第十二、十三章 章末测评卷-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 本卷为高中物理第十三章“电磁感应与电磁波初步”单元复习测评卷，90分钟100分，通过选择、实验、计算题型，覆盖电磁感应、电路分析、电磁波等核心知识，融合物理观念与科学思维，适配单元复习巩固与能力提升。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|13题/39分|磁感应强度定义（2）、磁场叠加（3）、电路动态分析（5）|结合电动平衡车参数（7）、I-U图像应用（4），体现科学思维| |实验题|3题/24分|电磁感应现象（14）、电源电动势测量（15）|注重科学探究，如伏安特性曲线分析（15）| |计算题|4题/37分|磁通量计算（17）、电路功率（18）、电磁波能量子（20）|综合考查模型建构与推理论证，如多导体棒电磁感应（10）|

第12章 电能 能量守恒定律 第十三章 电磁感应与电磁波初步 章末测评卷 (时间：90分钟　满分：100分) 一、选择题(本题共10小题) 1.关于能源的开发和利用，下列观点错误的是(　　) A.无节制地利用能源，是一种盲目的短期行为 B.根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的 C.能源的开发和利用，必须同时加强对环境的保护 D.不断开发新能源，是缓解能源危机的主要途径 2.下列说法正确的是(　　) A.根据磁感应强度定义式B＝，磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与IL乘积成反比 B.磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同 C.一小段通电直导线在某处不受磁场力作用，则该处的磁感应强度一定为零 D.磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止 3.如图所示，将两个半径相同、粗细相同、互相垂直的圆形导线圈固定在一起，其圆心恰好重合，两线圈通有相同大小的电流。设每个线圈中电流在圆心处产生的磁感应强度大小均为1 T，则圆心O处的磁感应强度大小为(　　) A.1 T B.1.4 T C.2 T D.1.7 T 4.如图为A、B两灯泡的I－U图像，把它们串联接在220 V的恒压电源上。根据图像，计算A、B两灯泡的实际功率分别约为(　　) A.5 W、17 W B.22 W、48.4 W C.48.4 W、22 W D.50 W、170 W 5.在如图所示的电路中，闭合开关S后，a、b、c三盏灯均能发光，电源电动势为E，内阻为r。现将变阻器R的滑片稍向下滑动一些，则(　　) A.b灯和c灯变暗，a灯变亮 B.a灯和c灯变亮，b灯变暗 C.a灯和c灯变暗，b灯变亮 D.a灯和b灯变暗，c灯变亮 6.已知通电长直导线在周围空间中某点产生的磁场的磁感应强度的大小与导线中的电流成正比，与该点到直导线的距离成反比。若在同一平面内等间距放置六根通电长直导线，通以相等的电流，方向如图所示，则在a、b、c、d四个面积相等的正方形区域中，磁通量最大且合磁场的方向指向纸外的区域是(　　) A.a区 B.b区 C.c区 D.d区 7.如今电动平衡车非常受年轻人的喜爱，已慢慢成为街头的一种时尚，如图所示为某款电动平衡车的部分参数，则该电动平衡车(　　) 电池容量：5 000 mA·h 充电器输出：直流24 V/1 000 mA 续航里程：40 km　　额定功率：40 W 行驶速度：≤20 km/h　　工作电压：24 V A.电池从完全没电到充满电所需的时间约为8.3 h B.电池最多能储存的电能为4.32×105 J C.骑行时的工作电流为1 A D.充满电后能工作5 h 8.如图所示，条形磁铁正上方放置一矩形线框，线框平面水平且与条形磁铁平行。则线框由N极端匀速平移到S极端的过程中，线框中的感应电流的情况是(　　) A.线框中始终无感应电流 B.线框中始终有感应电流 C.线框中开始有感应电流，当线框运动到磁铁中部时无感应电流，过中部后又有感应电流 D.线框中开始无感应电流，当线框运动到磁铁中部时有感应电流，过中部后又无感应电流 9.（多选）如图所示，直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图像，曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图像，则下列说法正确的是(　　) A.电源电动势约为50 V B.电源的内阻约为 Ω C.电流为2.5 A时，外电路的电阻约为15 Ω D.输出功率为120 W时，输出电压约是30 V 10.（多选）在匀强磁场中有两根平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直，导轨上有两根可沿导轨平动的导体棒ab、cd，两根导体棒匀速移动的速度大小分别为v1和v2，如图所示，则下列情况可以使回路中产生感应电流的是(　　) A.ab、cd均向右运动，且v1＝v2 B.ab、cd均向右运动，且v1＞v2 C.ab、cd均向左运动，且v1＞v2 D.ab向右运动，cd向左运动，且v1＝v2 11.（多选）在如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0 V，内阻不计，L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关闭合后，下列判断正确的是(　　) A.灯泡L1的电阻为12 Ω B.通过灯泡L1的电流为灯泡L2电流的2倍 C.灯泡L1消耗的电功率为0.75 W D.灯泡L2消耗的电功率为0.30 W 12.（多选）如图所示的电路，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴恰好处于静止状态，现将滑动变阻器的滑片P向左移动，则(　　) A.电容器中的电场强度将增大 B.电容器放电 C.电容器的电容将减小 D.液滴将向下运动 13.（多选）在如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定，闭合开关S后灯泡能够发光，经过一段时间后灯泡突然变亮，若电路中仅有一处故障，则出现这种现象的原因可能是(　　) A.电容器C断路 B.电阻R2断路 C.电阻R2短路 D.电阻R1短路 二、实验题(本题共3小题) 14.在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示。它们是： ①电流计、②直流电源、③带铁芯(图中未画出)的线圈A、④线圈 B 、⑤电键、⑥滑动变阻器 (1)试按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线)。 (2)实验表明，当穿过闭合回路的________发生变化时，闭合电路中就会有电流产生。 (3)怎样才能使线圈B中有感应电流产生？试举出两种方法：①_____________________________________________________； ②________________________________________________________。 15.如图所示，在实验室里小王同学用电流传感器和电压传感器等实验器材测干电池的电动势和内电阻。改变电路的外电阻R，通过电压传感器和电流传感器测量不同阻值下电源的路端电压和电流，输入计算机，自动生成U－I图线，如图乙所示。 (1)由图乙可得干电池的电动势为________V，干电池的内电阻为________Ω。 (2)现有一小灯泡，其U－I曲线如图丙所示，若将此小灯泡接在上述干电池两端，小灯泡的实际功率是________W。 16.物理学习小组试图利用图甲所示电路测量一组旧蓄电池的电动势和内阻。 (1)实验步骤如下： ①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S； ②多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R； ③以为纵坐标，R为横坐标，作－R图线(用直线拟合)，如图乙所示； ④从图线求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b。 (2)请你回答下列问题(用题给符号k、b表示)： ①计算电池的电动势E＝________，内阻r＝________。 ②根据实验方案发现，电流表内阻对实验精确度有较大影响，如果测的电流表内阻为rA，则电源内阻的精确值为________。 三、计算题(本题共4小题，计算要有必要的文字说明和解题步骤，有数值的要注明单位) 17.如图所示，有一个垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝0.8 T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为10 cm，现在在纸面内先后放上圆线圈A、B和C(图中未画出)，圆心均在O处，A线圈的半径为1 cm，共10匝；B线圈的半径为2 cm，只有1匝；C线圈的半径为0.5 cm，只有1匝。 (1)在磁感应强度B减为0.4 T的过程中，A和B线圈中的磁通量改变了多少？ (2)在磁场方向转过30°角的过程中，C线圈中的磁通量改变了多少？ 18.如图所示，电阻R1＝2 Ω，小灯泡L上标有“3 V　1.5 W”，电源内阻r＝1 Ω，滑动变阻器的最大阻值为R0(大小未知)，当触头P滑动到最上端a时电流表的读数为1 A，小灯泡L恰好正常发光，若不计电流表的电阻，求： (1)滑动变阻器的最大阻值R0； (2)当触头P滑动到最下端b时，求电源的总功率及输出功率。 19.如图所示，电源的电动势E＝8 V，三个定值电阻的阻值相同且R＝7.5 Ω，电容器的电容C＝2 pF，闭合开关，电路稳定后，理想电流表的示数为I＝0.50 A。求： (1)电源的内阻； (2)电容器所带的电荷量； (3)电源的输出功率及其效率。 20.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？ (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。 参考答案： 1.答案　B解析　能源是有限的，必须合理利用能源，A正确；尽管能量守恒，但使用过程中会有能量的耗散，B错误；能源利用推动人类进步的同时会破坏人类生存的环境，必须加强对环境的保护，C正确；开发新能源、清洁能源可以缓解常规能源的不足，D正确。 2.答案　B解析　磁场中某点的磁感应强度是由磁场本身决定的物理量，与通电导线所受的安培力F以及IL乘积无关，选项A错误；磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同，选项B正确；一小段通电直导线在某处不受磁场力作用，可能是导线与磁场方向平行，该处的磁感应强度不一定为零，选项C错误；磁感线在磁体的外部从N极到S极，在磁体内部是从S极到N极，组成闭合的曲线，故D错误。 3.答案　B解析　通过安培定则判断可知，两通电线圈在圆心O处产生的磁感应强度方向相互垂直，故圆心O处的磁感应强度大小为B≈1.4 T，故B正确。 4.答案　A解析　由两灯泡串联接在220 V的恒压电源上，可知两灯泡中的电流相等，且总电压为220 V，则由题图可知，电流约为0.1 A，A灯泡的电压为50 V，B灯泡的电压约为170 V，则由P＝UI可知，A灯泡的功率为5 W，B灯泡的功率为17 W，选项A正确。 5.答案　C解析　R的滑片稍向下滑动时，变阻器R接入电路的电阻值变大，外电路总电阻值变大，根据闭合电路的欧姆定律得知，干路电流I减小，a灯变暗；b灯两端的电压Ub＝E－I(r＋Ra)，I减小，Ub增大，则b灯变亮；通过c灯的电流Ic＝I－Ib，I减小，Ib增大，则Ic减小，c灯变暗，选项C正确，A、B、D错误。 6.答案　C解析　每个正方形区域都是由其中的四根导线围成，另外两根距该区域相对较远，在该区域产生的磁场相对较弱。假设包围该区域的四个导线每根导线在该区域中产生的磁场强弱用两条磁感线表示，另外两根较远的导线在该区域内产生的磁场强弱用一条磁感线表示，各区域的磁感线条数和方向如图所示，可知，a、d两区域内向里和向外的磁感线条数相同，故穿过这两个区域的磁通量为0，b、c两区域内合磁场强弱相同，b区域内合磁场方向向里，c区域内合磁场方向向外，故磁通量最大且合磁场的方向指向纸外的区域是c区，选项C正确，A、B、D错误。 7.答案　B解析　由于电池容量是5 000 mA·h，即q＝5 000×10－3×3 600 C＝1.8×104 C，充电器输出电流为1 000 mA，所以充电时间为t＝＝＝5 h，故A错误；最多能储存的电能为W＝qU＝1.8×104×24 J＝4.32×105 J，故B正确；额定功率为40 W，工作电压为24 V，则骑行时的工作电流为I＝＝ A＝ A，故C错误；充满电后能工作t′＝＝ s＝3 h，故D错误。 8答案　B解析　根据条形磁铁的磁场分布情况可知，线框在磁铁N端时，磁感线从线框下表面穿入；当运动到磁铁中央时，穿过线框的磁通量为零；当线框在磁铁S端时，磁感线从线框的上表面穿入，所以线框从磁铁上方匀速运动的过程中，穿过线框的磁通量始终发生变化，线框中始终有感应电流，选项B正确。 .9.答案　ACD解析　根据闭合电路欧姆定律，电源的输出电压U＝E－Ir，对照U－I图像，当I＝0时，E＝U＝50 V，故A符合题意；U－I图像斜率的绝对值表示内阻，故r＝＝ Ω＝5 Ω，故B不符合题意；电流为2.5 A时，对照U－I图像，路端电压约为37.5 V，故外电路电阻R＝＝ ＝15 Ω，故C符合题意；输出功率为120 W时，对照P－I图像，电流约为4 A，再对照U－I图像，输出电压约为30 V，故D符合题意。 10.答案　BCD解析　ab、cd均向右运动，当v1＝v2时，穿过闭合回路的磁通量不变，故无感应电流产生，A项错误；B、D两项所述情况，穿过闭合回路的磁通量增加，C项所述情况，穿过闭合回路的磁通量减少，均有感应电流产生，故B、C、D正确。 11.答案　ACD解析　当开关闭合后，灯泡L1两端的电压U1＝3 V，由题图乙读出其电流I1＝0.25 A，则灯泡L1的电阻R1＝＝12 Ω，功率P1＝U1I1＝0.75 W，故A、C正确；灯泡L2、L3串联，电压U2＝U3＝1.5 V，由题图乙读出其电流I2＝I3＝0.20 A，灯泡L2、L3的功率P＝1.5 V×0.20 A＝0.30 W，故B错误，D正确。 12.答案　BD解析　电容器两板间电压等于R2两端电压。当滑片P向左移动时，电阻变大，总电流减小，则R2两端电压U减小，由E＝知电容器中场强变小，则带电液滴所受电场力变小，使液滴向下运动，则A错误，D正确；根据Q＝CU可得，电容器所带电荷量减少，电容器放电，B正确；电容器的电容与U和Q的变化无关，保持不变，C错误。 13.答案　BD解析　电容器不能通直流电，所以电容器C断路，对灯泡亮度没有影响，选项A错误；若电阻R2断路，则总电阻增大，总电流减小，R1及内阻中电压减小，灯泡两端的电压增大，故灯泡变亮，选项B正确；若电阻R2短路，则灯泡被短路，灯泡不亮，选项C错误；若电阻R1短路，电路中总电阻减小，总电流增大，灯泡与R2并联的电压增大，则灯泡变亮，选项D正确。 14.答案　(1)图见解析　(2)磁通量　(3)①断开或闭合开关 ②闭合开关后移动滑动变阻器的滑片 解析　(1)实物连线如图： (2)实验表明，当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，闭合电路中就会有电流产生。 (3)使线圈B中有感应电流产生的两种方法：①断开或闭合开关；②闭合开关后移动滑动变阻器的滑片。 15.答案　(1)1.5　2.0　(2)0.27 解析　(1)由题图乙所示图像可知，电源电动势为E＝1.5 V 电源内阻为r＝＝ Ω＝2.0 Ω。 (2)在题图丙中描出题图乙中的U－I图线，由图可知灯泡与该干电池组成串联电路时，灯泡两端电压U＝0.9 V，电路电流I＝0.3 A， 灯泡实际功率P＝UI＝0.9 V×0.3 A＝0.27 W。 16.答案　(2)①　　②－rA 解析　(2) ① 利用图甲所示电路测量一组旧蓄电池的电动势和内阻，由于内阻较大，电路中电流不稳定，所以读数要快速准确。 根据实验步骤由闭合电路的欧姆定律得I＝　　所以＝R＋ －R图像是一条直线，结合图像的斜率和纵截距有k＝，b＝ 所以电动势E＝，r＝bE＝。 ②根据实验方案发现，电流表内阻对实验精确度有较大影响，如果测的电流表内阻为rA，则应用欧姆定律时可把电流表内阻等效为电源内阻的一部分，即上式中的r为实际电源内阻与电流表内阻之和，所以实际电源内阻为r－rA＝－rA。 17.答案　(1)1.256×10－4 Wb　5.024×10－4 Wb　　(2)8.4×10－6 Wb 解析　(1)对A线圈，有Φ1＝Bπr，Φ2＝B′πr 故A线圈的磁通量的改变量为 ΔΦA＝|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×10－4 Wb＝1.256×10－4 Wb B线圈的磁通量的改变量为 ΔΦB＝(0.8－0.4)×3.14×(2×10－2)2 Wb＝5.024×10－4 Wb。 (2)对C线圈，Φ1′＝Bπr，磁场方向转过30°角，线圈在垂直于磁场方向的投影面积为πrcos 30°，则Φ2′＝Bπrcos 30°，故磁通量的改变量为ΔΦC＝Bπr(1－cos 30°)＝0.8×3.14×(5×10－3)2× Wb＝8.4×10－6 Wb。 18.答案　(1)6 Ω　(2)12 W　8 W 解析　(1)当触头P滑动到最上端a时，流过小灯泡L的电流为IL＝＝0.5 A 流过滑动变阻器的电流I0＝IA－IL＝0.5 A 故R0＝＝6 Ω (2)电源电动势为E＝UL＋IA(R1＋r)＝6 V 当触头P滑动到最下端b时，滑动变阻器和小灯泡均被短路， 电路中总电流为I＝＝2 A 故电源的总功率为P总＝EI＝12 W 输出功率为P出＝EI－I2r＝8 W。 19.答案　(1)1 Ω　(2)7.5×10－12 C　(3)3.75 W　93.75% 解析　(1)由闭合电路的欧姆定律得I＝　　　　解得r＝1 Ω。 (2)根据U＝IR，Q＝CU　　解得Q＝7.5×10－12 C。 (3)电源的输出功率P出＝P总－P内 P总＝EI　　　P内＝I2r　　　　　解得P出＝3.75 W 电源的效率η＝×100% 解得η＝93.75%。 20.答案　(1)9.4×1030个　(2)3.76×1023个　4×10－4 W 解析　(1)每个能量子的能量 ε＝hν＝＝ J＝1.06×10－27 J 则每秒电台发射上述波长的能量子数N＝＝9.4×1030个。 (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，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 接收功率P收＝＝3.76×1023×1.06×10－27 W＝4×10－4 W。 学科网（北京）股份有限公司 $