第十三章 1
一、选择题(本题共6小题，每题8分，共48分)
1．(2022·北京市平谷区高二上学期期末)关于磁感线，下列说法正确的是( )
A．磁感线只能表示磁场的方向
B．磁感线只能表示磁场的强弱
C．磁感线的疏密能形象描述磁场的强弱
D．磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的
2．若把地球磁场等效为一个条形磁铁的磁场，那么下列城市中哪个城市的地磁场最强( )
A．莫斯科 B．新加坡
C．广州 D．东京
3．(2022·重庆市巫山大昌中学校高二期末)在通电螺线管的磁场中，放有两个小磁针，当小磁针静止时，N极指向正确的是( )
A． B．
C． D．
4．(多选)(2022·宁夏中卫一中高二上学期期末)下列各图中，已标出电流I、磁场B的方向，其中符合安培定则的是( )
5．(多选)(2022·浙江台州书生中学高二上月考)下列说法中正确的是( )
A．安培分子电流假说可以解释电流间的相互作用力
B．磁感线和磁场一样也是客观存在的
C．一切磁现象都起源于运动的电荷
D．根据安培分子电流假说，在外界磁场的作用下，物体内部分子电流取向变得大致相同时，物体被磁化，两端形成磁极
6．(多选)(2022·西藏林芝市第二高级中学高三阶段练习)为了判断一个未知正负极的蓄电池的极性，某同学将该蓄电池通过电阻跟螺线管连接起来，发现小磁针的N极立即向螺线管偏转，如图所示。用M、N和P、Q分别表示蓄电池和螺线管两极，下列判断正确的是( )
A．蓄电池M端为正极 B．蓄电池N端为正极
C．螺线管P端为S极 D．螺线管内部磁场方向由Q指向P
二、非选择题(共12分)
7．(12分)关于月球上的物理现象和规律，同学们提出了很多问题和猜想，有关月球有无磁场，同学们提出了自己的猜想和检验猜想的实验方案：
(1)取一小磁针用细线悬挂在月球表面附近，如果它静止时指向某一方向，则可表明月球周围存在磁场。
(2)小磁针静止时，它的N极指向就是“月磁”的北极。你认为这个实验方案中有没有需要改进或改正的地方，如有请改进或改正。
第十三章 1
一、选择题(本题共6小题，每题8分，共48分)
1．(2022·北京市平谷区高二上学期期末)关于磁感线，下列说法正确的是( C )
A．磁感线只能表示磁场的方向
B．磁感线只能表示磁场的强弱
C．磁感线的疏密能形象描述磁场的强弱
D．磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的
解析：磁感线是人们为形象描述磁场的特点而引入的，不是真实存在的，磁感线上各点的切线方向就是该点的磁场的方向，磁感线的疏密程度表示磁场的强弱程度，故选项C正确，ABD错误。
2．若把地球磁场等效为一个条形磁铁的磁场，那么下列城市中哪个城市的地磁场最强( A )
A．莫斯科 B．新加坡
C．广州 D．东京
解析：将地球等效为一个条形磁铁，越靠近两极，磁场越强，故选A。
3．(2022·重庆市巫山大昌中学校高二期末)在通电螺线管的磁场中，放有两个小磁针，当小磁针静止时，N极指向正确的是( D )
A． B．
C． D．
解析：A图中螺线管左端是N极，右端是S极，则螺线管外面的小磁针的指向正确，螺线管里面的小磁针指向错误，选项A错误；B图中螺线管右端是N极，左端是S极，则螺线管外面的小磁针的指向错误，螺线管里面的小磁针指向正确，选项B错误；C图中螺线管左端是N极，右端是S极，则螺线管外面和里面的小磁针的指向都错误，选项C错误；D图中螺线管右端是N极，左端是S极，则螺线管外面和里面的小磁针的指向都正确，选项D正确。
4．(多选)(2022·宁夏中卫一中高二上学期期末)下列各图中，已标出电流I、磁场B的方向，其中符合安培定则的是( BC )
解析：根据安培定则可判定B、C选项正确。
5．(多选)(2022·浙江台州书生中学高二上月考)下列说法中正确的是( CD )
A．安培分子电流假说可以解释电流间的相互作用力
B．磁感线和磁场一样也是客观存在的
C．一切磁现象都起源于运动的电荷
D．根据安培分子电流假说，在外界磁场的作用下，物体内部分子电流取向变得大致相同时，物体被磁化，两端形成磁极
解析：安培分子电流假说可以解释磁现象的本质，选项A错误；磁场是客观存在的，磁感线是人们为了描述磁场而假想的曲线，选项B错误；根据安培的分子电流假说可知，一切磁现象都起源于运动的电荷，选项C正确；根据安培分子电流假说，在外界磁场的作用下，物体内部分子电流取向变得大致相同时，物体被磁化，两端形成磁极，选项D正确。
6．(多选)(2022·西藏林芝市第二高级中学高三阶段练习)为了判断一个未知正负极的蓄电池的极性，某同学将该蓄电池通过电阻跟螺线管连接起来，发现小磁针的N极立即向螺线管偏转，如图所示。用M、N和P、Q分别表示蓄电池和螺线管两极，下列判断正确的是( BD )
A．蓄电池M端为正极 B．蓄电池N端为正极
C．螺线管P端为S极 D．螺线管内部磁场方向由Q指向P
解析：小磁针的N极立即向螺线管偏转，右手螺旋定则可知蓄电池N端为正极，A错误，B正确；小磁针的N极立即向螺线管偏转，说明螺线管Q端为S极，C错误；螺线管内部磁场方向由Q指向P，D正确。
二、非选择题(共12分)
7．(12分)关于月球上的物理现象和规律，同学们提出了很多问题和猜想，有关月球有无磁场，同学们提出了自己的猜想和检验猜想的实验方案：
(1)取一小磁针用细线悬挂在月球表面附近，如果它静止时指向某一方向，则可表明月球周围存在磁场。
(2)小磁针静止时，它的N极指向就是“月磁”的北极。你认为这个实验方案中有没有需要改进或改正的地方，如有请改进或改正。
答案：见解析
解析：有需改进或改正的地方：
①应做多次实验，观察小磁针N极是否总是指向某一个方向。
②小磁针静止时，它的N极指向就是“月磁”的南极。第十三章 2
一、选择题(本题共6小题，每题8分，共48分)
1．(2022·新疆石河子第二中学高二上学期期末)关于磁感应强度，下列说法正确的是( )
A．磁感应强度只反映磁场的强弱
B．磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量
C．磁感应强度方向就是通电导线在磁场中所受作用力的方向
D．磁感应强度方向就是放在该点的小磁针静止时S极的指向
2．(2022·宁夏石嘴山市第一中学高二上学期期末)关于磁感应强度B，下列说法中正确的是( )
A．根据磁感应强度定义B＝，磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与I成反比
B．磁感应强度B是标量，没有方向
C．磁感应强度B是矢量，方向与F的方向相反
D．在确定的磁场中，同一点的磁感应强度B是确定的，不同点的磁感应强度B可能不同
3．(2022·上海师大附中高二期中)如图所示，虚线框内有垂直纸面向外的匀强磁场，A和B为垂直磁场方向放置的两个圆环，分别用ΦA和ΦB表示穿过两环的磁通量，则( )
A．ΦA＞ΦB B．ΦA＜ΦB
C．ΦA＝ΦB D．无法确定
4．(2022·河南商丘月考)某区域存在如图所示的磁场，其中小圆面积为S1，内有垂直纸面向外的磁场，磁感应强度的大小为B1，大圆面积为S2，大圆与小圆之间有垂直纸面向里的磁场，磁感应强度的大小为B2，已知B2＞B1，S2＞2S1，则该区域内磁通量Φ的大小等于( )
A．(B1＋B2)S2 B．(B2－B1)S2
C．B2S2－B1S1 D．B2S2－(B1＋B2)S1
5．如图所示，在空间某点A存在大小、方向恒定的两个磁场B1、B2，B1＝3 T，B2＝4 T，A点的磁感应强度大小为( )
A．7 T B．1 T
C．5 T D．大于3 T小于4 T
6．现有一段长L＝0.2 m、通有电流I＝2.5 A的直导线，则关于此导线在磁感应强度为B的磁场中所受磁场力F的情况，下列说法正确的是( )
A．如果B＝2 T，则F一定为1 N
B．如果F＝0，则B也一定为0
C．如果B＝4 T，则F有可能为2 N
D．当F为最大值时，通电导线一定与B平行
二、非选择题(共12分)
7．(12分)磁场中放一与磁场方向垂直的电流元，通入的电流是2.5 A，导线长1 cm，它受到的安培力为5×10－2 N。问：
(1)这个位置的磁感应强度是多大？
(2)如果把通电导线中的电流增大到5 A时，这一点的磁感应强度是多大？
(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，是否可以肯定这里没有磁场？
一、选择题(本题共4小题，每题5分，共20分)
1．先后在磁场中A、B两点引入长度相等的短直导线，导线与磁场方向垂直。如图所示，图中a、b两图线分别表示在磁场中A、B两点导线所受的力F与通过导线的电流I的关系。下列说法中正确的是( )
A．A、B两点磁感应强度相等
B．A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度
C．A点的磁感应强度小于B点的磁感应强度
D．无法比较磁感应强度的大小
2．(2022·云南高二期中)如图，放在同一平面内的两根垂直导线，当通以如图所示的电流时，与导线在同一平面上的四点a、b、c、d到两根导线的距离相等，这四点的磁感应强度的方向垂直平面向里的是( )
A．a点 B．b点
C．c点 D．d点
3．(2022·湖南宁乡市教育研究中心高二期末)如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，条形磁铁与环面垂直穿过，则穿过两环的磁通量Φa、Φb的大小关系为( )
A．Φa＞Φb B．Φa＜Φb
C．Φa＝Φb D．无法比较
4．(2022·河南省驻马店市高二上学期期末) 如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，在以导线截面的中心O为圆心的圆周上有a、b、c、d四点，已知a点的磁感应强度为2B，方向也是竖直向下，则d点的磁感应强度的大小和方向分别为( )
A．大小为B，方向竖直向上
B．大小为2B，方向水平向右
C．大小为B，方向垂直纸面向外
D．大小为B，方向斜向右下方
二、非选择题(本题共2小题，共20分)
5．(10分)在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度。具体做法是：在一根南北方向放置的直导线的正下方10 cm处放一个罗盘。导线没有通电时罗盘的指针(小磁针的N极)指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度。现已测出此地的地磁场水平分量Be＝5.0×10－5 T，通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置(如图所示)。由此测出该通电直导线在其正下方10 cm处产生磁场的磁感应强度大小为多少？
6．(10分)(2022·河北承德高二上期末)有一U形曲面，其尺寸如图所示，U形曲面开口竖直向上，现将U形曲面放入磁感应强度大小为B＝2 T的匀强磁场中，
(1)当磁场方向竖直向下时，穿过该曲面的磁通量是多少？
(2)当磁场方向水平向右时，穿过该曲面的磁通量是多少？
第十三章 2
一、选择题(本题共6小题，每题8分，共48分)
1．(2022·新疆石河子第二中学高二上学期期末)关于磁感应强度，下列说法正确的是( B )
A．磁感应强度只反映磁场的强弱
B．磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量
C．磁感应强度方向就是通电导线在磁场中所受作用力的方向
D．磁感应强度方向就是放在该点的小磁针静止时S极的指向
解析：磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，选项A错误，B正确；磁感应强度的方向与通电导线在磁场中所受作用力的方向垂直，选项C错误；磁感应强度的方向就是放在该点的小磁针的N极静止时的指向，选项D错误。
2．(2022·宁夏石嘴山市第一中学高二上学期期末)关于磁感应强度B，下列说法中正确的是( D )
A．根据磁感应强度定义B＝，磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与I成反比
B．磁感应强度B是标量，没有方向
C．磁感应强度B是矢量，方向与F的方向相反
D．在确定的磁场中，同一点的磁感应强度B是确定的，不同点的磁感应强度B可能不同
解析：磁感应强度由磁场本身决定，与电流、导线长度、导线受到的力无关，故A错误；磁感应强度B是矢量，方向是小磁针N极在该点受力的方向，与电流所受力方向垂直，故B、C错误；磁感应强度是描述磁场的强弱的物理量，是由磁场本身决定的，故D正确。
3．(2022·上海师大附中高二期中)如图所示，虚线框内有垂直纸面向外的匀强磁场，A和B为垂直磁场方向放置的两个圆环，分别用ΦA和ΦB表示穿过两环的磁通量，则( C )
A．ΦA＞ΦB B．ΦA＜ΦB
C．ΦA＝ΦB D．无法确定
解析：由题意可知，线圈A与线圈B虽然面积不同，但穿过线圈的磁场面积相同，且磁感应强度相同，所以穿过两环的磁通量相等，即ΦA＝ΦB，故选C。
4．(2022·河南商丘月考)某区域存在如图所示的磁场，其中小圆面积为S1，内有垂直纸面向外的磁场，磁感应强度的大小为B1，大圆面积为S2，大圆与小圆之间有垂直纸面向里的磁场，磁感应强度的大小为B2，已知B2＞B1，S2＞2S1，则该区域内磁通量Φ的大小等于( D )
A．(B1＋B2)S2 B．(B2－B1)S2
C．B2S2－B1S1 D．B2S2－(B1＋B2)S1
解析：设垂直纸面向外的磁通量为正值，则有Φ1＝B1S1，穿过线圈向里的磁通量为Φ2＝－B2(S2－S1)，该区域内的磁通量Φ＝Φ1＋Φ2＝－[B2S2－(B1＋B2)S1]，负号表示穿过线圈的磁通量的方向垂直纸面向里，D正确。
5．如图所示，在空间某点A存在大小、方向恒定的两个磁场B1、B2，B1＝3 T，B2＝4 T，A点的磁感应强度大小为( C )
A．7 T B．1 T
C．5 T D．大于3 T小于4 T
解析：B＝＝ T＝5 T。
6．现有一段长L＝0.2 m、通有电流I＝2.5 A的直导线，则关于此导线在磁感应强度为B的磁场中所受磁场力F的情况，下列说法正确的是( C )
A．如果B＝2 T，则F一定为1 N
B．如果F＝0，则B也一定为0
C．如果B＝4 T，则F有可能为2 N
D．当F为最大值时，通电导线一定与B平行
解析：当导线与磁场方向垂直时，所受磁场力F最大，F＝BIL；当导线与磁场方向平行时，F＝0；当导线与磁场方向成任意其他角度时，0＜F＜BIL，选项A、D错误，选项C正确；磁感应强度是磁场本身的性质，与力F无关，选项B错误。
二、非选择题(共12分)
7．(12分)磁场中放一与磁场方向垂直的电流元，通入的电流是2.5 A，导线长1 cm，它受到的安培力为5×10－2 N。问：
(1)这个位置的磁感应强度是多大？
(2)如果把通电导线中的电流增大到5 A时，这一点的磁感应强度是多大？
(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，是否可以肯定这里没有磁场？
答案：(1)2 T (2)2 T (3)不能确定
解析：(1)由磁感应强度的定义式得
B＝＝＝2 T。
(2)磁感应强度B是由磁场和空间位置(点)决定的，和放入的导线的长度L、电流I的大小无关，所以该点的磁感应强度为2 T。
(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，则有两种可能：①该处没有磁场；②该处有磁场，但通电导线与磁场平行。
一、选择题(本题共4小题，每题5分，共20分)
1．先后在磁场中A、B两点引入长度相等的短直导线，导线与磁场方向垂直。如图所示，图中a、b两图线分别表示在磁场中A、B两点导线所受的力F与通过导线的电流I的关系。下列说法中正确的是( B )
A．A、B两点磁感应强度相等
B．A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度
C．A点的磁感应强度小于B点的磁感应强度
D．无法比较磁感应强度的大小
解析：由于导线与磁场方向垂直，导线受到的磁场力F＝BIL。对于题图给出的F－I图线，直线的斜率k＝BL，由题图可知ka＞kb，又因A、B两处导线的长度L相同，故A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度，B项正确。
2．(2022·云南高二期中)如图，放在同一平面内的两根垂直导线，当通以如图所示的电流时，与导线在同一平面上的四点a、b、c、d到两根导线的距离相等，这四点的磁感应强度的方向垂直平面向里的是( C )
A．a点 B．b点
C．c点 D．d点
解析：根据右手螺旋定则可判断两导线周围的磁场方向如图：
可见这四点的磁感应强度的方向垂直平面向里的是c点。
3．(2022·湖南宁乡市教育研究中心高二期末)如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，条形磁铁与环面垂直穿过，则穿过两环的磁通量Φa、Φb的大小关系为( A )
A．Φa＞Φb B．Φa＜Φb
C．Φa＝Φb D．无法比较
解析：根据磁感线的分布情况可知，磁铁内部穿过环面的磁感线方向向上，外部磁感线方向向下，由于磁感线是闭合曲线，磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数，而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间，所以穿过环面的磁铁外部向下的磁感线将磁铁内部向上的磁感线抵消一部分，b的面积大，抵消较多，则磁通量较小，故可得Φa＞Φb，BCD错误，A正确。
4．(2022·河南省驻马店市高二上学期期末) 如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，在以导线截面的中心O为圆心的圆周上有a、b、c、d四点，已知a点的磁感应强度为2B，方向也是竖直向下，则d点的磁感应强度的大小和方向分别为( D )
A．大小为B，方向竖直向上
B．大小为2B，方向水平向右
C．大小为B，方向垂直纸面向外
D．大小为B，方向斜向右下方
解析：磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场，已知a点的磁感应强度为2B，方向也是竖直向下，那么通电直导线在a点的磁感应强度大小为B，方向竖直向下，则通电直导线在d点的磁感应强度的大小仍为B，根据安培定则，其方向水平向右；依据矢量的合成法则，则d点的合磁感应强度的大小Bd＝＝B，其方向斜向右下方，故ABC错误，D正确。
二、非选择题(本题共2小题，共20分)
5．(10分)在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度。具体做法是：在一根南北方向放置的直导线的正下方10 cm处放一个罗盘。导线没有通电时罗盘的指针(小磁针的N极)指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度。现已测出此地的地磁场水平分量Be＝5.0×10－5 T，通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置(如图所示)。由此测出该通电直导线在其正下方10 cm处产生磁场的磁感应强度大小为多少？
答案：8.66×10－5 T
解析：各个分磁场与合磁场的关系如图所示，根据三角函数关系得tan 30°＝，即有B1＝≈8.66×10－5 T。
6．(10分)(2022·河北承德高二上期末)有一U形曲面，其尺寸如图所示，U形曲面开口竖直向上，现将U形曲面放入磁感应强度大小为B＝2 T的匀强磁场中，
(1)当磁场方向竖直向下时，穿过该曲面的磁通量是多少？
(2)当磁场方向水平向右时，穿过该曲面的磁通量是多少？
答案：(1)0.02 Wb (2)0
解析：(1)当磁场方向竖直向下时，曲面在垂直磁场方向的投影面积为S1＝0.1×0.1 m2＝0.01 m2
此时穿过曲面的磁通量为Φ1＝BS1＝2×0.01 Wb＝0.02 Wb。
(2)当磁场方向水平向右时，曲面在垂直磁场方向的投影面积为S2＝0.1×0.2 m2＝0.02 m2
若规定从外表面穿入而从内表面穿出的磁通量为正值，
则穿过曲面左半部分的磁通量为
Φ′2＝BS2＝2×0.02 Wb＝0.04 Wb，
穿过曲面右半部分的磁通量为Φ″2＝－BS2＝－0.04 Wb，
穿过整个曲面的磁通量为Φ2＝Φ′2＋Φ″2＝0。第十三章 3
一、选择题(本题共6小题，每题8分，共48分)
1．关于产生感应电流的条件，以下说法中正确的是( )
A．闭合电路的导体在磁场中运动，闭合电路中就一定有感应电流产生
B．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，闭合电路中一定有感应电流产生
C．穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间，闭合电路中一定没有感应电流产生
D．只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生
2．(2022·浙江东阳中学高二上月考改编)2019年1月3日，我国发射的“嫦娥四号”探测器成功软着陆月球背面的南极艾特肯盆地冯卡门撞击坑，完成了人类航天史的又一壮举。2020年11月24日，嫦娥五号探测器成功发射，开启我国首次地外天体采样返回之旅。假如有一宇航员登月后，想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是( )
A．直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场的有无
B．将电流表与线圈组成闭合回路，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场
C．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场
D．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，则可判断月球表面有磁场
3．(2022·辽宁省本溪市高二上学期期末)如图所示，绕在铁芯上的线圈、电源、滑动变阻器和开关组成闭合
回路。在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是( )
A．线圈中通以恒定的电流
B．通电时，使变阻器的滑片P做匀速滑动
C．通电时，使变阻器的滑片P做加速滑动
D．将开关突然断开的瞬间
4．(2022·江苏无锡模拟)有人根据条形磁铁的磁场分布情况用塑料制作了一个模具，模具的侧边界刚好与该条形磁铁的磁感线重合，如图所示。另取一个柔软的弹性导体线圈套在模具上某位置，线圈贴着模具上下移动的过程中，下列说法正确的是(地磁场很弱，可以忽略)( )
A．线圈切割磁感线，线圈中出现感应电流
B．线圈紧密套在模具上，移动过程中不出现感应电流
C．由于线圈所在处的磁场是不均匀的，故而不能判断线圈中是否有电流产生
D．若线圈平面放置不水平，则移动过程中会产生感应电流
5．(多选)关于感应电流的产生，下列说法中正确的是( )
A．只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流
B．若闭合电路的导线做切割磁感线运动，导线中不一定有感应电流
C．若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，该电路中一定没有感应电流
D．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，该电路中一定有感应电流
6．(多选)如图所示，在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直。导轨上有两条可沿导轨自由移动的金属棒ab、cd，与导轨接触良好。金属棒ab、cd的运动速度分别是v1、v2，方向如图，且回路中有感应电流产生，则可能( )
A．v1＞v2 B．v1＜v2
C．v1＝v2 D．v1、v2任意关系都可以
二、非选择题(共12分)
7．(12分)(2022·上海中学东校高二下学期期中)在研究电磁感应现象的实验中
(1)为了能明显地观察到感应电流，请在图中用实线代替导线，补充完成实验电路；
(2)电路正确连接，闭合开关后，请写出一种能产生感应电流的做法____；
(3)某同学猜想产生感应电流的条件是线圈在磁场中产生相对运动，请判断这一说法是否正确并简述进一步的设计方案：____，____。
一、选择题(本题共4小题，每题6分，共24分)
1．(2022·辽宁辽河油田第二高级中学高二上月考)如图所示，一金属圆线圈和一条形磁铁的中轴线在同一竖直平面内，下列情况中能使线圈中产生感应电流的是( )
A．将磁铁竖直向下平移
B．将磁铁水平向右平移
C．将磁铁在图示的平面内，N极向上、S极向下转动
D．将磁铁的N极转向纸外，S极转向纸内
2．如图所示，在匀强磁场中的矩形金属轨道上，有等长的两根金属棒ab和cd，它们以相同的速度匀速运动，则( )
A．断开开关S，ab中有感应电流
B．闭合开关S，ab中有感应电流
C．无论断开还是闭合开关S，ab中都有感应电流
D．无论断开还是闭合开关S，ab中都没有感应电流
3．(多选)(2022·辽宁沈阳市郊联体高二上月考)下图中能产生感应电流的是( )
4．(多选)(2022·广东卷改编)如图所示，水平地面(Oxy平面)下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线。P、M和N为地面上的三点，P点位于导线正上方，MN平行于y轴，PN平行于x轴。一闭合的圆形金属线圈，圆心在P点，可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动，运动过程中线圈平面始终与地面平行。下列说法正确的有( )
A．N点与M点的磁感应强度大小相等，方向相同
B．线圈沿PN方向运动时，穿过线圈的磁通量不变
C．线圈从P点开始竖直向上运动时，线圈中无感应电流
D．线圈从P点开始竖直向上运动时，线圈中有感应电流
二、非选择题(共16分)
5．(16分)(2021·全国高二课时练习)如图所示，一铝制导体圆环竖直套在一根固定的水平光滑绝缘杆ab上。
(1)当进行以下操作时，圆环中能否产生感应电流？
操作1：圆环固定不动，条形磁铁从圆环中心位置沿竖直方向向下平移；
操作2：圆环不固定，条形磁铁N极向左插入圆环；
操作3：去除横杆ab，让圆环和条形磁铁同时从当前位置自由下落；
(2)除了上述操作，还有其他可能让圆环产生感应电流的操作方案吗？
第十三章 3
一、选择题(本题共6小题，每题8分，共48分)
1．关于产生感应电流的条件，以下说法中正确的是( D )
A．闭合电路的导体在磁场中运动，闭合电路中就一定有感应电流产生
B．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，闭合电路中一定有感应电流产生
C．穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间，闭合电路中一定没有感应电流产生
D．只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生
解析：产生感应电流的条件有两个：①闭合电路；②穿过闭合电路的磁通量发生了变化。故D项正确。
2．(2022·浙江东阳中学高二上月考改编)2019年1月3日，我国发射的“嫦娥四号”探测器成功软着陆月球背面的南极艾特肯盆地冯卡门撞击坑，完成了人类航天史的又一壮举。2020年11月24日，嫦娥五号探测器成功发射，开启我国首次地外天体采样返回之旅。假如有一宇航员登月后，想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是( D )
A．直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场的有无
B．将电流表与线圈组成闭合回路，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场
C．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场
D．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，则可判断月球表面有磁场
解析：直接将电流表放于月球表面，电流表电路是断开的，不能产生感应电流，无法判断有无磁场，故A错误；将电流表与线圈组成回路，线圈不运动，磁通量不变，则线圈中不会有感应电流，所以电流表无示数，不能判断月球表面无磁场，故B错误；将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，若运动方向平行磁感线，不会产生感应电流，则电流表无示数，线圈中磁通量不发生变化，不能说明月球表面无磁场，故C错误；将电流表与线圈组成闭合回路，线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，则说明线圈磁通量变化，可判断月球表面有磁场，故D正确。
3．(2022·辽宁省本溪市高二上学期期末)如图所示，绕在铁芯上的线圈、电源、滑动变阻器和开关组成闭合
回路。在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是( A )
A．线圈中通以恒定的电流
B．通电时，使变阻器的滑片P做匀速滑动
C．通电时，使变阻器的滑片P做加速滑动
D．将开关突然断开的瞬间
解析：线圈中通以恒定的电流时，线圈产生稳恒的磁场，穿过铜环A的磁通量不变，没有感应电流产生，故 A正确；通电时，使变阻器的滑片P做匀速滑动或做加速滑动时，变阻器接入电路的电阻变化，回路中电流变化，线圈产生的磁场变化，穿过铜环A的磁通量变化，产生感应电流。将开关突然断开的瞬间，线圈产生的磁场从有到无，穿过铜环A的磁通量减小，产生感应电流，故B、C、D错误。
4．(2022·江苏无锡模拟)有人根据条形磁铁的磁场分布情况用塑料制作了一个模具，模具的侧边界刚好与该条形磁铁的磁感线重合，如图所示。另取一个柔软的弹性导体线圈套在模具上某位置，线圈贴着模具上下移动的过程中，下列说法正确的是(地磁场很弱，可以忽略)( B )
A．线圈切割磁感线，线圈中出现感应电流
B．线圈紧密套在模具上，移动过程中不出现感应电流
C．由于线圈所在处的磁场是不均匀的，故而不能判断线圈中是否有电流产生
D．若线圈平面放置不水平，则移动过程中会产生感应电流
解析：线圈贴着模具上下移动的过程中，由穿过线圈的磁通量不变可知不会产生感应电流，故A、C错误，B正确；线圈平面放置不水平时，在移动过程中穿过线圈的磁通量仍然不变，也不会产生感应电流，故D错误。
5．(多选)关于感应电流的产生，下列说法中正确的是( BD )
A．只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流
B．若闭合电路的导线做切割磁感线运动，导线中不一定有感应电流
C．若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，该电路中一定没有感应电流
D．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，该电路中一定有感应电流
解析：线圈产生感应电流的条件为穿过线圈的磁通量发生变化且线圈为闭合回路，A错误；闭合电路整体在匀强磁场中做切割磁感线运动，而闭合电路中磁通量却没有变化，则闭合电路中仍旧没有感应电流，B正确；闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，但磁感应强度变化，则穿过闭合电路的磁感线的条数发生变化，该电路中也能产生感应电流，C错误；根据感应电流产生的条件可知，当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，该电路中一定有感应电流，D正确。
6．(多选)如图所示，在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直。导轨上有两条可沿导轨自由移动的金属棒ab、cd，与导轨接触良好。金属棒ab、cd的运动速度分别是v1、v2，方向如图，且回路中有感应电流产生，则可能( AB )
A．v1＞v2 B．v1＜v2
C．v1＝v2 D．v1、v2任意关系都可以
解析：只要金属棒ab、cd的运动速度不相等，穿过回路的磁通量就会发生变化，闭合回路中就会产生感应电流，故选项A、B正确。
二、非选择题(共12分)
7．(12分)(2022·上海中学东校高二下学期期中)在研究电磁感应现象的实验中
(1)为了能明显地观察到感应电流，请在图中用实线代替导线，补充完成实验电路；
(2)电路正确连接，闭合开关后，请写出一种能产生感应电流的做法__断开开关__；
(3)某同学猜想产生感应电流的条件是线圈在磁场中产生相对运动，请判断这一说法是否正确并简述进一步的设计方案：__不正确__，__使线圈全部处于磁场中，进行相对运动，不会产生感应电流__。
答案：
解析：(1)将电源、开关、变阻器(上、下各连一个接线柱)、小螺线管A串联成一个回路，再将电流计与大螺线管B串联成另一个回路，电路图见答案。
(2)能产生感应电流的做法有：断开开关，或将原线圈从副线圈中移出，或移动滑动变阻器滑片。
(3)感应电流的产生条件是线圈在磁场中产生相对运动这一说法不正确，因为线圈在磁场中产生
相对运动时有可能穿过线圈的磁通量不变。
设计方案：使线圈全部处于匀强磁场中，进行相对运动，如图所示，不会产生感应电流。
一、选择题(本题共4小题，每题6分，共24分)
1．(2022·辽宁辽河油田第二高级中学高二上月考)如图所示，一金属圆线圈和一条形磁铁的中轴线在同一竖直平面内，下列情况中能使线圈中产生感应电流的是( D )
A．将磁铁竖直向下平移
B．将磁铁水平向右平移
C．将磁铁在图示的平面内，N极向上、S极向下转动
D．将磁铁的N极转向纸外，S极转向纸内
解析：题图中位置时，从N极到S极的磁感线与线圈的平面平行，磁通量为零，将磁铁竖直向下平移、水平向右平移及在图示平面内向上向下转动，这三种情况磁感线仍然与线圈平面平行，磁通量没有发生变化，A、B、C错误；当N极转向纸外，S极转向纸内时，有磁感线穿过闭合线圈，磁通量发生了变化，满足产生感应电流的条件，D正确。
2．如图所示，在匀强磁场中的矩形金属轨道上，有等长的两根金属棒ab和cd，它们以相同的速度匀速运动，则( B )
A．断开开关S，ab中有感应电流
B．闭合开关S，ab中有感应电流
C．无论断开还是闭合开关S，ab中都有感应电流
D．无论断开还是闭合开关S，ab中都没有感应电流
解析：两根金属棒ab和cd以相同的速度匀速运动，若断开开关S，两根金属棒与导轨构成的回路中磁通量无变化，则ab中无感应电流，故选项A、C错误；若闭合开关S，两根金属棒与导轨构成的回路中磁通量发生变化，则ab中有感应电流，相当于两电源并联，故选项B正确，D错误。
3．(多选)(2022·辽宁沈阳市郊联体高二上月考)下图中能产生感应电流的是( BD )
解析：要使线圈中产生感应电流，则穿过线圈的磁通量要发生变化，且回路要闭合。选项A中因为线圈不闭合，不能产生感应电流，故A错误；选项B中两导体棒向左右两侧运动，闭合回路面积增大，又在匀强磁场中，故产生感应电流，故B正确；选项C中通电直导线在线圈的正上方，根据安培定则可知，穿过线圈的磁通量始终是零，增大电流不能在线圈中产生感应电流，故C错误；选项D中线框向右运动，穿过闭合线框的磁通量减小，所以产生感应电流，故D正确。
4．(多选)(2022·广东卷改编)如图所示，水平地面(Oxy平面)下有一根平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线。P、M和N为地面上的三点，P点位于导线正上方，MN平行于y轴，PN平行于x轴。一闭合的圆形金属线圈，圆心在P点，可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动，运动过程中线圈平面始终与地面平行。下列说法正确的有( AC )
A．N点与M点的磁感应强度大小相等，方向相同
B．线圈沿PN方向运动时，穿过线圈的磁通量不变
C．线圈从P点开始竖直向上运动时，线圈中无感应电流
D．线圈从P点开始竖直向上运动时，线圈中有感应电流
解析：依题意，M、N两点连线与长直导线平行、两点与长直导线的距离相同，根据右手螺旋定则可知，通电长直导线在M、N两点产生的磁感应强度大小相等，方向相同，故A正确；根据右手螺旋定则，线圈在P点时，磁感线穿进与穿出在线圈中对称，磁通量为零；在向N点平移过程中，磁感线穿进与穿出线圈不再对称，线圈的磁通量会发生变化，故B错误；根据右手螺旋定则，线圈从P点竖直向上运动过程中，磁感线穿进与穿出线圈对称，线圈的磁通量始终为零，没有发生变化，线圈无感应电流，故C正确，D错误。
二、非选择题(共16分)
5．(16分)(2021·全国高二课时练习)如图所示，一铝制导体圆环竖直套在一根固定的水平光滑绝缘杆ab上。
(1)当进行以下操作时，圆环中能否产生感应电流？
操作1：圆环固定不动，条形磁铁从圆环中心位置沿竖直方向向下平移；
操作2：圆环不固定，条形磁铁N极向左插入圆环；
操作3：去除横杆ab，让圆环和条形磁铁同时从当前位置自由下落；
(2)除了上述操作，还有其他可能让圆环产生感应电流的操作方案吗？
答案：见解析
解析：(1)操作1：圆环固定不动，条形磁铁从圆环中心向下平移，通过圆环的磁通量减小，所以圆环中能产生感应电流；
操作2：条形磁铁N极向左插入，穿过圆环的磁通量增加，所以圆环中能产生感应电流；
操作3：在圆环和条形磁铁自由下落的过程中，二者保持相对静止，穿过圆环的磁通量不变，所以不产生感应电流。
(2)有；可使圆环固定不动，条形磁铁向远离圆环方向移动，此时通过圆环的磁通量减小，所以圆环中能产生感应电流。第十三章 4
一、选择题(本题共6小题，每题8分，共48分)
1．(2022·重庆一中高二期末)如图所示，四幅图涉及物理学史上的四个重大发现，其中有关说法正确的是( )
A．库仑利用图甲的实验装置测出了万有引力常量
B．法拉第通过图乙的实验，发现了电流周围存在磁场
C．奥斯特利用图丙的实验线圈，发现了“磁生电”现象
D．赫兹通过图丁的实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦关于“电磁波”的预言
2．下列说法中不正确的是( )
A．红外线、紫外线、X射线和γ射线在真空中传播的速度均为3.0×108 m/s
B．红外线应用在遥感技术中，利用的是红外线的热效应
C．紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度
D．日光灯应用了紫外线的荧光效应
3．我们身处信息时代越来越离不开电磁波，以下说法中正确的是( )
A．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，可以形成电磁波
B．电磁波既可以是横波也可以是纵波
C．在外太空的真空环境下电磁波无法传播
D．电磁波在不同介质中传播时的速度大小不变
4．(多选)无人驾驶汽车是通过车载传感系统感知道路环境，自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车，国内外各大企业正在紧密布局发展之中，其核心设备是各种车载传感器，如图像传感器(可见光和红外摄像头)、超声波雷达、激光雷达以及毫米波雷达。以下关于各种光和波的说法正确的是( )
A．超声波和毫米波一样都能在真空中传播
B．红外线的频率比可见光的小
C．真空中激光的传播速度比毫米波的大
D．激光和毫米波是本质相同的波
5．如图所示是医生用计算机辅助某种射线断层摄影(简称“CT”)检查身体的情况，这种能穿透身体的射线是( )
A．X射线 B．红外线
C．紫外线 D．可见光
6．(2022·陕西高新一中高二月考)雷达是一种利用电磁波来测定物体位置和速度的设备，某防空雷达发现一架飞机正在以水平速度朝雷达正上方匀速飞来，已知该雷达发射相邻两次电磁波之间的时间间隔为5×10－4 s，某时刻在雷达监视屏上显示的波形如图甲所示，经过t＝173 s后雷达向正上方发射和接收到的波形如图乙所示，已知雷达屏上相邻刻度线间表示的时间间隔为1×10－4 s，则该飞机的飞行速度大小约为(电磁波的波速为c＝3×108 m/s)( )
A．12 000 m/s B．900 m/s
C．500 m/s D．300 m/s
二、非选择题(共12分)
7．(12分)微波炉的工作应用了一种电磁波——微波(微波的频率为2.45×109 Hz)。食物中的水分子在微波的作用下加剧了热运动，内能增加，温度升高，食物增加的能量是微波给它的。下表是某微波炉的部分技术参数，问：
＋＋＋AAAAA微波炉
MG－5021MW
额定电压：220 V
微波额定功率：1 100 W
微波输出功率：700 W
内腔容积：20 L
振荡频率：2 450 MHz
(1)该微波炉内磁控管产生的微波波长是多少？
(2)该微波炉在使用微波挡工作时的额定电流是多少？
(3)如果做一道菜，使用微波挡需要正常工作30 min，则做这道菜需消耗的电能为多少焦？
第十三章 4
一、选择题(本题共6小题，每题8分，共48分)
1．(2022·重庆一中高二期末)如图所示，四幅图涉及物理学史上的四个重大发现，其中有关说法正确的是( D )
A．库仑利用图甲的实验装置测出了万有引力常量
B．法拉第通过图乙的实验，发现了电流周围存在磁场
C．奥斯特利用图丙的实验线圈，发现了“磁生电”现象
D．赫兹通过图丁的实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦关于“电磁波”的预言
解析：库仑利用图甲的实验装置测提出了库仑定律，故A错误；奥斯特通过图乙的实验，发现了电流周围存在磁场，故B错误；法拉第利用图丙的实验线圈，发现了“磁生电”现象，故C错误；赫兹通过图丁的实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦关于“电磁波”的预言，故D正确。
2．下列说法中不正确的是( B )
A．红外线、紫外线、X射线和γ射线在真空中传播的速度均为3.0×108 m/s
B．红外线应用在遥感技术中，利用的是红外线的热效应
C．紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度
D．日光灯应用了紫外线的荧光效应
解析：红外线、紫外线、X射线和γ射线在真空中传播的速度均为3.0×108 m/s，A正确；红外线应用在遥感技术中，是因为其波长很长，衍射能力强，不容易被云雾里的小分子散射掉，穿过云雾的能力比较强，不是红外线的热效应，B错误；紫外线的频率大于红外线的频率，由不同电磁波在同一种介质中传播时，频率越大波速越小可知，紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度，C正确；日光灯应用了紫外线的荧光效应，D正确。B符合题意。
3．我们身处信息时代越来越离不开电磁波，以下说法中正确的是( A )
A．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，可以形成电磁波
B．电磁波既可以是横波也可以是纵波
C．在外太空的真空环境下电磁波无法传播
D．电磁波在不同介质中传播时的速度大小不变
解析：根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场和变化的磁场交替产生并由近及远地传播，形成电磁波，故A正确；电磁波一定是横波，故B错误；电磁波的传播不需要介质可以在真空中传播，故C错误；电磁波在不同的介质中传播的速度不同，故D错误。
4．(多选)无人驾驶汽车是通过车载传感系统感知道路环境，自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车，国内外各大企业正在紧密布局发展之中，其核心设备是各种车载传感器，如图像传感器(可见光和红外摄像头)、超声波雷达、激光雷达以及毫米波雷达。以下关于各种光和波的说法正确的是( BD )
A．超声波和毫米波一样都能在真空中传播
B．红外线的频率比可见光的小
C．真空中激光的传播速度比毫米波的大
D．激光和毫米波是本质相同的波
解析：毫米波可以在真空中传播，而超声波不能在真空中传播，故A错误；红外线的频率比可见光的小，故B正确；真空中激光的传播速度与毫米波的速度相等，故C错误；激光和毫米波都是电磁波，故D正确。
5．如图所示是医生用计算机辅助某种射线断层摄影(简称“CT”)检查身体的情况，这种能穿透身体的射线是( A )
A．X射线 B．红外线
C．紫外线 D．可见光
解析：X射线具有较强的穿透能力，在医学上常用来检查身体，A正确。
6．(2022·陕西高新一中高二月考)雷达是一种利用电磁波来测定物体位置和速度的设备，某防空雷达发现一架飞机正在以水平速度朝雷达正上方匀速飞来，已知该雷达发射相邻两次电磁波之间的时间间隔为5×10－4 s，某时刻在雷达监视屏上显示的波形如图甲所示，经过t＝173 s后雷达向正上方发射和接收到的波形如图乙所示，已知雷达屏上相邻刻度线间表示的时间间隔为1×10－4 s，则该飞机的飞行速度大小约为(电磁波的波速为c＝3×108 m/s)( D )
A．12 000 m/s B．900 m/s
C．500 m/s D．300 m/s
解析：已知雷达监视屏上相邻刻度线间表示的时间间隔为10－4 s，由题图甲可知，雷达第一次发现飞机时，飞机与雷达的距离s1＝ct1＝×3×108×4×10－4 m＝6×104 m，由题图乙可知，雷达第二次发现飞机时，飞机和雷达的竖直距离h＝ct2＝×3×108×2×10－4 m＝3×104 m，设该段时间内飞机水平飞行的距离为s2，则s1、s2、h在空间构成一个直角三角形，由几何关系得s2＝，则飞机的飞行速度大小v＝≈300 m/s，选项D正确。
二、非选择题(共12分)
7．(12分)微波炉的工作应用了一种电磁波——微波(微波的频率为2.45×109 Hz)。食物中的水分子在微波的作用下加剧了热运动，内能增加，温度升高，食物增加的能量是微波给它的。下表是某微波炉的部分技术参数，问：
＋＋＋AAAAA微波炉
MG－5021MW
额定电压：220 V
微波额定功率：1 100 W
微波输出功率：700 W
内腔容积：20 L
振荡频率：2 450 MHz
(1)该微波炉内磁控管产生的微波波长是多少？
(2)该微波炉在使用微波挡工作时的额定电流是多少？
(3)如果做一道菜，使用微波挡需要正常工作30 min，则做这道菜需消耗的电能为多少焦？
答案：(1)0.12 m (2)5 A (3)1.98×106 J
解析：(1)波长λ＝＝ m≈0.12 m；
(2)额定电流I＝＝ A＝5 A；
(3)消耗的电能ΔE＝W＝Pt＝1 100×30×60 J＝1.98×106 J。第十三章 5
一、选择题(本题共6小题，每题8分，共48分)
1．(多选)(2022·山西太原高二期末)关于能量量子化，下列说法正确的是( )
A．能量子假设最早是由普朗克提出来的
B．微观粒子的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍
C．电磁波的波长越长，其能量子越大
D．能量子假说与宏观世界中对能量的认识相矛盾，因而它一定是错误的观点
2．(2022·江苏阜宁实验高中高二学业考试)下列说法正确的是( )
A．微观粒子的能量变化是连续的
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
3．太阳光是由不同颜色的光混合而成的，不同颜色的光频率不同，已知红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的频率依次增加，那么，按照普朗克的能量子假设，一个能量子的能量ε最小的是( )
A．红光 B．紫光
C．都一样 D．无法确定
4．关于对黑体的认识，下列说法正确的是( )
A．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的
B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关
C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关
D．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个小孔就成了一个黑体
5．(2022·北京101中学高二下学期期末)2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm(1 nm＝10－9 m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲。大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，真空光速c＝3×108 m/s)( )
A．10－21 J B．10－18 J
C．10－15 J D．10－12 J
6．(多选)下列说法正确的是( )
A．原子的能量是连续的，原子的能量从某一能量值变为另一能量值，可以连续变化
B．原子从低能级向高能级跃迁时放出光子
C．原子从高能级向低能级跃迁时放出光子，且光子的能量等于前后两个能级之差
D．原子放出的光子的能量是分立的，所以原子的光谱只有一些分立的亮线
二、非选择题(共12分)
7．(12分)在半径r＝10 m的球壳中心有一盏功率为P＝40 W的钠光灯(可视为点光源)，发出的钠黄光的波长为λ＝0.59 μm，已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，真空中光速c＝3×108 m/s。试求每秒钟穿过S＝1 cm2球壳面积的光子数目。
第十三章 5
一、选择题(本题共6小题，每题8分，共48分)
1．(多选)(2022·山西太原高二期末)关于能量量子化，下列说法正确的是( AB )
A．能量子假设最早是由普朗克提出来的
B．微观粒子的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍
C．电磁波的波长越长，其能量子越大
D．能量子假说与宏观世界中对能量的认识相矛盾，因而它一定是错误的观点
解析：能量子假设最早是由普朗克提出的，故A正确；微观粒子的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍，故B正确；根据ε＝hν＝，可知，电磁波的波长越长，其能量子越小，故C错误；能量子假说与宏观世界中对能量的认识相矛盾，但它的观点是正确的，故D错误。
2．(2022·江苏阜宁实验高中高二学业考试)下列说法正确的是( B )
A．微观粒子的能量变化是连续的
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
解析：微观粒子的能量变化是跳跃式的，故A错误；由能量子的表达式ε＝hν可知，能量子与电磁波的频率成正比，故B正确；红光的频率比绿光小，由ε＝hν可知，红光的能量子比绿光小，故C错误；电磁波波长越长，其频率越小，能量子越小，故D错误。
3．太阳光是由不同颜色的光混合而成的，不同颜色的光频率不同，已知红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的频率依次增加，那么，按照普朗克的能量子假设，一个能量子的能量ε最小的是( A )
A．红光 B．紫光
C．都一样 D．无法确定
解析：七种色光中红光的频率最小，由ε＝hν可知A正确。
4．关于对黑体的认识，下列说法正确的是( C )
A．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的
B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关
C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关
D．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个小孔就成了一个黑体
解析：黑体自身辐射电磁波，不一定是黑的，A错误；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，B错误，C正确；小孔只吸收电磁波，不反射电磁波，因此空腔成了一个黑体，而不是小孔，D错误。
5．(2022·北京101中学高二下学期期末)2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm(1 nm＝10－9 m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲。大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，真空光速c＝3×108 m/s)( B )
A．10－21 J B．10－18 J
C．10－15 J D．10－12 J
解析：一个处于极紫外波段的光子的能量约为E＝≈2×10－18 J，由题意可知，光子的能量应比电离一个分子的能量稍大，因此数量级应相同，故选B。
6．(多选)下列说法正确的是( CD )
A．原子的能量是连续的，原子的能量从某一能量值变为另一能量值，可以连续变化
B．原子从低能级向高能级跃迁时放出光子
C．原子从高能级向低能级跃迁时放出光子，且光子的能量等于前后两个能级之差
D．原子放出的光子的能量是分立的，所以原子的光谱只有一些分立的亮线
解析：原子的能量是量子化的；原子从高能级会自发地向低能级跃迁，并向外放出光子；原子从低能级向高能级跃迁时吸收光子，光子的能量hν＝E初－E末，即光子的能量等于前后两个能级之差；由于能级的分立性，放出的光子的能量也是分立的，使得原子的光谱是一些分立的亮线，故选C、D。
二、非选择题(共12分)
7．(12分)在半径r＝10 m的球壳中心有一盏功率为P＝40 W的钠光灯(可视为点光源)，发出的钠黄光的波长为λ＝0.59 μm，已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，真空中光速c＝3×108 m/s。试求每秒钟穿过S＝1 cm2球壳面积的光子数目。
答案：9.4×1012个
解析：钠黄光的频率
ν＝＝Hz≈5.1×1014Hz，
则一个光子的能量
E0＝hν＝6.63×10－34×5.1×1014 J≈3.4×10－19 J，
又钠光灯在t＝1 s内发出光能E＝Pt＝40×1 J＝40 J那么在t＝1 s内穿过S＝1 cm2球壳面积的光能量
E1＝＝ J≈3.2×10－6 J，
则每秒钟穿过该球壳1 cm2面积的光子数
n＝＝≈9.4×1012(个)。
