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第十三章章末检测试卷
[分值：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.(2025·天津市高二期末)关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是(　　)
A.电磁波只能在真空中传播
B.电磁波可以传递信息，但不能传递能量
C.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波
D.遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同
2.某同学要研究橄榄形磁体周围的磁场分布情况，做了如图所示的实验，其中图乙是小磁针(黑色为N极)静止时的指向，图丙是铁屑静止时的分布。图中能正确用磁感线描述以上实验现象的是(　　)
3.(2025·邯郸市高二期末)一边长为d的n匝正方形线框内部有直径为d的圆形匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，则穿过线框的磁通量为(　　)
A. B.n
C.Bd2 D.nBd2
4.(2026·北京市平谷区高一检测)如图所示是研究电磁现象实验的示意图，下列说法中错误的是(　　)
A.图甲所示是研究电流周围存在磁场的实验装置
B.图乙所示是研究发电机工作原理的实验装置
C.图丙所示是研究电动机工作原理的实验装置
D.图丁所示实验说明磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的
5.(2025·贵阳市高二期末)如图，竖直平面内有一扇形导线框M，圆心为O，半径为R，过圆心O的水平面下方有垂直导线框平面的足够大的匀强磁场。现使线框M从图示位置开始运动，则在下列运动过程中，M中有感应电流产生的是(　　)
A.向上平移距离R B.向下平移距离R
C.向右平移距离R D.向左平移距离R
6.(2025·宝鸡市高二期末)物理学家麦克斯韦总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，得出诸多关于电磁场和电磁波的科学结论。下列关于电磁场和电磁波的说法中正确的是(　　)
A.变化的电场所在空间一定会产生变化的磁场
B.电磁波和机械波一样，它们的传播需要介质
C.电磁波传播的速度、波长和频率满足关系式c=λf
D.红外线、可见光、紫外线、超声波都是电磁波
7.(2025·阳江市期末)如图所示，在直角三角形abc中，∠a=60°，d为ac的中点；三根通电长直导线垂直于纸面分别过a、b、c三点，三根导线中的电流大小分别为I、2I、3I，方向均垂直纸面向里。通电长直导线在其周围空间某点产生的磁感应强度的大小公式为B=k，其中I表示电流，r表示该点到导线的距离，k为常量，已知c点处导线在d点产生的磁感应强度的大小为B0，则d点的磁感应强度大小为(　　)
A.B0 B.B0 C.B0 D.B0
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3分，有选错的得0分。
8.(2026·文山市高一检测)如图所示，在水平地面上的磁体上方，有挂在弹簧测力计上的小磁体(下部为N极)。小辉提着弹簧测力计向右缓慢移动，挂在弹簧测力计上的小磁体下端，沿图示水平虚线从A移动到B。则图中能反映弹簧测力计示数F随着位置变化的是(　　)
9.(2025·唐山市高二期末)将小磁针A、B置于导线环所在的平面内，如图所示。若导线环中电流沿逆时针方向，则小磁针静止时(　　)
A.小磁针A的N极指向纸面内
B.小磁针A的N极指向纸面外
C.小磁针B的N极指向纸面内
D.小磁针B的N极指向纸面外
10.下列说法中正确的是(　　)
A.原子处于能级最低的状态时，最稳定
B.原子由高能级向低能级跃迁时，放出光子
C.能量量子化成功解释了原子光谱的分立特征
D.原子能吸收任意能量值的光子向高能级跃迁
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.(8分)(2025·北京市房山区高二期末)某实验小组的同学在研究电磁感应现象时，分别设计了如图甲、乙、丙所示的电路图，但图丙的电路不完整。
(1)(2分)图甲中，导体棒ab向左移动切割磁感线时，灵敏电流计的指针发生了偏转，若将蹄形磁体上下两极颠倒，导体棒ab向左移动切割磁感线，灵敏电流计的指针　　　　(选填“偏转”或“不偏转”)。
(2)(2分)图乙中，下列能使灵敏电流计指针发生偏转的是　　　　。
A.条形磁体向下插入线圈
B.条形磁体置于线圈中不动
C.条形磁体不动，线圈在条形磁体的正下方上下移动
(3)(4分)图丙电路中的部分导线已连接，请将电路图补充完整；正确连接电路后，要使灵敏电流计的指针发生偏转，下列可行的操作是　　　　。
A.断开开关，线圈A插入线圈B
B.闭合开关，滑动变阻器的滑片P向左快速滑动
C.闭合开关，线圈A和线圈B以相同速度一起向上快速运动
D.闭合开关稳定时，再断开开关瞬间
12.(8分)如图所示的经颅磁刺激联合脑电图(TMS-EEG)技术是一种无创的技术，通电线圈作用于头皮产生强而短暂的磁脉冲刺激大脑皮层，诱导组织中产生感应电流，导致局限区域皮层神经元的去极化和激活，则由图示中的磁场方向可判断线圈中此时的电流方向(俯视)为　　　　　　　(填“逆时针”或“顺时针”)；要使诱导组织中产生感应电流，通电线圈中的电流必须　　　　　　　(填“变化”或“不变”)。
13.(8分)(2025·上海市浦东新区高二期末)如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r，圆形匀强磁场垂直它们所在平面，磁感应强度为B，其边缘恰好与a线圈重合，则穿过a的磁通量为　　　，当磁场方向变为垂直纸面向里，穿过b线圈磁通量的变化量的大小为　　　　。
14.(14分)(2025·汉中市高二检测)在竖直向下的匀强磁场中放入一通电导线，导线与磁场方向垂直，导线长为1 cm，电流为0.5 A，所受的安培力大小为5×10-4 N。
(1)(4分)求该位置的磁感应强度B的大小。
(2)(4分)如图所示，将一面积S=0.4 m2的矩形线圈abcd放入该磁场中，当线圈平面与水平方向夹角θ=60°时，求穿过线圈的磁通量Φ1。
(3)(6分)当线圈绕dc轴逆时针转动60°时，求此时的磁通量Φ2及该过程中磁通量的变化量ΔΦ。
15.(16分)我国的探月卫星在进入地月转移轨道时，由于卫星姿势的改变，卫星中一边长为50 cm的正方形导线框以da为轴由水平方向转至竖直方向，此处磁场磁感应强度大小B=4×10-5 T，方向如图所示。(sin 37°=0.6，cos 37°=0.8)
(1)(10分)该过程中磁通量的变化量大小是多少？
(2)(6分)该过程导线框中有无感应电流？写出判断理由。
第十三章章末检测试卷
[分值：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.(2025·天津市高二期末)关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是(　　)
A.电磁波只能在真空中传播
B.电磁波可以传递信息，但不能传递能量
C.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波
D.遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同
答案　C
解析　电磁波在真空中以光速传播，在其他介质中传播速度小于光速，故A错误；电磁波可以传递信息，也可以传递能量，故B错误；手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波，故C正确；根据电磁波谱可知红外线波长大于医院“CT”中的X射线波长，故D错误。
2.某同学要研究橄榄形磁体周围的磁场分布情况，做了如图所示的实验，其中图乙是小磁针(黑色为N极)静止时的指向，图丙是铁屑静止时的分布。图中能正确用磁感线描述以上实验现象的是(　　)
答案　C
解析　在该实验中，铁屑静止时的分布情况能反映磁体周围磁场的分布情况，且小磁针静止时N极的指向与该点磁场方向相同，由题图可知，磁体上端的磁感线由左侧发出、回到右侧，即磁体的左侧为N极、右侧为S极，故选C。
3.(2025·邯郸市高二期末)一边长为d的n匝正方形线框内部有直径为d的圆形匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，则穿过线框的磁通量为(　　)
A. B.n
C.Bd2 D.nBd2
答案　A
解析　根据磁通量的定义Φ=BS可知穿过线框的磁通量为Φ=，故选A。
4.(2026·北京市平谷区高一检测)如图所示是研究电磁现象实验的示意图，下列说法中错误的是(　　)
A.图甲所示是研究电流周围存在磁场的实验装置
B.图乙所示是研究发电机工作原理的实验装置
C.图丙所示是研究电动机工作原理的实验装置
D.图丁所示实验说明磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的
答案　D
解析　图甲实验通电导体周围的小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在磁场，是电流的磁效应，故A正确，不符合题意；
图乙是电磁感应实验，导体做切割磁感线运动且电路闭合，电路中会产生感应电流，是发电机原理，故B正确，不符合题意；
图丙是通电导体在磁场中受力运动，这个过程中电能转化为机械能，是电动机原理，故C正确，不符合题意；
磁场中某点的磁场方向是由磁场本身决定的，我们可以借助小磁针静止时N极的指向来判断该点的磁场方向，故D错误，符合题意。
5.(2025·贵阳市高二期末)如图，竖直平面内有一扇形导线框M，圆心为O，半径为R，过圆心O的水平面下方有垂直导线框平面的足够大的匀强磁场。现使线框M从图示位置开始运动，则在下列运动过程中，M中有感应电流产生的是(　　)
A.向上平移距离R B.向下平移距离R
C.向右平移距离R D.向左平移距离R
答案　A
解析　根据电磁感应原理可知，只有穿过闭合线框的磁通量发生改变时，才会产生感应电流。当线框向下平移距离R、向右平移距离R或向左平移距离R的过程中，线框M中的磁通量没有发生改变，则不会产生感应电流；而当线框向上平移距离R的过程中，线框M中的磁通量逐渐减小，则会产生感应电流。故选A。
6.(2025·宝鸡市高二期末)物理学家麦克斯韦总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，得出诸多关于电磁场和电磁波的科学结论。下列关于电磁场和电磁波的说法中正确的是(　　)
A.变化的电场所在空间一定会产生变化的磁场
B.电磁波和机械波一样，它们的传播需要介质
C.电磁波传播的速度、波长和频率满足关系式c=λf
D.红外线、可见光、紫外线、超声波都是电磁波
答案　C
解析　变化的电场所在空间一定会产生磁场，不一定产生变化的磁场，因为均匀变化的电场所在空间会产生稳定的磁场，故A错误；电磁波的产生原理是变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，它的传播不需要介质，故B错误；电磁波传播的速度、波长和频率满足关系式c=λf，故C正确；红外线、可见光、紫外线都是电磁波，超声波是机械波，不是电磁波，故D错误。
7.(2025·阳江市期末)如图所示，在直角三角形abc中，∠a=60°，d为ac的中点；三根通电长直导线垂直于纸面分别过a、b、c三点，三根导线中的电流大小分别为I、2I、3I，方向均垂直纸面向里。通电长直导线在其周围空间某点产生的磁感应强度的大小公式为B=k，其中I表示电流，r表示该点到导线的距离，k为常量，已知c点处导线在d点产生的磁感应强度的大小为B0，则d点的磁感应强度大小为(　　)
A.B0 B.B0 C.B0 D.B0
答案　A
解析　设直角三角形abc的ab边长为r，则ad=bd=cd=r，根据通电长直导线的磁感应强度公式B=k，a、b两点处的通电长直导线在d点产生的磁感应强度的大小分别为B0、B0，a、c两点处的通电长直导线在d点产生的磁感应强度的方向相反，合磁感应强度的大小为B0，且合磁感应强度的方向与b点处的通电长直导线在d点产生的磁感应强度的方向成120°角，可得d点的磁感应强度的大小为B0，故选A。
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3分，有选错的得0分。
8.(2026·文山市高一检测)如图所示，在水平地面上的磁体上方，有挂在弹簧测力计上的小磁体(下部为N极)。小辉提着弹簧测力计向右缓慢移动，挂在弹簧测力计上的小磁体下端，沿图示水平虚线从A移动到B。则图中能反映弹簧测力计示数F随着位置变化的是(　　)
答案　CD
解析　条形磁体两极磁性最强而中间磁性最弱，且同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，若大磁体右端为N极，则当挂着的磁体向右移动时，相互吸引力逐渐减小，而过了大磁体中点后，相互排斥力逐渐增大，故可以得出弹簧测力计的示数从A到B是逐渐变小的。同理，若大磁体右端为S极，可以得出弹簧测力计的示数从A到B是逐渐变大的。故选C、D。
9.(2025·唐山市高二期末)将小磁针A、B置于导线环所在的平面内，如图所示。若导线环中电流沿逆时针方向，则小磁针静止时(　　)
A.小磁针A的N极指向纸面内
B.小磁针A的N极指向纸面外
C.小磁针B的N极指向纸面内
D.小磁针B的N极指向纸面外
答案　BC
解析　若导线环中电流沿逆时针方向，由安培定则可知导线环中磁场的方向指向纸面外，导线环外磁场的方向指向纸面内；小磁针静止时N极指向磁场的方向，所以小磁针A的N极指向纸面外，小磁针B的N极指向纸面内。故选B、C。
10.下列说法中正确的是(　　)
A.原子处于能级最低的状态时，最稳定
B.原子由高能级向低能级跃迁时，放出光子
C.能量量子化成功解释了原子光谱的分立特征
D.原子能吸收任意能量值的光子向高能级跃迁
答案　ABC
解析　原子的能级中，能量最低的状态称为基态。根据原子结构理论，处于基态的原子能量最低，原子最稳定，A正确；原子由高能级向低能级跃迁时，能量减小，放出光子，B正确；能量量子化成功解释了原子光谱的分立特征，C正确；原子只能吸收等于能级差的光子向高能级跃迁，D错误。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.(8分)(2025·北京市房山区高二期末)某实验小组的同学在研究电磁感应现象时，分别设计了如图甲、乙、丙所示的电路图，但图丙的电路不完整。
(1)(2分)图甲中，导体棒ab向左移动切割磁感线时，灵敏电流计的指针发生了偏转，若将蹄形磁体上下两极颠倒，导体棒ab向左移动切割磁感线，灵敏电流计的指针　　　　(选填“偏转”或“不偏转”)。
(2)(2分)图乙中，下列能使灵敏电流计指针发生偏转的是　　　　。
A.条形磁体向下插入线圈
B.条形磁体置于线圈中不动
C.条形磁体不动，线圈在条形磁体的正下方上下移动
(3)(4分)图丙电路中的部分导线已连接，请将电路图补充完整；正确连接电路后，要使灵敏电流计的指针发生偏转，下列可行的操作是　　　　。
A.断开开关，线圈A插入线圈B
B.闭合开关，滑动变阻器的滑片P向左快速滑动
C.闭合开关，线圈A和线圈B以相同速度一起向上快速运动
D.闭合开关稳定时，再断开开关瞬间
答案　(1)偏转　(2)AC　(3)见解析图　BD
解析　(1)根据感应电流的产生条件可知，将蹄形磁体上下两极颠倒，导体棒ab向左移动切割磁感线时，回路中仍有感应电流产生，则灵敏电流计的指针偏转。
(2)线圈不动，将条形磁体向下插入线圈，穿过线圈的磁通量增大，电路中有感应电流产生，灵敏电流计指针偏转，故A正确；条形磁体置于线圈里不动，穿过线圈的磁通量不变，电路中没有感应电流产生，灵敏电流计指针不偏转，故B错误；条形磁体不动，将线圈上下移动，穿过线圈的磁通量不断变化，电路中有感应电流产生，灵敏电流计指针偏转，故C正确。
(3)实物图连接如图：
本实验中线圈A与电源相连，通过改变线圈B中的磁通量从而使线圈B产生电磁感应现象，故线圈B应与灵敏电流计相连，电路如图所示；断开开关，线圈A中没有电流，则线圈A周围没有磁场产生，则穿过线圈B的磁通量始终为零，则线圈B中没有感应电流产生，灵敏电流计指针不偏转，故A错误；闭合开关，滑动变阻器的滑片P向左快速滑动，滑动变阻器接入电路的电阻值增大，回路中的电流减小，线圈A周围的磁场减弱，穿过线圈B的磁通量减小，线圈B中有感应电流产生，灵敏电流计指针偏转，故B正确；闭合开关，线圈A和线圈B以相同速度一起向上快速运动，穿过线圈B的磁通量不变，线圈B中没有感应电流产生，灵敏电流计指针不偏转，故C错误；闭合开关稳定时，再断开开关瞬间，穿过线圈B的磁通量减为零，则线圈B中有感应电流产生，灵敏电流计指针偏转，故D正确。
12.(8分)如图所示的经颅磁刺激联合脑电图(TMS-EEG)技术是一种无创的技术，通电线圈作用于头皮产生强而短暂的磁脉冲刺激大脑皮层，诱导组织中产生感应电流，导致局限区域皮层神经元的去极化和激活，则由图示中的磁场方向可判断线圈中此时的电流方向(俯视)为　　　　　　　(填“逆时针”或“顺时针”)；要使诱导组织中产生感应电流，通电线圈中的电流必须　　　　　　　(填“变化”或“不变”)。
答案　逆时针　变化
解析　由题图所示中的磁场方向可知，感应电流产生的磁场方向向上，根据右手螺旋定则，线圈中此时的电流方向(俯视)为逆时针；要使诱导组织中产生感应电流，通电线圈内的磁通量必须变化，所以通电线圈中的电流必须变化。
13.(8分)(2025·上海市浦东新区高二期末)如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r，圆形匀强磁场垂直它们所在平面，磁感应强度为B，其边缘恰好与a线圈重合，则穿过a的磁通量为　　　，当磁场方向变为垂直纸面向里，穿过b线圈磁通量的变化量的大小为　　　　。
答案　Bπr2　2Bπr2
解析　由于磁场边缘恰好与a线圈重合，则穿过a的磁通量为Φ1=Bπr2
由于回路处于磁场中的有效面积均为线圈a的面积，可知，开始时穿过b线圈的磁通量也为
Φ1=Bπr2
当磁场方向变为垂直纸面向里，穿过b线圈的磁通量为Φ2=-Bπr2，可知，穿过b线圈的磁通量变化量为ΔΦ=Φ2-Φ1，解得ΔΦ=-2Bπr2
即穿过b线圈磁通量的变化量的大小为2Bπr2。
14.(14分)(2025·汉中市高二检测)在竖直向下的匀强磁场中放入一通电导线，导线与磁场方向垂直，导线长为1 cm，电流为0.5 A，所受的安培力大小为5×10-4 N。
(1)(4分)求该位置的磁感应强度B的大小。
(2)(4分)如图所示，将一面积S=0.4 m2的矩形线圈abcd放入该磁场中，当线圈平面与水平方向夹角θ=60°时，求穿过线圈的磁通量Φ1。
(3)(6分)当线圈绕dc轴逆时针转动60°时，求此时的磁通量Φ2及该过程中磁通量的变化量ΔΦ。
答案　(1)0.1 T　(2)0.02 Wb　(3)0.04 Wb　0.02 Wb
解析　(1)根据B=得，磁感应强度B=0.1 T
(2)线圈在垂直磁场方向上的投影面积
S⊥=Scos 60°=0.2 m2
穿过线圈的磁通量
Φ1=BS⊥=0.1×0.2 Wb=0.02 Wb
(3)线圈以dc为轴逆时针转动60°后线圈平面与磁场垂直，此时磁感线从线圈平面穿入的方向与原来相同，故通过线圈的磁通量Φ2=BS=0.04 Wb
该过程中磁通量的变化量ΔΦ=Φ2-Φ1=0.02 Wb。
15.(16分)我国的探月卫星在进入地月转移轨道时，由于卫星姿势的改变，卫星中一边长为50 cm的正方形导线框以da为轴由水平方向转至竖直方向，此处磁场磁感应强度大小B=4×10-5 T，方向如图所示。(sin 37°=0.6，cos 37°=0.8)
(1)(10分)该过程中磁通量的变化量大小是多少？
(2)(6分)该过程导线框中有无感应电流？写出判断理由。
答案　(1)1.4×10-5 Wb　(2)有感应电流　理由见解析
解析　(1)导线框在水平位置时穿过线框的磁通量为Φ1=BSsin 37°=4×10-5×0.5×0.5×0.6 Wb=6.0×10-6 Wb
当导线框转至竖直位置时，磁感线从线框另一面穿过，穿过线框的磁通量为Φ2=-4×10-5×0.5×0.5×0.8 Wb=-8.0×10-6 Wb
该过程中磁通量的变化量大小为
ΔΦ=|Φ2-Φ1|=1.4×10-5 Wb
(2)有感应电流，因为该过程穿过闭合导线框的磁通量发生了变化。

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