第13章电磁感应与电磁波 单元测试-（2019）新人教版高中物理必修第三册.doc

1、 人教版（2019）必修三 第13章 电磁感应与电磁波 单元测试（90分钟 100分）第卷(选择题共40分)一、单项选择题：本题共 8小题，每小题 3分，共 24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。1在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是（）A奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁存在联系B法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中会出现感应电流C麦克斯韦从场的角度总结电与磁的联系，预言了电磁波D法拉第用实验证实了电磁波的存在，并测出电磁波与光的传播速度相同2为了解释地球的磁性，19世纪安培

2、假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是：A. B. C. D.3近年来，无线光通信技术(不需光纤，利用红外线在空间的定向传播来传递信息的通信手段)在局域网、移动通信等多方面显示出巨大的应用前景。关于红外线和光通信，的说法有：光通信就是将文字、数据、图像等信息转换成光信号从一地传向另一地的过程光纤通信中的光信号在光纤中传输，无线光通信的光信号在空气中传输红外线的频率比可见光的频率高红外光子的能量比可见光子的能量大。起中正确的是()AB CD4以下说法正确的是（）AB超、彩超、交通测速等利用了多普勒效应B惠更斯原理解释了波的衍射现象与狭

3、缝或障碍物的大小的关系C电磁波按照频率由大到小可以分为无线电波、光波、X射线、射线D只有横波，叠加的两列波的频率相等，振动情况相同，相位差恒定就能产生稳定的干涉5一磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右，一面积为S的矩形线圈abcd如图所示放置，平面abcd与竖直方向成角，将abcd绕ad轴转180角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量是()A0 B2BSC2BScos D2BSsin 6人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。普朗克常量为6.631034 Js，光速为3.0108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功

4、率是()A2.31018 WB3.81019 WC7.01010 WD1.21018 W7如图所示，水平放置的通有恒定电流的长直导线下方有一闭合线框，线框平面和导线在同一竖直平面内，要使通过线框的磁通量变小，可以将线框（）A. 向左平移B. 向右平移C. 向下平移远离导线D. 向上平移靠近导线8如图所示，L为一根无限长的通电直导线，M为一金属环，L过M的圆心，且通以向上的电流I。下列说法正确的是 ()A当M左右平移时，环中有感应电流B当L中的I发生变化时，环中有感应电流C当M保持水平，在竖直方向上下移动时环中有感应电流D只要L与M保持垂直，则以上几种情况，环中均无感应电流二、多项选择题：本题共

5、4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9关于电磁波和电磁场，下列说法正确的是 ()A电磁波传播速度总是 3108 m/sB电磁波是一种波，声波也是一种波，它们是同种性质的波动C电磁场由发生区域向远处传播形成电磁波D真空中，电磁波的波长与频率成反比10(多选)关于原子能级，下列说法中正确的是 ()A电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率B原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做变速运动，但不向外辐射能量C电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子D原子的不同能量状态与电

6、子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是连续的 11如图所示，条形磁铁以速度v向螺线管靠近，下列说法中正确的是 ()A螺线管中会产生感应电流B螺线管中会产生感应电流C只有磁铁速度足够大时，螺线管中才能产生感应电流D只有在磁铁的磁性足够强时，螺线管中才会产生感应电流12(多选)在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看作黑体，由小孔的热辐射特性，就可以确定炉内的温度。如图所示，就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图像，则下列说法正确的是()AT1T2BT1T2C随着温度的升高，黑体的辐射强度都有所降低D随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动第卷(非选择题共60分)

7、三、实验探究题(本大题共2小题，共14分。)13（6分）如图所示是“探究感应电流与磁通量变化的关系”的实验装置。开关总是闭合的，滑动变阻器的滑片P和线圈A也不动，线圈B中_电流产生（选填“有”或“无”）；开关总是闭合的，滑动变阻器的滑动触头向左加速滑动，线圈B中_电流产生（选填“有”或“无”）；开关断开瞬间，线圈B中_电流产生。14（8分）（1）如图甲所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面内，在下列情况中：导线中电流变大线框向右平动，线圈产生感应电流的是_。甲乙丙（2）如图乙所示的实验装置是用来探究_的装置。实验时，要使电流表的指针摆动，应先_，然后让导线ab_（填

8、“上下”或“左右”）运动。（3）1825 年，瑞士科学家科拉顿用实验探索如何产生感应电流。如图丙所示，他将“电流表”和线圈分别放在两个房间里，并用导线连成闭合回路。他用磁铁在线圈中插进或拔出进行实验时，并在两个房间之间跑来跑去，结果没有观察到感应电流。科拉顿看不到实验现象的原因是_。后来由科学家_ 发现了电磁感应现象。四计算题（本大题共小题，46分）15. (7分) 匀强磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流是2.0A，导线长10cm，它受到的磁场力为5.010-3N。求：(1) 求这个位置的磁感应强度；(2) 把通电导线中的电流增大到5A时，这一位置的磁感应强度会发生变化吗？（3）如

9、果一小段通电导线在磁场中某处不受磁场力，是否能确定该处没有磁场。16. （9分)氢原子在轨道半径r10.531010 m运动时能量最低，称为基态，能量E113.6 eV。若氢原子处于基态时，求：（1）电子的动能；（2）原子的电势能。17. （14分）卫星电视传播是指电视台把载有信号的电磁波传送到高空的通信卫星上，卫星再把信号传送至地面上的其他地区。因此，观众看到卫星电视信号显示的整点时间要比本地有线电视的要晚一些。求：（1）电磁波在真空中传播的波长为15m，当它进入某一介质中传播时，若传播速度为，该电磁波在介质中的波长是多少？（2）解释产生这种延迟的原因.（3）若通信卫星高度约为36000km

10、，无线电信号传播速度为，估算这一时间差。18. （16分）一个单匝矩形线圈abcd，边长，如图所示，该线圈放在O-xyz直角坐标系内，线圈平面垂直于xOy平面，与x轴和y轴的夹角分别为和，匀强磁场的磁感应强度，计算：当磁场分别沿Ox、Oy、Oz方向时，穿过线圈的磁通量各为多少。 第13章 电磁感应与电磁波 单元测试参考解答1答案：AC解析：奥斯特在实验中观察到电流的周围存在磁场，发现了电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系，故A正确；法拉第在实验中观察到，在通有变化电流的静止导线附近的固定导线圈中会出现感应电流，故B错误；麦克斯韦从场的角度总结电与磁的联系，预言了电磁波，故C正确；赫兹用

11、实验证实了电磁波的存在，并测出电磁波与光的传播速度相同，故D错误。2答案: B解析：本题考查安培定则。根据安培定则，用右手握住磁体，使拇指指向磁体N极的方向，其余四指环绕的方向就是电流的流向，因此，只有B选项符合这一假说。3答案: A解析：本题考查电磁波。无线光通信技术是光信号在空气中直接传输，光纤通信中的光信号是在光纤中传输。不论哪种方式，传输的都是文字、数据和图像等信息。红外线的频率由电磁波谱可知比可见光的频率低，由爱因斯坦的光子论可知h，红外光子的能量比可见光的光子的能量小，故正确，故A正确。4答案：A解析：B超、彩超、交通测速等利用了多普勒效应，通过测量自身和目标之间有相对运动产生的频

12、率即为多普勒效应；故A正确；惠更斯原理只能解释波的传播方向，无法说明衍射现象与狭缝或障物大小的关系，故B错误；根据电磁波谱可知，电磁波按照波长的由大到小分为无线电波、光波、X射线、射线；故C错误；根据干涉条件可知，不管是横波还是纵波，只要叠加的两列波的频率相等，振动情况相同，相位差恒定就能产生稳定的干涉。故D错误。5答案: C解析：本题考查磁通量。线圈在题图所示位置时，磁通量为：1BScos ，线圈绕ad轴转过180时，磁通量为2BScos ，所以该过程中，通过线圈的磁通量的变化量为|21|2BScos |2BScos 。6答案：A解析：因每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉，所以察觉到

13、绿光所接收的最小功率P，式中E6，t1 s，又hh，可解得P W2.31018 W，故A正确。7答案: C解析：本题考查磁通量。将线圈向左或向右平移，则穿过线圈的磁通量都不变；向下平移远离导线，则穿过线圈的磁通量减小；向上平移靠近导线，则穿过线圈的磁通量增加，故选C。8答案: D解析：本题考查电磁感应条件。由于直线电流的磁场是垂直导线的同心圆，故只要L与M保持垂直，穿过金属环M的磁通量就为零，保持不变，环中均无感应电流产生。故选项D正确。9答案: CD解析：本题考查电磁场和电磁波。电磁波只有在真空中传播速度才是3108 m/s，故A错误；声波属于机械波，与电磁波不是同性质的波，故B错误；变化的

14、电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成了电磁波，故C正确；电磁波在真空中传播速度是一样的，由，可知，电磁波的波长与频率成反比，故D正确。10答案: BC解析：本题考查原子能级。A、B、D三项其核心是原子定态概念的引入与能量跃迁学说的提出，也就是“量子化”的概念，原子的不同能量状态与电子绕核运动时不同的圆轨道相对应，是经典理论与量子化概念的结合，原子辐射的能量与电子在某一可能轨道上绕核的运动无关，故B、C正确，A、D错误。11答案: AB解析：本题考查产生电磁感应现象的条件。当条形磁铁以速度v向螺线管靠近，穿过螺线管的磁通量增大，则螺线管中会产生感应电流，与磁铁的速度、磁铁的磁性强

15、弱无关，故A、B正确。12答案: AD解析：本题考查黑体辐射。一般材料的物体辐射能的多少决定于物体的温度(T)、辐射光的波长、时间的长短和发射的面积，而黑体是指在任何温度下，全部吸收任何波长的辐射的物体，黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关；实验表明，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有所增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。从题图中可以看出，1T2，选项A、D正确。13答案： (1) 无（3分）； (2) 有 （3分）； (3) 有 （3分）解析：开关总是闭合的，滑动变阻器的滑片和线圈A也不动，那么穿过线圈的磁通量不会发生变化，线圈中无感应电流；开关总是闭合的，滑动变阻器的滑

16、动触头向左加速滑动，线圈A中的电流变化，那么穿过线圈B的磁通量不会发生变化，线圈B中一定有电流产生；开关断开的瞬间，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中有感应电流；。14答案： （1）（2分）；（2）电磁感应现象 （1分）， 闭合开关（1分）， 左右（1分）；（3）在磁铁插进或拔出线圈的过程中，磁通量发生变化，闭合回路中会产生电流，但等科拉顿跑到电流计面前时，磁通量已不再变化，因此没有观察到感应电流 （2分），法拉第（1分）。解析：（1）对，因增大而引起导线周围的磁场增强，使线框内的磁通量增大而产生感应电流。对，因离开直导线越远，磁感线分布越疏，如图乙所示。因此线框向右平动时，穿过线框的磁通量发生

17、变化，也能产生感应电流。（2）图中没有电源而有磁场，显然是用来探究电磁感应现象的装置。产生感应电流必须同时满足条件：必须是闭合电路，所以本题中应先闭合开关；闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，而图中的蹄形磁铁的磁感线是朝下的，所以应该让导线ab左右运动。（3）在磁铁插进或拔出线圈的过程中，磁通量发生变化，闭合回路中会产生电流，但等科拉顿跑到电流计面前时，磁通量已不再变化，因此没有观察到感应电流；后来由科学家法拉第发现了电磁感应现象。15答案：(1)2.510-2T（3分）；(2)不会（2分）；（3）不能（2分）。解析：(1)这个位置的磁感应强度为(2)把通电导线中的电流增大到5A时，

18、这一位置的磁感应强度不会发生变化，因为该点的磁感应强度与放入磁场的通电导线无关。（3）不能。一小段通电导体在磁场中某位置受到的磁场力为零，则该位置的磁感应强度不一定为零，可能是电流与磁场方向平行。16. （9分)答案：(1)13.6 eV（5分）；(2)27.2 eV（4分）解析：(1)设处于基态的氢原子核周围的电子速度为v1，则所以电子动能Ek1mv eV13.6 eV (2)因为E1Ek1Ep1，所以Ep1E1Ek113.6 eV13.6 eV27.2 eV。17. （14分）答案：（1）10m（5分）；（2）卫星电视信号传播距离长，所用时间长，所以晚一些（5分）；（3）0.24s（4分）【解析】（1）根据，因电磁波在介质中传播其频率不变，其波长比，则有（2）电视台发出的无线电信号由电视台传到卫星，然后再由卫星传到电视台，需要一定的时间，所以卫星传来的画面上，人物动作的变化总比电缆传来的画面上相应的变化发生得晚一些。（3）无线电信号的路程s=2h，则画面延迟的时间。18答案：3104Wb （6分），（6分），0（4分）解析：矩形线圈的面积沿三个轴方向的投影的面积当磁场方向沿Ox方向时，穿过线圈的磁通量中当磁场方向沿Oy方向时，穿过线圈的磁通量中当磁场方向沿Oz方向时，穿过线圈的磁通量中