2014高中物理 第4章 电磁场与电磁波 章末检测2（教科版选修1-1）

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第4章 电磁场与电磁波 章末检测2
(时间：90分钟，满分：100分)
一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)
1.关于电磁波的下列说法中正确的是(　　 )
A．法拉第第一次通过实验验证了电磁波的存在
B．电磁波不能在空气中传播
C．麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在
D．电磁波可以在真空中传播
答案：D
2.
图4－1
有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如图4－1所示电路中的A、B两点后，用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是(　　)
A．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻
B．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻
C．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻
D．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻
解析：选AC.热敏电阻的阻值随温度变化而变化，光敏电阻的阻值随光照变化而变化，定值电阻的阻值不随温度和光照变化而变化．
3.(2012·自贡一中高二检测)“风云”二号卫星发送回地面的红外云图是由卫星上设置的可以接收云层辐射的红外线的感应器完成的，云图上的黑白程度是由辐射红外线的云层的温度高低决定的，这是利用了红外线的(　　 )
A．穿透性　　　　　　　　B．热效应
C．可见性 D．化学效应
解析：选B.红外线是不可见光，人眼无法觉察到，所以C选项错误．它的波长长，频率低，穿透能力较弱，A选项错误．它的主要作用是热效应，物体温度越高，向外辐射的红外线越强，正是利用这一性质得到大气层遥感图的，故B选项正确，D选项错误．
4.下列关于手机的说法正确的是(　　 )
A．手机仅能发射电磁波
B．手机仅能接收电磁波
C．手机既能够发射电磁波又能接收电磁波
D．手机通话时，需要基站进行中转
解析：选CD.手机既能传送图像与声音信息又能接收图像与声音信息，故既能发射也能接收电磁波．当手机与基地用户通话时，必须需要基站，故A、B错误，C、D正确．
5.下列说法中正确的是(　　 )
A．只要有电场和磁场，就会产生电磁波
B．产生电磁波的电磁振荡一旦停止，电磁波立即消失
C．电磁波传播时，总伴随着能量的传播
D．只有闭合电路存在的空间，变化的磁场才能产生电场
解析：选C.变化的电场才能产生磁场，所以A错．电磁波是一种物质，可以在空中独立地传播，电磁振荡停止后，发出的电磁波仍然可以继续传播，所以B错．利用开放电路能更好地发射电磁波，所以D错．只有C是对的．
6.(2012·重庆学业水平模拟)关于电磁波，下列说法正确的是(　　)
A．雷达是用X光来测定物体位置的设备
B．使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调
C．用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光
D．电磁波是由周期性变化的电场或磁场产生的
解析：选D.A项中的雷达是利用无线电波来确定物体位置的，所以A项错误；使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制，所以B项错误；C项应是用紫外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光．
下列关于电磁波的说法正确的是(　　)
A．电磁波必须依赖介质传播
B．电磁波可以发生衍射现象
C．电磁波不会发生偏振现象
D．电磁波无法携带信息传播
解析：选B.电磁波在真空中也能传播，A错；衍射是一切波所特有的现象，B正确；电磁波是横波，横波能发生偏振现象，C错；所有波都能传递信息，D错．
(2012·江苏学业水平调研)声波和电磁波均可传递信息，且都具有波的共同特征．下列说法正确的是(　　 )
A．声波的传播速度小于电磁波的传播速度
B．声波和电磁波都能引起鼓膜振动
C．电磁波都能被人看见，声波都能被人听见
D．二胡演奏发出的是声波，而电子琴演奏发出的是电磁波
解析：选A.声波属于机械波，其传播需要介质，传播速度小于电磁波的传播速度；鼓膜的振动是空气的振动带动的；人耳听不到电磁波；二胡和电子琴发出的都是声波.
传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内使用的传感器是(　　 )
A．生物传感器 B．红外传感器
C．温度传感器 D．压力传感器
解析：选C.空调机根据温度调节工作状态，所以内部使用了温度传感器，C正确．
图4－2
如图4－2所示是测试热敏电阻R的实验电路图，滑动变阻器调节到某一定值，实验中观察到当温度升高时灯更亮．对实验现象分析正确的有(　　 )
A．电路中电流减小了
B．电路中电流增大了
C．温度升高，热敏电阻的阻值增大
D．温度升高，热敏电阻的阻值减小
解析：选BD.由电路结构知，灯变更亮时，电路中的电阻减小，因滑动变阻器阻值不变，故热敏电阻的阻值减小了，电路中的电流增大了，选项B、D正确．
图4－3
小强在用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自动控制．经检查，恒温箱控制器没有故障．恒温箱温度自动控制系统示意图如图4－3所示，下列对故障判断正确的是(　　 )
A．只可能是热敏电阻出现故障
B．只可能是温度设定装置出现故障
C．热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障
D．可能是加热器出现故障
解析：选C.热敏电阻、温度设定装置出现故障都有可能导致不能实现恒温，故C选项正确．
图4－4
全自动洗衣机中，排水阀是由程序控制器控制其动作的，当洗衣机进行排水和脱水工序时电磁铁的线圈通电，使电磁铁的铁芯2运动，牵引排水阀的活塞，排出污水，牵引电磁铁的结构如图4－4所示，以下说法正确的是(　　 )
A．若某时刻输入控制电流时，a为正，b为负，则铁芯2中A端为N极，B端为S极
B．若某时刻输入控制电流时，a为正，b为负，则铁芯2中A端为S极，B端为N极
C．若a、b处输入交变电流，铁芯2不能吸入线圈中
D．若a、b处输入交变电流，铁芯2能吸入线圈中
解析：选BD.根据磁化现象和磁极间同名磁极相斥，异名磁极相吸原理易判断B、D正确．
二、计算题(本题共4小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
(8分) 电磁波在真空中的传播速度大小为多少？某家庭用微波炉中使用的微波频率为2450 MHz.它的波长为多少？(波长结果保留2位有效数字)
解析：电磁波在真空中的传播速度大小等于光速，即c＝3×108 m/s，根据波速公式c＝λf知：λ＝＝ m≈0.12 m.
答案：3×108 m/s　0.12 m
(8分) 我国成功发射了“嫦娥二号”探月卫星，绕月飞行的“嫦娥二号”已通过电磁波向我们发回了更多月球表面的清晰照片．以该卫星到地球的距离为1.×109 m计算，求卫星发回一张图片到地球需多长时间．请你举出在生活中利用电磁波传递信息的五个事例．(光在真空中的传播速度c＝3×108 m/s)
解析：根据v＝得：t＝＝s＝5 s．电台和收音机之间的信息传递、无线电视台和电视机之间的信息传递、无线对讲机之间的信息传递、卫星和地面站之间的信息传递、移动通信网络和手机之间的信息传递等．
答案：见解析
(10分) 某雷达工作时，发射电磁波的波长λ＝20 cm，每秒脉冲数n＝5000个；每个脉冲持续的时间t＝0.0002 s，问电磁波的振荡频率为多少？最大的侦察距离是多少？
解析：电磁波在空中的传播速度可认为等于真空中的光速c，由波速、波长和频率三者间的关系可求得频率，根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形间的时间间隔，即可求得侦察距离，为此反射波必须在后一个发射波发射前到达雷达接收器．可见，雷达的最大侦察距离应等于电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播距离的一半．由c＝λf可得电磁波的振荡频率f＝1.×109 Hz.电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播的距离为s＝cΔt＝6×104 m
所以雷达的最大侦察距离s′＝＝3×104 m＝30 km.
答案：1.×109 Hz　30 km
(14分) 20世纪80年代初，科学家发明了硅太阳能电池，如果在太空中设立太阳能电站卫星，可24 h发电，且不受昼夜气候影响．利用电能——微波转换装置将电能转换成微波向地面发送，电站卫星最佳位置在离地1100 km的赤道上空，微波定向性很好，飞机通过微波区不会发生意外，但微波对飞鸟是致命的，可在地面接收站附近装上保护网或驱逐音响，不让飞鸟通过．预计在21世纪初地球上空将升起电站卫星．(地球半径R＝6400 km)
(1)太阳能电池将实现哪种转换________．
A．光能——微波 B．光能——内能
C．光能——电能 D．电能——微波
(2)在1100 km高空电站卫星速度约为________．
A．3.1 km/s B．7.2 km/s
C．7.9 km/s D．11. km/s
(3)微波指________．
A．超声波 B．次声波
C．电磁波 D．机械波
(4)飞机外壳对微波的哪种作用使飞机安全无恙________．
A．反射 B．吸收
C．干涉 D．衍射
(5)微波对飞鸟是致命的，这是因为微波的________．
A．电离作用 B．穿透作用
C．生物电作用 D．产生强涡流
(6)若太阳能收集板的硅片每片面积为4 cm2，可提供电能50 mW，巨大的收集板电池面积为5000 km2，其发电功率是多少？
解析：(1)硅光电池已作为人造地球卫星的电源，它是实现光能——电能转化的装置．
(2)卫星电站绕地球做圆周运动，v＝，即v∝，
根据上式求得v＝7.2 km/s.
(3)微波属于电磁波．
(4)微波波长短，它的衍射、干涉很难形成，反射特别显著，也称直线波，金属能反射电磁波，因而不受影响．
(5)微波是频率很高的电磁波，在生物体内可引起涡流，由于电站的功率很大，相应的涡流产生的热量足以将鸟热死．
(6)太阳能电池板的发电功率为
P＝×50×10－3W＝6.25×108 kW.
答案：(1)C　(2)B　(3)C　(4)A　(5)D
(6)6.25×108kW
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