(7)电磁场与电磁波初步、能源与可持续发展-【衡水金卷·先享题】2024-2025学年高一物理必修3同步周测卷（教科版）

高中同步周测卷/物理必修第三册 (七)电磁场与电磁波初步、能源与可持续发展 （考试时间40分钟，满分100分) 一、单项选择题（本题共6小题，每小题6分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只 有一项是符合题目要求的) 1.电磁波为信息的传递插上了“翅膀”。广播、电视、移动通信等通信方式，使古代人“顺 风耳、千里眼”的梦想变成了现实。关于电磁波，下列说法正确的是 A.电磁波的传播需要介质 B.雷达是用Y射线来测定物体位置的设备 C.电磁波的波速c、波长入、频率f的关系为c=入f D.遥控器发出的红外线和医院“CT”中的X射线的波长相同 2.下列各图中，电流I与其产生的磁场的磁感应强度B的方向关系正确的是 B 3.如图所示，罗浮山飞云顶沿线安装了许多太阳能路灯，太阳能电池板为夜间照明提供 能量。下列说法正确的是 A.太阳能属于清洁能源 B.太阳能电池板可以将太阳能100%转化为电能 C.太阳能电池板是将电能转化为机械能 D.能量在转化和转移的过程中，其总量保持不变，故节约能源没有必要 4.下列说法正确的是 b d (法拉第用过的线圈) 甲 丙 A.图甲中，两根电流方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场实现的 B.图乙中，若在α、b两端接上大小和方向发生周期性变化的电流，则接在c、d端的电 流表示数为0 物理（教科版）必修第三册第1页（共4页） 衡水金卷·先享题 C.图丙中，微波炉可以加热食物，微波是一种电磁波，微波具有能量 D.图丁中，奥斯特利用该实验装置发现了电磁感应现象 5.如图所示，四根相互绝缘的长直导线分别位于正立方体的四条竖直棱上，通以大小相 等、方向如图所示的电流，O,是面abcd对角线的交点，e是cd边的中点。下列说法 正确的是 -0h-- A.O1点的磁感应强度为零 B.O,点的磁感应强度沿ac方向 C.e点的磁感应强度为零 D.e点的磁感应强度沿cd方向 6.如图所示是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图。当电磁铁通入电流时， 可吸引或排斥上部的小磁体，从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作 用，达到充气的目的。充气泵工作过程中，当电流从电磁铁的接线柱A流入时，发现 吸引小磁体向下运动，下列说法正确的是 A.小磁体的上端为S极 弹性金属片 固定端 小磁体☐ B.当电流从电磁铁的接线柱A流入时，电磁铁的上 橡皮碗 端为N极 气室 C.若将小磁体换成小铁块，充气泵仍然可以正常 电磁铁空气导管 工作 D.电磁铁的铁芯为硬磁性材料 二、多项选择题（本题共2小题，每小题8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8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分) 7.下列说法正确的是 A.原子从基态跃迁到激发态要放出光子，放出光子的能量等于原子在始、末两个能 级的能量差 B.原子不能从低能级向高能级跃迁 C.原子吸收光子后从较低能级跃迁到较高能级，放出光子后从较高能级跃迁到较低 能级 D.原子无论是吸收光子还是放出光子的能量恒等于始、末两个能级的能量差 8.如图所示，正对的磁铁N、S之间的磁场为匀强磁场，一闭合的金属弹簧线圈水平放 在磁场中，下列方法能使线圈中产生感应电流的是 A.把线圈从磁场中拉出 B.以线圈的任意直径为轴转动 C.线圈沿竖直方向往复运动 D.在磁场区域内向四周拉线圈使其面积增大 高中同步周测卷七 物理（教科版）必修第三册第2页（共4页） 班级 姓名 分数 题号 2 3 4 5 6 7 8 答案 三、非选择题（本题共3小题，共48分。请按要求完成下列各题） 9.(15分)据测量，地球表面某处地磁场的磁感应强度大小为3×10一5T、方向水平。 (1)1T=1 。 (用国际单位制基本单位表示) (2)若该处有半径为10cm的单匝闭合圆形线圈竖直放置且与地磁场方向垂直，则穿 过该线圈平面的磁通量为 Wb(结果保留两位有效数字)，当该线圈绕其竖直 直径转动时，线圈内 (填“有”或“无”)感应电流产生。 (3)如图所示，某物理兴趣小组在该处估测通电螺线管产生的 磁感应强度，他们将一小磁针放在一个水平放置的螺线管的 s 右侧轴线上。开关断开时，小磁针静止时N极指向处于水平 面内xOy坐标系中的y轴正方向；闭合开关后，发现小磁针N极的指向与y轴正方 向的夹角为45°。 ①请用笔画线代替导线在图上标明螺线管上导线的绕向。 ②该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度大小为 T。(结果保留一位 有效数字) 10.(15分)如图所示，abcd是边长L=20cm的正方形金属框，匀强磁场区域左边界到 bc的距离也为L=20cm,右边界MP与水平线MN间的夹角0=45°，且M点为cd 边的中点，已知匀强磁场的磁感应强度大小B=0.01T、方向垂直纸面向外。 (1)求图示位置金属框的磁通量大小； (2)若将金属框以bc为轴，向纸面外转动180°，求该过程中磁通量变化量的大小。 物理（教科版）必修第三册第3页（共4页) 衡水金卷·先享题 11.(18分)如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金 属棒MV置于金属架上，且始终与金属架接触良好，t一0时刻，磁感应强度大小为 B,,金属棒MN与金属架构成了边长为L的正方形MDEN。 (1)求t=0时刻，通过正方形MDEN区域的磁通量； (2)若t=0时刻起，金属棒MN开始向右做匀速直线运动，则金属棒MN中是否有 电流产生？ (3)若t=0时刻起，金属棒MN由静止开始从初始位置以加速度α向右做匀加速直 线运动，为使金属棒MN中不产生感应电流，则磁感应强度大小B应该怎样随时间 t变化？请推导出B与t的关系式。 ××××× 高中同步周测卷七 物理（教科版）必修第三册第4页（共4页)高中周测卷 ·物理（教科版）必修第三册· 高中同步周测卷/物理必修第三册（七） 9 命题要素一贤表 注： 1.能力要求： I.理解能力 Ⅱ，推理能力Ⅲ.分析综合能力Ⅳ.应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究①科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) ① ②③ ④ 档次 系数 1 单项选择题 6 电磁波 易 0.88 2 单项选择题 6 安培定则的理解 易 0.83 单项选择题 能源与可持续发展 0.81 4 单项选择题 6 电磁学现象 中 0.78 5 单项选择题 6 磁感应强度的矢量合成 0.68 6 单项选择题 6 电磁铁的应用 中 0.65 7 多项选择题 8 光子的发射和吸收 中 0.78 8 多项选择题 8 感应电流的产生条件 难 0.58 国际单位制、磁通量、磁感应强 非选择题 15 中 0.78 度矢量合成 10 非选择题 15 磁通量、磁通量的变化 中 0.72 非选择题 18 感应电流的产生条件 0.59 香考答案及解析 一、单项选择题 部磁场由S到N,D项错误。 1.C【解析】电磁波的传播不需要介质，A项错误；雷 3.A【解析】太阳能属于清洁能源，A项正确：太阳能 达是用微波来测定物体位置的设备，B项错误；电磁 电池板不可以将太阳能100%转化为电能，B项错误； 波的波速c、波长入、频率f的关系为c=λf,C项正 太阳能电池板是将太阳能转化为电能，C项错误：能 确：遥控器发出的红外线和医院“CT”中的X射线的 量在转化和转移的过程中，其总量保持不变，但会有 波长不同，D项错误。 部分能量不能被回收利用，故节约能源还是必要的， 2.C【解析】图A中，由安培定则可知，导线右侧磁场 D项错误。 方向垂直纸面向里，导线左侧磁场方向垂直纸面向4，C【解析】图甲中，通电直导线周围产生磁场，则两 外，A项错误；图B中，由安培定则可知，导线产生的 根电流方向相反的长直导线相互排斥，是通过磁场实 磁场为逆时针方向，B项错误；图C中，由安培定则可 现的，A项错误；图乙中，若在a、b两端接上交流电 知，环形电流内部磁场由右向左，C项正确：图D中， 源，则穿过线圈的磁场不断变化，磁通量不断变化，cd 由安培定则可知，通电螺线管右端为N极，螺线管内 线圈中产生感应电流，接在c、d端的电流表示数不为 ·27· ·物理（教科版）必修第三册· 参考答案及解析 0,B项错误；图丙中，微波炉可以加热食物，微波是一 以线圈的任意直径为轴转动，穿过线圈的磁通量发生 种电磁波，具有能量，C项正确：奥斯特利用图丁中的 变化，线圈中产生感应电流，B项正确：线圈沿竖直方 实验装置发现了电流的磁效应，D项错误。 向往复运动，穿过线圈的磁通量没有发生变化，线圈 5.B【解析】由安培定则可判断，四根通电导线在O 中没有感应电流，C项错误：用力拉线圈的四周使其 处产生的磁感应强度方向如图所示： 面积发生变化，穿过线圈的磁通量增大，线圈中产生 "o Od 感应电流，D项正确。 三、非选择题 9.(1)kg/(A·s2)(3分) (2)9.4×10(3分)有(3分) B (3)①如图所示(3分) b⑧ Od 由于四根相互绝缘的长直导线通有大小相等的电流， 四根通电导线在O处产生的磁感应强度大小相等， 故O点磁感应强度不为零，方向沿ac方向，A项错 ②3×10-(3分) 误，B项正确；由安培定则可判断，四根通电导线在e 处产生的磁感应强度方向如图所示： 【解折】1)根据B=元-咒可知，用国际单位制然 Od 本单位表示1T=1kg/(A·s2) (2)穿过线圈平面的磁通量重=B·π2=3×105× B 3.14×0.12Wb≈9.4×107Wb,当该线圈绕其竖直 直径转动时，穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电 流产生。 b⑧ Oc (3)①根据小磁针N极的指向，螺线管右端为N极， 由磁场叠加原理可知，点的磁感应强度不为零，方 螺线管上导线的绕向如图所示。 向沿Oe方向，C、D项错误。 ②对小磁针处的磁场分析如图所示： 6.A【解析】当电流从电磁铁的接线柱A流入时，从 B 上向下看电流是顺时针方向，根据右手螺旋定则可知 电磁铁的下端为N极，上端为S极，由异名磁极相吸 可知小磁体下端为N极，上端为S极，A项正确，B项 B管 错误；若将小磁体换成小铁块，橡皮碗会一直处于下 压状态，充气泵不能正常工作，C项错误；根据电磁铁 由几何关系可知，tan45°= 距，因此B管=3X B 的工作要求，当没有电流时，要让铁芯失去磁性，当通 10-5T。 电时，要有磁性，因此铁芯应用软磁性材料制作，D项 10.【解析】(1)图示位置金属框的磁通量大小为Φ=BS 错误。 =BX2X(号)P=号BL=5X105wb6分) 二、多项选择题 7.CD【解析】原子处于激发态不稳定，可自发地向低 (2)若将金属框以bc为轴，向纸面外转动180°，金属 能级发生跃迁，以光子的形式放出能量，光子的吸收 框的磁通量0=一BS=一B[L2-是×（告）]= 是光子发射的逆过程，原子在吸收光子后，会从较低 能级向较高能级跃迁，但不管是吸收光子还是放出光 5女BL2=-3.5×10-4wb (5分) 子，光子的能量总等于原子在始、末两个能级的能量 磁通量的变化量大小△Φ=|Φ'一Φ|=4×104Wb 差，A、B项错误，CD项正确。 (5分) 8.ABD【解析】把线圈从磁场中拉出的过程中，穿过 11.【解析】(1)t=0时刻，穿过正方形MDEN区域的磁 线圈的磁通量减小，线圈中产生感应电流，A项正确； 通量Φ。=B。L (3分) ·28· 高中周测卷 ·物理（教科版）必修第三册· (2)金属棒MN开始向右做匀速直线运动，穿过 t时刻穿过MDEV区域的磁通量更=BS (3分) MDEN区域的磁通量发生变化，金属棒MN中有电 又Φ=Φ (3分) 流产生 (3分) 2BoL (3)金属棒MN中不产生感应电流，故穿过MDEN 解得B=2L十at (3分) 区域的磁通量不变，设t时刻磁感应强度大小为B, 此时MDEV区域围成的面积S=L(L+2at) (3分) ·29·