沪科技版（2020）必修第三册综合复习与测试精品练习

这是一份沪科技版（2020）必修第三册综合复习与测试精品练习，文件包含本章复习与测试作业原卷版docx、本章复习与测试作业解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共13页， 欢迎下载使用。

1．下列关于电磁波的说法正确的是（ ）
A．均匀变化的磁场能够在空间产生电场
B．电磁波在真空和介质中传播速度相同
C．只要有电场和磁场，就能产生电磁波
D．电磁波在同种介质中只能沿直线传播
【答案】A
【解析】变化的磁场就能产生电场，A正确；若电场和磁场都稳定或均匀变化，都不能产生电磁波，C错误；光也是电磁波，在真空和介质中传播的速度不同，B错误；D选项中没强调是“均匀”介质，若介质不均匀会发生折射，故D错误。
2．关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是（ ）
A．磁感线可以形象地描述各点磁场的方向
B．磁场是为了解释磁极间的相互作用而人为规定的
C．由B＝eq \f(F,Il)可知，某处磁感应强度大小与放入该处的通电导线Il乘积成反比
D．一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，则该处的磁感应强度一定为零
【答案】A
【解析】磁感线的切线方向为磁场的方向，则磁感线可以形象地描述各点磁场的方向，故A正确； 磁场是客观存在的物质，磁感线是为了解释磁极间的相互作用而人为假想的，故B错误；某处磁感应强度大小只由磁场本身决定，与放入该处的通电导线Il乘积无关，故C错误； 一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，可能是直导线的放置方向与磁场平行，该处的磁感应强度不一定为零，故D错误。
3．关于通电直导线周围磁场的磁感线分布，下列示意图中正确的是（ ）

【答案】A
【解析】伸开右手，大拇指方向为电流方向，则四指环绕方向为逆时针，故A正确，B、C、D错误。
4．如图所示，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积S1>S2＝S3，且“3”线圈在磁铁的正中间．设各线圈中的磁通量依次为Φ1、Φ2、Φ3则它们的大小关系是（ ）
A．Φ1>Φ2>Φ3B．Φ1<Φ2<Φ3
C．Φ1>Φ2＝Φ3D．Φ1<Φ2＝Φ3
【答案】B
【解析】在条形磁铁内外都有磁场，套在条形磁铁外的三个线圈的磁通量为内部向左的磁通量减去外部向右的磁通量，而内部向左的磁通量相同，外部向右的磁通量越大，抵消越多，总磁通量越少，1，2在同一位置，1的外部面积大，则向右的磁通量大，故Φ2>Φ1。2，3面积一样，3位置外部B非常小，则外部向右磁通量小，则Φ3>Φ2；可得Φ1<Φ2<Φ3，故B正确。
5．如图所示，在磁感应强度为B＝1 T的匀强磁场中，固定一根与磁场方向垂直的通电直导线OO′，在导线外，以导线截面的中心为圆心的圆周上有a、b、c、d四个点．已知c点的磁感应强度为eq \r(2) T，方向斜向右上方，并与磁感应强度B方向的夹角为45°，则下列说法正确的是（ ）
A．直导线中的电流方向垂直纸面向里
B．a点的磁感应强度与c点的相同
C．d点的磁感应强度为零
D．b点的磁感应强度为零
【答案】D
【解析】由题，c点的磁感应强度为eq \r(2) T，方向斜向右上方，并与B的夹角为45°，说明通电导线在c点产生的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度大小相等，也是1 T，方向向上，根据安培定则可知，直导线中的电流方向垂直纸面向外，故A错误．通电导线在a点产生的磁感应强度大小为1 T，由安培定则可知，通电导线在a处的磁感应强度方向竖直向下，根据平行四边形与匀强磁场进行合成得知，a点感应强度为eq \r(2) T，方向与水平方向成45°斜向右下方，与c点的磁感应强度的方向不同，故B错误．电流的方向向外，则电流在d点产生的磁场方向向右，大小为1 T，所以d点的磁感应强度大小为2 T，方向向右，故C错误．通电导线在b处的磁感应强度方向水平向左，则b点磁感应强度为0，故D正确。
6．如图所示，矩形闭合线圈abcd竖直放置，OO′是它的对称轴，通电直导线AB与OO′平行，且AB、OO′所在平面与线圈平面垂直，如要在线圈中产生感应电流，可行的做法是（ ）
A．AB中电流I逐渐增大
B．AB中电流I先增大后减小
C．AB正对OO′，逐渐靠近线圈
D．线圈绕OO′轴逆时针转动90°（俯视）
【答案】D
【解析】由于通电直导线AB与OO′平行，且AB、OO′所在平面与线圈平面垂直．AB中无论电流如何变化，或AB正对OO′靠近线圈或远离线圈，线圈中磁通量均为零，不能在线圈中产生感应电流，故A、B、C错误；线圈绕OO′轴逆时针转动90°（俯视），穿过闭合线圈的磁通量变化，线圈中产生感应电流，故D正确。
7．如图所示，完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置，甲的圆心为O1，乙的圆心为O2，在两环圆心的连线上有a、b、c三点，其中aO1＝O1b＝bO2＝O2c，此时a点的磁感应强度大小为B1，b点的磁感应强度大小为B2．当把环形电流乙撤去后，c点的磁感应强度大小为（ ）
A．B2－B1B．B1－eq \f(B2,2)
C．B2－eq \f(B1,2)D．eq \f(B1,3)
【答案】B
【解析】由安培定则可知，甲、乙两个环形电流在a、b、c三点产生的磁感应强度方向相同，都是水平向左，大小为两个环形电流在各点产生磁感应强度的矢量和．因aO1＝O1b＝bO2＝O2c，根据对称性，两个环形电流在a产生的磁感应强度与在c点产生的磁感应强度大小相等、方向相同，所以此时c点的磁感应强度大小为B1．环形电流甲与环形电流乙在b 点产生的磁感应强度大小相等、方向相同，设其中一个环形电流在b 点产生的磁感应强度为B，则有2B＝B2．根据对称性，乙环形电流在b 点产生的磁感应强度与在c点产生的磁感应强度大小相等、方向相同．当把环形电流乙撤去后，c点的磁感应强度大小只有甲环形电流产生，所以Bc＝B1－B，即为Bc＝B1－eq \f(B2,2)，所以B正确。。
8．如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面，若使线框从图中实线位置向左缓慢平移到虚线位置，此时直导线正好平分矩形线框。已知直线电流在周围产生的磁场随距离增大而减弱，则穿过线框的磁通量将（ ）
A．逐渐增大B．逐渐减小
C．先减后增D．先增后减
【答案】D
【解析】通电直导线产生稳定的磁场，离导线越远磁场越弱，磁感线越疏，则当线框靠近通电导线，线框的左侧边框没有通过导线所在位置时，穿过线框的磁感线的条数越来越多，磁通量将逐渐增大．当线框平移到虚线位置，此时直导线正好平分矩形线框，故磁通量逐渐减小，直至为零．故D正确，A、B、C错误。
9．在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，紧贴边缘内壁放一个圆环形电极，并把它们与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水．如果把玻璃皿放在磁场中，如图所示，通过所学的知识可知，当接通电源后从上向下看（ ）
A．液体将顺时针旋转
B．液体将逆时针旋转
C．若仅调换N、S极位置，液体旋转方向不变
D．若仅调换电源正、负极位置，液体旋转方向不变
【答案】B
【解析】根据电势的高低可知电流由边缘流向中心，器皿所在处的磁场竖直向上，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转，故A错误，B正确；仅仅调换N、S极位置或仅仅调换电源的正、负极位置，安培力方向肯定改变，故C、D均错误。
10．如图甲所示，一个条形磁铁P固定在水平桌面上，以P的右端点为原点O，中轴线为x轴建立一维坐标系。一个灵敏的小磁针Q放置在x轴上不同位置，设Q与x轴之间的夹角为θ。实验测得sin θ与x之间的关系如图乙所示。已知该处地磁场方向水平，磁感应强度大小为B0。下列说法正确的是（ ）
A．P的右端为S极
B．P的中轴线与地磁场方向平行
C．P在x0处产生的磁感应强度大小为B0
D．x0处合磁场的磁感应强度大小为2B0
【答案】C
【解析】当x趋向无穷大时，小磁针所指的方向为地球的磁场方向，所以根据题图可知，x趋向无穷大时，sin θ趋向1，则θ趋向90°，即小磁针的方向与x方向垂直，所以x的方向为向东。当x非常小时，小磁针的N极沿x方向，向东。则图可知，开始时N背离O点，所以O点处的磁极是N极，A错误；P的中轴线与地磁场方向垂直，B错误；由图乙可知，x0处sin θ＝eq \f(\r(2),2)，则θ＝45°，设P在x0处产生的磁感应强度大小为B，则tan 45°＝eq \f(B0,B)，得B＝B0，所以C正确；x0处的合磁场的磁感应强度大小为B＝eq \f(B0,sin 45°)＝eq \r(2)B0，D错误。
二、非选择题：本题共6小题，共60分。
11．（4分）1831年，物理学家法拉第用如图所示的实验，成功发现了磁生电现象，开关始终处于闭合状态时，a线圈中 （填“有”或“无”）感应电流产生，开关闭合或断开瞬间，a线圈中 （填“有”或“无”）感应电流产生。
【答案】无 有
【解析】开关始终闭合时，因穿过a线圈的磁通量不变，所以无感应电流产生。开关闭合瞬间穿过a线圈的磁通量突然增大，所以有感应电流产生。开关断开瞬间，穿过a线圈的磁通量突然减小，所以有感应电流产生。
12．（6分）下图是某兴趣小组研究磁生电现象所需的器材。
请你协助该小组完成如下工作．用实线将带有铁芯的线圈A、电源、滑动变阻器和开关连接成原线圈回路，将小量程电流表和线圈B连接成副线圈回路，并列举出在实验中改变副线圈B的回路中磁通量，使副线圈B的回路产生感应电流的三种方式：
① ；
② ；
③ 。
【答案】见解析
【解析】实物连接如图所示。①原线圈A插入副线圈B后，合上（或断开）开关瞬间；②合上开关后，将原线圈A插入副线圈B或从副线圈B中抽出；③合上开关，将原线圈A插入副线圈B后，移动滑动变阻器的滑片。
13．（8分）一磁感应强度为B的匀强磁场，方向水平向右，一面积为S的矩形线圈abcd如图所示放置，平面abcd与竖直方向成θ角，将abcd绕ad轴转180°角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量是多少？
【答案】2BScs θ
【解析】开始时穿过线圈平面的磁通量为Φ1＝BScs θ
后来穿过线圈平面的磁通量为Φ2＝－BScs θ
则磁通量的变化量为ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BScs θ。
14．（12分）磁场中放一与磁场方向垂直的电流元，通入的电流是2.5 A，导线长10 cm，它受到的磁场力为5×10－2 N。问：
（1）这个位置的磁感应强度是多大？
（2）如果把通电导线中的电流增大到5 A时，这一点的磁感应强度是多大？
（3）如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，是否可以肯定这里没有磁场？
【答案】（1）0.2 T （2）0.2 T （3）不可以
【解析】（1）由磁感应强度的定义式得B＝eq \f(F,Il)＝eq \f(5×10－2 N,2.5 A×1×10－1 m)＝0.2 T。
（2）磁感应强度B是由磁场和空间位置（点）决定的，和导线的长度l、电流I的大小无关，所以该点的磁感应强度还是0.2 T。
（3）不可以。如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，则有两种可能：①该处没有磁场；②该处有磁场，但通电导线与磁场方向平行。
15．（15分）如图所示，有一个垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B＝0.8 T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1 cm。现于纸面内先后放上圆线圈，圆心均在O处，A线圈半径为1 cm，1匝；B线圈半径为2 cm，1匝；C线圈半径为0.5 cm，1匝。问：
（1）在B减为0.4 T的过程中，A和B中磁通量各改变多少？
（2）当磁场方向转过30°角的过程中，C中的磁通量改变多少？
【答案】（1）1.256×10－4 Wb 1.256×10－4 Wb （2）－8.4×10－6 Wb
【解析】（1）设圆形磁场区域的半径为R，对线圈A：Φ1＝B1πR2，Φ2＝B2πR2
ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝（0.8－0.4）×3.14×（10－2）2 Wb＝1.256×10－4 Wb
对线圈B：ΔΦ′＝|Φ4－Φ3|＝（0.8－0.4）×3.14×（10－2）2 Wb＝1.256×10－4 Wb。
（2）对线圈C，设C线圈的半径为r，有Φ5＝B1πr2，Φ6＝B1πr2cs θ
磁通量的改变量ΔΦ″＝|Φ6－Φ5|＝B1πr2（cs 30°－1）≈－8.4×10－6 Wb。
16．（15分）某雷达站正在跟踪一架飞机，此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来．某一时刻雷达发射出一个雷达脉冲波，经过2×10－4 s后收到反射波；再隔0.8 s后再发出一个脉冲波，经过1.98×10－4 s收到反射波，问：（已知光速c＝3.0×108 m/s，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s）
（1）若雷达波的频率为1.5×1010 Hz，此波的波长为多少？这种频率的光子的能量为多少？
（2）飞机的飞行速度为多少？
【答案】（1）0.02 m 9.9×10－24 J （2）375 m/s
【解析】（1）雷达波是电磁波，速度为c＝3.0×108 m/s
根据波长、波速、频率的关系可得λ＝eq \f(c,ν)＝eq \f(3.0×108,1.5×1010) m＝0.02 m
这种光子的能量为ε＝hν＝6.63×10－34 J·s×1.5×1010 Hz≈9.9×10－24 J．
（2）飞机接收到第一个无线电脉冲时距雷达的距离为x1＝ceq \f(t1,2)
飞机接收到第二个无线电脉冲时距雷达的距离为x2＝ceq \f(t2,2)
则在Δt＝0.8 s时间内飞机的位移为
Δx＝x1－x2＝ceq \f(t1－t2,2)＝3.0×108×eq \f(2×10－4－1.98×10－4,2) m＝300 m
故飞机的飞行速度为v＝eq \f(Δx,Δt)＝eq \f(300,0.8) m/s＝375 m/s。