新教材2024年高中物理章末綜合測評6電磁現(xiàn)象與電磁波粵教版必修第三冊

章末綜合測評(六)電磁現(xiàn)象與電磁波一、單項(xiàng)選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1．建立了完整的電磁場理論，并首先預(yù)言電磁波存在的科學(xué)家是()A．法拉第 B．奧斯特C．赫茲 D．麥克斯韋D[麥克斯韋首先預(yù)言了電磁波的存在，赫茲用試驗(yàn)證明了麥克斯韋預(yù)言的正確性，D正確。]2．關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說法正確的是()A．通電導(dǎo)線在磁場中受力大的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度肯定大B．磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向跟放在磁場中的通電導(dǎo)線受力的大小和方向有關(guān)C．磁感線的疏密表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小D．磁感線的指向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度減小的方向C[由通電導(dǎo)線在磁場中受力公式F＝BILsinθ可知，通電導(dǎo)線所受磁場力的大小還與導(dǎo)線與磁場的夾角有關(guān)，故A錯(cuò)誤；磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向由磁場本身確定，與其他因素?zé)o關(guān)，磁感線的疏密表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，故C正確，B、D錯(cuò)誤。]3．如圖所示，一束電子沿z軸正向運(yùn)動(dòng)，則在圖中y軸上A點(diǎn)的磁場方向是()A．＋x方向 B．－x方向C．＋y方向 D．－y方向A[電子沿z軸正向運(yùn)動(dòng)，電流方向沿z軸負(fù)向，由安培定則可以推斷電流激發(fā)的磁場產(chǎn)生的磁感線是以z軸上各點(diǎn)為圓心的同心圓，方向沿順時(shí)針方向(沿z軸負(fù)方向看)，則可知y軸A點(diǎn)磁場方向沿x軸正向，選項(xiàng)A正確。]4．關(guān)于電磁場理論，下列說法中正確的是()A．在電場四周肯定產(chǎn)生磁場，磁場四周肯定產(chǎn)生電場B．在變更的電場四周肯定產(chǎn)生變更的磁場，變更的磁場四周肯定產(chǎn)生變更的電場C．勻稱變更的電場四周肯定產(chǎn)生勻稱變更的磁場D．周期性變更的電場四周肯定產(chǎn)生周期性變更的磁場D[依據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，變更的電場才產(chǎn)生磁場，勻稱變更的電場產(chǎn)生恒定的磁場，非勻稱變更的電場產(chǎn)生變更的磁場，D正確。]5．如圖所示，在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場中(范圍足夠大)，有一個(gè)矩形線圈abcd，線圈平面與磁場垂直，O1O2和O3O4都是線圈的對稱軸，應(yīng)使線圈怎樣運(yùn)動(dòng)才能使其產(chǎn)生感應(yīng)電流()A．向左平動(dòng) B．向右平動(dòng)C．繞O1O2轉(zhuǎn)動(dòng) D．向上或向下平動(dòng)C[只要穿過線圈的磁通量發(fā)生變更，線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。當(dāng)線圈向左、向右、向上、向下等方向平動(dòng)時(shí)穿過線圈的磁通量均不變，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤；當(dāng)線圈繞O1O2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)穿過線圈的磁通量發(fā)生變更，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項(xiàng)C正確。]6．如圖所示，一個(gè)半球殼放在勻強(qiáng)磁場中，磁感線的方向與半球底面垂直，設(shè)半球殼表面積為S1，底面積為S2，半球面上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，底面處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2，穿過它們的磁通量分別為Φ1和Φ2，則下列說法中正確的是()A．由于Φ1＝Φ2，且S1＞S2，所以B1＜B2B．由于B1＝B2，且S1＞S2，所以Φ1＞Φ2C．Φ1＝Φ2，B1＝B2D．因?yàn)榘肭蛎媸且磺妫瑹o法推斷上述結(jié)論是否正確C[因?yàn)榇艌鍪莿驈?qiáng)磁場，故B1＝B2；依據(jù)磁通量的定義可知，Φ1＝Φ2。故選C。]7．如圖所示，四根通電長直導(dǎo)線A、B、C、D外層涂有絕緣物質(zhì)，固定在水平面上且四個(gè)交點(diǎn)的連線構(gòu)成一正方形，其中四根導(dǎo)線中通有大小相等的電流，方向如圖所示，a、b、c、d為正方形對角線延長線上的四點(diǎn)。則關(guān)于a、b、c、d處的磁場，下列說法正確的是()A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的磁場方向垂直紙面對外B．a(chǎn)、c兩點(diǎn)的磁場方向垂直紙面對外C．b、d兩點(diǎn)的磁場方向垂直紙面對里D．a(chǎn)、d兩點(diǎn)的磁場方向垂直紙面對里A[a、b、c、d四點(diǎn)的磁場由四根通電導(dǎo)線在該位置形成的磁場疊加而成。對a點(diǎn)，導(dǎo)線A在a點(diǎn)的磁場方向向里，導(dǎo)線B在a點(diǎn)的磁場方向向外，且大小相等可抵消，導(dǎo)線C在a點(diǎn)的磁場方向向外，導(dǎo)線D在a點(diǎn)的磁場方向向外，因此a點(diǎn)的磁場方向向外；同理b點(diǎn)的磁場方向向外，c、d兩點(diǎn)的磁場方向均向里，故只有選項(xiàng)A正確。]二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。8．依據(jù)麥克斯韋電磁場理論，下列說法正確的是()A．電場四周肯定產(chǎn)生磁場，磁場四周肯定產(chǎn)生電場B．變更的電場四周肯定產(chǎn)生磁場，變更的磁場四周肯定產(chǎn)生電場C．變更的電場四周肯定產(chǎn)生變更的磁場D．電磁波在真空中的傳播速度為3.0×108m/sBD[依據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，只有變更的電場四周產(chǎn)生磁場，變更的磁場四周產(chǎn)生電場，但變更的電場四周不肯定產(chǎn)生變更的磁場，如勻稱變更的電場產(chǎn)生的是穩(wěn)定的磁場。依據(jù)以上分析，選項(xiàng)B、D正確。]9．下列關(guān)于氫原子能級(jí)敘述中正確的是()A．電子繞核運(yùn)動(dòng)有加速度，就要向外輻射電磁波B．處于定態(tài)的原子，其電子做變速運(yùn)動(dòng)，但它并不向外輻射能量C．原子內(nèi)電子的軌道是連續(xù)的D．原子內(nèi)電子的軌道是不連續(xù)的BD[依據(jù)經(jīng)典物理學(xué)的觀點(diǎn)，電子繞核運(yùn)動(dòng)有加速度，肯定會(huì)向外輻射電磁波，很短時(shí)間內(nèi)電子的能量就會(huì)消逝，與客觀事實(shí)相沖突，由能級(jí)和能量子理論可知選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；原子內(nèi)電子軌道是不連續(xù)的，C錯(cuò)誤，D正確。]10．相互靠近的兩條直導(dǎo)線相互垂直，如圖所示，兩導(dǎo)線中電流I1＞I2，要使A點(diǎn)的磁場增加且方向垂直紙面對里，則應(yīng)()A．保持I1不變，增加I2B．保持I2不變，增加I1C．I1和I2都增加D．增加I1，減弱I2BD[電流I1和電流I2在A點(diǎn)產(chǎn)生的磁場方向相反，由于I1＞I2，所以A點(diǎn)的合磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面對里。為使A點(diǎn)磁場增加，必需使I1的磁場增加或減弱I2的磁場，所以B、D正確。]三、非選擇題：共5個(gè)小題，共54分。11．(6分)面積為500cm2的線圈共50匝，其平面與大小為0.4T的勻強(qiáng)磁場成30°角，如圖所示，穿過該線圈平面的磁通量大小為____________。若夾角θ從30°變成60°，則其磁通量的變更量為______。當(dāng)線圈平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度B成0°夾角時(shí)，穿過線圈的磁通量為________，此狀況下磁通密度大小是________。[解析]由題意可知面積在垂直于磁場方向上的投影為Ssinθ。所以穿過該線圈平面的磁通量大小為Φ＝BSsinθ＝0.4×500×10－4×0.5Wb＝1×10－2Wb。當(dāng)夾角θ變成60°時(shí)，磁通量Φ′＝BSsinθ＝0.4×500×10－4×eq\f(\r(3),2)Wb≈1.73×10－2Wb。所以磁通量的變更量ΔΦ＝Φ′－Φ≈7.3×10－3Wb。當(dāng)線圈平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度B成0°角時(shí)，S在垂直B方向上的投影為0，所以磁通量為0。無論線圈如何變更，磁場的強(qiáng)弱不變，所以磁通密度即單位面積上穿過的磁感線的條數(shù)不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，為0.4T。[答案]1×10－2Wb7.3×10－3Wb00.4T12．(8分)某同學(xué)在做“探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”的試驗(yàn)時(shí)，進(jìn)行了如下操作：(1)如圖所示，導(dǎo)體AB做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，線路中________電流產(chǎn)生，而導(dǎo)體AB順著磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，線路中________電流產(chǎn)生。(選填“有”或“無”)(2)如圖所示，當(dāng)條形磁鐵插入或拔出線圈時(shí)，線圈中________電流產(chǎn)生，但條形磁鐵在線圈中靜止不動(dòng)時(shí)，線圈中______電流產(chǎn)生。(選填“有”或“無”)(3)如圖所示，將小螺線管A插入大螺線管B中不動(dòng)，當(dāng)開關(guān)S閉合或斷開時(shí)，電流表中________電流通過；若開關(guān)S始終閉合，當(dāng)變更滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí)，電流表中________電流通過；而開關(guān)始終閉合，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭不動(dòng)時(shí)，電流表中________電流通過。(選填“有”或“無”)[解析]試驗(yàn)一中：導(dǎo)體棒切割磁感線運(yùn)動(dòng)，引起回路面積發(fā)生變更，從而引起了磁通量的變更，產(chǎn)生了感應(yīng)電流。試驗(yàn)二中：磁鐵插入或拔出線圈時(shí)，引起線圈中的磁場變更，從而引起了磁通量的變更，產(chǎn)生了感應(yīng)電流。試驗(yàn)三中：開關(guān)閉合、斷開、滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭移動(dòng)時(shí)，A線圈中電流變更，從而引起穿過B的磁通量變更，產(chǎn)生了感應(yīng)電流。[答案](1)有無(2)有無(3)有有無13．(12分)如圖所示，平面的面積S＝0.6m2，它與勻強(qiáng)磁場方向的夾角α＝30°，若該磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.4T，磁場區(qū)域足夠大。(1)求通過S的磁通量Φ1；(2)若線圈再順時(shí)針轉(zhuǎn)過120°時(shí)，求磁通量Φ2；(3)求這個(gè)過程中磁通量的變更量ΔΦ。[解析](1)題圖位置通過線圈的磁通量為Φ1＝BSsinα＝0.4×0.6×eq\f(1,2)Wb＝0.12Wb。(2)再轉(zhuǎn)過120°，線圈平面與磁場方向垂直，只不過磁感線穿過線圈的方向變更了。Φ2＝－BS＝－0.4×0.6Wb＝－0.24Wb。(3)轉(zhuǎn)過120°過程磁通量變更量為ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|－0.24－0.12|Wb＝0.36Wb。[答案](1)0.12Wb(2)－0.24Wb(3)0.36Wb14．(12分)三根平行的長直導(dǎo)線分別垂直地通過一個(gè)等腰直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，如圖所示，現(xiàn)在使每根通電導(dǎo)線在斜邊中點(diǎn)O處所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，則O點(diǎn)實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向如何？[解析]依據(jù)安培定則可知，I1和I3在O點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1、B3方向相同，I2在O點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與B1、B3方向垂直，如圖所示，故O點(diǎn)處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0＝eq\r(B1＋B32＋B\o\al(2,2))＝eq\r(5)B，又tanθ＝eq\f(B1＋B3,B2)＝2，則實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與斜邊夾角為：θ＝arctan2。[答案]見解析15．(14分)如圖所示，固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)。t＝0時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，此時(shí)刻MN到達(dá)的位置使MD