高中物理人教2019必修第三册第十三章 电磁感应与电磁波初步单元测试（含解析）

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高中物理人教2019必修第三册第十三章 电磁感应与电磁波初步
一、单选题
1．下列射线中属于电磁波的是（　　）
A．α射线 B．β射线 C．γ射线 D．阴极射线
2．铁棒A两端均能吸引小磁针，铁棒B能排斥小磁针。若铁棒A靠近铁棒B，则（　　）
A．A，B一定相互吸引
B．A，B一定相互排斥
C．A，B间可能无磁力作用
D．A，B间一定有磁力作用，可能吸引，也可能排斥
3．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．磁场不能产生电场
B．变化的电场一定产生磁场
C．赫兹预言了电磁波的存在
D．电磁波是一种物质，不能在真空中传播
4．在以下说法中，正确的是（　　）
A．医学上利用γ射线治疗肿瘤主要是利用了γ射线的穿透能力强的特点
B．若用频率更高的单色光照射时，同级牛顿环半径将会变大
C．机械波在传播波源的振动的形式的同时传递了能量
D．麦克耳孙﹣莫雷实验表明：不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是不一样的
5．如图所示，在空间三维直角坐标系中过轴上两点，沿平行于轴方向放置两根长直导线，导线中均通有相等的沿轴负方向的恒定电流。已知通电长直导线周围某点磁场的磁感应强度与电流成正比，与该点到导线的距离成反比，即。则下列描述坐标轴上各点磁场磁感应强度的图像中一定错误的是（　　）
A． B．
C． D．
6．如图所示，水平金属圆盘置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，随盘绕金属转轴DD，以角速度沿顺时针方向匀速转动，盘的中心及边缘处分别用金属滑片与一理想变压器的原线圈相连。已知圆盘半径为r，理想变压器原、副线圈匝数比为n，变压器的副线圈与一电阻为R的负载相连。不计圆盘及导线的电阻，则下列说法中正确的是 （　　）
A．变压器原线圈两端的电压为
B．变压器原线圈两端的电压为
C．通过负载R的电流为
D．通过负载R的电流为
二、多选题
7．如图，两根通有等大、反向电流的长直导线A、B垂直纸面固定，acbd为正方形，其中心O及a、b在A、B连线上，则（　　）
A．O点的磁感应强度大于d点的磁感应强度
B．d点的磁感应强度大于c点的磁感应强度
C．d点的磁感应强度与c点的磁感应强度相同
D．a点的磁感应强度与b点的磁感应强度不同
8．沿正方体的棱bc和dd1分别放置两根足够长的通电直导线，其电流方向如图所示。P为棱cd上的一点，若要使P点处的磁感应强度为零，可在空间中再放置一条足够长的通电直导线，则该导线可能（　　）
A．与棱ab平行 B．与棱bc平行
C．与bb1d1d面平行 D．与bb1c1c面平行
三、填空题
9．在图所示的情况中，电源的a端为　 　极(填“正”或“负”)，在通电螺线管中的c点放一小磁针，它的北极受力方向为　 　．
10．在电磁波谱中，有显著热效应的是　 　 ， 　 　是波长最短的电磁波。
11．如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置，如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下．那么闭合开关，稳定后，将A线圈迅速插入B线圈时，灵敏电流计指针将向　 　（填“左”或“右”）偏一下．
12．手机已成为日常通信工具，手机使用的电磁波波长比伦琴射线的波长　 　（选填“长”或“短”），某手机发射的电磁波的频率为f，已知光在真空中传播速度为c，则该电磁波在真空中传播时的波长为　 　．
13．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.8 T，矩形线圈abcd的面积S＝0.5 m2，B与S垂直，线圈一半在磁场中，则当线圈从图示位置绕ad边绕过60°时，线圈中的磁通量为　 　，在此过程中磁通量的改变量为　 　；当线圈再绕ad边转过30°时，线圈中的磁通量为　 　，在此过程中磁通量的改变量为　 　。
14．演示地磁场存在的实验装置 由环形线圈，微电流传感器，DIS等组成 如图所示 首先将线圈竖直放置，以竖直方向为轴转动，屏幕上的电流指针　 　 填：“有”或“无” 偏转；然后仍将线圈竖直放置，使其平面与东西向平行，并从东向西移动，电流指针　 　 填：“有”或“无” 偏转；最后将线圈水平放置，使其从东向西移动，电流指针　 　 填：“有”或“无” 偏转．
四、计算题
15．飞机失事后，为了分析事故的原因，必须寻找黑匣子，而黑匣子在30天内能以37.5kHz的频率自动发出信号，人们就可利用探测仪查找黑匣子发出的电磁波信号来确定黑匣子的位置。那么黑匣子发出的电磁波波长是多少？
16．早期电视机接收的频道为1 12频道 (48.5 223.5 MHz)，全频道电视机所接收的频率除了1 12频道外，还包括13 56频道(470 862 MHz)，试求早期电视机和全频道电视机所接收的无线电波的波长范围．
17．“神舟五号”载人飞船成功发射，如果你想通过同步卫星转发的无线电话与杨利伟通话，则在你讲完话后，至少要等多长时间才能听到对方的回话？（已知地球的质量为M=6.0×1024kg，地球半径为R=6.4×106m，万有引力恒量G=6.67×10﹣11N m2/kg2）
五、解答题
18．如图所示，正方形线圈的匝数匝，线圈的面积，放在匀强磁场中，线圈的一边ab与磁感线垂直，线圈平面与磁场方向成角，当线圈中通以的电流时，ab边受到的磁场力大小。
（1）求该匀强磁场的磁感应强度大小；
（2）在线圈从图示的位置绕ab边转过的过程中，求穿过每匝线圈的磁通量的变化量。
19．在分析和解决物理问题时，有时可以通过合理、恰当的假设，进行分割或填补，使研究对象或研究过程对称，从而使复杂问题简单化。
（1）如图1所示，一小球从A点水平抛出，它在B点与竖直墙壁发生一次弹性碰撞后，以同样大小的速率反弹，最终落在C点。假设小球没有被墙壁阻挡，经过B点后会继续沿着抛物线运动，直至落在点，小球由B到C的运动轨迹与BC'曲线关于竖直墙壁对称。已知抛出点A离水平地面的高度为h，与墙壁的水平距离为s，落地点距墙壁的水平距离为2s，重力加速度为g。不计空气阻力。求小球抛出时的初速度。
（2）点电荷与无限大金属平板M之间的电场线分布如图2所示，金属板M接地，它表面处的电场线均与其表面垂直。A点在点电荷到金属板的垂线上，且靠近M板。已知点电荷与金属板间的距离为d。求A点电场强度的大小E。
（3）对磁现象的成功解释最早是由安培提出的。如图3所示，V形长直导线中通过稳恒电流I，图中角平分线上的P点距V形顶点的距离为d。按照安培的计算，P点的磁感应强度大小（式中k为比例系数，且k和已知）。
按照现在的电磁理论，无限长直导线通过电流为I时，距直导线为r处的磁感应强度大小（其中为已知常数）。图中点与P相对于V形导线顶点对称，位于角平分线上。求点的磁感应强度大小。
六、综合题
20．燃油汽车是常见的交通工具，它使用的能源是汽油。某燃油车从静止开始做匀加速直线运动，经5s后速度达到72km/h。
（1）汽油是能源中的不可再生能源。
（1）以下也属于不可再生能源的是　 　
A．风能　　B．水能　　C．天然气　　D．太阳能
（2）汽车行驶过程中，汽油的化学能转化为了汽车及环境的内能和汽车的　 　能。
（2）该汽车在加速过程中的加速度大小为　 　，5s内运动的距离为　 　m。
（3）若汽车以90km/h的速度在平直路面上匀速行驶时，输出功率约为9.1kW，求此时汽车受到的阻力大小。
（4）余老师驾驶汽车上下班。
（1）他使用北斗卫星导航系统导航，导航系统传递信息是利用　 　
A．机械波　　B．超声波　　C．引力波　　D．无线电波
（2）余老师家到学校的直线距离为6km，某次他驾驶汽车行驶了7.2km到学校，用时10min，则此次他的平均速度大小为　 　m/s。
（3）如图，他上班左转通过某十字路口，路面水平，则提供汽车向心力的是　 　
A．重力　　B．弹力　　C．摩擦力
（4）若他以54km/h匀速行驶，发现前方60m处路口交通信号灯是红灯，立即开始刹车做匀减速直线运动，到路口时恰好停止，则汽车减速的加速度大小约为　 　
A．　　B．　　C．
21．有波长分别为290 m、397 m、566 m的无线电波同时传向收音机的接收天线，当把收音机的调谐电路的频率调到756 kHz时．
（1）哪种波长的无线电波在收音机中产生的振荡电流最强？
（2）如果想接收到波长为290 m的无线电波，应该把调谐电路中可变电容器的动片旋进一些还是旋出一些？
22．如图所示，有一个垂直于纸面向里的圆形匀强磁场，磁感应强度B＝0.8 T，圆心为O，半径为1.0 cm。现在纸面内先后放上A、B、C三个圆线圈，圆心均在O处，A线圈半径为1.0 cm；B线圈半径为2.0 cm；C线圈半径为0.5 cm。问：
（1）若磁场方向不变，在B减为0.4 T的过程中，A和B中磁通量各改变多少？
（2）若磁感应强度大小不变，在磁场方向转过30°角的过程中，C中的磁通量改变多少？
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】电磁波谱
2．【答案】A
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
3．【答案】B
【知识点】电磁场与电磁波的产生
4．【答案】C
【知识点】电磁场与电磁波的产生
5．【答案】C
【知识点】磁感应强度；安培定则
6．【答案】B
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件；电流的概念；电源电动势及内阻
7．【答案】A,C
【知识点】磁感应强度；通电导线及通电线圈周围的磁场
8．【答案】A,D
【知识点】磁感应强度；通电导线及通电线圈周围的磁场
9．【答案】正；左
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
10．【答案】红外线；γ射线
【知识点】电磁波谱
11．【答案】右
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
12．【答案】长；
【知识点】电磁场与电磁波的产生
13．【答案】0.2Wb；0；0；0.2Wb
【知识点】磁感应强度
14．【答案】有；无；无
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
15．【答案】解答：由公式： 得： ＝8000m
【知识点】电磁场与电磁波的产生
16．【答案】解答：不同频率的电磁波的传播速度都相同，根据公式 即可算出波长范围
根据电磁波的波长、波速和频率的关系式 和电磁波在真空中的传播速度 ，分别可得对应于各频道中最低 频率和最高频率的波长分别为：
所以，早期电视机接收的无线电波的波长范围为： 全频道电视机接收的无线电波的波长范围为：
【知识点】电磁波的发射、传播与接收
17．【答案】解答：同步卫星是相对于地面静止的，它的运动周期T=3600×24s，设卫星离地面距离为h，它绕地球转动的向心力是它对地球的万有引力，即： =m（R+h） ；代入数据可解得：h=3.59×107m．最短通信距离是发话人和听话人均在同步卫星的正下方，这时电磁波传播的最短距离为s=2h，所以最短时间为：t= =0.24s．答：在讲完话后，至少要等0.24时间才能听到对方的回话．
【知识点】电磁场与电磁波的产生
18．【答案】（1）
（2）或
【知识点】磁通量
19．【答案】（1）；（2）（3）
【知识点】磁感应强度；平抛运动；电场强度
20．【答案】（1）C；机械
（2）4；50
（3）364N
（4）D；10；C；A
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系；向心力；机车启动；能源的分类与应用；电磁波谱
21．【答案】（1）根据公式 ，设波长分别为290 m、397 m、566 m的无线电波的频率分别为f1、f2、f3则有 Hz≈1 034 kHz
Hz≈756 kHz
Hz≈530 kHz
所以波长为397 m的无线电波在收音机中产生的振荡电流最强
（2）要接收波长为290 m的无线电波，应增大调谐电路的固有频率，因此，应把调谐电路中可变电容器的动片旋出一些．
【知识点】电磁波的发射、传播与接收
22．【答案】（1）解：A线圈半径为1.0 cm，正好和圆形磁场区域的半径相等，而B线圈半径为2.0 cm，大于圆形磁场区域的半径，但穿过A、B线圈的磁感线的条数相等，故穿过A、B线圈的磁通量改变量相等。设圆形磁场区域的半径为R，
磁通量的改变量：ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝ΔBπR2＝（0.8－0.4）×3.14×（10－2）2 Wb＝1.256×10－4 Wb
（2）解：原图中线圈平面与磁场方向垂直，线圈平面与垂直磁场方向的夹角为θ1＝0°；当磁场方向转过30°时，线圈平面与垂直磁场方向的夹角为θ2＝30°
对线圈C：设C的半径为r，则Φ1＝Bπr2cosθ1，Φ2＝Bπr2cosθ2
磁通量的改变量为：
ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝Bπr2（cos0°－cos30°）≈0.8×3.14×（5×10－3）2×（1－0.866）Wb≈8.4×10－6 Wb
【知识点】磁感应强度
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