内容正文:
章末过关检测卷(五)(第十三章)
(75分钟 100分)
一、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选
项中只有一项符合题目要求。
1.电磁波的发现和使用极大地改变了人类的生活。下列说法正确的是( )
A.根据麦克斯韦的电磁理论,变化的磁场产生变化的电场,变化的电场产生
变化的磁场
B.所有物体都发射红外线,人们利用红外线灭菌消毒
C.与机械波不同,电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播
D.利用B超可观察到母体内的婴儿情况,这属于电磁波技术的应用
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选题清单
【解析】选C。根据麦克斯韦电磁理论,变化的磁场一定产生电场,变化的电场一定产生磁场,A错误;所有物体都发射红外线,人们利用紫外线灭菌消毒,B错误;机械波是机械振动在介质中的传播过程,依赖于介质,没有介质不能形成机械波,而电磁波传播的是电磁场,电磁场本身就是一种物质,不需要借助其他物质来传播,电磁波可以在真空中传播,C正确;B超利用超声波来观察母体内的婴儿情况,D错误。
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选题清单
2.关于黑体辐射,下列说法正确的是 ( )
A.黑体吸收了绝大部分电磁波
B.黑体辐射规律除与温度有关之外,还与材料及表面状况有关
C.一个物体所具有的能量是非量子化的,可以是一个任意值
D.普朗克提出能量子假说完美解释了黑体辐射实验规律
【解析】选D。黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射,A错误;根据黑体辐射规律,黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关,与材料及表面状况无关,B错误;一个物体所具有的能量是量子化的,是一个非连续值,C错误;普朗克提出能量子假说完美解释了黑体辐射实验规律,D正确。
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选题清单
3.下列说法中正确的是 ( )
A.赫兹通过实验捕捉到了电磁波,证实了麦克斯韦电磁场理论的正确性
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.楞次发现了电流的磁效应,揭示了磁与电的联系
D.普朗克提出量子化理论,认为光本身是由一个个不可分割的能量子hν组成
的
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选题清单
【解析】选A。赫兹通过实验捕捉到了电磁波,证实了麦克斯韦电磁场理论的正确性,选项A正确;只有当空间某处的电场或磁场发生周期性变化,才会在其周围产生电磁波,选项B错误;奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了磁与电的联系,选项C错误;普朗克提出量子化理论,爱因斯坦认为光本身是由一个个不可分割的能量子hν组成的,选项D错误。
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选题清单
4.(2025·江苏高考)某“冰箱贴”背面的磁性材料磁感线如图所示,下列判断正确的是 ( )
A.a点的磁感应强度大于b点
B.b点的磁感应强度大于c点
C.c点的磁感应强度大于a点
D.a、b、c点的磁感应强度一样大
【解析】选B。磁感线越密集的地方磁感应强度越大,故可知Bb>Ba>Bc。
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选题清单
5.关于磁感应强度B、电流I、导线长l和导线所受磁场力F的关系,下列说法正
确的是 ( )
A.在B=0的地方,F一定等于0
B.在F=0的地方,B一定等于0
C.若B=1 T,I=1 A,l=1 m,则F一定等于1 N
D.若l=1 m,I=1 A,F=1 N,则B一定等于1 T
【解析】选A。在B为零的地方,F一定为零,而F为零时,B不一定为零,可能B与I
平行,A正确、B错误;若B=1 T,I=1 A,l=1 m,只有B垂直于I时,才有F=BIl=1 N,C
错误;若F=1 N,I=1 A,l=1 m, 只有B垂直于I时,才有B==1 T,D错误。
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6.(2025·驻马店高二检测)某同学为商店设计了一个感应门铃,强力磁吸条固定在门框上,线圈和语音系统固定在平开门(前后开)上,当线圈中感应出一定强度的电流信号时,自动触发语音系统发出语音,下列说法中正确的是 ( )
A.开门和关门时都会发出语音
B.只有开门时才会发出语音
C.只有关门时才会发出语音
D.开门时线圈的磁通量增大
【解析】选A。开门和关门时通过线圈的磁通量都发生变化,都会产生感应电流,发出声音,A正确,B、C错误;当门打开时,线圈远离磁铁,穿过线圈的磁通量减小,D错误。
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选题清单
7.(2025·南平高二检测)地球本身是一个大磁体,为了解释地球的磁性,安培假设地球的磁场是由以地心为圆心的环形电流产生,能正确表示该环形电流I方向的是 ( )
【解析】选B。地磁的北极在地理南极的附近,根据安培定则可知,环形电流的方向应沿顺时针方向(从北向南看),故选B。
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选题清单
8.(2025·佛山高二检测)如图所示,在墙内或天花板中埋有某根通有恒定电流的长直导线。为探测该导线走向,现用一个与灵敏电流计(图中未画出)串联的感应线圈进行探测,结果如表。忽略地磁场影响,该导线可能的走向是 ( )
A.OE方向 B.OC方向 C.OB方向 D.OA方向
探测 电流计
线圈平面平行于天花板OABC 沿OA方向平移 有示数
沿OC方向平移 无示数
线圈平面平行于墙面OADE 沿OA方向平移 无示数
沿OE方向平移 无示数
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选题清单
【解析】选B。
探测 电流计 导线可能的走向 导线不可能的走向
线圈平面平行于天花板OABC 沿OA方向平移 有示数 OB、OC OA、OE
沿OC方向平移 无示数 OC、OE OA、OB
线圈平面平行于墙面OADE 沿OA方向平移 无示数 OA、OC OB、OE
沿OE方向平移 无示数 OC、OE OA、OB
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选题清单
二 、多项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9.如图所示,科考队在某一磁矿区域,发现原来指向正北的指南针的N极逆时针转
过30°,设该位置地磁场磁感应强度水平分量为B,则磁矿所产生的磁感应强度水平
分量可能为( )
A. B.
C.B D.
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选题清单
【解析】选B、C、D。磁场是客观存在的特殊物质形态,我们感觉不到,但可
通过小磁针来体现,小磁针N极的受力方向即为磁场方向,如图所示,
磁矿所产生的磁场使原来指向正北的N极逆时针转过30°,根据
三角形定则可知:磁矿所产生的磁感应强度水平分量最小时方向
与图中虚线垂直,则大小为Bsin30°=B,则磁矿所产生的磁感应
强度水平分量可能的值要比最小值大,故选B、C、D。
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10.如图所示,在矩形线圈所在平面内放置两平行直导线1、2,线圈到两导线的距离相等。当导线1、2中通有选项图所示的电流(取向上电流为正,B选项中1、2两条线重合),在t1~t2时间内,能使线圈中产生感应电流的是 ( )
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选题清单
【解析】选C、D。A中电流产生的磁场不变,线圈中磁通量恒定,不会产生感应电流,A错误;B中1、2产生的磁场始终抵消,线圈中合磁通量始终为0,不会产生感应电流,B错误;C、D中电流产生的磁场方向相同,合磁场在变化,线圈中磁通量变化,产生感应电流,C、D正确。
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11.(2025·漳州高二检测)如图,两根通有等大、反向电流的长直导线A、B垂
直于纸面固定,acbd为正方形,其中心O及a、b在A、B连线上,则( )
A.O点的磁感应强度大于d点的磁感应强度
B.d点的磁感应强度大于c点的磁感应强度
C.d点的磁感应强度与c点的磁感应强度相同
D.a点的磁感应强度与b点的磁感应强度不同
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【解析】选A、C。设导线A、B中的电流分别为I1与I2,
由题意可知I1=I2,在各点产生的磁场如图所示,
I1、I2在O点产生的磁感应强度相同,设大小均为BO1,
则O点的磁感应强度大小BO=2BO1,I1、I2在d点产生的磁
感应强度大小Bd1=Bd2,则d点的磁感应强度大小Bd<Bd1+Bd2=2Bd1,由于OB=OA<dB =dA,BO1>Bd1=Bd2,所以BO>Bd,A正确;由图可知,d点的磁感应强度与c点的磁感应
强度大小相等、方向相同,故B错误,C正确;I1在a点产生的磁感应强度Ba1与I2在b
点产生的磁感应强度Bb2相同,I1在b点产生的磁感应强度Bb1与I2在a点产生的磁感
应强度Ba2相同,所以a点的磁感应强度与b点的磁感应强度相同,D错误。
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12.我国特高压输电技术全球领先,如图甲所示,高压输电线上有a、b、c三根相互平行的水平长直导线,通有大小相等且方向相同的电流I。a'、b'、c'为导线a、b、c上同一竖直截面内的三个点,连接三点构成的三角形为等腰直角三角形(a'b'= b'c'),且与三根导线均垂直,O为连线a'c'的中点。逆着电流方向观察得到如图乙所示的截面图。已知单独一根通电导线a在O处产生的磁感应强度大小为B,不计地磁场的影响,则 ( )
A.导线b受到的安培力方向竖直向下
B.O点的磁感应强度方向是从O指向c'
C.O点的磁感应强度大小为3B
D.穿过截面a'b'c'的磁通量不为零
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【解析】选A、B。如图所示,导线b的合磁场强度水平向左,根据左手定则可知导线b受到的安培力方向竖直向下;由题意可知通电导线a、b、c在O处产生的磁感应强度大小均为B,方向分别为竖直向上、水平向右、竖直向下,根据磁场强度的叠加原理可知O点的磁感应强度大小为B,方向从O指向c',A、B正确,C错误;根据右手螺旋定则可知,a、b、c三根直线导线电流产生的磁场与截面a'b'c'均平行,则穿过截面a'b'c'的磁通量为零,D错误。
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三、非选择题:本题共3小题,共44分。
13.(12分)如图所示,有一垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,磁场有明显的圆形边界,圆心为O,半径为r。现于纸面内先后放上圆形线圈A、B、C,圆心均处于O处,线圈A的半径为r,匝数为10匝;线圈B的半径为2r,匝数为1匝;线圈C的半径为,匝数为1匝。
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(1)在磁感应强度B减为的过程中,线圈A和线圈B中的磁通量变化了多少?(4分)
答案:(1)A、B线圈的磁通量均减少了
【解析】(1)A、B线圈中的磁通量始终一样,故它们的变化量也一样,
ΔΦ=(-B)·πr2=-,(2分)
即线圈A、B中的磁通量均减少了。(2分)
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(2)在磁场转过90°角的过程中,线圈C中的磁通量变化了多少?转过180°角呢?(8分)
答案:(2)减少了Bπr2 减少了Bπr2
【解析】(2)对线圈C,Φ1=Bπr'2=Bπr2,(1分)
当磁场转过90°角时,Φ2=0,ΔΦ1=Φ2-Φ1=-Bπr2,(1分)
即在磁场转过90°角的过程中,
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线圈C中的磁通量减少了Bπr2,(2分)
当磁场转过180°角时,磁感线从另一侧穿过线圈,
若取Φ1为正,则Φ3为负,有Φ3=-Bπr2,(1分)
ΔΦ2=Φ3-Φ1=-Bπr2,(1分)
即在磁场转过180°角的过程中,线圈C中的磁通量减少了Bπr2。(2分)
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14.(14分)某广播电台的发射功率为10 kW,发射的是在空气中波长为187.5 m的电磁波,则:(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,光速c=3×108 m/s)
(1)该电台每秒从天线发射多少个能量子?(7分)
答案:(1)9.4×1030个
【解析】(1)每个能量子的能量ε=hν== J
≈1.06×10-27 J,(3分)
则每秒电台发射上述波长的能量子数N=≈9.4×1030个。(4分)
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(2)若发射的能量子在以天线为球心的同一球面上的分布视为均匀的,求在离天线2.5 km处,直径为2 m的球状天线每秒接收的能量子个数以及接收功率(接收功率结果保留一位有效数字)。(7分)
答案:(2)3.76×1023个 4×10-4 W
【解析】(2)设球状天线每秒接收能量子数为n个,
以电台发射天线为球心,则半径为R的球面积S=4πR2,(2分)
而球状天线的有效接收面积S'=πr2,
所以n=N=N=9.4×1030×个=3.76×1023个,(3分)
接收功率为P收== W≈4×10-4 W。(2分)
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15.(18分)在真空的直角坐标系中,有两条垂直放置并彼此绝缘的长直导线分别与Ox、Oy轴重合,电流方向如图所示,通过两直导线的电流分别为I1=4 A, I2=3 A。若已知真空中距无限长通电直导线距离为r处的磁感应强度B=k, k=2×10-7T·m/A。求:
(1)在xOy平面内距离坐标原点r=5 cm的各点中,何处磁感应强度最小?最小值是多大?(10分)
答案:(1)(3 cm,4 cm)和(-3 cm,-4 cm) 0
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【解析】(1)对于在xOy平面内距原点r=5 cm的任一点P,设OP连线与x轴正方向的夹角为θ,则x=rcosθ,y=rsinθ(2分)
设沿x轴正方向为正方向,则P点的磁感应强度
B=B1+B2=k+k=(-)(2分)
当-=0(2分)
即tanθ==,θ=53°(2分)
磁感应强度有最小值为零,将θ=53°代入可得两个位置,
其坐标分别为(3 cm,4 cm)、(-3 cm,-4 cm)。(2分)
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(2)在xOz平面内距离坐标原点r=5 cm的各点中,何处磁感应强度最小?最小值是多
大?(8分)
答案:(2)(0,5 cm)和(0,-5 cm) 2.0×10-5 T
【解析】(2)在xOz平面内距离坐标原点r=5 cm的各点中,I2产生的磁场B2大小恒定,
方向在xOz平面内,而I1产生的磁场方向垂直于xOz平面,所以B=(2分)
显然xOz平面内距原点r=5.0 cm的各点中,在z轴上的两点(0,5 cm)和(0,-5 cm)的磁
感应强度最小,(2分)
B===(2分)
代入数据得,最小磁感应强度为2.0×10-5 T(2分)
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