5.4初识光量子与量子世界
巩固练习（含解析）
1．下列说法正确的是
A．黑体辐射中，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
B．光电效应中，遏出电压与入射光的频率有关，与产生光电效应的金属材料无关
C．有些原子的发射光是连续谱，有些的发射光谱是线状谱
D．氘核由一个质子和一个中子组成，但氘核的质量小于单个的质子和中子的质量之和
2．下列说法正确的是（ ）
A．玻尔在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念
B．德布罗意第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念
C．爱因斯坦提出光子说，并成功地解释了光电效应现象
D．普朗克把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性
3．已知某单色光的波长为，在真空中光速为，普朗克常量为，则电磁波辐射的能量子的值为（
）
A．
B．
C．
D．以上均不正确
4．红外线热像仪可以监测人的体温，当被测者从仪器前走过时，便可知道被测者的体温是多少，关于其中原理，下列说法正确的是（
）
A．人的体温会影响周围空气温度，仪器通过测量空气温度便可知道人的体温
B．仪器发出的红外线遇人反射，反射情况与被测者的温度有关
C．被测者会辐射红外线，辐射强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强且较短波长的成分强
D．被测者会辐射红外线，辐射强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强且较长波长的成分强
5．普朗克在1900年将“能量子”引入物理学，开创了物理学的新纪元．在下列宏观概念中，具有“量子化”特征的是
A．人的个数
B．物体所受的重力
C．物体的动能
D．物体的长度
6．对黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是(
)
A．温度
B．材料
C．表面状况
D．以上都正确
7．下列说法正确的是（ ）
A．伽利略通过“理想实验”得出“力是维持物体运动的原因”
B．爱因斯坦首先提出“能量子”假说
C．牛顿发现万有引力定律的同时测出了引力常量
D．伽利略首先建立了平均速度、瞬时速度、加速度以及能量的概念
8．在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法错误的是（
）
A．普朗克在1900年把能量子引入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念，成为新物理学思想的基石之一
B．伽利略指出运动物体在不受力的作用时，将保持原来的速率一直运动下去
C．开普勒提出行星运动三定律
D．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因
9．在人类对波粒二象性的认识过程中，下列说法不正确的是（ ）
A．普朗克通过对黑体辐射的研究，第一次提出了光子的概念
B．爱因斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说
C．德布罗意首先提出了物质波的猜想，而电子衍射实验证实了他的猜想
D．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变长
10．有关近代物理内容的叙述中，正确的是（ ）
A．原子核发生一次衰变，该原子外层就失去一个电子
B．康普顿效应表明光具有波动性，即光子不仅具有能量还具有动量
C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及其表面状况无关变
D．比结合能大的原子核结合成比结合能小的原子核时一定放出核能
11．如图，一细光束通过玻璃三棱镜折射后分成a、b、c三束单色光，则这三种单色光中（ ）
A．光子的能量
B．在真空中传播的速度的关系是
C．分别通过同一双缝干涉装置产生的条纹的间距是
D．若a光遇到某障碍物能发生明显的衍射现象，则c光遇到该障碍物不能发生衍射现象
12．某气体在T1、T2两种不同温度下的分子速率分布图象如图甲所示，纵坐标f（v）表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，横坐标v表示分子的速率；而黑体辐射的实验规律如图乙所示，图乙中画出了T1、T2两种不同温度下黑体辐射的强度与波长的关系。下列说法正确的是（ ）
A．图甲中T1>T2
B．图乙中T1C．图甲中温度升高，所有分子的速率都增大
D．图乙中温度升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动
13．对黑体辐射的研究中，我们发现，物质吸收或发射能量是不连续的，于是提出能量量子化的理论，那么这位科学家是（ ）
A．牛顿
B．开普勒
C．普朗克
D．阿基米德
14．在抗击新冠病毒的战役中，非接触式温度计在公共场所被广泛应用，其测温原理是基于黑体辐射规律。下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射规律的是（ ）
A．
B．
C．
D．
15．德国物理学家冯·克里芩在1980年发现了量子霍尔效应，霍尔电阻值出现量子化现象，与量子数n成反比，还与普朗克常量h和电子电荷量e有关。下列关于霍尔电阻公式正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
16．下列说法正确的是（
）
A．物体在某一温度下只能辐射某一固定波长的电磁波
B．当铁块呈现黑色时，说明它的温度不太高
C．当铁块的温度较高时会呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强
D．早、晚时分太阳呈现红色，而中午时分呈现白色，说明中午时分太阳温度最高
17．热辐射是指所有物体在一定的温度下都要向外辐射电磁波的现象，辐射强度是指垂直于电磁波传播方向上的单位面积上单位时间内所接收到的辐射能量．在研究某一黑体热辐射时，得到了四种温度下黑体热辐射的强度与波长的关系如图．图中横轴λ表示电磁波的波长，纵轴表示某种波长电磁波的辐射强度，则由辐射强度图线可知，同一黑体在不同温度下（ ）
A．向外辐射同一波长的电磁波的辐射强度相同
B．辐射强度的极大值随温度升高而向短波方向移动
C．向外辐射的电磁波的总能量随温度升高而减小
D．向外辐射的电磁波的波长范围是相同的
18．关于热辐射，下列叙述中正确的是（ ）
A．一切物体都在辐射电磁波
B．任何物体辐射电磁波的情况只与温度有关
C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关是因为能量量子化
D．黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波
参考答案
1．D
【详解】
A．随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加，另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故A错误；
B．根据光电效应方程：
光电子在光电管中由反向电压而减速到零，由动能定理：
联立可得：
可知遏出电压与入射光的频率有关，也与产生光电效应的金属材料(逸出功)有关，故B错误；
C．各种原子的发射光谱都是线状谱，线状谱是原子的特征谱线，故C错误；
D．当一个中子和一个质子结合成一个氘核时，会向外放出一定的能量，根据爱因斯坦的质能方程可知核反应有质量亏损，则氘核的质量小于中子与质子的质量之和，故D正确。
故选D。
2．C
【详解】
A．普朗克在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，选项A错误；
B．波尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，选项B错误；
C．爱因斯坦提出光子说，成功地解释了光电效应规律，选项C正确；
D．德布罗意大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性，选项D错误。
故选C。
3．A
【详解】
根据，又，所以，故A正确，BCD错误．
故选：A。
4．C
【详解】
根据热辐射规律可知，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加；随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．人的体温的高低，直接决定了这个人辐射的红外线的频率和强度，通过监测被测者辐射的红外线的情况就可知道这个人的体温，故C正确。
故选C。
5．A
【详解】
在经典物理学中，对体系物理量变化的最小值没有限制，它们可以任意连续变化，如重力、动能、长度等，但在量子力学中，物理量只能以确定的大小一份一份地进行变化，具体有多大要随体系所处的状态而定．这种物理量只能采取某些分离数值的特征叫作量子化．A正确BCD错误．
故选：A。
6．A
【详解】
一般物体辐射电磁波的情况与温度有关，还与材料的种类及表面情况有关；但黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，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A正确，BCD错误。
故选A。
7．D
【详解】
A．伽利略通过“理想实验”得出“力不是维持物体运动的原因”，选项A错误；
B．普朗克首先提出“能量子”假说，选项B错误；
C．牛顿发现万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量，选项C错误；
D．伽利略首先建立了平均速度、瞬时速度、加速度以及能量的概念，选项D正确。
故选D。
8．D
【详解】
A．物理学的发展表明，普朗克在1900年把能量子引入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念，成为新物理学思想的基石之一，故A正确，不符合题意；
B．伽利略指出运动物体在不受力的作用时，将保持原来的速度一直运动下去，故B正确，不符合题意；
C．开普勒提出行星运动三定律，故C正确，不符合题意；
D．伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因，故D错误，符合题意；
故选D。
9．A
【详解】
A．普朗克通过对黑体辐射的研究，第一次提出了量子理论；爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说，故A符合题意；
B．爱因斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说，故B不符合题意；
C．德布罗意首先提出了物质波的猜想，之后电子衍射实验证实了他的猜想，故C不符合题意；
D．在康普顿效应中，当人射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变长，故D不符合题意。
故选A。
10．C
【详解】
A．β衰变的实质是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，不是来自核外电子，故A错误；
B．康普顿效应表明光具有粒子性，故B错误。
C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料种类及表面状况无关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的升高，黑体辐射电磁波的强度的极大值向波长较短的方向移动，故C正确；
D．比结合能是结合能与核子数的比值，比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定放出核能，如轻核聚变，故D错误。
故选C。
11．C
【详解】
A．由题图可看出，c光的偏折程度最大，a光的偏折程度最小，则可得c光的折射率最大，频率最大，a光的折射率最小，频率最小，即
根据光子的能量公式
可得
故A错误；
B．各种色光在真空中的传播速度都相同，均为，故B错误；
C．a光的频率最小，则波长最长，故由前面判断可得
根据双缝干涉条纹的间距公式
可判断a、b、c通过同一双缝干涉装置产生的条纹的间距是
故C正确；
D．光遇到障碍物均能发生衍射现象，只是发生明显衍射现象才需要一定的条件，故D错误；
故选C。
12．D
【详解】
AC．由图甲可知，温度为T2的图线中速率大分子占据的比例较大，则说明其对应的平均动能较大，故T2对应的温度较高，T1＜T2；温度升高使得气体分子的平均速率增大，不一定每一个气体分子的速率都增大，故AC错误；
BD．由图乙可以看出，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，则T1>T2，故B错误，D正确。
故选D。
13．C
【详解】
普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论，故选C。
14．B
【详解】
AD．黑体辐射以电磁辐射的形式向外辐射能量，温度越高，辐射越强越大，故AD错误；
BC．黑体辐射的波长分布情况也随温度而变，如温度较低时，主要以不可见的红外光进行辐射，在500℃以至更高的温度时，则顺次发射可见光以至紫外辐射，即温度越高，辐射的电磁波的波长越短，故B正确，C错误。
故选B。
15．B
【详解】
由于为电阻，单位为Ω，普朗克常量的单位为，电荷量的单位为，则有
故选B。
16．BC
【详解】
A．物体在某一温度下能辐射不同波长的电磁波，故A错误；
BC．铁块呈现黑色，是由于它的辐射强度的极大值对应的波长段在红外部分，甚至波长更长，说明它的温度不太高，当铁块的温度较高时铁块呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强，故BC正确；
D．太阳早、晚时分呈现红色，而中午时分呈现白色，是大气吸收与反射了部分光的原因，不能说明中午时分太阳温度最高，D错误。
故选BC。
17．BD
【分析】
根据黑体辐射的实验规律以及黑体模型的概念分析讨论．
【详解】
从图中可以看出，温度越高，向外辐射同一波长的电磁波的辐射强度越大，A错误；从图中可以看出，辐射强度的极大值随温度升高而向短波方向移动，B正确；从图中可以看出，辐射的各个波长的部分的辐射强度均变大，故向外辐射的电磁波的总能量随温度升高而增强，C错误；从图中可以看出，黑体可以辐射出任何频率的电磁波，故向外辐射的电磁波的波长范围是相同的，D正确．
【点睛】
如果一个物体能够吸收照射到它上面的全部辐射而无反射，这种物体就叫做黑体；黑体可以辐射出任何频率的电磁波；当黑体温度升高时，辐射的各个频率的部分的强度均变大，同时辐射强度极大值向波长较短的方向移动．
18．ACD
【详解】
A．根据热辐射定义知,
一切物体都在辐射电磁波，故A正确；
BC．根据热辐射和黑体辐射的特点知一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料种类和表面状况有关，而黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关，是因为能量量子化，故C正确，B错误；
D．根据黑体定义知黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波，故D正确。
故选ACD。5.3初识电磁波及其应用
巩固练习（含解析）
1．我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，其发射的无线电波波长在范围内，则这种无线电波（ ）
A．频率比红外线高
B．照射锌板能打出光电子
C．在各种介质中传播的速度相同
D．在空间传播时能发生明显的衍射现象
2．如图所示的LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向指向A板，则（ ）
A．若i正在减小，线圈两端电压在增大
B．若i正在增大，此时A板带正电
C．若仅增大线圈的自感系数，振荡频率增大
D．若仅增大电容器的电容，振荡频率增大
3．关于电磁波及电磁振荡，下列说法中不正确的是（ ）
A．无线电波中，微波比长波更容易发生衍射
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
D．LC振荡电路放电过程中，电场能转化为磁场能
4．如图甲所示的LC振荡电路中，t=0时的电流方向如图中标出，电容器上的电荷量随时间的变化规律如图乙所示，则（ ）
A．0至0.5s时间内，电容器在放电
B．0.5s至1.0s时间内，电容器的下极板的正电荷在减少
C．1.0s至1.5s时间内，Q点比P点电势高
D．1.5s至2.0s时间内，磁场能正在转变成电场能
5．下列说法正确的是（ ）
A．各种电磁波中，最容易表现出干涉和衍射现象的是射线
B．红外线有显著的热效应，紫外线有显著的荧光效应
C．X射线的穿透本领比射线更强
D．在电磁波谱中，X射线与射线有很大一部分重叠区域，因此两者产生机理应该是一样的
6．下列家用电器中应用电磁波工作的是（ ）
A．电饭锅
B．洗衣机
C．微波炉
D．冰箱
7．关于电磁波下列说法正确的是（ ）
A．麦克斯韦通过实验验证了“变化的电场产生磁场”和“变化的磁场产生电场”，并预言了电磁波的存在
B．无线电波、光波、阴极射线、X射线、γ射线都是电磁波
C．赫兹通过测量证明在真空中，电磁波具有与光相同的速度
D．太阳光中含有不同频率的各种电磁波，且能量均分在各个波段
8．下列说法正确的是（ ）
A．麦克斯韦证实了电磁波的存在
B．电磁波的传播需要介质
C．变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场
D．光纤通信的工作原理是全反射，光纤通信具有容量大、抗干扰性强等优点
9．测温是防控新冠肺炎的重要环节。在公共场所常用如图所示的测温枪为出入人员测温，测温枪是通过传感器接收红外线，得出感应温度数据，使用时只要将测温枪靠近皮肤表面，修正皮肤与实际体温的温差便能准确显示体温，下列说法正确的是（ ）
A．测温枪利用的红外线也可用于杀菌消毒
B．红外线是波长比紫外线长的电磁波
C．红外线的穿透能力很强，接受红外线照射是会伤害身体的
D．红外线的频率大于X光的频率
10．关于电磁波和相对论，下列说法正确的是（ ）
A．电磁波在真空中传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度的方向均平行
B．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失
C．真空中的光速在不同的惯性参考系中不同
D．狭义相对论中的假设在不同惯性参考系中均成立
11．某肺炎病人拍摄的CT胸片如图所示，病毒感染处的密度与其它部分不同，片中显示为白斑。拍摄CT片，利用穿透能力与密度有关的是（ ）
A．无线电波
B．红外线
C．X射线
D．紫外线
12．关于电磁场理论的认识，下列说法中正确的是（ ）
A．赫兹预言了电磁场的存在
B．在电场的周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
D．周期性变化的电场周围产生周期性变化的磁场
13．关于电磁波，下列说法不正确的是（ ）
A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
14．随着通信技术的更新换代，无线通信使用的电磁波频率更高，频率资源更丰富，在相同时间内能够传输的信息量更大。第5代移动通信技术(简称5G)意味着更快的网速和更大的网络容载能力，“4G改变生活，5G改变社会”。与4G相比，5G使用的电磁波（ ）
A．光子能量更大
B．衍射更明显
C．传播速度更大
D．波长更长
15．如图甲所示，在LC振荡电路中，其电流变化规律如图乙所示，规定顺时针方向为电流i的正方向，则（ ）
A．0至时间内，电容器C在放电
B．至时间内，电场能正在减小
C．至时间内，磁场能正在减小
D．至时间内，P点的电势比Q点的电势低
16．振荡电路中某时刻的磁场方向如图所示，则（ ）
A．若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流方向由指向
B．若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上板带负电
C．若磁场正在增强，则电场能正在减少，电容器上板带负电
D．若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由指向
17．使用如图所示的体温枪可以通过非接触的方法感应人体的体温。这种体温枪利用了哪种电磁波工作的（ ）
A．射线
B．X射线
C．紫外线
D．红外线
18．电磁波在医院得到了广泛应用，关于电磁波的某些特性，下列说法正确的是（ ）
A．红外线测温仪，是利用了红外线波长较长的特性
B．胸透又称荧光透视，是利用X射线具有穿透性，荧光性和摄影效应的特性
C．伽玛手术刀治疗癌症是利用γ强穿透力，能量高的特性
D．医用紫外灭菌灯是利用了紫外线的消毒特性
参考答案
1．D
【详解】
A．米波的波长大于红外线的波长，波长越长，频率越低，米波的频率小于红外线的频率，A错误；
B．由可得，频率越低，电磁波的能量越低，米波的能量较低，照射锌板不能打出光电子，B错误；
C．电磁波在不同介质中传播的速度不同，C错误；
D．波长越长，衍射现象越明显，由于米波的波长较长，在空间传播时能发生明显的衍射现象，D正确。
故选D
2．A
【详解】
A．若i正在减小，说明磁场能转化为电场能，则线圈两端电压在增大，故A正确；
B．线圈中的电流从下到上，此时电流正在增大，表明电容器正在放电，所以B板带正电，A板带负电，故B错误；
C．LC振荡电路的周期公式为，若仅增大线圈的自感系数，周期增大，振荡频率减小，故C错误；
D．LC振荡电路的周期公式为，若仅增大电容器的电容，周期增大，振荡频率减小，故D错误。
故选A。
3．A
【详解】
A．
波长越长衍射现象越明显，无线电波中，长波比微波更容易发生衍射，故A错误，符合题意；
B．
周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，故B正确，不符合题意；
C．
电磁波是横波，电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直，故C正确，不符合题意；
D．
LC振荡电路放电过程中，电容带电量减小，回路电流增强，电场能转化为磁场能，故D正确，不符合题意。
故选A。
4．B
【详解】
A．0至0.5s时间内，电容器带电量增加，则电容器在充电，下极板带正电，选项A错误；
B．0.5s至1.0s时间内，电容器放电，则下极板的正电荷在减少，选项B正确；
C．1.0s至1.5s时间内，电容器反向充电，上极板带正电，电流方向与图示方向相反，则此时Q点比P点电势低，选项C错误；
D．1.5s至2.0s时间内，电容器反向放电，则电场能正在转变成磁场能，选项D错误。
故选B。
5．B
【详解】
A．在电磁波谱中最容易发生衍射的是无线电波波长越长，波动性越明显，故A不符合题意；
B．红外线有显著的热效应，紫外线有显著的荧光效应，故B符合题意；
C．X射线波长比射线长，穿透力不及射线，故C不符合题意；
D．在电磁波谱中，X射线与射线有很大部分重叠区域，但二者产生机理不同，故D不符合题意。
故选B。
6．C
【详解】
A．电饭锅是利用电流的热效应工作的，故A不符合题意；
B．洗衣机是利用电动机工作的，故B不符合题意；
C．微波炉是利用电磁波工作的，故C符合题意；
D．冰箱是利用电流做功实现内能转移的，故D不符合题意。
故选C。
7．C
【详解】
（1）麦克斯韦只是预言了电磁波的存在，也进行了相关理论计算，但并没有用实验验证电磁波的存在，A错误；
（2）根据电磁波谱，阴极射线不属于电磁波，B错误
（3）赫兹用实验证明了电磁波的存在，并且通过测量，发现在真空中，电磁波具有与光相同的速度，C正确了；
（4）太阳光中含有红外线、可见光和紫外线，并不是含有不同频率的各种电磁波，同时能量也不是均分的，D错误．
故本题选C．
8．D
【详解】
A．麦克斯韦预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，选项A错误；
B．电磁波的传播不需要介质，在真空中同样能传播，选项B错误；
C．变化的电场一定产生的磁场，变化的磁场一定产生的电场；均匀变化的电场产生稳定的磁场，均匀变化的磁场产生稳定的电场，选项C错误；
D．光纤通信的工作原理是全反射，光纤通信具有容量大、抗干扰性强等优点，选项D正确。
故选D。
9．B
【详解】
A．紫外线可用于杀菌消毒，红外线具有热效应，故A错误；
B．由电磁波谱可知，红外线是波长比紫外线长的电磁波，故B正确；
C．红外线的热作用很强，接受红外线照射是不会伤害身体的，故C错误；
D．由电磁波谱可知，红外线的频率小于X光的频率，故D错误。
故选B。
10．D
【详解】
A．电磁波是横波，电磁波在真空中传播时，它的电场与磁场方向相互垂直，且其传播方向与电场强度、磁感应强度的方向均垂直，故A错误；
B．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止了，只是不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会立即消失，还要继续传播一段时间，故B错误；
C．根据光速不变原理，真空中的光速在不同惯性参考系中是相同的，故C错误；
D．狭义相对性的基本假设是：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，故D正确。
故选D。
11．C
【详解】
医学中的CT胸片是利用X射线穿透能力与密度有关的特点。
故选C。
12．D
【详解】
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁场的存在，故A错误；
B．变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场，如果电场不变化，不会产生磁场，如果磁场不变化，不会产生电场，故B错误；
C．均匀变化的电场周围产生的是恒定的磁场，均匀变化的磁场周围产生的是恒定的电场，故C错误；
D．周期性变化的电场周围产生的是周期性变化的磁场，故D正确。
故选D。
13．D
【详解】
A．电磁波在真空中的传播速度均相同，与电磁波的频率无关，选项A正确，不符合题意；
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，由近及远的传播形成电磁波，故B正确，不符合题意；
C．电磁波是横波，每一处的电场强度和磁场强度总是相互垂直的，且与波的传播方向垂直，故C正确，不符合题意；
D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，电磁波也能通过电缆、光缆传输，故D错误，符合题意。
故选D。
14．A
【详解】
A．因为5G使用的电磁波频率比4G高，根据可知5G使用的电磁波比4G光子能量更大，故A正确；
B．发生明显衍射的条件是障碍物（或孔）的尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还小；因5G使用的电磁波频率更高，即波长更短，故5G越不容易发生明显衍射，故B错误；
C．光在真空中的传播速度都是相同的；光在介质中的传播速度为
5G的频率比4G高，而频率越大折射率越大，光在介质中的传播速度越小，故C错误；
D．因5G使用的电磁波频率更高，根据
可知波长更短，故D错误。
故选A。
15．A
【详解】
A．0至0.5s时间内，电路中电流顺时针变大，则电容器C在放电，选项A正确；
B．0.5s至1s时间内，电路中电流顺时针减小，则电容器正在充电，电场能正在增加，选项B错误；
C．1s至1.5s时间内，电路中电流逆时针增加，则磁场能正在增加，选项C错误；
D．1.5s至2s时间内，电路中电流逆时针减小，电容器正在充电，此时电容器上极板带正电，即P点的电势比Q点的电势高，选项D错误。
故选A。
16．C
【详解】
安培定则可知，电流方向由M向N；若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电场能正在增大，电容器上板带正电；若磁场正在增强，则电容器正在放电，电场能正在减少，电容器上板带负电，选项ABD错误，C正确。
故选C。
17．D
【详解】
红外测温仪的测温原理是黑体辐射定律，自然界中一切高于绝对零度的物体都在不停向外辐射能量，物体向外辐射能量的大小及其波长的分布与它的表面温度有着十分密切的联系，物体的温度越高，所发出的红外辐射能力越强。
故选D。
18．BCD
【详解】
A．红外线测温仪，是利用了红外线的热效应，故A错误；
B．X射线具有穿透性，荧光性和摄影效应的特性，所以可以用来做胸透，故B正确；
C．γ射线能量高、穿透力强，医院常用γ射线照射癌细胞，治疗癌症，故C正确；
D．医院用紫外线灯照射的方法来消毒灭菌，故D正确。
故选BCD。5.2电磁感应现象及其应用
巩固练习（含解析）
1．2019年1月3日，我国发射的“嫦娥四号”探测器成功软着陆月球背面的南极艾特肯盆地冯卡门撞击坑，完成了人类航天史的又一壮举。不久的将来中国人将真正实现飞天梦，进入那神秘的广寒宫。假如有一宇航员登月后，想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是（ ）
A．直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场的有无
B．将电流表与线圈组成闭合回路，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场
C．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场
D．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，则可判断月球表面有磁场
2．在物理学发展中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是（ ）
A．特斯拉在实验中观察到电流的磁效应，该效应说明了电和磁之间存在联系
B．法拉第首先提出了电场的概念，并用电场线形象地描述电场
C．安培在实验中观察到通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中出现了感应电流
D．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场方向相反
3．如图所示，两线圈绕在圆环铁芯上，左边连接电源，右边连接一小灯泡，老师用此装置做实验时，某同学发现，小灯泡会亮。当开关S处于不同状态时小灯泡会有的现象，下列说法正确的是（ ）
A．开关闭合后的瞬间，小灯泡会亮一下，电流方向向下
B．开关闭合并保持一段时间，在这段时间内，小灯泡一直会亮
C．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小灯泡会亮一下，电流方向向下
D．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小灯泡中不会有电流流过
4．电磁感应现象揭示了电与磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备。以下电器中，利用了电磁感应原理的是（ ）
A．变压器
B．白炽灯
C．洗衣机
D．电吹风
5．如图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流。各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中不正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
6．下列不涉及电磁感应的是（
）
A．延时继电器
B．机场的安检门
C．霍尔效应现象
D．在磁场中旋转的铜盘
7．如图甲所示，水平面上固定一个粗糙的“U”形金属框架，金属杆ab横跨其上并与之接触良好，整个装置处于竖直向上的磁场中，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，在金属杆ab保持静止的时间段内（ ）
A．金属杆ab中感应电流方向一定从b到a
B．回路中产生的感应电动势一定增加
C．金属杆ab所受摩擦力的方向一定水平向右
D．金属杆ab所受安培力一定变大
8．科学发现或发明是社会进步的强大推动力，青年人应当崇尚科学。关于电磁学发展过程，下列说法不正确的是（ ）
A．法拉第发现了电磁感应现象
B．奥斯特发现了电流磁效应
C．洛伦兹发现了电荷间的相互作用力
D．安培提出了分子电流假说
9．近年来，手机无线充电功能的广泛应用为人们提供了很大便利。如图甲为充电原理示意图。充电板接交流电源，对充电板供电，充电板内的励磁线圈可产生交变磁场，从而使手机内的感应线圈产生感应电流。当充电板内的励磁线圈通入如图乙所示的交变电流时(电流由a流入时方向为正)，下列说法正确的是（ ）
A．感应线圈中产生的是恒定电流
B．t1～t3时间内，c点电势高于d点电势
C．t3时刻，感应线圈中电流的瞬时值最大
D．感应线圈中电流的方向总是与励磁线圈中电流方向相反
10．关于感应电流，下对说法正确的是（ ）
A．只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流
B．只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流
C．若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中一定没有感应电流
D．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流
11．首先发现通电导线周围存在磁场和首先发现电磁感应现象的物理学家分别是（ ）
A．安培和奥斯特
B．库仑和安培
C．安培和法拉第
D．奥斯特和法拉第
12．电磁感应现象的发现，标志着人类从蒸汽机时代步入了电气化时代。下列设备利用电磁感应原理的是（ ）
A．电风扇
B．电熨斗
C．发电机
D．电磁起重机
13．水平放置的粗糙U形框架上搁置一根金属棒，组成一个闭合回路。框内的同一平面上有一长条形磁铁可绕与ab平行的轴自由转动。开始时磁铁位置如图所示，当磁铁S极绕轴向纸内转过到达竖直位置的过程中，金属棒ab一直未动，则（ ）
A．棒中感应电流由a流向b
B．棒受到向左的摩擦力
C．在磁铁刚开始转动时，棒受到框架的支持力大于重力
D．棒受到的摩擦力先向左后向右
14．主持节目、演唱常用到话筒，其中有一种动圈式话筒，其工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号下列说法正确的是
A．该传感器是根据电流的磁效应工作的
B．该传感器是根据电磁感应原理工作的
C．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量会改变
D．膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电流
15．如图，水平桌面上放有一个闭合铝环，在铝环中心轴线上方有一个条形磁铁。当条形磁铁沿轴线竖直落下接近铝环的过程中，下列说法正确的是（
）
A．磁铁的机械能减少，下落加速度aB．磁铁的机械能守恒，下落加速度a＝g
C．铝环有收缩趋势，对桌面压力大于其重力
D．铝环有扩张趋势，对桌面压力小于其重力
16．某同学做了个有趣的实验，如图所示，水平面内有两根光滑平行金属导轨，上面放着两根金属棒a、b（a、b与导轨接触良好，且不会离开导轨）。其上方附近有一条形磁铁，下列对实验现象的描述正确的是（ ）
A．当条形磁铁N极朝下，向下运动时，a、b将靠拢
B．当条形磁铁N极朝下，向下运动时，a、b将分开
C．当条形磁铁S极朝下，向上运动时，a、b将靠拢
D．当条形磁铁S极朝下，向上运动时，a、b将分开
17．如图所示，O1O2是矩形导线框ABCD的对称轴，其左方有匀强磁场，下列情况下ABCD中有感应电流产生的是（ ）
A．以AD为轴向纸外转动90°
B．将ABCD向上平移
C．将ABCD以AB为轴转动60°
D．将ABCD以CD为轴转动60°
18．物理学家在电与磁的发现过程中，经历了一段艰辛的探索过程，下列说法正确的是（ ）
A．奥斯特发现了电流可以产生磁场，并提出了电流产生磁场的原理与磁铁相同的假说
B．法拉第通过实验发现了产生感应电流的条件
C．安培总结了通电导线在磁场中受力的大小和方向的规律
D．楞次通过实验总结了感应磁场方向总是与原磁场方向相反的定律
参考答案
1．D
【详解】
A．直接将电流表放于月球表面，电流表电路是断开的，不能产生感应电流，无法判断有无磁场．故A错误；
B．将电流表与线圈组成回路，线圈不运动，磁通量不变，则线圈中不会有感应电流，所以电流表无示数，不能判断月球表面无磁场．故B错误；
C．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，若运动方向平行磁感线，不会产生感应电流，则如电流表无示数，线圈中磁通量不发生变化，不能说明月球表面有磁场．故C错误；
D．将电流表与线圈组成闭合回路，线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，则说明线圈磁通量变化，可判断月球表面有磁场，故D正确。
故选D。
2．B
【详解】
A.
奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应说明了电和磁之间存在联系，A错误；
B.
法拉第首先提出了电场的概念，并用电场线形象地描述电场，B正确；
C.
法拉第在实验中观察到通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中出现了感应电流，C错误；
D.
楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，D错误。
故选B。
3．C
【详解】
A．开关闭合后的瞬间，左边线圈中的电流变大，左边线圈中产生的磁场方向向上，穿过右边线圈的磁通量变大，且磁场方向向下，由楞次定律可知，电流方向向上，故A错误；
B．开关闭合并保持一段时间，在这段时间内，左边线圈中的电流不变，产生的磁场不变，穿过右边线圈的磁通量不变，则无电流产生，小灯泡不会亮，故B错误；
CD．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，左边线圈中的电流变小，左边线圈中产生的磁场方向向上，穿过右边线圈的磁通量变小，且磁场方向向下，由楞次定律可知，电流方向向下，则小灯泡会亮一下，故C正确，D错误。
故C。
4．A
【详解】
变压器利用电磁感应原理制成的；白炽灯是电流的热效应；洗衣机和电吹风内部都有电动机，是根据通电导线在磁场中受力原理制成的。
故选A。
5．D
【详解】
A．
当磁铁N极向下运动时，线圈的磁通量变大，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相反。再根据安培定则，可判定感应电流的方向：沿线圈盘旋而上，故A正确，不符合题意；
B．
当磁铁S极向下运动时，线圈的磁通量变大，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相反。再根据安培定则，可判定感应电流的方向：沿线圈盘旋而下。故B正确，不符合题意；
C．
当磁铁N极向上运动时，线圈的磁通量变小，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相同。再根据安培定则，可判定感应电流的方向：沿线圈盘旋而下，故C正确，不符合题意；
D．
当磁铁S极向上运动时，线圈的磁通量变小，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相同。再根据安培定则，可判定感应电流的方向：沿线圈盘旋而上，故D错误，符合题意。
故选D。
6．C
【详解】
A．延时继电器中AB两个线圈中有电磁感应现象，选项A不符合题意；
B．机场的安检门是利用电磁感应进行检测的，选项B不符合题意；
C．霍尔效应现象是带电粒子在磁场中的偏转问题，不涉及电磁感应现象，选项C符合题意；
D．在磁场中旋转的铜盘会产生感应电动势，从而在圆盘边缘和中心之间产生电势差，涉及电磁感应现象，选项D不符合题意。
故选C。
7．C
【详解】
A．由图乙可知，磁感应强度增大，穿过回路的磁通量增大，由楞次定律可知，金属杆ab中感应电流方向一定从a到b，故A错误；
B．由图乙可知，磁感应强度的变化率即图线斜率减小，由法拉第电磁感应定律可知，回路中产生的感应电动势减小，故B错误；
C．由于金属杆ab中感应电流方向一定从a到b，由左手定则可知，金属杆ab受到的安培力方向水平向左，由平衡可知，金属杆ab受到的摩擦力方向水平向右，故C正确；
D．由于回路中产生的感应电动势减小，则感应电流减小，磁感应强度增大，由公式可知，金属杆ab所受安培力不一定增大，故D错误。
故选C。
8．C
【详解】
A．法拉第发现了电磁感应现象，选项A正确，不符合题意；
B．奥斯特发现了电流磁效应，选项B正确，不符合题意；
C．洛伦兹发现了带电粒子在磁场中的相互作用力，选项C错误，符合题意；
D．安培提出了分子电流假说，选项D正确，不符合题意。
故选C。
9．B
【详解】
A．由图象可知，励磁线圈中通有变化的正弦交变电流时，感应线圈中也会产生变化的电流，不是恒定电流，故A错误；
B．t1～t3时间内，由楞次定律可知，此时感应电流产生的磁场方向应与励磁线圈产生的磁场方向相同所以电流应从d流向c，所以c点电势高于d点电势，故B正确；
C．t3时刻，励磁线圈中电流图像的斜率为零，磁通量的变化率为零，所以感应线圈中电流瞬时值也为0，故C错误；
D．感应线圈中的电流方向可以由楞次定律判断，当励磁线圈中电流减小时，感应电流的方向与励磁线圈的电流方向相同；当励磁线圈中电流增加时，感应电流的方向与励磁线圈的电流方向相反，故D错误；
故选B。
10．D
【详解】
A．根据法拉第电磁感应定律，线圈产生感应电流的条件是线圈要闭合，并且穿过线圈的磁通量发生改变，故A错误；
B．闭合导线切割磁感线，如果磁通量未发生改变则不会有感应电流产生；闭合电路部分导体做切割磁感线有感应电流产生，所以闭合导线做切割磁感线运动不是一定产生感应电流，故B错误；
C．即使闭合电路的一部分导体如果不做切割磁感线的运动，但如果闭合电路在磁场中面积改变，磁通量也改变，就会有感应电流产生，故C错误；
D．根据法拉第电磁感应定律，闭合电路产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生改变，故D正确。
故选D。
11．D
【详解】
首先发现通电导线周围存在磁场的物理学家是奥斯特，第一个发现电磁感应的科学家是法拉第
故选D。
12．C
【详解】
A．电扇的主要元件是电动机，电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动工作的，A不符合题意。
B．电熨斗是利用电流的热效应工作的，B不符合题意。
C．发电机是利用电磁感应现象工作的，C符合题意。
D．电磁起重机是利用电流的磁效应工作的，选项D不符合题意。
故选C。
13．BC
【详解】
A．由楞次定律可知，棒中感应电流由b流向a，选项A错误；
BD．当磁铁S极绕轴向纸内转过到达竖直位置的过程中，穿过闭合回路的磁通量先从零逐渐增加，根据楞次定律的推论可知线圈的面积有增加的趋势，即ab有向右运动的趋势，则棒受到的摩擦力向左，选项B正确，D错误；
C．在磁铁刚开始转动时，棒中感应电流由b流向a，根据左手定则可知棒受到竖直向下的安培力，则棒受到框架的支持力大于重力，选项C正确。
故选BC。
14．BC
【解析】
当声波使膜片前后振动时，线圈切割磁感线产生感应电流，将声音信号变化电信号，是根据电磁感应原理工作的，A错误B正确；膜片振动时，与之相连的线圈的长度发生变化，穿过金属线圈的磁通量会改变，同时应用金属线圈切割磁感线，会产生感应电动势和感应电流，C正确D错误．
15．AC
【详解】
当条形磁铁沿轴线竖直自由落下的过程中，闭合导体环内的磁通量增大，根据楞次定律可知环内感应电流的磁场与原磁场的方向相反，且导体环有收缩的趋势，所以对磁体的运动有阻碍作用，所以磁铁受向上的安培力，则向下的加速度小于g；因有电能产生，可知下落过程中机械能减小；根据牛顿第三定律可知，导体环受到的安培力向下，故对桌面压力大于其重力，故AC正确BD错误。
故选AC。
16．AD
【详解】
AB．当条形磁铁靠近导轨时，穿过导轨的磁通量增大，根据楞次定律判断出导轨中产生感应电流，产生磁场将会阻碍磁通量增大，故两棒向内靠近，减小穿过的面积，从而起到阻碍磁通量增大的作用。因此不论条形磁铁是S极还是N极，由于磁铁的靠近，则两棒靠近。故A正确，B错误；
CD．当条形磁铁向上运动，远离导轨时，穿过导轨的磁通量减小，根据楞次定律判断出导轨中产生感应电流，产生磁场将会阻碍磁通量减小，故两棒向外分开，增大穿过的面积，从而起到阻碍磁通量减小的作用。因此不论条形磁铁是S极还是N极，由于磁铁的向上运动，则两棒分开。故C错误，D正确。
故选AD。
17．AD
【详解】
A．以AD为轴向纸外转动90°，则穿过线圈的磁通量减小，则线圈中有感应电流产生，选项A正确；
B．将ABCD向上平移，则穿过线圈的磁通量不变，则线圈中无感应电流产生，选项B错误；
C．将ABCD以AB为轴转动60°，则穿过线圈的磁通量始终为BS，则线圈中无感应电流产生，选项C错误；
D．将ABCD以CD为轴转动60°，则穿过线圈的磁通量由BS减小到零，则线圈中由感应电流产生，选项D正确。
故选AD。
18．BC
【详解】
A．电流产生磁场的原理与磁铁相同的假说不是奥斯特提出，是安培的分子电流假说，故A选项错误；
B．法拉第发现感应电流产生的条件，选项B正确；
C．安培总结出了判断安培力方向的左手定则，并得到安培力大小的表达式，所以C选项正确；
D．根据楞次定律，感应电流的方向总是阻碍原磁场的变化，原磁场减小时，感应磁场与原磁场方向相同，所以D选项错误。
故选BC。5.1磁场及其描述
巩固练习（含解析）
1．如图所示的“司南”是人们公认的最早的磁性定向工具，司南能指南北的原因是（ ）
A．地球周围有电场
B．太阳周围有磁场
C．月球周围有磁场
D．地球周围有磁场
2．某同学对磁感应强度进行理解时，形成了下列看法，其中错误的是（ ）
A．磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量
B．磁场中某点磁感应强度大小是由磁场自身决定的
C．虽然B＝，但磁感应强度B与通电导线受到的磁场力F并不成正比
D．磁场中某处磁感应强度的方向就是该处一小段通电导线所受磁场力的方向
3．下列有关物理量关系式，哪个不是比值法定义式（ ）
A．
B．
C．
D．
4．如图所示为某条形磁场的部分磁感线分布，p，q为磁场中的两点。下列说法正确的是（ ）
A．该磁场是匀强磁场
B．
p，q两点处的磁场方向相反
C．p点处的磁感应强度比q点处的磁感应强度小
D．p点处的磁感应强度比q点处的磁感应强度大
5．磁场中某区域的磁感线如图所示，则（ ）
A．a、b两处的磁感应强度Ba>Bb
B．a、b两处的磁感应强度BaC．a、b两处的磁感应强度Ba=Bb
D．a、b两处的磁感应强度相同
6．如图所示，M、N、P和Q是以MN为直径的半圆弧上的四点，O为半圆弧的圆心，∠MOQ＝60°，∠NOP＝60°，在N、Q处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的磁感应强度大小为B1，若将Q处长直导线移至P处，则O点的磁感应强度大小为B2，那么B1与B2之比为（ ）
A．1：1
B．1：2
C．
D．
7．如图所示，a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示，则正方形中心O点的磁场方向（
）
A．向上
B．向下
C．向左
D．向右
8．关于磁感应强度B，下列说法正确的是（
）
A．磁场中某处磁感应强度的方向，与通电导线在该处所受磁场力的方向相同
B．根据磁感应强度的定义式可知，磁感应强度B与F成正比，与IL成反比
C．一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零
D．一小段通电导线放在磁感应强度为零处，它所受的磁场力一定为零
9．下列关于磁场的相关判断和描述正确的是（ ）
A．甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示符合物理事实
B．乙图中表示条形磁铁的磁感线从N极出发，到S极终止
C．丙图中导线通电后，其正下方小磁针的旋转方向符合物理事实
D．丁图中环形导线通电后，其轴心位置小磁针的旋转方向符合物理事实
10．一束电子从赤道上空由上向下运动，在地球磁场的作用下，它将（ ）
A．向东偏转
B．向西偏转
C．向南偏转
D．向北偏转
11．如图，三根相互平行的固定长直导线、和两两等距，垂直纸面放置，均通有大小相等的电流，、中电流方向垂直纸面向里，中电流方向垂直纸面外。下列说法错误的是（ ）
A．、在处产生的合磁感应强度方向与、连线平行
B．、在处产生的合磁感应强度方向与、连线垂直
C．、和单位长度所受的磁场作用力大小之比为
D．、和单位长度所受的磁场作用力大小之比为
12．如图，正四棱柱abcd—a′b′c′d′的两条棱bb′和dd′上各有一根通有相同恒定电流的无限长直导线，则（ ）
A．a点磁场方向平行于db连线
B．a、c两点的磁感应强度相同
C．ac连线上由a到c磁感应强度先增大后减小
D．穿过矩形abb′a′和矩形add′a′的磁感线条数相等
13．关于物理史实，下列说法正确的是（ ）
A．无论是亚里士多德，还是伽利略和笛卡尔，都没有提出力的概念，是牛顿将物体间复杂多样的相互作用抽象为“力”
B．开普勒研究第谷的天文记录资料发现了行星运动三大定律，并测出了万有引力常量
C．库仑利用扭秤装置测出了带电小球之间的作用力，提出了库仑定律，并测出了静电力常量k
D．安培首先发现了通电导线周围存在着磁场，并且总结出“安培定则”来判断电流与磁场的方向关系
14．如图所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根长直流导线，电流方向指向读者，
a、b、c、d
是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中（ ）
A．a、b
两点磁感应强度相同
B．a
点磁感应强度最小
C．c、d
两点磁感应强度相同
D．b
点磁感应强度最大
15．关于磁场和磁感线，下列说法中正确的是（ ）
A．磁体在空间能产生磁场，磁场使磁体间不必接触便能相互作用
B．在磁场中的某一点，小磁针仅在磁场力作用下静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向
C．当两个磁体的同名磁极相互靠近时，两条磁感线有可能相交
D．磁体周围的磁感线都是闭合的曲线
16．中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”，进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图．结合上述材料，下列说法中正确的是（ ）
A．地理南、北极与地磁场的南、北极不完全重合
B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近
C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D．指南针能够指向南北，说明地球具有全球性的磁场
17．下列关于磁场的说法正确的是（ ）
A．磁场是看不见、摸不着、实际不存在的，是人们假想出来的
B．磁感线是假想的，实际上并不存在
C．磁场最基本的性质是对处于其中的磁体和电流有力的作用
D．磁场是客观存在的一种特殊的物质形态
18．一小段长为L的通电直导线放在磁感应强度为B的磁场中，当通过它的电流为I时，所受安培力为F.以下关于磁感应强度B的说法正确的是( )
A．磁感应强度B一定等于
B．磁感应强度B可能大于或等于
C．磁场中通电直导线受力大的地方，磁感应强度一定大
D．在磁场中通电直导线也可以不受力
参考答案
1．D
【详解】
司南能指南北的原因是受地球周围磁场的作用，选项D正确，ABC错误。
故选D。
2．D
【详解】
A．磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，故A不符合题意；
B．磁感应强度反映磁场本身的性质，取决于磁场本身，故B不符合题意；
C．磁感应强度反映磁场本身的性质，与放入磁场的电流元的F、IL无关，不能说B与F成正比，与IL成反比，故C不符合题意；
D．根据左手定则，磁场中某处磁感应强度的方向与该处一小段通电导线所受磁场力的方向垂直，故D符合题意。
故选D。
3．D
【详解】
比值定义法是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法，包括两类：一类是用比值定义法定义物质或物体属性特征的物理量，如电场强度，磁感应强度，电容等，另一类是对一些描述物体运动状态特征的物理量的定义，如加速度，速度等；而决定式则是根据物理量的产生和变化由哪些因素决定而写成的数学式，如，等，故ABC是比值定义法，不符合题意，D是决定式，不是比值定义法，符合题意。
故选D。
4．D
【详解】
A.
该磁场不是匀强磁场，选项A错误；
B.
p、q两点处的磁场方向相同，均为向右，选项B错误；
CD.
磁感线的疏密反应磁场的强弱，则p点处的磁感应强度比q点处的磁感应强度大，选项C错误，D正确。
故选D。
5．A
【详解】
磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，a点所在的磁感线更密集，则有Ba>Bb。
故选A。
6．D
【详解】
设N处各有一条长直通电导线在O点产生的磁感应强度为B，则在N、Q处各有一条长直通电导线时O点的磁感应强度大小为
若将Q处长直导线移至P处，则O点的磁感应强度大小为
所以
故D正确，ABC错误；
故选D。
7．C
【详解】
根据题意，由右手螺旋定则知b与d导线电流产生磁场正好相互抵消，由右手螺旋定则，a与c导线产生磁场的磁场方向都水平向左，正好相互叠加，则正方形中心O点的磁场方向向左，故C正确，ABD错误。
故选C。
8．D
【详解】
A．根据左手定则，磁场中某处磁感应强度的方向，与通电导线在该处所受磁场力的方向垂直。故A错误；
B．磁感应强度的定义式是比值定义式，故磁感应强度B与F、IL无关，故B错误；
C．一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，该处的磁感应强度不一定为零，可能磁场与导线平行，故C错误；
D．一小段通电导线放在磁感应强度为零处，它所受的磁场力一定为零，故D正确。
故选D。
9．C
【分析】
本题考察几种基本磁场以及安培定则的应用。
【详解】
A．根据安培定则，同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，故A错误；
B．磁感线是闭合曲线，在磁体内部从S极指向N极，故B错误；
C．根据安培右手螺旋定则，如图直导线下方有垂直纸面向里的磁场，N极向纸面内转动，故C正确；
D．根据安培右手螺旋定则，如图环形导线内部有垂直纸面向外的磁场，N极向纸面外转动，故D错误。
故选C。
10．B
【详解】
赤道处的磁场方向从南向北，电子在地球赤道上空竖直向下运动，根据左手定则，洛伦兹力的方向向西，所以粒子将向西偏转。选项B正确。
故选B。
11．D
【详解】
A．因为三根导线两两等距，均通有大小相等的电流，根据右手螺旋定则和场强的叠加，处产生的合磁感应强度方向如图所示
可知，、在处产生的合磁感应强度方向与、连线平行，故A正确；
B．处产生的合磁感应强度方向如图所示
、在处产生的合磁感应强度方向与、连线垂直。故B正确；
CD．、在处产生的合磁感应强度大小与、在处产生的合磁感应强度大小相等，综合AB选项中的场强叠加情况，可知，、和三处的磁感应强度大小之比为，那么、和单位长度所受的磁场作用力大小之比也是。故C正确，D错误。
本题选错误的，故选D。
12．AD
【详解】
A．由右手螺旋定则可知，bb′处通电导线在a点产生的磁感应强度垂直纸面向外，dd′处通电导线在a点产生的磁感应强度沿ab向下，且两导线在a处产生的磁感应强度大小相等，由矢量合成可知，a点磁场方向平行于db连线，故A正确；
B．由右手螺旋定则可知，dd′处通电导线在c点产生的磁感应强度垂直纸面向里，bb′处通电导线在a点产生的磁感应强度沿cd向上，且两导线在c处产生的磁感应强度大小相等，由矢量合成可知，c点磁场方向平行于db连线，但与a点磁场方向相反，故B错误；
C．由于ac与bd相互垂直，设垂足为M，由右手螺旋定则可知，M点的磁感应强度为0，则ac连线上由a到c磁感应强度先减小后增大，故C错误；
D．bb′处通电导线产生的磁场穿过矩形abb′a′的磁通量为0，dd′处通电导线产生的磁场穿过矩形add′a′的磁通量为0，则穿过矩形abb′a′和矩形add′a′的磁感线条数别为dd′处通电导线产生的磁场和bb′处通电导线产生的磁场，由于两导线电流相等，分别到两距形的距离相等，则穿过矩形abb′a′和矩形add′a′的磁感线条数相等，故D正确。
故选AD。
13．ACD
【分析】
根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。
【详解】
A．无论是亚里士多德那里还是伽利略和笛卡尔那里，都没有力的概念。牛顿的高明之处在于他将物体间复杂多样的相互作用抽象为“力”，故A正确；
B．开普勒研究第谷的天文记录资料发现了行星运动三大定律，但测出万有引力常量的是卡文迪许，故B错误；
C．库仑利用扭秤装置测出了带电小球之间的作用力，提出了库仑定律，并测出了静电力常量k，故C正确；
D．安培首先发现了通电导线周围存在着磁场，并且总结出“安培定则”来判断电流与磁场的方向关系，故D正确。
故选ACD。
【点睛】
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆。
14．BD
【详解】
根据安培定则，直线电流的磁感应强度如图；根据平行四边形定则，a、b、c、d
各个点的磁场情况如图
A．a、b
两点磁感应强度大小不相等，方向也不一定相同，选项A错误；
B．a
点磁感应强度为两点之差的绝对值，最小，选项B正确；
C．c
点与
d
点合磁感应强度大小相等，方向不同，选项C错误；
D．b
点电磁感应强度等于两个磁感应强度的代数和，最大，选项D正确。
故选BD。
15．ABD
【详解】
A．磁体间的作用力是通过磁场传递的，可以不用接触便产生相互作用，A项正确；
B．小磁针仅在磁场力作用下静止时北极的指向是北极受力的方向，就是那一点的磁场方向，B项正确；
CD．磁感线是闭合的曲线且不能相交，C项错误，D项正确。
故选ABD。
16．ABD
【详解】
A．地理南、北极与地磁场的南、北极不完全重合，选项A正确；
B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，选项B正确；
C．由图可知，地球北半球的磁场有向下分量，不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，故C错误；
D．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场，地磁场是南北指向的，故D正确。
故选ABD。
17．BCD
【详解】
AB．磁场是存在于磁体周围的一种特殊物质，它与实物粒子不同，磁场看不见，摸不到，但又确定存在，通常用人们假想的磁感线来描绘，故A错误，B正确；
C．磁场的基本性质是对处于其中的磁体或电流有力的作用，故C正确；
D．磁场是客观存在的一种特殊的物质形态，故D正确。
故选BCD。
18．BD
【详解】
AB．只有当通电导线与磁场垂直时，才有
，不垂直时B大于
，A错误B正确．
C．在磁场中同一位置，导线的放置方向不同，导线受力不一样，但磁感应强度一样．C错误．
D．当导线与磁场平行时，导线不受安培力作用．D正确．
