高中物理单元测试——第六章电磁现象与电磁波（较易版02）

高中物理单元测试 —— 第六章 电磁现象与电磁波（较易版02）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）关于磁感线，下列说法中正确的是（　　） A．沿磁感线的方向，磁场逐渐减弱 B．磁铁周围磁感线的形状，与铁屑在它周围排列的形状相同，说明磁场呈线条形状，磁感线是磁场的客观反映 C．磁场中任意两条磁感线均不相交 D．磁感线类似电场线，它总是从磁体的N极出发，到S极终止 【答案】C 【详解】A．磁感线的疏密表示磁场的强弱，沿磁感线的方向，磁场不一定逐渐减弱，故A错误； B．磁感线是为了形象地描述磁场而假想出来的线，并非磁场的客观反映，故B错误； C．磁感线的切线方向表示磁场的方向，磁场中任意两条磁感线均不相交，故C正确； D．磁感线在磁体的外部是从磁体的N极出发回到S极；在磁体的内部，磁感线是从磁体的S极出发，回到N极，形成闭合曲线，故D错误。 故选C。 2．（本题4分）如图所示 ，将一根刨光的圆木柱固定在一个木制的圆盘底座C上，将两个内径略大于圆木柱直径、质量均为m的磁环A、B套在圆木柱上，且同名磁极相对，结果磁环A悬浮后静止。已知重力加速度为g。这时磁环B对底座C的压力FN的大小为（　　） A．FN=mg B．FN=2mg C．FN>2mg D．mg<FN<2mg 【答案】B 【详解】以A、B整体为研究对象，由平衡条件可知， C对B的支持力为2mg，再由牛顿第三定律知，B对C的压力大小也是2mg。 故选B。 3．（本题4分）如图所示，当闭合开关K后，螺线管通以恒定电流，不计其他磁场的影响，螺线管正上方A点处的小磁针，静止时S极所指的方向为（　　） A．向左 B．向右 C．垂直纸面向里 D．垂直纸面向外 【答案】A 【详解】根据螺线管中电流的方向和线圈的绕向，利用安培定则用右手握住导线，让四指指向电流方向，则大拇指指向左端，即螺旋管的左端为N极，右端为S极。磁体外磁场的方向从N极指向S极，所以螺线管正上方A点处的小磁针，静止时S极指向左。 故选A。 4．（本题4分）关于磁场和磁感应强度，下列说法正确的是（    ） A．磁场中某点的磁感应强度方向是该点处通电导线所受安培力的方向 B．一小段通电导线在磁场中不受安培力，则该处磁感应强度一定为零 C．磁感应强度是定义式，B的大小与F、I、L均无关 D．根据磁场中某处的B与F成正比，与IL成反比 【答案】C 【详解】A．根据左手定则，安培力的方向始终垂直于磁感应强度方向与电流方向所构成的平面，即安培力方向与磁感应强度方向垂直，二者不可能相同，故A错误； B．导线与磁场平行时，无论磁感应强度B多大，安培力F都为0。因此，导线不受安培力不能说明磁感应强度为零，故B错误； CD．是磁感应强度的比值定义式，并不是决定式，B与F、IL均无关，故C正确，D错误。 故选C。 5．（本题4分）现在市场上常用来激光打标的是355nm紫外纳秒固体激光器，该激光器单光子能量高，能直接打断某种材料的分子键，使之从材料表面脱离。据此判断，打断该材料分子键需要的能量约为（取普朗克常量，真空光速）（    ）    A． B． C． D． 【答案】B 【详解】打断该材料分子键需要的能量为该激光器单光子能量，则该激光的光子能量为 解得 故选B。 6．（本题4分）已知地球到月球的距离是，电磁波在真空中的速度是。若从地球向月球发射电磁波，经过多长时间能在地球上接收到反射回来的电磁波？（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】在地球上接收到反射回来的电磁波需要的时间 故选B。 7．（本题4分）如图所示，闭合单匝线圈水平放置，其面积为S，线圈与匀强磁场夹角为。现将线圈以边为轴顺时针转动。线圈在初位置磁通量为正值，末位置磁通量为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由题意可知，线圈转动前后磁场穿过线圈平面的方向相反，即为负值，所以末位置磁通量的大小为 故选C。 二、多选题 8．（本题6分）下列关于磁场的相关判断和描述正确的是（　　） A．甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示不符合物理事实 B．乙图中如果长为、通过电流为I的短直导线在该磁场中所受磁场力的大小为F，则可测出该处磁感应强度必为 C．丙图中导线通电后，其正下方小磁针的旋转方向符合物理事实 D．丁图中环形导线通电后，其轴心位置小磁针的旋转方向符合物理事实 【答案】AC 【详解】A．根据安培定则，同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，图甲所示两导线应相互排斥，故A正确； B．只有长为、通过电流为I的短直导线垂直放在匀强磁场中所受磁场力的大小为F，则可测出该处磁感应强度才为，故B错误； C．根据安培定则可知，如图直导线下方有垂直纸面向里的磁场，N极向纸面内转动，故C正确； D．根据安培定则可知，如图环形导线内部有垂直纸面向外的磁场，N极向纸面外转动，故D错误。 故选AC。 9．（本题6分）如图，空间中存在垂直于纸面的有界匀强磁场，圆形闭合金属线圈处于位置1、2、3、4时，均与磁场边界相切。线圈在下列运动过程中，能产生感应电流的是（　　） A．从位置1平移到位置2 B．从位置2平移到位置3 C．从位置3平移到位置4 D．在位置2以圆形线圈的任一直径为轴转动 【答案】ACD 【详解】圆形闭合金属线圈在运动过程中，根据 只有闭合回路的磁通量随时间变化才会产生感应电流。从位置1平移到位置2，有效面积S增加，则向里的磁通量增加，能产生感应电流。从位置2平移到位置3，B和S均不变，故无法产生感应电流。从位置3平移到位置4，有效面积S减小，则向里的磁通量减小，能产生感应电流。在位置2以圆形线圈的任一直径为轴转动时，有效面积S为圆形面积在垂直磁场方向的投影，故有效面积S会变化，从而引起磁通量改变，能产生感应电流。 故选ACD。 10．（本题6分）某同学在深圳罗湖区用手机内部的磁传感器测量地磁场磁感应强度B0的大小 ，测得如图手机坐标系中x、y、z三个方向上的磁感应强度分别为Bx= 0，By= 29μT，Bz = -41μT，若将手机边框看作闭合线圈，则（     ） A．测量时z轴保持竖直向上 B．B0 ≈ 50μT C．绕x轴旋转手机时边框中磁通量不变 D．绕z轴旋转手机时边框中磁通量不变 【答案】BD 【详解】A．磁传感器给出的，，只表示地磁场在手机坐标系三轴上的分量，不能据此唯一确定手机相对竖直方向的姿态，故A错误； B．地磁场磁感应强度大小为，故B正确； CD．手机边框所在平面的法线沿轴。绕轴旋转时，法线相对地磁场的方向发生改变，边框中的磁通量一般发生变化；绕轴旋转时，边框平面在空间中的方向不变，磁通量不变，故C错误，D正确。 故选BD。 三、实验题 11．（本题6分）某小组同学用如图所示装置。做“探究影响感应电流方向的因素”实验。    (1)关于该实验、下列说法不正确的是（　　） A．需保持磁铁运动的速率不变 B．需记录感应电流产生的磁场方向 C．需记录磁铁在线圈中的磁场方向 D．需确认电流计指针偏转方向与通过电流计的电流方向的关系 (2)某次实验中，小组同学观察到感应电流方向如图所示，则条形磁铁的运动方向为___________（选填“向上”或“向下”）。 (3)法拉第研究电磁感应时，他将M、N两个线圈绕在同一个铁环上。线圈M接到电源上，线圈N接入电流表，如图所示。闭合开关S瞬间。通过电流表的电流方向为___________。（选填“向上”或“向下”）。断开开关S瞬间。线圈N中___________（选填“是”或“否”）有感应电流产生。 【答案】(1)A (2)向下 (3) 向上 是 【详解】（1）A．本实验探究的是感应电流方向与磁通量变化方向的关系，不需要控制磁铁运动的速率不变，速率只影响感应电动势的大小，不影响感应电流的方向，故A错误； B．为了判断感应电流的磁场方向与原磁场方向的关系，需记录感应电流产生的磁场方向，故B正确； C．为了判断磁通量是增加还是减少，需记录磁铁在线圈中的磁场方向，故C正确； D．实验通过电流计指针偏转方向来判断电流方向，因此需确认电流计指针偏转方向与通过电流计的电流方向的关系，故D正确。 本题选择错误的，故选A。 （2）由图可知，线圈中感应电流的方向使得根据安培定则判断出的感应磁场方向向上。条形磁铁下端为N极，原磁场方向向下。感应磁场方向与原磁场方向相反，根据楞次定律“增反减同”，说明穿过线圈的磁通量在增大，即磁铁正在靠近线圈，所以条形磁铁的运动方向为向下。 （3）[1]闭合开关S瞬间，线圈M中电流从无到有，产生的磁场增强，根据安培定则可知穿过线圈N的磁通量向下增加。根据楞次定律，线圈N中产生感应电流磁场向上，由楞次定律可判断，通过电流表的电流方向为向上。 [2]断开开关S瞬间，线圈M中电流消失，穿过线圈N的磁通量减小，磁通量发生变化，根据感应电流产生的条件，线圈N中是有感应电流产生的。 12．（本题10分）如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。 (1)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将________偏转。（填“向左”“向右”或“不”） (2)连好电路后，并将A线圈插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是_______。 A．插入铁芯 B．拔出A线圈 C．变阻器的滑片向左滑动 D．断开电键S瞬间 (3)G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图（1）中所示，即电流从电流表G的左接线柱进时，指针从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图（2）中的条形磁铁的运动方向是向________（填“上”、“下”）；图（3）中电流表指针应________（填“向左”“向右”）偏转。 【答案】(1)向右 (2)BC (3) 下 向右 【详解】（1）闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明穿过线圈B的磁通量增大，灵敏电流计的指针向右偏。那么合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，穿过线圈B的磁通量也增大，则电流计指针也将向右偏转。 （2）连好电路后，并将A线圈插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，则可知应使穿过B线圈的磁通量减小，可采取的操作是拔出A线圈或断开电键S瞬间；而插入铁芯或变阻器的滑片向左滑动均使穿过B线圈的磁通量增大，指针向右偏。 故选BC。 （3）[1]电流从电流表G的左接线柱进时，指针从中央向左偏。图（2）中电流表G指针向左偏，则流进电流表G的电流方向自左向右。根据右手定则，可知感应电流产生的磁场竖直向下，图中条形磁铁的下端为S极，根据楞次定律可判断条形磁铁的运动方向是向下； [2]图（3）中，条形磁铁N极向下，磁铁向下运动，穿过线圈的磁通量向下增大，根据楞次定律，可判断知通过电流表的电流自右向左，则指针应向右偏转。 四、填空题 13．（本题6分）如图所示是利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图。当电流由接线柱流入时，电磁铁吸引弹性金属片上的小磁铁向下运动，据此可知，电磁铁的上端为________（填“N”或“S”）极，小磁铁的下端为________（填“N”或“S”）极。 【答案】 【详解】[1][2]根据安培定则，电磁铁上端为N极，根据“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”，小磁铁的下端为S极。 五、解答题 14．（本题14分）三根平行长直导线，分别垂直地通过一等腰直角三角形的三个顶点，如图所示。现在使每条通电导线在斜边中点O处所产生的磁感应强度大小均为B，则该处实际磁感应强度的大小如何？方向如何？ 【答案】，方向与斜边夹角满足 【详解】根据安培定则，和在点处产生的磁感应强度的方向相同，大小均为，合成大小为，在点产生的磁感应强度与它们垂直，如图所示 则点处实际磁感应强度的大小为 设与斜边夹角为，则有 15．（本题18分）如图所示，闭合导线框架的面积为，匀强磁场的磁感应强度为。 (1)求出（线框绕转）时，穿过闭合导线框架平面的磁通量。 (2)由图示位置绕转过时，穿过框架平面的磁通量为多少？ (3)这个过程中磁通量变化了多少？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）线框绕转，即时，穿过闭合导线框架平面的磁通量。 （2）由图示位置绕转过时，穿过框架平面的磁通量为 （3）初始时刻，穿过框架平面的磁通量为 由图示位置绕转过过程中，线框磁通量的变化量为 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 $ 高中物理单元测试 —— 第六章 电磁现象与电磁波（较易版02）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）关于磁感线，下列说法中正确的是（　　） A．沿磁感线的方向，磁场逐渐减弱 B．磁铁周围磁感线的形状，与铁屑在它周围排列的形状相同，说明磁场呈线条形状，磁感线是磁场的客观反映 C．磁场中任意两条磁感线均不相交 D．磁感线类似电场线，它总是从磁体的N极出发，到S极终止 2．（本题4分）如图所示 ，将一根刨光的圆木柱固定在一个木制的圆盘底座C上，将两个内径略大于圆木柱直径、质量均为m的磁环A、B套在圆木柱上，且同名磁极相对，结果磁环A悬浮后静止。已知重力加速度为g。这时磁环B对底座C的压力FN的大小为（　　） A．FN=mg B．FN=2mg C．FN>2mg D．mg<FN<2mg 3．（本题4分）如图所示，当闭合开关K后，螺线管通以恒定电流，不计其他磁场的影响，螺线管正上方A点处的小磁针，静止时S极所指的方向为（　　） A．向左 B．向右 C．垂直纸面向里 D．垂直纸面向外 4．（本题4分）关于磁场和磁感应强度，下列说法正确的是（    ） A．磁场中某点的磁感应强度方向是该点处通电导线所受安培力的方向 B．一小段通电导线在磁场中不受安培力，则该处磁感应强度一定为零 C．磁感应强度是定义式，B的大小与F、I、L均无关 D．根据磁场中某处的B与F成正比，与IL成反比 5．（本题4分）现在市场上常用来激光打标的是355nm紫外纳秒固体激光器，该激光器单光子能量高，能直接打断某种材料的分子键，使之从材料表面脱离。据此判断，打断该材料分子键需要的能量约为（取普朗克常量，真空光速）（    ）    A． B． C． D． 6．（本题4分）已知地球到月球的距离是，电磁波在真空中的速度是。若从地球向月球发射电磁波，经过多长时间能在地球上接收到反射回来的电磁波？（　　） A． B． C． D． 7．（本题4分）如图所示，闭合单匝线圈水平放置，其面积为S，线圈与匀强磁场夹角为。现将线圈以边为轴顺时针转动。线圈在初位置磁通量为正值，末位置磁通量为（　　） A． B． C． D． 二、多选题 8．（本题6分）下列关于磁场的相关判断和描述正确的是（　　） A．甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示不符合物理事实 B．乙图中如果长为、通过电流为I的短直导线在该磁场中所受磁场力的大小为F，则可测出该处磁感应强度必为 C．丙图中导线通电后，其正下方小磁针的旋转方向符合物理事实 D．丁图中环形导线通电后，其轴心位置小磁针的旋转方向符合物理事实 9．（本题6分）如图，空间中存在垂直于纸面的有界匀强磁场，圆形闭合金属线圈处于位置1、2、3、4时，均与磁场边界相切。线圈在下列运动过程中，能产生感应电流的是（　　） A．从位置1平移到位置2 B．从位置2平移到位置3 C．从位置3平移到位置4 D．在位置2以圆形线圈的任一直径为轴转动 10．（本题6分）某同学在深圳罗湖区用手机内部的磁传感器测量地磁场磁感应强度B0的大小 ，测得如图手机坐标系中x、y、z三个方向上的磁感应强度分别为Bx= 0，By= 29μT，Bz = -41μT，若将手机边框看作闭合线圈，则（     ） A．测量时z轴保持竖直向上 B．B0 ≈ 50μT C．绕x轴旋转手机时边框中磁通量不变 D．绕z轴旋转手机时边框中磁通量不变 三、实验题 11．（本题6分）某小组同学用如图所示装置。做“探究影响感应电流方向的因素”实验。    (1)关于该实验、下列说法不正确的是（　　） A．需保持磁铁运动的速率不变 B．需记录感应电流产生的磁场方向 C．需记录磁铁在线圈中的磁场方向 D．需确认电流计指针偏转方向与通过电流计的电流方向的关系 (2)某次实验中，小组同学观察到感应电流方向如图所示，则条形磁铁的运动方向为___________（选填“向上”或“向下”）。 (3)法拉第研究电磁感应时，他将M、N两个线圈绕在同一个铁环上。线圈M接到电源上，线圈N接入电流表，如图所示。闭合开关S瞬间。通过电流表的电流方向为___________。（选填“向上”或“向下”）。断开开关S瞬间。线圈N中___________（选填“是”或“否”）有感应电流产生。 12．（本题10分）如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。 (1)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将________偏转。（填“向左”“向右”或“不”） (2)连好电路后，并将A线圈插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是_______。 A．插入铁芯 B．拔出A线圈 C．变阻器的滑片向左滑动 D．断开电键S瞬间 (3)G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图（1）中所示，即电流从电流表G的左接线柱进时，指针从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图（2）中的条形磁铁的运动方向是向________（填“上”、“下”）；图（3）中电流表指针应________（填“向左”“向右”）偏转。 四、填空题 13．（本题6分）如图所示是利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图。当电流由接线柱流入时，电磁铁吸引弹性金属片上的小磁铁向下运动，据此可知，电磁铁的上端为________（填“N”或“S”）极，小磁铁的下端为________（填“N”或“S”）极。 五、解答题 14．（本题14分）三根平行长直导线，分别垂直地通过一等腰直角三角形的三个顶点，如图所示。现在使每条通电导线在斜边中点O处所产生的磁感应强度大小均为B，则该处实际磁感应强度的大小如何？方向如何？ 15．（本题18分）如图所示，闭合导线框架的面积为，匀强磁场的磁感应强度为。 (1)求出（线框绕转）时，穿过闭合导线框架平面的磁通量。 (2)由图示位置绕转过时，穿过框架平面的磁通量为多少？ (3)这个过程中磁通量变化了多少？ 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 $