新教材高中物理第13章電磁感應與電磁波初步章末水平測評新人教版必修第三冊

第十三章章末水平測評本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分，滿分100分，考試時間90分鐘。第Ⅰ卷(選擇題，共48分)一、選擇題(本題共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1～8題只有一項符合題目要求，第9～12題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分)1．下列說法中正確的是()A．磁場并不存在，它是人們?yōu)榱颂接憜栴}便利而假想出來的B．通電導線對小磁針的作用力是通過磁針的磁場產(chǎn)生的C．磁體和通電導體都能產(chǎn)生磁場D．若小磁針始終指向南北方向，則小磁針的旁邊肯定沒有磁鐵答案C解析磁場是客觀存在的一種物質(zhì)，A錯誤；通電導線和磁體都能產(chǎn)生磁場，通電導線對小磁針的作用力是通過通電導線的磁場產(chǎn)生的，B錯誤，C正確；若小磁針始終指向南北方向，則小磁針的旁邊也可能存在磁鐵，D錯誤。2.如圖所示，電流從A點分兩路通過對稱的環(huán)形支路匯合于B點，則環(huán)形支路的圓心O處的磁感應強度()A．垂直于環(huán)形支路所在平面，且指向“紙外”B．垂直于環(huán)形支路所在平面，且指向“紙內(nèi)”C．大小為零D．在環(huán)形支路所在平面內(nèi)，指向B點答案C解析由安培定則可推斷上邊環(huán)形電流在O點處產(chǎn)生的磁場的方向垂直紙面對里，下邊環(huán)形電流在O點處產(chǎn)生的磁場的方向垂直紙面對外，兩環(huán)形支路的電流相等，且關(guān)于直徑AB對稱，所以O(shè)處的磁感應強度為零，故C正確。3．現(xiàn)代生活中，人們已更多地與電磁波聯(lián)系在一起，并且越來越依靠于電磁波，關(guān)于電磁場和電磁波，下列說法正確的是()A．把帶電體和永磁體放在一起，就可以在其四周空間產(chǎn)生電磁波B．手機、電視、光纖通信都是通過電磁波來傳遞信息的C．醫(yī)院中用于檢查病情的“B超”是利用了電磁波的反射原理D．車站、機場平安檢查時“透視”行李箱的安檢裝置是利用紅外線實現(xiàn)成像的答案B解析要產(chǎn)生電磁波，必需要有變更的磁場與變更的電場，A錯誤；易知B正確；“B超”是利用了超聲波的反射原理，C錯誤；車站、機場平安檢查時“透視”行李箱的安檢裝置是利用X射線實現(xiàn)成像的，D錯誤。4．如圖所示，在空間某點A存在大小、方向恒定，相互垂直的兩個磁場B1、B2，B1＝3T，B2＝4T，則A點的磁感應強度大小為()A．7T B．1TC．5T D．大于3T，小于4T答案C解析由題意可知，相互垂直的兩個磁場B1、B2，且B1＝3T，B2＝4T，依據(jù)勾股定理有A點的磁感應強度大小為eq\r(32＋42)T＝5T，故C正確，A、B、D錯誤。5．甲坐在人民大會堂臺前60m處聽報告，乙坐在家里離電視機5m處觀看電視轉(zhuǎn)播，已知乙所在處與人民大會堂相距1000km，不考慮其他因素，則(空氣中聲速為340m/s)()A．甲先聽到聲音 B．乙先聽到聲音C．甲、乙同時聽到聲音 D．不能確定答案B解析聲音傳到甲所需時間為t1＝eq\f(60m,340m/s)≈0.176s；傳到乙所需時間為t2＝eq\f(1×106m,3×108m/s)＋eq\f(5m,340m/s)≈0.018s，t1>t2，故乙先聽到聲音，故B正確。6.如圖所示，空間內(nèi)存在水平向右的勻強磁場，閉合導線框abcd與磁場平行，下列情形中線框內(nèi)能產(chǎn)生感應電流的是()A．線框向右平移B．線框向上平移C．線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動D．線框以bc邊為軸轉(zhuǎn)動答案C解析線框向右平移，磁通量不變，無感應電流，A錯誤；線框向上平移，磁通量不變，無感應電流，B錯誤；線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動，磁通量不斷變更，有感應電流，C正確；線框以bc邊為軸轉(zhuǎn)動，磁通量不變，無感應電流，D錯誤。7．如圖所示，平行放置在絕緣水平面上的長為l的直導線a和無限長的直導線b，分別通以方向相反，大小為Ia、Ib(Ia>Ib)的恒定電流時，b對a的作用力為F。當在空間加一豎直向下(y軸的負方向)、磁感應強度大小為B的勻強磁場時，導線a所受磁場力恰好為零。則下列說法正確的是()A．電流Ib在導線a處產(chǎn)生的磁場的磁感應強度大小為B，方向沿y軸的負方向B．所加勻強磁場的磁感應強度大小為B＝eq\f(F,Ial)C．導線a對b的作用力大于FD．電流Ia在導線b處產(chǎn)生的磁場的磁感應強度大小為eq\f(F,Ial)，方向沿y軸的正方向答案B解析無限長的直導線b的電流Ib在平行放置的直導線a處產(chǎn)生的磁場的磁感應強度到處相等，由于加上題述磁場后a所受磁場力為零，因此電流Ib在導線a處產(chǎn)生的磁場的磁感應強度大小為B，方向沿y軸的正方向，A錯誤；由磁感應強度定義可得：B＝eq\f(F,Ial)，B正確；由牛頓第三定律可知導線a對b的作用力等于F，C錯誤；因為a導線不是無限長，故電流Ia在導線b處產(chǎn)生的磁場的磁感應強度大小并不是到處相等，因此D錯誤。8．人眼對綠光最為敏感，正常人的眼睛接收到波長為530nm的綠光時，只要每秒有6個綠光的光子射入瞳孔，眼睛就能察覺，普朗克常量取6.63×10－34J·s，光速為3.0×108m/s，則人眼能察覺到綠光時所接收到的最小功率是()A．2.3×10－18W B．3.8×10－19WC．7.0×10－10W D．1.2×10－18W答案A解析綠光的光子能量ε＝hν＝eq\f(hc,λ)≈3.8×10－19J，每秒鐘最少有6個綠光的光子射入瞳孔就能被人察覺，所以人眼能察覺到綠光時所接收到的最小功率P＝6×3.8×10－19W≈2.3×10－18W。故A正確。9．如圖所示，一個閉合線圈放在勻強磁場中，線圈所在平面與磁場方向成30°角，磁感應強度為B，用下述哪個方法可使穿過線圈的磁通量增加一倍()A．把線圈匝數(shù)增加一倍B．把線圈面積增加一倍C．把線圈的半徑增加一倍D．轉(zhuǎn)動線圈使得軸線與磁場方向平行答案BD解析把線圈的匝數(shù)增加一倍，穿過線圈的磁感線的條數(shù)不變，磁通量不變，故A錯誤；依據(jù)Φ＝BSsinθ，把線圈面積增加一倍，可使穿過線圈的磁通量增加一倍，故B正確；把線圈的半徑增加一倍，線圈的面積S＝πR2變?yōu)樵瓉淼?倍，磁通量為原來的4倍，故C錯誤；轉(zhuǎn)動線圈使得軸線與磁場方向平行，相當于線圈與磁場垂直，有效面積由Ssin30°變?yōu)镾，磁通量增加一倍，故D正確。10．磁場中某區(qū)域的磁感線如圖所示，下列論述正確的是()A．a(chǎn)、b兩處的磁感應強度大小Ba<BbB．a(chǎn)、b兩處的磁感應強度大小Ba>BbC．兩條磁感線的空隙處不存在磁場D．磁感線上某點的切線方向就是該點的磁場方向答案AD解析由磁感線的疏密可知Ba<Bb，故A正確，B錯誤；磁感線是人為引入，利用磁感線的疏密來表示磁場強弱的，兩條磁感線的空隙處同樣存在磁場，故C錯誤；磁感線上某點的切線方向就是該點的磁場方向，故D正確。11.如圖所示，在垂直于紙面的范圍足夠大的勻強磁場中，有一個矩形線框abcd，線框平面與磁場方向垂直，O1O2和O3O4是線框的對稱軸，為使線框中產(chǎn)生感應電流，應使線框()A．向左或向右平動B．以O(shè)1O2為軸轉(zhuǎn)動C．垂直紙面對里或向外運動D．以ab為軸轉(zhuǎn)動答案BD解析由于磁場為勻強磁場，無論線框在紙面內(nèi)如何平動，穿過它的磁通量都不變更，不會產(chǎn)生感應電流，故A錯誤；當線框以O(shè)1O2或以ab為軸轉(zhuǎn)動時，穿過線框的磁通量將發(fā)生變更，因此有感應電流產(chǎn)生，故B、D正確；由于磁場為勻強磁場，線框垂直紙面對里或向外運動，其磁通量都不變更，不會產(chǎn)生感應電流，故C錯誤。12．對于能量子理論和量子力學，以下說法正確的是()A．能量子理論能說明黑體輻射的有關(guān)規(guī)律B．帶電微粒輻射和汲取的能量是某一最小值的整數(shù)倍C．量子力學否定了經(jīng)典力學的有關(guān)規(guī)律D．能量子理論能說明原子光譜的分立特征答案ABD解析依據(jù)普朗克能量子假說，帶電微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整數(shù)倍，能量的輻射、汲取要以這個最小能量值為單位一份一份地進行，能很好地說明黑體輻射的試驗規(guī)律和原子光譜的分立特征，故A、B、D正確；經(jīng)典力學適用于描述宏觀物體的運動，量子力學沒有否定經(jīng)典力學，C錯誤。第Ⅱ卷(非選擇題，共52分)二、填空和試驗題(本題共2小題，共10分)13.(4分)如圖所示，ABCD是一環(huán)形導線，在C、D處用導線與直導線ab接通，圖中標出了環(huán)形電流的磁感線方向，則可知，A、B兩端中接電源正極的是________端，放在ab下方的小磁針________極將轉(zhuǎn)向紙外。答案BN解析由安培定則知ABCD中電流方向應為B→D→C→A，故B端接電源正極。由安培定則知，ab下方磁場方向應垂直紙面對外。14．(6分)如圖所示是做“探究電磁感應的產(chǎn)生條件”試驗的器材及示意圖。(1)在圖中用筆畫線代替導線把它們連成試驗電路。(2)由哪些操作可以使靈敏電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)：Ⅰ.______________________________________________________________；Ⅱ._____________________________________________________________。答案(1)圖見解析(2)Ⅰ.將開關(guān)閉合(或斷開)Ⅱ.開關(guān)閉合后，將螺線管A插入(或拔出)螺線管B解析(1)將靈敏電流計與螺線管B組成一個閉合回路，電源、開關(guān)、螺線管A組成另一個閉合回路，電路圖如圖所示。(2)將開關(guān)閉合(或斷開)，或開關(guān)閉合后將螺線管A插入(或拔出)螺線管B時穿過螺線管B的磁通量發(fā)生變更，螺線管B中產(chǎn)生感應電流，靈敏電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。三、計算題(本題共4小題，共42分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)15．(10分)在磁場中放入一通電導線，導線與磁場垂直，導線長為1cm，電流為0.5A，所受的磁場力為5×10－4N。求：(1)該位置的磁感應強度多大？(2)若將該通電導線撤去，該位置的磁感應強度又是多大？(3)若在該位置加一磁感應強度大小為0.1T、方向與原磁場方向垂直的磁場，仍將該通電導線在此位置與磁場垂直放置，該導線受到的磁場力多大？答案(1)0.1T(2)0.1T(3)7×10－4N解析(1)依據(jù)公式B＝eq\f(F,Il)得B＝eq\f(5×10－4,0.5×0.01)T＝0.1T。(2)該處的磁感應強度不變，B＝0.1T。(3)該位置處的合磁感應強度大小為B′＝eq\r(0.12＋0.12)T≈0.14T，由B＝eq\f(F,Il)得F′＝B′Il≈0.14×0.5×0.01N＝7×10－4N。16．(10分)如圖所示，有一個垂直紙面對里的勻強磁場，磁感應強度B＝0.8T，磁場有明顯的圓形邊界，圓心為O，半徑為10cm?，F(xiàn)于紙面內(nèi)先后放上a、b兩個圓形單匝線圈，圓心均在O處，a線圈半徑為10cm，b線圈半徑為15cm，問：(1)在B減為0.4T的過程中，a和b中磁通量分別變更多少？(2)磁感應強度B大小不變，磁場方向繞直徑轉(zhuǎn)過30°過程中，a線圈中磁通量變更多少？(3)磁感應強度B大小、方向均不變，線圈a繞直徑轉(zhuǎn)過180°過程中，a線圈中磁通量變更多少？答案(1)1.256×10－2Wb1.256×10－2Wb(2)3.4×10－3Wb(3)5.0×10－2Wb解析(1)a線圈正好與圓形磁場區(qū)域重合，Φ1＝Bπr2，Φ2＝B1πr2，ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|(B1－B)πr2|＝1.256×10－2Wb，b線圈面積大于圓形磁場面積，即線圈的一部分面積在磁場區(qū)域外，有磁感線穿過的面積與a線圈相同，故磁通量的變更量與a線圈相同。(2)磁場轉(zhuǎn)過30°，a線圈面積在垂直磁場方向的投影為πr2cos30°，則Φ′＝Bπr2cos30°，ΔΦ′＝|Φ′－Φ1|＝Bπr2·(1－cos30°)≈3.4×10－3Wb。(3)以線圈a正對讀者的一面為視察對象，初狀態(tài)磁感線從該面穿入，線圈轉(zhuǎn)180°后，磁感線從該面穿出，故ΔΦ″＝Bπr2－(－Bπr2)＝2Bπr2≈5.0×10－2Wb。17．(10分)某一戰(zhàn)斗機正以肯定的速度朝雷達的正上方水平勻速飛行，已知雷達放射相鄰兩次電磁波之間的時間間隔為5×10－4s，某時刻在雷達熒光屏上顯示的波形如圖甲所示，t＝173s后雷達向正上方放射和接收的波形如圖乙所示，雷達監(jiān)視屏相鄰刻線間表示的時間間隔為10－4s，電磁波的傳播速度為c＝3×108m/s，則該戰(zhàn)斗機的飛行速度大約為多少？答案335m/s解析由題意知熒光屏相鄰刻線間的時間間隔t0＝10－4s，甲圖放射波和接收波的時間間隔t1＝4×10－4s，乙圖時間間隔t2＝1×10－4s。所以，圖甲時刻戰(zhàn)斗機距雷達的距離為s1＝c·eq\f(t1,2)＝6.0×104m，圖乙時刻戰(zhàn)斗機在雷達正上方，所以，戰(zhàn)斗機的高度h＝c·eq\f(t2,2)＝1.5×104m，故173s內(nèi)戰(zhàn)斗機飛行的水平距離為s＝eq\r(s\o\al(2,1)－h(huán)2)≈5.8×104m。所以戰(zhàn)斗機的飛行速度v＝eq\f(s,t)≈335m/s。18．(12分)已知每秒從太陽射到地球的垂直于太陽光的每平方米截面上