2025年高中物理新教材同步 必修第三册 第13章　章末检测试卷(五)

章末检测试卷(五)(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，只有一项是符合题目要求的。1．下列说法正确的是()A．磁感线总是从磁体的N极指向S极B．磁场中某点的磁感应强度与电流元所受到的磁场力成正比C．电流的磁场是由电荷的运动产生的D．温度越低，物体辐射电磁波的强度越大答案C解析在磁体外部磁感线总是从N极指向S极，在磁体内部磁感线总是从S极指向N极，故A错误；磁场中某点的磁感应强度是由磁场本身性质决定的，与电流元所受到的磁场力无关，故B错误；由安培分子电流假说可知，电流的磁场是由电荷的运动产生的，故C正确；一切物体都不停地向外辐射电磁波，且温度越高，辐射强度越大，故D错误。2．(2024·辽宁省高二学业考试)下列不属于磁现象在生产生活中应用的是()A．音箱里的扬声器B．机场检查的手持安检仪C．家庭电路中的电灯开关D．郑和下西洋船队使用的罗盘答案C解析音箱里的扬声器是利用电流在磁场中受力工作的，机场检查的手持安检仪是利用电磁感应工作的，都属于磁现象的应用，故A、B不符合题意；家庭电路中的电灯开关属于控制开关，与磁现象无关，故C符合题意；罗盘是利用地磁场工作的，属于磁现象的应用，故D不符合题意。3.(2024·聊城市高二期中)如图所示，边长为2a的正方形线圈，其内切圆虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面。若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为()A．4Ba2B．πBa2C．8aBD．2πaB答案B解析穿过线圈的磁通量为Φ＝BS＝Bπa2，故选B。4.(2023·广东省高二测试)如图所示，空间中有一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，纸面内有两个闭合金属线圈M、N，分别为圆形、正三角形，各自中心点均在磁场边界上，不计线圈相互影响，当两个线圈绕过各自中心点、且垂直于纸面的轴旋转时，以下说法正确的是()A．仅M中有感应电流B．仅N中有感应电流C．M和N中都有感应电流D．M和N中都无感应电流答案B解析M中磁通量不变化，故M中无感应电流，N中的磁通量变化，故N中有感应电流，故选B。5．(2024·海南省二校联考)亥姆霍兹线圈是一对平行的圆形线圈，且两线圈的绕向、匝数和形状大小都完全相同。当两线圈中通过合适方向的恒定电流时，两线圈之间就会形成匀强磁场。下列与直流电源连接的四种方式中，在两线圈之间产生的磁场方向指示正确的是()答案A解析A项图中两线圈中的电流方向相同，从右向左看电流为顺时针方向，由右手螺旋定则可知，产生的磁场方向均向左，选项A正确；B项图中两线圈中的电流方向相同，从右向左看电流为逆时针方向，由右手螺旋定则可知，产生的磁场方向均向右，选项B错误；C、D项图中两线圈中的电流方向相反，由右手螺旋定则可知，产生的磁场方向相反，选项C、D错误。6.(2023·湖北省广水市第二高级中学高二期中)在矩形空间abcd内有水平方向的匀强磁场，矩形的ab边和cd边水平，两边相距为l，高为h(h<l)的正三角形闭合金属框ABC从一定高度开始下落穿过磁场区，下落时ABC平面保持竖直且AB边始终水平，如图所示。则下列过程中金属框中始终有感应电流的是()A．金属框下落过程中B．金属框的AB边在磁场中运动的过程中C．从金属框的AB边出磁场到金属框完全离开磁场的过程中D．在金属框穿过磁场过程中答案C解析金属框下落过程中若在磁场外，金属框中没有感应电流，故A错误；由于h<l，在金属框穿过磁场过程中，当AB边还没有出磁场时，金属框已经全部进入磁场，整个金属框都在磁场中运动，穿过金属框的磁通量不变化，没有感应电流，故B、D错误；从金属框的AB边出磁场到金属框完全离开磁场的过程中，金属框在磁场中的有效面积减小，穿过金属框的磁通量减小，有感应电流，故C正确。7.(2024·抚州市高二期中)如图所示，现有两根通电长直导线分别固定在正方体ABCD－A′B′C′D′的两条边BB′和BC上且彼此绝缘，电流方向分别由B流向B′、由B流向C，两通电导线中的电流大小相等，在A点形成的磁场的磁感应强度大小为B。已知通电长直导线在周围空间某位置产生磁场的磁感应强度大小为B＝keq\f(I,r)，其中k为常数，I为电流大小，r为该位置到长直导线的距离，则A′点的磁感应强度大小为()A.eq\f(\r(2),2)BB.eq\f(\r(3),3)BC.eq\f(\r(3),2)BD.eq\f(\r(6),2)B答案C解析设正方体棱长为l，通电导线中的电流大小为I，两条边BB′和BC上通电导线在A点产生的磁感应强度大小均为B0＝keq\f(I,l)方向分别沿AD方向和A′A方向，互相垂直。则A点磁感应强度大小为B＝eq\r(B02＋B02)＝eq\r(2)B0＝eq\r(2)keq\f(I,l)A′点的磁感应强度大小为B′＝eq\r(k\f(I,\r(2)l)2＋k\f(I,l)2)＝eq\f(\r(6),2)keq\f(I,l)＝eq\f(\r(3),2)B，C正确。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，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得4分，有选错的得0分。8．(2023·孝感市高二期中)下列说法不正确的是()A．我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与温度有关B．温度太低的物体不会辐射电磁波C．麦克斯韦认为电场周围总能产生磁场，磁场周围总能产生电场，并通过实验证实了电磁波的存在D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除了与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关答案BCD解析根据热辐射的定义可知，一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫作热辐射，故A正确，不符合题意；一切物体都会辐射电磁波，故B错误，符合题意；麦克斯韦建立了电磁场理论：变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场；并预言了电磁波的存在，而赫兹用实验证实了电磁波的存在，故C错误，符合题意；黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，与材料的种类及其表面状况无关，故D错误，符合题意。9．关于电磁波，下列说法正确的是()A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直C．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输D．电磁场产生电磁波，当电磁场消失时，空间中的电磁波随即消失答案AB解析电磁波在真空中的传播速度等于光速，与频率无关，A正确；电磁波传播方向与电场方向、磁场方向均垂直，B正确；电磁波可以在电缆、光缆中传输，C错误；电磁场消失后电磁波仍会在介质或真空中继续传播，D错误。10.(2024·固原市高二月考)如图所示，某实验把两个线圈绕在一个铁环上，甲线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路，乙线圈与开关S、电流表G组成另一个回路。关于该实验下列说法正确的是()A．闭合开关S的瞬间，电流表G中有感应电流B．闭合开关S的瞬间，电流表G中没有感应电流C．闭合开关S，滑动变阻器的滑片向左滑的过程中，电流表G中有感应电流D．闭合开关S，滑动变阻器的滑片静止不动，电流表G中有感应电流答案BC解析闭合S的瞬间，穿过线圈乙的磁通量不发生变化，电流表G中无感应电流，故A错误，B正确；闭合开关S后，滑动变阻器的滑片向左滑，电阻R增大，电流减小，则通过线圈乙的磁通量减小，电流表G中有感应电流，故C正确；闭合开关S，滑动变阻器的滑片静止不动，电流不变，穿过线圈乙的磁通量不发生变化，电流表G中无感应电流，故D错误。三、非选择题：本题共5小题，共54分。(2024·上海市浦东区高二期末)地球可以看作一个天然的大磁体。地磁场对人类的生存和活动都有着重要意义，如利用它为航海、行军导航，利用地磁场的分布特征寻找矿藏等。11．(6分)地球表面上水平放置的指南针可以“指南”，下列相关解释正确的是__________。A．地球表面磁场方向由南向北，指南针静止时N极指向北方B．地球表面磁场方向由南向北，指南针静止时N极指向南方C．地球表面磁场方向由北向南，指南针静止时S极指向北方D．地球表面磁场方向由北向南，指南针静止时S极指向南方答案A解析地磁场北极在地理南极附近，地球表面磁场方向由南向北，指南针静止时N极指向北方，S极指向南方。故选A。12．(6分)某同学受奥斯特和安培实验的启发，产生了“探究通电长直导线周围磁场”的兴趣。探究过程如下：(1)(4分)如图甲所示，让竖直的通电长直导线垂直穿过一张硬纸板，以导线为中心在纸板上任意作直线ab、cd，在直线上不同位置放上能够自由转动的小磁针。发现当小磁针静止时，直线上关于导线对称的两处小磁针N极指向______(选填“相同”或“相反”)。改变电流大小，小磁针指向将______(选填“变化”或“不变”)；(2)(2分)请在图乙中画出通电长直导线周围的磁感线平面分布图。(要求：画出三条磁感线)答案(1)相反不变(2)见解析图解析(1)通电直导线周围磁场的磁感线是以直导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆位于与导线垂直的平面上，且距导线越近，磁场越强，当小磁针静止时，直线上关于导线对称的两处小磁针N极指向相反；改变电流大小，磁场方向不变，小磁针指向将不变。(2)如图。13．(10分)据测量，地球表面某处地磁场的磁感应强度水平分量为3.0×10－5T。(1)(2分)1T＝1__________(用国际单位制基本单位表示)；(2)(4分)若该处有半径为10cm并绕制了100匝的闭合线圈竖直放置，如图甲，则穿过该线圈平面的磁通量为________Wb(保留2位有效数字)，当该线圈绕其竖直直径转动时，线圈内________感应电流(选填“有”或“无”)；(3)(4分)某校物理兴趣小组估测磁体附近磁感应强度。他们将一小磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上。如图乙所示，开关断开，小磁针静止时N极指向处于水平面内xOy坐标系中的y轴正方向。闭合开关后，发现小磁针N极的指向与y轴正方向的夹角为45°。①请在图上标明螺线管上导线的绕向；②该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度的大小为__________。答案(1)kg/(A·s2)(2)9.4×10－7有(3)①见解析图②3.0×10－5T解析(1)根据B＝eq\f(F,IL)＝eq\f(ma,IL)则用国际单位制基本单位表示1T＝1kg/(A·s2)(2)穿过该线圈平面的磁通量为Φ＝B·πr2＝3.0×10－5×3.14×0.12Wb≈9.4×10－7Wb当该线圈绕其竖直直径转动时，线圈内磁通量发生变化，有感应电流。(3)①根据小磁针N极的指向，可知螺线管右端为N极，螺线管上导线的绕向如图(a)②由矢量图(b)可得tan45°＝eq\f(B电,B地)因此B电＝3.0×10－5T。14．(16分)(2023·武昌市高二月考)无线电波的中波波长范围为200～3000m，光速c＝3×108m/s。求该波段的频率范围。答案1.0×105～1.5×106Hz解析根据频率与波长的关系有f＝eq\f(c,λ)解得f1＝eq\f(c,λ1)＝eq\f(3×108,200)Hz＝1.5×106Hz，f2＝eq\f(c,λ2)＝eq\f(3×108,3000)Hz＝1.0×105Hz即该波段的频率范围为1.0×105～1.5×106Hz。15．(16分)(2024·河池市八校高二联考)如图所示，有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝0.8T。矩形线框面积S＝0.5m2，匝数n＝20，线框在匀强磁场中，且所在平面与磁场方向垂直，求：(1)(5分)当线框从图示位置绕OO′转过60°角时，穿过线框的磁通量大小；(2)(5分)当线框从图示位置绕OO′转过90°角时，穿过线框的磁通量大小及此过程的磁通量的变化量大小；(3)(6分)若线框从图示位置绕OO′转过120°角，穿过线框的磁通量的变化量大小。答案(1)0.2Wb(2)00.4Wb(3