优化集训21　电磁感应现象、电磁波的发现、能量量子化--2026物理学考专题练（含解析）

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2026物理学考专题练
优化集训21电磁感应现象、电磁波的发现、能量量子化
基础巩固
1.在物理学史上,最先建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家是(　　)
A.赫兹 B.爱因斯坦
C.麦克斯韦 D.法拉第
2.在法拉第时代,下列验证“由磁产生电”设想的实验中,能观察到感应电流的是(　　)
A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观察电流表的变化
B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观察电流表的变化
C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表的变化
D.绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间,观察电流表的变化
3.在如图所示的实验中,能在线圈中产生感应电流的情况是(　　)
A.磁体静止在线圈上方
B.磁体静止在线圈右侧
C.磁体静止在线圈里面
D.磁体插入或抽出线圈的过程
4.如图所示,边界MN右侧存在匀强磁场,现使边长为L的正方形闭合金属线框由边界左侧以速度v匀速运动到图中虚线位置,此过程线框中产生感应电流的时间为(　　)
A. B.
C. D.
5.如图所示是手持式金属探测器,它广泛应用于机场铁路等入口的安全检查,它的主要工作原理是电磁感应。以下选项中的应用也是利用了电磁感应原理的是(　　)
6.关于电磁波,下列说法正确的是(　　)
A.电磁波的传播需要介质
B.各种颜色的可见光都是电磁波
C.电磁波在真空中的传播速度大小不相等
D.频率越高的电磁波,在真空中传播速度越大
7.电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等,按波长由长到短的排列顺序是(　　)
A.无线电波、红外线、紫外线、γ射线
B.红外线、无线电波、γ射线、紫外线
C.γ射线、红外线、紫外线、无线电波
D.紫外线、无线电波、γ射线、红外线
8.下列电磁波中光子能量最强的是(　　)
A.紫外线 B.X射线 C.可见光 D.红外线
9.我国科学家在量子计算领域取得了重大成果,构建了一台76个光子100个模式的量子计算机“九章”,它处理“高斯玻色取样”的速度比目前最快的超级计算机“富岳”快一百万亿倍。关于量子,下列说法正确的是(　　)
A.是计算机运算的一种程序
B.表示运算速度的一个单位
C.表示微观世界的不连续性观念
D.类似于质子、中子的微观粒子
10.2024年4月12日消息,“中国天眼”的强大观测能力结合创新的分析方法,能够深入刻画宇宙间的神秘爆发信号,有望最终揭示其起源。如图所示是中国天眼FAST-500 m口径球面射电望远镜,天眼接收的射电波工作波长在分米到米的范围,真空中的光速c=3.0×108 m/s,下列说法正确的是(　　)
A.天眼接收的射电波是电磁波,麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
B.天眼只能在白天晴朗的天气工作
C.天眼接收的射电波的频率区间为108~109 Hz
D.天眼接收的电磁波是横波,电磁波的传播需要介质
11.下列关于能量量子化的说法,正确的是(　　)
A.能量子与电磁波的频率成反比
B.电磁波波长越长,其能量子越大
C.微观粒子的能量是不连续(分立)的
D.能量子假设是由爱因斯坦最早提出来的
12.下列关于热辐射和黑体辐射的说法不正确的是(　　)
A.一切物体都在辐射电磁波
B.一般物体辐射电磁波的强度与温度无关
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
D.黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波
能力提高
13.如图所示,L为一根无限长的通电直导线,M为一金属环,L过M的圆心,且通以向上的电流I,则(　　)
A.当L中的I发生变化时,环中有感应电流
B.当M左右平移时,环中有感应电流
C.当M保持水平,在竖直方向上下移动时环中有感应电流
D.只要L与M保持垂直,则以上几种情况,环中均无感应电流
14.如图甲所示为法拉第在研究电磁感应时用过的线圈,其工作原理如图乙所示,则实验中不会使电流表指针发生偏转的是(　　)
A.保持开关闭合 B.开关闭合瞬间
C.开关断开瞬间 D.移动变阻器滑片
15.(2025浙江绍兴高二期末)如图所示,把一个铜环先后放入甲、乙两个足够大磁场中,甲为匀强磁场,乙为非匀强磁场。磁场的中心轴AB、A'B'垂直铜环的平面且通过圆心,OO'为铜环的竖直对称轴。下列说法正确的是(　　)
A.将铜环沿AB、A'B'方向移动,甲、乙两图中的铜环都有感应电流
B.将铜环绕OO'轴翻转,甲、乙两图中的铜环都有感应电流
C.将铜环绕轴AB、A'B'旋转,甲、乙两图中的铜环都有感应电流
D.将铜环沿垂直AB、A'B'方向上下来回移动,甲、乙两图中的铜环都有感应电流
16.我国研制的055新型防空驱逐舰采用“双波段(X波段和S波段)”雷达系统,雷达发射的X波段的频率为8~12 GHz,S波段的频率为2~4 GHz,下列说法正确的是(　　)
A.在空气中X波段的传播速度大于S波段的
B.在空气中S波段的波长比X波段的更短
C.S波段和X波段的频率都比紫外线的小
D.X波段能量子的能量比S波段能量子的能量小
17.某激光器能发射波长为λ的激光,发射功率为P,c表示光速,h为普朗克常量,则激光器每秒发射的光量子数为(　　)
A. B. C. D.λPhc
18.(2022年浙江1月学考)下列说法正确的是(　　)
A.图甲中“3 000 F　2.7 V”的超级电容器最多可以储存8.1 C的电荷量
B.图乙中小磁针放在超导环形电流中间,静止时小磁针的指向如图中所示
C.图丙中直导线悬挂在磁铁的两极间,通以如图所示的电流时会受到磁场力
D.图丁中金属矩形线框从匀强磁场中的a位置水平移到b位置,框内会产生感应电流
19.频率为f的电磁波在某介质中的传播速度为v,该电磁波的波长为(　　)
A.vf B. C. D.f
参考答案
1.C　解析 英国物理学家麦克斯韦在库仑、安培、法拉第等人对电磁学研究的基础上提出了电磁场理论并预言了电磁波的存在。
2.D　解析 产生感应电流必须满足的条件:①电路闭合,②穿过闭合电路的磁通量发生变化。A、B两项电路闭合,但磁通量不变,不能产生感应电流,故A、B两项观察不到电流表的变化;C项满足产生感应电流的条件,也能产生感应电流,但是等我们从一个房间到另一个房间后,电流表中已没有电流,故C项也观察不到电流表的变化;D项满足产生感应电流的条件,能产生感应电流,可以观察到电流表的变化,所以D项正确。
3.D　解析 磁体静止在线圈上方、右侧和里面,穿过闭合电路的磁通量均不发生变化,但磁体插入或抽出时,磁通量变化,故D项正确。
4.A　解析 线框在整个运动过程中,只在右侧边框刚进入磁场到线框恰好完全进入磁场的过程中产生感应电流,此过程线框的位移为L,故根据匀速直线运动规律可得,产生感应电流的时间为t=。故选A。
5.C　解析 电吹风利用了电流的热效应,A错误;避雷针利用了静电感应,B错误;动圈式话筒利用了电磁感应原理,C正确;显像管利用了带电粒子在磁场中的偏转,D错误。
6.B　解析 电磁波的传播不需要介质,故A错误;光是一种电磁波,所有的可见光都是电磁波,故B正确;电磁波在真空中的传播速度均为3×108 m/s,故C、D错误。
7.A　解析 在电磁波家族中,按波长由长到短分别为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等,所以A项正确。
8.B　解析 紫外线、X射线、可见光、红外线中X射线的波长最短、频率最高,所以X射线光子的能量ε=hν最强,所以B正确,A、C、D错误。
9.C　解析 量子是不可分割的最小的单元,体现了物质的不连续性,即通常所说的“量子化”,C正确。
10.C　解析 第一个用实验的方法证实电磁波存在的科学家是赫兹,麦克斯韦只是预言了电磁波的存在,故A错误;中国天眼接收来自宇宙的射电波信号,射电波是一种波长更长、频率更低的电磁波,可以穿透云层、星云等天体物质,所以中国天眼在任何天气下都可以正常运行,不受白天黑夜的影响,故B错误;根据题意知天眼接收的射电波工作波长在分米到米的范围,由f=可得射电波的频率区间为108~109 Hz,故C正确;电磁波是横波,电磁波的本质是电场和磁场的交替变化,在空间中以波的形式传播,不需要通过物质介质来传递能量,故D错误。
11.C　解析 由 =hν可知,能量子与电磁波的频率成正比,故A错误;由ε=hν=可知,电磁波波长越长,其能量子越小,故B错误;普朗克提出了量子假说,他认为,物质辐射(或吸收)的能量都是不连续的,是一份一份进行的,故C正确,D错误。
12.B　解析 一切物体都在辐射电磁波,A正确;实际物体辐射电磁波的情况与温度、表面情况、材料都有关,黑体辐射电磁波的情况只与温度有关,是实际物体的理想化模型,B错误;黑体辐射的强度的极大值随温度升高向波长较短的方向移动,C正确;能完全吸收入射到其表面的各种波长的电磁波,这样的物体称为黑体,D正确;本题选择不正确的,故选B。
13.D　解析 由于直线电流的磁场是垂直导线的同心圆,故只要L与M保持垂直,穿过金属环M的磁通量就为零,保持不变,环中均无感应电流产生,故D项正确。
14.A　解析 开关闭合状态下,线圈中电流恒定,穿过线圈的磁通量不发生变化,没有感应电流,电流表指针不会发生偏转,故A项正确;当开关接通的瞬间、开关断开的瞬间或者移动变阻器滑片时,线圈中磁通量发生变化,产生感应电流,指针发生偏转,故B、C、D错误。
15.B　解析 将铜环沿AB、A'B'方向移动,甲图中铜环内的磁通量不变,没有感应电流,乙图中铜环内的磁通量发生变化,有感应电流,故A错误;将铜环绕OO'轴翻转,甲、乙两图中的铜环内磁通量都发生变化,都有感应电流,故B正确;将铜环绕轴AB、A'B'旋转,甲、乙两图中的铜环内的磁通量都不变,故都没有感应电流,故C错误;将铜环沿垂直AB、A'B'方向上下来回移动,甲图中的铜环内的磁通量不变,没有感应电流,乙图中的铜环内的磁通量变化,有感应电流,故D错误。
16.C　解析 X波段和S波段均为电磁波,它们在空气中的传播速度相同,故A错误;根据v=fλ可知,X波段的频率较大,在空气中S波段的波长比X波段的更长,故B错误;S波段和X波段的频率都比紫外线的小,故C正确;能量子的能量与其频率成正比,X波段能量子的能量大于S波段能量子的能量,故D错误。
17.B　解析 每个光量子的能量ε=hν=,发射功率为P,则n=,故选B。
18.C　解析 电容器最多能储存的电荷量是Q=CU=8.1×103 C,A错误;根据右手螺旋定则可知环形电流产生的磁场方向垂直纸面向外,故小磁针静止时垂直纸面且N极指向外,B错误;通电导线在磁场中与磁场方向不平行时,会受到磁场力的作用,C正确;要产生感应电流必须同时满足两个条件,一是回路闭合,二是磁通量发生变化,线框在磁场中运动时,磁通量不变,故不能产生感应电流,D错误。
19.B　解析 频率为f的电磁波在某介质中的传播速度为v,由v=λf得该电磁波的波长为λ=。故选B。
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