2024-2025學(xué)年高中物理第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步單元評(píng)估練習(xí)含解析新人教版必修第三冊(cè)

PAGEPAGE7第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步單元評(píng)估時(shí)間：90分鐘分值：100分一、選擇題(1～6為單選，每小題3分；7～10為多選，每小題4分，共34分)1．關(guān)于熱輻射，下列說(shuō)法中正確的是(C)A．一般物體的熱輻射強(qiáng)度只與物體的溫度有關(guān)B．黑體只汲取電磁波，不反射電磁波，所以黑體肯定是黑的C．肯定溫度下，黑體輻射強(qiáng)度隨波長(zhǎng)的分布有一個(gè)極大值D．溫度上升時(shí)，黑體輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)增大的方向移動(dòng)解析：一般物體的熱輻射強(qiáng)度除與溫度有關(guān)之外，還與材料、表面狀態(tài)有關(guān)，A錯(cuò)誤；黑體可以輻射可見(jiàn)光，不肯定是黑的，B錯(cuò)誤；由黑體輻射的試驗(yàn)規(guī)律知，C正確，D錯(cuò)誤．2．2024年年初，我國(guó)研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長(zhǎng)在100nm(1nm＝10－9m)旁邊連續(xù)可調(diào)的世界上最強(qiáng)的極紫外激光脈沖．大連光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術(shù)、霧霾治理等領(lǐng)域的探討中發(fā)揮重要作用．一個(gè)處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個(gè)分子，但又不會(huì)把分子打碎．據(jù)此推斷，能夠電離一個(gè)分子的能量約為(取普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，真空光速c＝3×108m/s)(B)A．10－21JB．10－18JC．10－15JD．10－12J解析：光子的能量E＝hν，c＝λν，聯(lián)立解得E≈2×10－18J，B項(xiàng)正確．3．關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法正確的是(D)A．雷達(dá)是用X光來(lái)測(cè)定物體位置的設(shè)備B．使電磁波隨各種信號(hào)而變更的技術(shù)叫做解調(diào)C．用紅外線照耀時(shí)，大額鈔票上用熒光物質(zhì)印刷的文字會(huì)發(fā)出可見(jiàn)光D．變更的電場(chǎng)可以產(chǎn)生磁場(chǎng)解析：雷達(dá)是用微波來(lái)測(cè)定物體位置的設(shè)備，A錯(cuò)誤；使電磁波隨各種信號(hào)而變更的技術(shù)叫調(diào)制，B錯(cuò)誤；C中應(yīng)用紫外線照耀，才能使熒光物質(zhì)發(fā)出可見(jiàn)光；勻稱變更的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，而非勻稱變更的電場(chǎng)產(chǎn)生變更的磁場(chǎng)，故D正確．4．電磁波給人類生活帶來(lái)日新月異變更的同時(shí)，也帶來(lái)了電磁污染．長(zhǎng)期運(yùn)用下列通信裝置，會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生影響的是(C)解析：搖柄電話、撥號(hào)電話、按鍵電話這些都是有線電話機(jī)，是通過(guò)送話器把聲音換成相應(yīng)的電信號(hào)，用導(dǎo)線把電信號(hào)傳送到遠(yuǎn)離說(shuō)話人的地方，然后再通過(guò)受話器將這一電信號(hào)還原為原來(lái)聲音的一種通訊裝置，它們都不會(huì)放射電磁波．移動(dòng)電話就是我們所用的手機(jī)，它是一個(gè)小型的、但能量較強(qiáng)的電磁波發(fā)生器，其工作頻率在890～965MHz，輻射出的電磁波對(duì)人體健康有影響．5．利用所學(xué)物理學(xué)問(wèn)，可以初步了解常用的公交一卡通(IC卡)的工作原理及相關(guān)問(wèn)題．IC卡內(nèi)部有一個(gè)由電感線圈L和電容C構(gòu)成的LC振蕩電路．公交車上的讀卡機(jī)(刷卡時(shí)“嘀”的響一聲的機(jī)器)向外放射某一特定頻率的電磁波．刷卡時(shí)，IC卡內(nèi)的線圈L中產(chǎn)生感應(yīng)電流，給電容C充電，達(dá)到肯定的電壓后，驅(qū)動(dòng)卡內(nèi)芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和傳輸．下列說(shuō)法正確的是(B)A．IC卡工作所須要的能量來(lái)源于卡內(nèi)的電池B．僅當(dāng)讀卡機(jī)放射該特定頻率的電磁波時(shí)，IC卡才能有效工作C．若讀卡機(jī)放射的電磁波偏離該特定頻率，則線圈L中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流D．IC卡只能接收讀卡機(jī)放射的電磁波，而不能向讀卡機(jī)傳輸自身的數(shù)據(jù)信息解析：刷卡時(shí)線圈L產(chǎn)生感應(yīng)電流，為電容C充電，因此IC卡不用電池，A錯(cuò)；僅當(dāng)讀卡機(jī)向外放射某一特定頻率的電磁波時(shí)，才能使電容C達(dá)到肯定電壓，IC卡才能有效工作，B正確；當(dāng)讀卡機(jī)放射的電磁波的頻率偏離特定頻率，線圈中也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，只是不能使電容C達(dá)到肯定的電壓，只有當(dāng)電容C達(dá)到肯定電壓后，才能驅(qū)動(dòng)卡內(nèi)芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和傳輸，C、D錯(cuò)誤．6．如圖所示，三條長(zhǎng)直導(dǎo)線都通有垂直于紙面對(duì)外的電流，且I1＝I2＝I3，則距三導(dǎo)線等距的A點(diǎn)的磁場(chǎng)方向?yàn)?B)A．向上B．向右C．向左D．向下解析：I2與I3在A點(diǎn)產(chǎn)生的合磁場(chǎng)為0，A處磁場(chǎng)方向與I1在該處產(chǎn)生磁場(chǎng)相同，故答案為B.7．如圖所示，一光滑水平桌面的左半部分處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，當(dāng)一電阻不計(jì)的環(huán)形導(dǎo)線圈在此水平桌面上向右以某一速度起先滑行時(shí)(ACD)A．若整個(gè)線圈在磁場(chǎng)內(nèi)，線圈肯定做勻速運(yùn)動(dòng)B．線圈從磁場(chǎng)內(nèi)滑到磁場(chǎng)外過(guò)程，必做加速運(yùn)動(dòng)C．線圈從磁場(chǎng)內(nèi)滑到磁場(chǎng)外過(guò)程，必做減速運(yùn)動(dòng)D．線圈從磁場(chǎng)內(nèi)滑到磁場(chǎng)外過(guò)程，必定放熱解析：整個(gè)線圈在磁場(chǎng)內(nèi)時(shí)，無(wú)感應(yīng)電流，故不受安培力，線圈做勻速運(yùn)動(dòng)，A對(duì)；線圈滑出磁場(chǎng)過(guò)程中，產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到阻礙它運(yùn)動(dòng)的安培力，故線圈做減速運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，選項(xiàng)B錯(cuò)，C、D對(duì)．8．如圖，紙面內(nèi)有兩條相互垂直的長(zhǎng)直絕緣導(dǎo)線L1、L2，L1中的電流方向向左，L2中的電流方向向上；L1的正上方有a、b兩點(diǎn)，它們相對(duì)于L2對(duì)稱．整個(gè)系統(tǒng)處于勻強(qiáng)外磁場(chǎng)中，外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，方向垂直于紙面對(duì)外．已知a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為eq\f(1,3)B0和eq\f(1,2)B0，方向也垂直于紙面對(duì)外．則(AC)A．流經(jīng)L1的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為eq\f(7,12)B0B．流經(jīng)L1的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為eq\f(1,12)B0C．流經(jīng)L2的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為eq\f(1,12)B0D．流經(jīng)L2的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為eq\f(7,12)B0解析：設(shè)導(dǎo)線L1在a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1，導(dǎo)線L2在a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2，以垂直于紙面對(duì)外為正方向，在a點(diǎn)有B0－B1－B2＝eq\f(1,3)B0，在b點(diǎn)有B0－B1＋B2＝eq\f(1,2)B0，解得B1＝eq\f(7,12)B0，B2＝eq\f(1,12)B0，故選項(xiàng)A、C正確．9．下列說(shuō)法正確的是(BD)A．電荷的四周肯定有電場(chǎng)，也肯定有磁場(chǎng)B．勻稱變更的電場(chǎng)肯定在其四周空間產(chǎn)生磁場(chǎng)C．任何變更的電場(chǎng)肯定在其四周空間產(chǎn)生變更的磁場(chǎng)D．正弦交變的電場(chǎng)在其四周空間肯定產(chǎn)生同頻率交變的磁場(chǎng)解析：只有變更的電場(chǎng)才能激發(fā)磁場(chǎng)，A錯(cuò)誤；勻稱變更的電場(chǎng)四周存在恒定的磁場(chǎng)，B正確，C錯(cuò)誤；周期性變更的電場(chǎng)在其四周產(chǎn)生同頻率的周期性變更的磁場(chǎng)，D正確．10．明永樂(lè)三年(1405年)的一天，江蘇太倉(cāng)城外劉家港的港灣里，一支浩大的船隊(duì)正打算起錨遠(yuǎn)航，“寶舟體勢(shì)巍然，巨無(wú)匹敵，棚帆錨舵，非二三百人莫能舉動(dòng)．”整個(gè)船隊(duì)有官兵、水手、工匠、醫(yī)生、翻譯等兩萬(wàn)多人……以上是對(duì)鄭和統(tǒng)帥船隊(duì)將要“下西洋”時(shí)的描述．以下說(shuō)法正確的是(ABD)A．我國(guó)是最早在航海上運(yùn)用指南針的國(guó)家B．鄭和下西洋的寶船上裝著羅盤，導(dǎo)航時(shí)兼用羅盤和觀星，二者相互補(bǔ)充、相互修正C．意大利航海家哥倫布是世界上第一個(gè)觀測(cè)到磁偏角的人D．中國(guó)的沈括觀測(cè)到磁偏角比哥倫布早約四百年解析：指南針是我國(guó)古代四大獨(dú)創(chuàng)之一，對(duì)世界航海事業(yè)的發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)．我國(guó)宋代學(xué)者沈括最早精確記錄了磁針?biāo)傅哪媳狈较虿皇堑乩砩系恼险钡默F(xiàn)象，即發(fā)覺(jué)了地磁偏角．西方直到1492年哥倫布第一次航行美洲時(shí)才發(fā)覺(jué)了地磁偏角，比沈括的發(fā)覺(jué)晚了約四百年，所以選項(xiàng)A、B、D正確．二、非選擇題(共66分)11．(8分)兩個(gè)完全相同的條形磁鐵，放在平板AB上，磁鐵的N、S極如圖所示，起先時(shí)平板及磁鐵皆處于水平位置，且靜止不動(dòng)．a(chǎn)．現(xiàn)將AB突然豎直向上平移(平板與磁鐵之間始終接觸)，并使之停在A″B″處，結(jié)果發(fā)覺(jué)兩個(gè)條形磁鐵吸在了一起．b．假如將AB從原來(lái)位置突然豎直向下平移，并使之停在位置A′B′處，結(jié)果發(fā)覺(jué)兩條形磁鐵也吸在了一起，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)起先時(shí)兩磁鐵靜止不動(dòng)，磁鐵間的相互作用力是吸引力；右側(cè)的磁鐵受到的靜摩擦力的方向向右．(2)在a過(guò)程中磁鐵起先滑動(dòng)時(shí)，平板正在向上加速還是減速呢？答：減速．(3)在b過(guò)程中磁鐵起先滑動(dòng)時(shí)，平板正在向下加速還是減速呢？答：加速．解析：本題是一道綜合性題目，主要考查磁體間的相互作用規(guī)律、受力分析、牛頓其次定律．磁鐵靜止時(shí)，二者間的相互吸引力與靜摩擦力大小相等，對(duì)右側(cè)的磁鐵來(lái)說(shuō)，吸引力向左靜摩擦力向右．當(dāng)平板向上運(yùn)動(dòng)而磁鐵吸在一起時(shí)，說(shuō)明摩擦力減小，磁鐵所受支持力減小，磁鐵應(yīng)處于失重狀態(tài)，所以平板應(yīng)向上減速運(yùn)動(dòng)，加速度方向向下．當(dāng)平板向下運(yùn)動(dòng)而兩磁鐵吸在一起時(shí)，磁鐵應(yīng)處于失重狀態(tài)，所以加速度仍向下，故是向下加速運(yùn)動(dòng)．12．(10分)目前電能都是通過(guò)電網(wǎng)采納有線方式傳輸?shù)模藗兪冀K幻想能無(wú)線傳輸電能，幻想在日常生活中實(shí)現(xiàn)無(wú)線充電，甚至不用電池．現(xiàn)在，一個(gè)科學(xué)探討小組在試驗(yàn)室中取得可喜的進(jìn)展，或許，人類的這一幻想不久就能實(shí)現(xiàn)．(1)實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸能量，涉及到能量的放射、傳播和接收．(2)科學(xué)家曾經(jīng)設(shè)想通過(guò)高聳的天線塔，以無(wú)線電波的形式將電能輸送到指定地點(diǎn)，但始終沒(méi)有在應(yīng)用層面上獲得勝利，其主要緣由是這類無(wú)線電波(C)A．在傳輸中許多能量被汲取B．在傳輸中易受山脈阻隔C．向各個(gè)方向傳輸能量D．傳輸能量易造成電磁污染(3)假如像無(wú)線廣播那樣通過(guò)天線塔輸送電能，接收器獲得的功率P和它到天線塔的距離R相關(guān)，試驗(yàn)測(cè)得P和R的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表：R(m)1245x10P(W)1600400100y2516①上表中的x＝8，y＝64.②依據(jù)表中的數(shù)據(jù)可歸納出P和R之間的關(guān)系式為PR2＝1_600.(4)為探討無(wú)線傳輸電能，某科研小組在試驗(yàn)室試制了無(wú)線電能傳輸裝置，在短距離內(nèi)點(diǎn)亮了燈泡，如下圖．試驗(yàn)測(cè)得，接在乙線圈上的用電器獲得的電能為輸入甲線圈電能的35%.①若用該裝置給充電功率為10W的電池充電，則損失的功率為18.6W.②若把甲線接入電壓為220V的電源，測(cè)得該線圈中的電流為0.195A．這時(shí)，接在乙線圈上的燈泡恰能正常發(fā)光，則此燈泡的功率為15W.(5)由于在傳輸過(guò)程中能量利用率過(guò)低，無(wú)線傳輸電能還處于試驗(yàn)室階段．為早日告辭電線，實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸電能的工業(yè)化，還需解決一系列問(wèn)題，請(qǐng)?zhí)岢鲋辽賰蓚€(gè)問(wèn)題．儀器體積過(guò)大、對(duì)人體有損害、傳輸距離太短等等．解析：(1)像電磁波一樣，無(wú)線傳輸能量也須要放射、傳播和接收的過(guò)程．(2)電磁波可以向各個(gè)方向傳播，而電能的輸送須要定向傳播．(3)由表中的前三組數(shù)據(jù)和最終一組數(shù)據(jù)可以看出PR2＝1600.將R＝5帶入上式得P＝64，所以y＝64；將P＝25帶入得R＝8，所以x＝8.(4)①由題意知，輸電效率為η＝35%，則P總＝P/η≈28.6W，所以損失的功率為P損＝P總－P＝28.6W－10W＝18.6W.②甲線圈輸入功率為P總＝UI＝220×0.195W＝42.9W，所以，乙線圈得到的功率，即燈泡的功率為P＝P總η＝42.9×35%W≈15.0W.(5)因?yàn)樵跓o(wú)線傳輸過(guò)程中，電磁波向各個(gè)方向傳播是均等的，無(wú)法有效地限制方向性，為了更多地接收到電磁波，就須要接收儀器和放射點(diǎn)之間有較短的距離及接收器，需有很大的體積．同時(shí)，向空間輻射較多的電磁波，對(duì)人體有害．13．(8分)如圖所示，放在馬蹄形磁鐵兩極之間的導(dǎo)體棒ab，當(dāng)通有自b到a的電流時(shí)，導(dǎo)體棒受到方向向右、大小F＝1N的磁場(chǎng)力的作用，已知導(dǎo)體棒在馬蹄形磁鐵內(nèi)部的長(zhǎng)度L＝5cm，通過(guò)導(dǎo)體棒的電流大小I＝10A，求：(1)導(dǎo)體棒中的電流在其正右側(cè)位置所形成的磁場(chǎng)的磁場(chǎng)方向；(2)馬蹄形磁鐵中導(dǎo)體棒所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。鸢福?1)豎直向上(2)2T解析：(1)由安培定則可知，導(dǎo)體棒中的電流在其正右側(cè)所形成的磁場(chǎng)方向豎直向上．(2)導(dǎo)體棒所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝eq\f(F,IL).解得：B＝2T.14．(12分)經(jīng)測(cè)量，人體表面輻射本事的最大值落在波長(zhǎng)為9.4μm處．依據(jù)電磁輻射的理論得出，物體最強(qiáng)輻射的波長(zhǎng)與物體的肯定溫度的關(guān)系近似為Tλm＝2.90×10－3m·K，由此估算人體表面的溫度和輻射的能量子的值各是多少？(h＝6.63×10－34J·s)答案：36℃2.12×10－20J解析：人體輻射的能量子的值為ε＝heq\f(c,λm)＝6.63×10－34×eq\f(3×108,9.4×10－6)J≈2.12×10－20J，人體表面的溫度為T＝eq\f(2.90×10－3,λm)＝eq\f(2.90×10－3,9.4×10－6)K≈309K≈36℃.15．(14分)如圖所示，金屬框架MON與導(dǎo)體棒DE構(gòu)成回路，處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中且與磁場(chǎng)垂直．(1)若B＝0.1T，DE從O點(diǎn)動(dòng)身，向右以1m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)4s時(shí)，回路的磁通量的變更是多少？(2)在圖中，若回路面積從S0＝8m2變成St＝18m2，B從B0＝0.1T變到Bt＝0.8T，則回路中的磁通量變更量是多少？答案：(1)0.8Wb(2)13.6Wb解析：(1)棒向右以1m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)4s時(shí)，位移為：x＝vt＝1×4m＝4m由于∠MON＝45°此時(shí)回路的面積為：S＝eq\f(1,2)x2＝eq\f(1,2)×42m2＝8m2回路的磁通量即磁通量的變更量為：ΔΦ1＝Φ－0＝BS＝0.8Wb(2)回路面積從S0＝8m2變到St＝18m2，B從B0＝0.1T變到Bt＝0.8T時(shí)的磁通量為：Φ2＝BtSt＝0.8×18Wb＝14.4Wb故回路中的磁通量的變更為：ΔΦ2＝Φ2－Φ＝14.4－0.8Wb＝13.6Wb16．(14分)衛(wèi)星電視傳播是指電視臺(tái)把無(wú)線電信號(hào)傳送到高空的通信衛(wèi)星上，衛(wèi)星再把信號(hào)傳送至地面上的其他地區(qū)．因此，我們看到衛(wèi)星電視信號(hào)顯示的整點(diǎn)時(shí)