第五章 初识电磁场与电磁波 单元达标检测2（解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第三册
第五章
初识电磁场与电磁波
单元达标检测2（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共48分）
1．2020年在防控新型冠状病毒疫情期间，在机场、车站、医院、商场等公共场所出入口，使用了红外线热像仪。红外线热像仪通过红外线遥感，可检测出经过它时的发热病人，从而可以有效控制疫情的传播。关于红外线热像仪，下列说法正确的是（　　）
A．选择红外线进行检测，主要是因为红外线比可见光波长短
B．红外线热像仪同时还具有消毒灭菌作用
C．红外线热像仪通过发射红外线照射人体来检测
D．红外线热像仪根据物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同的原理来检测体温
2．有关波的干涉和衍射现象，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波可以发生衍射现象和偏振现象
B．无论什么波，只要振幅足够大就可以产生明显的衍射现象
C．只要两列波叠加，都能产生稳定的干涉
D．只要是波都能发生衍射，波长比障碍物或孔的宽度大得多时衍射不明显
3．磁场的磁感应强度是电磁学中一个重要的物理量，其单位用国际单位制基本单位可表示为（　　）
A．
B．
C．
D．
4．将一根长为的直导线，垂直于磁场方向放在匀强磁场中的处，通以电流时，它受到的磁场力为，现将该通电导线从磁场中撤走，则处的磁感应强度为（　　）
A．0
B．
C．
D．
5．如图所示，变化的匀强磁场垂直穿过金属框架MNQP，金属杆ab在恒力F作用下沿框架从静止开始运动，t=0时磁感应强度大小为B0，为使ab中不产生感应电流，下列能正确反映磁感应强度B随时间t变化的图像是（　　）
A．
B．
C．
D．
6．如图所示，单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电。t=0时开关S打到b端，已知线圈中的磁场能连续两次达到最大的时间间隔为0.01s，不考虑振荡过程中的能量损失，下列说法正确的是（　　）
A．电容器两端电压与其所带电荷量成反比
B．电容器两端电压最大时所储存的电场能最小
C．t=1.005s时，M点与N点的电势相等
D．t=1.00s至t=1.01s内，电容器一直放电
7．如下图所示，一正方形闭合线圈在足够大的匀强磁场中运动，其中能产生感应电流的是（　　）
A．
B．
C．D．
8．下列叙述正确的是（
）
A．一切物体都在辐射电磁波
B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关
C．一般物体辐射电磁波的情况只与材料有关
D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关
9．下列说法正确的有（　　）
A．光电效应现象揭示了光的粒子性
B．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释
D．光电效应中产生的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
10．下列情况中能产生感应电流的是（　　）
A．如图甲所示，导体AB顺着磁感线运动
B．如图乙所示，条形磁铁插入线圈的过程中
C．如图丙所示，小螺线管A置于大螺线管B中不动，开关S一直接通时
D．如图丙所示，小螺线管A置于大螺线管B中不动，开关S一直接通，在移动变阻器滑片的过程中
11．如图所示，水平地面上方相同高度竖直放置两根圆柱形铝管，其粗细、长短均相同，其中管Ⅰ无缝，管Ⅱ有一条平行于轴线的细缝。两枚略小于管内径的相同小磁铁a、b，同时从两管上端由静止释放，穿过铝管后落到地面。下列说法正确的是（　　）
A．a、b一定同时落地
B．a一定比b后落地
C．落地时，a、b的动能相等
D．落地时，a比b的动能小
12．如图所示，在光滑绝缘的水平面上的两平行虚线之间存在竖直向上的匀强磁场（俯视如图），单匝正方形闭合线框ABCD，从磁场左侧向右运动，以大小为3v0的速度开始进入磁场，当AB边穿出磁场右边界时线框的速度大小为v0。假设线框在运动过程中CD边始终平行于磁场边界，磁场的宽度大于正方形的边长。关于线框整个运动过程，下列说法正确的是（　　）
A．线框ABCD进入磁场时所受安培力方向向左，穿出磁场时所受安培力方向向右
B．线框ABCD全部进入磁场后到CD边离开磁场前，线框做匀速运动
C．线框ABCD在进入磁场过程中和穿出磁场过程中通过导线某截面的电量大小相等
D．线框ABCD进入磁场和出磁场的过程中产生的焦耳热之比为5：3
第II卷（非选择题）
二、解答题（共52分）
13．中央人民广播电台是9套无线广播节目综合名称，九套节目对不同地区的频率不同。比如第一套节目“中国之声”，北京地区调频106.1兆赫。已知真空中的光速c=3×108m/s。则（计算结果保留两位有效数字）
（1）求“中国之声”电台发出的电磁波波长；
（2）如果收音机的接收装置是由LC电路组成，该接收装置里的线圈自感系数L=4mH，此时产生电谐振的电容多大？
14．什么叫调制？调制分为哪两种方式？
15．如图所示，在xoy坐标系的第一象限内存在着垂直于平面的匀强磁场，一质量为m带电荷量为+q的小球，以速度v沿x轴正方向射入磁场，恰好在磁场里做匀速直线运动。求：
（1）磁场的方向?
（2）磁场的磁感强度的大小?
16．对应于的能量子，其电磁辐射的频率和波长各是多少？
参考答案
1．D
【详解】
A．选择红外线进行检测，主要是因为一切物体无时无刻的向外释放红外线，并且温度越高，辐射的红外线强度越剧烈，与红外线的波长无关，故A错误；
B．紫外线具有消毒灭菌作用，而红外线没有消毒灭菌的作用，故B错误；
C．红外线热像仪通过接收人体向外辐射的红外线来检测，故C错误；
D．红外线热像仪根据物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同的原理来检测体温，故D正确。
故选D。
2．A
【详解】
A．衍射是一切波都具有的现象，电磁波是横波，只要是横波就能发生偏振现象，故A正确；
B．波能否产生衍射现象与波的振幅无关，故B错误；
C．两列波只有在频率相同的条件下，才可能产生稳定的干涉，故C错误；
D．当波长比障碍物或孔的宽度大得多时，将发生明显的衍射，故D错误。
故选A。
3．B
【详解】
根据公式
则有
故选B。
4．D
【详解】
根据磁感强度的定义式
代入数据可得磁感强度的大小
该定义为比值定义，磁感强度大小与通电导线无关，因此撤走通电导线，处的磁感应强度仍为10T。
故选D。
5．C
【详解】
当通过闭合回路的磁通量不变时，则棒MN中不产生感应电流，，设金属杆ab长为L，金属杆ab距离MP的距离为l1，棒的质量为m，则
，
则
则
所以
随着时间增加，是增大的，且增大的速度越来越快，且非线性关系.
故选C。
6．C
【详解】
A．由电容定义式可得，电容器两端电压与其所带电荷量成正比，所以A错误；
B．电容器两端电压最大时所储存的电场能最大，所以B错误；
C．已知线圈中的磁场能连续两次达到最大的时间间隔为0.01s，则周期，，电流达到最大值，电容器放电完毕，电荷量为0，则M点与N点的电势相等，所以C正确；
D．
t=1.00s至t=1.01s内，,电容器先放电后反向充电，所以D错误。
故选C。
7．D
【详解】
A．线框平行于磁场感应线运动，穿过线框的磁通量没有变化，不会产生感应电流，A错误；
B．线框垂直于磁感线运动，虽然切割磁感线，但穿过的磁通量没有变化，因此也不会产生感应电流，B错误；
C．线框绕轴转动，但穿过的磁通量没有变化，因此也不会产生感应电流，C错误；
D．线框绕轴转动，导致磁通量发生变化，因此线框产生感应电流，D正确。
故选D。
8．AD
【详解】
A．根据热辐射定义知一切物体都在辐射电磁波，A正确；
BCD．根据热辐射和黑体辐射的特点知一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料种类和表面状况有关，而黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关，BC错误、D正确。
故选AD。
9．AB
【详解】
A．光电效应现象揭示了光的粒子性，故A正确；
B．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故B正确；
C．黑体辐射的实验规律可用能量量子化解释，故C错误；
D．根据，光电效应中产生的光电子的最大初动能不与入射光的频率成正比，故D错误。
故选AB。
10．BD
【详解】
A．如图甲所示，导体AB顺着磁感线运动，不切割磁感线，无感应电流，选项A错误；
B．如图乙所示，条形磁铁插入线圈过程中，磁通量变化，有感应电流产生，选项B正确；
C．如图丙所示，小螺线管A置于大螺线管B中不动，开关S一直接通时，穿过B的磁通量不变，无感应电流，选项C错误；
D．如图丙所示，小螺线管A置于大螺线管B中不动，开关S一直接通，在移动变阻器滑片的过程中，线圈A中的电流变化，穿过线圈B的磁通量变化，会有感应电流产生，选项D正确；
故选BD。
11．BD
【详解】
AB．管Ⅰ无缝，管Ⅱ有一条平行于轴线的细缝，所以下落过程中小磁铁a受安培阻力，而小磁铁b不受安培阻力，所以小磁铁a下落比小磁铁b下落的慢，故A错误，B正确；
CD．由于小磁铁a下落过程中会消耗一部分能量克服安培阻力做功，所以落地时，a比b的动能小，故C错误，D正确。
故选BD。
12．BCD
【详解】
A．根据电磁阻尼，线框进出磁场的过程安培力方向都向左，选项A错误；
B．当线圈完全进入磁场后，穿过线圈的磁通量不变化，无感应电流，线框不受安培力作用，做匀速运动，选项B正确；
C．通过导线某截面的电量
可知进出磁场通过某截面的电量大小相等，选项C正确；
D．线框进出磁场受到的冲量
可知进出磁场安培力的冲量相同。
由动量定理可得
线框完全进入磁场时的速度为，故进入磁场的过程中产生的焦耳热为
出磁场的过程中产生的焦耳热为
所以
选项D正确。
故选BCD。
13．（1）2.83m；（2）5.6×10-16F
【详解】
（1）依题意，有
f=106.1兆赫=1.061×108Hz，λ=
代入数据可得
λ=2.83m
（2）振动电路的周期为
，
带入数据，可得
C=5.6×10-16F
14．调制是指把声音、图象等信号加载到高频电磁波上的过程；
信号的调制方式有调幅信号和调频信号，调幅信号是信号的振幅随声音、图象等信号而改变，调频信号是电磁波的频率随着声音、图象等信号而改变；由于频率不会衰减，故调频信号抗干扰能力强．
【解析】
【详解】
调制是指把声音、图象等信号加载到高频电磁波上的过程；信号的调制方式有调幅信号和调频信号，调幅信号是信号的振幅随声音、图象等信号而改变，调频信号是电磁波的频率随着声音、图象等信号而改变；由于频率不会衰减，故调频信号抗干扰能力强．
【点睛】
本题考查了信号的调制过程及其分类，要明确一种是调整频率；另一种是调整振幅；根据名字进行记忆即可．
15．（1）磁场的方向垂直于xoy平面向里；（2）
【详解】
（1）小球恰好做匀速直线运动，所以受到的洛伦兹力方向向上，根据左手定则，磁场的方向垂直于xoy平面向里。
（2）洛伦兹力与重力平衡，所以有
mg=qBv
得
16．，
【详解】
由光子的能量值
该光子的频率为
该光的波长为