2023年高二物理 第十三章 电磁感应与电磁波初步 单元检测（含解析）

2023年高二物理第十三章《电磁感应与电磁波初步》单元检测
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列说法正确的是（　　）
A．速度、平均速度、位移、加速度均为矢量
B．做匀速圆周运动的物体，速度不变
C．2017 年 8 月 6 日中国标枪女将吕会掷出 67.59 m，67.59 m 是标枪的路程
D．电场强度、电流强度、磁感应强度均为矢量
2．如图所示，小磁针放置在螺线管水平中心轴线的P点上，开关S闭合，小磁针静止时N极所指的方向（　　）
A．竖直向上 B．竖直向下 C．水平向右 D．水平向左
3．如图所示，线框从有界的匀强磁场区域穿过，下列说法中正确的是（　　）

A．穿过线框的磁通量不变
B．穿过线框的磁通量一直减小
C．穿过线框的磁通量先增大，后不变，再减小
D．穿过线框的磁通量先减小，后不变，再增大
4．如图所示，无限大磁场的方向垂直于纸面向里，A图中线圈在纸面内由小变大(由图中实线矩形变成虚线矩形)，B图中线圈正绕a点在平面内旋转，C图与D图中线圈正绕OO′轴转动，则线圈中不能产生感应电流的是( 　　)
A． B． C． D．
5．下列选项中能产生感应电流的是（　　）
A．如图（1）磁铁靠近有缺口的铝环
B．如图（2）在水平圆形金属环直径正上方有一不断增大的电流
C．如图（3）两平行金属棒在导轨上沿反方向运动
D．如图（4）闭合金属框在磁场中匀速运动
6．下列说法中正确的是（ ）
A．麦克斯韦证实电磁波的存在
B．周期性变化的电场产生同频率周期性变化的磁场
C．在电磁波谱中波长最长的是射线
D．用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光
7．如图所示，两根相距为d的长直导线分别通有电流、，纸面内有一点P，与两根导线的距离也为d，已知时，P点的磁感应强度大小为B，若保持不变，将增大为，则此时P点磁感应强度大小为（　　）
A． B． C． D．
二、多选题
8．如图所示，一段导体棒与电源相连，组成闭合电路；图中在导体周边画有A、B、C、D四个箭头，关于箭头所指方向，下列说法正确的是（　　）
A．A箭头可表示导体中的电流产生的磁场方向
B．B箭头可表示导体内电流的方向
C．C箭头可表示导体内自由电子的定向运动方向
D．D箭头可表示导体中的电流产生的磁场方向
9．一束粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，并与磁针指向平行，如图所示．此时小磁针的N极向纸外偏转，则这束带电粒子可能（ ）
A．向右飞行的正离子束
B．向左飞行的正离子束
C．向右飞行的负离子束
D．向左飞行的负离子束
10．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有（　　）
A．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质
B．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁场
C．磁感线可以形象地表示磁场的强弱与方向
D．磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止
三、实验题
11．我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。以下是实验探究过程的一部分
（1）如图所示，磁铁的N极向下运动时，发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生感应电流的方向，除了要知道线圈上导线的绕向外，还必须知道 。
（2）如图所示，实验中发现闭合开关时，电流表指针向右偏。闭合开关稳定后，若向左移动滑动变阻器触头，此过程中电流表指针向 偏转；若将线圈A抽出，此过程中电流表指针向 偏转（均选填“左”或“右”）。
12．如图为“研究电磁感应现象”的实验装置。
（1）将图中所缺的导线补接完整。
（2）如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后可能出现的情况有：
a.原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针将 。
b.如上图所示，把原线圈从同样高度插到副线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是E1 E2
四、解答题
13．我们根据什么说电磁波是一种物质？
14．如图所示，空间固定一条形磁体，有三个金属环a、b、c，则
（1）若圆环a由无穷远向右移到靠近条形磁体的N极，通过圆环a的磁通量如何变化？
（2）若圆环a由条形磁体的N极通过条形磁体移到S极，通过圆环a的磁通量如何变化？
（3）若垂直于地面的圆环b从条形磁体的中央位置竖直下落，通过圆环b的磁通量如何变化？
（4）若在条形磁体附近，环面平行于地面的圆环c从条形磁体右边的位置1下降到位置3，通过圆环c的磁通量如何变化？
（5）若在条形磁体附近，圆环c从条形磁体右边的位置1，沿着水平方向移到磁体左边，通过圆环c的磁通量如何变化？
15．隐形飞机是人们通过研究仿生学，应用最新的技术和材料，让雷达无法侦察到飞行轨迹而实现“隐形”飞行的飞机，如图所示。充分发挥想象力，结合本章所学的电磁波的知识，设计出若干种有可能让飞机“隐形”飞行的方案。
16．如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在磁场中，磁场方向与水平面夹角。一金属棒MN与磁场方向垂直，并垂直于CD、EF在框架上向右以速度做匀速运动。时，磁感应强度，此时金属棒到达的位置恰好使左侧回路构成一个长为的正方形。
（1）求时刻，金属棒与框架所围成回路的磁通量；
（2）为使金属棒MN中不产生感应电流，从开始，推导出磁感应强度B随时间t变化的关系式。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】A．速度、平均速度、位移、加速度均为矢量，A正确；
B．做匀速圆周运动的物体，速度大小不变，方向时刻在变，B错误；
C．67.59 m是标枪的水平射程，不是标枪的路程，C错误；
D．电流强度是标量，D错误。
故选A。
2．D
【详解】根据安培定则可以判断通电螺线管左则为N极，右侧为S极，因此右侧小磁针静止时N极水平指向左侧，故ABC错误，D正确。
故选D。
3．C
【详解】磁通量可以根据磁感应强度与有效面积的乘积求解；根据题图可知，线框穿过磁场的过程中，磁通量先增大，后不变，再减小，最后为零，故C正确，ABD错误。
故选C。
4．B
【详解】A．线圈在纸面内由小变大，磁通量增大，会产生感应电流，故A错误；
B．线圈正绕a点在平面内旋转，磁通量都不变化，因此不会产生感应电流，故B正确；
CD．C图与D图中线圈正绕OO′轴转动，磁通量都在减小，会产生感应电流，故C.、D错误；
故选B。
5．C
【详解】A．磁铁靠近有缺口的铝环，回路没有闭合，则无感应电流产生，故A错误；
B．穿过金属环的磁感线互相抵消，金属环内磁通量恒为零，则无感应电流产生，故B错误；
C．闭合导体回路的面积变大，穿过闭合导体回路的磁通量增大，则有感应电流产生，故C正确；
D．闭合金属框在磁场中匀速运动，但闭合金属框的磁通量没有发生变化，则无感应电流产生，故D错误。
故选C。
6．B
【详解】A．麦克斯韦预言了电磁波，赫兹证实电磁波的存在，选项A错误；
B．周期性变化的电场产生同频率周期性变化的磁场，选项B正确；
C．在电磁波谱中波长最短的是射线，波长最长的是无线电波，选项C错误；
D．用紫外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光，选项D错误。
故选B。
7．C
【详解】由安培定则，在P点产生的磁感应强度垂直纸面向里，设为B0，在P点的磁感应强度竖直向上，由于，P到两导线距离相等，都为d，所以在P点的磁感应强度大小也为B0，由矢量合成知
将增大为，则在P点的磁感应强度大小也为3B0，则P点磁感应强度大小为
故选C。
8．ABC
【详解】AD．根据安培定则可知，A箭头可表示导体中的电流产生的磁场方向，故A正确，D错误；
BC．人们规定正电荷的定向移动方向为电流方向，电流在电源外部由正极流向负极，自由电子带负电，其定向移动方向与电流方向相反，故BC正确。
故选ABC。
9．AD
【详解】A．向右飞行的正离子束形成的电流方向向右，根据安培定则可知，离子在上方产生的磁场方向向外，则N极转向外，S极转向里，故A正确；
B．向左飞行的正离子束形成的电流方向向左，根据安培定则可知，离子在上方产生的磁场方向向里，则N极转向里，S极转向外，故B错误；
C．向右飞行的负离子束形成的电流方向向左，根据安培定则可知，离子在上方产生的磁场方向向里，则N极转向里，S极转向外，故C错误；
D．向左飞行的负离子束形成的电流方向向右，根据安培定则可知，离子在上方产生的磁场方向向外，则N极转向里，S极转向外，故D正确．
10．AC
【详解】A．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种看不见摸不到的物质，故A确；
B．磁感线是为了形象的描述磁场假想的线，是不存在，但磁场是客观存在的物质，故B错误；
C．磁感线的疏密可以表示磁场的强弱，切线方向表示磁场的方向，故C正确；
D．磁感线总是从磁铁的北极出来，进入南极，是闭合曲线，故D错误。
故选AC。
11． 电流从电流表的“+”接线柱流入时，指针向哪个方向偏转 右 左
【详解】(1)[1]若要探究线圈中产生感应电流的方向，除了要知道线圈上导线的绕向外，还必须知道电流从电流表的“+”接线柱流入时，指针向哪个方向偏转。
(2)[2][3]闭合开关时，电流表指针向右偏，说明磁场向下且磁通量增大时，电流表指针向右偏，闭合开关稳定后，若向左移动滑动变阻器触头，电阻减小，电流增大，磁场增强，磁通量增大，故电流表指针向右偏转；若将线圈A抽出，磁场减弱，磁通量减小，此过程中电流表指针向左偏转。
12． 向左偏转一下 大于
【详解】（1）[1]将电源、电键、变阻器、小螺线管串联成一个回路,再将电流计与大螺线管串联成另一个回路，电路图如图所示
（2） a．[2]原线圈插入副线圈后，由电路图可知，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，原线圈电流变小，穿过副线圈的磁场方向不变，但磁通量变小，灵敏电流计指针将左偏转一下；
b．[3]根据
可知，快插和慢插时，磁通量变化量相同，时间不同，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是
13．从电磁波可以脱离电荷独自存在，不需要借助媒介传播，具有能量这三个方面可以得到电磁波和实物粒子一样是一种物质，且借助仪器也可以探测到许许多多的电磁波，所以电磁波是一种物质。
【详解】从电磁波可以脱离电荷独自存在，不需要借助媒介传播，具有能量这三个方面可以得到电磁波和实物粒子一样是一种物质，且借助仪器也可以探测到许许多多的电磁波，所以电磁波是一种物质。这是人们对物质认识的一个重大发现。
14．（1）见解析；（2）见解析；（3）见解析；（4）见解析；（5）见解析
【详解】（1）圆环a越靠近N极，穿过圆环a的磁感线条数越多，所以靠近的过程中通过圆环a的磁通量变大。
（2）磁体内部的磁场方向与磁体外部的磁场方向相反，圆环a由条形磁体的N极通过条形磁体移到S极，由于磁体内部的磁感线均穿过圆环a，且磁体外部穿过的磁感线条数先减少后增多，故此过程磁通量先增加后减小。
（3）垂直于地面的圆环b从条形磁体的中央位置竖直下落，离磁体越远，磁场越弱，穿过圆环b的磁感线条数变少，磁通量随之变小。
（4）圆环c从1到2过程中，磁通量减小。到2位置时，磁感线几乎与圆环平行，磁通量最小，从2到3圆环c磁通量增大。
（5）圆环c移到磁体中间上方时，磁感线与圆环平面平行，磁通量最小，所以圆环c从右向左移动过程中，磁通量先减小再增大。
15．见解析
【详解】方案一：在外形上避免使用大而垂直的垂直面，最好采用凹面，这样可以使散射的信号偏离力图接收它的雷达。
方案二：制造上采用非金属材料或者雷达吸波材料，吸收掉而不是反射掉来自雷达的能量。
方案三：减少发动机的噪声以及机体本身的热辐射。
16．（1）1Wb；（2）
【详解】（1）由磁通量定义可知
解得
（2）设经过时间t，磁感应强度为B，这一过程中金属棒运动的距离为
此时的磁通量为
为不产生感应电流，则
解得
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