2025-2026年人教版高中物理必修第三册第十三单元电磁感应和电磁波初步培优测试试卷2（含解析）

2025-2026年人教版高中物理必修第三册第十三单元电磁感应和电磁波初步培优测试试卷2
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（共20分）
1．（本题4分）磁记录是信息存储技术发展中的一个里程碑，也是目前信息记录的主要方式之一．下列例子中与磁记录无关的是：
A．医院里拍片； B．银行信用卡； C．录音机磁带； D．计算机磁盘．
2．（本题4分）如图所示，A为通电直导线，为、两端接直流电源的通电螺线管，通电螺线管正上方有一水平放置的小磁针，小磁针极指向左方，下列选项正确的是（　　）
A．直导线的电流方向为垂直纸面向里 B．端一定接电源的正极
C．点的磁场方向水平向左 D．点的磁场方向水平向右
3．（本题4分）法拉第在一个粗软铁环上绕上两个彼此绝缘的线圈A和B，线圈A的两端用导线连接成闭合回路，并在导线下面放置一个与导线平行的小磁针，线圈B则和一个电池组及开关相连接，如图所示。法拉第在进行实验时观察到的现象是（ ）
A．闭合开关瞬间，观察到小磁针发生偏转 B．闭合开关后，观察到小磁针保持偏转状态
C．断开开关瞬间，观察到小磁针不发生偏转 D．断开开关后，观察到小磁针保持偏转状态
4．（本题4分）以下关于电场和磁场的理解正确的是（　　）
A．一定条件下，两种场可以互相激发产生
B．试探电荷在电场中，电流元（一小段通电导线）在磁场中，一定都受到相应的场力
C．静电场、涡旋电场、恒定磁场和变化磁场都可以定义势和势能的概念
D．场和场线都是人们为了研究问题方便引入的理想物理模型，并非客观存在
5．（本题4分）太阳帆航天器是一种利用太阳光的压力进行太空飞行的航天器，如图所示。在没有空气的宇宙中，太阳光光子会连续撞击太阳帆，使太阳帆获得的动量逐渐增加，从而产生加速度。太阳帆飞船无需燃料，只要有阳光，就会不断获得动力加速飞行。有人设想在探测器上安装有面积极大、反射功率极高的太阳帆，并让它正对太阳。已知太阳光照射太阳帆时每平方米面积上的辐射功率为 P0，探测器和太阳帆的总质量为 m，太阳帆的面积为 s，每个光子的能量为p，此时探测器的加速度大小为（　　）
A． B． C． D．
二、多选题（共20分）
6．（本题4分）下列关于磁感线的叙述，说法不正确的是（　　）
A．磁感线是磁场中实际存在的一种曲线 B．磁体外部磁感线总是从N极指向S极
C．磁感线是由磁场中的铁屑形成的 D．磁感线是根据磁场的性质人为地画出来的曲线
7．（本题4分）关于磁感应强度和磁感线，下列说法正确的是
A．条形磁铁的磁感线从磁铁的N极出发，终止于磁铁的S极
B．磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线疏的地方磁场弱，磁感线密的地方磁场强
C．通电长直导线周围的磁感线是以导线为圆心的均匀分布的同心圆
D．磁感应强度就是在磁场中垂直于磁场方向的通电导线所受到的磁场力F跟电流强度I和导线长度L的乘积IL的比值
8．（本题4分）下列各项中，闭合矩形线圈中能产生感应电流的是（　　）
A． B． C． D．
9．（本题4分）下列说法中正确的是（　　）
A．北斗导航系统是利用电磁波进行定位和导航的
B．微波炉能快速加热食物是利用红外线具有显著的热效应
C．常用的电视机遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机
D．天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波进行天体物理研究
E．遥感技术中利用了红外线探测器接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征
10．（本题4分）2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国物理学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化。他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法中正确的是（　　）
A．微波是指波长在10-3m到10m之间的电磁波
B．微波和声波一样都只能在介质中传播
C．黑体的热辐射实际上是电磁辐射
D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说
三、填空题（共20分）
11．（本题4分）磁极间相互作用的规律是：同名磁极相互 ，异名磁极相互 。
12．（本题4分）如图，一矩形线框面积为S，空间有一垂直水平面竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B、若线圈绕图示轴顺时针旋转到水平位置（矩形线框原来与水平面成角），此过程中穿过线框中磁通量的变化量是 。
13．（本题4分）G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图(1)中所示，即电流从电流表G的左接线柱进时，指针也从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图(2)中的条形磁铁的运动方向是向 （填“上”、“下”）；图(3)中的电流表G的指针向 偏（填“左”、“右”）图(4)中的条形磁铁下端为 极（填“N”、“S”）。
14．（本题4分）微波炉是一种用微波加热食物的现代化烹调灶具。微波 （选填“属于”或“不属于”）电磁波。若波长为0.1米的微波，其对应的频率为 。
15．（本题4分）只有温度高的物体才会有热辐射( )
四、实验题（共40分）
16．（本题8分）（1）如图是学生实验室多用电表刻度盘，当学生选用量程为的电流挡测量电流时，表针位置如图所示，则他所测量的电流为 ：当他选用欧姆挡的倍率测电阻时，正确操作后若表针也指示在图示位置，则所测电阻值为 。
（2）如图（a）所示，在“用研究通电螺线管的磁感应强度”的实验中，M、N是通电螺线管轴线上的两点，且这两点到螺线管中心的距离相等。用磁传感器测量轴线上M、N之间各点的磁感应强度B的大小，并将磁传感器顶端与M点的距离记作x。
如图实验操作正确，得到的图线应是图（b）中的 。由实验可知，通电螺线管中沿轴线上各点磁感应强度有许多特点，请写出其中一条 。
17．（本题8分）利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度B。如图，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy面。某同学在某地对地磁场进行了五次测量，每次测量时y轴指向不同方向而z轴正向保持竖直向上。当磁感应强度沿坐标轴各分量方向与坐标轴的正方向一致时软件读数为正，反之读数为负。根据表中测量结果可推理得测量地点位于 半球（选填“南”或“北”），当地的地磁场大小约为 μT。（保留2位有效数字）
测量序号 Bx/μT By/μT Bz/μT
1 0 30 32
2 0 29 33
3 29 0 33
4 29 0 33
5 30 0 32
18．（本题8分）在“探究影响感应电流方向的因素”实验中
(1)如图甲所示的电路，闭合开关后，观察电流计指针向右偏转，该操作的目的是 。
(2)如图乙所示，图中用粗线标出了螺线管上导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向左偏转。此时螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿 （填“顺时针”或“逆时针”）方向。
(3)关于该实验，下列说法错误的是______。
A．判断线圈中感应电流的方向，需要先确定线圈的绕法
B．实验中将条形磁体的磁极插入或拔出时，速度大小不影响感应电流方向的判断
C．实验中若条形磁体的磁极未知，则无法判断感应电流方向
19．（本题8分）（1）关于电磁波，下列说法中正确的有
A．能在真空中传播
B．能被人眼直接观察到
C．红外线可以用来灭菌消毒
D．机场安检使用X射线可以窥见行李箱内的物品
（2）如图所示，螺线管的匝数为100匝，在0.1s内穿过螺线管的磁通量变化了0.02Wb，则螺线管两端产生的感应电动势为 V。
20．（本题8分）如右图所示，一验电器与锌板相连，在A处用一紫外线灯照射锌板，关灯后，指针保持一定偏角．

（1）验电器指针带 电（填“正”或“负”）．
（2）使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转．那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针 （填“有”或“无”）偏转．
（3）实验室用功率P=1 500 W的紫外灯演示光电效应．紫外线波长λ=2 53 nm，阴极离光源距离d=0.5 m，原子半径取r=0.5×10-10 m，则阴极表面每个原子每秒钟接收到的光子数为 ．(已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s)
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
《2025-2026年人教版高中物理必修第三册第十三单元电磁感应和电磁波初步培优测试试卷2》参考答案
1．A
【详解】银行信用卡、录音机磁带以及计算机磁盘都与磁记录有关，而医院里拍片与磁记录无关；故选A．
2．B
【详解】A．由图可知通电直导线的电流方向为垂直纸面向外，故A错误；
B．根据安培定则可知通电直导线在小磁针处产生的磁场方向为水平向右，而小磁针N极指向左侧，所以通电螺线管在小磁针处产生的磁场方向一定为水平向左，根据安培定则可知端一定接电源的正极，故B正确；
CD．通电直导线在d点处产生的磁场方向为斜向右下方，而通电螺线管在d点处产生的磁场方向为水平向右，两者磁场的矢量和方向应为斜向右下，故CD错误。
故选B。
3．A
【详解】AC．闭合和断开开关瞬间，线圈B中的电流强度发生变化，线圈B的电流在铁芯内部产生变化的磁场，使得线圈A中的磁通量发生变化，线圈A中产生感应电流，由于电流的周围存在着磁场，所以观察到小磁针发生偏转，故A正确，C错误；
B．闭合开关后，线圈B中的电流保持不变，铁芯内的磁通量不会发生变化，线圈A中不会产生感应电流，所以小磁针不会发生偏转，故B错误；
D．断开开关后，线圈B中没有电流，铁芯内的磁通量为零且不变，线圈A中不会产生感应电流，所以小磁针不会发生偏转，故D错误。
故选A。
4．A
【详解】A．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，即一定条件下，两种场可以互相激发产生，故A正确；
B．试探电荷在电场中一定受电场力，而电流元（一小段通电导线）在磁场中，若电流与磁感应强度平行，则不受安培力，故B错误；
C．静电场定义势和势能的概念，涡旋电场不能引入势的概念，它是由磁场变化率和空间位置决定的，磁场不是有势场，而是涡旋场，故恒定磁场和变化磁场也不能定义势和势能，故C错误；
D．电场和磁场是法拉第第一次提出的，是客观存在的物质，而电场线和磁感应线是法拉第为了形象的描述场而假想引入的，并非客观存在，故D错误；
故选A。
5．A
【详解】每秒光照射到帆面上的能量
E=P0s
光子的平均能量
ε=hf
光子的频率
每秒射到帆面上的光子数
联立可得
每个光子的动量
光射到帆面被反弹，由动量定理得
Ft=2Ntp
对飞船，由牛顿第二定律得
F=ma
联立解得
故A正确，BCD错误。
6．AC
【详解】ACD．磁感线是用来形象地描述磁场强弱和方向的一些假想曲线，是根据磁场的性质人为地画出来的曲线，并非是由磁场中的铁屑形成的，故AC错误，符合题意；D正确，不符合题意；
B．磁感线在磁体外部由N极指向S极；内部由S极指向N极；均为闭合曲线，故B正确，不符合题意。
故选AC。
7．BD
【详解】A.在磁体的周围磁感线是从磁体的N极出发回到S极，但在磁体的内部磁感线是从磁体的S极出发回到N极，故A错误；
B.磁场的强弱可以利用磁感线的疏密程度来描述，磁场越强，磁感线越密集，故B正确；
C.通电长直导线周围的磁感线是以导线为圆心的同心圆，越向外越疏，故C错误；
D.根据感应强度的定义式，可知磁感应强度就是在磁场中垂直于磁场方向的通电导线所受到的磁场力F跟电流强度I和导线长度L的乘积IL的比值，故D正确．
8．CD
【详解】A．移动线圈，穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，故A错误；
B．移动线圈，穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，故B错误；
C．线圈转动时，穿过线圈的磁通量不断变化，会产生感应电流，故C正确；
D．接交流电，穿过线圈的磁通量不断变化，会产生感应电流，故D正确。
故选CD。
9．ADE
【详解】A．北斗导航系统是利用电磁波工作的，A正确；
B．食物中的水分子在微波的作用下热运动加剧，温度升高，内能增加，B错误；
C．常用的电视机遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机，C错误；
D．天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波进行天体物理研究，D正确；
E．遥感技术中利用红外线探测器接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征，E正确。
故选ADE。
10．ACD
【详解】微波是电磁波中按波长分类波长较小的一种，微波是指波长在到之间的电磁波，故A正确．电磁波的传播不需要介质，故B错误，C正确．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说，故D正确．
11． 排斥 吸引
【详解】[1][2]磁极间相互作用的规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
12．或
【详解】矩形线框顺时针转到水平面上有两种情形：一是顺时针转过（）到水平面，则
变化量为
二是顺时针转过()到水平面，则
变化量为
13． 下 右 S
【详解】[1]指针左偏说明线圈中电流方向向下，感应电流产生的磁场方向向下，原磁场方向向上，二者方向相反，说明线圈中磁通量增加，由楞次定律分析可磁铁要靠近线圈，故条形磁铁的运动方向是向下。
[2]由楞次定律分析，原磁场方向向下，线圈中磁通量增大，为阻碍磁通量增大，感应电流产生的磁场方向向上，由安培定则可知线圈中电流方向向上，电流从右端流入电流表，故电流表G的指针向右偏。
[3]指针右偏说明线圈中电流方向向上，感应电流产生的磁场方向向上，因磁铁远离线圈，线圈磁通量减小，为阻碍磁通量减小，原磁场和感应电流产生的磁场方向相同，说明原磁场方向也向上，故条形磁铁下端为S极。
14． 属于
【详解】[1]微波是指频率为300MHz~300GHz的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在1毫米~1米之间的电磁波，所以微波属于电磁波；
[2] 微波的频率为：
；
15．错误
【详解】[1]自然界的任何物体都向外辐射红外线，温度越高，辐射电磁波的本领越强，故此说法错误。
16． 230 280 B B随x先增大后减小
【详解】(1)[1][2] 电流表量程为500mA，由图示表盘可知，其示数为：230mA；欧姆表选择×l0倍率，由图示表盘可知所测电阻阻值为：
28×10=280Ω
(2)[3] 从外部逐渐靠近螺线管两端时，磁场逐渐增强，在螺线管内部，磁场基本上是匀强磁场，磁感应强度大于螺线管端点的磁感应强度，螺线管的磁场关于中点对称，由图示可知，图象B正确ACD错误；
[4]由图象B可知，螺线管的磁场特点是：轴线上各点的磁感应强度随x先增大后减小。
17． 北 44/45
【详解】[1]地磁场分别如图所示
地球可视为一个大磁场，磁场南极大致在地理北极附近，磁场北极在地理南极附近。由表中z轴数据可看出z轴的磁场竖直向下，则测量地点应位于北半球。
[2]磁感应强度为矢量，由表格中可得处当地的地磁场大小约为
18．(1)推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系
(2)逆时针
(3)C
【详解】（1）推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系。
（2）由（1）中操作可知，某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向左偏转，说明外电路电流为顺时针方向，则感应电流从螺线管的上端顺着缠绕在螺线管上的导线流向螺线管的下端，从上往下看，螺线管中的电流方向沿着逆时针方向。
（3）A．判断线圈中感应电流的方向，需要先确定线圈的绕法。故A正确，与题意不符；
B．实验中将条形磁体的磁极插入或拔出时，速度大小不影响感应电流方向的判断。故B正确，与题意不符；
C．实验中若条形磁体的磁极未知，也可以根据电流计指针偏转的方向进行判断感应电流方向。故C错误，与题意相符。
本题选错误的故选C。
19． AD/DA 20
【详解】（1）[1]A．电磁波的传播不需要介质，A正确；
B．电磁波中的可见光部分能被人眼直接观察到，其他波谱成分没有视觉感应，B错误；
C．红外线热效应明显，紫外线可以用来灭菌消毒，C错误；
D．机场安检使用x射线可以窥见行李箱内有无金属物品，但不能判断物体的种类，D正确。
故选AD。
（2）[2]由法拉第电磁感应定律，则有
20． 正． 无 5个
【详解】（1）[1]．在A处用一紫外线灯照射锌板，锌板产生光电效应，光电子射出后，锌板带正电，则验电器也带正电．
（2）[2]．用黄光照射锌板，验电器指针无偏转，说明黄光不能使锌板产生光电效应，红光的频率比黄光低，红光也不能使锌板产生光电效应，验电器指针无偏转．
（3）[3]．因为紫外灯发光的能量分布在半径为d的球面上，所以由能量守恒有
解得
．
点睛：光电效应中光电子射出后，金属板带正电．光电效应的产生条件取决于入射光的频率．本题关键是建立物理模型，根据光子能量以及辐射的能量进行求解．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页