高中物理单元测试——第十三章电磁感应与电磁波初步（较难版02）

**基本信息** 高中物理第十三章电磁感应与电磁波初步较难版单元卷，覆盖磁场、电磁感应等核心知识，通过选择、实验、解答等多样化题型梯度考查物理观念、科学思维与科学探究，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| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|磁场分布、磁感应强度、黑体辐射等|结合条形磁铁磁场、电磁泵等情境，考查物理观念| |多选题|3/18|感应电流条件、磁场叠加|通过实验现象分析，体现科学思维| |实验题|2/15|感应电流条件探究、螺线管磁场方向|注重科学探究，如电路连接与操作分析| |解答题|2/33|磁通量及变化量计算|综合B-t图像与线圈转动，考查模型建构与推理|

高中物理单元测试 —— 第十三章 电磁感应与电磁波初步（较难版02）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）如图为条形磁铁周围的磁场分布，a、b、c、d四个点中磁场最强的点是（    ） A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 2．（本题4分）日常生活中，磁的应用给我们带来方便，下列图片实例中，没有应用磁场的是（　　） A．图甲中进出小区的电子门禁卡 B．图乙中辨识方向的家用指南针 C．图丙中笔记本电脑的指纹加密 D．图丁中围棋赛评析时竖直摆放的棋盘 3．（本题4分）关于磁感应强度，下列认识正确的是（　　） A．由公式B=可知，磁感应强度B与F成正比，与Il成反比 B．磁感应强度只能用来表示磁场的强弱 C．若一小段通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为0 D．磁感应强度的方向即小磁针静止时N的指向 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）对宇宙微波背景辐射的黑体谱形状的研究被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。关于黑体辐射，下列说法正确的是（　　） A．温度低于0℃的物体不会辐射电磁波 B．黑体不会辐射电磁波 C．爱因斯坦提出的能量子假说，能够很好地解释黑体辐射规律 D．黑体辐射的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍 6．（本题4分）根据麦克斯韦电磁理论，如下说法正确的是（　　） A．变化的电场一定产生变化的磁场 B．均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场 C．稳定的电流不产生磁场 D．振荡的电场一定产生同频率的振荡磁场 7．（本题4分）如图是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图。当电磁铁通入电流时，可吸引或排斥上部的小磁体，从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用，达到充气的目的。当电流从电磁铁的接线柱A流入时，发现吸引小磁体向下运动，下列说法正确的是（　　） A．电磁铁上端为N极 B．小磁体下端为N极 C．铁芯应选用不易磁化和退磁的硬磁性材料 D．电磁铁应通入恒定电流才能实现连续充气 二、多选题 8．（本题6分）如图所示，一个可自由转动的小磁针放在铜丝导线正下方，接通电源瞬间，小磁针发生了明显偏转。为了继续研究导线直径、导线材料、电池电动势以及小磁针位置等因素对小磁针偏转情况的影响。下列实验符合事实的是（　　） A．减小铜丝直径，小磁针仍能偏转 B．小磁针的偏转情况与其放置位置有关 C．减小电源电动势，小磁针一定不能偏转 D．用铝丝导线替换铜丝导线，小磁针仍能偏转 9．（本题6分）如图甲所示，将带小灯泡的闭合矩形线圈从两块磁铁中间的正上方通过磁场（线圈不发生翻转，磁铁产生的磁场可视为匀强磁场）。如图乙所示为右视图，闭合线圈依次经过a、b、c三个位置，通过该实验观察现象并得出结论，下列说法正确的是（　　） A．线圈经过位置a、c时小灯泡中有电流通过，线圈经过位置b时小灯泡中没有电流通过 B．可得出的结论是：闭合线圈切割磁感线的同时磁通量也必须发生改变才可以产生感应电流 C．可得出的结论是：产生感应电流与闭合回路是否切割磁感线没有关系 D．线圈在位置c时小灯泡的亮度比位置a亮一些，说明线圈在位置a减速，在位置c加速 10．（本题6分）如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1T的匀强磁场中，以导线为中心，半径为R的圆周上有a、b、c、d四个点，已知c点的实际磁感应强度为0，则（　　） A．直导线中电流方向垂直纸面向里 B．b点和d点的磁感应强度大小相等、方向相反 C．a点的磁感应强度为2T，方向向右 D．b点的磁感应强度为，方向斜向右下方 三、作图题 11．（本题6分）请画出对应的磁感线（标上方向）或电流方向。 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）如图甲所示，金属框架处于与框架重回的匀强磁场中，，导体棒与框架接触良好构成回路，且。导体格从零时刻由位置以的速度匀速向右运动，磁场的磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示直线。求： （1）和时刻，磁场的磁感应强度大小； （2）时刻，回路的磁通量； （3）从到的过程中，回路中磁通量的变化量。 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（较难版02）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）如图为条形磁铁周围的磁场分布，a、b、c、d四个点中磁场最强的点是（    ） A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 【答案】D 【详解】由图可见d点的磁场线最密，所以d点中磁场最强。 故选D。 2．（本题4分）日常生活中，磁的应用给我们带来方便，下列图片实例中，没有应用磁场的是（　　） A．图甲中进出小区的电子门禁卡 B．图乙中辨识方向的家用指南针 C．图丙中笔记本电脑的指纹加密 D．图丁中围棋赛评析时竖直摆放的棋盘 【答案】C 【详解】A．门禁卡里有磁条，利用电磁感应原理读取卡里的信息，进行消费，所以超市里刷卡消费用到了磁场，故A错误； B．指南针功能用到了地磁场，故B错误； C．笔记本电脑的指纹加密没有应用磁场，故C正确； D．围棋赛评析时竖直的棋盘对棋子有吸引力，故棋子不下滑，用到了磁场，故D错误。 故选C。 3．（本题4分）关于磁感应强度，下列认识正确的是（　　） A．由公式B=可知，磁感应强度B与F成正比，与Il成反比 B．磁感应强度只能用来表示磁场的强弱 C．若一小段通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为0 D．磁感应强度的方向即小磁针静止时N的指向 【答案】D 【详解】A．公式B=是磁感应强度的定义式，磁感应强度B由磁场本身决定，与F和Il无关，故A错误； B．磁感应强度是矢量，既描述磁场强弱也描述方向，故B错误； C．当电流方向与磁场方向平行时，F=0但B不一定为零，故C错误； D．磁感应强度方向定义为小磁针静止时N极指向，故D正确。 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）对宇宙微波背景辐射的黑体谱形状的研究被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。关于黑体辐射，下列说法正确的是（　　） A．温度低于0℃的物体不会辐射电磁波 B．黑体不会辐射电磁波 C．爱因斯坦提出的能量子假说，能够很好地解释黑体辐射规律 D．黑体辐射的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍 【答案】D 【详解】A．一切物体都会辐射电磁波，绝对零度的物体才可能没有辐射，温度越高，辐射的电磁波越强，故选项A错误； B．黑体是一种理想化模型，黑体能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射,并且不会有任何的反射与透射,但是黑体会向外辐射电磁波，故选项B错误； C．普朗克借助于能量子假说，完美的解释了黑体辐射规律，故选项C错误； D．普朗克假设黑体辐射中的辐射能量是不连续的，只能取能量基本单位的整数倍，从而很好地解释了黑体辐射的实验现象，故选项D正确。 故选D。 6．（本题4分）根据麦克斯韦电磁理论，如下说法正确的是（　　） A．变化的电场一定产生变化的磁场 B．均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场 C．稳定的电流不产生磁场 D．振荡的电场一定产生同频率的振荡磁场 【答案】D 【详解】AB．变化的电场一定产生磁场，但均匀变化的电场只能产生恒定的磁场，AB错误； C．稳定的电流可以产生稳定的磁场，C错误； D．周期性变化的电场一定产生同频率的交变磁场，这样才能产生电磁波，D正确。 故选D。 7．（本题4分）如图是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图。当电磁铁通入电流时，可吸引或排斥上部的小磁体，从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用，达到充气的目的。当电流从电磁铁的接线柱A流入时，发现吸引小磁体向下运动，下列说法正确的是（　　） A．电磁铁上端为N极 B．小磁体下端为N极 C．铁芯应选用不易磁化和退磁的硬磁性材料 D．电磁铁应通入恒定电流才能实现连续充气 【答案】B 【详解】A．当电流从电磁铁的接线柱A流入时，根据右手螺旋定则可知电磁铁的上端为S极，下端为N极，故A错误； B．在A选项的基础上，小磁体向下运动，根据磁体同极相斥，异极相吸的特性可知，小磁体的下端为N极，故B正确； C．根据电磁铁的工作要求，当没有电流时，要让铁芯失去磁性，当通电时，要有磁性，因此铁芯应选易磁化和退磁的软磁性材料，故C错误； D．当A、B间通以恒定电流时，电磁铁的磁场始终保持一个方向，小磁体只能被吸附或被排斥，如果接入的是交流电，电磁铁的磁场方向在不断变化，从而使小磁体不断地与电磁铁之间有吸引和排斥的作用，使得弹性金属片上下振动，故电磁铁应通入交流电，故D错误。 故选B。 二、多选题 8．（本题6分）如图所示，一个可自由转动的小磁针放在铜丝导线正下方，接通电源瞬间，小磁针发生了明显偏转。为了继续研究导线直径、导线材料、电池电动势以及小磁针位置等因素对小磁针偏转情况的影响。下列实验符合事实的是（　　） A．减小铜丝直径，小磁针仍能偏转 B．小磁针的偏转情况与其放置位置有关 C．减小电源电动势，小磁针一定不能偏转 D．用铝丝导线替换铜丝导线，小磁针仍能偏转 【答案】ABD 【详解】A．减小导线直径，仍存在电流，其产生的磁场仍能使小磁针偏转，故A正确； B．通电导线产生的磁场与地磁场叠加后，其空间磁场方向与位置有关，当小磁针在不同位置时其偏转情况不同，故B正确； C．减小电源电动势，只要导线中有电流，小磁场还是会发生偏转，故C错误； D．用铝丝导线替换铜丝导线，仍存在电流，产生的磁场仍能使小磁针偏转，故D正确。 故选ABD。 9．（本题6分）如图甲所示，将带小灯泡的闭合矩形线圈从两块磁铁中间的正上方通过磁场（线圈不发生翻转，磁铁产生的磁场可视为匀强磁场）。如图乙所示为右视图，闭合线圈依次经过a、b、c三个位置，通过该实验观察现象并得出结论，下列说法正确的是（　　） A．线圈经过位置a、c时小灯泡中有电流通过，线圈经过位置b时小灯泡中没有电流通过 B．可得出的结论是：闭合线圈切割磁感线的同时磁通量也必须发生改变才可以产生感应电流 C．可得出的结论是：产生感应电流与闭合回路是否切割磁感线没有关系 D．线圈在位置c时小灯泡的亮度比位置a亮一些，说明线圈在位置a减速，在位置c加速 【答案】AB 【详解】A．闭合线圈自高处落下，经过a、c位置时，线圈中的磁通量改变，经过b位置时线圈中的磁通量没有改变，故A正确； BC．分析线圈在位置a、b、c的现象时，只能得出闭合线圈在切割磁感线的同时磁通量发生改变才可以产生感应电流的结论，无法得出不切割磁感线也能产生感应电流的结论，故B正确，C错误； D．线圈在位置c时小灯泡的亮度比位置a亮，只能说明在位置c切割磁感线的速度比位置a大一些，而无法判断线圈的运动情况，故D错误。 故选AB。 10．（本题6分）如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1T的匀强磁场中，以导线为中心，半径为R的圆周上有a、b、c、d四个点，已知c点的实际磁感应强度为0，则（　　） A．直导线中电流方向垂直纸面向里 B．b点和d点的磁感应强度大小相等、方向相反 C．a点的磁感应强度为2T，方向向右 D．b点的磁感应强度为，方向斜向右下方 【答案】CD 【详解】A．根据题意可知c点的磁感应强度为0，则直导线在c点的磁感应强度水平向左，根据安培定则可知直导线的电流方向垂直纸面向外，故A错误； B．b点磁感应强度方向斜向右下，d点磁感应强度方向斜向右上，故B错误； C．直导线在a点的磁感应强度方向水平向右，与匀强磁场的磁感应强度方向相同，可知a点的磁感应强度为2T，方向向右，故C正确； D．直导线在b点的磁感应强度方向竖直向下，与匀强磁场的合磁感应强度为，方向斜向右下方，故D正确。 故选CD。 三、作图题 11．（本题6分）请画出对应的磁感线（标上方向）或电流方向。 【答案】见解析 【详解】根据右手螺旋定则得 （1）电流方向如下 （2）电流方向如下 （3）电流方向如下 （4）电流方向如下 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）如图甲所示，金属框架处于与框架重回的匀强磁场中，，导体棒与框架接触良好构成回路，且。导体格从零时刻由位置以的速度匀速向右运动，磁场的磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示直线。求： （1）和时刻，磁场的磁感应强度大小； （2）时刻，回路的磁通量； （3）从到的过程中，回路中磁通量的变化量。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）由图2可知，在时刻，磁场的磁感应强度为 设磁场的磁感应强度随的变化关系为 由图2可知，时 代入数据解得 即有 故在时刻，磁场的磁感应强度为 （2）在时刻，导体棒运动的位移为 闭合回路围成的面积为 回路的磁通量为 （3）在时刻，导体棒运动的位移为 闭合回路围成的面积为 回路的磁通量为 故从到的过程中，闭合回路磁通量的变化量为 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 $