新教材同步辅导2023年高中物理章末质量评估五第六章电磁现象与电磁波粤教版必修第三册

章末质量评估（五）（对应第六章）（时间：75分钟分值：100分）一、单项选择题（本题共7小题，每题4分，共28分.每小题只有一个选项是正确的，选对得4分.错选、多选、不选均不得分）1.随着智能手机的发展，电池低容量和手机高耗能之间的矛盾越来越突出，手机无线充电技术间接解决了智能手机电池不耐用的问题.如图所示，当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电.电磁感应的首次发现者为（）A.爱因斯坦 B.法拉第C.洛伦兹 D.密立根解析：电磁感应的首次发现者是法拉第，故选B.答案：B2.关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是（）A.电磁波可以传递信息，声波不能传递信息B.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C.太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同D.遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同解析：电磁波可以传递信息，声波也能传递信息，故选项A错误；手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波，故选项B正确；太阳光中的可见光的传播速度是光速，医院“B超”中的超声波传播速度是声速，二者的大小不相同，故选项C错误；遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长不相同，故选项D错误.答案：B3.下列说法正确的是（）A.电荷在某处不受电场力的作用，则该处的电场强度不一定为零B.把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱C.一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处磁感应强度一定为零D.把一小段通电导线放在磁场中某处，它所受到的磁场力与该段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱解析：电荷在电场中某处不受电场力，可知电场强度为零，故A错误；根据E＝eq\f(F,q)知，电荷受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱，故B正确；一小段通电导线在磁场中不受磁场力，可能是导线的方向与磁场方向平行，磁感应强度不一定为零，故C错误；只有当导线中电流的方向与磁场的方向垂直时，导线所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值才能表示该处磁场的强弱，故D错误.故选B.答案：B4.磁感应强度是描述磁场的重要概念，磁场的基本性质是对电流有磁场力的作用，则关于磁感应强度的大小，下列说法正确的是（）A.一小段通电直导线，在磁场某处受的力越大，该处的磁感应强度越大B.一小段通电直导线在磁场某处受的力等于零，则该处的磁感应强度一定等于零C.匀强磁场中沿磁感线方向磁感应强度逐渐减小D.磁感线较密时，磁感应强度较大；磁感线较疏处，磁感应强度较小解析：磁场的强弱由磁场本身的性质决定，与放入磁场中的电流元无关，电流元在磁场中所受的力越大，该点磁感应强度不变，所受力等于零，磁感应强度仍然未变，故A、B错误；匀强磁场中各处的磁感应强度都是相同的，故C错误；磁感线疏密表示磁场的强弱，故磁感线越密的地方磁场越强，越疏的地方磁场越弱，故D正确.答案：D5.如图所示，以点O为圆心的圆周上有M、N、A、B四个点，MN和AB都是直径，两根直导线垂直纸面放在M、N两点，现给导线通有大小相等、方向垂直纸面向里的电流，下列说法正确的是（）A.O处的磁感应强度为零B.在AB连线上，O处的磁感应强度最大C.A、B两处磁感应强度相同D.A、B两点的磁感应强度方向都在AB直线上解析：根据安培定则可知M处电流在O点产生的磁感应强度的方向沿AB向下，N处电流在O点产生的磁感应强度的方向沿AB向上，由于两导线电流大小相等，O到M、N的距离相等，所以M、N处电流在O点产生的磁感应强度大小相等，根据矢量合成可知O处磁感应强度为零，选项A正确；根据安培定则可知M处电流产生的磁感应强度的方向以及N处电流产生的磁感应强度的方向如图：由图及矢量合成可知A、B两处磁感应强度方向不同，也不在AB直线上且大于零，故在AB连线上O处的磁感应强度不是最大，选项B、C、D错误.答案：A6.如图所示是通有恒定电流的环形线圈和螺线管的磁感线分布图.若通电螺线管是密绕的，下列说法正确的是（）A.电流越大，内部的磁场越接近匀强磁场B.螺线管越长，内部的磁场越接近匀强磁场C.螺线管直径越大，内部的磁场越接近匀强磁场D.磁感线画得越密，内部的磁场越接近匀强磁场解析：根据螺线管内部的磁感线分布可知，在螺线管的内部，越接近于中心位置，磁感线分布越均匀，越接近两端，磁感线越不均匀，可知螺线管越长，内部的磁场越接近匀强磁场.故选B.答案：B7.如图所示，匀强磁场中有一个矩形闭合导线框绕轴线AB顺时针转动，在线框由水平位置转动90°的过程中，下列说法正确的是（）A.磁场的磁感应强度不断减小 B.穿过线框的磁通量保持不变C.穿过线框的磁感线条数增多 D.在线框中会产生感应电流解析：磁场的磁感应强度不变，A错误；磁感线穿过线圈的面积发生变化，故穿过线框的磁通量发生变化，B错误；磁感线穿过线圈的面积减小，故穿过线框的磁感线条数减小，C错误；磁感线穿过线圈的面积发生变化，穿过线框的磁通量发生变化，故在线框中会产生感应电流，D正确.故选D.答案：D二、多项选择题（本大题共3小题，每题6分，共18分.每小题有多个选项是正确的，全选对得6分，少选得3分，错选、多选、不选均不得分）8.如图所示，在N—S间为匀强磁场，虚线为磁感线，正方形线圈abcd放在磁场间，线圈平面与磁感线方向垂直，以下方法能在线圈中产生感应电流的是（）A.线圈沿磁感线方向上下平动B.线圈水平向右离开磁场C.以线圈中心作一竖直轴，线圈绕轴水平转动D.以ad为轴转动线圈解析：线圈沿磁感线方向上下平动，磁通量没有变化，不能在线圈中产生感应电流，选项A错误；线圈水平向右离开磁场，磁通量发生变化，能在线圈中产生感应电流，选项B正确；以线圈中心作一竖直轴，线圈绕轴水平转动，磁通量没有变化，不能在线圈中产生感应电流，选项C错误；以ad为轴转动线圈，磁通量发生变化，能在线圈中产生感应电流，选项D正确.答案：BD9.如图所示，蓝牙设备和Wi­Fi已经广泛应用于我们的日常生活中.由于Wi­Fi和蓝牙都在全球通用频段2.4GHz上工作，因此它们共存时会相互干扰，造成两者的信噪比下降，影响数据传输.为缓解上述干扰，目前不少路由器的Wi­Fi采用双频段模式，即同时工作在2.4GHz和5GHz的模式下，其中2.4GHz信号在空气或障碍物中传播时衰减小，而5GHz信号更加高速且稳定.下列说法正确的是（）A.Wi­Fi和蓝牙的相互干扰是指产生了干涉B.2.4GHz信号比5GHz信号的衍射能力更强C.5GHz信号在空中的传播速度大于2.4GHz信号的传播速度D.信噪比下降是指接收电路在接收所需信号的同时也接收了其他杂质信号解析：Wi­Fi和蓝牙都在全球通用频段2.4GHz上工作，它们共存时会相互干扰，造成两者的信噪比下降，信噪比下降是指接收电路在接收所需信号的同时也接收了其他杂质信号，并非产生了干涉，选项A错误，D正确；2.4GHz信号比5GHz信号的波长更大，则衍射能力更强，选项B正确；5GHz信号在空中的传播速度等于2.4GHz信号的传播速度，均为3×108m/s，选项C错误.故选BD.答案：BD10.特高压直流输电是国家重点能源工程.如图所示是两根等高、相互平行的水平长直输电导线，分别通有大小相等、方向相同的电流I1和I2，a、b、c三点连线与两根导线垂直并共面，b点位于两根导线间的中点，a、c两点与b点等距，d点位于b点正上方.不考虑地磁场的影响，则（）A.b点处的磁感应强度方向与两根导线所在平面平行B.d点处的磁感应强度方向与两根导线所在平面平行C.a、c两点处的磁感应强度方向相反D.a、d两点处的磁感应强度方向相同解析：I1在b点的磁感应强度方向竖直向下，I2在b点的磁感应强度方向竖直向上，且因为I1＝I2，所以b点的合磁场的磁感应强度为零，A错误；I1在d点的磁感应强度方向斜向下，I2在d点的磁感应强度方向斜向上，侧视图如下：可知d点处的磁感应强度方向与两根导线所在平面平行，故B正确；由安培定则可知I1和I2在a点产生的磁感应强度方向相同，都是竖直向上，在c点产生的磁感应强度方向都是竖直向下，如下图所示：由对称性可知，I1和I2在两点产生的磁感强度之和大小相等，方向相反，故C正确；由C中图可以看出，a、d两点处的磁感应强度方向不同，故D错误.答案：BC三、非选择题（本大题共5小题，共54分.解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位）11.（12分）某校物理探究小组探究电磁感应规律的实验器材和电路如图所示，回答下列问题：（1）用螺旋测微器测得绕制线圈B的铜线直径d如图1所示，则该铜线d＝mm.（2）在图2中用笔画线将实验电路连接完整.（3）连接好电路以后，实验中发现：闭合开关时，灵敏电流计的指针偏转了一下.然后开关保持闭合，线圈A保持静止，若把滑动变阻器的滑片快速向左滑动，灵敏电流计的指针会（选填“偏转”或“不偏转”），滑片滑到最左端停止后，灵敏电流计的指针（选填“在最大值位置”或“回到零刻度”）.（4）通过实验可以得出：当穿过闭合回路的发生变化时，闭合回路中就会产生感应电流.解析：（1）读数0mm＋0.01mm×45.0＝0.450mm.（2）如下图.（3）根据题意知闭合开关时，B线圈中的磁通量发生变化，导致B中感应电流使得灵敏电流计的指针偏转了一下；开关保持闭合，线圈A保持静止，若把滑动变阻器的滑片快速向左滑动，使B中磁通量减少，从而产生感应电流，指针会偏转；滑片滑到最左端停止后，电路中的电流不再变化，B中的磁通量也没有变化，所以没有感应电流，指针回到零刻度.（4）题中实验操作都是使得B线圈中的磁通量发生变化，从而在闭合电路中产生电流.答案：（1）0.450（2）图见解析（3）偏转回到零刻度（4）磁通量12.（10分）如图所示，放在马蹄形磁铁两极之间的导体棒ab，当通有自b到a的电流时，导体棒受到方向向右、大小F＝1N的磁场力的作用，已知导体棒在马蹄形磁铁内部的长度L＝5cm，通过导体棒的电流大小I＝10A，求：（1）导体棒中的电流在其正右侧位置所形成的磁场的磁场方向；（2）马蹄形磁铁中导体棒所在位置的磁感应强度B的大小.解析：（1）由安培定则可知，导体棒中的电流在其正右侧所形成的磁场方向竖直向上.（2）导体棒所在位置的磁感应强度B＝eq\f(F,IL)，解得B＝2T.答案：（1）导体棒中的电流在其正右侧位置所形成的磁场方向竖直向上（2）2T13.（10分）普朗克的能量子假说和爱因斯坦的光子假说的内容是什么？它们分别能解释哪些现象？解析：普朗克能量子假设：1900年，德国物理学家普朗克通过对黑体辐射现象的深入研究，对黑体辐射中的能量提出了著名的能量子假设，即黑体辐射或吸收电磁波的能量是不连续的，它是以能量子hν为基本单元来吸收或发射能量的，即能量为E＝nhv，式中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量，n可以取正整数.爱因斯坦光子假设：为了克服经典理论所遇到的困难，从理论上解释光电效应，爱因斯坦提出了光子假设，即光束可以看成是由微粒构成的粒子流，这些粒子叫光量子，简称光子.在真空中，每个光子都以光速c运动.这些频率为ν的光量子的能量为hν.区别：两人所研究对象不同，普朗克把黑体内谐振子的能量看作是量子化的，它们与电磁波相互作用时吸收和发射的能量也是量子化的，可以解释黑体辐射；爱因斯坦认为，空间存在的电磁波的能量本质就是量子化的，可用于解释光电效应和康普顿效应.答案：见解析14.（14分）如图，矩形线圈abcd的长与宽分别为2L和L，虚线内有界匀强磁场的磁感应强度为B，O1、O2分别为ad、bc的中点，求：（1）线圈绕ab边向纸外旋转60°角时，穿过线圈的磁通量；（2）线圈绕cd边向纸外旋转60°角时，穿过线圈的磁通量变化量.解析：（1）当线圈绕ab边向纸外旋转60°角时，ad边在纸面内的投影长度d＝2L×cos60°＝L，即cd边恰好位于磁场右边界的正上方，所以穿过线圈的磁通量Φ＝B×2L2×cos60°＝BL2.（2）当线圈绕cd边向纸外旋转60°角时，ad边在纸面内的投影长度d′＝2L×cos60°＝L，即ab边恰好位于磁场右边界的正上方，所以穿过线圈的磁通量为零；磁通量的变化量为ΔΦ＝0－B×L2＝－BL2.答案：（1）BL2（2）－BL215.（15分）我们常处于电流产生的磁场中.通电长直导线所产生磁场的磁感应强度可用B＝keq\f(I,d)计算，其中k＝2×10－7T·m/A，I为电流，d为该点到直导线的垂直距离.利用该公式可估算生活中所遇到的磁场的磁感应强度.则：（1）家庭通电导线的电流很少超过10A.试比较距离导线0.5m处的磁场与地磁场的磁感应强度大小.（2）765kV高压输电线中的电流常可达200A.假定这种输电线离地面高度为20m，试估算输电线正下方地面