2025-2026学年高中物理必修三单元测试 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．第26届国际计量大会决定，质量单位“千克”由普朗克常数h来定义。普朗克常数h作为一个自然常数，源自于普朗克提出的能量子概念，即，其中表示能量，v表示频率，则h的单位用国际单位制基本单位表示为( )
A. B.N·m/s C. D.
2．下列利用电磁波工作的是( )
A.手机通话 B.电熨斗 C.电热水壶烧水 D.电饭锅加热食物
3．将可以自由转动的小磁针平行于地表放在赤道上，当在小磁针正上方放置一根南北方向的通电直导线，并且电流方向自北向南，稳定静止时小磁针的指向可能正确的是（黑色一端代表小磁针的N极）( )
A. B.
C. D.
4．2023年10月26日11时14分，长征二号F遥十七运载火箭托举着神舟十七号载人飞船，在酒泉卫星发射中心点火升空，送汤洪波、唐胜杰、江新林3名航天员奔赴“天宫”。如图所示，神十六、神十七两个乘组“太空会师”，航天员能与地面工作人员保持实时联络，直播画面通过电磁波传送到地面。下列关于电磁波说法正确的是( )
A.电磁波传播过程中，电场和磁场是独立存在的，没有关联
B.电磁波可以在真空中传播
C.不能用实验验证电磁波的存在
D.太空中航天员讲话时画面与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度
5．以下关于电磁波的说法不正确的是( )
A.无线通信是用电磁波进行传播的 B.医院B超发出的超声波是电磁波
C.遥控器发出的红外线是电磁波 D.透视使用的X射线是电磁波
6．如图所示，下列矩形线框在无限大的匀强磁场中运动，则能够产生感应电流的是( )
A. B.
C. D.
7．如图所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置半径为的虚线圆内有磁感应强度大小为B匀强磁场，磁感线方向垂直线圈平面，下列说法正确的是( )
A.穿过线圈的磁通量是
B.若线圈绕直径翻转则线圈磁通量的变化量大小是0
C.若磁场绕直径翻转则线圈磁通量的变化量大小是
D.若磁场绕直径翻转则线圈磁通量的变化量大小是
8．虚线框内有匀强磁场，1和2为垂直磁场方向放置的两个圆环，分别用和表示穿过两环的磁通量，则有( )
A. B. C. D.无法判断
9．下列有关磁通量的表述中正确的是( )
A.磁通量是矢量，具有方向性
B.磁通量是标量，，，则
C.磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过一面积为S的N匝线圈，线圈的磁通量为NBS
D.磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过一面积为S的N匝线圈，将线圈反转180°，线圈的磁通量变化量为0
10．如图所示是上海同步辐射光源（SSRF）所在地，其新的光束线——上海激光电子伽马源（SLEGS）于2021年成功试运行，成为国内首台、全球范围内为数不多的用于核科学研究的高能量伽马源设施.关于γ射线，下列说法正确的是( )
A.γ射线常用于雷达的电磁波定位
B.γ射线的探伤能力比X射线弱
C.γ射线的电离能力比α、β射线都强
D.原子核发生衰变时辐射的γ射线强度与压强无关
11．关于电磁波谱，下列说法正确的是( )
A.红外体温计的工作原理是人的体温越高，发射的红外线越强，有时物体温度较低，不发射红外线，导致红外体温计无法使用
B.紫外线的频率比可见光低，医学中常用于杀菌消毒，长时间照射人体可能损害健康
C.X射线、γ射线频率较高，波动性较强，粒子性较弱，较难发生光电效应
D.手机通信使用的是无线电波，其波长较长，更容易观察到衍射现象
二、多选题
12．关于磁感应强度B的单位，下列等式中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
13．以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是( )
A.机械波与电磁波本质上是一致的
B.机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波
C.只有机械波中的声波才会发生多普勒效应
D.机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速，不仅与介质有关，还与电磁波的频率有关
14．下列如图所示的情况中，能产生感应电流的是( )
A.图甲中，条形磁铁插入有开口的圆环
B.图乙中，开关闭合后，向右滑动变阻器滑片
C.图丙中，线圈在匀强磁场中保持线圈平面始终与磁感线垂直左右运动时
D.图丁中，与导线在同一平面内的线圈向右平移
15．下列说法正确的是( )
A.相同温度下，黑体吸收能力最强，但辐射能力最弱
B.具有相同动能的中子和电子，其德布罗意波长相同
C.电磁场是真实存在的物质，电磁波具有动量和能量
D.自然光经玻璃表面反射后，透过偏振片观察，转动偏振片时可观察到明暗变化
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．某中学实验小组利用如图所示电路探究“电磁感应现象”，如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，那么合上开关后进行下述操作时可能出现的情况是：
(1)将通电线圈A迅速插入感应线圈B时，灵敏电流计指针将___（选填“左偏”“不偏”“右偏”）。
(2)将通电线圈A插入感应线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时，灵敏电流计指针将___（选填“左偏”“不偏”“右偏”）。
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，间距为l的U型光滑金属导轨水平固定，处于竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小随时间发生变化，给金属棒一个垂直导轨水平向右的初速度v，金属棒恰能在导轨上做匀速直线运动。已知时刻，磁场的磁感应强度大小为，金属棒与导轨左侧恰好构成正方形，时刻穿过回路的磁通量与时刻的磁通量相等。求：
(1)时刻，穿过正方形回路的磁通量大小Φ。
(2)时刻，匀强磁场的磁感应强度大小B。
参考答案
1．答案：D
解析:AB.单位J与N均为导出单位，不是国际单位制中的基本单位，故AB错误；
CD.表示频率，国际单位制中的基本单位为1/s，表示能量，单位为J，该单位也可以表示为N·m，而单位N也可以表示为，根据，整理得利用单位运算可知，h的国际单位制中的基本单位为。
故选D。
2．答案：A
解析：A.手机通话通过电磁波（如射频信号）传输信息，属于电磁波的应用，故A正确；
B.电流流过电炉丝时电炉丝发热，电熨斗是利用电流的热效应工作的。故B错误；
C.电热水壶烧水通过电流热效应（电能→热能），与电磁波无关，故C错误；
D.电饭锅加热食物同样基于电流热效应，未涉及电磁波，故D错误。
故选A。
3．答案：A
解析：地磁场方向由南向北，故只在地磁场作用下，小磁针的N极指向北极，当直导线中通以方向由北向南的电流时，在直导线下方会产生由西向东的磁场，则小磁针的N极将由北向东偏转。
故选A。
4．答案：B
解析：A.电磁波传播过程中，电场和磁场是相互关联，相互联系的，选项A错误；
B.电磁波可以在真空中传播，选项B正确；
C.可以用实验验证电磁波的存在，选项C错误；
D.太空中航天员讲话时画面与声音都是通过电磁波传播到地面的，所以画面和声音同步，但不能说明电磁波与声波具有相同的传播速度，选项D错误。
故选B。
5．答案：B
解析：A.无线通信用的是频率为数百千赫至数百兆赫的无线电波，它是电磁波的一部分，故A正确，不符合题意；
B.医院B超发出的超声波是机械波，故B错误，符合题意；
C.遥控器发出的红外线是电磁波的一部分，故C正确，不符合题意；
D.透视使用的X射线是电磁波的一部分，故D正确，不符合题意。
故选B。
6．答案：D
解析:矩形线框的磁通量发生变化，才能产生感应电流。
故选D。
7．答案：D
解析:A.穿过线圈的磁通量大小与线圈匝数无关，则穿过线圈的磁通量是
故A错误；
B.若线圈绕直径翻转，则末状态线圈磁通量是
则线圈磁通量的变化量
即线圈磁通量的变化量的大小为，故B错误；
CD.若磁场绕直径翻转，则末状态线圈磁通量是
则线圈磁通量的变化量
即线圈磁通量的变化量的大小为，故C错误，D正确。
故选D。
8．答案：B
解析:根据磁通量的公式可知S应为圆环处于磁场中的有效面积，由于两环在同一磁场中的有效面积相同，故穿过两环的磁通量相同，即
故选B。
9．答案：B
解析：A.磁通量是标量，故A错误；
B.磁通量是标量，其“正负”仅表示磁感线穿过平面的方向，比较大小时看绝对值，则，故B正确；
C.根据磁通量的定义式，可得
与N无关，故C错误；
D.假设初始时磁感应线正向穿过线圈，则磁通量为
将线圈反转180°，相当于磁感应线反向穿过线圈，则磁通量为
故线圈的磁通量变化量为，故D错误。
故选B。
10．答案：D
解析：γ射线是由放射性物质辐射的，是一种能量很高的电磁波，穿透能力很强，因此主要常应用于工业探伤、医疗，不能用于雷达的电磁波定位，A错误；γ射线的穿透能力更强，因此探伤能力比X射线强，B错误；γ射线的穿透能力比α、β射线都强，γ射线的电离能力比α、β射线都弱，C错误；原子核发生衰变时与环境的温度、压强都无关，因此辐射的γ射线强度与压强无关，D正确.
11．答案：D
解析：有温度的物体都会发射红外线，A错误；紫外线的频率比可见光高，医学中常用于杀菌消毒，长时间照射人体可能损害健康，B错误；X射线、γ射线频率较高，波动性较弱，粒子性较强，较易发生光电效应，C错误；手机通信使用的是无线电波，其波长较长，更容易观察到衍射现象，D正确.
12．答案：BD
解析: 根据磁感应强度的定义式，可知：
A.与分析不符，故A错误；
B.与分析相符，故B正确；
C.与分析不符，故C错误；
D.与分析相符，故D正确．
13．答案：BD
解析：机械波是机械振动在介质中传播，电磁波是变化的电场产生变化的磁场，变化的磁场产生变化的电场，电场和磁场交替产生形成的物质，二者本质不同，A错误；机械波可能是纵波，也可能是横波，而电磁波只能是横波，B正确；多普勒效应是波特有的现象，C错误；机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速，不仅与介质有关，还与电磁波的频率有关，D正确.
14．答案：BD
解析:产生感应电流的条件：闭合回路、磁通量发生变化。
A.图甲中，条形磁铁插入有开口的圆环，没有构成闭合回路，故A错误；
B.图乙中，开关闭合后，向右滑动变阻器滑片，A线圈所在的回路中电阻减小，电流增大，A线圈周围磁场增大，B线圈内磁通量增大，有感应电流，故B正确；
C.图丙中，线圈在匀强磁场中保持线圈平面始终与磁感线垂直左右运动时，磁通量不变，故C错误；
D.图丁中，与导线在同一平面内的线圈向右平移，磁通量减小，有感应电流，故D正确。
故选BD。
15．答案：CD
解析：相同温度下，黑体吸收能力和辐射能力都最强，A错误；，德布罗意波长，联立解得，中子的质量与电子质量不同，故具有相同动能的中子和电子的德布罗意波长不同，B错误；电磁场是真实存在的物质，电磁波具有动量和能量，C正确；自然光经玻璃表面反射后成为偏振光，透过偏振片观察，转动偏振片可观察到明暗变化，D正确.
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)右偏
(2)左偏
解析:（1）在闭合开关时，穿过线圈B的磁通量增加，发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下；则将通电线圈A迅速插入感应线圈B时，穿过线圈B的磁通量增加，灵敏电流计指针将右偏。
（2）将通电线圈A插入感应线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时，滑动变阻器接入电路阻值增大，线圈A中的电流减小，穿过线圈B的磁通量减小，灵敏电流计指针将左偏。
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)
解析：（1）在时刻，回路面积
穿过正方形回路的磁通量
解得
（2）时间，金属棒的位移
回路面积
时刻穿过回路的磁通量与时刻的磁通量相等，则有
解得
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