2023-2024学年度鲁科版必修3 第五章 初识电磁场和电磁波 单元测试B卷（含解析）

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2023-2024学年度 鲁科版必修3 第五章《初识电磁场和电磁波》单元测试B卷
卷后附答案解析
考试范围：xxx；考试时间：100分钟；命题人：xxx
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
评卷人得分
一、单选题
1．关于放射性同位素应用的下列说法中正确的有（　　）
A．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到消除有害静电的目的
B．利用β射线的贯穿性可以为金属探伤
C．用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种
D．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的危害
2．下列各图中，线圈中能产生感应电流的是（　　）
A． B．
C． D．
3．下列说法正确的是（ ）
A．光的偏振现象说明了光是纵波
B．光从一种介质进入另外一种介质时一定能够发生全反射
C．折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关
D．手机通话时涉及的波只有电磁波
4．如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有线圈，右边静置一金属圆环。下列说法正确的是（　　）
A．开关S由断开状态拨至M端或N端瞬间，圆环向右运动
B．开关S由断开状态分别拨至M端或N端瞬间，圆环向右运动或向左运动
C．开关S处于M端，调节滑片P向上，圆环向左运动
D．开关S处于N端，调节滑片P向上，圆环向左运动
5．下列说法正确的是（　　）
A．蓄电池的电动势为2V，这表示蓄电池在1s内将2J的化学能转变成电能
B．磁感应强度的定义式是，F为电流与磁场垂直时所受的磁场力
C．磁感应强度的单位：特斯拉（T），是国际单位制中的基本单位
D．电阻率大的导体电阻也一定大
6．如图所示，在一固定的条形磁铁上方有一铁圈，让铁圈由静止自由落下，若下落过程中铁圈始终水平，不计空气阻力，则关于铁圈下落过程中，下列说法正确的是
A．整个下落过程中，铁圈中的电流方向始终不变
B．铁圈的加速度始终大于重力加速度
C．铁圈下落到磁铁中间位置时，加速度等于重力加速度
D．若把铁圈换成塑料圈，则下列相同高度所需的时间变长
7．如图所示，轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，在磁铁下端放一个固定的闭合导体线圈，将磁铁托起到一定高度后由静止放开，使磁极上下振动时穿过线圈。有关磁铁由最高点运动到最低点的过程下列说法正确的是（　　）
A．磁铁克服弹簧弹力做的功等于磁铁重力做的功
B．磁铁克服弹簧弹力做的功大于磁铁重力做的功
C．弹簧弹性势能的增加量等于磁铁重力势能的减少量
D．弹簧弹性势能的增加量小于磁铁重力势能的减少量
评卷人得分
二、多选题
8．人类在探索自然规律的进程中总结了许多科学方法。如分析归纳法、演绎法、等效替代法、理想实验法等。在下列研究中，没有运用理想实验方法进行研究的是（ ）
A．法拉第得出的电磁感应规律
B．开普勒得出的行星运动定律
C．牛顿提出万有引力定律
D．伽利略得出力不是维持物体运动原因的结论
9．下列说法正确的是___________。
A．激光是纵波
B．均匀变化的磁场能够在空间产生电场
C．射线是一种波长很短的电磁波
D．麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在
E．在相同介质中，对于红、黄、绿、蓝四种单色光，蓝光的波长最短
10．下列说法正确的是（ ）
A．一根长为L的长杆相对观察者以速度v运动时，观察者测得的长度为
B．光的偏振现象说了光是一种电磁波
C．无线电波的发射能力与频率有关，频率越高发射能力越弱
D．一个单摆在海平面上的振动周期为T，那么将其放在某高山之巅，其振动周期一定大
E．根据单摆的周期公式，在地面附近，如果L→∞，则其周期T→∞
F．利用红外摄影可以不受天气（阴雨，大雾等）的影响，因为红外线比可见光波长长，更容易绕过障碍物
11．如图所示，垂直纸面的匀强磁场分布在正方形虚线区域内，电阻均匀的正方形导线框abcd位于虚线区域的中央，两正方形共面且四边相互平行。现将导线框先后朝图示两个方向以v、3v速度分别匀速拉出磁场，拉出时保持线框不离开纸面且速度垂直线框。比较两次移出磁场的过程中，以下说法正确的是（　　）
A．导线框ab边中产生的感应电流方向相反
B．导线框cd边两端电势差的大小相同
C．通过导线框某一截面的电荷量相同
D．导线框中产生的焦耳热相同
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
评卷人得分
三、实验题
12．在“研究电磁感应现象”的实验中：
(1)电磁铁回路连线尚未完成，请以笔画线代替导线连成正确的完整回路 。
(2)电路连接完整后，闭合电键，将变阻器滑键向右移动的过程时，发现电流表指针向右偏转，则：
①将铁芯插入电磁铁的螺线管内时，电表指针向 偏转。
②在电磁铁回路通电状态下，断开电键的瞬时，电表指针向 偏转。
13．某同学利用图示电路研究电磁感应现象。
（1）将线圈A、B一起上下移动（线圈A、B相对静止），电流表的指针 （选填“偏转”或“不偏转”）。
（2）闭合开关后，下列四种操作中，能使线圈B中感应电流的磁场方向与线圈A中电流的磁场的方向相反的是 （填选项前的字母）。
A．插入铁芯F
B．拔出线圈A
C．断开开关S
D．使滑动变阻器R接入电路的阻值变小
评卷人得分
四、解答题
14．磁感线是真实存在的．( )
15．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关用导线按如图所示连接。在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动时，灵敏电流计指针向右偏转。由此判断下列后续操作是否符合实验事实，简述判断的理由。
（1）线圈A向上拔出或滑动变阻器滑片P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转；
（2）线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转；
（3）滑动变阻器的滑片P匀速向左或匀速向右滑动，都能使灵敏电流计指针静止在中央。
16．新型电动汽车在刹车时，可以用发电机来回收能量。假设此发电机原理可抽象为如图所示，两磁极之间的磁场可近似为均匀磁场，磁感应强度大小为B。 绕有n匝导线的线圈为长方形，长、宽分别为a和b，整个线圈都处于磁场中。线圈转轴为两条短边的三分点连线（如图所示），线圈外接有阻值为R的纯电阻负载。忽略线圈电阻，假设电动汽车刹车时受到的地面摩擦力等阻力与发电机线圈转动导致的阻力相比可以忽略，即刹车时失去的动能全部用来发电，电动汽车质量为M。
（1）初始时刻线圈平面与磁场垂直，若线圈转动角速度恒为ω，求电路开路时线圈两端电压随时间的变化；
（2）线圈和电阻回路闭合后，电动汽车在水平面上以某初始速度开始刹车。假设在另一种刹车模式下，刹车开始时线圈平面刚好与磁场垂直，且发电机线圈转动第一圈时角速度为，之后每转动一圈角速度的值为前一圈角速度的一半。若在发电机转完第N圈，且未转完第圈时，电动汽车刹停。求电动汽车初速度的范围。

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学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
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试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
解析：A．利用放射线消除有害静电是利用放射线的电离性，使空气分子电离成为导体，将静电泄出。故A错误；
B．利用射线的贯穿性可以为金属探伤。故B错误；
C．用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异不一定都有益，还要经过筛选才能培育出优良品种。故C错误；
D．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的危害。故D正确。
答案：D。
2．C
解析：AB．产生感应电流的条件有两个，一是闭合回路，二是穿过闭合回路的磁通量发生变化，AB选项中闭合线框中的磁通量未改变，所以不会产生感应电流，故AB错误；
C．闭合线框中磁通量发生改变，可以产生感应电流，故C正确；
D．线框不闭合，不可以产生感应电流，故D错误。
答案：C。
3．C
解析：A．光的偏振现象说明了光是横波，选项A错误；
B．光从一种介质进入另外一种介质时若能够发生全反射，则必须满足：从光密介质射向光疏介质，入射角大于临界角，则光从一种介质进入另外一种介质时不一定能够发生全反射，选项B错误；
C．折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关，选项C正确；
D．在手机通话过程中，既涉及电磁波又涉及声波，故D错误。
答案：C。
4．A
解析：AB．当开关S由断开状态拨至连接状态时，不论拨至M端或N端，均会导致通电螺线管的电流增大，根据楞次定律的推广含义，来拒去留，穿过圆环的磁通量增大，则圆环受到磁场斥力作用，远离通电螺旋管，即向右移动，故A正确，B错误；
CD．无论开关S拨至M端还是N端，调节滑片P向上，滑动变阻器连入电路的电阻减小，线圈中电流增大，穿过金属圆环的磁通量，根据楞次定律可知，圆环受到磁场斥力作用，远离通电螺旋管，即向右移动，故CD错误。
答案：A。
5．B
解析：A．蓄电池的电动势是2V，只表示每通过1C的电荷量，电源把2J的化学能转变为电能，而不表示在1s内将2J的化学能转变为电能；故A错误；
B．磁感应强度的定义式是
F为电流与磁场垂直时所受的磁场力，选项B正确；
C．磁感应强度的单位：特斯拉（T），是国际单位制中的导出单位，选项C错误；
D．根据
可知，电阻率大的导体电阻不一定大，选项D错误。
答案：B。
6．C
解析：A． 由图示可知，在圆环下落过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在圆环靠近磁铁时，穿过圆环的磁通量变大，在圆环远离磁铁时穿过圆环的磁通量减小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流先沿顺时针方向，后沿逆时针方向，故A错误；
B．由楞次定律可知，感应电流总是阻碍磁铁间的相对运动，在线圈靠近磁铁的过程中为阻碍圆环的靠近，磁铁对线圈的作用力竖直向上，在线圈穿过磁铁远离磁铁的过程中，为阻碍线圈的远离，磁铁对线圈的作用力竖直向上，则在整个过程中，磁铁对线圈的作用力始终竖直向上，加速度小于等于g，故B错误；
C．铁圈下落到磁铁中间位置时，磁通量不变化，不受安培力作用，加速度等于重力加速度，故C正确；
D．把铁圈换成塑料圈，不会产生电磁感应现象，塑料圈下落的加速度等于重力加速度，则下列相同高度所需的时间变短，故D错误。
答案：C。
7．D
解析：根据楞次定律可知，磁铁由最高点运动到最低点的过程中，线圈对磁铁有一个向上的阻力，因此磁铁克服弹簧弹力做的功小于磁铁重力做的功，弹簧弹性势能的增加量小于磁铁重力势能的减少量,答案：项D正确。
答案：D。
8．ABC
解析：A．法拉第发现电磁感应规律，是通过实验研究得出的，故A正确；
B．开普勒得出的行星运动定律，是运用分析归纳法得出的，故B正确；
C．牛顿提出万有引力定律是用数学方法得到的，故C正确；
D．伽利略根据理想实验法得出力不是维持物体运动原因的结论，故D错误；
答案：ABC。
9．BCE
解析：A．激光属于电磁波，电磁波均为横波，故A错误；
B．均匀变化的磁场能够在空间产生恒定电场，故B正确；
C．射线是一种波长很短的电磁波，故C正确；
D．麦克斯韦预言了电磁波；赫兹用实验证实了电磁波的存在，故D错误；
E．在相同介质中，对于红、黄、绿、蓝四种单色光，蓝光的频率最高，波长最短，故E正确。
答案：BCE。
10．DF
解析：只有当沿着长杆方向，相对观察者以速度v运动时，观察者测得的长度为，故A错误；光的偏振现象说了光是横波，故B错误；无线电波的发射能力与频率成正比，频率越高发射能力越强，故C错误；单摆的周期公式T=2π，其放在某高山之巅，重力加速度变小，其振动周期一定大，故D正确；根据单摆的周期公式T=2π，在地面附近，如果L→∞，则重力加速度要变化，其周期不是T→∞故，E错误；因为红外线比可见光波长长，更容易发生衍射，则容易绕过障碍物，故F正确．答案：DF．
11．BC
解析：A．因导线框移出磁场的过程中，穿过导线框的磁通量减少，由楞次定律知两次移出磁场的过程中导线框产生的电流方向相同，故A错误；
B．设导线框边长为L，总电阻为R，则ab边向上移出磁场时，cd边产生的感应电动势
E1＝BLv
导线框内感应电流
cd边两端电势差
bc边向右移出磁场时，ad边产生的感应电动势
E2＝3BLv
导线框内感应电流
cd边两端电势差
故B正确；
C．通过导线框某一截面的电荷量
q与v无关，故C正确；
D．两次导线框中产生的焦耳热分别为
故D错误。
答案：BC。
12． 左 右
解析：(1)[1]如图所示
(2)[2][3]由题意得，将变阻器滑键向右移动的过程时，通过小线圈的电流减小，穿过小线圈的磁通量减小，而电流表指针向右偏转，说明穿过线圈的磁通量减小时电流表指针向右偏转。将铁芯插入电磁铁的螺线管内时，穿过线圈的磁通量增大，则电流表的指针向左偏转。在电磁铁回路通电状态下，断开电键的瞬时，穿过线圈的磁通量减小，则电流表的指针向右偏转。
13． 不偏转 AD
解析：（1）[1]将线圈A、B一起上下移动（线圈A、B相对静止），穿过线圈B的磁通量未发生改变，故线圈B中无感应电流产生，所以电流表的指针不偏转。
（2）[2]AD．根据楞次定律，要使线圈B中感应电流的磁场方向与线圈A中电流的磁场的方向相反，则需要使得穿过线圈B的磁通量增加，插入铁芯F，使滑动变阻器R接入电路的阻值变小均满足；故AD正确；
BC．根据楞次定律，拔出线圈A，断开开关S，均使得穿过线圈B的磁通量减小，则B中感应电流的磁场方向与线圈A中电流的磁场的方向相同。选项BC错误。
答案：AD。
14．×
解析：磁场是真是存在的，但是磁感线是人们为了描述磁场而假想的曲线，不是真实存在的，此说法错误；
15．见解析
解析：（1）由题意得，滑动变阻器的滑片P向左加速滑动时，线圈A所在回路的电流减小，则线圈B中的磁通量减小，此时灵敏电流计指针向右偏转。所以当线圈A向上拔出时，线圈B中的磁通量减小，此时灵敏电流计指针向右偏转。而滑动变阻器滑片P向右加速滑动时，线圈B中的磁通量增大，此时灵敏电流计指针向左偏转，故该操作不符合实验事实。
（2）同理可得，线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，线圈B中的磁通量都减小，都能引起电流计指针向右偏转，所以该操作符合实验事实。
（3）同理可知，滑动变阻器的滑片P匀速向左滑动时，线圈B中的磁通量减小，此时灵敏电流计指针向右偏转。匀速向右滑动时，线圈B中的磁通量增大，此时灵敏电流计指针向左偏转。即都不能使灵敏电流计指针静止在中央，故该操作不符合实验事实。
16．（1）；（2）
解析：（1）设从初始时经过t时间，线圈转过的夹角为θ，则有
线圈总切割磁力线的面积为
设此时电动势为U，则由电动机瞬时电动势公式得
联立得线圈两端电压随时间变化为
（2）设线圈转动第i圈的总耗能为，由正余弦交变电流的做功公式得
设初始时运动速度为，由能量守恒公式得
考虑到等比数列求和公式
联立得
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