2021年高中物理新人教版必修第一册 第十三单元 电磁感应与电磁波 达标检测卷 B卷 教师版

新教材2021年高二上学期第十三单元达标检测卷此卷只装订不密封班级姓名准考此卷只装订不密封班级姓名准考证号考场号座位号注意事项：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。一、选择题(本题共12小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．关于磁感应强度，下列说法中正确的是()A．若长为l、电流为I的导体在某处受到的磁场力为F，则该处的磁感应强度必为eq\f(F,Il)B．由B＝eq\f(F,Il)知，B与F成正比，与Il成反比C．由B＝eq\f(F,Il)知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明该处一定无磁场D．某点磁感应强度的方向就是小磁针北极在此点所受磁场力的方向【答案】D【解析】磁感应强度是与电流I和导体长度l无关的物理量，且B＝eq\f(F,Il)中的B、F、l相互垂直，故A、B、C错误；点磁感应强度的方向就是小磁针北极在此点所受磁场力的方向，D正确。2．在匀强磁场中某处P放一个长度为l＝20cm，通电电流I＝0.5A的直导线，测得它受到的最大磁场力F＝1.0N，其方向竖直向上。现将该通电导线从磁场中撤走，则P处的磁感应强度为()A．零B．10T，方向竖直向上C．0.1T，方向竖直向下D．10T，方向肯定不沿竖直向上的方向【答案】D为D。3．2020年抗击新冠肺炎疫情期间，随处可见红外线测温仪，不同于接触测温仪，便捷、精确、安全是使用红外线测温仪最重要的优点。下列有关说法中正确的是()A．测温仪应用的是红外线温度传感器B．玻尔提出“热辐射是一份一份的，不连续的”C．测温仪利用了爱因斯坦提出的黑体辐射原理D．红外线遥感器是利用了红外线的热效应，红外线的波长比紫外线的波长短【答案】A【解析】红外线测温仪应用的是红外线温度传感器，故A项正确；普朗克提出“热辐射是一份一份的，不连续的”，故B项错误；普朗克提出了黑体辐射原理，故C项错误；红外线遥感器是利用了红外线波长较长容易发生衍射的特点，红外线的波长比紫外线的波长长，故D项错误。4．直流电源跟一个线圈连接成闭合回路，线圈的上方和右侧各有一个可以自由转动的小磁针，小磁针静止时的位置如图所示，由图得出的结论正确的是()A．小磁针的c端为N极，电源的a端为正极B．小磁针的c端为N极，电源的a端为负极C．小磁针的d端为N极，电源的a端为负极D．小磁针的d端为N极，电源的a端为正极【答案】C【解析】根据小磁针的N极方向可以确定通电线圈外部上方磁场的方向，然后应用安培定则确定线圈中的电流方向，从而判断电源的a端为负极，同时判断d端为N极。正确答案是C。5．如图所示，在同一平面内有四根彼此绝缘的直导线，分别通有大小相同、方向如图所示的电流，要使由四根直导线所围成的面积内的磁通量增加，则应切断哪一根导线中的电流()A．切断i1 B．切断i2C．切断i3 D．切断i4【答案】D【解析】根据安培定则判断出四根通电直导线中电流在所围面积内的磁场方向，可知只有i4中电流产生的磁场垂直于纸面向外，要使磁通量增加，应切断i4。6．某学生做“探究感应电流的产生条件”的实验，将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验电路，当他闭合、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是()A．开关位置接错B．电流表的正、负极接反C．线圈B的接头3、4接反D．蓄电池的正、负极接反【答案】A【解析】应在蓄电池电路中加开关，通、断开关时才会有变化的电流。题图中把开关接入线圈B的电路中，对电流的变化不起作用。选项A正确。7．如图所示，一有限范围的匀强磁场宽度为d，若将一个边长为L的正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区域，已知d＞L，则导线框从开始进入到完全离开磁场的过程中无感应电流的时间等于()A．eq\f(d,v)B．eq\f(L,v)C．eq\f(d－L,v)D．eq\f(d－2L,v)【答案】C【解析】只有导线框完全在磁场里面运动时，导线框中才无感应电流，因导线框做匀速运动，故不产生感应电流的时间为t＝eq\f(d－L,v)，C正确，A、B、D错误。8．如图所示是一水平放置的绝缘环形管，管内壁光滑，内有一直径略小于管内径的带正电的小球，开始时小球静止。有一变化的磁场竖直向下穿过管所在的平面，磁感应强度B随时间成正比例增大，设小球的带电量不变，则()A．顺着磁场方向看，小球受顺时针方向的力，沿顺时针方向运动B．顺着磁场方向看，小球受逆时针方向的力，沿逆时针方向运动C．顺着磁场方向看，小球受顺时针方向的力，沿逆时针方向运动D．小球不受力，不运动【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。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．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波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.电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失【答案】AB【解析】电磁波在真空中的传播速度均为光速，与电磁波的频率无关，故A正确；周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，故B正确；电磁波可以在介质中传播，所以可以根据电缆、光缆进行有线传播，也可以不需要介质进行传播，即无线传播，故C错误；电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波仍然可以继续传播，故D错误。10．以下关于辐射强度与波长的关系的说法中正确的是()A．物体在某一温度下只能辐射某一固定波长的电磁波B．当铁块呈现黑色时，说明它的温度不太高C．当铁块的温度较高时会呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强D．早、晚时分太阳呈现红色，而中午时分呈现白色，说明中午时分太阳温度最高【答案】BC【解析】由辐射强度随波长变化关系图知：随着温度的升高各种波长的波的辐射强度都增加，而热辐射不是仅辐射一种波长的电磁波。故B、C项正确。11．如图所示是等腰直角三棱柱，其平面ABCD为正方形，边长为L，它们按图示方式放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B0，则下列说法中正确的是()A．穿过ABCD平面的磁通量大小为B0L2B．穿过BCFE平面的磁通量大小为eq\f(\r(2),2)B0L2C．穿过ADFE平面的磁通量大小为零D．穿过ABCD平面的磁通量大于穿过BCFE平面的磁通量【答案】BC【解析】根据Φ＝BS⊥，穿过ABCD平面的磁通量Φ＝B0L2sin45°＝eq\f(\r(2),2)B0L2，A错误；平面BCFE⊥B0，而BC＝L，CF＝Lsin45°＝eq\f(\r(2),2)L，所以四边形BCFE的面积S＝BC·CF＝eq\f(\r(2),2)L2，因而Φ＝B0S＝eq\f(\r(2),2)B0L2，B正确，D错误；平面ADFE在垂直B0的方向上的投影面积为零，所以穿过平面ADFE的磁通量为零，C正确。12．家用照明电路中的两根导线是相互平行的，当用电器正常工作时，两根导线中有如图所示的大小、方向周期性变化的电流，关于两根导线之间的作用力，下列说法正确的是()A．两根导线之间始终没有作用力B．火线中电流产生的磁场会对零线产生力的作用，但火线不会受到力的作用C．两根导线之间有时有作用力，有时没有D．零线对火线有作用力时，火线对零线也一定有作用力【答案】CD【解析】零线与火线中的电流始终等大反向，当火线中有电流时，零线中也有电流，此时火线中电流产生的磁场会对零线产生力的作用，反过来零线中电流产生的磁场也会对火线产生力的作用；在某些时刻，火线和零线中的电流均为零，则此时两根导线之间没有力的作用。故选项C、D正确。二、非选择题(本题共6小题，共52分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13．(6分)氢原子基态的能量为E1＝－13.6eV。大量氢原子处于某一激发态。由这些氢原子可能发出的所有的光子中，频率最大的光子能量为－0.96E1，在原子所在激发态能量为________eV。(保留2位有效数字)【答案】－0.54【解析】频率最大的光子能量为－0.96E1，即En－(－13.6eV)＝－0.96×(－13.6eV)，解得En＝－0.54eV。14．(6分)磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫作能量密度，其值为eq\f(B2,2μ)，式中B是磁感应强度，μ是磁导率，在空气中μ为一已知常量。为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B，一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离ΔL，并测出拉力F，如图所示。因为F所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感应强度B与F、A之间的关系为B＝________。【答案】eq\r(\f(2μF,A))【解析】由于ΔL很小，则拉力F可认为恒定，做的功W＝F·ΔL，由题意知，间隙中的磁场能为E＝eq\f(B2,2μ)·A·ΔL，由于W＝E，则F·ΔL＝eq\f(B2,2μ)·A·ΔL，整理得B＝eq\r(\f(2μF,A))。15．(8分)在磁感应强度处处相等的磁场中放一与磁场方向垂直的通电直导线，通入的电流是2.5A，导线长10cm，它受到的磁场力为5×10－2N。问：(1)这个磁场的磁感应强度是多大？(2)如果把通电导线中的电流增大到5A时，该磁场的磁感应强度是多大？【解析】(1)由磁感应强度的定义式得B＝eq\f(F,IL)＝eq\f(5×10－2,2.5×0.1)T＝0.2T。(2)磁感应强度B是由磁场和空间位置（点）决定的，和导线的长度L、电流I的大小无关，所以该点的磁感应强度是0.2T。16．(8分)雷达是一种无线电探测装置，除了军用方面外，人们还可以使用雷达测定人造卫星、宇宙飞船等飞行物的速度和轨道。雷达测距是由雷达指示器直接显示出来的，当雷达向目标发射无线电波时，在指示器荧光屏上出现一个尖形波；在收到反射回来的无线电波时，在荧光屏上呈现第二个尖形波。如图所示，该图只记录了时间，每一小格表示1.0×10－4s，那么根据此图，雷达与被测目标的距离约为多少？【解析】设雷达与被测目标的距离为s，来回的时间为t，则有2s＝c·t故s＝eq\f(ct,2)＝eq\f(3.0×108×8.0×10－4,2)m＝1.2×105m。17．(12分)红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道的闪光，每道闪光称为一个脉冲。现有一红宝石激光器，发射功率为P＝1.0×106W，所发射的光脉冲持续时间Δt＝1.0×10－11s，波长为693.4nm(1nm＝10－9m)，求：(1)每个光脉冲的长度；(2)每个光脉冲含有的光子数。(已知h＝6.63×10－34J·s，结果保留2位有效数字)s＝cΔt＝3×108×1.0×10－11m＝3.0×10－3m。(2)根据E＝Pt可知每个光脉冲含有的能量为E＝1.0×106×1.0×10－11J＝10－5J而每个光子的能量ε＝hν＝heq\f(c,λ)故每个光脉冲含有的光子数n＝eq\f(E,ε)≈3.5×1013个。18．(12分)某广播电台的发射功率为10kW，发射的是在空气中波长为187.5m的电磁波，则：（普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光速c＝3×108m/s）(1)该电台每秒从天线发射多少个能量子？(2)若发射的能量子在以天线为球心的同一球面上的分布视为均匀的，求在离天线2.5km处，直径为2m的球状天线每秒接收的能量子个数以及接收功率。【解析】(1)每个能量子的能量ε＝hν＝eq\f(hc,