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2023人教版带答案高中物理必修三第十三章电磁感应与电磁波初步微公式版专项训练

1

单选题
1、在电磁波谱中，下列说法正确的是（　　）
A．各种电磁波有明显的频率和波长区域界限
B．γ射线的频率一定大于X射线的频率
C．X射线的波长一定大于可见光的波长
D．可见光的波长一定比无线电波的波长短
答案：D
AB．X射线和γ射线、X射线和紫外线有一部分频率重叠，界限不明显，AB错误；
CD．可见光的波长一定比X射线的波长长，比无线电波的波长短，C错误，D正确。
故选D。
2、两根长直通电导线互相平行，电流方向相同，它们的截面处于等边△ABC的A和B处，如图所示两通电导线在C处产生磁场的磁感应强度大小都是B0，则C处磁场的总磁感应强度大小是（  ）

A．0B．B0
C．3B0D．2B0
答案：C
根据安培定则可知，导线A在C处产生的磁场方向垂直于AC方向向右，大小为B0；导线B在C处产生的磁场方向垂直于BC方向向右，大小也为B0，如图

根据平行四边形定则得到，C处的总磁感应强度
B总＝2B0cos30°＝3B0
故C正确，ABD错误；
故选C。
3、关于热辐射，下列说法不正确的是（　　）
A．物体在室温下辐射的主要成分是波长较短的电磁波
B．随着温度的升高，热辐射中波长较短的成分越来越多
C．给一块铁块加热，铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色
D．辐射强度按波长的分布情况随物体温度的变化而有所不同，这是热辐射的一种特性
答案：A
A．物体在室温下辐射的主要成分是波长较长的电磁波，以不可见的红外线为主，故A错误；
B．随着温度的升高，热辐射中波长较短的成分越来越多，故B正确；
C．给一块铁块加热，随着温度的升高，热辐射中波长较短的成分越来越多，铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色，故C正确；
D．辐射强度按波长的分布情况随物体温度的变化而有所不同，这是热辐射的一种特性，故D正确。
本题选错误的，故选A。
4、磁感应强度的单位用国际单位制中基本单位表示的是：（　　）
A．特斯拉B．牛/安·米C．韦伯/米2D．千克/安·秒2
答案：D
磁感应强度为
B=FIL
磁感应强度单位为T，则
1T=1NA.m=1kg.m/s2A.m=1kgA.s2
ABC错误，D正确。
故选D。
5、下列说法正确的是（　　）
A．原子的能量是连续的，原子的能量从某一能量值变为另一能量值，可以连续变化
B．原子从低能级向高能级跃迁时放出光子
C．原子从高能级向低能级跃迁时吸收光子，且吸收光子的能量等于前后两个能级之差
D．由于能级的存在，原子放出的光子的能量是分立的，所以原子的光谱只有一些分立的亮线
答案：D
原子的能量是量子化的，原子从高能级会自发地向低能级跃迁，向外放出光子，光子的能量
hν=E初-E末
由于能级的分立性，放出的光子的能量也是分立的。
故选D。
6、如图所示，用一束太阳光去照射横截面为三角形的玻璃砖，在光屏上能观察到一条彩色光带。下列说法正确的是（　　）

A．玻璃对b光的折射率大
B．c光子比b光子的能量大
C．此现象是因为光在玻璃砖中发生全反射形成的
D．减小a光的入射角度，各种色光会在光屏上依次消失，最先消失的是b光
答案：B
AB．由光路可知，c光的偏折程度较大，可知玻璃对c光的折射率大，则c光的频率较大，根据ε=hν可知，c光子比b光子的能量大，选项A错误，B正确；
C．此现象是因为光在玻璃砖中发生折射形成的，选项C错误；
D．因
sinC=1n
可知，c光的临界角较小，若减小a光的入射角度，各种色光在右侧面的入射角变大，c光的入射角最先达到临界角发生全反射，则最先消失的是c光，选项D错误。
故选B。
7、已知通电圆环中心处磁感应强度大小与电流成正比，与半径成反比。两个载流线圈（小半圆关于虚线ab对称）中的电流相同，关于O1、O2处的磁感应强度的说法正确的是（  ）

A．O1处垂直纸面向外、O2处垂直纸面向里，并且BO11=BO2
答案：A
设大圆在O点的磁感应强度大小为B大，小圆在O点的磁感应强度大小为B小，根据叠加原理和安培定则
BO1=B小-B大
O1磁感应强度方向向外
BO2=B小+B大
O2磁感应强度方向向里
所以
BO1面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D．因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显
答案：C
A．由题意可知，地理南、北极与地磁南、北极不重合，存在地磁偏角，故A正确，不符合题意；
B．磁感线是闭合的，由图可推知地球内部也存在磁场，地磁的南极在地理北极附近，故B正确，不符合题意；
C．只有赤道上方附近的地磁场方向才与地面平行，故C错误，符合题意；
D．根据安培定则可知，通电导线的磁场方向与导线中电流的方向垂直，可知因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显，故D正确，不符合题意。
故选C。
9、对磁感应强度计算公式B=FIL理解正确的是（  ）
A．磁感应强度大小与导线受力F的大小成正比
B．磁感应强度大小与导线长度L成反比
C．磁感应强度大小与导线中的电流大小I成反比
D．磁感应强度与F、I和L均无关，它的大小由磁场自身决定
答案：D
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、I、L无关，不能说B与F成正比，与I、L成反比。
故选D。
10、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．
答案：D
矩形线框的磁通量发生变化，才能产生感应电流。
故选D。
11、某实验装置如图所示，在铁芯P上绕有两个线圈A和B，如果线圈A中电流i与时间t的关系有四种情况，如选项图所示，则在t1～t2这段时间内，不能在线圈B中产生感应电流的是（  ）

A．B．
C．D．
答案：A
根据产生感应电流的条件，即穿过闭合线圈的磁通量发生变化。A图中电流不变，线圈A中电流产生磁场的磁感应强度不变，线圈B中不会产生感应电流；B、C、D图中电流发生改变，线圈A中电流产生磁场的磁感应强度发生变化，线圈B中产生感应电流。
故选A。
12、我国是最早在航海中使用指南针的国家，郑和下西洋的船队已经装备了罗盘，如图所示。在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度，具体做法是：在一根南北方向放置的直导线正下方5cm处放一个罗盘。导线没有通电时罗盘的指针（小磁针的N极）指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度。现已测出此地的地磁场水平分量为5.0×10-5T，直导线通电后罗盘指针停在北偏西30°的位置，由此测出该通电直导线在其正下方5cm处产生磁场的磁感应强度大小为（  ）

A．533×10-5TB．33×10-4TC．3×10-5TD．1.0×10-4T
答案：A
由题意可知，该通电直导线在其正下方5cm处产生磁场的磁感应强度与地磁场的水平分量合成后的合磁场方向沿北偏西30°，则直导线产生的磁场大小为
B=B地水平tan30∘=5.0×10-5×33T=533×10-5T
故选A。
13、唱卡拉OK用的话筒有一种是动圈式的，它的工作原理是: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．动圈式话筒是利用电流的磁效应工作的
B．动圈式话筒是利用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不变
D．膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电流
答案：B
AB．动圈式话筒是利用电磁感应原理工作的，故A错误，B正确；
CD．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量发生变化，在金属线圈中会产生感应电流，故CD错误。
故选B。

14、下列各图所描述的物理情境中，错误的是（  ）
A．开关S闭合稳定后线圈N中有感应电流
B．磁铁向铝环A靠近，铝环A中有感应电流
C．金属框从A向B运动，金属框中有感应电流
D．铜盘在磁场中按图示方向转动，电阻R中有感应电流
答案：A
A．开关S闭合稳定后，穿过线圈N的磁通量保持不变，线圈N中不产生感应电流，故A符合题意；
B．磁铁向铝环A靠近，穿过铝环A的磁通量在增大，铝环A中产生感应电流，故B不符合题意；
C．金属框从A向B运动，穿过金属框的磁通量时刻变化，金属框中产生感应电流，故C不符合题意；
D．铜盘在磁场中按题图所示方向转动，铜盘的无数辐条切割磁感线，与外电路构成闭合回路，产生感应电流，故D不符合题意。
故选A。
15、关于电磁场理论，下列说法中正确的是（　　）
A．在电场的周围空间一定产生磁场
B．任何变化的电场周围空间一定产生变化的磁场
C．均匀变化的电场周围空间产生变化的磁场
D．周期性变化的电场在周围空间产生周期性变化的磁场
答案：D
A．只有变化的电场才能产生磁场，同样，只有变化的磁场才能产生电场，故A错误；
B．根据麦克斯韦的电磁场理论，均匀变化的电场周围只能产生稳定的磁场，故B错误；
C．变化的电场周围不一定产生变化的磁场，例如均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场，故C错误；
D．根据麦克斯韦的电磁场理论，周期性变化的电场周围一定产生同频率的周期性变化的磁场，故D正确。
故选D。
多选题
16、如图，线圈A通过滑动变阻器和开关S接到电源上，线圈B的两端连到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面。下列情形中，线圈B中会产生感应电流的是（  ）

A．开关S闭合的瞬间
B．开关S断开的瞬间
C．开关S保持闭合，滑动变阻器的滑片不动
D．开关S保持闭合，移动滑动变阻器的滑片
答案：ABD
A．开关S闭合的瞬间，A中电流从无到有，B中磁通量增加，线圈B中会产生感应电流，故A正确；
B．开关S断开的瞬间，A中电流从有到无，B中磁通量减小，线圈B中会产生感应电流，故B正确；
C．开关S保持闭合，滑动变阻器的滑片不动，A中的电流不变，B中磁通量不变，线圈B中不会产生感应电流，故C错误；
D．开关S保持闭合，移动滑动变阻器的滑片，A中的电流变化，则A中磁场变化，B中磁通量变化，线圈B中会产生感应电流，故D正确。
故选ABD。
17、“磁生电”现象的发现，不仅推动了电磁理论的发展，而且推动了电磁技术的发展，引领人类进入了电气时代。下列器件工作时用到了“磁生电”现象的是（  ）
A．电磁铁B．发电机C．指南针D．电磁炉
答案：BD
A．电磁铁是利用电流的磁效应制成的，选项A错误；
B．发电机是利用电磁感应原理制成的，选项B正确；
C．指南针利用了地磁场对磁体的作用，选项C错误；
D．电磁炉利用了变化的磁场使被加热物体中产生感应电流而发热，即利用了“磁生电”现象，选项D正确。
故选BD。
18、下列有关电磁波的特性和应用的说法正确的是（　　）
A．红外线和X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体
B．过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康
C．电磁波中频率最大的为γ射线，可以摧毁病变的细胞
D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光
答案：CD
A．X射线有很高的穿透本领，医学上常用于透视人体，红外线不能用于透视人体，选项A错误；
B．过强的紫外线照射对人的皮肤有害，选项B错误；
C．电磁波中频率最大的为γ射线，可以摧毁病变的细胞，选项C正确
D．紫外线和X射线都可以使感光底片感光，选项D正确。
故选CD。
19、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，不具有“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
答案：BCD
“量子化”的特征是不连续：人的个数是不连续的，符合；
而物体所受的重力、物体的动能、物体的长度都是连续的，不具有“量子化”特征。
故选BCD。
20、中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了：“方家（术士）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图如图所示。结合上述材料，下列说法正确的是（  ）

A．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理南极附近
B．结合地球自转方向，可以判断出地球是带负电的
C．地球表面任意位置的磁场方向都与地面平行
D．因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显
答案：BD
A．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近；故A错误；
B．地球自转方向自西向东，地球的南极是地磁场的北极，由安培定则判断可知地球是带负电的，故B正确；
C．磁场是闭合的曲线，地球磁场从南极附近发出，从北极附近进入地球，组成闭合曲线，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．根据安培定则可知，导线的磁场方向与导线电流的方向垂直，可知因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显，故D正确。
故选BD。
21、关于普朗克“能量量子化”的假设，下列说法正确的是（  ）
A．认为带电微粒辐射或吸收能量时，是一份一份的
B．认为能量值是连续的
C．认为微观粒子的能量是量子化的、连续的
D．认为微观粒子的能量是分立的
答案：AD
普朗克的理论认为带电微粒辐射或吸收能量时，是一份一份的，微观粒子的能量是量子化的，是分立的。
故选AD。
22、地球上之所以存在生命，其原因之一是地球具有地磁场，该磁场可以使从太阳发出的高能带电粒子流射向地球时发生偏转，保护了生命。地磁场的示意图如图所示，下列说法正确的是（  ）

A．地球北极相当于条形磁铁的北极B．地球北极相当于条形磁铁的南极
C．两极比赤道的磁场弱D．赤道比两极的磁场弱
答案：BD
AB．地球相当于一个大磁体，地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近，所以地球北极相当于条形磁铁的南极，故A错误，B正确；
CD．类比条形磁铁可知，地球赤道比两极的磁场弱，故C错误，D正确。
故选BD。
23、下列各图所描述的物理情境中，能产生感应电流的是（　　）
A．开关S闭合稳定后，线圈N中
B．磁铁向铝环A靠近，铝环A中
C．金属框从A向B运动，金属框中
D．铜盘在磁场中按图示方向转动，电阻R中
答案：BCD
A．由闭合电路中产生感应电流的条件可知，开关S闭合稳定后，穿过线圈N的磁通量保持不变，线圈N中不产生感应电流，A错误；
B．磁铁向闭合的铝环A靠近，穿过铝环A的磁通量在增大，铝环A中产生感应电流，B正确；
C．金属框从A向B运动，穿过金属框的磁通量时刻在变化，金属框中产生感应电流，C正确；
D．铜盘在磁场中按题图所示方向转动，铜盘的一部分切割磁感线，与电阻R构成的闭合回路中就产生感应电流，D正确。
故选BCD。
24、同一平面内固定有三根相同的彼此绝缘直导线a、b、c，通有大小相等、方向如图所示的恒定电流，O为平面内的一点，到三根导线的距离均为r，测得O点的磁感应强度大小为B。则（  ）

A．O点的磁场方向垂直平面向里B．O点的磁场方向垂直平面向外
C．拆去导线a，O点的磁感应强度为2BD．拆去导线b，O点的磁感应强度为0
答案：BCD
AB．O点到三根导线的距离均为r，且三根导线中的电流大小相等，可知三根导线在O点产生的磁感应强度大小相等，设为B0，根据安培定则可知直导线a在O点产生的磁感应强度方向垂直纸面向里，直导线b在O点产生的磁感应强度方向垂直纸面向外，直导线c在O点产生的磁感应强度方向垂直纸面向外，可知叠加后O点的磁场方向垂直平面向外，且有B0=B，故B正确，A错误；
C．拆去导线a，剩下直导线b、c在O点产生的磁感应强度方向相同，则O点的磁感应强度为
B'=2B0=2B
故C正确；
D．拆去导线b，剩下直导线a、c在O点产生的磁感应强度方向相反，大小相等，故O点的磁感应强度为0，故D正确。
故选BCD。
25、关于磁感应强度的方向，下列说法正确的是 （  ）
A．磁感应强度的方向就是磁场的方向
B．磁感应强度的方向就是小磁针静止时N极的指向
C．磁感应强度的方向就是垂直于磁场放置的通电直导线的受力方向
D．磁感应强度的方向就是小磁针的受力方向
答案：AB
ABD．磁感应强度的方向就是磁场的方向，规定为小磁针静止时N极所指的方向，也是小磁针N极的受力方向，故AB正确， D错误；
C．垂直于磁场放置的通电直导线的受力方向与磁感应强度的方向垂直，故C错误。
故选AB。
填空题
26、寻找马航失联飞机是全球关注的热点新闻，也是国人悲痛之点，更是各国高科技综合实力的体现和展示。搜寻失联飞机的黑匣子主要依靠电磁波技术和超声定位（即声呐）技术。电磁波是指在空间传播的交变电磁场，在真空中的传播速度为3.0×108m/s，无线电波是其中的一种电磁波。无线电波、红外线、可见光（即人眼能看到的光）、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波，它们的产生方式不尽相同，波长也不同，把它们按波长顺序排列就构成了电磁波谱，如图所示。请根据上述信息及所学知识，结合电磁波谱图回答：

1)最早发现白光（即可见光）可以发生色散，分解成七种颜色光的物理学家是______；其中，三原色光中波长最短的是______光。
(2)广播和电视利用电磁波谱中的______来传递声音和图像；飞机黑匣子发出的电磁波信号，在海水中迅速衰减，无法传播，所以黑匣子必须装有能发出声波信号的装置与其同时工作，以便利用声呐系统寻找海水中的黑匣子位置。
(3)请观察电磁波谱中各种波的波长与频率的关系，可以得出初步结论：______；请进一步观察和计算电磁波谱中各种波的波长与频率的关系，可以得出结论：______。
答案：     牛顿     蓝     无线电波     波的频率越高，波长越短     各种波的频率与波长成反比（或各种波的频率与波长乘积相等，且等于光速）
(1)[1][2]最早发现白光（即可见光）可以发生色散现象的物理学家是牛顿；色光的三原色是红、绿、蓝，三原色光中波长最短的是蓝光。
(2)[3]广播和电视利用电磁波谱中的无线电波来传递声音和图像；声呐浮标的探测装置接收黑匣子发出的脉冲信号，这种信号属于超声波；飞机黑匣子发出的电磁波信号，在海水中迅速衰减，无法传播，所以黑匣子必须装有能发出声波信号的装置与其同时工作，以便利用声呐系统寻找海水中的黑匣子位置。
(3)[4][5]根据电磁波谱中的各种波的波长与频率的关系，可以得出：波的频率越高，波长越短；由fλ＝c可得各种波的频率与波长成反比（或各种波的频率与波长乘积相等，且等于光速）。
27、波峰与波谷:在一列水波中,凸起的______叫作波峰;凹下的______叫作波谷。
答案：     最高处     最低处
[1][2]波峰与波谷:在一列水波中,凸起的最高处叫作波峰;凹下的最低处叫作波谷。
28、磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右，面积为S的矩形线圈abcd如图所示放置，平面abcd与竖直方向成θ角，则穿过线圈平面的磁通量为__________；若按图示方向将abcd绕ad轴转至与磁场方向垂直的虚线位置，则穿过线圈平面的磁通量变化量为__________。 

答案：     BScosθ     BS1-cosθ##BS－BScosθ
[1]开始时穿过线圈平面的磁通量为
Φ1=BScosθ
[2]当线圈平面转至与磁场方向垂直的虚线位置时，穿过线圈平面的磁通量为
Φ2=BS
穿过线圈平面的磁通量变化量为
ΔΦ=Φ2-Φ1=BS1-cosθ
29、波速、波长、频率三者之间的关系：c=______，其中c=3×108 m/s。
答案：λf
[1]波速、波长、频率三者之间的关系：c=λf，其中c=3×108 m/s。
30、定义∶原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值叫作_____。
答案：能级
[1]根据定义可知，原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值叫做能级。

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