2026年北师大版高中物理选修第三册第5章习题及答案

2026年北师大版高中物理选修第三册第5章习题及答案第1页共1页2026年北师大版高中物理选修第三册第5章习题及答案一、单项选择题（共10小题，每题2分）1.在静电场中，关于电势和电场强度的关系，下列说法正确的是A.电势高的地方电场强度一定大B.电势为零的地方电场强度一定为零C.沿电场线方向电势一定降低D.电势降低最快的方向是电场强度的方向参考答案：C2.一个带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法正确的是A.粒子的动能会发生变化B.粒子的动量会发生变化C.粒子所受的洛伦兹力不做功D.粒子的速度方向会发生变化参考答案：C3.关于电磁感应现象，下列说法正确的是A.导体在磁场中运动一定会产生感应电流B.感应电流的方向总是与磁感线方向相同C.感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比D.感应电动势的大小与磁通量的大小成正比参考答案：C4.一个理想变压器，原线圈匝数为1000匝，副线圈匝数为200匝，原线圈接在220V的交流电源上，下列说法正确的是A.副线圈输出电压为440VB.副线圈输出电压为44VC.原副线圈电流之比等于匝数之比D.原副线圈功率之比等于匝数之比参考答案：B5.关于电磁波，下列说法正确的是A.电磁波是横波B.电磁波的传播速度与频率成正比C.电磁波的能量与频率成正比D.电磁波的波长与频率成正比参考答案：A6.在LC振荡电路中，下列说法正确的是A.电容器充电时，电感线圈中电流增大B.电容器放电时，电感线圈中电流减小C.振荡电流最大时，电容器极板上的电荷量为零D.振荡电流最大时，电容器两端的电压为零参考答案：C7.关于光的干涉现象，下列说法正确的是A.两列光波叠加时，总光强一定增强B.两列光波叠加时，总光强一定减弱C.相干光源是指两个频率相同、相位差恒定的光源D.光的干涉现象是光具有波动性的重要证据参考答案：D8.关于光的衍射现象，下列说法正确的是A.光的衍射现象是光具有粒子性的重要证据B.光的衍射现象只有在障碍物尺寸与光的波长相差不大时才能发生C.光的衍射现象会使光束变宽D.光的衍射现象会使光束变窄参考答案：B9.关于光的偏振现象，下列说法正确的是A.自然光可以通过偏振片变成线偏振光B.线偏振光可以通过偏振片变成自然光C.偏振现象是光具有横波性的重要证据D.偏振现象是光具有纵波性的重要证据参考答案：C10.在光电效应实验中，下列说法正确的是A.入射光的强度越大，光电子的最大初动能越大B.入射光的频率越高，光电子的最大初动能越大C.入射光的波长越长，光电子的最大初动能越大D.光电子的最大初动能与入射光的强度有关参考答案：B二、填空题（共10小题，每题2分）1.在国际单位制中，力的单位是______。参考答案：牛顿2.物体做匀速圆周运动时，其加速度的方向始终指向______。参考答案：圆心3.一个物体从高处自由下落，不计空气阻力，其速度随时间变化的规律是______。参考答案：线性4.牛顿第二定律的数学表达式为F=ma，其中F表示______，m表示______，a表示______。参考答案：合外力质量加速度5.重力势能的表达式为Ep=mgh，其中m是物体的质量，g是______，h是物体的高度。参考答案：重力加速度6.摩擦力是两个相互接触的物体之间，由于______产生的力。参考答案：相对运动趋势7.一个物体在水平面上做匀速直线运动，说明它受到的合外力为______。参考答案：零8.动能的表达式为Ek=1/2mv^2，其中m是物体的质量，v是物体的______。参考答案：速度9.机械能守恒定律的内容是：在只有重力或弹力做功的系统中，物体的______保持不变。参考答案：机械能10.向心力是使物体做匀速圆周运动的力，它的方向始终指向______。参考答案：圆心三、判断题（共10小题，每题2分）1.在静电场中，电势越高的地方，电势能也一定越大。参考答案：×2.两个点电荷之间的库仑力遵守牛顿第三定律。参考答案：√3.电场线是真实存在的曲线，用来形象描述电场方向和强弱。参考答案：×4.在电容器充电过程中，电源提供的总能量等于电容器储存的电能。参考答案：√5.导体在磁场中运动时，只要切割磁感线，就一定产生感应电流。参考答案：×6.楞次定律可以用来判断感应电流的方向，也可以用来判断感应电动势的方向。参考答案：√7.自感现象是由于电流的磁效应而产生的，它总是阻碍电流的变化。参考答案：√8.交流电的有效值是根据电流的热效应来定义的，它等于最大值的平方根。参考答案：√9.变压器可以改变交流电的电压，但不能改变交流电的频率。参考答案：√10.日光灯启动时需要较高的电压，正常工作时需要较低的电压。参考答案：√四、简答题（共8小题，每题2分）1.简述法拉第电磁感应定律的内容。参考答案：法拉第电磁感应定律的内容是：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。（或：闭合电路中产生的感应电动势，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。）2.说明什么是自感现象，并列举一个生活中的应用实例。参考答案：自感现象是指电路中电流发生变化时，由于线圈自身电流产生的磁通量发生变化，从而在线圈中产生感应电动势的现象。生活中的应用实例：日光灯镇流器利用自感现象启动日光灯。3.分析变压器的工作原理，并指出其基本类型。参考答案：变压器的工作原理是利用电磁感应原理，通过改变原副线圈的匝数比来改变电压。基本类型：按结构分，有心式变压器和壳式变压器；按相数分，有单相变压器和三相变压器。4.列举三种常见的交流电应用，并简述其工作原理。参考答案：常见的交流电应用有：交流电动机，利用交流电产生旋转磁场，带动机械转动；交流电焊机，利用交流电产生电弧，进行金属焊接；交流电炉，利用交流电产生热量，进行金属加热。5.简述电磁波的产生条件及其传播特点。参考答案：电磁波的产生条件是：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，这种变化的电场和磁场相互激发，形成电磁波向外传播。电磁波的传播特点：传播不需要介质，可以在真空中传播，传播速度等于光速。6.说明什么是电磁波的衍射现象，并简述其产生条件。参考答案：电磁波的衍射现象是指电磁波遇到障碍物或小孔时，能够绕过障碍物或小孔继续传播的现象。产生条件：障碍物或小孔的尺寸与电磁波的波长相当或比波长更小。7.分析电磁波谱的组成，并列举至少三种不同波段的电磁波。参考答案：电磁波谱的组成：按波长由长到短依次为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。不同波段的电磁波：无线电波，用于通信、广播等；微波，用于雷达、微波炉等；红外线，用于遥控器、热成像仪等。8.简述激光产生的原理及其主要特性。参考答案：激光产生的原理是受激辐射。主要特性：单色性好、方向性好、相干性好。五、应用题（共8小题，每题3分）1.一物体从静止开始做匀加速直线运动，加速度为2m/s²。求物体在3秒末的速度和位移。参考答案：速度为6m/s，位移为9m2.一颗子弹以600m/s的速度水平射出，射出点离地面高度为10m。不计空气阻力，求子弹落地时水平位移和速度大小。（g取10m/s²）参考答案：水平位移为60m，速度大小为10√61m/s3.一质量为50kg的人站在电梯中，电梯以1m/s²的加速度竖直向上运动。求电梯中的人对地板的压力。（g取10m/s²）参考答案：600N4.一轻弹簧原长为10cm，劲度系数为500N/m。现将其竖直悬挂，下端挂一个质量为2kg的物体，弹簧伸长到12cm。求物体的重力势能变化量。（g取10m/s²）参考答案：8J5.一物体从倾角为30°的斜面顶端由静止开始下滑，斜面长为10m。求物体滑到底端时的速度大小。（物体与斜面动摩擦因数为0.2）（g取10m/s²）参考答案：10√3m/s6.一质量为2kg的小球以10m/s的速度水平抛出，不计空气阻力，求小球在2秒末的速度大小和方向。（g取10m/s²）参考答案：20m/s，方向与水平方向夹角53.1°7.一轻质杠杆OA长为1m，O为支点，A端挂一个质量为2kg的物体，B端挂一个质量为3kg的物体，杠杆处于平衡状态。求B端离支点O的距离。（g取10m/s²）参考答案：0.4m8.一物体从离地面高度为20m处自由下落，不计空气阻力，求物体落地前1秒内的平均速度。（g取10m/s²）参考答案：19.6m/s标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：C解析：电势是描述电场能的性质的物理量，电场强度是描述电场力的性质的物理量，两者没有直接关系。电势高的地方电场强度不一定大，电势为零的地方电场强度也不一定为零。沿电场线方向电势一定降低，这是电场线的性质之一。电势降低最快的方向是电场强度的方向，这也是电场线的性质之一。故C正确，A、B、D错误。2.参考答案：C解析：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，动能不变，动量大小不变但方向时刻改变，洛伦兹力不做功，速度方向时刻改变。故A错误，B错误，C正确，D错误。3.参考答案：C解析：产生感应电流的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。感应电流的方向由右手定则判断，与磁感线方向无关。感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，与磁通量的大小无关。故A错误，B错误，C正确，D错误。4.参考答案：B解析：理想变压器原副线圈电压之比等于匝数之比，副线圈输出电压为220V×200/1000=44V。原副线圈电流之比等于匝数的反比，原副线圈功率之比等于匝数的反比。故A错误，B正确，C错误，D错误。5.参考答案：A解析：电磁波是横波，电磁波的传播速度在真空中是恒定的，与频率无关。电磁波的能量与频率成正比，与波长成反比。电磁波的波长与频率成反比。故A正确，B错误，C错误，D错误。6.参考答案：C解析：LC振荡电路中，电容器充电时，电感线圈中电流减小；电容器放电时，电感线圈中电流增大。振荡电流最大时，电容器极板上的电荷量为零，电容器两端的电压为零。振荡电流最大时，电容器两端的电压为零。故A错误，B错误，C正确，D错误。7.参考答案：D解析：两列光波叠加时，总光强不一定增强，也不一定减弱，取决于两列光波的相位差。相干光源是指两个频率相同、相位差恒定的光源。光的干涉现象是光具有波动性的重要证据。故A错误，B错误，C错误，D正确。8.参考答案：B解析：光的衍射现象是光具有波动性的重要证据，不是粒子性的。光的衍射现象只有在障碍物尺寸与光的波长相差不大时才能发生。光的衍射现象会使光束变宽。故A错误，B正确，C正确，D错误。9.参考答案：C解析：自然光可以通过偏振片变成线偏振光，但线偏振光不能通过偏振片变成自然光。偏振现象是光具有横波性的重要证据。故A正确，B错误，C正确，D错误。10.参考答案：B解析：入射光的强度越大，光电子的数量越多，但光电子的最大初动能与入射光的强度无关。入射光的频率越高，光电子的最大初动能越大。入射光的波长越长，光电子的最大初动能越小。光电子的最大初动能与入射光的强度无关。故A错误，B正确，C错误，D错误。二、填空题1.参考答案：牛顿解析：在国际单位制中，力的单位是牛顿，符号为N。这是力学中的基本单位，用于衡量物体所受的力的大小。2.参考答案：圆心解析：物体做匀速圆周运动时，其加速度的方向始终指向圆心，即向心加速度。这是由于物体在圆周运动中速度方向不断变化而产生的。3.参考答案：线性解析：一个物体从高处自由下落，不计空气阻力，其速度随时间变化的规律是线性的。根据自由落体运动公式v=gt，速度与时间成正比。4.参考答案：合外力质量加速度解析：牛顿第二定律的数学表达式为F=ma，其中F表示合外力，m表示质量，a表示加速度。这是描述力、质量和加速度之间关系的基本定律。5.参考答案：重力加速度解析：重力势能的表达式为Ep=mgh，其中m是物体的质量，g是重力加速度，h是物体的高度。重力加速度通常取9.8m/s^2。6.参考答案：相对运动趋势解析：摩擦力是两个相互接触的物体之间，由于相对运动趋势产生的力。它总是阻碍物体的相对运动或相对运动趋势。7.参考答案：零解析：一个物体在水平面上做匀速直线运动，说明它受到的合外力为零。根据牛顿第一定律，物体在没有外力作用或合外力为零时，将保持匀速直线运动状态。8.参考答案：速度解析：动能的表达式为Ek=1/2mv^2，其中m是物体的质量，v是物体的速度。动能是物体由于运动而具有的能量，与速度的平方成正比。9.参考答案：机械能解析：机械能守恒定律的内容是：在只有重力或弹力做功的系统中，物体的机械能保持不变。机械能包括动能和势能的总和。10.参考答案：圆心解析：向心力是使物体做匀速圆周运动的力，它的方向始终指向圆心。向心力是维持圆周运动的关键，确保物体不断改变运动方向。三、判断题1.参考答案：×解析：电势能的大小与电荷的种类和电势有关，公式为E_p=qφ。对于正电荷，电势越高，电势能越大；对于负电荷，电势越高，电势能越小。因此，电势越高的地方，电势能不一定越大，取决于电荷的正负。2.参考答案：√解析：根据库仑定律，两个点电荷之间的库仑力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，作用在同一直线上，符合牛顿第三定律。因此，两个点电荷之间的库仑力遵守牛顿第三定律。3.参考答案：×解析：电场线是人们为了形象描述电场而引入的假想曲线，它不是真实存在的。电场线的疏密表示电场的强弱，切线方向表示电场的方向。因此，电场线是假想的，不是真实存在的曲线。4.参考答案：√解析：在电容器充电过程中，电源提供的总能量等于电容器储存的电能加上电流在电路中产生的热量。根据能量守恒定律，如果忽略电路中的电阻，电源提供的总能量就等于电容器储存的电能。因此，在理想情况下，电源提供的总能量等于电容器储存的电能。5.参考答案：×解析：导体在磁场中运动时，只要切割磁感线，就会产生感应电动势。但是，是否产生感应电流还取决于电路是否闭合。只有当电路闭合时，感应电动势才会驱动电荷流动，形成感应电流。因此，导体在磁场中运动时，只要切割磁感线，不一定产生感应电流。6.参考答案：√解析：楞次定律可以用来判断感应电流的方向，也可以用来判断感应电动势的方向。楞次定律的内容是：感应电流的方向总是要使得它产生的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化。因此，楞次定律既可以用来判断感应电流的方向，也可以用来判断感应电动势的方向。7.参考答案：√解析：自感现象是由于电流的磁效应而产生的，它总是阻碍电流的变化。当电流增加时，自感电动势的方向与电流方向相反，阻碍电流的增加；当电流减小时，自感电动势的方向与电流方向相同，阻碍电流的减小。因此，自感现象总是阻碍电流的变化。8.参考答案：√解析：交流电的有效值是根据电流的热效应来定义的，它等于产生相同热效应的直流电的值。对于正弦交流电，有效值等于最大值的平方根。因此，交流电的有效值是根据电流的热效应来定义的，它等于最大值的平方根。9.参考答案：√解析：变压器可以改变交流电的电压，但不能改变交流电的频率。变压器的工作原理是电磁感应，它通过改变线圈匝数比来改变电压，但交流电的频率是由电源决定的，变压器不能改变交流电的频率。10.参考答案：√解析：日光灯启动时需要较高的电压，因为启动时需要克服灯丝的冷电阻，产生足够的电流使灯丝加热并激发汞蒸气放电。正常工作时，灯丝的温度升高，电阻增大，需要的电压降低。因此，日光灯启动时需要较高的电压，正常工作时需要较低的电压。四、简答题1.参考答案：法拉第电磁感应定律的内容是：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。（或：闭合电路中产生的感应电动势，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。）解析：法拉第电磁感应定律是电磁学中的基本定律之一，它描述了磁通量变化时产生感应电动势的现象。定律指出，当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，回路中会产生感应电动势，其大小与磁通量变化率成正比。这是电磁感应现象的核心内容，也是发电机、变压器等设备工作的基础。定律的数学表达式为：E=nΔΦ/Δt，其中E表示感应电动势，n表示线圈的匝数，ΔΦ表示磁通量的变化量，Δt表示磁通量变化所用的时间。该定律揭示了电与磁之间的联系，是电磁学发展的重要里程碑。2.参考答案：自感现象是指电路中电流发生变化时，由于线圈自身电流产生的磁通量发生变化，从而在线圈中产生感应电动势的现象。生活中的应用实例：日光灯镇流器利用自感现象启动日光灯。解析：自感现象是电磁感应的一种特殊形式，它是指电路中电流变化时，由于线圈自身电流产生的磁通量发生变化，从而在线圈中产生感应电动势的现象。当电流增大时，产生的磁通量增加，感应电动势的方向与原电流方向相反，阻碍电流增大；当电流减小时，产生的磁通量减少，感应电动势的方向与原电流方向相同，阻碍电流减小。生活中的应用实例很多，例如日光灯镇流器就是利用自感现象来启动日光灯的。镇流器在启动瞬间产生很高的感应电动势，使灯管两端的电压达到启辉电压，灯管开始发光。此外，自感现象还广泛应用于变压器、电机、继电器等设备中。3.参考答案：变压器的工作原理是利用电磁感应原理，通过改变原副线圈的匝数比来改变电压。基本类型：按结构分，有心式变压器和壳式变压器；按相数分，有单相变压器和三相变压器。解析：变压器是利用电磁感应原理工作的电气设备，它通过改变原副线圈的匝数比来改变电压。当交流电通过原线圈时，原线圈周围产生变化的磁场，这个变化的磁场穿过副线圈，在副线圈中产生感应电动势，从而形成感应电流。原副线圈的匝数比决定了电压的变比，即：U1/U2=N1/N2，其中U1和U2分别表示原副线圈的电压，N1和N2分别表示原副线圈的匝数。变压器的基本类型按结构分，有心式变压器和壳式变压器；按相数分，有单相变压器和三相变压器。变压器广泛应用于电力系统中，用于提高或降低电压，以适应不同用电需求。4.参考答案：常见的交流电应用有：交流电动机，利用交流电产生旋转磁场，带动机械转动；交流电焊机，利用交流电产生电弧，进行金属焊接；交流电炉，利用交流电产生热量，进行金属加热。解析：交流电是指方向和大小随时间周期性变化的电流，它在日常生活和工业生产中有着广泛的应用。常见的交流电应用有：交流电动机，利用交流电产生旋转磁场，带动机械转动，广泛应用于各种机械设备中；交流电焊机，利用交流电产生电弧，进行金属焊接，具有焊接效率高、操作方便等优点；交流电炉，利用交流电产生热量，进行金属加热，广泛应用于冶金、化工等行业。这些应用都是利用交流电的特性，通过变压器、电动机等设备，将交流电转化为各种形式的能量，满足不同的生产和生活需求。5.参考答案：电磁波的产生条件是：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，这种变化的电场和磁场相互激发，形成电磁波向外传播。电磁波的传播特点：传播不需要介质，可以在真空中传播，传播速度等于光速。解析：电磁波是由变化的电场和磁场相互激发而产生的，其产生条件是：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，这种变化的电场和磁场相互激发，形成电磁波向外传播。电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，传播速度等于光速，即c=3×10^8m/s。电磁波具有波粒二象性，既有波动性，也有粒子性，其波长、频率和速度之间的关系为：c=λf，其中c表示传播速度，λ表示波长，f表示频率。电磁波在传播过程中，其能量、频率和波长之间存在着密切的关系。6.参考答案：电磁波的衍射现象是指电磁波遇到障碍物或小孔时，能够绕过障碍物或小孔继续传播的现象。产生条件：障碍物或小孔的尺寸与电磁波的波长相当或比波长更小。解析：电磁波的衍射现象是指电磁波遇到障碍物或小孔时，能够绕过障碍物或小孔继续传播的现象。当电磁波遇到障碍物或小孔时，如果障碍物或小孔的尺寸与电磁波的波长相当或比波长更小，电磁波就会发生明显的衍射现象，绕过障碍物或小孔继续传播。衍射现象是波动特有的现象，它与波的干涉、反射和折射等现象共同构成了波动的完整图像。衍射现象在日常生活和科学技术中有着广泛的应用，例如声波的衍射使得我们能够听到远处的声音，光学中的衍射现象被用于制作衍射光栅等光学仪器。7.参考答案：电磁波谱的组成：按波长由长到短依次为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。不同波段的电磁波：无线电波，用于通信、广播等；微波，用于雷达、微波炉等；红外线，用于遥控器、热成像仪等。解析：电磁波谱是指按照波长或频率对电磁波进行分类的谱系，它包括了各种不同波长的电磁波。电磁波谱的组成按波长由长到短依次为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。不同波段的电磁波具有不同的特性和应用，例如：无线电波，波长较长，用于通信、广播等；微波，波长较短，用于雷达、微波炉等；红外线，具有热效应，用于遥控器、热成像仪等；可见光，是人眼能够看到的电磁波，用于照明、成像等；紫外线，具有杀菌作用，用于消毒、验钞等；X射线，穿透力强，用于医学成像、工业探伤等；γ射线，能量最高，用于癌症治疗、核反应研究等。8.参考答案：激光产生的原理是受激辐射。主要特性：单色性好、方向性好、相干性好。解析：激光是受激辐射产生的光，其产生的原理是：当原子处于高能级时，如果有一个外来光子照射到原子上，这个光子就会激发原子从高能级跃迁到低能级，同时发射一个与外来光子完全相同的光子，这个光子与外来光子的频率、相位、方向、偏振态等都相同。这样，光子就会像雪崩一样不断产生，形成一束强度高、方向性好、单色性好、相干性好的光束，这就是激光。激光的主要特性有：单色性好，激光的谱线宽度非常窄，颜色非常纯；方向性好，激光束的发散角非常小，能量高度集中在特定的方向上；相干性好，激光束中所有光波的相位关系是相同的，具有很好的相干性。激光在科学技术和工业生产中有着广泛的应用，例如激光切割、激光焊接、激光测距、激光雷达、激光医疗等。五、应用题1.参考答案：速度为6m/s，位移为9m解析：①根据匀加速直线运动公式v=at，代入a=2m/s²，t=3s，得到v=2×3=6m/s；②根据匀加速直线运动公式s=½at²，代入a=2m/s²，t=3s，得到s=½×2×3²=9m。2.参考答案：水平位移为60m，速度大小为10√61m/s解析：①水平方向做匀速直线运动，水平位移x=v₀t=600×6=3600m；②竖直方向做自由落体运动，落地时间t=√(2h/g)=√(2×10/10)=√2s，竖直分速度v_y=gt=10√2m/s，速度大小v=√(v₀²+v_y²)