(7)初识电磁场与电磁波、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（鲁教版）

高中同步周测卷/物理必修第三册 (七)初识电磁场与电磁波、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 3.对于光的认识，下列说法正确的是 A.光既具有波动性，又具有粒子性，这是互相矛盾和对立的 B.光的粒子性类似于质点 C.大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性 D.在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的 4.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 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 物理（鲁科版）必修第三册第1页（共4页） 衡水金卷·先享题 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 气室 端为N极 Bo 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.如图所示，闭合矩形金属线圈abcd位于通电直导线MN附近，线圈与直导线位于同 一平面内，线圈的两个边与导线平行，当线圈做下面几种运动时，线圈中能够产生感 应电流的是 A.线圈沿平行导线MN的方向移动 B.线圈沿垂直导线MN的方向水平向右移动 C.线圈以ab边为轴，cd边向纸里转动90°角 D.线圈以导线MN为轴，向纸外转动90°角 8.实验装置如图所示，在铁芯F上绕着两个线圈α、b。如果线圈a中分别通有下列四 种情况的电流i,在t~t2这段时间内，在线圈b中能观察到感应电流的是 o 电源 ● 电流表 高中同步周测卷七 物理（鲁科版）必修第三册第2页（共4页) 班级 姓名 分数 题号 1 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 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（鲁科版）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MN置于金属架上，且始终与金属架接触良好，t=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。 ××××× N 高中同步周测卷七 物理（鲁科版）必修第三册第4页（共4页)高中周测卷 ·物理（鲁科版）必修第三册· 高中同步周测卷/物理必修第三册（七） 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 3 单项选择题 光的量子化 0.81 4 单项选择题 6 能源的可持续发展 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 感应电流的产生条件 中 0.78 8 多项选择题 8 感应电流的产生 难 0.58 国际单位制、磁通量、磁感应强 9 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.D【解析】光既具有粒子性，又具有波动性，大量的 达是用微波来测定物体位置的设备，B项错误；电磁 光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较明显，但 波的波速c、波长入、频率f的关系为c=λf,C项正 无法只用其中一种说明光的一切行为，故光的粒子性 确：遥控器发出的红外线和医院“CT”中的X射线的 不同于质点，A、B、C项错误：光的传播不是连续的， 波长不同，D项错误。 而是以一份一份光子的形式进行的，D项正确。 2.C【解析】图A中，由安培定则可知，导线右侧磁场4.A【解析】太阳能属于清洁能源，A项正确：太阳能 方向垂直纸面向里，导线左侧磁场方向垂直纸面向 电池板不可以将太阳能100%转化为电能，B项错误； 外，A项错误；图B中，由安培定则可知，导线产生的 太阳能电池板是将太阳能转化为电能，C项错误；能 磁场为逆时针方向，B项错误；图C中，由安培定则可 量在转化和转移的过程中，其总量保持不变，但会有 知，环形电流内部磁场由右向左，C项正确：图D中， 部分能量不能被回收利用，故节约能源还是必要的， 由安培定则可知，通电螺线管右端为N极，螺线管内 D项错误。 ·27· ·物理（鲁科版）必修第三册· 参考答案及解析 5.B【解析】由安培定则可判断，四根通电导线在O 恒定的磁场，穿过线圈b的磁通量不发生变化，线圈b 处产生的磁感应强度方向如图所示： 中无感应电流，A项错误；线圈α中通有变化的电流， d 产生变化的磁场，穿过线圈b的磁通量发生变化，线 圈b中有感应电流，B、C、D项正确。 三、非选择题 9.(1)kg/(A·s)(3分) (2)9.4×101(3分)有(3分) b☒ (3)①如图所示(3分) 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Qc方向，A项错 误，B项正确；由安培定则可判断，四根通电导线在e ②3×10-5(3分) 处产生的磁感应强度方向如图所示： 【解新】1根据B=元一咒可知，用同际单位制基 本单位表示1T=1kg/(A·s2)。 B (2)穿过线圈平面的磁通量Φ=B·π2=3×105× ,0个 3.14×0.12Wb≈9.4×10-Wb,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 ●c 流产生。 由磁场叠加原理可知，e点的磁感应强度不为零，方 (3)①根据小磁针N极的指向，螺线管右端为N极， 向沿Oe方向，C,D项错误。 螺线管上导线的绕向如图所示。 6.A【解析】当电流从电磁铁的接线柱A流入时，从 ②对小磁针处的磁场分析如图所示： 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 错误：若将小磁体换成小铁块，橡皮碗会一直处于下 B管 压状态，充气泵不能正常工作，C项错误；根据电磁铁 的工作要求，当没有电流时，要让铁芯失去磁性，当通 由几何关系可知，tan45°= 亮，因此=3X 电时，要有磁性，因此铁芯应用软磁性材料制作，D项 10-5T。 错误。 10.【解析】(1)图示位置金属框的磁通量大小为Φ=BS 二、多项选择题 =B×号×（）=BL2=5X10-wb (5分) 7.BC【解析】导线右侧的磁场垂直纸面向里，且距离 导线越远磁场越弱；线圈沿平行导线MV方向移动， (2)若将金属框以b加为轴，向纸面外转动180°，金属 穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，A项不 框的磁通量=一BS=-BL:-之×（台P]= 符合题意：线圈沿垂直导线MN方向水平向右移动， 穿过线圈的磁通量减小，会产生感应电流，B项符合 8BL2=3.5×10wb7 (5分) 题意；线圈以ab边为轴，cd边向纸里转动90°角，穿 磁通量的变化量大小△Φ=|Φ一Φ|=4×104Wb 过线圈的磁通量减小，会产生感应电流，C项符合题 (5分) 意；线圈以导线MN为轴，向纸外转动90°角，穿过线 11.【解析】(1)t=0时刻，穿过正方形MDEN区域的磁 圈的磁通量不变，不会产生感应电流，D项不符合 通量Φ。=B。L2 (3分) 题意。 (2)金属棒MN开始向右做匀速直线运动，穿过 8.BCD【解析】线圈a中通有恒定不变的电流，产生 MDEN区域的磁通量发生变化，金属棒MN中有电 ·28· 高中周测卷 ·物理（鲁科版）必修第三册· 流产生 (3分) t时刻穿过MDEV区域的磁通量Φ=BS (3分) (3)金属棒MN中不产生感应电流，故穿过MDEN 又Φ=Φ (3分) 区域的磁通量不变，设t时刻磁感应强度大小为B, 2BoL (3分) 此时MDEV区域围成的面积S=L(L十之a) 解得B=2L十aF (3分) ·29·