2024-2025學年高中物理第十三章電磁感應與電磁波初步單元評估練習含解析新人教版必修第三冊

PAGEPAGE7第十三章電磁感應與電磁波初步單元評估時間：90分鐘分值：100分一、選擇題(1～6為單選，每小題3分；7～10為多選，每小題4分，共34分)1．關于熱輻射，下列說法中正確的是(C)A．一般物體的熱輻射強度只與物體的溫度有關B．黑體只汲取電磁波，不反射電磁波，所以黑體肯定是黑的C．肯定溫度下，黑體輻射強度隨波長的分布有一個極大值D．溫度上升時，黑體輻射強度的極大值向波長增大的方向移動解析：一般物體的熱輻射強度除與溫度有關之外，還與材料、表面狀態(tài)有關，A錯誤；黑體可以輻射可見光，不肯定是黑的，B錯誤；由黑體輻射的試驗規(guī)律知，C正確，D錯誤．2．2024年年初，我國研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長在100nm(1nm＝10－9m)旁邊連續(xù)可調的世界上最強的極紫外激光脈沖．大連光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術、霧霾治理等領域的探討中發(fā)揮重要作用．一個處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個分子，但又不會把分子打碎．據(jù)此推斷，能夠電離一個分子的能量約為(取普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，真空光速c＝3×108m/s)(B)A．10－21JB．10－18JC．10－15JD．10－12J解析：光子的能量E＝hν，c＝λν，聯(lián)立解得E≈2×10－18J，B項正確．3．關于電磁波，下列說法正確的是(D)A．雷達是用X光來測定物體位置的設備B．使電磁波隨各種信號而變更的技術叫做解調C．用紅外線照耀時，大額鈔票上用熒光物質印刷的文字會發(fā)出可見光D．變更的電場可以產生磁場解析：雷達是用微波來測定物體位置的設備，A錯誤；使電磁波隨各種信號而變更的技術叫調制，B錯誤；C中應用紫外線照耀，才能使熒光物質發(fā)出可見光；勻稱變更的電場產生穩(wěn)定的磁場，而非勻稱變更的電場產生變更的磁場，故D正確．4．電磁波給人類生活帶來日新月異變更的同時，也帶來了電磁污染．長期運用下列通信裝置，會對人體健康產生影響的是(C)解析：搖柄電話、撥號電話、按鍵電話這些都是有線電話機，是通過送話器把聲音換成相應的電信號，用導線把電信號傳送到遠離說話人的地方，然后再通過受話器將這一電信號還原為原來聲音的一種通訊裝置，它們都不會放射電磁波．移動電話就是我們所用的手機，它是一個小型的、但能量較強的電磁波發(fā)生器，其工作頻率在890～965MHz，輻射出的電磁波對人體健康有影響．5．利用所學物理學問，可以初步了解常用的公交一卡通(IC卡)的工作原理及相關問題．IC卡內部有一個由電感線圈L和電容C構成的LC振蕩電路．公交車上的讀卡機(刷卡時“嘀”的響一聲的機器)向外放射某一特定頻率的電磁波．刷卡時，IC卡內的線圈L中產生感應電流，給電容C充電，達到肯定的電壓后，驅動卡內芯片進行數(shù)據(jù)處理和傳輸．下列說法正確的是(B)A．IC卡工作所須要的能量來源于卡內的電池B．僅當讀卡機放射該特定頻率的電磁波時，IC卡才能有效工作C．若讀卡機放射的電磁波偏離該特定頻率，則線圈L中不會產生感應電流D．IC卡只能接收讀卡機放射的電磁波，而不能向讀卡機傳輸自身的數(shù)據(jù)信息解析：刷卡時線圈L產生感應電流，為電容C充電，因此IC卡不用電池，A錯；僅當讀卡機向外放射某一特定頻率的電磁波時，才能使電容C達到肯定電壓，IC卡才能有效工作，B正確；當讀卡機放射的電磁波的頻率偏離特定頻率，線圈中也會產生感應電流，只是不能使電容C達到肯定的電壓，只有當電容C達到肯定電壓后，才能驅動卡內芯片進行數(shù)據(jù)處理和傳輸，C、D錯誤．6．如圖所示，三條長直導線都通有垂直于紙面對外的電流，且I1＝I2＝I3，則距三導線等距的A點的磁場方向為(B)A．向上B．向右C．向左D．向下解析：I2與I3在A點產生的合磁場為0，A處磁場方向與I1在該處產生磁場相同，故答案為B.7．如圖所示，一光滑水平桌面的左半部分處于豎直向下的勻強磁場內，當一電阻不計的環(huán)形導線圈在此水平桌面上向右以某一速度起先滑行時(ACD)A．若整個線圈在磁場內，線圈肯定做勻速運動B．線圈從磁場內滑到磁場外過程，必做加速運動C．線圈從磁場內滑到磁場外過程，必做減速運動D．線圈從磁場內滑到磁場外過程，必定放熱解析：整個線圈在磁場內時，無感應電流，故不受安培力，線圈做勻速運動，A對；線圈滑出磁場過程中，產生感應電流，受到阻礙它運動的安培力，故線圈做減速運動，機械能轉化為內能，選項B錯，C、D對．8．如圖，紙面內有兩條相互垂直的長直絕緣導線L1、L2，L1中的電流方向向左，L2中的電流方向向上；L1的正上方有a、b兩點，它們相對于L2對稱．整個系統(tǒng)處于勻強外磁場中，外磁場的磁感應強度大小為B0，方向垂直于紙面對外．已知a、b兩點的磁感應強度大小分別為eq\f(1,3)B0和eq\f(1,2)B0，方向也垂直于紙面對外．則(AC)A．流經L1的電流在b點產生的磁感應強度大小為eq\f(7,12)B0B．流經L1的電流在a點產生的磁感應強度大小為eq\f(1,12)B0C．流經L2的電流在b點產生的磁感應強度大小為eq\f(1,12)B0D．流經L2的電流在a點產生的磁感應強度大小為eq\f(7,12)B0解析：設導線L1在a、b兩點產生的磁感應強度大小為B1，導線L2在a、b兩點產生的磁感應強度大小為B2，以垂直于紙面對外為正方向，在a點有B0－B1－B2＝eq\f(1,3)B0，在b點有B0－B1＋B2＝eq\f(1,2)B0，解得B1＝eq\f(7,12)B0，B2＝eq\f(1,12)B0，故選項A、C正確．9．下列說法正確的是(BD)A．電荷的四周肯定有電場，也肯定有磁場B．勻稱變更的電場肯定在其四周空間產生磁場C．任何變更的電場肯定在其四周空間產生變更的磁場D．正弦交變的電場在其四周空間肯定產生同頻率交變的磁場解析：只有變更的電場才能激發(fā)磁場，A錯誤；勻稱變更的電場四周存在恒定的磁場，B正確，C錯誤；周期性變更的電場在其四周產生同頻率的周期性變更的磁場，D正確．10．明永樂三年(1405年)的一天，江蘇太倉城外劉家港的港灣里，一支浩大的船隊正打算起錨遠航，“寶舟體勢巍然，巨無匹敵，棚帆錨舵，非二三百人莫能舉動．”整個船隊有官兵、水手、工匠、醫(yī)生、翻譯等兩萬多人……以上是對鄭和統(tǒng)帥船隊將要“下西洋”時的描述．以下說法正確的是(ABD)A．我國是最早在航海上運用指南針的國家B．鄭和下西洋的寶船上裝著羅盤，導航時兼用羅盤和觀星，二者相互補充、相互修正C．意大利航海家哥倫布是世界上第一個觀測到磁偏角的人D．中國的沈括觀測到磁偏角比哥倫布早約四百年解析：指南針是我國古代四大獨創(chuàng)之一，對世界航海事業(yè)的發(fā)展作出了巨大貢獻．我國宋代學者沈括最早精確記錄了磁針所指的南北方向不是地理上的正南正北的現(xiàn)象，即發(fā)覺了地磁偏角．西方直到1492年哥倫布第一次航行美洲時才發(fā)覺了地磁偏角，比沈括的發(fā)覺晚了約四百年，所以選項A、B、D正確．二、非選擇題(共66分)11．(8分)兩個完全相同的條形磁鐵，放在平板AB上，磁鐵的N、S極如圖所示，起先時平板及磁鐵皆處于水平位置，且靜止不動．a．現(xiàn)將AB突然豎直向上平移(平板與磁鐵之間始終接觸)，并使之停在A″B″處，結果發(fā)覺兩個條形磁鐵吸在了一起．b．假如將AB從原來位置突然豎直向下平移，并使之停在位置A′B′處，結果發(fā)覺兩條形磁鐵也吸在了一起，請回答下列問題：(1)起先時兩磁鐵靜止不動，磁鐵間的相互作用力是吸引力；右側的磁鐵受到的靜摩擦力的方向向右．(2)在a過程中磁鐵起先滑動時，平板正在向上加速還是減速呢？答：減速．(3)在b過程中磁鐵起先滑動時，平板正在向下加速還是減速呢？答：加速．解析：本題是一道綜合性題目，主要考查磁體間的相互作用規(guī)律、受力分析、牛頓其次定律．磁鐵靜止時，二者間的相互吸引力與靜摩擦力大小相等，對右側的磁鐵來說，吸引力向左靜摩擦力向右．當平板向上運動而磁鐵吸在一起時，說明摩擦力減小，磁鐵所受支持力減小，磁鐵應處于失重狀態(tài)，所以平板應向上減速運動，加速度方向向下．當平板向下運動而兩磁鐵吸在一起時，磁鐵應處于失重狀態(tài)，所以加速度仍向下，故是向下加速運動．12．(10分)目前電能都是通過電網(wǎng)采納有線方式傳輸?shù)模藗兪冀K幻想能無線傳輸電能，幻想在日常生活中實現(xiàn)無線充電，甚至不用電池．現(xiàn)在，一個科學探討小組在試驗室中取得可喜的進展，或許，人類的這一幻想不久就能實現(xiàn)．(1)實現(xiàn)無線傳輸能量，涉及到能量的放射、傳播和接收．(2)科學家曾經設想通過高聳的天線塔，以無線電波的形式將電能輸送到指定地點，但始終沒有在應用層面上獲得勝利，其主要緣由是這類無線電波(C)A．在傳輸中許多能量被汲取B．在傳輸中易受山脈阻隔C．向各個方向傳輸能量D．傳輸能量易造成電磁污染(3)假如像無線廣播那樣通過天線塔輸送電能，接收器獲得的功率P和它到天線塔的距離R相關，試驗測得P和R的部分數(shù)據(jù)如下表：R(m)1245x10P(W)1600400100y2516①上表中的x＝8，y＝64.②依據(jù)表中的數(shù)據(jù)可歸納出P和R之間的關系式為PR2＝1_600.(4)為探討無線傳輸電能，某科研小組在試驗室試制了無線電能傳輸裝置，在短距離內點亮了燈泡，如下圖．試驗測得，接在乙線圈上的用電器獲得的電能為輸入甲線圈電能的35%.①若用該裝置給充電功率為10W的電池充電，則損失的功率為18.6W.②若把甲線接入電壓為220V的電源，測得該線圈中的電流為0.195A．這時，接在乙線圈上的燈泡恰能正常發(fā)光，則此燈泡的功率為15W.(5)由于在傳輸過程中能量利用率過低，無線傳輸電能還處于試驗室階段．為早日告辭電線，實現(xiàn)無線傳輸電能的工業(yè)化，還需解決一系列問題，請?zhí)岢鲋辽賰蓚€問題．儀器體積過大、對人體有損害、傳輸距離太短等等．解析：(1)像電磁波一樣，無線傳輸能量也須要放射、傳播和接收的過程．(2)電磁波可以向各個方向傳播，而電能的輸送須要定向傳播．(3)由表中的前三組數(shù)據(jù)和最終一組數(shù)據(jù)可以看出PR2＝1600.將R＝5帶入上式得P＝64，所以y＝64；將P＝25帶入得R＝8，所以x＝8.(4)①由題意知，輸電效率為η＝35%，則P總＝P/η≈28.6W，所以損失的功率為P損＝P總－P＝28.6W－10W＝18.6W.②甲線圈輸入功率為P總＝UI＝220×0.195W＝42.9W，所以，乙線圈得到的功率，即燈泡的功率為P＝P總η＝42.9×35%W≈15.0W.(5)因為在無線傳輸過程中，電磁波向各個方向傳播是均等的，無法有效地限制方向性，為了更多地接收到電磁波，就須要接收儀器和放射點之間有較短的距離及接收器，需有很大的體積．同時，向空間輻射較多的電磁波，對人體有害．13．(8分)如圖所示，放在馬蹄形磁鐵兩極之間的導體棒ab，當通有自b到a的電流時，導體棒受到方向向右、大小F＝1N的磁場力的作用，已知導體棒在馬蹄形磁鐵內部的長度L＝5cm，通過導體棒的電流大小I＝10A，求：(1)導體棒中的電流在其正右側位置所形成的磁場的磁場方向；(2)馬蹄形磁鐵中導體棒所在位置的磁感應強度B的大小．答案：(1)豎直向上(2)2T解析：(1)由安培定則可知，導體棒中的電流在其正右側所形成的磁場方向豎直向上．(2)導體棒所在位置的磁感應強度B＝eq\f(F,IL).解得：B＝2T.14．(12分)經測量，人體表面輻射本事的最大值落在波長為9.4μm處．依據(jù)電磁輻射的理論得出，物體最強輻射的波長與物體的肯定溫度的關系近似為Tλm＝2.90×10－3m·K，由此估算人體表面的溫度和輻射的能量子的值各是多少？(h＝6.63×10－34J·s)答案：36℃2.12×10－20J解析：人體輻射的能量子的值為ε＝heq\f(c,λm)＝6.63×10－34×eq\f(3×108,9.4×10－6)J≈2.12×10－20J，人體表面的溫度為T＝eq\f(2.90×10－3,λm)＝eq\f(2.90×10－3,9.4×10－6)K≈309K≈36℃.15．(14分)如圖所示，金屬框架MON與導體棒DE構成回路，處在勻強磁場中且與磁場垂直．(1)若B＝0.1T，DE從O點動身，向右以1m/s的速度勻速運動4s時，回路的磁通量的變更是多少？(2)在圖中，若回路面積從S0＝8m2變成St＝18m2，B從B0＝0.1T變到Bt＝0.8T，則回路中的磁通量變更量是多少？答案：(1)0.8Wb(2)13.6Wb解析：(1)棒向右以1m/s的速度勻速運動4s時，位移為：x＝vt＝1×4m＝4m由于∠MON＝45°此時回路的面積為：S＝eq\f(1,2)x2＝eq\f(1,2)×42m2＝8m2回路的磁通量即磁通量的變更量為：ΔΦ1＝Φ－0＝BS＝0.8Wb(2)回路面積從S0＝8m2變到St＝18m2，B從B0＝0.1T變到Bt＝0.8T時的磁通量為：Φ2＝BtSt＝0.8×18Wb＝14.4Wb故回路中的磁通量的變更為：ΔΦ2＝Φ2－Φ＝14.4－0.8Wb＝13.6Wb16．(14分)衛(wèi)星電視傳播是指電視臺把無線電信號傳送到高空的通信衛(wèi)星上，衛(wèi)星再把信號傳送至地面上的其他地區(qū)．因此，我們看到衛(wèi)星電視信號顯示的整點時