人教2019版高三物理必修三第十三章电磁感应与电磁波初步单元测试卷（Word版含答案）

人教2019版高三物理必修三第十三章电磁感应与电磁波初步单元测试卷
第十三章　电磁感应与电磁波初步　单元测试卷
注意事项：1．本试卷满分100分，建议时长70分钟；
2．如无特殊说明，本试卷中g取10m/s2 。
第一部分（选择题40分）
一、单项选择题（共8道小题，每小题3分，共24分，每道小题只有一个选项符合题目要求）。
1．（2021湖南常德一中高二月考）下列叙述错误的是（　　　）
A．一切物体都在辐射电磁波
B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关
C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关
D．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波
2．（2021江苏镇江高二期中）如图所示，通电导线右边有一个矩形线框，线框平面直导线共面。若将线框逐渐远离通电导线，则穿过线框的磁通量将（　　　）
A．逐渐增大 B．逐渐减小
C．先增大后减小 D．先减小后增大
3．（2020浙江7月选考）在抗击新冠病毒的过程中，广泛使用了红外体温计测量体温，如图所示，下列说法正确的是（　　　）
A．当体温超过37.3 ℃ 时人体才辐射红外线
B．当体温超过周围空气温度时人体才辐射红外线
C．红外体温计是依据体温计发射红外线来测量体温的
D．红外体温计是依据人体温度越高，辐射的红外线强度越大来测量体温的
4．（2020浙江7月选考）特高压直流输电是国家重点能源工程。如图所示，两根等高、相互平行的水平长直导线分别通有方向相同的电流I1和I2，I1＞I2。a、b、c三点连线与两根导线等高并垂直，b点位于两根导线间的中点，a、c两点与b点距离相等，d点位于b点正下方。不考虑地磁场的影响，则（　　　）
A．b点处的磁感应强度大小为 0
B．d点处的磁感应强度大小为 0
C．a点处的磁感应强度方向竖直向下
D．c点处的磁感应强度方向竖直向下
5．（2021江苏常熟中学高二期中）通电长直导线的磁感应线分布如图所示，面积相等的线圈S1、S2所在的平面与导线垂直，关于通过线圈S1、S2的磁通量Φ1、Φ2，下列分析正确的是（　　　）
A．Φ1＞Φ2
B．Φ1＜Φ2
C．Φ1与Φ2相等，但不为0
D．Φ1与Φ2均为0
6．（2021云南富宁一中高二上期中）在磁感应强度为B0、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．c、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小
D．b点的磁感应强度的值最大
7．（2021北京师大附中高二上期中）如图所示，电流从a点分两路通过对称环形分路汇合于b点，在环形分路的中心O处的磁感应强度为（　　　）
A．垂直环形分路所在平面，且指向“纸内”
B．垂直环形分路所在平面，且指向“纸外”
C．在环形分路所在平面指向b
D．0
8．（2021福建厦门六中高二期中）如图所示，矩形线圈面积为S＝1.0 m2，放在足够宽的磁感应强度为B＝2.0 T 的匀强磁场中，开始处于水平位置a，磁场与线圈平面夹角θ＝53°。现让矩形线圈绕其一边顺时针转动到竖直位置b，再转到与磁感线垂直的位置c。则由位置a到位置c的过程中，矩形线圈中的磁通量改变了（　　　）
A．0.4 Wb B．0.8 Wb C．3.2 Wb D．3.6 Wb
二、多项选择题（本题共4道小题，每道小题4分，共16分。每道小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，选错不得分）。
9．（2021辽宁东北育才中学高二月考）下列关于电磁波的说法正确的是（　　　）
A．只要电场和磁场发生变化，就能产生电磁波
B．电磁波的传播需要介质
C．停止发射电磁波，发射出去的电磁波仍能独立存在
D．电磁波具有能量，电磁波传播时伴随着能量向外传递
10．（2021广东省实验中学高二上期中）下列说法正确的是（　　　）
A．微观粒子的能量变化是跳跃式的
B．能量子与电磁波的频率成正比
C．红光的能量子比绿光大
D．电磁波波长越长，其能量子越大
11．（2021云南玉溪一中高二上期末）如图所示是云层之间闪电的模拟图，图中B、A是位于南、北方向带有电荷的两块阴雨云，在放电的过程中在两云的尖端之间形成了一个放电通道，发现位于通道正上方的小磁针N极转向纸里，S极转向纸外，则关于A、B的带电情况说法中正确的是（　　　）
A．带同种电荷 B．带异种电荷 C．B带正电 D．A带正电
12．（2021江西宜春中学高二期中）如图所示，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。下列说法正确的是（　　　）
A．O点的磁感应强度不为零
B．a、b两点的磁感应强度大小相等、方向相反
C．c、d两点的磁感应强度大小相等、方向相同
D．a、c两点的磁感应强度方向不同
第二部分（非选题60分）
三、非选择题（本题共6道小题，共60分）。
13．（8分）（2020辽宁沈阳高二期末）如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。
（1）将图中所缺导线补充完整。
（2）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，将原线圈迅速插入副线圈时，电流计指针向　　　　偏转；原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针向　　　　偏转。
14．（8分）（2021山东陵城一中高二月考）我们通过实验可以探究感应电流的产生条件，在如图的实验中，线圈A通过滑动变阻器和开关接到电源上，线圈B的两端连接到电流表上，把线圈A放置于线圈B里面。通过实验，判断线圈B中是否有电流产生。
（1）开关闭合的瞬间　　　　（选填“有”或“无”）感应电流产生。
（2）开关总是闭合的，缓慢移动滑动变阻器的滑片时，　　　　（选填“有”或“无”）感应电流产生。
（3）归纳以上实验结果，产生感应电流的条件是　　　　　　　　　　　　。
15．（10分）（2021江西九江一中高二期中）小灯泡的功率P＝1W，设其发出的光向四周均匀辐射，平均波长λ＝10-6 m，求在距离d＝1×104 m处，每秒钟落在垂直于光线方向、面积为1 cm2的球面上的光子数是多少？（h＝6.63×10-34 J·s，结果保留三位有效数字）
16．（10分）（2021湖北武汉汉阳一中高二月考）如图所示，有一个垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝0.8 T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1 cm。现在纸面内先后放上圆形线圈，圆心均在O处，A线圈半径为1 cm，20匝；D线圈半径为2 cm，10匝；C线圈半径为0.5 cm，1匝；问：
（1）在磁感应强度B减少为0.4 T的过程中，A和D中的磁通量改变了多少？
（2）在磁场转过30°角的过程中，C中的磁通量改变了多少？(结果保留两位有效数字)
17．（12分）（2019江西靖安中学高二月考）如图所示，金属框架MON与导体棒DE构成回路，处在匀强中且与磁场垂直。
（1）若B＝0.1 T，DE从O点出发，向右以1 m/s的速度匀速运动4 s，回路中的磁通量的变化量是多少？
（2）若回路面积从S＝8 m2变到St＝18 m2，磁感应强度从B＝0.1 T变到Bt＝0.8 T，则回路中的磁通量变化量是多少？
18．（12分）（2021广西南宁三中高二期中）如图所示，磁感应强度大小为B的匀强磁场仅存在于边长为2L的正方形范围内，左右各一半面积的范围内，磁场方向相反，有一个电阻为R、边长为L的正方形导线框abcd，沿垂直磁感线方向以速度v匀速通过磁场。从ab边进入磁场算起，画出穿过线框的磁通量Φ随时间t变化的图像。（要求写出分析过程）
参考答案
第一部分（选择题）
1 2 3 4 5 6
B B D C D C
7 8 9 10 11 12
D D CD AB BD AC
第二部分（非选择题）
13．（1）如图所示（2分）；（2）右（3分）；（3）左（3分）；
14．（1）有（2分）；（2）有（2分）；
（3）穿过闭合回路的磁通量发生变化。（4分）
15．解：小灯泡每秒向四周发出的光的能量为E＝Pt＝1 J （2分）
1个光子的能量为ε＝hv＝h＝1.989×10-19 J （2分）
小灯泡每秒向四周发射的电子数为n＝≈5.03×1018（个）（2分）
以小灯泡为球心d为半径的球面面积：
S＝4πd2＝4π×(1.0×104)2 m2＝1.256×109m2＝1.256×1013cm2 （2分）
因为小灯泡向四周均匀辐射，所以每秒钟落在1 cm2上的光子数为N＝≈4.00×105（个） （2分）
16．解：（1）对于线圈A，Φ1＝BπrA2，Φ2＝B2πrA2（2分）
磁通量的变化量为 |Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×(0.01)2＝1.256×10-4 Wb （2分）
因为线圈A和线圈D的垂直于磁场的有效面积相同，所以线圈D的磁通量变化量为：
|Φ2－Φ1|＝1.256×10-4 Wb （2分）
（2）对于线圈C，旋转前Φ＝BπrC2 ，
当磁场转过30° ，线圈垂直于磁场的投影面积为πrC2cos 30°
磁通量变为Φ′＝BπrC2cos 30°（2分）
磁通量的变化量为：
|Φ－Φ′|＝0.4×3.14×(0.005)2×(1－cos 30°)≈8.4×10-6 Wb （2分）
17．解：（1）导体棒向右匀速运动的位移为：x＝vt＝1×4＝4 m （2分）
此时，DE与MON构成的三角形的面积为S＝x2＝×42 m2＝8 m2（2分）
磁通量Φ＝BS＝0.1×8 Wb＝0.8 Wb
因为开始时的磁通量为0，所以磁通量的变化量为ΔΦ＝Φ－0＝0.8 Wb （3分）
（2）变化后的磁通量为：Φ′＝BtSt＝0.8×18 Wb＝14.4 Wb （3分）
磁通量的变化量ΔΦ′＝Φ′－Φ＝14.4－0.8 Wb＝13.6 Wb （2分）
18．解：线框穿过磁场可以分为三个阶段：线框开始进入磁场（ab边进入磁场，cd边在次场外）；线框全部在磁场中运动（ab开始进入右边的磁场，cd边在左边的磁场中运动）；线框离开磁场（ab边在磁场外，cd边在右边磁场中运动）。
（1）第一阶段，穿过线框的磁通量线性增长。S＝Lvt，Φ＝BS＝BLvt 当线框完全进入磁场后穿过线框的磁通量达到最大，即t＝，时磁通量最大：Φmax＝BL2；
（2）第二阶段，穿过线框的磁通量先逐渐减小到零，后反向增加到最大。当线框各有一半在左右两边的磁场中时，穿过线框的磁通量为零，即，当t＝时，磁通量减小到零。当线框完全处于右边磁场中时，穿过线框的磁通量反向增加到最大，即，t＝时，磁通量为－Φmax＝－BL2；
（3）第三阶段，穿过线框的磁通量逐渐减小，当线框完全离开磁场磁通量为零，即当t＝，磁通量为零。
磁通量随时间变化的图像为：