第13章 电磁感应与电磁波初步（单元测试）（Word版）-【未来密码】2026-2027学年高中物理必修第三册关键能力提升同步学案（人教版）

**基本信息** 本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11道单选（44分）和5道非选择（56分），覆盖核心知识点，融合社会热点与实验探究，适配单元复习需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|11/44|热辐射、电磁波特性、磁感应强度、磁通量|结合高考无线电安全（社会热点）、交通灯控制（实际应用）| |非选择题|5/56|感应电流条件、磁场方向、电磁波计算、磁通量变化|探究实验（科学探究）、综合磁通量计算（科学思维）|

第十三章 电磁感应与电磁波初步 班级_____ 姓名_____ 学号_____ 成绩_____ 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 一、单选题 (共 11 题，每题 4 分，共 44 分) 1. 下列有关热辐射的说法, 正确的是 ( ) A. 有些物体不会向外辐射电磁波 B. 物体在室温时, 热辐射的主要成分是波长较短的电磁波 C. 物体的温度升高时, 热辐射中波长较长的成分越来越强 D. 黑体不反射电磁波，但可以向外辐射电磁波 【答案】D 【解析】一切物体都在向外辐射电磁波, 故 A 错误; 物体在室温时,热辐射的主要成分是波长较长的电磁波,故 B 错误;物体的温度升高时,热辐射中波长较短的成分越来越强, 故 C 错误; 黑体不反射电磁波, 但可以向外辐射电磁波, 故 D 正确. 2. 为防范和打击利用无线电技术手段进行考试作弊的行为, 确保高考公平顺利进行, 各市无线电管理处周密部署, 多措并举, 全力以赴确保高考期间无线电安全. 关于电磁波的特性，下列说法正确的是( ) A. X 射线有显著的化学作用，医院可用来杀菌消毒，也可用于进行人体透视 B. 红外线波长短, 分辨率高, 侦察上可用红外线拍摄指纹照片 C. 雷达发出或接收的电磁波受天气影响, 在浓雾天能见度低的黑夜不能使用 D. 空间站上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力 【答案】D 【解析】X 射线没有显著的化学作用, 不能用来杀菌消毒, 但 X 射线有较强的穿透能力, 用来进行人体透视, 故 A 错误; 侦察上用紫外线拍摄指纹照片，因为紫外线波长短，分辨率高，故 B 错误；电磁波的使用不受天气影响，故雷达在能见度低的黑夜一样使用，故 C 错误；红外线的热作用很强，有较好的穿透云雾烟尘的能力，可以制成热谱仪、红外线夜视仪等等, 所以在空间站上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力，故 D 正确. 3. 如图所示是通有恒定电流的环形线圈和螺线管的磁感线分布图. 若通电螺线管是密绕的, 下列说法正确的是 ( ) 第 3 题 A. 电流越大，内部的磁场越接近匀强磁场 B. 螺线管越长, 内部的磁场越接近匀强磁场 C. 螺线管直径越大, 内部的磁场越接近匀强磁场 D. 磁感线画得越密, 内部的磁场越接近匀强磁场 【答案】B 【解析】密绕的通电螺线管可以看作是多个电流方向相同的环形线圈组成, 这样内部磁场的方向相同, 强弱可看作近似相同，因此，螺线管越长，内部磁场越接近匀强磁场，故 B 正确. 4. 下列关于磁感应强度和电场强度的概念的说法正确的是( ) A. 电场强度是描述电场强弱的物理量, 反映了电场的性质; 磁感应强度是描述磁场强弱的物理量, 反映了磁场的性质 B. 电场中各处的电场强度与引入的试探电荷有关, 磁场中各处的磁感应强度与引入的电流元有关 C. 电场中各处的电场强度与引入的试探电荷无关, 磁场中各处的磁感应强度与引入的电流元有关 D. 电荷在电场中受到的静电力方向就是该处电场的方向, 电流元在磁场中受到的磁场力的方向就是该处磁场的方向 【答案】A 【解析】电场强度和磁感应强度分别是描述电场和磁场的物理量，反映了电场和磁场的性质， 正确；电场强度和磁感应强度分别由电场和磁场本身决定, 错误; 正电荷所受静电力方向才是该处电场的方向，电流元受到的磁场力方向不是该处磁场的方向, D 错误. 5. 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 【解析】由于电流的方向竖直向上, 根据安培定则可知, 磁场方向应该右边垂直纸面向里, 左边垂直纸面向外, 故 A 错误;直线电流的方向竖直向上, 根据安培定则可知, 直线电流形成的磁场方向 (从上向下看) 为逆时针方向, 故 B 错误; 根据安培定则可知，螺线管内部的磁场方向向右，故 C 错误； 从上往下看，线框的电流方向为逆时针方向，根据安培定则可知，磁场的方向向上，故 正确. 6. 将面积为 的单匝线圈,放在磁感应强度大小 的匀强磁场中,穿过线圈的磁通量可能是 ( ) A. B. C. D. 【答案】 【解析】当线圈平面与磁场垂直时,磁通量最大,为 ,所以穿过线圈的磁通量 . 故选 D. 7. 如图所示为三根平行直导线的截面图,导线中的电流均相同,方向均垂直纸面向里. 已知 三点共线, 与 垂直, ,若在空间施加一匀强磁场,使得 点的磁感应强度为零. 则匀强磁场的方向为 ( ) 第 7 题 A. 沿 方向 B. 沿 方向 C. 沿 方向 D. 沿 方向 【答案】A 【解析】根据安培定则,可知 处两导线在 点产生的合磁感应强度为零, 处导线在 点产生的磁感应强度沿 方向，在空间施加一匀强磁场，使得 点的磁感应强度为零,则匀强磁场的方向应沿 方向,故选 A. 8. 如图所示,通有恒定电流的直导线 与闭合金属框 共面,第一次将金属框由 II 平移到 I,第二次将金属框绕 边翻转到 I,设先后两次通过金属框的磁通量变化量分别为 和 ,则( ) 第 8 题 A. B. C. D. 不能判断 【答案】 【解析】设金属框在位置 时磁通量大小为 ,位置 时磁通量大小为 . 第一次将金属框由 II 平移到 I,穿过金属框的磁感线方向没有改变,磁通量变化量 ,第二次将金属框绕 边翻转到 ,穿过金属框的磁感线的方向发生改变，磁通量变化量 ，故 ，故 C 正确, A、B、D 错误. 9. 下列情况中, 线圈能产生感应电流的是 ( ) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】线圈与磁场平行, 穿过线圈的磁通量为 0 , 没变化，不会产生感应电流，A 错误；线圈没有闭合，不会产生感应电流, B 错误; 线圈与磁场平行, 穿过线圈的磁通量为 0 , 没变化，不会产生感应电流，C 错误；导体棒切割磁感线运动，线圈形成闭合回路，有感应电流产生，D 正确. 10. 如图所示, 当车辆驶入或驶出圆形区域时, 车辆会改变区域内通电线圈中的磁场, 通过传感器电路将磁场的变化转换为交通灯的控制信号, 车辆驶入图中圆形区域时, 车辆引起磁场变化的原因最类似于 ( ) 第 10 题 A. 减小通电线圈的面积 B. 加大通电线圈的压力 C. 将铁芯放入通电线圈 D. 增加通电线圈的匝数 【答案】C 【解析】车辆驶入图中圆形区域时，车辆上大部分是金属， 车辆通过通电线圈中的磁场时, 在车辆上产生电磁感应现象, 即产生感应电流, 感应电流的磁场引起通电线圈中的磁场变化, 此过程最类似于铁芯放入通电线圈, 铁芯的磁通量变化, 在铁芯上会产生感应电流, 从而改变通电线圈中的磁场. 正确, 错误. 11. 如图所示,等腰三角形 中, . 在 点和 点分别垂直纸面放置一条通电长直导线,在 处产生的磁场的方向由 指向 . 已知通电长直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度大小 ,其中 为常量, 为导线中的电流, 为该点到导线的距离. 下列说法正确的是 ( ) 第 11 题 A. 点处导线中的电流方向垂直纸面向外 B. 点处导线中的电流方向垂直纸面向里 C. 两点处导线中的电流之比为 D. 两点处导线单独在 点产生的磁感应强度大小之比为 【答案】D 【解析】由题意可知, 点的合磁场方向沿 方向，可知 点处导线电流方向向里, 电流方向向外; 在 点的磁场方向如答图所示, 点处导线在 点的磁感应强度 与 点处导线在 点的磁感应强度 的关系为 ,所以 ,设 ,则 ,故 ,解得 : 1 , 故选 D. 第 11 题答图 二、非选择题(共 5 题，共 56 分. 其中第 13 题～第 16 题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤, 只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位) 12. (10 分) 如图是探究感应电流产生条件的实验. 第 12 题 (1)实验中，开关 闭合或断开瞬间，电流表中_____电流通过； 保持开关 闭合,滑动变阻器的滑动触头不动,电流表中_____电流通过;保持开关 闭合,将铁芯从 中拨出时,电流表中有电流. (均选填“有”或“无”) (2) 由以上三个实验, 可以得出闭合回路有感应电流产生的条件_____. 【答案】(1)有(3 分)无(3 分)(2)穿过闭合回路的磁通量发生变化(4 分) 【解析】(1)开关闭合或断开，通过线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，电流表中有电流通过；保持开关 闭合,滑动变阻器的滑动触头不动,线圈中的磁通量不发生变化, 没有感应电流产生, 电流表中没有电流通过. (2) 由以上三个实验, 可以得出闭合回路有感应电流产生的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化. 13. (12分)如图所示， 、 是直线电流的磁场截面图， 、 是环形电流的磁场截面图， 、 是螺线管电流的磁场截面图. 试在各图中补画出电流方向或磁感线方向. 【答案】见解析 【解析】根据安培定则, 可以确定 a 中电流方向垂直纸面向里，b中电流方向从下向上，c中电流方向是逆时针方向, 中磁感线方向向下, 中磁感线方向向左, 中磁感线方向向右. 如答图所示 (每图 2 分). 第 13 题答图 14. (8 分) 一盏电灯发光功率为 ,假设它发出的光向四周均匀辐射,光的平均波长 ,在距电灯 远处,以电灯为球心的球面上, 的面积每秒通过的能量子数约为多少个? 【答案】 个 【解析】光是电磁波,辐射能量也是一份一份进行的, 灯泡每秒产生光能 ,设灯泡每秒发出的能量子数为 ,则能量 (3 分),在以电灯为球心的球面上, 的面积每秒通过的能量子数 个 个 (5 分). 15. (10 分) 某雷达工作时,发射电磁波的波长 ,每秒发射的脉冲数 ,每个脉冲持续时间 ,求电磁波的振荡频率为多少? 最大侦察距离是多少? 【答案】 【解析】由 可得,电磁波的振荡频率 ,电磁波在雷达发射相邻两个脉冲的时间间隔内, 雷达必须接收到反射回来的电磁脉冲, 否则会与后面的电磁脉冲重叠而影响测量, 设最大侦察距离为 ,则 (3 分),而 ,所以 (3 分). 16. (16 分) 如图所示,有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为 , 磁场有明显的圆形边界,圆心为 ,半径为 . 现于纸面内先后放上圆线圈 ,圆心均处于 处,线圈 的半径为 ,匝数为 10 匝; 线圈 的半径为 ,匝数为 1 匝;线圈 的半径为 ,匝数为 1 匝. (1)求线圈 、 、 中的磁通量； (2)在 减为 的过程中，线圈 和线圈 中的磁通量变化了多少? (3)在磁场转过 角的过程中，线圈 中的磁通量变化了多少? 转过 角呢? (提醒: 当磁场区域小于线圈所围面积时,应该用有效面积来计算磁通量) 第 16 题 【答案】(1) 、 、 _____(2)都减少了 (3)转过 时,减少了 ; 当转过 时,减少了 【解析】(1) 线圈 中的磁通量分别为 、 (3 分,各 1 分). (2) A、B 线圈中的磁通量始终一样, 故它们的变化量也一样, (3 分),即 线圈中的磁通量都减少了 (2 分). 对线圈 ,当磁场转过 时, ,故 (4 分); 当转过 时,磁感线从另一侧穿过线圈,若取 为正,则 为负,有 ,故 (4 分). 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十三章 电磁感应与电磁波初步 班级_____ 姓名_____ 学号_____ 成绩_____ 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 一、单选题 (共 11 题，每题 4 分，共 44 分) 1. 下列有关热辐射的说法, 正确的是 ( ) A. 有些物体不会向外辐射电磁波 B. 物体在室温时, 热辐射的主要成分是波长较短的电磁波 C. 物体的温度升高时, 热辐射中波长较长的成分越来越强 D. 黑体不反射电磁波，但可以向外辐射电磁波 2. 为防范和打击利用无线电技术手段进行考试作弊的行为, 确保高考公平顺利进行, 各市无线电管理处周密部署, 多措并举, 全力以赴确保高考期间无线电安全. 关于电磁波的特性，下列说法正确的是( ) A. X 射线有显著的化学作用，医院可用来杀菌消毒，也可用于进行人体透视 B. 红外线波长短, 分辨率高, 侦察上可用红外线拍摄指纹照片 C. 雷达发出或接收的电磁波受天气影响, 在浓雾天能见度低的黑夜不能使用 D. 空间站上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力 3. 如图所示是通有恒定电流的环形线圈和螺线管的磁感线分布图. 若通电螺线管是密绕的, 下列说法正确的是 ( ) 第 3 题 A. 电流越大，内部的磁场越接近匀强磁场 B. 螺线管越长, 内部的磁场越接近匀强磁场 C. 螺线管直径越大, 内部的磁场越接近匀强磁场 D. 磁感线画得越密, 内部的磁场越接近匀强磁场 4. 下列关于磁感应强度和电场强度的概念的说法正确的是( ) A. 电场强度是描述电场强弱的物理量, 反映了电场的性质; 磁感应强度是描述磁场强弱的物理量, 反映了磁场的性质 B. 电场中各处的电场强度与引入的试探电荷有关, 磁场中各处的磁感应强度与引入的电流元有关 C. 电场中各处的电场强度与引入的试探电荷无关, 磁场中各处的磁感应强度与引入的电流元有关 D. 电荷在电场中受到的静电力方向就是该处电场的方向, 电流元在磁场中受到的磁场力的方向就是该处磁场的方向 5. 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. 6. 将面积为 的单匝线圈,放在磁感应强度大小 的匀强磁场中,穿过线圈的磁通量可能是 ( ) A. B. C. D. 7. 如图所示为三根平行直导线的截面图,导线中的电流均相同,方向均垂直纸面向里. 已知 三点共线, 与 垂直, ,若在空间施加一匀强磁场,使得 点的磁感应强度为零. 则匀强磁场的方向为 ( ) 第 7 题 A. 沿 方向 B. 沿 方向 C. 沿 方向 D. 沿 方向 8. 如图所示,通有恒定电流的直导线 与闭合金属框 共面,第一次将金属框由 II 平移到 I,第二次将金属框绕 边翻转到 I,设先后两次通过金属框的磁通量变化量分别为 和 ,则( ) 第 8 题 A. B. C. D. 不能判断 9. 下列情况中, 线圈能产生感应电流的是 ( ) A. B. C. D. 10. 如图所示, 当车辆驶入或驶出圆形区域时, 车辆会改变区域内通电线圈中的磁场, 通过传感器电路将磁场的变化转换为交通灯的控制信号, 车辆驶入图中圆形区域时, 车辆引起磁场变化的原因最类似于 ( ) 第 10 题 A. 减小通电线圈的面积 B. 加大通电线圈的压力 C. 将铁芯放入通电线圈 D. 增加通电线圈的匝数 11. 如图所示,等腰三角形 中, . 在 点和 点分别垂直纸面放置一条通电长直导线,在 处产生的磁场的方向由 指向 . 已知通电长直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度大小 ,其中 为常量, 为导线中的电流, 为该点到导线的距离. 下列说法正确的是 ( ) 第 11 题 A. 点处导线中的电流方向垂直纸面向外 B. 点处导线中的电流方向垂直纸面向里 C. 两点处导线中的电流之比为 D. 两点处导线单独在 点产生的磁感应强度大小之比为 二、非选择题(共 5 题，共 56 分. 其中第 13 题～第 16 题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤, 只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位) 12. (10 分) 如图是探究感应电流产生条件的实验. 第 12 题 (1)实验中，开关 闭合或断开瞬间，电流表中_____电流通过； 保持开关 闭合,滑动变阻器的滑动触头不动,电流表中_____电流通过;保持开关 闭合,将铁芯从 中拨出时,电流表中有电流. (均选填“有”或“无”) (2) 由以上三个实验, 可以得出闭合回路有感应电流产生的条件_____. 13. (12分)如图所示， 、 是直线电流的磁场截面图， 、 是环形电流的磁场截面图， 、 是螺线管电流的磁场截面图. 试在各图中补画出电流方向或磁感线方向. 14. (8 分) 一盏电灯发光功率为 ,假设它发出的光向四周均匀辐射,光的平均波长 ,在距电灯 远处,以电灯为球心的球面上, 的面积每秒通过的能量子数约为多少个? 15. (10 分) 某雷达工作时,发射电磁波的波长 ,每秒发射的脉冲数 ,每个脉冲持续时间 ,求电磁波的振荡频率为多少? 最大侦察距离是多少? 16. (16 分) 如图所示,有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为 , 磁场有明显的圆形边界,圆心为 ,半径为 . 现于纸面内先后放上圆线圈 ,圆心均处于 处,线圈 的半径为 ,匝数为 10 匝; 线圈 的半径为 ,匝数为 1 匝;线圈 的半径为 ,匝数为 1 匝. (1)求线圈 、 、 中的磁通量； (2)在 减为 的过程中，线圈 和线圈 中的磁通量变化了多少? (3)在磁场转过 角的过程中，线圈 中的磁通量变化了多少? 转过 角呢? (提醒: 当磁场区域小于线圈所围面积时,应该用有效面积来计算磁通量) 第 16 题 学科网（北京）股份有限公司 $