第十三章 电磁感应与电磁波初步 单元测评 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 高中物理第十三章“电磁感应与电磁波初步”单元卷，以科技前沿（5G、登月探测）和生活应用（红外测温枪）为情境，覆盖磁场、电磁波、电磁感应等核心知识点，通过基础判断与综合计算，落实物理观念与科学思维，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| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10题/40分|磁场概念（磁感线）、电磁波性质（5G频率）、电磁感应条件|结合登月探测设计线圈测磁场实验题，考查科学探究；以5G通信为情境对比电磁波能量子，落实物理观念| |计算题|5题/60分|磁通量计算（含夹角）、磁感应强度定义、光子能量（激光）、多导线磁场叠加|卫星电视信号延迟计算关联实际通信，体现社会责任；正方形线圈磁通量变化题综合B-t关系与有效面积，考查科学推理|

第十三章 电磁感应与电磁波初步 单元测评 时间：75分钟　　 满分：100分 一、选择题:(共10题) 1．关于磁场，下列说法中正确的是( ) A．指南针的使用，说明地球有磁场 B．磁感线总是从磁体的N极出发回到S极 C．磁感线是用来描述磁场相关性的曲线，它与磁场一样真实存在 D．磁感应强度越大，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量也越大 2．现代生活中人类与电磁波结下了不解之缘，你认为下列陈述中符合事实的是( ) A．麦克斯韦首先预言，并用实验证实了电磁波的存在 B．在真空中电磁波的传播速度小于真空中的光速 C．空间有变化的电场(或磁场)存在，不一定能形成电磁波 D．把手机放在抽成真空的玻璃盒中，手机接收不到电磁波的信号，拨打该手机号码，手机不会响铃(或振动) 3．我国预计在2030年左右将实施载人登月。假如宇航员登月后想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是( ) A．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，则可判断月球表面有磁场 B．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，则判断月球表面无磁场 C．直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场有无 D．以上都不正确 4.利用红外线测温枪对进出人员进行体温检测，红外测温枪与传统的热传导测温仪器相比，具有响应时间短、测温效率高、操作方便、防交叉感染(不用接触被测物体)的特点。下列说法中正确的是( ) A．红外测温枪利用了一切物体都在不停地辐射红外线，而且辐射红外线强度与温度有关，温度越高辐射红外线强度就越大 B．高温物体辐射红外线，低温物体不辐射红外线 C．红外线也属于电磁波，其波长比红光短 D．爱因斯坦最早提出“热辐射是一份一份的、不连续的”观点 5. 我国高铁技术、北斗卫星导航系统、5G通信技术，目前处于世界领先水平。高铁将拥有基于北斗卫星导航系统、5G通信技术的空天地一体化的“超级大脑”。与4G相比，5G具有“更高网速、低延时、低功率海量连接、通信使用的电磁波频率更高”等特点。与4G相比，5G使用的电磁波( ) A．波长更长 B．能量子的能量更小 C．能量子的能量更大 D．传播速度更快 6．在螺线管内部放置小磁针a，在螺线管的周围放置了b、c、d三个小磁针，螺线管与电源E、开关S、电阻R构成闭合电路，当开关S闭合，且各个小磁针均处于静止状态后，各个小磁针的指向如图所示，其中错误的是( ) A．小磁针a B．小磁针b C．小磁针c D．小磁针d 7．关于甲、乙、丙、丁四幅图，下列说法中正确的是( ) A．图甲中，当AB、CD均向右运动且速度相等时，回路ABDC中有感应电流 B．图乙中，当ab静止而磁场的磁感应强度增大时，穿过回路abPM的磁通量减小 C．图丙中，S保持闭合而增大R时，穿过B的磁通量增加 D．图丁中，保持A、B位置不动而使I增大时，穿过B的磁通量增加 8. (多选)如图所示，A为通电线圈，电流方向如图所示，B、C为与A在同一平面内的两同心圆，ΦB、ΦC分别为穿过两圆面的磁通量的大小，下述判断中正确的是( ) A．穿过两圆面的磁通量方向是垂直纸面向外 B．穿过两圆面的磁通量方向是垂直纸面向里 C．ΦB>ΦC D．ΦB<ΦC 9．(多选)关于波长为0.6 μm的红光，下列说法中正确的是( ) A．其在真空中的传播速度为3.00×108 m/s B．其频率是5×1014 Hz C．传播10 m的距离需要的时间约为1.0×10－5 s D．在10 m的距离中大约有1.7×107个波长 10.(多选) 在方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里。如图所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中( ) A．b、d两点的磁感应强度大小相等 B．a、b两点的磁感应强度大小相等 C．c点的磁感应强度的值最大 D．a点的磁感应强度的值最大 二.计算题：(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) 11．卫星电视传播是指电视台把无线电信号传送到高空的通信卫星上，卫星再把信号传送至地面上的其他地区。因此，我们看到卫星电视信号显示的整点时间要比本地有线电视的要晚一些。 (1)解释产生这种延迟的原因。 (2)若通信卫星高度约为36 000 km，无线电信号传播速度为3×108 m/s，估算这一时间差。 12．在某匀强磁场中，长L＝8 cm的通电直导线垂直该磁场方向放置，当通过导线的电流I1＝0.1 A时，它受到的磁场力大小F＝2×10－3 N。 (1)求该处的磁感应强度大小B1； (2)若通电直导线的长度不变，通过导线的电流增大为I2＝0.5 A，垂直放在该磁场的另一处，求此时该处的磁感应强度大小B2。 13．氦氖激光器发射波长为632.8 nm的单色光，这种光的一个光子的能量为多少？若该激光器的发光功率为18 mW，则每秒发射多少个光子？ 14. 边长为10 cm的正方形线圈，固定在匀强磁场中，磁场方向与线圈平面的夹角为θ＝30°，如图所示，磁感应强度随时间的变化规律为B＝2＋3t(T)，求在第1 s内穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ。 15. 如图所示，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3垂直纸面放置，三根导线及坐标原点恰好位于边长为a的正方形的四个点上，L1与L2中的电流均为2I，方向均垂直于纸面向外，L3中的电流为I，方向垂直纸面向里。已知电流为I的长直导线产生的磁场中，距导线r处的磁感应强度B＝k(式中k为常量)。求原点O处的磁感应强度B的大小和方向。 参考答案: 1.答案: A解析　指南针是由磁性材料做成的，指南针指南说明它受到磁场的作用，说明地球周围有磁场，故A正确；在磁体外部磁感线总是从磁体的N极出发回到S极，在磁体内部是从磁体的S极出发回到N极，故B错误；磁感线是人为假想出来，用来描述磁场相关性的曲线，它不是真实存在的，故C错误；在计算磁通量的公式Φ＝BS中S指的是磁场穿过线圈的有效面积，不一定等于线圈面积，故D错误。 2.答案:C解析　麦克斯韦首先预言电磁波，而赫兹用实验证实了电磁波的存在，A错误；在真空中电磁波的传播速度等于真空中的光速，B错误；只有周期性变化的电场才能形成电磁波，均匀变化的电场只能产生恒定的磁场，不能产生电磁波，C正确；电磁波在真空中也能传播，把手机放在抽成真空的玻璃盒中，手机能接收到电磁波的信号，D错误。 3.答案:A解析　将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，线圈中磁通量发生变化，说明月球表面有磁场，故A正确。将电流表与线圈组成回路，使线圈沿某一方向运动，若线圈运动方向与磁场方向平行时，线圈中不产生感应电流，所以电流表无示数，不能判断月球表面无磁场，故B错误。直接将电流表放于月球表面，电流表电路是断开的，不能产生感应电流，无法判断有无磁场，故C错误。由以上分析可知，D错误。 4.答案:A解析　一切物体都在不停地辐射红外线，而且辐射红外线强度与温度有关，温度越高辐射红外线强度就越大。红外线测温枪就是利用这一特点工作的，A正确，B错误；红外线属于电磁波，波长比红光长，C错误；普朗克在研究黑体辐射时，最早提出“热辐射是一份一份的、不连续的”观点，D错误。 5.答案:C解析　由题知与4G相比，5G具有“通信使用的电磁波频率更高”的特点，已知电磁波的波长与频率的关系为λ＝，由此可知频率越高波长越短，则与4G相比，5G使用的电磁波波长更短，A错误；已知能量子的能量ε＝hν，则与4G相比，5G使用的电磁波能量子的能量更大，B错误，C正确；电磁波的传播速度与光速相等，在自由空间中，为c＝3×108 m/s，D错误。 6.答案:B解析　小磁针静止时N极所指的方向与磁场方向一致，所以根据右手螺旋定则可知，螺线管右端为N极，则小磁针b指示方向是错误的，故选B。 7.答案:D解析　题图甲中，当AB、CD均向右运动且速度相等时，回路ABDC中磁通量不变，则不会有感应电流，选项A错误；题图乙中，当ab静止而磁场的磁感应强度增大时，穿过回路abPM的磁通量增大，选项B错误；题图丙中，S保持闭合而增大R时，线圈A中电流减小，则穿过B的磁通量减小，选项C错误；题图丁中，保持A、B位置不动而使I增大时，穿过B的磁通量增加，选项D正确。 8.答案:AC解析　由安培定则判断，凡是垂直纸面向外的磁感线都集中在通电线圈内，因磁感线是闭合曲线，则必有相应条数的磁感线垂直纸面向里，这些磁感线分布在通电线圈外，所以B、C圆面都有垂直纸面向里和向外的磁感线穿过，垂直纸面向外的磁感线条数相同，垂直纸面向里的磁感线条数不同，B圆面的较少，C圆面的较多，但都比垂直向外的少，所以穿过B、C的磁通量方向应垂直纸面向外，且ΦB>ΦC，故选项A、C正确。 9.答案:ABD解析　各种电磁波在真空中的传播速度等于光速，故A正确；由题意知λ＝0.6 μm＝0.6×10－6 m，根据公式c＝λf得f＝＝ Hz＝5×1014 Hz，故B正确；传播10 m的时间t＝≈3.3×10－8 s，故C错误；在10 m的距离中的波长个数n＝≈1.7×107个，故D正确。 10.答案:AD解析　用右手螺旋定则判断通电直导线在a、b、c、d四个点上所产生的磁场方向，如图所示。 a点有向上的匀强磁场，还有电流产生的向上的磁场，电流产生的磁场和匀强磁场方向相同，叠加后磁感应强度变大；b点有向上的匀强磁场，还有电流产生的水平向左的磁场，叠加后磁感应强度的方向斜向左上；c点电流产生的磁感应强度和匀强磁场磁感应强度方向相反，叠加后磁感应强度变小；d点有向上的匀强磁场，还有电流产生的水平向右的磁场，叠加后磁感应强度的方向斜向右上；b点与d点叠加后的磁场大小相等，但是方向不同；a、b两点叠加后的磁感应强度大小不相等；a点叠加后的磁感应强度的值最大，c点叠加后的磁感应强度的值最小，故选AD。 11.答案　(1)卫星电视信号传播距离长，所用时间长，所以晚一些　(2)0.24 s 解析　(1)电视台发出的无线电信号由电视台传到卫星，然后再由卫星传到其他地区，需要一定的时间，所以卫星电视信号显示的整点时间要比本地有线电视的晚一些。 (2)无线电信号的路程s＝2h， 则画面延迟的时间t＝＝＝＝0.24 s。 12.答案　(1)0.25 T　(2)0.25 T 解析　(1)由磁感应强度的定义有B1＝，解得B1＝0.25 T。(2)磁感应强度由磁场本身决定，与通电直导线的长度以及导线中通过的电流无关， 有B2＝B1＝0.25 T。 13.答案　3.14×10－19 J　5.73×1016个 解析　光子能量ε＝hν＝h＝ J≈3.14×10－19 J； 每秒发射光子数n＝＝＝5.73×1016 (个)。 14.答案　1.5×10－2 Wb 解析　t＝0时，B0＝2 T，t＝1 s时，B1＝(2＋3×1)T＝5 T， 由Φ＝BS⊥ 得ΔΦ＝ΔBSsin30°＝(B1－B0)L2sin30°＝(5－2)×0.12×0.5 Wb＝1.5×10－2 Wb。 15.答案　　方向沿x轴负方向 解析　根据安培定则，画出三根导线分别在O点的磁场方向，如图所示，设L1在O点产生的磁感应强度大小为B1，则有B1＝k＝，方向沿x轴负方向；设L2在O点产生的磁感应强度大小为B2，则有B2＝k＝，方向与x轴负方向成45°角；设L3在O点产生的磁感应强度大小为B3，则有B3＝k，方向沿y轴正方向；先将B2正交分解，则沿x轴负方向的分量的大小 B2x＝＝；沿y轴负方向的分量的大小B2y＝＝；故x轴方向的合磁感应强度大小Bx＝B1＋B2x＝，方向沿x轴负方向；y轴方向的合磁感应强度大小By＝－B2y＋B3＝0；故最终的合磁感应强度大小B＝Bx＝，方向沿x轴负方向。 学科网（北京）股份有限公司 $