2024-2025学年高中物理第十三章电磁感应与电磁波初步单元评估练习含解析新人教版必修第三册

PAGEPAGE7第十三章电磁感应与电磁波初步单元评估时间：90分钟分值：100分一、选择题(1～6为单选，每小题3分；7～10为多选，每小题4分，共34分)1．关于热辐射，下列说法中正确的是(C)A．一般物体的热辐射强度只与物体的温度有关B．黑体只汲取电磁波，不反射电磁波，所以黑体肯定是黑的C．肯定温度下，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值D．温度上升时，黑体辐射强度的极大值向波长增大的方向移动解析：一般物体的热辐射强度除与温度有关之外，还与材料、表面状态有关，A错误；黑体可以辐射可见光，不肯定是黑的，B错误；由黑体辐射的试验规律知，C正确，D错误．2．2024年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100nm(1nm＝10－9m)旁边连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲．大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的探讨中发挥重要作用．一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎．据此推断，能够电离一个分子的能量约为(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，联立解得E≈2×10－18J，B项正确．3．关于电磁波，下列说法正确的是(D)A．雷达是用X光来测定物体位置的设备B．使电磁波随各种信号而变更的技术叫做解调C．用红外线照耀时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光D．变更的电场可以产生磁场解析：雷达是用微波来测定物体位置的设备，A错误；使电磁波随各种信号而变更的技术叫调制，B错误；C中应用紫外线照耀，才能使荧光物质发出可见光；匀称变更的电场产生稳定的磁场，而非匀称变更的电场产生变更的磁场，故D正确．4．电磁波给人类生活带来日新月异变更的同时，也带来了电磁污染．长期运用下列通信装置，会对人体健康产生影响的是(C)解析：摇柄电话、拨号电话、按键电话这些都是有线电话机，是通过送话器把声音换成相应的电信号，用导线把电信号传送到远离说话人的地方，然后再通过受话器将这一电信号还原为原来声音的一种通讯装置，它们都不会放射电磁波．移动电话就是我们所用的手机，它是一个小型的、但能量较强的电磁波发生器，其工作频率在890～965MHz，辐射出的电磁波对人体健康有影响．5．利用所学物理学问，可以初步了解常用的公交一卡通(IC卡)的工作原理及相关问题．IC卡内部有一个由电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路．公交车上的读卡机(刷卡时“嘀”的响一声的机器)向外放射某一特定频率的电磁波．刷卡时，IC卡内的线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到肯定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输．下列说法正确的是(B)A．IC卡工作所须要的能量来源于卡内的电池B．仅当读卡机放射该特定频率的电磁波时，IC卡才能有效工作C．若读卡机放射的电磁波偏离该特定频率，则线圈L中不会产生感应电流D．IC卡只能接收读卡机放射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息解析：刷卡时线圈L产生感应电流，为电容C充电，因此IC卡不用电池，A错；仅当读卡机向外放射某一特定频率的电磁波时，才能使电容C达到肯定电压，IC卡才能有效工作，B正确；当读卡机放射的电磁波的频率偏离特定频率，线圈中也会产生感应电流，只是不能使电容C达到肯定的电压，只有当电容C达到肯定电压后，才能驱动卡内芯片进行数据处理和传输，C、D错误．6．如图所示，三条长直导线都通有垂直于纸面对外的电流，且I1＝I2＝I3，则距三导线等距的A点的磁场方向为(B)A．向上B．向右C．向左D．向下解析：I2与I3在A点产生的合磁场为0，A处磁场方向与I1在该处产生磁场相同，故答案为B.7．如图所示，一光滑水平桌面的左半部分处于竖直向下的匀强磁场内，当一电阻不计的环形导线圈在此水平桌面上向右以某一速度起先滑行时(ACD)A．若整个线圈在磁场内，线圈肯定做匀速运动B．线圈从磁场内滑到磁场外过程，必做加速运动C．线圈从磁场内滑到磁场外过程，必做减速运动D．线圈从磁场内滑到磁场外过程，必定放热解析：整个线圈在磁场内时，无感应电流，故不受安培力，线圈做匀速运动，A对；线圈滑出磁场过程中，产生感应电流，受到阻碍它运动的安培力，故线圈做减速运动，机械能转化为内能，选项B错，C、D对．8．如图，纸面内有两条相互垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称．整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面对外．已知a、b两点的磁感应强度大小分别为eq\f(1,3)B0和eq\f(1,2)B0，方向也垂直于纸面对外．则(AC)A．流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为eq\f(7,12)B0B．流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为eq\f(1,12)B0C．流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为eq\f(1,12)B0D．流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为eq\f(7,12)B0解析：设导线L1在a、b两点产生的磁感应强度大小为B1，导线L2在a、b两点产生的磁感应强度大小为B2，以垂直于纸面对外为正方向，在a点有B0－B1－B2＝eq\f(1,3)B0，在b点有B0－B1＋B2＝eq\f(1,2)B0，解得B1＝eq\f(7,12)B0，B2＝eq\f(1,12)B0，故选项A、C正确．9．下列说法正确的是(BD)A．电荷的四周肯定有电场，也肯定有磁场B．匀称变更的电场肯定在其四周空间产生磁场C．任何变更的电场肯定在其四周空间产生变更的磁场D．正弦交变的电场在其四周空间肯定产生同频率交变的磁场解析：只有变更的电场才能激发磁场，A错误；匀称变更的电场四周存在恒定的磁场，B正确，C错误；周期性变更的电场在其四周产生同频率的周期性变更的磁场，D正确．10．明永乐三年(1405年)的一天，江苏太仓城外刘家港的港湾里，一支浩大的船队正打算起锚远航，“宝舟体势巍然，巨无匹敌，棚帆锚舵，非二三百人莫能举动．”整个船队有官兵、水手、工匠、医生、翻译等两万多人……以上是对郑和统帅船队将要“下西洋”时的描述．以下说法正确的是(ABD)A．我国是最早在航海上运用指南针的国家B．郑和下西洋的宝船上装着罗盘，导航时兼用罗盘和观星，二者相互补充、相互修正C．意大利航海家哥伦布是世界上第一个观测到磁偏角的人D．中国的沈括观测到磁偏角比哥伦布早约四百年解析：指南针是我国古代四大独创之一，对世界航海事业的发展作出了巨大贡献．我国宋代学者沈括最早精确记录了磁针所指的南北方向不是地理上的正南正北的现象，即发觉了地磁偏角．西方直到1492年哥伦布第一次航行美洲时才发觉了地磁偏角，比沈括的发觉晚了约四百年，所以选项A、B、D正确．二、非选择题(共66分)11．(8分)两个完全相同的条形磁铁，放在平板AB上，磁铁的N、S极如图所示，起先时平板及磁铁皆处于水平位置，且静止不动．a．现将AB突然竖直向上平移(平板与磁铁之间始终接触)，并使之停在A″B″处，结果发觉两个条形磁铁吸在了一起．b．假如将AB从原来位置突然竖直向下平移，并使之停在位置A′B′处，结果发觉两条形磁铁也吸在了一起，请回答下列问题：(1)起先时两磁铁静止不动，磁铁间的相互作用力是吸引力；右侧的磁铁受到的静摩擦力的方向向右．(2)在a过程中磁铁起先滑动时，平板正在向上加速还是减速呢？答：减速．(3)在b过程中磁铁起先滑动时，平板正在向下加速还是减速呢？答：加速．解析：本题是一道综合性题目，主要考查磁体间的相互作用规律、受力分析、牛顿其次定律．磁铁静止时，二者间的相互吸引力与静摩擦力大小相等，对右侧的磁铁来说，吸引力向左静摩擦力向右．当平板向上运动而磁铁吸在一起时，说明摩擦力减小，磁铁所受支持力减小，磁铁应处于失重状态，所以平板应向上减速运动，加速度方向向下．当平板向下运动而两磁铁吸在一起时，磁铁应处于失重状态，所以加速度仍向下，故是向下加速运动．12．(10分)目前电能都是通过电网采纳有线方式传输的．人们始终幻想能无线传输电能，幻想在日常生活中实现无线充电，甚至不用电池．现在，一个科学探讨小组在试验室中取得可喜的进展，或许，人类的这一幻想不久就能实现．(1)实现无线传输能量，涉及到能量的放射、传播和接收．(2)科学家曾经设想通过高耸的天线塔，以无线电波的形式将电能输送到指定地点，但始终没有在应用层面上获得胜利，其主要缘由是这类无线电波(C)A．在传输中许多能量被汲取B．在传输中易受山脉阻隔C．向各个方向传输能量D．传输能量易造成电磁污染(3)假如像无线广播那样通过天线塔输送电能，接收器获得的功率P和它到天线塔的距离R相关，试验测得P和R的部分数据如下表：R(m)1245x10P(W)1600400100y2516①上表中的x＝8，y＝64.②依据表中的数据可归纳出P和R之间的关系式为PR2＝1_600.(4)为探讨无线传输电能，某科研小组在试验室试制了无线电能传输装置，在短距离内点亮了灯泡，如下图．试验测得，接在乙线圈上的用电器获得的电能为输入甲线圈电能的35%.①若用该装置给充电功率为10W的电池充电，则损失的功率为18.6W.②若把甲线接入电压为220V的电源，测得该线圈中的电流为0.195A．这时，接在乙线圈上的灯泡恰能正常发光，则此灯泡的功率为15W.(5)由于在传输过程中能量利用率过低，无线传输电能还处于试验室阶段．为早日告辞电线，实现无线传输电能的工业化，还需解决一系列问题，请提出至少两个问题．仪器体积过大、对人体有损害、传输距离太短等等．解析：(1)像电磁波一样，无线传输能量也须要放射、传播和接收的过程．(2)电磁波可以向各个方向传播，而电能的输送须要定向传播．(3)由表中的前三组数据和最终一组数据可以看出PR2＝1600.将R＝5带入上式得P＝64，所以y＝64；将P＝25带入得R＝8，所以x＝8.(4)①由题意知，输电效率为η＝35%，则P总＝P/η≈28.6W，所以损失的功率为P损＝P总－P＝28.6W－10W＝18.6W.②甲线圈输入功率为P总＝UI＝220×0.195W＝42.9W，所以，乙线圈得到的功率，即灯泡的功率为P＝P总η＝42.9×35%W≈15.0W.(5)因为在无线传输过程中，电磁波向各个方向传播是均等的，无法有效地限制方向性，为了更多地接收到电磁波，就须要接收仪器和放射点之间有较短的距离及接收器，需有很大的体积．同时，向空间辐射较多的电磁波，对人体有害．13．(8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．答案：(1)竖直向上(2)2T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.14．(12分)经测量，人体表面辐射本事的最大值落在波长为9.4μm处．依据电磁辐射的理论得出，物体最强辐射的波长与物体的肯定温度的关系近似为Tλm＝2.90×10－3m·K，由此估算人体表面的温度和辐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：人体辐射的能量子的值为ε＝heq\f(c,λm)＝6.63×10－34×eq\f(3×108,9.4×10－6)J≈2.12×10－20J，人体表面的温度为T＝eq\f(2.90×10－3,λm)＝eq\f(2.90×10－3,9.4×10－6)K≈309K≈36℃.15．(14分)如图所示，金属框架MON与导体棒DE构成回路，处在匀强磁场中且与磁场垂直．(1)若B＝0.1T，DE从O点动身，向右以1m/s的速度匀速运动4s时，回路的磁通量的变更是多少？(2)在图中，若回路面积从S0＝8m2变成St＝18m2，B从B0＝0.1T变到Bt＝0.8T，则回路中的磁通量变更量是多少？答案：(1)0.8Wb(2)13.6Wb解析：(1)棒向右以1m/s的速度匀速运动4s时，位移为：x＝vt＝1×4m＝4m由于∠MON＝45°此时回路的面积为：S＝eq\f(1,2)x2＝eq\f(1,2)×42m2＝8m2回路的磁通量即磁通量的变更量为：ΔΦ1＝Φ－0＝BS＝0.8Wb(2)回路面积从S0＝8m2变到St＝18m2，B从B0＝0.1T变到Bt＝0.8T时的磁通量为：Φ2＝BtSt＝0.8×18Wb＝14.4Wb故回路中的磁通量的变更为：ΔΦ2＝Φ2－Φ＝14.4－0.8Wb＝13.6Wb16．(14分)卫星电视传播是指电视台把无线电信号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，我们看到卫星电视信号显示的整点时