第十三章 电磁感应与电磁波初步 单元能力提升综合检测训练（B卷）-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

第十三章 电磁感应与电磁波初步 单元能力提升综合检测训练（B卷） 一、单选题 1．如图所示，把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面，当线圈内通入如图箭头方向的电流后，则线圈（　　） A．静止不动 B．向左运动 C．无法确定 D．向右运动 2．特高压直流输电是国家重点能源工程。如图所示，两根等高、相互平行的水平长直导线分别通有方向相同的电流和，。a、b、c三点连线与两根导线等高并垂直，b点位于两根导线间的中点，a、c两点与b点距离相等，d点位于b点正下方。不考虑地磁场的影响，则（　　） A．b点处的磁感应强度大小为0 B．d点处的磁感应强度大小为0 C．a点处的磁感应强度方向竖直向下 D．c点处的磁感应强度方向竖直向下 3．如图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流。各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中不正确的是（　　） A． B． C． D． 4．下列说法正确的是（    ） A．安培通过实验发现了电流周围存在磁场 B．赫兹预言了电磁波的存在 C．只有声波才可以产生多普勒效应 D．磁通量的单位是韦伯 5．下列宏观概念中，是“量子化”的有（　　） A．人的身高 B．物体的质量 C．汽车的速度 D．大象的头数 6．有一种磁悬浮地球仪，通电时地球仪会悬浮起来（图甲）。实际原理是如图乙所示，底座是线圈，地球仪是磁铁，通电时能让地球仪悬浮起来。则下列叙述中正确的是（　　） A．地球仪只受重力作用 B．电路中的电源必须是交流电源 C．电路中的b端点须连接直流电源的正极 D．增大线圈中的电流，地球仪飘浮的高度不会改变 7．某同学利用手机物理工坊测量当地地磁场的磁感应强度，如图甲所示，以手机显示屏所在平面为平面，在手机上建立直角坐标系，该同学测量时z轴始终保持竖直向上，手机平面绕z轴匀速转动，手机显示出各轴磁场的实时数据（如图乙所示）。当外界磁场分量与坐标轴正方向相同时则显示正值，相反则显示负值，根据图像可推知，下列说法错误的是（　　） A．图中时刻x轴正方向指向地球北方 B．图中时刻y轴正方向指向地球南方 C．时间内手机刚好绕z轴转动了一周 D．通过z轴数据可知测量地在南半球 8．如图所示，闭合导线框与水平向右的匀强磁场在同一平面内，导线框绕轴逆时针转动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．穿过导线框的磁通量不变 B．穿过导线框的磁通量逐渐减小 C．穿过导线框的磁通量先减小后增大 D．导线框中有感应电流产生 9．物理学是一门以实验为基础的学科，物理从生活中来又到生活中去。对于下列教材中所列的实验和生活用品，说法正确的是（    ）    A．甲图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场实现的 B．乙图中，若在ab的两端接上交流电源（电流的大小和方向发生周期性变化），稳定后接在cd端的表头示数始终为0 C．丙图中，生活中常用微波炉来加热食物，微波是一种电磁波，微波具有能量 D．奥斯特利用丁图实验装置发现了电磁感应现象 10．某气体在T1、T2两种不同温度下的分子速率分布图象如图甲所示，纵坐标f（v）表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，横坐标v表示分子的速率；而黑体辐射的实验规律如图乙所示，图乙中画出了T1、T2两种不同温度下黑体辐射的强度与波长的关系。下列说法正确的是（　　） A．图甲中T1>T2 B．图乙中T1<T2 C．图甲中温度升高，所有分子的速率都增大 D．图乙中温度升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动 二、多选题 11．如图所示，一束带电粒子沿虚线飞过磁针上方，并与磁针指向平行，能使磁针N极转向读者。这束带电粒子可能是（　　） A．向右飞的正离子 B．向左飞的负离子 C．向右飞的负离子 D．向左飞的正离子 12．如图所示，两根通电长直导线a、b平行放置，a、b中的电流大小分别为I和2I，a、b间的距离为r。在与a、b共面的平面内再放入通电长直导线c后，使a、b，c所受磁场力都为零，已知通电长直导线周围的磁感应强度大小与电流成正比，与该点到通电长直导线的距离成反比，下列说法正确的是（　　） A．c应放在a的左侧 B．c应放在a、b的正中间 C．c的电流方向应与a相同 D．c的电流大小应为2I 13．如图所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列办法中可行的是（　　） A．将线框向左拉出磁场 B．以ab边为轴转动（小于90°） C．以ad边为轴转动（小于60°） D．以bc边为轴转动（小于60°） 14．以下关于机械波与电磁波的说法中，错误的是（　　） A．机械波与电磁波本质上是一致的 B．机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速，不仅与介质有关，还与电磁波的频率有关 C．机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波 D．只有机械波中的声波才会发生多普勒效应 15．1900年德国物理学家普朗克在研究黑体辐射时提出了一个大胆的假说，即能量子假说，下列说法属于能量子假说内容的是（　　） A．物质发射（或吸收）能量时，能量不是连续的，而是一份一份进行的 B．能量子假说中将每一份能量单位，称为“能量子” C．能量子假说中的能量子的能量ε=hν，ν为带电微粒的振动频率，h为普朗克常量 D．能量子假说认为能量是连续的，是不可分割的 16．如图所示，一根足够长的细棒均匀带负电，当细棒沿其所在直线向右做速度大小为v的运动时，会形成等效电流。下列选项正确的是（　　） A．等效电流的方向向右 B．等效电流的方向向左 C．若从细棒左侧向右侧看，空间中磁场方向为逆时针 D．若保持细棒静止，细棒周围的电场为匀强电场 三、填空题 17．四根平行的通电长直导线，其横截面恰好在一个边长为L的正方形的四个顶点上，电流方向如图，其中A、C导线中的电流大小为I1，B、D导线中的电流大小为I2。若通电长直导线产生的磁场中某点的磁感应强度满足（其中k为比例系数，I为电流强度，r为该点到直导线的距离），k、I1、I2、L为已知量，则正方形中心O处的磁感应强度大小为______。若A导线所受的磁场力恰好为零，则=______． 18．为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示，已知线圈由端开始绕至端，当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。 （1）将磁铁N极向下，从线圈L中向上抽出时，发现指针向左偏转，俯视线圈，其绕向为___________（填：“顺时针”或“逆时针”）。 （2）当条形磁铁从图示中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转，俯视线圈，其绕向为___________（填：“顺时针”或“逆时针”）。 19．表内是某手机的一些技术参数，根据表中数据，回答下列问题： 手机类型 网络模式 支持频段 电池容量 理论通话时间 理论待机时间 其它使用时间 3G手机 智能手机 拍照手机 GSMWCD MA 540分钟（2G） 360分钟（3G） 200小时 3G网络时间： 6小时 2G网络时间： 10小时 音乐播放时间： 40小时 （1）2G，3G是指第二、第三代数字通信，2G与3G的主要区别是在传输声音和数据的速度上的变化，该手机工作在2G或3G网络时，耗电量比较大的是____________ A．2G网络                 B．3G网络 （2）该手机能接受的电磁波的最高频率是________？比电磁波的波长是_______？（） （3）估算该手机待机时的理论待机电流___________。 四、解答题 20．如图所示，有一面积为S的正方形线框刚开始呈竖直状态，磁感应强度大小为B、与水平面夹角为的匀强磁场在空间广泛分布。 （1）求通过该线框的磁通量中； （2）若将线框从初始位置绕ab边逆时针转到水平位置，求磁通量变化量； （3）若将线框绕ab边以角速度匀速旋转，求通过该线框的磁通量为零所用的时间t。 21．如图所示，一水平放置的矩形线圈 abcd，在细长的磁铁 N 极附近竖直下落，保持 bc边在纸外，ab边在纸内，由图中位置Ⅰ经位置Ⅱ到位置Ⅲ，这三个位置都靠得很近，且位置Ⅱ刚好在条形磁铁中心轴线上，在这个过程中穿过线圈的磁通量怎样变化？有无感应电流？ 22．纳米技术现在已经广泛应用到社会生产、生活的各个方面．将激光束的宽度聚光到纳米级范围内，可以精确地修复人体损坏的器官．糖尿病引起视网膜病变是导致成年人失明的一个重要原因，利用聚光到纳米级的激光束进行治疗，90%的患者都可以避免失明的严重后果．一台功率为10W的氩激光器，能发出波长的激光，用它“点焊”视网膜，每次“点焊”需要的能量，求： （1）每次“点焊”视网膜的时间． （2）在这段时间内发出的激光光子的数量． 地球可以看作一个天然的大磁体。地磁场对人类的生存和活动都有着重要意义，如利用它为航海、行军导航，利用地磁场的分布特征寻找矿藏等。 23．地球表面上水平放置的指南针可以“指南”，相关解释正确的是（　　） A．地球表面磁场方向由南向北，指南针静止时N极指向北方 B．地球表面磁场方向由南向北，指南针静止时N极指向南方 C．地球表面磁场方向由北向南，指南针静止时S极指向北方 D．地球表面磁场方向由北向南，指南针静止时S极指向南方 24．某同学受奥斯特和安培实验的启发，产生了探究通电长直导线周围磁场的兴趣。探究过程如下： （1）如图甲所示，让竖直的通电长直导线垂直穿过一张硬纸板，以导线为中心在纸板上任意作直线ab、cd，在直线上不同位置放上能够自由转动的小磁针。发现当小磁针静止时，直线上关于导线对称的两处小磁针N极指向_______(选填“相同”或“相反”）。改变电流大小，小磁针指向将______（选填“变化”或“不变”）； （2）请在图乙中画出通电长直导线周围的磁感线平面分布图_________。（要求：画出三条磁感线） 25．据测量，地球表面某处地磁场的磁感应强度水平分量为3.0×10-5T。 （1）1T=1___________（用国际单位制基本单位表示）； （2）若该处有半径为10cm并绕制了100匝的闭合线圈竖直放置且与地磁场方向垂直，如图丙，则穿过该线圈平面的磁通量为_____Wb（保留2位有效数字），当该线圈绕其竖直直径转动时，线圈内_____感应电流（选填“有”或“无”）； （3）某校物理兴趣小组估测磁体附近磁感应强度。他们将一小磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上。如图丁所示，开关断开，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请在图上标明螺线管上导线的绕向___________； ②求该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度的大小___________。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《第十三章 电磁感应与电磁波初步 单元能力提升综合检测训练（B卷）》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C D D D C D D C D 题号 11 12 13 14 15 16 答案 CD AD ABC AD ABC BC 1．D 【详解】根据右手螺旋定则，环形电流可以等效为小磁针，小磁针的N极指向左，根据同极相斥，知线圈向右运动，ABC错误，D正确。 故选D。 2．C 【详解】A．通电直导线周围产生磁场方向由右手螺旋定则判断，在b点产生的磁场方向向上，在b点产生的磁场方向向下，因为 即 则在b点的磁感应强度不为零，故A错误； B．由于 可知电流产生的磁场在d处的磁感应强度大，则d点处的磁场磁感应强度不可能为零，故B错误； C．由右手螺旋定则可知，两电流产生的磁场在a处都是竖直向下，则两电流的合磁场在a处方向竖直向下，故C正确； D．由右手螺旋定则可知，两电流产生的磁场在c处都是竖直向上，则两电流的合磁场在c处方向竖直向上，故D错误。 故选C。 3．D 【详解】A． 当磁铁N极向下运动时，线圈的磁通量变大，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相反。再根据安培定则，可判定感应电流的方向：沿线圈盘旋而上，故A正确，不符合题意； B． 当磁铁S极向下运动时，线圈的磁通量变大，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相反。再根据安培定则，可判定感应电流的方向：沿线圈盘旋而下。故B正确，不符合题意； C． 当磁铁N极向上运动时，线圈的磁通量变小，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相同。再根据安培定则，可判定感应电流的方向：沿线圈盘旋而下，故C正确，不符合题意； D． 当磁铁S极向上运动时，线圈的磁通量变小，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相同。再根据安培定则，可判定感应电流的方向：沿线圈盘旋而上，故D错误，符合题意。 故选D。 4．D 【详解】A．奥斯特通过实验发现了电流周围存在磁场，选项A错误； B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证明的电磁波的存在，选项B错误； C．所有波都可以产生多普勒效应，选项C错误； D．磁通量的单位是韦伯，选项D正确。 故选D。 5．D 【详解】能一份份地选取，且只能取整数，不能取小数的量均可以看作“量子化”，如大象的头数，学生个数等。 故选D。 6．C 【详解】A．地球仪受到重力和同名磁极相互排斥力，保持平衡状态，故A错误； B．为了保证地球仪和底座之间始终是斥力，线圈中的电流方向就不能改变，所以电路中的电源必须是直流电源，故B错误； C．由图可知螺线管的上端为N极，根据右手螺旋定则可知电路中的b端点须连接直流电源的正极，故C正确； D．若线圈中的电流，地球仪受到的磁力增大，地球仪与底座之间距离变大，地球仪高度升高，但是最后还是会处于静止状态，故D错误。 故选C。 7．D 【详解】地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近，在南半球，地磁场方向斜向上，竖直分量竖直向上，水平分量指向北方；在北半球，地磁场方向斜向下，竖直分量竖直向下，水平分量指向北方。 A．根据北半球地磁场保持水平分量为向北，因此当手机绕z轴转动过程，地磁场水平分量在x轴和y轴的分量，将出现正弦或余弦式的变化，图中时刻x轴正方向磁场数值达到最大，说明此时刻x轴正方向指向地球北方，故A正确； B．图中时刻y轴负方向磁场数值达到最大，说明时刻y轴正方向指向地球南方，故B正确； C．时间内x轴方向磁场变化刚好一个周期，说明时间内手机刚好绕z轴转动了一周，故C正确； D．由图中z轴数据为负，即磁场有竖直向下分量且基本保持不变，可知测量地在北半球，故D错误。 本题选择错误的，故选D。 8．D 【详解】ABC．设磁感应强度方向与线框的夹角为，穿过导线框的磁通量有 随着转动，角度增加，所以穿过导线框的磁通量增大，故ABC错误； D．由之前的分析可知，穿过线框的磁通量发生变化，而线框是闭合，所以导线框中有感应电流产生，故D项正确。 故选D。 9．C 【详解】A．甲图中，两根通电方向相反的长直导线产生的磁场方向相反，所以两导线相互吸引，相互吸引的作用是通过磁场实现的，故A错误； B．乙图中，若在ab的两端接上交流电源，则穿过线圈的磁场不断变化，磁通量不断变化，cd线圈中产生感应电流，接在cd端的表头示数不为零，故B错误； C．丙图中，生活中常用微波炉来加热食物，微波是一种电磁波，微波具有能量，故C正确； D．奥斯特利用丁图实验装置发现了电流的磁效应现象，故D错误。 故选C。 10．D 【详解】AC．由图甲可知，温度为T2的图线中速率大分子占据的比例较大，则说明其对应的平均动能较大，故T2对应的温度较高，T1＜T2；温度升高使得气体分子的平均速率增大，不一定每一个气体分子的速率都增大，故AC错误； BD．由图乙可以看出，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，则T1>T2，故B错误，D正确。 故选D。 11．CD 【详解】带电粒子沿水平方向沿虚线飞过磁针上方，并与磁针方向平行，能使磁针N极转向读者。则知电流的磁场在小磁针所在处是垂直于纸面指向读者的。依据安培定则可得，电流的方向水平向左。因此，如果这束带电粒子是正离子，则向左飞行；如果是负离子，则向右飞行。 故选CD。 12．AD 【详解】AB．根据右手螺旋定则和磁场叠加原理，a、b导线产生的磁场叠加后，合场强为零的位置应该在导线a的左侧，设该位置距离导线a为x，根据 可知 解得 即将导线c放到a的左侧，距a距离为r的位置，A正确，B错误； CD．放入导线c后，导线c与导线b在导线a位置产生的合场强也为零，根据右手螺旋定则和磁场叠加原理可知，导线c的电流方向应与导线b大小和方向相同，C错误，D正确。 故选AD。 13．ABC 【详解】产生该应电流的条件：穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，回路产生感应电流。 A．将线框向左拉出磁场的过程中，线框的bc边做切割磁感线运动，穿过线框的磁通量减少，所以线框中产生感应电流，A正确； B．当线框以ab边为轴转动时，线框的cd边右半段在做切割磁感线运动，穿过线框的磁通量减少，所以线框中将产生感应电流，B正确； C．当线框以ab边为轴转动（小于60°），穿过线框的磁通量减少，所以在转动过程中产生感应电流，C正确； D．当线框以bc边为轴转动时，如果转动角度小于60°，则穿过线框的磁通量始终保持不变（其值为磁感应强度与矩形线框面积的一半的乘积），D错误。 故选ABC。 14．AD 【详解】A．机械波由振动产生，电磁波由周期性变化的电场或磁场产生，二者的本质不同，A错误； B．机械波是能量波，传播需要介质，波速由介质决定，电磁波是物质波，波速由介质和自身的频率共同决定，B正确； C．机械波有横波也有纵波，而电磁波一定是横波，C正确； D．只要是波就能发生多普勒效应，D错误； 故选AD。 15．ABC 【详解】能量子假说认为，物质发射（或吸收）能量时，能量不是连续的，而是一份一份进行的，每一份能量单位，称为“能量子”，能量子的能量ε=hν，ν为带电微粒的振动频率，h为普朗克常量，故ABC符合题意，D不符合题意。 故选ABC。 16．BC 【详解】AB．电流方向为正电荷定向移动方向，当带负电的细棒沿其所在直线向右做速度大小为v的运动时，等效电流的方向向左，故A错误，B正确； C．根据右手螺旋定则，若从细棒左侧向右侧看，空间中磁场方向为逆时针，故C正确； D．若保持细棒静止，则离细棒距离越远，细棒产生的电场越小，故细棒周围的电场不是匀强电场，故D错误。 故选BC。 17． 0 2∶1 【详解】[1]根据磁场的矢量合成法则，B、D导线在O处的合磁感应强度为零，A、C导线在O处的合磁感应强度也为零，所以O处的磁感应强度大小为0。 [2]B导线在A处的磁场方向竖直向下，D导线在A处的磁场方向水平向左，可得B、D导线在A处的合磁感应大小为 C导线在A处的磁感应大小为 若A导线所受的磁场力恰好为零，可得此处磁感应强度为零，可得 即 可得 =2∶1 18． 逆时针 逆时针 【详解】（1）[1] 将磁铁N极向下，从线圈L中向上抽出时，磁铁离开线圈，穿过L的磁场向下，原磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，感应电流磁场应该向下，电流表指针向左偏转，电流从电流表左端流入，由安培定则可知，俯视线圈，线圈绕向为逆时针。 （2）[2]当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时，穿过L的磁通量向上，磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流磁场应向上，指针向右偏转，电流从右端流入电流表，由安培定则可知，俯视线圈，其绕向为逆时针。 19． B 2100MHz 0.14m 7.1mA 【详解】（1）[1]．3G通话时间360分钟，2G通话时间540分钟，3G通话时间短，功率消耗大；故选：B； （2）[2][3]．该手机能接受的电磁波的最高频率是2100MHz，波长为： （3）[4]．电池容量q=1420mA•h，待机时间为200小时，故该手机待机时的理论待机电流： 20．（1）；（2）；（3）见解析 【详解】规定初状态的磁通量为正。 （1）根据题意可知，通过该线框的磁通量 （2）根据题意可知，若将线框从初始位置逆时针转到水平位置，通过该线框的磁通量 得磁通量变化量 （3）当磁感应强度方向与线框平行时，通过该线框的磁通量为零，若线框顺时针旋转 （n为非负整数） 若线框逆时针旋转 （n为非负整数） 21．穿过线圈的磁通量先减少后增加；线圈中有感应电流 【详解】根据条形磁铁 N 极附近磁感线的分布情况可知，矩形线圈在位置Ⅰ时，磁感线从线圈的下面斜向上穿过；线圈在位置Ⅱ时，穿过它的磁通量为零；线圈在位置Ⅲ时，磁感线从线圈上面斜向下穿过。所以，线圈从Ⅰ到Ⅱ磁通量减少，从Ⅱ到Ⅲ磁通量增加．穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电流产生。 22．（1）  （2）个 【详解】(1)已知激光器的功率P=10W，每次“点焊”需要的能量E=2×10-3J，根据E=Pt得，每次“点焊”视网膜的时间是 (2)设每个光子的能量为E0，则 在这段时间内发出的激光光子的数量 23．A 24． 相反 不变 25． kg/(A·s2) 9.4×10-7 有 见解析 3.0×10-5T 【解析】23．地磁场北极在地理南极附近，地球表面磁场方向由南向北，指南针静止时N极指向北方，S极指向南方。 故选A。 24．（1）[1][2]通电直导线周围磁场的磁感线是以直导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆位于与导线垂直的平面上，且距导线越近，磁场越强，当小磁针静止时，直线上关于导线对称的两处小磁针N极指向相反；改变电流大小，磁场方向不变，小磁针指向将不变。 （2）[3]如图 25．（1）[1]根据 用国际单位制基本单位表示 1T=1kg/(A·s2) （2）[1][2]穿过该线圈平面的磁通量为 当该线圈绕其竖直直径转动时，线圈内磁通量发生变化，有感应电流。 （3）①[1]根据小磁针N极的指向，螺线管右端为N极，螺线管上导线的绕向如图 ②[2]由矢量图 可得 因此 B电=3.0×10－5T 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $