第十三章 电磁感应与电磁波初步 章节复习（单元分层自测-素养提升练）人教版物理必修第三册

第十三章 电磁感应与电磁波初步 章节复习 （分层作业-素养提升练）（答案版） 选择题部分 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C A B D A D A B A C 题号 11 12 13 答案 ABC BC BC 非选择题部分 三、非选择题(本题共5小题，共58分) 14-Ⅰ．（8分）【答案】(1) 正 指针偏转方向(2) 顺时针 向下插入(3)阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 14-Ⅱ．（6分）【答案】(1)负极(2) 欧姆 短暂 向右(3) 向右 向右 四、计算题（本大题共4小题，共44分，解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分） 15．（8分）【答案】36℃， 【详解】人体表面的温度 人体辐射的能量子的值为。 16．（11分）【答案】(1)0.1T(2)0.1T，(3)0.1T，0.01N 【详解】（1）根据磁感应强度的定义式可得 （2）匀强磁场的磁感应强度由磁场本身决定，不因导线长度的改变而改变，因此该处的磁感应强度大小仍为0.1T，导线长度减小到1cm，根据磁感应强度的定义式可得导线受到的磁场力大小 （3）匀强磁场的磁感应强度不因电流的改变而改变，因此该处的磁感应强度大小仍为0.1T，电流增大为5A，根据磁感应强度的定义式可得导线受到的磁场力大小 17．（12分）【答案】(1)1.26×10－2 Wb(2)2.18×10－2 Wb 【详解】（1）开始时，b中的磁通量 其中 最终b中的磁通量 则 （2）磁场转过30°，a线圈面积在垂直磁场方向的投影为 则 18．（13分）【答案】(1)由M流向N，2T(2)(3) 【详解】（1）以金属棒为对象进行受力分析，可知金属棒受到的安培力水平向右，根据左手定则可知，金属棒中的电流由M流向N。 金属棒的受力如图所示， 根据受力平衡可得 联立可得B＝2T （2）通过正方形OMNO＇的磁通量为 解得 （3）当B的方向调整到沿MO方向时，安培力与MO垂直，此时安培力最小，磁感应强度也最小，有 最小的磁感应强度 2 / 2 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 章节复习 （分层作业-素养提升练）（解析版） 姓名： 准考证号： 本试题卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试时间90分钟。 考生注意： 1．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。 2．答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。 3．非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。 4．可能用到的相关参数：重力加速度g取10m/s2。 ( 高中物理答疑解题助手 AI 智能体： https://www.coze.cn/store/agent/7615615129367052342?bot_id=true ) 选择题部分 一、选择题Ⅰ(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分) 1．关于黑体辐射与经典物理危机，下列说法正确的是（     ） A．黑体是黑色不透明物体，仅辐射不吸收电磁波 B．经典电磁理论推导得出：黑体短波区辐射能量趋近于零，与实验矛盾 C．黑体辐射的光谱分布由温度唯一决定，与材料、表面状态无关 D．温度升高，黑体辐射峰值波长变长，总辐射功率减小 【答案】C 【详解】A．黑体能完全吸收入射的各种波长电磁波，且黑体自身有温度时会向外辐射电磁波，高温黑体的辐射光甚至可以是亮白色，外观不是黑色，故A错误； B．基于经典电磁理论的瑞利-金斯公式推导得出，黑体短波（紫外）区辐射能量会趋向无穷大，和实验结果矛盾，该问题被称为“紫外灾难”，并非趋近于零，故B错误； C．黑体是理想模型，其辐射的光谱分布仅由自身温度决定，和构成材料、表面状态没有关联，这是黑体辐射的核心特性，故C正确； D．根据维恩位移定律，温度升高时黑体辐射的峰值波长会变短；同时总辐射功率会增大，故D错误。 故选C。 2．图甲是磁电式电表的内部构造，其截面如图乙，软铁内的磁场近乎均匀分布，线圈（软铁不动）从图示位置顺时针旋转过程中，线圈中的磁通量（　　） A．一直增大 B．保持不变 C．先增大后减小 D．先减小后不变 【答案】A 【详解】图示位置线圈平面与磁场方向平行，穿过线圈的磁通量为0，线圈从图示位置顺时针旋转过程中，穿过线圈的磁通量逐渐增大，故选A。 3．如图所示，带负电的橡胶圆盘绕中心轴高速旋转，忽略地磁场对小磁针的影响，当放置在圆盘附近的小磁针偏转稳定后，下列关于说法正确的是（　　） A．S极指向圆盘 B．N极指向圆盘 C．仅改变圆盘的转动方向，N极指向不变 D．仅改变圆盘所带电荷的电性，N极指向不变 【答案】B 【详解】AB．圆盘绕中心轴转动，电荷定向移动形成电流，根据安培定则可知，圆盘产生的磁场方向向左，所以小磁针的N极指向圆盘，故A错误，B正确； C．仅改变圆盘的转动方向，形成的电流的方向与初始相反，小磁针N极的偏转方向也与之前相反，故C错误； D．仅改变圆盘所带电荷的电性，形成的电流的方向与初始相反，小磁针N极的偏转方向也与之前相反，故D错误。 故选B。 4．如图所示，O为正方形abcd的几何中心，e、f分别为ab、cd的中点。通电长直导线（图中未画出）经过O点且与abcd所在平面垂直，空间存在平行于ab边向右、磁感应强度大小为B的匀强磁场。已知e点的磁感应强度为0。下列说法正确的是（　　） A．a、b两点磁感应强度相同 B．a、d两点磁感应强度相同 C．f点磁感应强度大小为0 D．f点磁感应强度大小为2B 【答案】D 【详解】A B．因e点的磁感应强度为0，说明直线电流在e点产生的磁场的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度等大、反向，据右手螺旋定则得直线电流的方向是垂直纸面出来的，直线电流在a、b两点产生的磁场的磁感应强度大小相等，方向不同，故a、b两点的合磁感应强度不相同；同理直线电流在a、d两点产生的磁场的磁感应强度大小相等，方向不同，故a、d两点的合磁感应强度不相同，故AB错误； CD．直线电流在f点产生的磁场与匀强磁场等大、同向，故f点磁感应强度大小为2B，故C错误，D正确。 故选D。 5．物理学是一门以实验为基础的学科，对于下列教材中所列的实验或生活现象，说法正确的是（     ） A．甲图中的装置若处在真空中，则两导线间有相互作用力 B．乙图中，通电导线处在小磁针正上方，小磁针稳定时，N极向里 C．丙图中，闭合开关的瞬间，线圈M中会产生感应电流 D．丁图中的电磁波，可由恒定的电场和恒定的磁场互相激发交替产生 【答案】A 【详解】 A．甲图中，两根通电方向相反的长直导线产生的磁场方向相反，因此两导线相互排斥，相互排斥的作用是通过磁场实现的，在真空中仍然相互排斥，故A正确； B．由安培定则可知，导线下方磁场方向垂直纸面向外，则小磁针稳定时，N极向外，故B错误； C．闭合开关瞬间P线圈电流变化，但穿过M的磁通量不变，因此线圈M中不会产生感应电流，故C错误； D．丁图中的电磁波，可由周期变化的电场和周期性变化的磁场互相激发交替产生，故D错误。 故选A。 6．在下列几种运动情景中，不能产生感应电流的是（     ） A．图甲所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动 B．图乙所示，线圈从磁场中的M位置移动至N位置的过程 C．图丙所示，条形磁铁沿水平方向穿过固定在桌面的闭合金属圆环 D．图丁所示，金属框在同一平面内沿平行于通电直导线方向运动 【答案】D 【详解】A．图甲中，线框绕垂直于磁感线的轴转动，穿过线框的磁通量发生周期性变化，产生感应电流，故A不符合题意； B．图乙中，磁场是非匀强磁场，线圈从移至过程中，穿过线圈的磁感线条数发生变化，即磁通量变化，产生感应电流，故B不符合题意； C．图丙中，条形磁铁穿过闭合金属圆环，穿过圆环的磁通量发生变化，产生感应电流，故C不符合题意； D．图丁中，通电直导线产生的磁场在同一距离处磁感应强度大小相等，金属框沿平行于导线方向运动时，与导线的距离不变，穿过金属框的磁通量保持不变，不产生感应电流，故D符合题意。 故选D。 7．自然界中的物体都会不断向外辐射电磁波，这种辐射因为和温度有关而被称为热辐射。为了研究辐射规律，人们建立一种被称为“黑体”的理想模型（对来自外界的电磁波只吸收不反射，但自身会发射电磁波）。理论研究表明，单位时间内从黑体单位表面积辐射的电磁波总能量与其表面热力学温度的四次方成正比，即P=σT4，式中σ为已知常量。假设把太阳和火星都看成黑体，火星吸收的能量等于向外辐射的能量，忽略其他天体及宇宙空间的其他辐射。已知太阳表面的热力学温度为T1，火星表面的热力学温度为T2，太阳的半径为R，据此估算太阳（中心）和火星的间距为（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由题意可知太阳单位时间内辐射的总能量 设火星的半径为R2，太阳和火星的间距为r，则火星吸收的太阳能量可认为是半径为R2的圆面上的能量总和，火星单位时间内吸收的能量 火星单位时间内向外辐射的能量 由题意可知 联立解得 故选A。 8．如图所示，空间直角坐标系中有一个三棱柱，其中在坐标原点，点坐标为，点坐标为，点坐标为。该空间存在匀强磁场，测得通过面的磁通量为2.4Wb，通过面的磁通量为0.6Wb，通过面的磁通量为1.8Wb，则匀强磁场的磁感应强度大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】设匀强磁场沿，，三个方向的分量分别为，，，根据磁通量的定义可知，通过面的磁通量为 通过面的磁通量为 通过面的磁通量为 其中、、的面积分别为，， 解得，， 可知匀强磁场的磁感应强度大小为 故选B。 9．如图所示，、为水平放置在地面上的圆柱形磁铁的两端，左端是磁铁的N极，是磁铁的对称中心，磁铁上方有一个半球壳，正好处在球心。下列说法正确的是（　　） A．半球壳面的磁通量为零 B．若半球壳沿竖直方向向上平移，球壳面的磁通量变大 C．若半球壳沿水平方向稍微向左平移一小段距离，球壳面的磁通量方向是向内 D．若半球壳沿水平方向稍微向左平移一小段距离，球壳面的磁通量不为0 【答案】A 【详解】AB．磁铁发出的磁感线从端发出再回到端，且左右对称，左侧出去的磁感线都回到端，故A正确，B错误； CD．球壳左右移动一小段距离，球壳面上的磁通量依然是0，故CD错误。 故选A。 10．某地某学习小组利用智能手机中的磁传感器测量了地磁场的磁感应强度。如图所示建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为平面，测量时轴正向保持竖直向上，后图像保持稳定。下列说法正确的是（    ） A．该学习小组在南半球进行的实验 B．地球内部磁场方向由地理南极指向地理北极 C．稳定后轴的正方向指向东边 D．当地地磁场的磁感应强度大小约为 【答案】C 【详解】A．由题可知，地磁场的竖直分量在北半球（z轴）向下（z轴的负方向），南半球竖直向上，而图中z轴的磁感应强度方向为负，说明该学习小组在北半球，故A错误； B．由于地磁场的北极在地理的南极附近，而磁体外部的磁场方向总是从北极指向南极，而磁体内部的磁感线从南极指向北极，因此地球内部磁场为从地理北极指向地理南极，故B错误； C．由于稳定后，，，因此此时x轴指向地理上的南方，则y轴正向指向东方，故C正确； D．根据矢量的合成可知，该地的磁感应强度大小为，故D错误。 故选C。 二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分) 11．对比不同电磁波的量子特性，下列说法正确的是（     ） A．紫外线单个能量子能量大于红外线 B．波长越短的电磁波，量子化特征越显著 C．低频无线电波量子效应极难观测 D．可见光能量连续，无量子化特征 【答案】ABC 【详解】A．紫外线频率高于红外线，由可知，紫外线单个能量子能量大于红外线，故A正确； B．电磁波的波长越短，频率越高，光子能量越大，粒子性越明显，量子化特征越显著，故B正确； C．低频无线电波波长很长、频率很低，单个光子能量极小，量子效应极难观测，主要表现波动性，故C正确； D．所有电磁波的能量都是量子化的，可见光同样由一个个能量离散的光子组成，并非能量连续，故D错误。 故选ABC。 12．图甲为特高压输电线路上使用六分裂阻尼间隔棒的情境。其简化如图乙，间隔棒将6条输电导线分别固定在一个正六边形的顶点a、b、c、d、e、f上，O为正六边形的中心，A点、B点分别为Oa、Od的中点。已知通电导线在周围形成磁场的磁感应强度与电流大小成正比，与到导线的距离成反比。6条输电导线中通有垂直纸面向外、大小相等的电流，其中a导线中的电流对b导线中电流的安培力大小为F，则（     ） A．A点和B点的磁感应强度相同 B．其中b导线所受安培力大小为F C．a、b、c、d、e五根导线在O点的磁感应强度方向垂直于ed向下 D．a、b、c、d、e五根导线在O点的磁感应强度方向垂直于ed向上 【答案】BC 【详解】A．根据对称性可知A点和B点的磁感应强度大小相等，方向不同，故A错误； B．根据题意可知a、c对导线b的安培力大小F，f、d对导线b的安培力大小分别为Ff＝Fd＝F；e对导线b的安培力大小为； 根据矢量的合成可得b导线所受安培力Fb＝2F sin 30°＋sin 60°+＝，故B正确； CD．根据安培定则，a、d两条导线在O点的磁感应强度等大反向，b、e两条导线在O点的磁感应强度等大反向，a、b、c、d、e五根导线在O点的磁感应强度方向与c导线在O点的磁感应强度方向相同，垂直于ed向下，故C正确，D错误。 故选BC。 13．如图所示为一种延时开关的电路原理图，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，通过触点C线路被接通，当S1断开时，衔铁D并不是立即被弹簧拉起来，而是延迟一段时间，才被弹簧拉起来，从而触点分离切断C线路，对于这个延时开关的工作情况，下列说法中正确的是（   ） A．由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用 B．由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用 C．如果断开开关，无延时作用 D．如果断开开关，延时将变长 【答案】BC 【详解】AB．当闭合稳定后，线圈A中有电流，铁芯产生磁场，吸住衔铁D； 当断开时，线圈A的电流消失，铁芯中的磁通量减小。 线圈B此时会发生电磁感应，产生感应电流，感应电流在铁芯中产生磁场，继续维持对衔铁D的吸引力，所以衔铁不会立刻释放，实现延时。所以是由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用，故A错误，B正确； CD．如果断开，线圈B所在回路是断路，断开时，B线圈无法产生感应电流，铁芯的磁场立刻消失，衔铁D马上被弹簧拉起，没有延时效果，故C正确，D错误。 故选BC。 非选择题部分 三、非选择题(本题共5小题，共58分) 14-Ⅰ．（8分）某同学在做探究影响感应电流方向因素的实验。 (1)他选择了一个“0”刻度在刻度盘中央的灵敏电流计G。他将机械调零后的灵敏电流计G连接在图甲所示的电路中，闭合开关后，观察到电流计的指针偏转情况如图甲所示，当电流从__________（选填“正”或“负”）接线柱流入灵敏电流计时，指针向右偏，该步骤的目的是：确定电流流向与__________之间的关系。 (2)接下来该同学用如图乙的电路继续实验。若已知螺线管的绕线方式为：当电流从左接线柱流入，俯视螺线管，管中电流方向为顺时针。则结合图丙电流计的指针偏转情况，判断此时俯视螺线管，管中感应电流的方向为________（选填“顺时针”或“逆时针”），此时条形磁铁（N极朝上）的运动方式为__________（选填“向上拔出”或“向下插入”），改变磁铁的运动方式，观察记录灵敏电流计的指针偏转情况。 (3)调转条形磁铁的方向，观察记录磁铁在不同运动方式下灵敏电流计的指针偏转方向，并分析感应电流的方向。完成实验后，可分析得到感应电流的磁场总是___________。 【答案】(1) 正 指针偏转方向 (2) 顺时针 向下插入 (3)阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 【详解】（1）[1]图甲中电源正极接电流计正接线柱，指针向右偏，说明电流从正接线柱流入时指针右偏。 [2]该步骤的目的：确定电流流向与指针偏转方向的对应关系。 （2）[1]图丙电流计的指针向右偏，可知电流从正接线柱流入时，可知电流从螺线管左接线柱流入，右接线柱流出，俯视螺线管，管中感应电流的方向为顺时针。 [2]管中感应电流的方向为顺时针，根据右手螺旋定则可知感应电流的磁场竖直向下，又此时条形磁铁的N极朝上，可知其向下插入，导致螺线管内的磁通量向上增大，从而产生顺时针的感应电流。 （3）由实验可知感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 14-Ⅱ．（6分）学校某实验小组设计如图甲所示的装置来探究影响感应电流方向的因素，其中、为二极管，、为灵敏电流表，操作步骤如下： (1)使用多用电表的“”电阻挡测量二极管的电阻，如图乙所示，当黑表笔与接线端接触、红表笔与接线端接触时，多用电表指针位于表盘中位置（如图丙所示）；对调红、黑表笔后指针位于表盘中位置（如图丙所示），由此判断端为二极管的__________（填“正极”或“负极”）。 (2)选用多用电表的__________（填“欧姆”“直流电流”“直流电压”“交流电流”或“交流电压”）挡，对灵敏电流表进行测试。先将多用电表的红表笔接触灵敏电流表的正接线柱，再将黑表笔_________（填“短暂”或“持续”）接触灵敏电流表的负接线柱，此时发现灵敏电流表的指针向左摆动，说明电流从灵敏电流表的正接线柱流入时，灵敏电流表的指针_________（填“向左”或“向右”）偏转。 (3)如图甲所示将磁铁插入线圈时，发现只有灵敏电流表__________（填“”或“”）的指针__________（“向左”或“向右”）偏转；稳定后，将磁铁从线圈中抽出，发现只有灵敏电流表_________（填“”或“”）的指针_________（“向左”或“向右”）偏转。 【答案】(1)负极 (2) 欧姆 短暂 向右 (3) 向右 向右 【详解】（1）多用电表欧姆挡中，黑表笔接内部电源的正极，红表笔接内部电源的负极，通过多用电表的电流流向遵循“红进黑出”；当黑表笔与接线端接触、红表笔与接线端接触时，指针偏左，电阻很大，说明二极管反向截止；而对调红、黑表笔后，指针偏右，电阻较小，说明二极管被导通。因此端为二极管的负极。 （2）[1]要测试灵敏电流表的偏转方向，需要多用电表输出电流，只有欧姆挡内部自带电源，因此选欧姆挡。 [2]灵敏电流表量程很小，为防止烧坏表头，黑表笔只能短暂接触负接线柱。 [3]通过多用电表的电流流向遵循“红进黑出”，黑表笔短暂接触灵敏电流表的负接线柱，电流从灵敏电流表负接线柱流入，指针左偏，因此电流从正接线柱流入时，指针向右偏转。 （3）[1][2]磁铁极在下，插入线圈时，原磁通量向下增加，根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向向上，由右手螺旋定则，线圈作为电源，上端为负极，下端为正极，外电路电流从流出，二极管向上导通，反向截止，故灵敏电流表的指针发生偏转，电流从表的正接线柱流入，由小问（2）分析可知，指针向右偏转。 [3][4]稳定后，将磁铁从线圈中抽出，原磁通量向下减少，根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向向下，由右手螺旋定则，线圈作为电源，上端为正极，下端为负极，外电路电流从流出，二极管导通，反向截止，故灵敏电流表的指针发生偏转，电流从表的正接线柱流入，故指针向右偏转。 四、计算题（本大题共4小题，共44分，解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分） 15．（8分）经测量，人体表面辐射本领的最大值落在波长为处。根据电磁辐射的理论得出，物体最强辐射的波长与物体的绝对温度的关系近似为，已知，真空中的光速。由此估算人体表面的温度和辐射的能量子的值各是多少？ 【答案】36℃， 【详解】人体表面的温度 人体辐射的能量子的值为。 16．（11分）匀强磁场中一长为2cm的通电直导线垂直磁场方向放置，当通过导线的电流为2A时，它受到的磁场力大小为4×10-3N，问： (1)该处的磁感应强度B是多大？ (2)若电流不变，导线长度减小到1cm，则该处的磁感应强度和它受到的磁场力各是多大？ (3)若导线长度不变，电流增大为5A，则该处的磁感应强度和它受到的磁场力各是多大？ 【答案】(1)0.1T (2)0.1T， (3)0.1T，0.01N 【详解】（1）根据磁感应强度的定义式可得 （2）匀强磁场的磁感应强度由磁场本身决定，不因导线长度的改变而改变，因此该处的磁感应强度大小仍为0.1T，导线长度减小到1cm，根据磁感应强度的定义式可得导线受到的磁场力大小 （3）匀强磁场的磁感应强度不因电流的改变而改变，因此该处的磁感应强度大小仍为0.1T，电流增大为5A，根据磁感应强度的定义式可得导线受到的磁场力大小 17．（12分）如图所示，有一个垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝0.8T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为10cm。现于纸面内先后放上a、b两个圆形单匝线圈，圆心均在O处，a线圈半径为10cm，b线圈半径为15cm，问：（保留三位有效数字） (1)在B减为0.4T的过程中，b中磁通量改变多少？ (2)磁感应强度B大小不变，磁场方向绕直径转过30°，a线圈中磁通量变成多少？ 【答案】(1)1.26×10－2 Wb (2)2.18×10－2 Wb 【详解】（1）开始时，b中的磁通量 其中 最终b中的磁通量 则 （2）磁场转过30°，a线圈面积在垂直磁场方向的投影为 则 18．（13分）空间中存在竖直向上的匀强磁场，质量m＝0.05kg的细金属棒MN用绝缘细线、悬挂，且始终保持水平。OMNO＇是边长L＝1m的正方形，在金属棒中通以I＝0.25A的电流，金属棒最终静止的位置如图所示。绝缘细线与竖直方向的夹角，取重力加速度，求： (1)金属棒中电流的方向、磁感应强度B的大小； (2)通过正方形OMNO＇的磁通量； (3)若细金属棒中电流不变的同时调整磁场方向，金属棒仍能静止在该位置且使所加的磁感应强度最小，求最小的磁感应强度。 【答案】(1)由M流向N，2T (2) (3) 【详解】（1）以金属棒为对象进行受力分析，可知金属棒受到的安培力水平向右，根据左手定则可知，金属棒中的电流由M流向N。 金属棒的受力如图所示， 根据受力平衡可得 联立可得B＝2T （2）通过正方形OMNO＇的磁通量为 解得 （3）当B的方向调整到沿MO方向时，安培力与MO垂直，此时安培力最小，磁感应强度也最小，有 最小的磁感应强度 6 / 13 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 章节复习 （分层作业-素养提升练）（原卷版） 姓名： 准考证号： 本试题卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试时间90分钟。 考生注意： 1．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。 2．答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。 3．非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。 4．可能用到的相关参数：重力加速度g取10m/s2。 ( 高中物理答疑解题助手 AI 智能体： https://www.coze.cn/store/agent/7615615129367052342?bot_id=true ) 选择题部分 一、选择题Ⅰ(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分) 1．关于黑体辐射与经典物理危机，下列说法正确的是（     ） A．黑体是黑色不透明物体，仅辐射不吸收电磁波 B．经典电磁理论推导得出：黑体短波区辐射能量趋近于零，与实验矛盾 C．黑体辐射的光谱分布由温度唯一决定，与材料、表面状态无关 D．温度升高，黑体辐射峰值波长变长，总辐射功率减小 2．图甲是磁电式电表的内部构造，其截面如图乙，软铁内的磁场近乎均匀分布，线圈（软铁不动）从图示位置顺时针旋转过程中，线圈中的磁通量（　　） A．一直增大 B．保持不变 C．先增大后减小 D．先减小后不变 3．如图所示，带负电的橡胶圆盘绕中心轴高速旋转，忽略地磁场对小磁针的影响，当放置在圆盘附近的小磁针偏转稳定后，下列关于说法正确的是（　　） A．S极指向圆盘 B．N极指向圆盘 C．仅改变圆盘的转动方向，N极指向不变 D．仅改变圆盘所带电荷的电性，N极指向不变 4．如图所示，O为正方形abcd的几何中心，e、f分别为ab、cd的中点。通电长直导线（图中未画出）经过O点且与abcd所在平面垂直，空间存在平行于ab边向右、磁感应强度大小为B的匀强磁场。已知e点的磁感应强度为0。下列说法正确的是（　　） A．a、b两点磁感应强度相同 B．a、d两点磁感应强度相同 C．f点磁感应强度大小为0 D．f点磁感应强度大小为2B 5．物理学是一门以实验为基础的学科，对于下列教材中所列的实验或生活现象，说法正确的是（     ） A．甲图中的装置若处在真空中，则两导线间有相互作用力 B．乙图中，通电导线处在小磁针正上方，小磁针稳定时，N极向里 C．丙图中，闭合开关的瞬间，线圈M中会产生感应电流 D．丁图中的电磁波，可由恒定的电场和恒定的磁场互相激发交替产生 6．在下列几种运动情景中，不能产生感应电流的是（     ） A．图甲所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动 B．图乙所示，线圈从磁场中的M位置移动至N位置的过程 C．图丙所示，条形磁铁沿水平方向穿过固定在桌面的闭合金属圆环 D．图丁所示，金属框在同一平面内沿平行于通电直导线方向运动 7．自然界中的物体都会不断向外辐射电磁波，这种辐射因为和温度有关而被称为热辐射。为了研究辐射规律，人们建立一种被称为“黑体”的理想模型（对来自外界的电磁波只吸收不反射，但自身会发射电磁波）。理论研究表明，单位时间内从黑体单位表面积辐射的电磁波总能量与其表面热力学温度的四次方成正比，即P=σT4，式中σ为已知常量。假设把太阳和火星都看成黑体，火星吸收的能量等于向外辐射的能量，忽略其他天体及宇宙空间的其他辐射。已知太阳表面的热力学温度为T1，火星表面的热力学温度为T2，太阳的半径为R，据此估算太阳（中心）和火星的间距为（     ） A． B． C． D． 8．如图所示，空间直角坐标系中有一个三棱柱，其中在坐标原点，点坐标为，点坐标为，点坐标为。该空间存在匀强磁场，测得通过面的磁通量为2.4Wb，通过面的磁通量为0.6Wb，通过面的磁通量为1.8Wb，则匀强磁场的磁感应强度大小为（　　） A． B． C． D． 9．如图所示，、为水平放置在地面上的圆柱形磁铁的两端，左端是磁铁的N极，是磁铁的对称中心，磁铁上方有一个半球壳，正好处在球心。下列说法正确的是（　　） A．半球壳面的磁通量为零 B．若半球壳沿竖直方向向上平移，球壳面的磁通量变大 C．若半球壳沿水平方向稍微向左平移一小段距离，球壳面的磁通量方向是向内 D．若半球壳沿水平方向稍微向左平移一小段距离，球壳面的磁通量不为0 10．某地某学习小组利用智能手机中的磁传感器测量了地磁场的磁感应强度。如图所示建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为平面，测量时轴正向保持竖直向上，后图像保持稳定。下列说法正确的是（    ） A．该学习小组在南半球进行的实验 B．地球内部磁场方向由地理南极指向地理北极 C．稳定后轴的正方向指向东边 D．当地地磁场的磁感应强度大小约为 二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分) 11．对比不同电磁波的量子特性，下列说法正确的是（     ） A．紫外线单个能量子能量大于红外线 B．波长越短的电磁波，量子化特征越显著 C．低频无线电波量子效应极难观测 D．可见光能量连续，无量子化特征 12．图甲为特高压输电线路上使用六分裂阻尼间隔棒的情境。其简化如图乙，间隔棒将6条输电导线分别固定在一个正六边形的顶点a、b、c、d、e、f上，O为正六边形的中心，A点、B点分别为Oa、Od的中点。已知通电导线在周围形成磁场的磁感应强度与电流大小成正比，与到导线的距离成反比。6条输电导线中通有垂直纸面向外、大小相等的电流，其中a导线中的电流对b导线中电流的安培力大小为F，则（     ） A．A点和B点的磁感应强度相同 B．其中b导线所受安培力大小为F C．a、b、c、d、e五根导线在O点的磁感应强度方向垂直于ed向下 D．a、b、c、d、e五根导线在O点的磁感应强度方向垂直于ed向上 13．如图所示为一种延时开关的电路原理图，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，通过触点C线路被接通，当S1断开时，衔铁D并不是立即被弹簧拉起来，而是延迟一段时间，才被弹簧拉起来，从而触点分离切断C线路，对于这个延时开关的工作情况，下列说法中正确的是（   ） A．由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用 B．由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用 C．如果断开开关，无延时作用 D．如果断开开关，延时将变长 非选择题部分 三、非选择题(本题共5小题，共58分) 14-Ⅰ．（8分）某同学在做探究影响感应电流方向因素的实验。 (1)他选择了一个“0”刻度在刻度盘中央的灵敏电流计G。他将机械调零后的灵敏电流计G连接在图甲所示的电路中，闭合开关后，观察到电流计的指针偏转情况如图甲所示，当电流从__________（选填“正”或“负”）接线柱流入灵敏电流计时，指针向右偏，该步骤的目的是：确定电流流向与__________之间的关系。 (2)接下来该同学用如图乙的电路继续实验。若已知螺线管的绕线方式为：当电流从左接线柱流入，俯视螺线管，管中电流方向为顺时针。则结合图丙电流计的指针偏转情况，判断此时俯视螺线管，管中感应电流的方向为________（选填“顺时针”或“逆时针”），此时条形磁铁（N极朝上）的运动方式为__________（选填“向上拔出”或“向下插入”），改变磁铁的运动方式，观察记录灵敏电流计的指针偏转情况。 (3)调转条形磁铁的方向，观察记录磁铁在不同运动方式下灵敏电流计的指针偏转方向，并分析感应电流的方向。完成实验后，可分析得到感应电流的磁场总是___________。 14-Ⅱ．（6分）学校某实验小组设计如图甲所示的装置来探究影响感应电流方向的因素，其中、为二极管，、为灵敏电流表，操作步骤如下： (1)使用多用电表的“”电阻挡测量二极管的电阻，如图乙所示，当黑表笔与接线端接触、红表笔与接线端接触时，多用电表指针位于表盘中位置（如图丙所示）；对调红、黑表笔后指针位于表盘中位置（如图丙所示），由此判断端为二极管的__________（填“正极”或“负极”）。 (2)选用多用电表的__________（填“欧姆”“直流电流”“直流电压”“交流电流”或“交流电压”）挡，对灵敏电流表进行测试。先将多用电表的红表笔接触灵敏电流表的正接线柱，再将黑表笔_________（填“短暂”或“持续”）接触灵敏电流表的负接线柱，此时发现灵敏电流表的指针向左摆动，说明电流从灵敏电流表的正接线柱流入时，灵敏电流表的指针_________（填“向左”或“向右”）偏转。 (3)如图甲所示将磁铁插入线圈时，发现只有灵敏电流表__________（填“”或“”）的指针__________（“向左”或“向右”）偏转；稳定后，将磁铁从线圈中抽出，发现只有灵敏电流表_________（填“”或“”）的指针_________（“向左”或“向右”）偏转。 四、计算题（本大题共4小题，共44分，解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分） 15．（8分）经测量，人体表面辐射本领的最大值落在波长为处。根据电磁辐射的理论得出，物体最强辐射的波长与物体的绝对温度的关系近似为，已知，真空中的光速。由此估算人体表面的温度和辐射的能量子的值各是多少？ 16．（11分）匀强磁场中一长为2cm的通电直导线垂直磁场方向放置，当通过导线的电流为2A时，它受到的磁场力大小为4×10-3N，问： (1)该处的磁感应强度B是多大？ (2)若电流不变，导线长度减小到1cm，则该处的磁感应强度和它受到的磁场力各是多大？ (3)若导线长度不变，电流增大为5A，则该处的磁感应强度和它受到的磁场力各是多大？ 17．（12分）如图所示，有一个垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝0.8T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为10cm。现于纸面内先后放上a、b两个圆形单匝线圈，圆心均在O处，a线圈半径为10cm，b线圈半径为15cm，问：（保留三位有效数字） (1)在B减为0.4T的过程中，b中磁通量改变多少？ (2)磁感应强度B大小不变，磁场方向绕直径转过30°，a线圈中磁通量变成多少？ 18．（13分）空间中存在竖直向上的匀强磁场，质量m＝0.05kg的细金属棒MN用绝缘细线、悬挂，且始终保持水平。OMNO＇是边长L＝1m的正方形，在金属棒中通以I＝0.25A的电流，金属棒最终静止的位置如图所示。绝缘细线与竖直方向的夹角，取重力加速度，求： (1)金属棒中电流的方向、磁感应强度B的大小； (2)通过正方形OMNO＇的磁通量； (3)若细金属棒中电流不变的同时调整磁场方向，金属棒仍能静止在该位置且使所加的磁感应强度最小，求最小的磁感应强度。 9 / 9 学科网（北京）股份有限公司 $