2025-2026学年高中物理人教版必修三单元测试 第十三章 电磁感应与电磁波初步（含解析）

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2025-2026学年高中物理人教版必修三单元测试 第十三章 电磁感应与电磁波初步
一、单选题
1．下列实验现象，属于电磁感应现象的是( )
A.甲图中，导线通电后其下方的小磁针发生偏转
B.乙图中，开关闭合后通电导线在磁场中运动
C.丙图中，开关闭合后通电线圈在磁场中转动
D.丁图中，金属杆切割磁感线时，电流表指针偏转
2．如图所示为蹄形磁体周围的磁感线分布图，关于a、b两点磁场强弱关系，下列说法正确的是( )
A.a点强
B.b点强
C.a、b两点强弱相同
D.无法比较
3．普通物体辐射出去的电磁波在各个波段是不同的，具有一定的分布规律，这种分布与物体本身的特性及其温度有关，因而被称之为热辐射。黑体辐射实验规律如图所示，下列说法正确的是( )
A.黑体辐射强度按波长的分布只跟黑体温度有关，与黑体材料无关
B.当温度降低时，各种波长的电磁波辐射强度均有所增加
C.当温度升高时，辐射强度峰值向波长较大的方向移动
D.黑体不能够完全吸收照射到它上面的所有电磁波
4．航天员在太空接课，实时画面传播到地面，地面接收到的时波属于( )
A.超声波 B.紫外线 C.红外线 D.无线电波
5．关于能量量子化，下列说法正确的是( )
A.安培提出了能量子理论 B.法拉第提出了能子量子理论
C.微观粒子的能量是连续的 D.微观粒子的能量是不连续的
6．某块磁性材料附近的磁感线分布如图所示，为磁场中的三点，则三点的磁感应强度大小关系为( )
A. B. C. D.
7．物理公式不仅揭示了物理量之间的关系，也揭示了单位之间的关系。已知能量子，其中单位为J，v单位为Hz，则普朗克常量h的单位为( )
A. B.
C. D.
8．两个半径均为R的彼此绝缘的相同金属圆环P、Q相互垂直放置，其中金属圆环Q水平放置，两金属圆环的圆心重合于O点，通有大小相同、方向如图所示的电流。若将一个单独的通电金属圆环在其所围的空间中产生的磁场近似地视作均匀的，且磁感应强度大小为B，则下列说法正确的是( )
A.穿过水平金属圆环Q的磁通量为
B.穿过水平金属圆环Q的磁通量为
C.圆心O处的磁感应强度大小为2B
D.圆心O处的磁感应强度大小为零
9．市面上有一种有趣的磁悬浮玩具，打开电源后，具有磁性的玩偶会稳定地漂浮起来，其内部构造如图所示，其中滑动变阻器接入电路的阻值可改变，则下列说法正确的是( )
A.该玩具的电源必须是交流电源
B.a端应接电源正极
C.软铁内的磁感线朝向上方
D.滑动变阻器的滑片向下滑动，玩偶的高度会上升
10．铭记伟大历史胜利，凝聚正义和平力量。9月3日上午，纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会在北京天安门广场隆重举行。如图为阅兵式上展示的激光武器，常见激光的频率为至，借助已经公开激光武器推测，此激光武器功率可达50千瓦级。已知，根据所学知识估算该激光武器每秒可射出的光子数的数量级约为多少( )
A. B. C. D.
11．如图所示，和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，，在处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有垂直纸面向里、大小相等的恒定电流，这时O点的磁感应强度大小为.若将P处长直导线移开，则O点的磁感应强度的大小为( )
A. B. C. D.
二、多选题
12．下列属于电磁波的是( )
A.水波 B.紫外线 C.可见光 D.声波
13．如图甲所示，面积为S的单匝矩形闭合线圈abcd在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，匀强磁场的磁感应强度大小为B，穿过线圈的磁通量Φ随时间t变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.在时，穿过线圈的磁通量大小为
B.在时，磁场方向与线圈所在平面垂直
C.线圈从图甲所示的位置转过60°，穿过线圈的磁通量大小为
D.在时刻和时刻，穿过线圈的磁通量相同
14．以下关于磁场、电磁感应现象的说法正确的是( )
A.图甲中闭合开关S瞬间，与线圈P连接的电流计的指针发生偏转
B.图乙中电流方向如图所示，则铁环中心O点的磁场垂直纸面向外
C.图丙中当电流从B流入时小磁体向下运动，则小磁体下端为N极
D.图丁中水平圆环从M向L运动的过程中，穿过圆环的磁通量先增大后减小
15．如图所示，“”形直角光滑金属导轨OAN固定在竖直平面内，金属杆OP一端由光滑铰链连接在O处，另一端穿过套在水平导轨AN上的光滑轻环，金属杆与导轨构成的回路连接良好，整个空间有垂直导轨平面的匀强磁场(图中未画出),只考虑OA段的电阻，轻环在水平外力F的作用下，使金属杆以不变的角速度逆时针转动，则在轻环由C点运动到D点的过程中( )
A.轻环加速运动
B.轻环减速运动
C.回路中的电流增大
D.力F对轻环所做的功等于系统产生的热量
三、填空题
16．麦克斯韦提出的电磁场理论认为_______________（选填“变化”或“不变化”）的磁场能产生电场。现代通信离不开电磁波，在真空中频率越小的电磁波，它的波长_______________（选填“越长”或“越短”）。
17．普朗克的假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的_____________。即能的辐射或者吸收只能是_____________的。这个不可再分的最小能量值ε叫作_____________。
四、实验题
18．在“探究感应电流产生的条件”实验中，某同学将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关组成的部分电路已连接好，如图所示。
（1）请使用两根导线，将电路补充完整。
（2）此实验中使用的电表应是______。（填选项前的字母）
A.灵敏电流计 B.大量程的电压表 C.倍率适宜的电阻表
（3）正确选择电表和连接电路后，开始实验探究。下列说法正确的是( )
A.开关闭合后，线圈A插入线圈B中或从线圈B中拔出，都不会引起电表的指针偏转
B.线圈A插入线圈B中后，在开关闭合和断开的瞬间，电表的指针均会偏转
C.开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，电表的指针静止在中央零刻度
D.开关闭合后，只要移动滑动变阻器的滑片P，电表的指针一定会偏转
五、计算题
19．我们根据什么说电磁波是一种物质？
20．如图所示，“V”形导轨沿水平方向固定，，OB为的角平分线。在整个空间加竖直向下的匀强磁场，足够长的导体棒MN垂直OB放置在O点，从时刻开始导体棒向右以恒定的速度运动，导体棒始终与OB垂直且始终保持与导轨有良好的接触，已知从到时间内匀强磁场的磁感应强度大小为，从开始空间的磁感应强度随时间的变化律为。求：
（1）时穿过闭合回路的磁通量；
（2）到时间内穿过回路磁通量的变化量；
（3）若开始，欲使回路中没有感应电流产生，写出从开始磁感应强度随时间的变化规律。
参考答案
1．答案：D
解析：磁生电的现象叫作电磁感应。甲图中的现象是通电导线产生磁场使小磁针发生偏转，是电流的磁效应，乙图和丙图中的现象均为通电导线在磁场中受到安培力的现象，丁图中的现象是电磁感应现象。
故选D。
2．答案：A
解析:磁感线越密集的位置磁场越强，a点磁感线比b点密集，故a点的磁场比b点强。
故选A。
3．答案：A
解析:A、一般物体辐射电磁波的情况与温度有关，还与材料的种类的表面情况有关；但黑体辐射电磁波的情况只与温度有关，故A正确；
B、由图可知，随温度的降低，各种波长的光辐射强度都有所减小，故B错误；
C、随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故C错误；
D、能完全吸收照射到它上面的各种频率的电磁辐射的物体称为黑体，因此黑体能够完全透射照射到它上面的光波，故D错误。
故选：A。
4．答案：D
解析：航天员在太空接课，实时画面通过无线电波传播到地面。故选D。
5．答案：D
解析：AB.普朗克提出能量量子理论，选项AB错误；CD.根据能量量子化观点，微观粒子的能量是不连续的，选项C错误，D正确。故选D。
6．答案：D
解析：根据磁感线越密集的地方磁感应强度越大，由图可知。
故选D。
7．答案：B
解析: 根据，可得
则普朗克常量h的单位为故选B。
8．答案：A
解析：根据题意可知，通电金属圆环P在其所围的空间中产生的磁感应强度大小为B，方向水平向左，通电金属圆环Q在其所围的空间中产生的磁感应强度大小亦为B，方向竖直向下，故穿过水平金属圆环Q的磁通量为，A正确，B错误；由前面分析可知，P、Q两通电圆环在O点处产生的磁感应强度大小均为B，方向相互垂直，则由矢量合成法则可知，圆心O处的磁感应强度大小为，故C、D错误。
9．答案：B
解析：由题可知，具有磁性的玩偶稳定地漂浮起来，玩偶下端为S极，则通电线圈的上端为S极，根据安培定则可得，a端应接电源的正极，电源提供的是直流电，A错误，B正确；由通电线圈的上端为S极，知软铁内的磁感线朝向下方，C错误；若滑动变阻器的滑片向下滑动，其接入电路的电阻增大，则线圈中的电流减小，磁场减弱，玩偶的高度会下降，D错误。
10．答案:C
解析:由题可知，激光武器的功率
则激光武器每秒发射的总能量为
则每个光子的能量约为
该激光武器每秒可射出的光子数
即该激光武器每秒可射出的光子数的数量级约为。
故选C。
11．答案：B
解析：根据安培定则可知，两导线在O点形成的磁感应强度如图所示：
合磁感应强度大小为.则根据几何关系可知，两导线单独形成的磁感应强度大小为，故B正确，ACD错误.
故选B.
12．答案：BC
解析：水波和声波是机械波，紫外线和可见光属于电磁波。
故选BC。
13．答案：BC
解析：根据题图乙知，则在时，，A错误；在时，线圈转过90°，此时磁场方向与线圈所在平面垂直，B正确；线圈从图甲所示的位置转过60°，穿过线圈的磁通量，C正确；在时刻，穿过线圈的磁通量，在时刻，穿过线圈的磁通量，可知，在时刻和时刻，穿过线圈的磁通量不相同，D错误。
14．答案：AD
解析：题图甲中，闭合开关S的瞬间，线圈M中产生向左的磁场，穿过线圈P的磁通量增大，产生感应电流，与线圈P连接的电流计的指针发生偏转，A正确；题图乙中，对于左、右两个螺线管，分别由安培定则判断得上方均为N极，下方均为S极，所以环心O处的磁场竖直向下，B错误；题图丙中，当电流从B流入时，根据安培定则可知，电磁铁上端为N极，由于小磁体向下运动，知小磁体下端为S极，C错误；题图丁中，圆环向下运动的过程中，通过圆环的磁铁内部磁通量大于磁铁外部磁通量，圆环在磁铁中间时外部磁通量最小，净磁通量最大，则穿过圆环的磁通量先增大后减小，D正确。
15．答案：AC
解析：设O与轻环连线与AN的夹角为θ,金属杆的线速度大小为,金属杆绕O点转动的半径r在变大，角速度不变，则线速度在变大，而,θ减小，则环增大，轻环加速运动，A正确，B错误；金属杆转动切割磁感线，产生的感应电动势为,金属杆转动切割磁感线的有效长度在变大，则产生的感应电动势在变大，感应电流,电阻R不变，则电流变大，C正确；力F对轻环做的功转化为轻环的动能和系统产生的热量，D错误。
16．答案：变化；越长
解析：麦克斯韦建立了电磁场理论：变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场；
真空中电磁波的传播速度均为光速，根据可知，频率越小的电磁波，它的波长越长。
17．答案：整数倍；一份；一份能量子
解析：由理论可知，普朗克的假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，即能的辐射或者吸收只能是一份一份的。这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。
18．答案：（1）图见解析
（2）A
（3）BD
解析：（1）将电池组、开关、滑动变阻器、线圈A串联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，再将电表与线圈B串联成另一个回路，实物图如图所示。
（2）本实验要使用灵敏电流计来检测电路中是否有电流产生，故选A。
（3）开关闭合后，线圈A插入线圈B中或从线圈B中拔出，穿过线圈B的磁通量都会发生变化，都会产生感应电流，都会引起电表的指针偏转，故A错误；线圈A插入线圈B中后，在开关闭合和断开的瞬间，穿过线圈B的磁通量都会发生变化，线圈B中会产生感应电流，电表的指针均会偏转，故B正确；开关闭合后，只要滑动变阻器的滑片P移动，不论是加速还是匀速，穿过线圈B的磁通量都会变化，都会有感应电流产生，电表的指针都会偏转，故C错误，D正确。
19．答案：见解析
解析：从电磁波可以脱离电荷独自存在、不需借助介质传播、具有能量三个方面可以看出，电磁波和实物粒子一样，是一种物质，这是人们对于物质认识的一个重大发现。
20．答案：（1）
（2）
（3）
解析：（1）导体棒MN向右匀速运动，1 s内的位移大小为
由几何关系可知导体棒接在导轨间的长度为
闭合回路围成的面积为
时穿过闭合回路的磁通量大小为
（2）内导体棒的位移大小为
由几何关系可知，时导体棒接在导轨间的长度为
闭合回路围成的面积为
时，磁感应强度为
时穿过闭合回路的磁通量大小为
内导体棒的位移大小为
由几何关系可知导体棒接在导轨间的长度为
闭合回路围成的面积为
时，磁感应强度为
时穿过闭合回路的磁通量大小为
到时间内穿过回路的磁通量的变化量
（3）欲使从开始回路中没有感应电流产生，则穿过回路的磁通量保持不变，即从开始回路中的磁通量始终等于时的磁通量，即
t时间内导体棒的位移大小为
t时刻导体棒接在导轨间的长度为
t时刻闭合回路围成的面积为
t时刻穿过回路的磁通量为
欲满足条件，应有
解得
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