章末综合检测(五) 电磁感应与电磁波初步(Word练习)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理必修第三册(人教版)
2026-10-14
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摘要:
**基本信息**
本卷为高中物理“电磁感应与电磁波初步”单元复习检测,满分100分,通过单选、多选、非选择三题型,结合FAST天眼、智能手机传感器等科技情境,考查电磁感应、磁场、电磁波等核心知识,注重物理观念建构与科学思维培养。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选|7题/28分|电磁波传播、电流磁效应、磁感线分布、磁通量计算|第4题以FAST天眼为情境,考查磁通量变化,体现科技前沿关联|
|多选|3题/18分|磁场力公式、磁通量变化量、感应电流条件|第9题结合线圈旋转,深化磁通量动态分析,培养科学推理|
|非选择|5题/54分|电磁感应实验、磁通量计算、激光脉冲能量|第11题探究电磁感应现象,第15题计算激光脉冲长度与能量,强化科学探究与实际应用|
内容正文:
章末综合检测(五) 电磁感应与电磁波初步
(满分:100分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(2026•辽宁大连期末)下列说法正确的是( )
A.电磁波只能在真空中传播
B.电磁波可以传递信息,但不能传递能量
C.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波
D.遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同
2.(2026•江苏南京期末)奥斯特利用如图所示实验装置研究电流的磁效应,一个可以自由转动的小磁针放在金属导线正下方,导线两端与一电池相连,接通电源瞬间,小磁针发生了明显偏转。下列说法正确的是( )
A.接通电源前,小磁针N极指向地理南极
B.接通电源瞬间,小磁针上方导线的电流方向从右向左
C.接通电源瞬间,小磁针N极垂直纸面向外转
D.接通电源瞬间,小磁针N极垂直纸面向里转
3.(2026•四川成都期末)关于磁铁和电流的磁感线分布,下列四幅图中正确的是( )
4.(2026•山东菏泽期中)如图所示,我国的球面射电望远镜(FAST)是世界上最大的单口径射电望远镜,被称为“超级天眼”,并通过随地球自转指向太空不同方向。“天眼眼眶”的直径为D,其边缘圆周处于同一水平面内,其所在处地磁场的磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为θ,则( )
A.穿过“眼眶”的磁通量大小为BπD2
B.磁感应强度B的方向为穿出“眼眶”斜向上
C.在地球自转90°的过程中,穿过“眼眶”磁通量的变化量为0
D.在地球自转180°的过程中,穿过“眼眶”磁通量的变化量为BπD2
5.(2026•辽宁沈阳期末)某智能手机中有多种传感器,其中包括磁传感器,安装合适的软件后,利用手机中的磁传感器可以测量磁感应强度。地磁场的磁感线分布如图甲所示。小明为了测量当地的地磁场,在手机上建立直角坐标系,手机显示屏所在平面为xOy平面,如图乙所示。某次测量时,手机水平放置,z轴正方向竖直向上,测出以下数据Bx=0、By=22 μT、Bz=-45 μT。根据测量结果可以推断( )
A.测量地点位于南半球
B.x轴正方向指向西方
C.y轴正方向指向北方
D.当地地磁场的磁感应强度大小约为30 μT
6.下列各图的线圈或回路中能产生感应电流的是( )
7.如图所示,边长为L的正方形的四个顶点固定四根垂直纸面方向的长直导线,电流的方向如图,已知通电直导线在周围空间某点产生的磁感应强度大小为B=k,k为一常量,I为通电直导线中的电流,r为空间某点到直导线的距离。已知a、c中的电流大小均为2I0,b、d中电流大小均为I0,此时正方形中心O点的磁感应强度大小为B0。下列说法正确的是( )
A.导线a在O点产生的磁感应强度大小为
B.导线b在O点产生的磁感应强度大小为B0
C.仅移走a处的通电直导线,O点的磁感应强度大小为B0
D.仅移走b处的通电直导线,O点的磁感应强度大小为B0
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分,在每小题给出的四个选项中多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8.(2026•四川成都期末)长度为L、通有电流I的直导线按甲、乙、丙、丁四种方式放入四个不同的匀强磁场中,所受的磁场力大小均为F。关于各磁场的磁感应强度大小B,下列说法正确的是( )
A.图甲中磁场的磁感应强度大小B1=
B.图乙中磁场的磁感应强度大小B2=
C.图丙中磁场的磁感应强度大小B3=
D.图丁中磁场的磁感应强度大小B4=
9.(2026•河南周口阶段练习)将面积为4.0×10-4 m2的矩形线圈放入水平方向的匀强磁场中,线圈与磁场之间的夹角为30°,ad、bc边与磁场垂直,如图所示,该匀强磁场的磁感应强度大小为0.2 T。现将线圈以ad边为轴按图中所示方向旋转60°,则( )
A.初始状态穿过线圈的磁通量为4×10-5 Wb
B.旋转60°的过程中,穿过线圈的磁通量变化量为零
C.旋转60°的过程中,穿过线圈的磁通量变化量为8×10-5 Wb
D.旋转过程中,穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中有感应电流产生
10.(2026•广东深圳期末)如图所示为法拉第研究“磁生电”现象的实验装置原理图。两个线圈分别绕在一个铁环上,线圈A接直流电源,线圈B接灵敏电流计,下列情况中线圈B可以产生感应电流的是( )
A.开关S接通或断开瞬间
B.开关S接通一段时间之后
C.开关S接通后,改变滑动变阻器滑片的位置时
D.开关S断开后,改变滑动变阻器滑片的位置时
三、非选择题(本题共5小题,共54分)
11.(6分)(2026•湖北武汉期中)某实验小组准备了如图甲、乙所示的实验装备组成实验电路,研究电磁感应现象。
(1)接好电路,合上开关的瞬间,电流计指针发生偏转的是 (填正确答案前的标号)。
A.图甲 B.图乙 C.图甲和图乙 D.都未发生偏转
(2)实验探究过程中,下列说法正确的是(多选,填正确答案前的标号)( )
A.图甲,导体ab在磁场中分别垂直于磁感线与沿着磁感线运动时,电流计指针均会偏转
B.图乙,闭合开关,拔出线圈A中的铁棒一瞬间时,电流计的指针发生偏转
C.图乙,当开关闭合,线圈A电流稳定后,电流计的指针发生偏转
D.图乙,开关闭合时,移动滑动变阻器的滑片,电流计的指针偏转,线圈B中出现感应电流
(3)图乙接通开关进行实验时,滑动变阻器滑片P应该滑置在 (选填“C”或“D”)端。
12.(8分)(2026•山西运城期中)逆向思维是一种重要的思想方法,在这种思想方法的引领下,许多重要的科学定律被发现。“电生磁,磁生电”这种逆向互生的关系,体现了物理学中的一种对称美。请思考:
(1)1831年,物理学家法拉第用如图所示的实验,成功发现了磁生电现象,当开关始终处于闭合状态时,a线圈中 (选填“有”或“无”)感应电流产生,当开关闭合或断开瞬间,a线圈中 (选填“有”或“无”)感应电流产生。
(2)如图是某兴趣小组研究磁生电现象所准备的器材。
请你协助该小组完成如下工作,用实线代替导线将带有铁芯的线圈A、电源、滑动变阻器和开关连接成原线圈回路;将小量程电流表和线圈B连接成副线圈回路,并列举出在实验中改变副线圈回路磁通量,使副线圈回路产生感应电流的三种方式:
① ;
② ;
③ 。
13.(10分)如图所示,框架面积为S,框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直,求:
(1)穿过平面的磁通量为多少?
(2)若使框架绕OO′转过60°角,则穿过线框平面的磁通量为多少?穿过线框平面的磁通量变化量为多少?
14.(14分)如图所示,将一根长为L=0.5 m的直导线垂直于磁感线方向放入水平匀强磁场中,当导线通以2 A的电流时,导线受到的磁场力为1.0×10-4 N。
(1)求匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(2)若该导线中通以3 A的电流,试求此时导线所受磁场力的大小。
15.(16分)一种红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道闪光,每道闪光称为一个光脉冲,若这种激光器光脉冲的持续时间为1.0×10-11 s,波长为694.3 nm,发射功率为1.0×1010 W。
(1)每列光脉冲的长度是多少?
(2)用红宝石激光照射皮肤色斑,每1 cm2吸收能量达到60 J以后,色斑便逐渐消失,一颗色斑的面积是50 mm2,则它需要吸收多少个红宝石激光脉冲才能逐渐消失?
答案
章末综合检测(五) 电磁感应与电磁波初步
1.C 电磁波在真空中以光速传播,在其他介质中传播速度小于光速,故A错误;电磁波可以传递信息,也可以传递能量,故B错误;手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波,故C正确;根据电磁波谱可知红外线波长大于医院“CT”中的X射线波长,故D错误。
2.D 根据地磁场分布,接通电源前,小磁针N极指向地理北极,故A错误;导线左端与电池正极相连,接通电源瞬间,小磁针上方导线的电流方向从左向右,故B错误;根据安培定则,接通电源瞬间,小磁针N极垂直纸面向里转,故C错误,D正确。
3.C 磁铁外部的磁感线从磁铁的N极发出,S极进入,故A、D错误;直线电流的磁场方向根据安培定则判断,大拇指指向电流方向,弯曲的四指指向磁感线方向,即从上向下看应为顺时针方向,故B错误;环形电流产生的磁场方向根据安培定则判断,弯曲的四指指向电流方向,大拇指指向环形电流轴线处磁感线方向,故C正确。
4.C 地磁场的磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为θ,则穿过“眼眶”的磁通量大小为Φ1=Bsin θ•π2=BπD2sin θ,故A错误;“超级天眼”处于北半球,根据地磁场的分布特征可知,磁感应强度B的方向为穿出“眼眶”斜向下,故B错误;根据地磁场的分布特征的对称性规律可知,地球自转过程中,“天眼眼眶”所在处地磁场的磁感应强度大小始终为B,方向始终与水平面夹角为θ,即穿过“眼眶”的磁通量大小始终为BπD2sin θ,则在地球自转过程中,任意时间内穿过“眼眶”磁通量的变化量始终为0,故C正确,D错误。
5.C 地球磁场的南极大致在地理北极附近,磁场的北极大致在地理南极附近,由表中z轴数据可看出z轴的磁场方向竖直向下,则测量地点应位于北半球,故A错误;由上述可知测量地在北半球,而北半球地磁场指向北方斜向下,由于Bx=0、By>0可知,y轴正方向指向北方,x轴正方向指向东方,故B错误,C正确;磁感应强度为矢量,由题目数据可得此处的磁感应强度大致为B=≈50 μT,故D错误。
6.B 根据感应电流产生的条件,A选项中线框磁通量Φ=BS,始终不变,不能产生感应电流,故A错误;B选项中条形磁铁在向线框靠近的过程中,使线框中的磁通量发生变化,产生感应电流,故B正确;C、D选项中虽然线圈中的磁场发生了变化,但是线圈中的磁通量不发生变化,不能产生感应电流,故C、D错误。
7.C 根据安培定则作图如图所示,
根据矢量的合成可知Bd+Bb=B0,而根据B=k可知Bd=Bb=B0,Ba=Bc=B0,故A、B错误;仅移走a处的通电直导线,O点的磁感应强度大小为BO==B0,故C正确;仅移走b处的通电直导线,O点的磁感应强度大小为BO′=Bd=B0,故D错误。
8.AC 磁感应强度定义式B=的适用条件是通电直导线垂直于磁场方向,若不垂直时,L为通电直导线垂直于磁场方向的有效投影长度,图甲中通电直导线垂直于磁场方向的有效投影长度为Lcos θ,所以磁感应强度大小为B1=,故A正确;图乙、丙、丁中通电直导线均与磁场垂直,所以磁感应强度大小均为B=,故C正确,B、D错误。
9.CD 设原磁通量为正值,则Φ1=BSsin 30°=4×10-5 Wb,故A错误;旋转60°后磁通量Φ2=-BSsin 30°=-4×10-5 Wb,由此可知磁通量的变化量ΔΦ==8×10-5 Wb,故B错误,C正确;旋转过程中,穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中有感应电流产生,故D正确。
10.AC 开关S接通或断开瞬间,A线圈中电流发生变化,电流产生的磁场发生变化,穿过线圈B的磁通量发生变化,线圈B中有感应电流产生,故A正确;开关S接通一段时间之后,A线圈中电流不变,电流产生的磁场不变,穿过线圈B的磁通量不变,线圈B中无感应电流产生,故B错误;开关S接通后,改变滑动变阻器滑片的位置时,A线圈中电流发生变化,电流产生的磁场发生变化,穿过线圈B的磁通量发生变化,线圈B中有感应电流产生,故C正确;开关S断开后,改变滑动变阻器滑片的位置时,A线圈中电流一直为0,铁环中磁通量一直为0,穿过线圈B的磁通量为0不变,线圈B中无感应电流产生,故D错误。
11.(1)B (2)BD (3)C
解析:(1)合上开关的瞬间,图甲中的导体棒没有做切割磁感线的运动,没有感应电流,电流计的指针不会发生偏转,故A错误;合上开关的瞬间,图乙线圈A中的磁通量发生改变,进而引起线圈B中的磁通量发生改变,从而产生感应电流,电流计的指针会发生偏转,故B正确,C、D错误。
(2)图甲,导体ab在磁场中垂直于磁感线运动时,电流计指针会偏转,而沿着磁感线运动时,电流计指针不会偏转,故A错误;图乙,闭合开关,拔出线圈A中铁棒的瞬间,线圈A中的磁通量发生改变,线圈B中的磁通量随之发生改变,产生感应电流,电流计的指针发生偏转,故B正确;图乙,当开关闭合,线圈A电流稳定后,线圈中的磁通量没有发生改变,不能产生感应电流,电流计的指针不发生偏转,故C错误;图乙,开关闭合,移动滑动变阻器的滑片时,线圈A中的电流大小发生改变,磁感应强度发生改变,通过线圈的磁通量发生改变,线圈B中的磁通量随之改变,线圈B从而产生感应电流,电流计的指针发生偏转,故D正确。
(3)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应位于最大阻值处,即图示中的C端。
12.(1)无 有
(2)图见解析 ①见解析 ②见解析 ③见解析
解析:(1)当开关始终处于闭合状态时,因穿过a线圈的磁通量不变,所以无感应电流产生。闭合开关瞬间,穿过a线圈的磁通量突然增大,所以有感应电流产生。断开开关瞬间,穿过a线圈的磁通量突然减小,所以有感应电流产生。
(2)实物连接如图所示。
①将原线圈A插入副线圈B中,闭合(或断开)开关瞬间;
②闭合开关后,将原线圈A插入副线圈B时或从副线圈B中抽出时;
③闭合开关,将原线圈A插入副线圈B后,移动滑动变阻器的滑片。
13.(1)BS (2)BS BS
解析:(1)根据磁通量的定义知,穿过平面的磁通量为Φ1=BS。
(2)转过60°后穿过线框平面的磁通量为
Φ2=BS⊥=BS•cos 60°=BS
磁通量变化量为ΔΦ=|Φ2-Φ1|=BS
即穿过线框平面的磁通量的变化量为BS。
14.(1)1.0×10-4 T (2)1.5×10-4 N
解析:(1)直导线垂直于磁感线方向放入水平匀强磁场中,由B=
代入数据解得B=1.0×10-4 T。
(2)由F=BIL可知在磁感应强度和导线长度一定时,磁场力与电流成正比,即=
代入数据解得F2=1.5×10-4 N。
15.(1)3.0×10-3 m (2)300个
解析:(1)光脉冲持续时间即为发射一个光脉冲所需要的时间,所以一个光脉冲的长度为ΔL=cΔt=3.0×108×1.0×10-11 m=3.0×10-3 m。
(2)一个光脉冲所具有的能量为ΔE=PΔt=1.0×1010×1.0×10-11 J=0.1 J
消除面积为50 mm2的色斑需要的光脉冲数是n===300个。
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