新教材同步輔導2023年高中物理章末質(zhì)量評估五第六章電磁現(xiàn)象與電磁波粵教版必修第三冊

章末質(zhì)量評估（五）（對應(yīng)第六章）（時間：75分鐘分值：100分）一、單項選擇題（本題共7小題，每題4分，共28分.每小題只有一個選項是正確的，選對得4分.錯選、多選、不選均不得分）1.隨著智能手機的發(fā)展，電池低容量和手機高耗能之間的矛盾越來越突出，手機無線充電技術(shù)間接解決了智能手機電池不耐用的問題.如圖所示，當充電基座上的送電線圈通入正弦式交變電流后，就會在鄰近的受電線圈中感應(yīng)出電流，最終實現(xiàn)為手機電池充電.電磁感應(yīng)的首次發(fā)現(xiàn)者為（）A.愛因斯坦 B.法拉第C.洛倫茲 D.密立根解析：電磁感應(yīng)的首次發(fā)現(xiàn)者是法拉第，故選B.答案：B2.關(guān)于生活中遇到的各種波，下列說法正確的是（）A.電磁波可以傳遞信息，聲波不能傳遞信息B.手機在通話時涉及的波既有電磁波又有聲波C.太陽光中的可見光和醫(yī)院“B超”中的超聲波傳播速度相同D.遙控器發(fā)出的紅外線波長和醫(yī)院“CT”中的X射線波長相同解析：電磁波可以傳遞信息，聲波也能傳遞信息，故選項A錯誤；手機在通話時涉及的波既有電磁波又有聲波，故選項B正確；太陽光中的可見光的傳播速度是光速，醫(yī)院“B超”中的超聲波傳播速度是聲速，二者的大小不相同，故選項C錯誤；遙控器發(fā)出的紅外線波長和醫(yī)院“CT”中的X射線波長不相同，故選項D錯誤.答案：B3.下列說法正確的是（）A.電荷在某處不受電場力的作用，則該處的電場強度不一定為零B.把一個試探電荷放在電場中的某點，它受到的電場力與所帶電荷量的比值表示該點電場的強弱C.一小段通電導線在某處不受磁場力的作用，則該處磁感應(yīng)強度一定為零D.把一小段通電導線放在磁場中某處，它所受到的磁場力與該段通電導線的長度和電流的乘積的比值表示該處磁場的強弱解析：電荷在電場中某處不受電場力，可知電場強度為零，故A錯誤；根據(jù)E＝eq\f(F,q)知，電荷受到的電場力與所帶電荷量的比值表示該點電場的強弱，故B正確；一小段通電導線在磁場中不受磁場力，可能是導線的方向與磁場方向平行，磁感應(yīng)強度不一定為零，故C錯誤；只有當導線中電流的方向與磁場的方向垂直時，導線所受的磁場力與該小段通電導線的長度和電流的乘積的比值才能表示該處磁場的強弱，故D錯誤.故選B.答案：B4.磁感應(yīng)強度是描述磁場的重要概念，磁場的基本性質(zhì)是對電流有磁場力的作用，則關(guān)于磁感應(yīng)強度的大小，下列說法正確的是（）A.一小段通電直導線，在磁場某處受的力越大，該處的磁感應(yīng)強度越大B.一小段通電直導線在磁場某處受的力等于零，則該處的磁感應(yīng)強度一定等于零C.勻強磁場中沿磁感線方向磁感應(yīng)強度逐漸減小D.磁感線較密時，磁感應(yīng)強度較大；磁感線較疏處，磁感應(yīng)強度較小解析：磁場的強弱由磁場本身的性質(zhì)決定，與放入磁場中的電流元無關(guān)，電流元在磁場中所受的力越大，該點磁感應(yīng)強度不變，所受力等于零，磁感應(yīng)強度仍然未變，故A、B錯誤；勻強磁場中各處的磁感應(yīng)強度都是相同的，故C錯誤；磁感線疏密表示磁場的強弱，故磁感線越密的地方磁場越強，越疏的地方磁場越弱，故D正確.答案：D5.如圖所示，以點O為圓心的圓周上有M、N、A、B四個點，MN和AB都是直徑，兩根直導線垂直紙面放在M、N兩點，現(xiàn)給導線通有大小相等、方向垂直紙面向里的電流，下列說法正確的是（）A.O處的磁感應(yīng)強度為零B.在AB連線上，O處的磁感應(yīng)強度最大C.A、B兩處磁感應(yīng)強度相同D.A、B兩點的磁感應(yīng)強度方向都在AB直線上解析：根據(jù)安培定則可知M處電流在O點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度的方向沿AB向下，N處電流在O點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度的方向沿AB向上，由于兩導線電流大小相等，O到M、N的距離相等，所以M、N處電流在O點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小相等，根據(jù)矢量合成可知O處磁感應(yīng)強度為零，選項A正確；根據(jù)安培定則可知M處電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度的方向以及N處電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度的方向如圖：由圖及矢量合成可知A、B兩處磁感應(yīng)強度方向不同，也不在AB直線上且大于零，故在AB連線上O處的磁感應(yīng)強度不是最大，選項B、C、D錯誤.答案：A6.如圖所示是通有恒定電流的環(huán)形線圈和螺線管的磁感線分布圖.若通電螺線管是密繞的，下列說法正確的是（）A.電流越大，內(nèi)部的磁場越接近勻強磁場B.螺線管越長，內(nèi)部的磁場越接近勻強磁場C.螺線管直徑越大，內(nèi)部的磁場越接近勻強磁場D.磁感線畫得越密，內(nèi)部的磁場越接近勻強磁場解析：根據(jù)螺線管內(nèi)部的磁感線分布可知，在螺線管的內(nèi)部，越接近于中心位置，磁感線分布越均勻，越接近兩端，磁感線越不均勻，可知螺線管越長，內(nèi)部的磁場越接近勻強磁場.故選B.答案：B7.如圖所示，勻強磁場中有一個矩形閉合導線框繞軸線AB順時針轉(zhuǎn)動，在線框由水平位置轉(zhuǎn)動90°的過程中，下列說法正確的是（）A.磁場的磁感應(yīng)強度不斷減小 B.穿過線框的磁通量保持不變C.穿過線框的磁感線條數(shù)增多 D.在線框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流解析：磁場的磁感應(yīng)強度不變，A錯誤；磁感線穿過線圈的面積發(fā)生變化，故穿過線框的磁通量發(fā)生變化，B錯誤；磁感線穿過線圈的面積減小，故穿過線框的磁感線條數(shù)減小，C錯誤；磁感線穿過線圈的面積發(fā)生變化，穿過線框的磁通量發(fā)生變化，故在線框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，D正確.故選D.答案：D二、多項選擇題（本大題共3小題，每題6分，共18分.每小題有多個選項是正確的，全選對得6分，少選得3分，錯選、多選、不選均不得分）8.如圖所示，在N—S間為勻強磁場，虛線為磁感線，正方形線圈abcd放在磁場間，線圈平面與磁感線方向垂直，以下方法能在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）A.線圈沿磁感線方向上下平動B.線圈水平向右離開磁場C.以線圈中心作一豎直軸，線圈繞軸水平轉(zhuǎn)動D.以ad為軸轉(zhuǎn)動線圈解析：線圈沿磁感線方向上下平動，磁通量沒有變化，不能在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項A錯誤；線圈水平向右離開磁場，磁通量發(fā)生變化，能在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項B正確；以線圈中心作一豎直軸，線圈繞軸水平轉(zhuǎn)動，磁通量沒有變化，不能在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項C錯誤；以ad為軸轉(zhuǎn)動線圈，磁通量發(fā)生變化，能在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項D正確.答案：BD9.如圖所示，藍牙設(shè)備和Wi-Fi已經(jīng)廣泛應(yīng)用于我們的日常生活中.由于Wi-Fi和藍牙都在全球通用頻段2.4GHz上工作，因此它們共存時會相互干擾，造成兩者的信噪比下降，影響數(shù)據(jù)傳輸.為緩解上述干擾，目前不少路由器的Wi-Fi采用雙頻段模式，即同時工作在2.4GHz和5GHz的模式下，其中2.4GHz信號在空氣或障礙物中傳播時衰減小，而5GHz信號更加高速且穩(wěn)定.下列說法正確的是（）A.Wi-Fi和藍牙的相互干擾是指產(chǎn)生了干涉B.2.4GHz信號比5GHz信號的衍射能力更強C.5GHz信號在空中的傳播速度大于2.4GHz信號的傳播速度D.信噪比下降是指接收電路在接收所需信號的同時也接收了其他雜質(zhì)信號解析：Wi-Fi和藍牙都在全球通用頻段2.4GHz上工作，它們共存時會相互干擾，造成兩者的信噪比下降，信噪比下降是指接收電路在接收所需信號的同時也接收了其他雜質(zhì)信號，并非產(chǎn)生了干涉，選項A錯誤，D正確；2.4GHz信號比5GHz信號的波長更大，則衍射能力更強，選項B正確；5GHz信號在空中的傳播速度等于2.4GHz信號的傳播速度，均為3×108m/s，選項C錯誤.故選BD.答案：BD10.特高壓直流輸電是國家重點能源工程.如圖所示是兩根等高、相互平行的水平長直輸電導線，分別通有大小相等、方向相同的電流I1和I2，a、b、c三點連線與兩根導線垂直并共面，b點位于兩根導線間的中點，a、c兩點與b點等距，d點位于b點正上方.不考慮地磁場的影響，則（）A.b點處的磁感應(yīng)強度方向與兩根導線所在平面平行B.d點處的磁感應(yīng)強度方向與兩根導線所在平面平行C.a、c兩點處的磁感應(yīng)強度方向相反D.a、d兩點處的磁感應(yīng)強度方向相同解析：I1在b點的磁感應(yīng)強度方向豎直向下，I2在b點的磁感應(yīng)強度方向豎直向上，且因為I1＝I2，所以b點的合磁場的磁感應(yīng)強度為零，A錯誤；I1在d點的磁感應(yīng)強度方向斜向下，I2在d點的磁感應(yīng)強度方向斜向上，側(cè)視圖如下：可知d點處的磁感應(yīng)強度方向與兩根導線所在平面平行，故B正確；由安培定則可知I1和I2在a點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度方向相同，都是豎直向上，在c點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度方向都是豎直向下，如下圖所示：由對稱性可知，I1和I2在兩點產(chǎn)生的磁感強度之和大小相等，方向相反，故C正確；由C中圖可以看出，a、d兩點處的磁感應(yīng)強度方向不同，故D錯誤.答案：BC三、非選擇題（本大題共5小題，共54分.解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程和重要演算步驟，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）11.（12分）某校物理探究小組探究電磁感應(yīng)規(guī)律的實驗器材和電路如圖所示，回答下列問題：（1）用螺旋測微器測得繞制線圈B的銅線直徑d如圖1所示，則該銅線d＝mm.（2）在圖2中用筆畫線將實驗電路連接完整.（3）連接好電路以后，實驗中發(fā)現(xiàn)：閉合開關(guān)時，靈敏電流計的指針偏轉(zhuǎn)了一下.然后開關(guān)保持閉合，線圈A保持靜止，若把滑動變阻器的滑片快速向左滑動，靈敏電流計的指針會（選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”），滑片滑到最左端停止后，靈敏電流計的指針（選填“在最大值位置”或“回到零刻度”）.（4）通過實驗可以得出：當穿過閉合回路的發(fā)生變化時，閉合回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流.解析：（1）讀數(shù)0mm＋0.01mm×45.0＝0.450mm.（2）如下圖.（3）根據(jù)題意知閉合開關(guān)時，B線圈中的磁通量發(fā)生變化，導致B中感應(yīng)電流使得靈敏電流計的指針偏轉(zhuǎn)了一下；開關(guān)保持閉合，線圈A保持靜止，若把滑動變阻器的滑片快速向左滑動，使B中磁通量減少，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，指針會偏轉(zhuǎn)；滑片滑到最左端停止后，電路中的電流不再變化，B中的磁通量也沒有變化，所以沒有感應(yīng)電流，指針回到零刻度.（4）題中實驗操作都是使得B線圈中的磁通量發(fā)生變化，從而在閉合電路中產(chǎn)生電流.答案：（1）0.450（2）圖見解析（3）偏轉(zhuǎn)回到零刻度（4）磁通量12.（10分）如圖所示，放在馬蹄形磁鐵兩極之間的導體棒ab，當通有自b到a的電流時，導體棒受到方向向右、大小F＝1N的磁場力的作用，已知導體棒在馬蹄形磁鐵內(nèi)部的長度L＝5cm，通過導體棒的電流大小I＝10A，求：（1）導體棒中的電流在其正右側(cè)位置所形成的磁場的磁場方向；（2）馬蹄形磁鐵中導體棒所在位置的磁感應(yīng)強度B的大小.解析：（1）由安培定則可知，導體棒中的電流在其正右側(cè)所形成的磁場方向豎直向上.（2）導體棒所在位置的磁感應(yīng)強度B＝eq\f(F,IL)，解得B＝2T.答案：（1）導體棒中的電流在其正右側(cè)位置所形成的磁場方向豎直向上（2）2T13.（10分）普朗克的能量子假說和愛因斯坦的光子假說的內(nèi)容是什么？它們分別能解釋哪些現(xiàn)象？解析：普朗克能量子假設(shè)：1900年，德國物理學家普朗克通過對黑體輻射現(xiàn)象的深入研究，對黑體輻射中的能量提出了著名的能量子假設(shè)，即黑體輻射或吸收電磁波的能量是不連續(xù)的，它是以能量子hν為基本單元來吸收或發(fā)射能量的，即能量為E＝nhv，式中ν是電磁波的頻率，h稱為普朗克常量，n可以取正整數(shù).愛因斯坦光子假設(shè)：為了克服經(jīng)典理論所遇到的困難，從理論上解釋光電效應(yīng)，愛因斯坦提出了光子假設(shè)，即光束可以看成是由微粒構(gòu)成的粒子流，這些粒子叫光量子，簡稱光子.在真空中，每個光子都以光速c運動.這些頻率為ν的光量子的能量為hν.區(qū)別：兩人所研究對象不同，普朗克把黑體內(nèi)諧振子的能量看作是量子化的，它們與電磁波相互作用時吸收和發(fā)射的能量也是量子化的，可以解釋黑體輻射；愛因斯坦認為，空間存在的電磁波的能量本質(zhì)就是量子化的，可用于解釋光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng).答案：見解析14.（14分）如圖，矩形線圈abcd的長與寬分別為2L和L，虛線內(nèi)有界勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，O1、O2分別為ad、bc的中點，求：（1）線圈繞ab邊向紙外旋轉(zhuǎn)60°角時，穿過線圈的磁通量；（2）線圈繞cd邊向紙外旋轉(zhuǎn)60°角時，穿過線圈的磁通量變化量.解析：（1）當線圈繞ab邊向紙外旋轉(zhuǎn)60°角時，ad邊在紙面內(nèi)的投影長度d＝2L×cos60°＝L，即cd邊恰好位于磁場右邊界的正上方，所以穿過線圈的磁通量Φ＝B×2L2×cos60°＝BL2.（2）當線圈繞cd邊向紙外旋轉(zhuǎn)60°角時，ad邊在紙面內(nèi)的投影長度d′＝2L×cos60°＝L，即ab邊恰好位于磁場右邊界的正上方，所以穿過線圈的磁通量為零；磁通量的變化量為ΔΦ＝0－B×L2＝－BL2.答案：（1）BL2（2）－BL215.（15分）我們常處于電流產(chǎn)生的磁場中.通電長直導線所產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度可用B＝keq\f(I,d)計算，其中k＝2×10－7T·m/A，I為電流，d為該點到直導線的垂直距離.利用該公式可估算生活中所遇到的磁場的磁感應(yīng)強度.則：（1）家庭通電導線的電流很少超過10A.試比較距離導線0.5m處的磁場與地磁場的磁感應(yīng)強度大小.（2）765kV高壓輸電線中的電流?？蛇_200A.假定這種輸電線離地面高度為20m，試估算輸電線正下方地面