高中物理会考水平合格考备考知识清单《第十三章电磁感应与电磁波初步》含解析答案

这是一份高中物理会考水平合格考备考知识清单《第十三章电磁感应与电磁波初步》含解析答案，共15页。学案主要包含了单选题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．如图所示，将一圆形导线环竖直放置，在圆环所在的空间加上一水平向右的匀强磁场，mn，pq为圆环上两条互相垂直的直径，mn沿水平方向，pq沿竖直方向。则下列选项中能使圆环中产生感应电流的是（ ）

A．让圆环绕过圆心且垂直于圆环平面的轴转动
B．让圆环在竖直面内向右平动
C．让圆环以mn为轴转动
D．让圆环以pq为轴转动
2．以下说法中正确的是（ ）
A．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质
B．磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的
C．磁极与磁极间是直接发生作用的
D．磁场和电场是同一种物质
3．电磁波在日常生活中有着广泛的应用。下列说法正确的是（ ）
A．微波炉加热食物是利用了红外线的热作用
B．红外线应用在遥感技术中，是利用了它穿透本领强的特性
C．医院用X射线进行透视，是因为它是各种电磁波中穿透能力最强的
D．利用紫外线灭菌消毒，是因为紫外线具有较高的能量
4．一个氢原子从低能级跃迁到高能级，该氢原子（ ）
A．吸收光子，吸收光子的能量等于两能级之差
B．吸收光子，能量减少
C．放出光子，能量增加
D．放出光子，放出光子的能量等于两能级之差
5．在宇宙环境中，地磁场保护着地球，地质记录表明，自地球在46亿年前形成以来，已经有过数百次地磁反转，也就是说，地球的磁场在“反极性”（地磁场方向与现在的方向相反）和“正极性”（地磁场方向与现在的方向相同）之间不断变换。物理学家的研究认为，地球的磁极反转在未来仍可能会发生。下列关于地磁反转期间的说法正确的是（ ）
A．对依靠磁场进行导航的物种不会有影响
B．若地磁场处于最弱的状态时，就不会对地球生物的生存有影响
C．太阳辐射的高能粒子直接轰击地球的大气层，可能引发一些疾病
D．地球磁场的反转可能是瞬间发生，而不是一个缓慢、渐进的过程
6．下列各图的线圈中能产生感应电流的是（ ）
A．B．
C．D．
7．如图中能产生感应电流的是（ ）
A． B．
C． D．
8．如图所示，ab是水平面上一个圆形线圈的直径，在过ab的竖直面内有一根通电导线ef，且ef平行于ab，当ef竖直向上平移时，穿过圆面积的磁通量将（ ）

A．逐渐变大B．逐渐变小
C．始终为零D．不为零，但始终不变
9．如图所示，线圈两端接在电流表上组成闭合电路，在下列情况中，电流表指针不发生偏转的是（ ）

A．线圈不动，磁铁插入线圈时
B．线圈不动，磁铁拔出线圈时
C．磁铁插在线圈内不动
D．磁铁和线圈相对移动时
10．磁感应强度B的单位T等价于（ ）
A．B．C．D．
11．安装适当的软件后，利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度B。如图，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy面。某同学在武汉某地对地磁场进行了一次测量，测量时手机平放在水平桌面使z轴正向保持竖直向上。根据题图中测量结果可推知（ ）
A．测量时y轴正向指向北方
B．测量时y轴正向指向西方
C．武汉该地的地磁场小于50μT
D．武汉该地的磁倾角（磁场与水平方向的夹角）大于45°
12．关于光子的能量，下列说法中正确的是（ ）
A．光子的能量跟它的频率成反比
B．光子的能量跟它的频率成正比
C．光子的能量跟它的速度成正比
D．光子的能量跟它的速度成反比
13．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。关于红外线热像仪测体温的原理，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体温有关
C．被测者会辐射红外线，所辐射红外线的强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强，且较短波长的辐射强度大
D．被测者会辐射红外线，所辐射红外线的强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强，且较长波长的辐射强度大
14．关于电磁场和电磁波的正确说法是（ ）
A．电场和磁场总是相互联系的，它们统称为电磁场
B．电磁场由发生的区域向远处的传播就是电磁波
C．电磁波传播速度总是3×108 m/s
D．电磁波是一种物质，不能在真空中传播
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
16．以下关于光子的说法正确的是（ ）
A．光子的能量跟它的频率无关
B．紫光光子的能量比红光光子的能量小
C．光子是具有质量、能量和体积的实物微粒
D．在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子
17．如图所示的磁场中,稳定时小磁针位置正确的是( )
A．B．
C．D．
18．如图所示，三根相互平行的固定长直导线和垂直纸面放置，直导线与纸面的交点及坐标原点O分别位于边长为a的正方形的四个顶点。与中的电流均为、方向均垂直纸面向里，中的电流为I、方向垂直纸面向外。已知在电流为I的长直导线的磁场中，距导线r处的磁感应强度，其中k为常数。则O点处的合磁场的磁感应强度（ ）
A．方向与y轴正方向成角，大小为
B．方向与y轴负方向成角，大小为
C．方向与y轴正方向成角，大小为
D．方向与y轴负方向成角，大小为
19．如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两环的磁通量、的大小关系为（ ）
A．B．C．D．无法比较
20．如图所示，带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上原小磁针最后平衡的位置是（ ）

A．N极竖直向上B．N极竖直向下
C．N极沿轴线向左D．N极沿轴线向右
二、解答题
21．无线电波的中波波长范围为200~3000m。求该波段的频率范围。
22．如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置。
（1）在图示状态下，线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器滑动头向左快速滑动，线圈B的磁通量如何变化？这时灵敏电流计的指针会不会偏转？
（2）线圈A插入线圈B后，闭合开关的瞬间和断开开关瞬间线圈B的磁通量如何变化？这时灵敏电流计的指针是否偏转？
（3）根据上述实验过程，说明线圈B中产生感应电流的条件。
23．把一个面积为的线圈放在某匀强磁场中，当线圈平面与磁场垂直时，穿过线圈的磁通量为。
（1）该磁场的磁通密度是多少？
（2）上述线圈从与磁场方向垂直的初始位置转动到与磁场方向成60°的位置，穿过线圈的磁通量以及该磁场的磁通密度各是多少？
24．某装置是高功率固体激光系统，利用它可获得能量为2400J、波长λ为0.35μm的紫外激光，已知普朗克常量，光速，则该紫外激光所含光子数为多少个？（结果保留2位有效数字）
25．如图所示，面积是0.5m2的矩形导线圈处于磁感应强度为20T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直，如图中Ⅰ位置，则穿过该线圈的磁通量是多少？若线圈平面与磁场方向夹角为60°，如图中Ⅱ位置，则穿过该线圈的磁通量又是多少？

参考答案：
1．D
【详解】A．若让圆环绕过圆心且垂直于圆环平面的轴转动时，圆环平面始终平行于磁场方向，穿过圆环的磁通量始终为0，即穿过磁通量的磁通量不变，可知圆环中不产生感应电流，故A错误；
B．若让圆环在竖直面内向右平动时，圆环平面始终平行于磁场方向，穿过圆环的磁通量始终为0，即穿过磁通量的磁通量不变，可知圆环中不产生感应电流，故B错误；
C．若让圆环以mn为轴转动时，圆环平面始终平行于磁场方向，穿过圆环的磁通量始终为0，即穿过磁通量的磁通量不变，可知圆环中不产生感应电流，故C错误；
D．若让圆环以pq为轴转动时，在转动过程中，穿过磁通量的磁通量发生变化，可知圆环中产生感应电流，故D正确。
故选D。
2．A
【详解】A．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质，选项A正确；
B．磁场是客观存在的物质。不是为了解释磁极间相互作用而人为规定的。选项B错误；
C．磁极与磁极之间是通过磁场发生作用的，选项C错误；
D．磁场与电场的基本性质不同、产生的原因不同。因此不是同一种物质，D错误。
故选A。
3．D
【详解】A．微波炉加热食物是利用微波进行加热的，A错误；
B．红外遥感技术是基于一切物体都在辐射红外线，用红外探测器接收物体发出的红外线，然后进行分析，从而得知被测物体的信息，B错误；
C．γ射线的穿透能力比X射线的强，C错误；
D．紫外线具有较高的能量，足以破坏细胞核中的物质，从而进行灭菌消毒，D正确；
故选D。
4．A
【详解】氢原子能级越高对应的能量越大，当氢原子从较低能级向较高能级跃迁时，吸收光子，能量增加，吸收光子的能量等于两能级之差，故A正确，BCD错误。
故选A。
5．C
【详解】A．地磁反转期间，对依靠磁场进行导航的物种会有影响，A错误；
B．地磁场能使太阳辐射的高能带电粒子发生偏转，对地球的生物有一定的变化作用，若地磁场处于最弱的状态时，就会对地球生物的生存有影响，B错误；
C．当太阳辐射的高能粒子直接轰击地球的大气层时，可能引发一些疾病，C正确；
D．地球磁场的反转不可能是瞬间发生，而是一个缓慢、渐进的过程，D错误。
故选C。
6．D
【详解】当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，回路中才能产生感应电流。
A．线圈未闭合，不会有感应电流产生，故A错误；
B．线圈在磁场中运动过程，穿过线圈的磁通量无变化，不会产生感应电流，故B错误；
C．通入增大的电流，则电流产生的磁感应强度增加，根据安培定则可知，穿过线圈向下的磁通量增加量和穿过线圈向上的磁通量增加量相同，则穿过线圈的磁通量无变化，无感应电流产生，故C错误；
D．由图知，两导杆运动时，形成的闭合回路面积增大，则穿过回路的磁通量增大，则有感应电流产生，故D正确。
故选D。
7．B
【详解】A．线圈没有闭合，所以不能产生感应电流，故A错误；
B．导轨及导线围成的闭合回路中，磁通量在变大，所以会产生感应电流，故B正确；
C．根据通电导线周围的磁场分布可知，穿过闭合线圈的磁通量始终为零，所以不能产生感应电流，故C错误；
D．穿过运动线框的磁通量没有发生变化，所以不能产生感应电流，故D错误。
故选B。
8．C
【详解】根据右手螺旋定则可知，通电导线产生的磁场穿过圆形线圈的磁通量，以ab直径分成的两个半圆的磁通量刚好大小相等，方向相反，则圆形线圈的磁通量为零，当ef竖直向上平移时，穿过圆面积的磁通量将始终为零。
故选C。
9．C
【详解】根据电磁感应现象产生的条件，不论哪部分移动，只要磁体与线圈的相对位置发生变化，线圈所在处的磁场就会发生变化，所以选项A、B、D中都会产生感应电流，C中不会产生感应电流。
故选C。
10．A
【详解】根据安培力公式F=BIL，得
所以
故选A。
11．D
【详解】AB．武汉处于北半球，地磁场的分量一个沿水平方向向北，一个竖直向下指向地面，根据题图中测量结果可知，x轴磁场分量为负值，说明x轴正方向指向南方，则y轴正方向指向东方，故AB错误；
C．武汉该地的地磁场为
故C错误；
D．武汉该地的磁倾角（磁场与水平方向的夹角）正切值为
θ大于45°，故D正确。
故选D。
12．B
【详解】根据能量子公式
可知，光子的能量与它的频率成正比，故ACD错误，B正确。
故选B。
13．C
【详解】AB．根据热辐射的实验规律可知，人的体温升高，人体辐射的红外线的频率和强度就会增加，通过监测被测者辐射的红外线的频率和强度，就可以知道该人的体温了，故A、B错误；
CD．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，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，因此热辐射中较短波长的成分越来越多，故C正确，D错误。
故选C。
14．B
【详解】A．变化的电场和变化的磁场是相互联系的不可分割的统一整体，统称为电磁场，选项A错误；
B．电磁场由发生的区域向远处传播形成电磁波，选项B正确；
C．电磁波在真空中的传播速度总是3×108 m/s，在其它介质中的传播速度小于3×108 m/s，选项C错误；
D．电磁波是一种以波的形式存在的物质，可以不需要介质在真空中传播，选项D错误。
故选B。
15．D
【详解】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。
16．D
【详解】A．根据
可知光子的能量与光子的频率成正比，选项A错误；
B．在可见光范围内，紫光的频率最大，红光的频率最小，根据
可知紫光光子的能量比红光光子的能量大，选项B错误；
C．光子具有能量，但没有静止质量，也没有具体的体积，它不是实物粒子，选项C错误；
D．光是在空间传播的电磁波，是不连续的，是一份一份的能量，每一份叫做一个光子，选项D正确。
故选D。
17．A
【详解】磁铁外部，磁感线由极指向极，而磁感线的切线方向就是小磁针静止时N极所指方向。
故选A。
18．A
【详解】三个电流分别在原点O处产生磁场的磁感应强度为
方向如图所示，则三个电流在O点处产生合磁场的磁感应强度
方向与y轴正方向成角。
故选A。
19．A
【详解】根据磁感线的分布情况可知，磁铁内部穿过环面的磁感线方向向上，外部磁感线方向向下。由于磁感线是闭合曲线，磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数，而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间，所以穿过环面的磁铁外部向下的磁感线将磁铁内部向上的磁感线抵消一部分，a的面积小，抵消较小，则磁通量较大，所以Φa＞Φb。
故选A。
20．D
【详解】带负电的金属环匀速旋转时，形成的电流方向与旋转方向相反，根据右手螺旋定则可知环轴线上磁场的方向向右，故原小磁针静止时N极沿轴线向右。
故选D。
21．1.0×105Hz~1.5×106 Hz
【详解】根据频率与波长的关系有
解得
，
即该波段的频率范围为1.0×105Hz~1.5×106 Hz。
22．（1）不变，不偏转；（2）增大，减小，偏转；（3）穿过闭合回路的磁通量发生变化
【详解】（1）由图可知，开关处于断开状态，线圈A中无电流，则不产生磁场，故线圈B的磁通量为零，保持不变，不产生感应电流，指针不偏转。
（2）闭合开关的瞬间，线圈A中从无电流到有电流，从无磁场到有磁场，则线圈B的磁通量增大；断开开关瞬间，线圈A中从有电流到无电流，从有磁场到无磁场，则线圈B的磁通量减小；穿过线圈B的磁通量发生变化，有感应电流产生，指针偏转。
（3）产生感应电流的条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化。
23．（1）0.02T；（2）8.66×10-4Wb；0.02T
【详解】（1）根据Φ=BSsinθ，则当线圈与磁场方向垂直时，该磁场的磁通密度：
（2）当线圈绕某边转到与磁场方向成60°角时，则有
Φ=BSsin60°=0.02×5×10-2×Wb=8.66×10-4Wb
该磁场的磁通密度认为0.02T。
24．
【详解】每个激光光子的能量为
该紫外激光中所含光子数为
代入数据可得
25．10Wb，8.66Wb
【详解】如图中Ⅰ位置，穿过该线圈的磁通量是
若线圈平面与磁场方向夹角为60°，如图中位置，则穿过高线圈的磁通量是