下列关于电磁波的说法正确的是（　　）A．可见光不属于电磁波B．只要有电场就能产生电磁波C．电磁波传播需要介质，机械波传播不需要介质D．电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的，且都与波的传播方向垂直26．下列说法正确的是（　　）A．电视机遥控器是利用遥控器发出的红光脉冲信号来换频道的
B．电磁波与声波由空气进入水中时，波长都变短C．某人在水面上方观察水底同位置放置的红、黄、绿三盏灯时，看到红灯距水面最近D．照相机镜头前的增透膜是利用了光的干涉原理 1．下列关于在两种不同温度下某一定质量的气体的分子速率分布图像（纵坐标f（v）表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，横坐标v表示分子的速率）和两种不同温度下黑体辐射的强度与波长的关系的图像符合实验规律的是（　　）A． B．C． D．2．下列说法错误的是（　　）A．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关B．无线电波、紫外线、可见光、红外线、X射线、射线的波长依次减小C．在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫一个光子，其能量为D．通电直导线中电流的方向总是与其产生的磁场的方向垂直3．根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时（　　）A．要放出光子，氢原子的能量减小，电子的动能增大B．要吸收光子，氢原子的能量增加，电子的动能增大C．要放出光子，氢原子的能量减小，电子的动能减小D．要吸收光子，氢原子的能量增加，电子的动能减小
一、单选题1．在实验的基础上进行科学推理是研究物理问题的一种方法，通常称之为理想实验法或科学推理法，如牛顿第一定律的得出就是采用了这种方法。下列研究过程中也采用了这一方法的是：（　　）A．探究影响压力作用效果的因素B．探究平面镜成像的特点C．用小磁针研究磁场方向D．研究真空不能传声2．如图所示，匀强磁场中有一半径为r的圆，圆心为O，与圆面垂直的长直导线a、b分别置于圆上M、N两点，OMN为等边三角形。当导线a、b中电流大小均为I0、电流方向如图所示时，圆心O处的磁感应强度大小为零。现固定导线b，将导线a在圆上移动，保持导线a、b始终与圆面垂直且电流方向不变，仅改变电流大小，使O处的磁感应强度大小始终为零，当a移至圆上某点P （图中未画出）时，a中电流最小。已知长直导线在距其为r处产生的磁感应强度大小为B=，式中k为已知的常量，I为导线中的电流大小。下列说法正确的是（　　）A．匀强磁场的方向与OM的夹角为30° B．匀强磁场的磁感应强度大小为C．OP与ON的夹角为120° D．导线a中电流的最小值为3．如图，小磁针放置在水平面内的O点，四个距O点相同距离的螺线管A、B、C、D，其中心轴均通过O点，且与坐标轴的夹角均为。设小磁针的N极从y轴顺时针转动的角度为，在四个螺线管没有通电的情况下。若四个螺线管中分别通有的电流，方向如图所示，则为（　　）
A． B． C． D．4．如图所示，两根相距为d的长直导线分别通有电流、，纸面内有一点P，与两根导线的距离也为d，已知时，P点的磁感应强度大小为B，若保持不变，将增大为，则此时P点磁感应强度大小为（　　）A． B． C． D．5．如图，ABCD为固定在竖直平面内的光滑绝缘轨道，BC连线水平，上、下区域Ⅰ、Ⅱ分别存在垂直轨道的水平磁场。将一铜质小球从A端由静止释放，经足够长的时间后，小球仅在BC的下方往复运动。则（            ）A．Ⅰ、Ⅱ区域内均存在匀强磁场B．Ⅰ、Ⅱ区域内均存在非匀强磁场C．Ⅰ内存在匀强磁场，Ⅱ内存在非匀强磁场D．Ⅰ内存在非匀强磁场，Ⅱ内存在匀强磁场6．动能回收系统能够提高电动车的续航能力，在电动车刹车瞬间，电源与电动车的电动机断开，同时启动动能回收系统，车轮带动电机转动向蓄电池充电，实现动能的回收，下列说法正确的是（　　）
A．动能回收技术应用了电磁感应的原理B．动能回收技术应用了磁场对电流的驱动原理C．如果关闭此系统，刹车时汽车的机械能守恒D．随着技术的进步，动能回收的效率可以达到100%7．下列说法正确的是（       ）A．光的偏振现象说明了光是纵波B．光从一种介质进入另外一种介质时一定能够发生全反射C．折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关D．手机通话时涉及的波只有电磁波8．如图所示是一个水平放置的玻璃圆环形小槽，槽内光滑，槽宽度和深度处处相同。现将一直径略小于槽宽的带正电小球放在槽中，让它获得一初速度，与此同时，有一变化的磁场垂直穿过玻璃圆环形小槽外径所在的区域，磁感应强度的大小跟时间成正比例增大，方向竖直向下。设小球在运动过程中电荷量不变，则（　　）A．小球需要的向心力大小不变 B．小球需要的向心力大小不断增大C．磁场力对小球做了功 D．小球受到的磁场力大小与时间成正比9．“千克”这一基本单位原由国际千克原器来定义。国际千克原器是1889年第一届国际计量大会批准制造的，它是一个用铂依合金制成的圆柱体，高度和直径均为，原型保存在巴黎国际计量局。因受空气污染和氧化等因素影响，国际千克原器的质量出现细微变化，已难以适应现代精密测量要求。因此科学界一直想用一种基于物理常数的定义来取代。2018年11月16日，第26届国际计量大会决定，千克由普朗克常量h及米和秒定义，即。该决定已于2019年5月20日生效。此次标准实施后，国际单位制中7个基本单位全部建立在不变的自然常数基础上，保证了国际单位的长期稳定性和通用性。以下说法正确的是（       ）A．普朗克常量h是一个无单位的常量
B．普朗克常量h的单位等效于C．普朗克常量h的单位等效于D．普朗克常量h的单位等效于10．华为手机麒麟9000型芯片是5nm制作工艺，光刻机是芯片制造的核心设备之一。光刻机通过一系列的光源能量，将光束透射过画着线路图的掩模，用透镜将线路图成比例缩小后映射到涂有化学层的硅片上，受到光线照射的部分，可以被冲洗掉，在硅片上就得到了掩膜上的电路图。芯片的制作过程需要用较大能量光子的光照射，应选用的光源是（　　）A．波长长的光源 B．频率大的光源C．强度小的光源 D．强度大的光源二、多选题11．如图所示，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相同的电流。A、O、B在M、N的连线上，O为MN的中点，C、D位于MN的中垂线上。A到O点的距离小于B到O点的距离，C到O点的距离小于D到O点的距离。已知距长直导线r处的磁感应强度大小，其中k为常量，I为长直导线的电流大小。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（　　）A．A、B两点处的磁感应强度方向相反B．A处的磁感应强度比B处大C．C、D两点处的磁感应强度方向相同D．C处的磁感应强度大小可能与D处相等
12．如图所示，一根通电直导线水平放在磁感应强度的水平匀强磁场中，且导线与磁场垂直，在以导线为圆心、半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点，若a点的实际磁感应强度为0，则下列说法中正确的是（　　）A．直导线中电流方向是垂直纸面向外的B．c点的实际磁感应强度为C．b点实际磁感应强度约为，方向斜向上，与B夹角为D．d点实际磁感应强度约为，方向斜向上，与B夹角为13．如图所示，通有恒定电流的正方形金属框固定在绝缘水平面上，带有绝缘层的长直导线平放且固定在金属框上，长直导线上通有水平向右的恒定电流，此时正方形中心O处的磁感应强度大小为B，当直导线中的电流加倍，O处的磁感应强度方向不变，大小变为B。若该直导线在导线外某点产生的磁感应强度大小与导线中电流大小成正比，则（　　）A．金属框中的电流沿顺时针方向B．金属框中的电流沿逆时针方向C．撤去长直导线中电流，O点处的磁感应强度大小为BD．撤去长直导线中电流，O点处的磁感应强度大小为B14．如图所示，某空间有一竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场，两条平行通电长直导线M和N，固定在某水平面上，电流方向如图。与M和N平行的电流元（不计重力）放在位置P，恰好平衡。图中为垂直导线的截面图，已知电流磁场的磁感应强度与到导线的距离成反比，PMN构成边长为L的正三角形。则下列判断正确的是（　　）
A．通电金属直导线M在P的磁感应强度大小为B．P的正下方L处的合磁感应强度为3BC．电流元P的电流方向一定垂直纸面向外D．P关于水平面的对称点Q的磁感应强度大小为零 1．（1）如图，用DIS研究小车在轨道上运动规律时，用位移传感器获得的v-t图像，可以看出小车在AB段做_________运动。如果要测量小车通过轨道某处时的瞬时速度，也可选用_________传感器。（2）在“研究磁通量变化时感应电流的方向”的实验中，①首先要判断灵敏电流计指针的偏转方向与通入电流方向的关系，可在图中通过灵敏电流计、电键、_________、_________连线组成闭合电路判断。
②若电流从电流计“＋”接线柱流入时电流计指针向右偏转，在如下情形中能观察到明显的电磁感应现象，且图中标出的电流计指针偏转方向正确的是(      )A． B．C． D．③如图所示电路，从上往下看线圈的绕制方向为_________（填顺时针方向或逆时针方向）2．某小组开展如下科学探究实验。（1）下列实验中，零刻度在中央的灵敏电流计指针发生偏转的是____________。A．甲实验中，使金属棒沿图示垂直磁场方向运动的过程中
B．乙实验中，将磁铁快速插入线圈的过程中C．丙实验中，保持开关S闭合，快速移动滑动变阻器滑片的过程中D．丙实验中，断开开关S，将小螺线管A快速从大螺线管B中抽出的过程中（2）某同学利用如图乙所示的实验装置探究影响感应电流的方向因素，并设计下表用以记录实验结果，请完成表格中的①②：线圈内磁通量增加时的情况实验序号磁体的磁场方向感应电流的方向感应电流的磁场方向第1次向下①_____时针（俯视）②_______第2次向上顺时针（俯视）感应电流的磁场方向向下本实验中可得到的实验结论是________________________。（3）在做验证楞次定律实验时，得到了丁图中的电流波形，横坐标为时间t，纵坐标为电流I，根据图线分析可知：将条形磁铁的N极插入闭合线圈时得到如图所示图线①。现让该磁铁从很远处按原方向沿线圈的轴线匀速穿过线圈并向远处离去，如图戊所示，下面四个选项中能较正确地反映线圈中电流I与时间t关系的是_______________。A．B．C．D．3．（1）如图所示是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置：
①如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将________偏转（填“向左”“向右”或 “不”）；②连好电路后，并将A线圈插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是________；A．插入铁芯        B．拔出A线圈    C．变阻器的滑片向左滑动        D．断开开关S瞬间（2）G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图（1）中所示，即电流从电流表G的左接线柱进时，指针也从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图（2）中的条形磁铁的运动方向是向________（填“上”“下”）；图（3）中电流表指针应________（填“向左”“向右”）偏转；图（4）中的条形磁铁下端为________极（填“N”，“S”）。 1．电磁刹车是一种新的刹车形式，某实验小组利用遥控塑料小车模型探究电磁刹车的效果.在遥控小车底面安装与小车底面长、宽均相同的N匝矩形导线框abcd，其总电阻为R，其平面与水平地面平行，如图所示，小车在磁场外以恒定功率P做直线运动，受到地面阻力恒为f，进入磁场前已达到最大速度，车头（ab边）刚要进入磁场时牵引力立即变为零，车尾（cd边）刚出磁场时速度恰好为零。已知小车总质量为m，小车底面长为d，宽为L，有界匀强磁场宽度也为d，磁感应强度为B，方向竖直向下，若不考虑其他阻力的影响。求：
（1）小车车头刚进入磁场时，线框所受安培力；（2）求解电磁刹车过程中产生的焦耳热Q，以及刹车所用的时间t。2．场是看不见、摸不着的，但我们却可以根据它表现出来的性质去认识它、研究它；我们也常采用类比的方法去研究和认识不同的场。（1）真空中静止的点电荷，电荷量为Q，在与其相距为的位置产生的场强为E，请用电场强度的定义和库仑定律推导；（2）1821年，安培分子电流假说开启了近代磁学，认为磁性源于运动的电荷，科学的发展证实了电流元在空间可以形成磁场。根据电流元周围存在磁场，小鑫同学大胆猜想：两电流元之间存在相互作用的磁场力F，可能与两点电荷间的静电力类似。如图甲所示，通有电流I1、I2的两根导线平行放置且电流均向上，设和分别表示导线上A、B两点处的电流元，A、B两点相距为r。（说明：若需常量可用Km表示）a．请你根据小鑫同学的猜想，写出两电流元间相互作用的磁场力大小F；b．请类比电场强度的定义方法写出在距电流元为r处B点的磁感应强度的大小，并由安培定则判断B点磁感应强度的方向；C．如图乙所示，环形电流可以视为是由许多段的电流元组成，假设半径为r的圆环形导线通有电流为I，试求在圆心O处产生的磁感应强度B。3．如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨、间距，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成角，N、Q两端接有的电阻。一金属棒垂直导轨放置，
两端与导轨始终有良好接触，已知的质量，电阻，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小。在平行于导轨向上的拉力作用下，以初速度沿导轨向上开始运动，可达到最大速度。运动过程中拉力的功率恒定不变，重力加速度。（1）求拉力的功率P；（2）开始运动后，经速度达到，此过程中克服安培力做功，求该过程中沿导轨的位移大小x。