2025年人教版高中物理必修第三册第十三章综合检测试卷及答案

第十三章素能测评卷

（时间：75分钟，满分：100分）

一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分，在每小题给出的四个选项中，只

有一个选项符合题意）

1.电视机显像管的偏转线圈示意图如图所示，某时刻电流方向如图所示，则环心。处的

磁场方向（）

A.向上B.垂直纸面向里

C.向下D.垂直纸面向外

答案：C

解析：对于左、右两个螺线管，由安培定则可以判断出上方均为N极，下方均为S极，

所以环心。处的磁场方向向下。故选C。

2.华为手机麒麟9000型芯片是5nm制作工艺，光刻机是芯片制造的核心设备之一。光

刻机通过一系列的光源能量，将光束透射过画着线路图的掩模，用透镜将线路图成比例缩小后

映射到涂有化学层的硅片上，受到光线照射的部分，可以被冲洗掉，在硅片上就得到了掩膜上

的电路图。芯片的制作过程需要用较大能量光子的光照射，应选用的光源是（）

A

Mask

掩膜

LensIoreduceimage

缩图透镜

Diebeingexposedonwafer

即将曝光的晶圆

A.波长长的光源B.频率大的光源

C.强度小的光源D.强度大的光源

答案：B

解析：由光子的能量公式，即£=屏可知，频率越大的光子能量越大，光子的能量与光的

强度无关，而根据公式v=?可得，波长越长，光子的频率越小，A、C、D错误，B正确。故

A

选B。

3.如图，空间固定一条形磁体（其轴线水平），穿过圆环的磁通量先减小再增大的是（）

b

A.圆环a沿磁体轴线由磁体N极向右移至S极

B.圆环a沿磁体轴线由磁体N极左侧向左移至无穷远

C.圆环b从磁体正下方竖直下落

D.圆环c从磁体右边的位置1下降到位置3

答案：D

解析：圆环a沿磁体轴线由磁体N极向右移至S极，穿过圆环的磁通量先增大后减小，

故A错误；圆环a沿磁体轴线由磁体N极左侧向左移至无穷远，穿过圆环的磁通量一直减小,

故B错误；圆环b从磁体正下方竖直下落，穿过圆环的磁通量一直减小，故C错误；圆环c

从磁体右边的位置1下降到位置2,穿过圆环的磁通量一直减小，从位置2下降到位置3,穿

过圆环的磁通量一直增大，故D正确。故选D。

4.如图所示，施工员确定地下金属管线位置的一种方法如下：①给管线通入电流；②用可

测量磁场强弱、方向的仪器在管线附近水平地面上找到磁场最强的某点，记为③在。点附

近地面上找到与。点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EB④在地面过。点垂直

于环的直线上，找到磁场方向与地面夹角为37°、距离为L的。、c两点，不计地磁场影响,

sin37°=0.6,则()

水平地面

/金属管线

()——>)

A.管线垂直于ER

2

B.管线深度为更

C.b、c两点磁感应强度相同

D.管线中应通入大小、方向变化的电流

答案：B

解析：画出截面图，如右图所示，a点磁感应强度最大，在金属管线的正上方，因此金属

L

22

管线平行于跖，故A错误；由几何关系可知，管线深度d=,中=卓，故B正确；由图

可知，氏C到金属线距离相同，则两点磁感应强度大小相同，方向不同，故C错误；管线中

应该通恒定电流，便于判断磁感应强度最强点，故D错误。故选B。

5.如图所示的闭合铁芯匕绕有一组线圈，与滑动变阻器、电池构成闭合电路，a、b、c

为三个闭合金属圆环，假定线圈产生的磁场全部集中在铁芯内，则当滑动变阻器的滑片左、右

滑动时，能产生感应电流的金属圆环是（）

A.a、b两个环B.b、c两个环

C.a、c两个环D.a、b、c三个环

答案：A

解析：当滑片左、右滑动时，通过a、b的磁通量变化，而通过c环的合磁通量始终为零,

故a、b两环中产生感应电流，而c环中不产生感应电流。

6.如图所示，在X。〉平面内有以y轴为边界的磁感应强度大小相等、方向相反的两匀强

磁场，金属圆环的圆心为。。下列过程会使环中产生感应电流的是（）

A.环沿y轴平移一小段距离

B.环沿x轴平移一小段距离

C.环绕y轴转动一小角度

D.环绕x轴转动一小角度

答案：B

解析：感应电流产生的条件是，穿过线圈的磁通量发生变化：环沿y轴平移一小段距离、

环绕y轴转动一小角度、环绕x轴转动一小角度穿过线圈的磁通量始终为零，保持不变，所以

无感应电流产生，故A、C、D错误；环沿x轴平移一小段距离，穿过线圈的磁通量发生改变,

能产生感应电流，故B正确。故选B。

7.无限长直导线在周围某点产生的磁场的磁感应强度大小与导线中电流大小成正比，与该

点到导线的距离成反比。三根无限长直导线垂直纸面平行放置，分别位于直角三角形OMN的

三个顶点处。导线中通入大小分别为2/、/、和/的恒定电流，方向如图所示。P为MN连线

中点，则P处磁感应强度方向为（）

N

A.水平向右B.水平向左

C.竖直向下D.竖直向上

答案：A

解析：根据安培定则结合几何关系，N处导线在P点产生的磁感应强度方向垂直向上

（与水平方向夹角为60°）,大小为5,〃处导线在P点产生的磁感应强度方向垂直向上,

大小为5,。处导线在尸点产生的磁感应强度方向垂直OP向下（与水平方向夹角为60。）,大

小为23,根据平行四边形定则，故P处合磁感应强度方向水平向右。

二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中有多

个选项符合题意，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分）

8.阿明有一个磁悬浮玩具，其原理是利用电磁铁产生磁性，让具有磁性的玩偶稳定地飘

浮起来，其构造如图所示。若图中电源的电压固定，可变电阻为一可以随意改变电阻大小的装

置，则下列叙述正确的是（）

A.电路中的电源必须是交流电源

B.电路中的。端点须连接直流电源的负极

C.若增加环绕软铁的线圈匝数，可增加玩偶飘浮的最大高度

D.若将可变电阻的电阻值调大，可减小玩偶飘浮的最大高度

答案：CD

解析：当电磁铁上端为N极时，可使玩偶飘浮起来，由安培定则可知，。端应是电源的正

极，A、B错误；若增加环绕软铁的线圈匝数，电磁铁磁性增强，可增加玩偶飘浮的最大高度，

C正确；若将可变电阻的阻值调大，线圈中电流减小，磁性减弱，玩偶飘浮的最大高度减小，

D正确。故选CD。

9.一等腰直角三棱柱如图所示，其中底面abed为正方形，边长为3它们按图示位置放置

于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为3,下列说法正确的是（）

A.通过abed平面的磁通量大小为L2•B

B.通过市牝平面的磁通量大小为3

C.通过a啦平面的磁通量大小为零

D.通过整个三棱柱的磁通量为零

答案：BCD

解析：abed平面在垂直于3方向的投影S_L=冷好，所以①=BSL=4£L2B,A错误；defe

2

平面与3垂直，S=^L,所以①=*L2B,B正确；aZ非平面与3平行，Si=0,①=0,C

正确；整个三棱柱穿进的磁感线和穿出的磁感线条数相等，抵消为零，所以。=0,D正确。

故选BCDo

10.如图所示科考队在某一磁矿区域，发现原来指向正北的指南针的N极逆时针转过30°,

设该位置地磁场磁感应强度水平分量为B,则磁矿所产生的磁感应强度水平分量可能为（）

B

\30。

C.BD.y

答案：BCD

解析：磁场是客观存在的特殊物质形态，我们感觉不到，但可通过小磁针来体现，小磁针

N极的受力方向即为磁场方向，如右图所示，磁矿所产生的磁场使原来指向正北的N极逆时

针转过30。，根据三角形定则可知：磁矿所产生的磁感应强度水平分量最小时方向与图中虚

线垂直，则大小为Bsin30°=1B,则磁矿所产生的磁感应强度水平分量可能的值要不小于最

小值方故选BCD。

B

、、30°

三、非选择题（本题共5小题，共54分）

11.（7分）某同学在“研究电磁感应现象”的实验中，如图所示，首先按图甲接线，用来

查明电流表指针的偏转方向与电流方向的关系，然后再依次按图乙将电流表与A线圈连成一

个闭合回路，按图丙将电流表与导体棒仍连成闭合回路。在图甲中，当闭合S时，观察到电

流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央），则：

（1）在图乙中，磁体N极插入线圈A过程中电流表的指针将偏转。

（2）在图丙中，导体棒而向左移动过程中，电流表的指针将偏转；导体棒时向

上移动过程中，电流表的指针将偏转（选填“向左”“向右”或“不发生”）。

答案：（1）向左（2）向右不发生

解析：（1）当闭合S时，观察到电流表指针向左偏，说明电流从负接线柱流入时，电流表

指针向左偏。磁体N极插入线圈A过程中，线圈A中磁通量向下增大，根据楞次定律可知感

应电流将从电流表负接线柱流入，则此时电流表的指针将向左偏转。

（2）在图丙中，导体棒而向左移动过程中，根据右手定则可知感应电流从电流表正接线柱

流入，则此时电流表的指针将向右偏转。

导体棒仍向上移动过程中，不切割磁感线，感应电流为零，电流表的指针将不发生偏转。

12.（10分）国际宇航联合会将2020年度“世界航天奖”授予我国“嫦娥四号”任务团队。

“嫦娥四号”任务创造了多项世界第一，在探月任务中，“玉兔二号”月球车朝正下方发射一

束频率为了的电磁波，电磁波分别在月壤层的上、下表面被反射回来，反射波回到“玉兔二号”

的时间差为加。已知电磁波在月壤层中传播的波长为九求该月壤层的厚度乩

答案：如

解析：电磁波在月壤层中的传播速度满足0=儿/

根据题意可知2d=v-M

解得月壤层厚度为1=备上

13.（12分）太阳光垂直射到地面上，地面上1n?接收的太阳光的功率为1.4kW,其中可

见光部分约占45%。

（1）假如认为可见光的波长约为0.55pim,日地间距离R=L5XlOUm。普朗克常量力

=6.6X10-34j.s,估算太阳每秒辐射出的可见光光子数。

(2)若已知地球的半径为6.4X106m,估算地球接收的太阳光的总功率。

答案：(1)4.9X1044个(2)1.8X1014kW

解析：(1)设地面上垂直太阳光每平方米面积上每秒接收的可见光光子数为n,

则有PX45%=滋，解得

-63

0.452P0.45X0.55X10X1.4X10.人

6.6X10TX3X108个mXlO"个,

则所求可见光光子数

N=n•4JTR2=I75X1021X4X3.14X(1.5X1011)2个弋4.9X1044个。

(2)地球接收太阳光的总功率

2地二^U户=L4X3.14X(6.4Xl()6)2kW心1.8X1014kW。

14.(12分)如图所示，有一个垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=0.8T,磁场有明

显的圆形边界，圆心为。，半径为10cm。现于纸面内先后放上a、b两个圆形单匝线圈，圆

心均在。处，a线圈半径为10cm,b线圈半径为15cm,问：

(1)在3减为0.4T的过程中，a和b中磁通量分别改变多少？

(2)磁感应强度5大小不变，方向绕直径转过30°过程中，a线圈中磁通量改变多少？

(3)磁感应强度3大小、方向均不变，a线圈绕直径转过180°过程中，a线圈中磁通量改

变多少？

答案：(1)1.256X10-2Wb1.256X10-2Wb

(2)3.4X10-3Wb(3)5.0X10-2Wb

解析：(l)a线圈面积正好与圆形磁场区域重合，(T>\=BJir2,。2=§1冗户

2

A(P=\(D2-B)JI?|=1.256X10Wb

b线圈面积大于圆形磁场面积，即线圈的一部分面积在磁场区域外，有磁感线穿过的面积

与a线圈相同，故磁通量的变化量与a线圈相同