人教版2026年高中物理讲义（含解析）30必修第三册 第十三章 电磁感应与电磁波初步 第3-5节同步练习

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电磁感应与电磁波剖析同步练习（答题时间：40分钟）1. 下列说法正确的是（ ）A. 磁感应强度B增强，磁通量一定变大B. 线圈面积S增大，磁通量一定变大C. 只要穿过电路的磁通量不为零，电路中一定产生感应电流D. 穿过闭合电路的磁通量增加，电路中产生感应电流2. 如图所示，条形磁铁正上方放置一矩形线框，线框平面水平且与条形磁铁平行。则线框由N极端匀速平移到S极端的过程中，线框中的感应电流的情况是（ ）A. 线框中始终无感应电流B. 线框中始终有感应电流C. 线框中开始有感应电流，当线框运动到磁铁中部时无感应电流，过中部后又有感应电流D. 线框中开始无感应电流，当线框运动到磁铁中部时有感应电流，过中部后又无感应电流3. 如图所示，有一个100匝的线圈，其横截面是边长L＝0. 20 m的正方形，放在磁感应强度为B＝0. 50 T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直。若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形（横截面的周长不变），在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？*4. 磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由位置1平移到位置2，第二次将线框绕cd边翻转到位置2，设先后两次通过线框的磁通量变化量的大小分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则（ ）A. ΔΦ1>ΔΦ2 B. ΔΦ1＝ΔΦ2C. ΔΦ1Φ2。将闭合线框从位置1平移到位置2，穿过闭合线框的磁感线方向不变，所以ΔΦ1＝|Φ2－Φ1|＝Φ1－Φ2；将闭合线框从位置1绕cd边翻转到位置2，穿过闭合线框的磁感线反向，所以ΔФ2＝|（－Φ2）－Φ1|＝Φ1＋Φ2（以原来磁感线穿过的方向为正方向，则后来从另一面穿过的方向为负方向），故正确选项为C。5.【答案】AD【解析】正方形闭合回路运动到关于OO′对称的位置时，穿过回路的两个方向相反的磁场面积相等，且磁感应强度大小均为B，故穿过回路的磁通量为零，选项A正确，B错误；正方形闭合回路在从左边磁场运动到右边磁场的过程中，穿过回路的磁通量先减少后增加，选项C错误，D正确。6.【答案】AD【解析】由磁通量变化公式ΔΦ＝Φ2－Φ1计算，因此只要能正确地表示出始、末位置的磁通量，就能准确写出磁通量的变化量，开始时，Φ1＝BS，转过90°时，Φ2＝0，A正确，B错误；线圈从图示位置转过180°时，Φ2＝－BS，ΔΦ＝－2BS，C错误；线圈转过360°时，Φ2＝BS，故ΔΦ＝0，D正确。7.【答案】BCD【解析】ab、cd均向右运动，当v1＝v2时，闭合回路的磁通量不变，故无感应电流产生，A项错误；B、D两项所述情况，闭合回路的磁通量增加，C项所述情况，闭合回路的磁通量减少，均有感应电流产生，故B、C、D正确。8.【答案】B＝【解析】要使MN棒中不产生感应电流，应使穿过线圈平面的磁通量不发生变化，在t＝0时刻，穿过线圈平面的磁通量Φ1＝B0S＝B0l2设t时刻的磁感应强度为B，此时磁通量为Φ2＝Bl（l＋vt）由Φ1＝Φ2，得B＝。9.【答案】BD【解析】麦克斯韦电磁场理论的核心内容是：变化的电场产生磁场；变化的磁场产生电场，对此理论全面正确理解为：不变化的电场周围不产生磁场；变化的电场可以产生变化的磁场，也可产生不变化的磁场；均匀变化的电场产生稳定的磁场；周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场，由变化的磁场产生电场的规律与上相似，由此可知，选项B、D正确，A、C错误。10.【答案】C【解析】A中磁场不变，则不会产生电场，故A错误；B中磁场方向变化，而大小不变，则不会产生恒定的电场，故B错误；C中磁场随时间均匀变化，则会产生恒定的电场，故C正确；D中磁场随时间做非均匀变化，则会产生非均匀变化的电场，故D错误。11.【答案】CD【解析】热效应最强的是红外线，热辐射即红外线辐射，A错误，D正确；穿透本领最强的是γ射线，B错误；臭氧层可吸收、阻挡过强的紫外线，使地球上的动植物免受过强紫外线的伤害，另外臭氧层空洞可引起气候恶化，C正确。12.【答案】BC【解析】A图中的上图磁场是稳定的，由麦克斯韦的电磁场理论可知，其周围空间不会产生电场，A图中的下图是错误的；B图中的上图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，下图的磁场是稳定的，所以B图正确；C图中的上图是周期性变化的磁场，它能产生同频率的周期性变化的电场，C图是正确的；D图的上图是周期性变化的电场，在其周围空间产生周期性变化的磁场，故D图错误。13.【答案】B【解析】因为绝缘环形管面内有均匀增大的磁场，在其周围会产生稳定的涡旋电场，对带电小球做功。由楞次定律判断电场方向为逆时针方向。在电场力作用下，带正电小球沿逆时针方向运动，故B正确。14.【答案】电磁波传递信息需要时间 0. 24 s【解析】主持人与记者之间通话的不合拍是因为电磁波是以有限的速度在空中传播的，利用电磁波传递信息是需要时间的，设同步卫星高度为H，由万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，即，H＝－R＝3. 6×107 m，则一方讲话，另一方听到对方的讲话所需的最少时间是t＝＝0. 24 s。能量量子化同步练习（答题时间：40分钟）1. 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2. 能正确解释黑体辐射实验规律的是（ ）A. 能量的连续经典理论B. 普朗克提出的能量量子化理论C. 以上两种理论体系任何一种都能解释D. 牛顿提出的能量微粒说3. “新冠肺炎”期间，很多地方用红外线热像仪监测人的体温，只要被测者从仪器前走过，便可知道他的体温是多少，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4. 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*5. 某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P，c表示光速，h为普朗克常量，则激光器每秒发射的光量子数为（ ）A. B. C. D. Phc6. （多选）对于带电微粒辐射和吸收能量时的特点，以下说法正确的是（ ）A. 以某一个最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收B. 辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍C. 吸收的能量可以是连续的D. 辐射和吸收的能量是量子化的*7. （多选）光子的发射和吸收过程是（ ）A. 原子从基态跃迁到激发态要放出光子，放出光子的能量等于原子在始、末两个能级的能量差B. 原子不能从低能级向高能级跃迁C. 原子吸收光子后从低能级跃迁到高能级，放出光子后从较高能级跃迁到较低能级D. 原子无论是吸收光子还是放出光子，吸收的光子或放出的光子的能量恒等于始、末两个能级的能量差值8. 能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为10－18 J，已知可见光的平均波长为0. 6 μm，普朗克常量h＝6. 63×10－34 J·s，恰能引起人眼的感觉，进入人眼的光子数至少为（ ）A. 1个 B. 3个 C. 30个 D. 300个9. （多选）黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知（ ）A. 随温度升高，各种波长的辐射强度都增加B. 随温度降低，各种波长的辐射强度都增加C. 随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D. 随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动*10. 在自然界生态系统中，蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡方面发挥着重要作用。蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的。假设老鼠的体温约37 ℃，它发出的最强的热辐射的波长为λmin。根据热辐射理论，λmin与辐射源的绝对温度T的关系近似为Tλmin＝2. 90×10－3 m·K，则老鼠发出的最强的热辐射的波长为（ ）A. 7. 8×10－5 m B. 9. 4×10－6 mC. 1. 16×10－4 m D. 9. 7×10－8 m11. 40瓦的白炽灯，有5%的能量转化为可见光。设所发射的可见光的平均波长为580 nm，那么该白炽灯每秒钟辐射的光子数为多少？（普朗克常量h＝6. 63×10－34 J·s，光速c＝3×108 m/s）*12. 小灯泡的功率P＝1 W，设其发出的光向四周均匀辐射，平均波长λ＝10－6 m，求在距离d＝1. 0×104 m处，每秒钟落在垂直于光线方向、面积为1 cm2的球面上的光子数是多少？（h＝6. 63×10－34 J·s，结果保留3位有效数字）能量量子化同步练习参考答案1.【答案】A【解析】影响黑体辐射电磁波的波长分布的因素是温度，故选项A正确，B、C、D错误。2.【答案】B【解析】根据黑体辐射的实验规律，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，只能用普朗克提出的能量量子化理论才能得到较满意的解释，故B正确，A、C、D错误。3.【答案】C【解析】根据辐射规律可知，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，C正确，A、B、D错误。4.【答案】A【解析】依据普朗克量子化观点，能量是不连续的，是一份一份地变化的，属于“不连续的，一份一份”的概念的是A选项，故A正确，B、C、D错误。5.【答案】A【解析】每个光量子的能量ε＝hν＝，每秒钟发射的总能量为P，则n＝＝，故A正确，B、C、D错误。6.【答案】ABD【解析】带电微粒辐射或吸收能量时是以最小能量值——能量子ε的整数倍一份一份地辐射或吸收的，是不连续的，故选项A、B、D正确，C错误。7.【答案】CD【解析】原子处于激发态不稳定，可自发地向低能级发生跃迁，以光子的形式放出能量，光子的吸收是光子发射的逆过程，原子在吸收光子后，会从较低能级向较高能级跃迁，但不管是吸收光子还是发射光子，光子的能量总等于两能级之差，即hν＝Em－En（m>n），故选项A、B错误，C、D正确。8.【答案】B【解析】每个光子的能量为E0＝h，能引起人的眼睛视觉效应的最小能量E为10－18 J，由E＝nE0得能引起人眼的感觉，进入人眼的光子数至少为n＝＝＝个＝3个。故选B。9.【答案】ACD【解析】由题图可知，随温度升高，各种波长的辐射强度都增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，当温度降低时，上述变化都将反过来，故A、C、D正确，B错误。10.【答案】B【解析】由Tλmin＝2. 90×10－3 m·K可得，老鼠发出最强的热辐射的波长为λmin＝＝ m＝9. 4×10－6 m，B正确。11.【答案】5. 8×1018个【解析】波长为λ的光子能量为ε＝hν＝h ①设白炽灯每秒内发出的光子数为n，白炽灯电功率为P，则n＝ ②式中η＝5%是白炽灯的发光效率。联立①②式得n＝代入题给数据得n＝5. 8×1018（个）12.【答案】3. 98×105个【解析】每秒钟小灯泡发出的能量为E＝Pt＝1 J1个光子的能量ε＝hν＝＝J＝1. 989×10－19 J小灯泡每秒钟辐射的光子数n＝＝＝5×1018（个）距离小灯泡d的球面面积为S＝4πd2＝4π×（1. 0×104）2m2＝1. 256×109m2＝1. 256×1013cm2每秒钟射到1 cm2的球面上的光子数为N＝＝＝3. 98×105（个）。