人教版2019高中物理必修三【单元测试】2024-2025学年分层训练AB卷电磁感应与电磁波初步B含解析答案

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电磁感应与电磁波初步B1．如图是条形磁铁的部分磁感线分布示意图，关于图中a、b两点磁场的描述，正确的是（ ）2．如图所示，将带铁芯的线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两个接线柱连接到灵敏电流计上，把线圈A静置于线圈B的内部。下列判断正确的是（　　）3．中国宋代科学家沈括在公元1086年写的梦溪笔谈中最早记载了“方家（术士）以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”。进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布如图所示，结合上述材料，下列说法正确的是（　　）4．如图所示为一边长为L的立方体，在、两边放置足够长直导线，通有相等的电流I，电流方向如图所示。已知电流为I的无线长通电直导线在某点的磁感应强度大小与电流I成正比，与该点到电流的距离成反比。若通过电流I时，在距离导线L处的磁感应强度大小为B。则下列说法正确的是（       ）5．如图所示，在等边三角形ABC的两个顶点A、B处垂直于纸面固定两根互相平行的长直导线，导线中通以方向如图所示、大小相同的电流。CE垂直AB，交点为D，CD=DE，E未画出，现在三角形ABC所在平面加一与CE平行、磁感应强度大小为B0的匀强磁场，使C处的磁感应强度恰好为零。三角形ABC的中心为P（未画出）。已知通电长直导线在其周围某点产生的磁场的磁感应强度大小为，其中I为通电长直导线中的电流，r为该点到通电长直导线的距离，k为常量，则下列说法正确的是（　　）6．如下图所示，边长为2L的等边三角形abc区域内部存在垂直纸面向里的匀强磁场，a为x轴的坐标原点。一个长为L，宽为L的矩形线框置于x轴上，t=0时刻线框D点在坐标原点，线框以恒定的速度v穿过磁场。用i表示线框中的电流（逆时针为正），F表示线框所受的安培力的大小，P表示安培力的功率，Φ表示线框中的磁通量，下列图像正确的是（　　）7．如图 1所示，水平地面上有一边长为 L 的正方形 ABCD 区域，其下方埋有与地面平行的金属管线。为探测地下金属管线的位置、走向和埋覆深度，先让金属管线载有电流，然后用闭合的试探小线圈 P 在地面探测。如图 2 所示，将暴露于地面的金属管接头接到电源的一端，将接地棒接到电源的另一端，这样金属管线中就有沿管线方向的电流。使线圈 P 在直线 AC 上的不同位置保持静止（线圈平面与地面平行），线圈中没有感应电流。将线圈 P 静置于 B 处，当线圈平面与地面平行时，线圈中有感应电流，当线圈平面与射线 BD 成45°角时，线圈中感应电流消失。由上述现象可以推测（　　）8．如图所示，圆筒形铝管竖直置于水平桌面上，一磁块从铝管的正上方由静止开始下落，穿过铝管落到水平桌面上，下落过程中磁块不与管壁接触。忽略空气阻力，则在下落过程中（　　）9．如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一面积为S的闭合矩形金属线框abcd，用绝缘轻质细杆将其悬挂在O点，并可绕O点左右摆动。现让金属线框从图示右侧位置l由静止释放，在摆动到左侧位置3的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且金属线框始终垂直纸面，图中金属线框位于位置1时，它与竖直方向的夹角为45°，金属线框位于位置2时，金属线框与磁场方向平行，金属线框位于位置3时，它与竖直方向的夹角为30°，下列说法正确的是（　　）10．如图所示，在平面直角坐标系中，竖直向下，水平。在第一象限（空间足够大）存在垂直平面向外的磁场区域，磁感应强度沿y轴正方向不变，沿x轴正方向按照（且为已知常数）规律变化。一个质量为m、边长为L的正方形导线框，电阻为R，初始时一边与x轴重合，一边与y轴重合。将导线框以速度沿x轴正方向抛出，整个运动过程中导线框的两邻边分别平行两个坐标轴。从导线框开始运动到速度恰好竖直向下的过程中，导线框下落高度为h，重力加速度为g，则在此过程中，下列说法正确的是（　　）11．某同学在实验室里熟悉各种仪器的使用．他将一条形磁铁放在转盘上，如图甲，磁铁随转盘一起转动，另将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边，当转盘（及磁铁）转动时，引起磁感应强度测量值周期性地变化．经过操作，该同学在计算机上得到了如图乙的图像．（1）在图像记录的这段时间内，圆盘转动的快慢情况是____________________________．（2）圆盘匀速转动时的周期是_________s．（3）圆盘匀速转动时的角速度是_________rad/s．12．如图1为“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置，所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“+”接线柱流入电流表时，指针向右偏转。（1）将条形磁铁按如图1方式S极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。螺线管的绕线方向如图2所示。请在图2中标出螺线管中的感应电流方向________（2）经分析可得出结论：当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向________（填“相同”或“相反”）。（3）有同学又用图1中的器材完成了如下实验。条形磁铁的轴线和铁芯的轴线及连接线圈和电流计的导线在同一平面内，铁芯、线圈及条形磁铁的几何中心均在与铁芯垂直的PQ连线上。条形磁铁分别与线圈相互平行或相互垂直放置，使其沿QP方向靠近线圈。在图3情形中能观察到明显的电磁感应现象，且图中标出的电流计指针偏转方向正确的是________。13．磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为2L的正方形范围内，有一个电阻为R，边长为L的正方形导线框abcd沿垂直于磁场方向，以速度v匀速通过磁场，如图所示。从ab边进入磁场算起，（1）画出穿过线框的磁通量随时间的变化图像；（2）指出有或无感应电流的时间段。14．如图（a）所示，宽度为L的足够长光滑金属导轨，水平固定在磁感应强度为B、范围足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上。现有一根质量为m、电阻为R的金属棒MN放置在金属导轨上，金属棒始终与导轨接触良好且垂直，不计导轨电阻。（1）若金属棒在水平向右的力F的作用下以速度v向右匀速运动，请利用能的转化和能量守恒定律，推导证明棒产生的感应电动势；（2）若金属棒在水平恒力F的作用下由静止开始运动，分析并判断金属棒的速度和加速度的变化情况。（3）若给金属棒向右的初速度的同时施加一水平外力，使金属棒作匀减速直线运动。此过程中，外力随时间的变化关系图线如图（b）所示（以初速度方向为正方向），图线与横、纵坐标交点分别为、。求金属棒的加速度大小a和初速度。换题纠错详情插入作答区|15．物理学中有一个非常有趣的现象：研究微观世界的粒子物理、量子理论，与研究宇宙的理论竟然相互沟通，相互支撑。目前地球上消耗的能量，追根溯源，绝大部分还是来自太阳内部核聚变时释放的核能。（1）已知太阳向各个方向辐射能量的情况是相同的。如果太阳光的传播速度为c，到达地球需要的时间为t，在地球大气层表面每秒钟每平方米垂直接收到的太阳辐射能量为E0。请你求出太阳辐射的总功率P的表达式。（2）根据量子理论可知，光子既有能量也有动量，光子的动量，其中h为普朗克常量，λ为光的波长。太阳光照射到地球表面时，大量光子碰撞地面其动量发生变化，会产生持续均匀的“光压力”。为了将问题简化，我们假设太阳光垂直照射到地球上且全部被地球吸收，到达地球的每个光子能量均为，每秒钟照射到地球的光子数为个。已知真空中光速，太阳对地球的万有引力大小约为。请你结合以上数据分析说明，我们在研究地球围绕太阳公转时，是否需要考虑太阳“光压力”对地球的影响。（结果保留一位有效数字）一、单选题A．a点的磁场方向为图中Ba指向B．b点的磁场方向为图中Bb指向C．a点的磁感应强度大于b点的磁感应强度D．a点的磁感应强度小于b点的磁感应强度A．开关保持闭合，向右移动滑动变阻器滑片的过程中，电流计指针偏转B．开关保持闭合，向上拔出线圈A的过程中，线圈B将排斥线圈AC．开关闭合瞬间，电流计指针一定不会偏转D．开关闭合瞬间，电流计指针会偏转，且偏转方向与开关保持闭合，向上拔出线圈A的电流计指针偏转方向相同A．在地磁场的作用下小磁针静止时指南的磁极叫北极，指北的磁极叫南极B．对垂直射向地球表面宇宙射线中的高能带电粒子，在南、北极所受阻挡作用最弱，赤道附近最强C．形成地磁场的原因可能是带正电的地球自转引起的D．由于地磁场的影响，在奥斯特发现电流磁效应的实验中，通电导线应相对水平地面竖直放置A．O、M两点的磁感应强度大小相等B．M点的磁感应强度大于C点的磁感应强度C．立方体中心处的磁感应强度为0D．C、O两点的磁感应强度大小均为A．A处导线在C处产生的磁场的磁感应强度大小为B．E点处磁场的磁感应强度大小为2B0C．A、B两处导线受到的安培力等大反向D．P处的磁感应强度是D处的磁感应强度的A．B．C．D．A．金属管线中的电流大小和方向一定不变B．线圈 P 在 D 处，P 中一定没有感应电流C．电流金属管线沿 AC 走向，埋覆深度为 LD．电流金属管线沿 BD 走向，埋覆深度为  L二、多选题A．磁块做匀加速直线运动，但加速度小于重力加速度B．磁块在整个下落过程中动能的增加量等于重力势能的减少量C．在磁块穿过铝管的过程中，一定有机械能转换成电能D．若将铝管换成塑料管，磁块在塑料管中运动时，管对桌面的压力等于管的重力A．穿过金属线框的磁通量先变小后变大B．金属线框位于位置1时，穿过线框的磁通量为C．金属线框位于图示中间位置2时，穿过线框的磁通量为BSD．金属线框位于位置3时，穿过线框的磁通量为A．导线框受到的安培力总是与运动方向相反B．导线框下落高度为h时的速度为C．整个过程中导线框中产生的热量为D．导线框速度恰好竖直向下时左边框的横坐标为三、实验题四、解答题