第十三章电磁感应与电磁波初步（基础版）单元测试-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

绝密★启用前 第十三章 电磁感应与电磁波初步（基础） 姓名 准考证号 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试时间90分钟。 考生注意： 1.答题前请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。 2.答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。 3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。 4.可能用到的相关参数：重力加速度g取10m/s2 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选绝不给分） 1．关于电磁场理论，有下列说法，其中正确的是（    ） ①变化的电场可以在周围空间产生磁场，变化的磁场也可以在周围空间产生电场 ②电荷周围存在着电场，运动电荷周围存在着磁场 ③在电场的周围一定会产生磁场 ④在磁场的周围一定会产生电场。 A．①② B．③④ C．②③ D．①④ 2．如图所示，在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中，有一个矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场垂直，O1O2是线圈的对称轴，下列线圈的运动能使线圈中的磁通量发生变化的是（　　） A．向左或向右平动 B．向上或向下平动 C．绕O1O2转动 D．平行于纸面向里运动 3．磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线，假设地球磁场是由地球的环形电流引起的，则该假设中的电流方向是 A．由南向北沿磁子午线 B．由北向南沿磁子午线 C．由东向西垂直磁子午线 D．由向东垂直磁子午线 4．自从1862年麦克斯韦从理论上预言电磁波的存在、1888年赫兹通过实验证实了电磁波的存在后，利用电磁波的技术雨后春笋般相继问世：无线电报、无线电广播、无线电导航、无线电话、电视、雷达，以及遥控、遥感、卫星通讯、射电天文学……，它们使整个世界面貌发生了深刻的变化。下列有关的说法中正确的是（  ） A．无线电波波速在任何情况下都等于真空中的光速c B．微波在传播过程中遇到金属导体时，会在其中产生相应的感应电动势或感应电流 C．手机所用的微波在传播过程中比无线电广播所用的中波更容易绕过障碍物 D．在无线电通讯中，声音信号通常要通过检波加载在高频信号上后，才向外发射 5．下列说法正确的是（　　） A．变化的磁场周围一定产生变化的电场 B．在电磁波谱中由于γ射线的贯穿能力极强，所以在医学上可用来透视人体 C．爱因斯坦相对论认为，物体的质量随物体速度的增加而增大 D．光在真空中的运动速度在不同的惯性系中测得的数值是不同的 6．通电长直导线周围某点的磁感应强度大小为（式中为通过导线的电流强度，为该点到通电长直导线的距离，为比例系数）。如图所示，将一段长直导线沿南北方向水平放置，导线正下方处放有一个小磁针，小磁针南北指向；若在导线中通以大小为的电流，小磁针偏离南北方向，偏转角恰好为，则该处地磁场的磁感应强度在水平方向上的分量大小可表示为（　　） A． B． C． D． 7．如图所示，在同一平面内互相绝缘的三根无限长直导线、、围成一个等边三角形，三根导线通过的电流大小相等，方向如图所示。为等边三角形的中心，分别为关于导线的对称点。已知三根导线中的电流形成的合磁场在点的磁感应强度大小为，在点的磁感应强度大小为，若撤去导线，而、中电流不变，则此时点的磁感应强度大小为（   ） A． B． C． D． 8．两根通电的长直导线平行放置，电流分别为和，且，电流的方向如图所示，在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上，则导线中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是（　　） A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 9．如图，a、b、c为三根相互平行的固定长直导线，两两等距，均通有大小相等的电流，a中电流方向与b、c相反。O点与a、b、c的距离相等，已知每根导线在O点的磁感应强度大小均为B0，则O点的磁感应强度大小为（　　） A．0 B． C． D．2 10．在物理学发展史上，最先提出电流周围有磁场的科学家是（   ） A．安培 B．法拉第 C．奥斯特 D．楞次 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有 一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11．关于磁感线，下列说法正确的是（　　） A．磁感线可以表示磁场的方向和强弱 B．磁感线从磁体的N极出发，终止于磁体的S极 C．磁铁能产生磁场，电流不能产生磁场 D．同一磁场的两条磁感线不可能相交 12．如图所示，矩形线圈abcd位于通电长直导线附近，线圈与导线在同一平面内，线圈的ad、bc两个边与导线平行。下列操作中能够使线圈中产生感应电流的是（　　） A．在平面内线圈远离直导线移动 B．在平面内线圈沿平行于直导线方向向上移动 C．线圈以虚线为轴转动 D．线圈以通电导线为轴转动，且转动过程中线圈和直导线始终共面 13．关于波的现象，下列说法正确的有（　） A．用光导纤维束传送信息是光的衍射的应用 B．白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种干涉现象 C．波源沿直线匀速靠近一静止的接收者，则接收者接收到波信号的频率会比波源频率高 D．露珠的晶莹透亮现象，是由光的全反射引起的 E．电磁波具有偏振现象 非选择题部分 三、非选择题(本题共5小题，共58分) 14．在研究电磁感应现象试验中 （1）为了能明显地观察到实验现象，请在如图所示的实验器材中，选择必要的器材，将图中没有连接的导线用笔画代替导线连接起来___________，构成实验电路。 （2）选用的电流表指针的偏转方向与电流方向有关，若合上电键时发现指针向右偏，填写表格空格。 实验操作 指针偏转情况 滑动变阻器滑片右移时 ______________ 原线圈静止在副线圈中时 ______________ 拔出原线圈时 ______________ 15．如图所示，在研究电磁感应现象的实验中： （1）下列电表中最适合该实验的是__________(填字母)． （2）将磁铁插入线圈的过程中，线圈中感应电流的磁场方向与磁铁的磁场方向相_____(填写“同”或“反”)． （3）第一次将磁铁快速插入线圈中，第二次将磁铁慢慢插入线圈中，发现电流计的指针摆动幅度大小不同，第一次比第二次的幅度______ (填写“大”或“小”)，原因是线圈中的______(填写“磁通量”或“磁通量的变化”或“磁通量变化率”) 两次实验不同． 四、解答题 16．如图所示，面积为S的矩形线框abcd处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面成θ角（在实线位置），若线框以ab边为轴顺时针转动90°角（在虚线位置），则在实线位置和虚线位置两种情况下，穿过线框的磁通量分别为多大？ 17．如图所示，在无限长的通电直导线附近放置一矩形线圈，与导线处在同一平面内，且线圈中的上下两条边与导线平行。则当线圈做下列三种不同方向的平行移动时，线圈内能否产生感应电流？ （1）线圈平行移动的方向与导线中电流的方向一致； （2）线圈平行移动的方向与导线中电流的方向垂直，并保持线圈与导线在同一平面内； （3）线圈平行移动的方向垂直于纸面向上。 18．如图所示，空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B1＝1×10-2T。矩形线框置于水平桌面上，其面积S＝4×10-2m2。在线框中心O点正上方某位置水平放置一通电长直导线，电流产生的磁场在O点的磁感应强度B2＝1×10-2T。求： （1）O点磁感应强度大小 ； （2）穿过线框的磁通量 。 试卷第4页，共7页 试卷第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 绝密★启用前 第十三章 电磁感应与电磁波初步（基础） 姓名 准考证号 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试时间90分钟。 考生注意： 1.答题前请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。 2.答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。 3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。 4.可能用到的相关参数：重力加速度g取10m/s2 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选绝不给分） 1．关于电磁场理论，有下列说法，其中正确的是（    ） ①变化的电场可以在周围空间产生磁场，变化的磁场也可以在周围空间产生电场 ②电荷周围存在着电场，运动电荷周围存在着磁场 ③在电场的周围一定会产生磁场 ④在磁场的周围一定会产生电场。 A．①② B．③④ C．②③ D．①④ 【答案】A 【详解】①变化的电场才能产生磁场，变化的磁场才能产生电场，故①正确； ②电荷的周围存在电场，运动电荷可以形成电流，则可以形成磁场；故②正确； ③只有变化的电场才能形成磁场，恒定的电场不能产生磁场；故③错误； ④只有变化的磁场才能产生电场；故④错误； A. ①②。故A正确； B. ③④。故B错误； C. ②③。故C错误； D. ①④。故D错误。 2．如图所示，在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中，有一个矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场垂直，O1O2是线圈的对称轴，下列线圈的运动能使线圈中的磁通量发生变化的是（　　） A．向左或向右平动 B．向上或向下平动 C．绕O1O2转动 D．平行于纸面向里运动 【答案】C 【详解】无论线圈在纸面内沿哪个方向平动，或者在垂直纸面方向运动，线圈中的磁通量都不会变化。当线圈沿O1O2转动时，线圈中的磁通量会发生变化，故ABD错误，C正确。 故选C。 3．磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线，假设地球磁场是由地球的环形电流引起的，则该假设中的电流方向是 A．由南向北沿磁子午线 B．由北向南沿磁子午线 C．由东向西垂直磁子午线 D．由向东垂直磁子午线 【答案】C 【详解】根据题意知，地磁体的N极朝南,根据安培定则,大拇指指向地磁体的N极，则四指的绕向即为电流的方向，即安培假设中的电流方向应该是由东向西垂直磁子午线，所以选C 4．自从1862年麦克斯韦从理论上预言电磁波的存在、1888年赫兹通过实验证实了电磁波的存在后，利用电磁波的技术雨后春笋般相继问世：无线电报、无线电广播、无线电导航、无线电话、电视、雷达，以及遥控、遥感、卫星通讯、射电天文学……，它们使整个世界面貌发生了深刻的变化。下列有关的说法中正确的是（  ） A．无线电波波速在任何情况下都等于真空中的光速c B．微波在传播过程中遇到金属导体时，会在其中产生相应的感应电动势或感应电流 C．手机所用的微波在传播过程中比无线电广播所用的中波更容易绕过障碍物 D．在无线电通讯中，声音信号通常要通过检波加载在高频信号上后，才向外发射 【答案】B 【详解】A．电磁波只有真空中速度才等于真空中的光速，在其他介质中传播时速度小于真空中光速，故A错误； B．微波传播的是变化的电磁场，变化的磁场在传播过程中遇到金属导体时，会产生电磁感应现象，故B正确； C．波长越长，越容易产生衍射现象，微波的波长与无线电波短，微波在传播过程中比无线电广播所用的中波不容易绕过障碍物，故C错误； D．因声音的频率较低，而发射电磁波必须是高频的电磁场才能发射出去，故通过调制把音频信号加到高频载波上，检波是把音频信号从调制的高频载波中找出来的过程，故D错误。 故选B。 5．下列说法正确的是（　　） A．变化的磁场周围一定产生变化的电场 B．在电磁波谱中由于γ射线的贯穿能力极强，所以在医学上可用来透视人体 C．爱因斯坦相对论认为，物体的质量随物体速度的增加而增大 D．光在真空中的运动速度在不同的惯性系中测得的数值是不同的 【答案】C 【详解】A．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场；均匀变化的电（磁）场只能产生恒定不变的磁（电）场，故A错误； B．γ射线的贯穿能力极强，但是在医学上用来透视人体是X光，故B错误； C．根据爱因斯坦的狭义相对论认为，物体运动时的质量会随着物体运动速度的增大而增加，故C正确； D．根据光速不变原理，知在不同惯性系中，光在真空中传播速度大小相等，故D错误。 故选C。 6．通电长直导线周围某点的磁感应强度大小为（式中为通过导线的电流强度，为该点到通电长直导线的距离，为比例系数）。如图所示，将一段长直导线沿南北方向水平放置，导线正下方处放有一个小磁针，小磁针南北指向；若在导线中通以大小为的电流，小磁针偏离南北方向，偏转角恰好为，则该处地磁场的磁感应强度在水平方向上的分量大小可表示为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由右手螺旋定则可知，导线电流产生的磁感应强度在导线下方垂直纸面向里，从导线向下看小磁针，如图所示，则有 解得 ACD错误，B正确。 故选B。 7．如图所示，在同一平面内互相绝缘的三根无限长直导线、、围成一个等边三角形，三根导线通过的电流大小相等，方向如图所示。为等边三角形的中心，分别为关于导线的对称点。已知三根导线中的电流形成的合磁场在点的磁感应强度大小为，在点的磁感应强度大小为，若撤去导线，而、中电流不变，则此时点的磁感应强度大小为（   ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】设每根导线中的电流在O点产生的磁感应强度大小为B0，a、b中的电流在N点产生的磁感应强度大小都为B0′，则根据安培定则以及磁场叠加可知三根导线在O点的合磁感应强度B1=B0 在N点有B2=2B0′+B0 撤去导线a后，在M点有BM=B0+B0′ 联立各式解得 故选A。 8．两根通电的长直导线平行放置，电流分别为和，且，电流的方向如图所示，在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上，则导线中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是（　　） A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 【答案】B 【详解】A．由安培定则可知，两电流在a点的磁感应强度方向相反，由于I1>I2，a点离I1近，I1在a点产生的磁感应强度大于I2在a点的磁感应强度，a点磁感应强度不可能是零，A错误； B．两电流在b点的磁感应强度方向相反，由于I1>I2，b点离I2近，因此两电流在b点产生的磁感应强度大小有可能相等，所以b点的磁感应强度可能是零，B正确； CD．两电流分别在c点和d点的磁感应强度的方向不在一条直线上，合成时不可能是零，因此c、d两点的磁感应强度不可能是零，CD错误。 故选B。 9．如图，a、b、c为三根相互平行的固定长直导线，两两等距，均通有大小相等的电流，a中电流方向与b、c相反。O点与a、b、c的距离相等，已知每根导线在O点的磁感应强度大小均为B0，则O点的磁感应强度大小为（　　） A．0 B． C． D．2 【答案】D 【详解】导线a与导线b在O点产生的磁场方向竖直向上，大小为，则三根导线在O点产生的磁感应强度大小为 故选D。 10．在物理学发展史上，最先提出电流周围有磁场的科学家是（   ） A．安培 B．法拉第 C．奥斯特 D．楞次 【答案】C 【详解】试题分析：奥斯特发现了电流的磁效应，安培发现了分子电流假说，法拉第发现了电磁感应定律，楞次发现了楞次定律，故C正确 考点：考查了物理学史 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有 一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11．关于磁感线，下列说法正确的是（　　） A．磁感线可以表示磁场的方向和强弱 B．磁感线从磁体的N极出发，终止于磁体的S极 C．磁铁能产生磁场，电流不能产生磁场 D．同一磁场的两条磁感线不可能相交 【答案】AD 【详解】A．磁感线可以表示磁场的方向和强弱，磁感线上任意一点的切线方向表示磁场的方向，疏密表示强弱，故A正确； B．在磁体外部磁感线从N极到S极，内部从S极到N极，是闭合的曲线，故B错误； C．电流和磁铁都能产生磁场，故C错误； D．因为同一点的磁场方向是确定的，所以同一磁场的两条磁感线不可能相交，故D正确。 故选AD。 12．如图所示，矩形线圈abcd位于通电长直导线附近，线圈与导线在同一平面内，线圈的ad、bc两个边与导线平行。下列操作中能够使线圈中产生感应电流的是（　　） A．在平面内线圈远离直导线移动 B．在平面内线圈沿平行于直导线方向向上移动 C．线圈以虚线为轴转动 D．线圈以通电导线为轴转动，且转动过程中线圈和直导线始终共面 【答案】AC 【详解】A．线圈远离直导线移动，穿过线圆的磁通量减少，产生感应电流，故A正确； B．线圆沿平行于直导线的方向向上移动，穿过线图的磁通量并未发生改变，不产生感应电流，故B错误； C．线圈以虚线为轴转动过程中，线图的磁通量发生变化，产生感应电流，故C正确； D．线图以直导线为轴转动，且转动时始终与直导线共面，则通过线圈的磁通量并未发生改变，不产生感应电流，故D错误。 故选AC。 13．关于波的现象，下列说法正确的有（　） A．用光导纤维束传送信息是光的衍射的应用 B．白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种干涉现象 C．波源沿直线匀速靠近一静止的接收者，则接收者接收到波信号的频率会比波源频率高 D．露珠的晶莹透亮现象，是由光的全反射引起的 E．电磁波具有偏振现象 【答案】CDE 【详解】A．用光导纤维束内传送信息是利用光的全反射现象，故A错误； B．白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种折射现象，故B错误； C．波源沿直线匀速靠近一静止接收者，两者距离减小，产生多普勒效应，接收者接收到波信号的频率会比波源频率高，故C正确； D．露珠的晶莹透亮现象，是由于光的全反射形成的，故D正确； E．电磁波是横波，具有偏振现象，故E正确。 故选CDE。 非选择题部分 三、非选择题(本题共5小题，共58分) 14．在研究电磁感应现象试验中 （1）为了能明显地观察到实验现象，请在如图所示的实验器材中，选择必要的器材，将图中没有连接的导线用笔画代替导线连接起来___________，构成实验电路。 （2）选用的电流表指针的偏转方向与电流方向有关，若合上电键时发现指针向右偏，填写表格空格。 实验操作 指针偏转情况 滑动变阻器滑片右移时 ______________ 原线圈静止在副线圈中时 ______________ 拔出原线圈时 ______________ 【答案】 向右偏 不偏转 向左偏 【详解】（1）[1]电路连接如图 （2）[2][3][4]合上电键时，电流变大，穿过线圈的磁通量增大，指针向右偏，则说明只要磁通量增大，指针向右偏；当滑片右移时，电流增大，指针向右偏；当原线圈不动时，磁通量不变，指针不偏转；当拔出线圈时，磁通量方向不变，磁通量减小，则指针向左偏。 15．如图所示，在研究电磁感应现象的实验中： （1）下列电表中最适合该实验的是__________(填字母)． （2）将磁铁插入线圈的过程中，线圈中感应电流的磁场方向与磁铁的磁场方向相_____(填写“同”或“反”)． （3）第一次将磁铁快速插入线圈中，第二次将磁铁慢慢插入线圈中，发现电流计的指针摆动幅度大小不同，第一次比第二次的幅度______ (填写“大”或“小”)，原因是线圈中的______(填写“磁通量”或“磁通量的变化”或“磁通量变化率”) 两次实验不同． 【答案】 B 反 大 磁通量的变化率 【详解】（1）[1]．当条形磁铁的运动，会导致闭合线圈内的磁通量变化，从而产生较小的感应电流，因此需要灵敏的电流计，因电流有方向，所以选B图的电流表． （2）[2]．将磁铁插入线圈的过程中，根据楞次定律知，线圈中感应电流的磁场方向与磁铁的磁场方向相反． （3）[3][4]．根据法拉第电磁感应定律知，，快速插入时磁通量变化比较快，则感应电动势比较大，感应电流比较大，可知第一次比第二次幅度大，原因是磁通量的变化率不同． 16．如图所示，面积为S的矩形线框abcd处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面成θ角（在实线位置），若线框以ab边为轴顺时针转动90°角（在虚线位置），则在实线位置和虚线位置两种情况下，穿过线框的磁通量分别为多大？ 【答案】BSsinθ，BScosθ 【详解】画出主视图并作出平面的法线如图甲所示 B与法线的夹角为，则穿过线框的磁通量 当线框顺时针转过90°角时，画出主视图并作出平面的法线如图乙所示。 B与法线的夹角为θ，则穿过线框的磁通量 Φ2=BScosθ 17．如图所示，在无限长的通电直导线附近放置一矩形线圈，与导线处在同一平面内，且线圈中的上下两条边与导线平行。则当线圈做下列三种不同方向的平行移动时，线圈内能否产生感应电流？ （1）线圈平行移动的方向与导线中电流的方向一致； （2）线圈平行移动的方向与导线中电流的方向垂直，并保持线圈与导线在同一平面内； （3）线圈平行移动的方向垂直于纸面向上。 【答案】（1）不能；（2）能；（3）能 【详解】（1）线圈平行移动的方向与导线中电流的方向一致时线圈中的磁通量不变，所以没有感应电流产生。 （2）线圈平行移动的方向与导线中电流的方向垂直并保持线圈与导线在同一平面内时线圈中的磁通量发生变化，有感应电流产生。 （3）线圈平行移动的方向垂直于纸面向上时磁通量发生变化，有感应电流产生。 18．如图所示，空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B1＝1×10-2T。矩形线框置于水平桌面上，其面积S＝4×10-2m2。在线框中心O点正上方某位置水平放置一通电长直导线，电流产生的磁场在O点的磁感应强度B2＝1×10-2T。求： （1）O点磁感应强度大小 ； （2）穿过线框的磁通量 。 【答案】（1）；（2）4×10-4Wb 【详解】（1）电流在O点产生的磁感应强度B1水平向左，O点磁感应强度如图 解得 （2）电流的磁场穿过线框的磁通量为零，竖直向下的匀强磁场穿过线框的磁通量 解得 试卷第10页，共12页 试卷第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $