阶段质量检测(五) 初识电磁场与电磁波（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第三册（鲁科版 福建专用）

阶段质量检测(五)　初识电磁场与电磁波 (满分:100分　网阅作业,选择题请在答题区内作答) 一、单项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题只有一个选项符合题目要求) 1.我国拥有世界上最大的单口径射电望远镜,被称为“天眼”,如图所示。“天眼眼眶”所围圆面积为S,其所在处地磁场的磁感应强度大小为B,与“眼眶”平面平行、垂直的分量分别为B1、B2,则穿过“眼眶”的磁通量大小为 (　　) A.0　　　B.BS　　　C.B1S　　　D.B2S 2.已知某单色光的波长为λ,在真空中光速为c,普朗克常量为h,则该单色光辐射的能量子ε的值为 (　　) A.h B. C. D.以上均不正确 3.在矩形空间abcd内有水平方向的匀强磁场,矩形的ab边和cd边水平,且两边相距为l,一个高为h(h<l)的正三角形闭合金属框ABC从一定高度开始下落穿过磁场区域,下落时ABC平面保持竖直且AB边始终水平,如图所示。则下列过程中金属框内始终有感应电流的是 (　　) A.金属框下落过程中 B.金属框的AB边在磁场中运动的过程中 C.从金属框AB边出磁场到金属框完全离开磁场的过程中 D.在金属框穿过磁场过程中 4.如图所示,在匀强磁场中的矩形金属导轨上,有等长的两根金属棒ab和cd,均与导轨接触良好,它们以相同的速度匀速运动,则 (　　) A.断开开关S,ab中有感应电流 B.闭合开关S,ab中有感应电流 C.无论断开还是闭合开关S,ab中都有感应电流 D.无论断开还是闭合开关S,ab中都没有感应电流 二、双项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 5.北京冬奥会山地转播中心位于张家口赛区的核心区,包括转播中心本体建筑和电视演播室两大部分。山地转播中心面积约1.2万平方米,内设四个转播技术分隔区;电视演播室建筑面积约8 000平方米,分上、中、下三层,设有10个电视演播间。下列关于电磁波的说法正确的是 (　　) A.电磁波在真空中的传播速度是c=3×108 m/s B.电磁波不能传播能量 C.无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线均属于电磁波 D.赫兹预言了电磁波的存在 6.一位物理老师制作了一把如图所示的“简易铜丝琴”。他是这么作的:在一块木板上固定两颗螺丝钉,将一根张紧的铜丝缠绕在两颗螺丝钉之间,扩音器通过导线与两螺丝钉连接,铜丝旁边放置一块磁铁,用手指拨动铜丝,扩音器就发出了声音。根据上面所给的信息,下面说法正确的是 (　　) A.铜丝的振动引起空气振动而发出声音 B.振动的铜丝切割磁感线产生感应电流 C.该“简易铜丝琴”将电能转化为机械能 D.利用这一装置所揭示的原理可制成发电机 7.如图所示是我国航天员汤洪波在离地面高约为40 km的中国空间站中出舱的画面,该画面是通过电磁波传输到地面接收站的,下列关于电磁波的说法正确的是 (　　) A.电磁波波长越长,其能量子的能量越小 B.只要空间某处的电场或磁场发生变化,就会在其周围产生电磁波 C.汤洪波出舱活动的画面从空间站传到地面接收站最少需要约0.014 s D.赫兹通过实验捕捉到电磁波,并证实了麦克斯韦的电磁场理论 8.如图所示,在空间直角坐标系中,两条彼此绝缘的长直导线分别与Ox、Oy轴重合,电流均沿坐标轴正方向,已知真空中距无限长通电直导线的距离为r处的磁感应强度B=k(k为常数)。一闭合圆形金属线圈的圆心O'在xOy平面内沿直线y=x运动,线圈的半径为R,y>R。下列说法正确的是 (　　) A.线圈的匝数越多,穿过线圈的磁通量越大 B.若I1=2I2,则圆心O'处的磁感应强度沿z轴正方向 C.若I1=I2,则金属线圈中有感应电流产生 D.若2I1=I2,则金属线圈中有感应电流产生 三、非选择题(共60分，其中9、10、11题为填空题，12题为实验题，13、14、15题为计算题) 9.（4分）使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图所示。蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波 （选填“长”或“短”），在真空中的传播速度大小为 m/s，在真空中的传播速度 （选填“大于”“等于”或“小于”）手机通信的电磁波速度。 10. （4分）蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的。假设老鼠的体温为37 ℃，它发出的最强的热辐射的波长为λm，根据热辐射理论，λm与辐射源的绝对温度T的关系近似为λm·T=2.90×10-3m·K，普朗克常量h=6.626×10-34 J·s。那么老鼠发出最强的热辐射的波长为 m ，老鼠发出的这种最强的热辐射每份能量子(又叫作光子)的能量为 J。（结果保留一位小数） 11.（4分）如图所示的三维坐标系中，一圆形线圈放置在yOz平面内，其圆心为坐标原点O，沿着x轴正方向看线圈中有逆时针方向的电流I，P为x轴正半轴上一点，线圈在P处的磁感应强度为B，M、N为y、z轴与线圈的交点，则O、N间和O、M间各点磁感应强度方向 ，通过四分之一圆面OMN和平面PMN的磁通量 。（选填“相同”或“不同”） 12.(8分)某同学在“探究电磁感应产生条件”的实验中,设计了如图所示的装置。线圈A通过电流表甲、高阻值的电阻R'、滑动变阻器RP和开关S连接到电源上,线圈B的两端接到另一个电流表乙上,两个电流表完全相同,零刻度居中。闭合开关后,当滑动变阻器R的滑片P不动时,甲、乙两个电流表指针的位置如图所示。 (1)当滑片P较快地向左滑动时,电流表甲的指针的偏转情况是　　　　(选填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”),电流表乙的指针的偏转情况是　　　(选填“偏转”或“不偏转”)。(6分)  (2)断开开关,待电路稳定后再迅速闭合开关,电流表乙的指针的偏转情况是　　　　(选填“偏转”或“不偏转”)。(2分)  13.(11分)边长L=10 cm的正方形线框有10匝,固定在匀强磁场中,磁场方向与线框平面间的夹角θ=30°,如图所示,磁感应强度随时间的变化规律为B=2+3t(T),求: (1)2 s末穿过线框的磁通量;(5分) (2)第3 s内穿过线框的磁通量的变化量ΔΦ。(6分) 14.(13分)一盏灯发光功率为100 W,假设它发出的光向四周均匀辐射,光的平均波长为6.0×10-7 m。求:在距灯10 m远处,以灯为球心的球面上,1 m2的面积每秒通过的光子(能量子)数约为多少?(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,光速c=3.0×108 m/s,结果保留2位有效数字) 15.(16分)有一U形曲面,其尺寸如图所示,U形曲面开口竖直向上。现将该U形曲面放入磁感应强度大小为B=2 T的匀强磁场中。 (1)当磁场方向竖直向下时,穿过该曲面的磁通量是多少?(8分) (2)当磁场方向水平向右时,穿过该曲面的磁通量是多少?(8分) 6 / 6 学科网（北京）股份有限公司 阶段质量检测(五) 1.选D　“眼眶”平面与B2垂直，故穿过“眼眶”的磁通量大小为Φ=B2S，故D正确。 2.选A　由光速、波长与频率的关系可得出该单色光的频率ν=，能量子ε=hν=h，故A正确。 3.选C　金属框下落过程中，在磁场外时，金属框中没有感应电流，故A错误；由于h<l，当AB边还没有出磁场，金属框已经全部进入磁场时，整个金属框都在磁场中运动，金属框中磁通量不变化，没有感应电流，故B错误；从金属框AB边出磁场到金属框完全离开磁场的过程中，金属框在磁场中的有效面积减小，磁通量减小，有感应电流，故C正确；在金属框穿过磁场过程中，有一段时间金属框全部在磁场中，穿过金属框的磁通量未发生变化，金属框中没有感应电流，故D错误。 4.选B　两根金属棒ab和cd以相同的速度匀速运动，若断开开关S，两根金属棒与导轨构成的回路中磁通量无变化，则ab中无感应电流，故A、C错误；若闭合开关S，两根金属棒与导轨构成的回路中磁通量发生变化，则ab中有感应电流，故B正确，D错误。 5.选AC　电磁波在真空中的传播速度是c=3×108 m/s，A正确；电磁波能传播能量，B错误；无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线均属于电磁波，C正确；麦克斯韦预言了电磁波的存在，D错误。 6.选BD　手指拨动铜丝发声是由于铜丝振动时切割磁感线产生感应电流，电流通过扩音器放大后发声，故A错误，B正确；该“简易铜丝琴”将机械能转化为电能，所以利用这一装置所揭示的原理可制成发电机，故C错误，D正确。 7.选AD　电磁波的能量子为ε=hν=h，则电磁波波长越长，其能量子的能量越小，故A正确；根据麦克斯韦的电磁场理论可知，周期性变化的磁场或电场，其周围产生电磁波，故B错误；电磁波在真空中或空气中传播的速度v=3.0×108 m/s，空间站到地球表面的距离s=4×105 m，电磁波从空间站传播到地面的时间为t== s≈0.001 3 s，故C错误；麦克斯韦提出了电磁场理论，1888年，赫兹通过实验捕捉到电磁波，从而证明了电磁波的存在，故D正确。 8.选BD　穿过线圈的磁通量与线圈的匝数无关，故A错误；由安培定则可知，长直导线I1在圆心O'处产生的磁感应强度沿z轴正方向，长直导线I2在圆心O'处产生的磁感应强度沿z轴负方向，根据B=k和I1=2I2可得圆心O'处的磁感应强度沿z轴正方向，故B正确；若I1=I2，则穿过线圈的磁通量始终为0，所以金属线圈中无感应电流产生，故C错误；若2I1=I2，则穿过线圈的磁通量沿z轴负方向，金属线圈的圆心O'在xOy平面内沿直线y=x运动的过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，则金属线圈中有感应电流产生，故D正确。 9.蓝牙通信与手机通信相比，蓝牙通信的电磁波频率高、波长短；电磁波在真空中的传播速度约为3×108 m/s；蓝牙通信和手机通信使用的都是电磁波，在真空中传播速度相同。 答案：短 3×108 等于 10.由题可知λm·T=2.90×10-3 m·K，则λm= m≈9.4×10-6 m，根据ε=hν=h，可得εm=h=6.626×10-34× J≈2.1×10-20 J。 答案：9.4×10-6 2.1×10-20 11.根据安培定则可知，O、N间和O、M间各点磁感应强度方向均沿x轴负方向；平面PMN在yOz平面的投影面积等于△MON的面积，而△MON的面积小于四分之一圆面OMN的面积，并且越远离线圈平面，磁感应强度越小，所以通过四分之一圆面OMN的磁通量一定大于通过平面PMN的磁通量。 答案：相同 不同 12.解析:(1)当滑片P较快地向左滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据闭合电路的欧姆定律可知，左侧回路中电流变大，电流表甲示数变大，指针向右偏转，因线圈B中磁通量变化，所以电流表乙的指针将偏转。 (2)闭合开关瞬间，线圈A中电流增大，磁场增强，因此线圈B中磁通量发生变化，电流表乙的指针将偏转。 答案:(1)向右偏　偏转　(2)偏转 13.解析:(1)2 s末磁场的磁感应强度B2=(2+3×2)T=8 T， 由Φ=BSsin θ知， 2 s末穿过线框的磁通量 Φ=B2Ssin θ=8×(0.1)2× Wb=4×10-2 Wb。 (2)第3 s内磁感应强度的变化量ΔB=3 T， 所以ΔΦ=ΔBSsin θ=3×(0.1)2× Wb=1.5×10-2 Wb。 答案:(1)4×10-2 Wb　(2)1.5×10-2 Wb 14.解析:设离灯10 m远处每平方米面积上灯每秒照射的能量为E0，则有E0=； 设通过的光子数为n，则有nh=E0， 整理得n=，代入数据，解得:n≈2.4×1017个。 答案:2.4×1017个 15.解析:(1)当磁场方向竖直向下时，曲面在垂直磁场方向的投影面积为S1=0.1×0.1 m2=0.01 m2 此时穿过曲面的磁通量为Φ1=BS1=2×0.01 Wb=0.02 Wb。 (2)当磁场方向水平向右时，曲面在垂直磁场方向的投影面积为S2=0.1×0.2 m2=0.02 m2 若规定从外表面穿入而从内表面穿出的磁通量为正值， 则穿过曲面左半部分的磁通量为 Φ2'=BS2=2×0.02 Wb=0.04 Wb 穿过曲面右半部分的磁通量为Φ2″=-BS2=-0.04 Wb 穿过整个曲面的磁通量为Φ2=Φ2'+Φ2″=0。 答案:(1)0.02 Wb　(2)0 $