高中物理单元测试——第十三章电磁感应与电磁波初步（适中版02）

**基本信息** 该单元卷聚焦高中物理第十三章电磁感应与电磁波初步，通过多样化题型全面覆盖磁感线、磁通量、电磁场等核心知识点，注重物理观念建构与科学探究能力培养，适配单元复习巩固需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|磁感线、磁现象、磁感应强度单位|基础概念辨析，强化物质与相互作用观念| |多选题|3/18|奥斯特实验、磁通量变化|情境分析与推理，体现科学思维中的模型建构| |实验题|2/15|感应电流条件、螺线管磁场方向|动手操作与现象分析，落实科学探究要素| |解答题|2/33|磁通量计算、感应电流产生条件|综合应用与定量推理，对接高考对科学论证的考查趋势|

高中物理单元测试 —— 第十三章 电磁感应与电磁波初步（适中版02）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）法拉第不仅引入了场的概念，还利用电场线和磁感线来描绘电磁场。下列关于磁感线的说法正确的是（　　） A．磁感线是闭合曲线 B．磁感线是真实存在的 C．磁感线从N极出发到S极终止 D．磁感线是磁场中铁屑排列成的曲线 2．（本题4分）我国是最早发现磁现象、应用磁现象的国家之一。下列不属于磁现象的是（　　） A．磁体对周围通电导线产生作用力 B．两个静止带电体之间存在相互作用力 C．两条平行通电导线之间存在相互作用力 D．物理学家奥斯特发现通电导线使小磁针偏转 3．（本题4分）在国际单位制中磁感应强度的单位是“T”，若用国际单位制的基本单位来表示，正确的是（　　） A． B． C． D． 4．（本题4分）如图所示为直流输电线路中三根平行直导线的示意图，导线中通过的电流大小相等，方向均垂直纸面向外。甲、乙、丙三根导线在等腰直角三角形的三个顶点上，O为甲、乙两导线连线的中点。若每一根导线的电流在O点产生的磁感应强度大小均为B，下列说法正确的是（　　） A．O点的磁感应强度方向由O指向丙 B．O点的磁感应强度方向由O指向乙 C．O点的磁感应强度大小为B D．O点的磁感应强度大小为 5．（本题4分）在能量量子化研究的历程中，以下说法中正确的是（　　） A．黑体既不反射电磁波，也不向外辐射电磁波 B．一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度无关 C．类似于能量的量子化，任何物体的带电量也是“量子化”的 D．麦克斯韦建立了电磁场理论，并用实验捕捉到了电磁波 6．（本题4分）英国物理学家麦克斯韦总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，得出诸多关于电磁场和电磁波的科学结论。下列关于电磁场和电磁波的说法中正确的是（　　） A．变化的电场所在空间一定会产生变化的磁场 B．电磁波和机械波一样，它们的传播需要介质 C．电磁波传播的速度、波长和频率满足关系式 D．红外线、可见光、紫外线、超声波都是电磁波 7．（本题4分）下列各图中，已标出电流及电流的磁场方向，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 二、多选题 8．（本题6分）小明准备自己动手重做奥斯特实验，并希望观察到小磁针最大的偏转，他用绝缘支架架好直导线，并在直导线正下方放置了一枚小磁针。有关该实验，以下说法正确的是（　　） A．为了让通电前后小磁针有最大的偏转，直导线应该沿南北方向放置 B．为了让通电前后小磁针有最大的偏转，直导线应该通正弦交变电流 C．通电时，直导线正下方的小磁针S极应该指向地理位置南极 D．未通电时，直导线正下方的小磁针S极应该指向地理位置南极 9．（本题6分）如图所示，边长为的匝正方形线框内部有一边长为的正方形区域的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里，以下说法正确的是（　　） A．图示位置时，穿过线框的磁通量为 B．图示位置时，穿过线框的磁通量为 C．线框从图示位置绕边转60°的过程中，线框中有感应电流 D．线框从图示位置向左平移的过程中，线框中有感应电流 10．（本题6分）如图所示，三根长直导线平行地放在光滑绝缘水平面上，已知导线BC之间的距离等于导线AB间距的3倍，已知通电直导线周围产生的磁场磁感应强度的大小为为直导线中的电流，为导线周围某点到直导线的距离，当三根直导线中通有恒定电流后，三根直导线仍在原来的位置保持静止，其中导线A的电流大小为，方向如图所示。则下列说法正确的是（　　） A．导线B中的电流方向与A相同 B．导线C中的电流方向与A相同 C．导线B中的电流大小为 D．导线C中的电流大小为 三、作图题 11．（本题6分）下图中的A、B、C是放在通电螺线管磁场中不同位置的三块软铁，试标出它们被磁化后的磁极极性___ 四、实验题 12．（本题6分）某同学用如图所示的实验器材来探究产生感应电流的条件。 (1)图中已经用导线将部分器材连接，请补充完成图中实物间的连线_________________。 (2)连接电路并检查无误后，闭合开关的瞬间，观察到电流计指针发生偏转，说明线圈___（选填“A”或“B”）中有了感应电流。开关闭合后，他还进行了其他两项操作，发现也产生了感应电流，请写出一项可能的操作∶ _______________________________________________________。 13．（本题9分）在探究“通电螺线管外部磁场的方向”的实验中： (1)实验前，可自由转动的小磁针静止时均指南北，这说明_______； (2)闭合开关，小磁针静止时的指向如图所示，请在图中标出通电螺线管的N极和电源的正极_______； (3)对调电源的正负极，闭合开关，小磁针的指向与之前相反，说明通电螺线管外部的磁场方向与_______方向有关； (4)实验中，小磁针所起的作用是_______。 五、解答题 14．（本题14分）如图甲所示，边长为的匝正方形闭合线圈内部有一边长为的正方形区域的匀强磁场，磁场右边界与线圈右边界重合，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度随时间的变化如图乙所示。 (1)求时穿过线圈的磁通量； (2)若时线圈开始以右边界为转轴按箭头方向转动，时线圈刚好转过，求到内穿过线圈的磁通量的变化量。 15．（本题19分）为了得到某一匀强磁场的磁感应强度，某同学在该磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流是2A，导线长0.1m，它受到的磁场力为0.4N。如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在该匀强磁场中，磁场方向竖直向下，金属棒MN沿框架以速度向右做匀速运动。时，MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为0.1m的正方形。求： (1)匀强磁场的磁感应强度大小； (2)时，穿过MDEN的磁通量； (3)为使MN棒中不产生感应电流，从开始，磁感应强度应随时间变化，求磁感应强度与时间的关系式。 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 2 / 2 $ 高中物理单元测试 —— 第十三章 电磁感应与电磁波初步（适中版02）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）法拉第不仅引入了场的概念，还利用电场线和磁感线来描绘电磁场。下列关于磁感线的说法正确的是（　　） A．磁感线是闭合曲线 B．磁感线是真实存在的 C．磁感线从N极出发到S极终止 D．磁感线是磁场中铁屑排列成的曲线 【答案】A 【详解】AC．磁感线是闭合曲线，磁感线在磁铁外部总是从磁体的N极出发进入S极，在磁铁内部，从S极指向N极，A正确，C错误； B．磁场是客观存在的，磁感线是假想的，B错误； D．撒在磁体周围的铁屑排列成曲线可以形象、方便的描述磁场，但不是磁感线，D错误。 故选A。 2．（本题4分）我国是最早发现磁现象、应用磁现象的国家之一。下列不属于磁现象的是（　　） A．磁体对周围通电导线产生作用力 B．两个静止带电体之间存在相互作用力 C．两条平行通电导线之间存在相互作用力 D．物理学家奥斯特发现通电导线使小磁针偏转 【答案】B 【详解】A．磁体对周围通电导线产生作用力属于磁现象，不符合题意； B．两个静止带电体之间存在相互作用力属于静电力，不属于磁现象，符合题意； C．两条平行通电导线之间存在相互作用力属于磁现象，不符合题意； D．物理学家奥斯特发现通电导线使小磁针偏转属于磁现象，不符合题意。 故选B。 3．（本题4分）在国际单位制中磁感应强度的单位是“T”，若用国际单位制的基本单位来表示，正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】根据 可知 故选D。 4．（本题4分）如图所示为直流输电线路中三根平行直导线的示意图，导线中通过的电流大小相等，方向均垂直纸面向外。甲、乙、丙三根导线在等腰直角三角形的三个顶点上，O为甲、乙两导线连线的中点。若每一根导线的电流在O点产生的磁感应强度大小均为B，下列说法正确的是（　　） A．O点的磁感应强度方向由O指向丙 B．O点的磁感应强度方向由O指向乙 C．O点的磁感应强度大小为B D．O点的磁感应强度大小为 【答案】C 【详解】根据安培定则以及磁感应强度的矢量性可知，甲、乙两导线在O点产生的磁感应强度等大反向，相互抵消，而丙导线在O点产生的磁感应强度方向由O指向甲，其大小为B，所以O点的磁感应强度方向由O指向甲，大小为B。 故选C。 5．（本题4分）在能量量子化研究的历程中，以下说法中正确的是（　　） A．黑体既不反射电磁波，也不向外辐射电磁波 B．一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度无关 C．类似于能量的量子化，任何物体的带电量也是“量子化”的 D．麦克斯韦建立了电磁场理论，并用实验捕捉到了电磁波 【答案】C 【详解】A．黑体不反射电磁波，但会向外辐射电磁波，即黑体辐射，故A错误； B．一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，故B错误； C．类似于能量的量子化，任何物体的带电量也是“量子化”的，即只能是元电荷的整数倍，故C正确； D．麦克斯韦建立了电磁场理论，赫兹用实验捕捉到了电磁波，故D错误。 故选C。 6．（本题4分）英国物理学家麦克斯韦总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，得出诸多关于电磁场和电磁波的科学结论。下列关于电磁场和电磁波的说法中正确的是（　　） A．变化的电场所在空间一定会产生变化的磁场 B．电磁波和机械波一样，它们的传播需要介质 C．电磁波传播的速度、波长和频率满足关系式 D．红外线、可见光、紫外线、超声波都是电磁波 【答案】C 【详解】A．变化的电场所在空间一定会产生磁场，不一定产生变化的磁场，因为均匀变化的电场所在空间会产生稳定的磁场，故A错误； B．电磁波的产生原理是变化磁场产生电场，变化的电场产生磁场，它的传播不需要传播介质，故B错误； C．电磁波传播的速度、波长和频率满足关系式，故C正确； D．红外线、可见光、紫外线都是电磁波，超声波是机械波，不是电磁波，故D错误。 故选C。 7．（本题4分）下列各图中，已标出电流及电流的磁场方向，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．电流的方向竖直向上，根据安培定则可知，磁场的方向导线左侧为垂直纸面向外，导线右侧为垂直纸面向里，故A错误； B．电流的方向竖直向上，根据安培定则可知，磁场的方向从上向下看应为逆时针方向，故B错误； C．根据电流的绕向，结合安培定则知，螺线管内部的磁场方向向右，故C错误； D．环形电流的方向从上往下看为逆时针方向，根据安培定则知，磁场的方向向上，故D正确。 故选D。 二、多选题 8．（本题6分）小明准备自己动手重做奥斯特实验，并希望观察到小磁针最大的偏转，他用绝缘支架架好直导线，并在直导线正下方放置了一枚小磁针。有关该实验，以下说法正确的是（　　） A．为了让通电前后小磁针有最大的偏转，直导线应该沿南北方向放置 B．为了让通电前后小磁针有最大的偏转，直导线应该通正弦交变电流 C．通电时，直导线正下方的小磁针S极应该指向地理位置南极 D．未通电时，直导线正下方的小磁针S极应该指向地理位置南极 【答案】AD 【详解】A．地磁场的方向沿地理南北方向，为了使实验现象明显，直导线电流产生的磁场在小磁针位置的方向应该沿东西方向，根据安培定则可知，为了让通电前后小磁针有最大的偏转，直导线应该沿南北方向放置，故A正确； B．为了让通电前后小磁针有稳定的最大的偏转，直导线应该通较大的恒定电流，故B错误； C．由于通电导线产生的磁场的影响，小磁针指向应该为合磁场的方向，由于地磁场沿南北，则通电时，直导线正下方的小磁针S极应该偏离地理南极位置，故C错误； D．未通电时，由于地磁场沿南北，直导线正下方的小磁针在地磁场的作用下，S极应该指向地理位置南极，故D正确。 故选AD。 9．（本题6分）如图所示，边长为的匝正方形线框内部有一边长为的正方形区域的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里，以下说法正确的是（　　） A．图示位置时，穿过线框的磁通量为 B．图示位置时，穿过线框的磁通量为 C．线框从图示位置绕边转60°的过程中，线框中有感应电流 D．线框从图示位置向左平移的过程中，线框中有感应电流 【答案】BD 【详解】AB．穿过线框的磁通量大小与线框匝数无关，图示位置时，穿过线框的磁通量 故A错误，B正确； C．由于 可知，线框从图示位置绕边转60°的过程中，穿过线框的磁通量始终为 即磁通量不变，则线框从图示位置绕边转60°的过程中，线框中没有感应电流，故C错误； D．线框从图示位置向左平移的过程中，穿过线框的磁通量减小，线框中有感应电流，故D正确。 故选BD。 10．（本题6分）如图所示，三根长直导线平行地放在光滑绝缘水平面上，已知导线BC之间的距离等于导线AB间距的3倍，已知通电直导线周围产生的磁场磁感应强度的大小为为直导线中的电流，为导线周围某点到直导线的距离，当三根直导线中通有恒定电流后，三根直导线仍在原来的位置保持静止，其中导线A的电流大小为，方向如图所示。则下列说法正确的是（　　） A．导线B中的电流方向与A相同 B．导线C中的电流方向与A相同 C．导线B中的电流大小为 D．导线C中的电流大小为 【答案】BD 【详解】BD．对通电导线B而言，在光滑桌面上处于静止状态，说明导线A、C在导线B处产生的磁场大小相等方向相反，合磁场为零。所以导线C中的电流方向应与A中的电流方向相同，设导线A、B间的距离为d，则导线B、C间的距离为3d，则有 解得 故BD正确； AC．对通电导线A而言，在光滑桌面上处于静止状态，说明导线B、C在导线A处产生的磁场大小相等方向相反，合磁场为零。所以导线B中的电流方向应与A中的电流方向相反，且有 解得 故AC错误。 故选BD。 三、作图题 11．（本题6分）下图中的A、B、C是放在通电螺线管磁场中不同位置的三块软铁，试标出它们被磁化后的磁极极性___ 【答案】见解析 【详解】根据电源的左端为正极，螺线管的线圈绕向，利用安培定则可以确定螺线管的右端为N极，左端为S极。A的右端靠近螺线管S极，所以其被磁化后，右端为N极，左端为S极；B的左端靠近螺线管S极，所以其被磁化后，左端为N极，右端为S极；C的左端靠近螺线管N极，所以其被磁化后，左端为S极，右端为N极。 四、实验题 12．（本题6分）某同学用如图所示的实验器材来探究产生感应电流的条件。 (1)图中已经用导线将部分器材连接，请补充完成图中实物间的连线_________________。 (2)连接电路并检查无误后，闭合开关的瞬间，观察到电流计指针发生偏转，说明线圈___（选填“A”或“B”）中有了感应电流。开关闭合后，他还进行了其他两项操作，发现也产生了感应电流，请写出一项可能的操作∶ _______________________________________________________。 【答案】(1) (2) B 将滑动变阻器的滑片快速滑动；或者将线圈A快速抽出。 【详解】（1）本实验中线圈A与电源相连，通过调节滑动变阻器使线圈A中的磁通量发生变化，从而使线圈B产生电磁感应现象，故线圈B应与灵敏电流计相连，如图所示 （2）闭合开关的瞬间，观察到电流计指针发生偏转，说明线圈B中有了感应电流，线圈B中产生感应电流的原因是其磁通量发生变化，则可能的操作①将滑动变阻器的滑片快速滑动；②将线圈A快速抽出。 13．（本题9分）在探究“通电螺线管外部磁场的方向”的实验中： (1)实验前，可自由转动的小磁针静止时均指南北，这说明_______； (2)闭合开关，小磁针静止时的指向如图所示，请在图中标出通电螺线管的N极和电源的正极_______； (3)对调电源的正负极，闭合开关，小磁针的指向与之前相反，说明通电螺线管外部的磁场方向与_______方向有关； (4)实验中，小磁针所起的作用是_______。 【答案】(1)地球的周围存在磁场 (2) (3)电流 (4)显示磁场方向和检测螺线管外部是否存在磁场 【详解】（1）实验前，可自由转动的小磁针静止时均指南北，小磁针是受到了磁场的作用指示南北，说明地球周围存在磁场。 （2）通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似；根据小磁针的N极指向可以判断出螺线管的左端是N极，根据安培定则，可以判断电流必须从螺线管的左端流进，从右端流出来，所以电源的左端是正极，右端是负极，如图所示 （3）对调电源的正负极，闭合开关，电流方向与之前相反，小磁针的指向也与之前相反，说明通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。 （4）小磁针在实验中的作用是显示磁场方向和检测螺线管外部是否存在磁场。在探究“通电螺线管外部磁场的方向”的实验中。小磁针的主要作用是显示磁场方向，即小磁针N极的指向为磁场中该点的磁场方向。 五、解答题 14．（本题14分）如图甲所示，边长为的匝正方形闭合线圈内部有一边长为的正方形区域的匀强磁场，磁场右边界与线圈右边界重合，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度随时间的变化如图乙所示。 (1)求时穿过线圈的磁通量； (2)若时线圈开始以右边界为转轴按箭头方向转动，时线圈刚好转过，求到内穿过线圈的磁通量的变化量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由图乙可知时磁感应强度大小为，则时穿过线圈的磁通量 （2）由图乙可知时磁感应强度大小为 由题意可知时线圈刚好转过，此时线圈平面与磁场垂直的面积仍然是 则内穿过线圈的磁通量 所以到内穿过线圈的磁通量的变化量 15．（本题19分）为了得到某一匀强磁场的磁感应强度，某同学在该磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流是2A，导线长0.1m，它受到的磁场力为0.4N。如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在该匀强磁场中，磁场方向竖直向下，金属棒MN沿框架以速度向右做匀速运动。时，MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为0.1m的正方形。求： (1)匀强磁场的磁感应强度大小； (2)时，穿过MDEN的磁通量； (3)为使MN棒中不产生感应电流，从开始，磁感应强度应随时间变化，求磁感应强度与时间的关系式。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据磁感应强度定义式 代入数据解得 （2）根据磁通量定义式 代入数据解得 （3）由产生感应电流的条件可知，为使MN棒中不产生感应电流，则穿过MDEN的磁通量应该不变。由上问可知时刻， 时刻的磁通量 代入数据整理解得 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 2 / 2 $