2022秋物理人教2019必修第三册第13章:电磁感应与电磁波初步习题附答案
人教2019必修第三册第13章 电磁感应与电磁波初步
一、选择题。
1、(双选)在隧道工程以及矿山爆破作业中,部分未爆炸的炸药若残留在爆破孔内,则很容易发生人员伤亡事故.为此科学家制造了一种磁性炸药,即在炸药中掺入了10%的磁性材料——钡铁氧体,然后放入磁化机磁化.磁性炸药一旦爆炸,即可安全消磁,而遇到不爆炸的情况可使用磁性探测器测出未爆炸的炸药,从而降低事故发生的概率.已知掺入的钡铁氧体的消磁温度约为400 ℃,炸药的爆炸温度为2 240~3 100 ℃,一般炸药引爆温度最高为140 ℃左右.以上材料表明( )
A.磁性材料在低温下容易被磁化 B.磁性材料在高温下容易被磁化
C.磁性材料在低温下容易被消磁 D.磁性材料在高温下容易被消磁
2、关于电场强度和磁感应强度,下列说法正确的是( )
A.由真空中点电荷的电场强度公式E=知,当r→0时,其电场强度趋近于无穷大
B.电场强度的定义式E=适用于任何电场
C.由公式B=知,一小段通电导体在某处不受磁场力,说明此处一定无磁场
D.磁感应强度的方向就是置于该处的通电导线所受的安培力方向
3、(双选)在如图所示的电路中,当开关S闭合后,为使灵敏电流计的指针偏转,下列措施可行的是( )
A.将A线圈向左靠近B线圈 B.将开关S突然断开
C.保持右边电路电流不变 D.将滑动变阻器的阻值调小
4、下列说法正确的是( )
A.在变化的电场周围一定产生变化的磁场
B.紫外线有显著的热效应
C.一切物体都在不停地发射红外线
D.X射线的穿透本领比γ射线更强
5、关于对热辐射的认识,下列说法中正确的是( )
A.热的物体向外辐射电磁波,冷的物体只吸收电磁波
B.温度越高,物体辐射的电磁波越强
C.辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关,与材料种类及表面状况无关
D.常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色
6、(双选)如图所示,用导线做成的圆形线圈与一直导线构成几种位置组合,图A、B、C中直导线都与圆形线圈在同一平面内,O点为线圈的圆心,图D中直导线与圆形线圈垂直,并与中心轴重合。当切断直导线中的电流时,圆形线圈中会有感应电流产生的是( )
7、下列关于磁场的说法正确的是( )
A.只有磁铁周围才存在磁场
B.磁场是假想的,不是客观存在的
C.磁场只有在磁体与磁体、磁体和通电导线发生作用时才产生
D.磁体与磁体、磁体与通电导线、通电导线与通电导线之间都是通过磁场发生相互作用的
8、关于磁感应强度B、电流I、导线长度l和电流所受磁场力F的关系,下面的说法中正确的是( )
A.在B=0的地方,F一定等于零
B.在F=0的地方,B一定等于零
C.若B=1 T,I=1 A,l=1 m,则F一定等于1 N
D.若l=1 m,I=1 A,F=1 N,则B一定等于1 T
9、如图所示,将一圆形导线环竖直放置,在圆环所在的空间加上一水平向右的匀强磁场,mn,pq为圆环上两条互相垂直的直径,mn沿水平方向,pq沿竖直方向.则下列选项中能使圆环中产生感应电流的是( )
A.让圆环绕过圆心且垂直于圆环平面的轴转动
B.让圆环在竖直面内向右平动
C.让圆环以mn为轴转动
D.让圆环以pq为轴转动
10、太阳表面温度约为6 000 K,主要发出可见光;人体温度约为310 K,主要发出红外线;宇宙空间的温度约为3 K,所发出的辐射称为“3 K背景辐射”,它是宇宙“大爆炸”之初在空间上保留下的余热,若要进行“3 K背景辐射”的观测,应该选择下列哪一个波段( )
A.无线电波 B.紫外线 C.X射线 D.γ射线
11、一束红光从空气射入玻璃,则这束红光的能量子将( )
A.变小 B.变大 C.不变 D.不能确定
12、(双选)如图所示是云层之间闪电的模拟图,图中B、A是位于南、北方向带有电荷的两块阴雨云,在放电的过程中在两云的尖端之间形成了一个放电通道,发现位于通道正上方的小磁针N极转向纸里,S极转向纸外,则关于A、B的带电情况说法中正确的是( )
A.带同种电荷 B.带异种电荷 C.B带正电 D.A带正电
二、填空含实验题。
13、两个完全相同的条形磁铁,放在平板AB上,磁铁的N、S极如图所示,开始的平板及磁铁皆处于水平位置,且静止不动。
a.现将AB突然竖直向上平移(平板与磁铁之间始终接触),并使之停在A″B″处,结果发现两个条形磁铁吸在了一起。
b.如果将AB从原来位置突然竖直向下平移,并使之停在位置A′B′处,结果发现两条形磁铁也吸在了一起,请回答下列问题。
(1)开始时两磁铁静止不动,磁铁间的相互作用力是________________力;右侧的磁铁受到的静摩擦力的方向向________________。
(2)在a过程中磁铁开始滑动时,平板正在向上加速还是减速呢?答:________________。
(3)在b过程中磁铁开始滑动时,平板正在向下加速还是减速呢?答:________________。
14、磁场具有能量,磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度,其值为,式中B是磁感应强度,μ是磁导率,在空气中μ为已知常数.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= .
三、计算类题。
15、(计算题)某广播电台发射功率为10 kW、在空气中波长为187.5 m的电磁波,试求:
(1)该电台每秒钟从天线发射多少个电磁波能量子?
(2)若向四面八方发射的能量子视为均匀的,求在离天线2.5 km处,直径为2 m的环状天线每秒接收的能量子个数以及接收功率.
16、如图所示,质量为m、电荷量为q的粒子,以速度v0垂直于电场方向从A射入匀强电场,并从电场另一侧B点射出,且射出的速度方向与电场方向的夹角为30°,已知匀强电场的宽度为L,求:
(1)匀强电场的电场强度E;
(2)求A、B两点的电势差UAB。
17、(计算题)一光源的功率P=40 W,发光效率η=6%,发出频率为ν=6×1014 Hz的可见光.已知普朗克常量h=6.626×10-34 J·s.求:
(1)光源每秒发出的能量子数;
(2)若每秒有10个能量子进入瞳孔就能引起视觉,瞳孔的直径d=5 mm,则能看到光源的最大距离是多少?
2022秋物理人教2019必修第三册第13章:电磁感应与电磁波初步习题附答案
人教2019必修第三册第13章 电磁感应与电磁波初步
一、选择题。
1、(双选)在隧道工程以及矿山爆破作业中,部分未爆炸的炸药若残留在爆破孔内,则很容易发生人员伤亡事故.为此科学家制造了一种磁性炸药,即在炸药中掺入了10%的磁性材料——钡铁氧体,然后放入磁化机磁化.磁性炸药一旦爆炸,即可安全消磁,而遇到不爆炸的情况可使用磁性探测器测出未爆炸的炸药,从而降低事故发生的概率.已知掺入的钡铁氧体的消磁温度约为400 ℃,炸药的爆炸温度为2 240~3 100 ℃,一般炸药引爆温度最高为140 ℃左右.以上材料表明( )
A.磁性材料在低温下容易被磁化 B.磁性材料在高温下容易被磁化
C.磁性材料在低温下容易被消磁 D.磁性材料在高温下容易被消磁
【答案】AD
2、关于电场强度和磁感应强度,下列说法正确的是( )
A.由真空中点电荷的电场强度公式E=知,当r→0时,其电场强度趋近于无穷大
B.电场强度的定义式E=适用于任何电场
C.由公式B=知,一小段通电导体在某处不受磁场力,说明此处一定无磁场
D.磁感应强度的方向就是置于该处的通电导线所受的安培力方向
【答案】B
3、(双选)在如图所示的电路中,当开关S闭合后,为使灵敏电流计的指针偏转,下列措施可行的是( )
A.将A线圈向左靠近B线圈 B.将开关S突然断开
C.保持右边电路电流不变 D.将滑动变阻器的阻值调小
【答案】ABD
4、下列说法正确的是( )
A.在变化的电场周围一定产生变化的磁场
B.紫外线有显著的热效应
C.一切物体都在不停地发射红外线
D.X射线的穿透本领比γ射线更强
【答案】C
5、关于对热辐射的认识,下列说法中正确的是( )
A.热的物体向外辐射电磁波,冷的物体只吸收电磁波
B.温度越高,物体辐射的电磁波越强
C.辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关,与材料种类及表面状况无关
D.常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色
【答案】B
6、(双选)如图所示,用导线做成的圆形线圈与一直导线构成几种位置组合,图A、B、C中直导线都与圆形线圈在同一平面内,O点为线圈的圆心,图D中直导线与圆形线圈垂直,并与中心轴重合。当切断直导线中的电流时,圆形线圈中会有感应电流产生的是( )
【答案】BC
7、下列关于磁场的说法正确的是( )
A.只有磁铁周围才存在磁场
B.磁场是假想的,不是客观存在的
C.磁场只有在磁体与磁体、磁体和通电导线发生作用时才产生
D.磁体与磁体、磁体与通电导线、通电导线与通电导线之间都是通过磁场发生相互作用的
【答案】D
8、关于磁感应强度B、电流I、导线长度l和电流所受磁场力F的关系,下面的说法中正确的是( )
A.在B=0的地方,F一定等于零
B.在F=0的地方,B一定等于零
C.若B=1 T,I=1 A,l=1 m,则F一定等于1 N
D.若l=1 m,I=1 A,F=1 N,则B一定等于1 T
【答案】A
9、如图所示,将一圆形导线环竖直放置,在圆环所在的空间加上一水平向右的匀强磁场,mn,pq为圆环上两条互相垂直的直径,mn沿水平方向,pq沿竖直方向.则下列选项中能使圆环中产生感应电流的是( )
A.让圆环绕过圆心且垂直于圆环平面的轴转动
B.让圆环在竖直面内向右平动
C.让圆环以mn为轴转动
D.让圆环以pq为轴转动
【答案】D
10、太阳表面温度约为6 000 K,主要发出可见光;人体温度约为310 K,主要发出红外线;宇宙空间的温度约为3 K,所发出的辐射称为“3 K背景辐射”,它是宇宙“大爆炸”之初在空间上保留下的余热,若要进行“3 K背景辐射”的观测,应该选择下列哪一个波段( )
A.无线电波 B.紫外线 C.X射线 D.γ射线
【答案】A
11、一束红光从空气射入玻璃,则这束红光的能量子将( )
A.变小 B.变大 C.不变 D.不能确定
【答案】C
12、(双选)如图所示是云层之间闪电的模拟图,图中B、A是位于南、北方向带有电荷的两块阴雨云,在放电的过程中在两云的尖端之间形成了一个放电通道,发现位于通道正上方的小磁针N极转向纸里,S极转向纸外,则关于A、B的带电情况说法中正确的是( )
A.带同种电荷 B.带异种电荷 C.B带正电 D.A带正电
【答案】BD
二、填空含实验题。
13、两个完全相同的条形磁铁,放在平板AB上,磁铁的N、S极如图所示,开始的平板及磁铁皆处于水平位置,且静止不动。
a.现将AB突然竖直向上平移(平板与磁铁之间始终接触),并使之停在A″B″处,结果发现两个条形磁铁吸在了一起。
b.如果将AB从原来位置突然竖直向下平移,并使之停在位置A′B′处,结果发现两条形磁铁也吸在了一起,请回答下列问题。
(1)开始时两磁铁静止不动,磁铁间的相互作用力是________________力;右侧的磁铁受到的静摩擦力的方向向________________。
(2)在a过程中磁铁开始滑动时,平板正在向上加速还是减速呢?答:________________。
(3)在b过程中磁铁开始滑动时,平板正在向下加速还是减速呢?答:________________。
【答案】(1)吸引 右 (2)减速 (3)加速
14、磁场具有能量,磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度,其值为,式中B是磁感应强度,μ是磁导率,在空气中μ为已知常数.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】
三、
三、计算类题。
15、(计算题)某广播电台发射功率为10 kW、在空气中波长为187.5 m的电磁波,试求:
(1)该电台每秒钟从天线发射多少个电磁波能量子?
(2)若向四面八方发射的能量子视为均匀的,求在离天线2.5 km处,直径为2 m的环状天线每秒接收的能量子个数以及接收功率.
【答案】(1)1031个 (2)4×1023个 4×10-4 W
【解析】(1)每个能量子的值
ε=hν=hc/λ=6.63×10-34×3×108/187.5 J≈1.06×10-27 J.
则每秒钟电台发射上述波长的光子数
N=P·t/ε=104×1/(1.06×10-27)≈1031(个).
(2)设环状天线每秒接收能量子数为n个,以电台发射天线为球心,则半径为R的球面积S=4πR2,而环状天线的面积S′=πr2,所以n=×N=4×1023(个);接收功率P收=·P=4×10-4 W.
16、如图所示,质量为m、电荷量为q的粒子,以速度v0垂直于电场方向从A射入匀强电场,并从电场另一侧B点射出,且射出的速度方向与电场方向的夹角为30°,已知匀强电场的宽度为L,求:
(1)匀强电场的电场强度E;
(2)求A、B两点的电势差UAB。
【答案】(1) (2)
【解析】(1)粒子在匀强电场的水平方向做匀速直线运动,竖直方向做匀加速直线运动,将v沿水平方向和竖直方向分解,
则vy==v0①
又vy=t②
L=v0t③
由①②③得E=。
(2)由动能定理得qUAB=mv2-mv02④
又v=⑤
由④⑤得UAB=。
17、(计算题)一光源的功率P=40 W,发光效率η=6%,发出频率为ν=6×1014 Hz的可见光.已知普朗克常量h=6.626×10-34 J·s.求:
(1)光源每秒发出的能量子数;
(2)若每秒有10个能量子进入瞳孔就能引起视觉,瞳孔的直径d=5 mm,则能看到光源的最大距离是多少?
【答案】(1)6.04×1018个 (2)9.7×105 m
【解析】(1)光源每秒发出光的能量E=Pηt,由E=Nε及ε=hν得Pηt=Nhν,
则N==个≈6.04×1018个.
(2)设能看到光源的最大距离为R,光源向周围均匀辐射,每秒内通过距光源R处单位面积的光子数为,每秒内通过瞳孔的光子数n=·d2=,故
R== m≈9.7×105 m.