第四章 电磁场与电磁波 单元测试 word版含答案

第四章检测(B)
(时间:60分钟　满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每题4分,共40分.在下列各小题给出的四个选项中,至少有一个选项正确,全部选对得4分,选不全得2分,有错选或不答得0分)
1下列关于电磁波的说法,正确的是(　　)
A.电磁波只能在真空中传播
B.电场随时间变化时一定产生电磁波
C.做变速运动的电荷可能会在空间产生电磁波
D.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
解析:电磁波在真空和介质中都可以传播,选项A错误;均匀变化的电场不会产生电磁波,选项B错误;做变速运动的电荷,形成变化的磁场,如果电荷的运动满足一定的条件,则变化的磁场可以产生变化的电场,从而产生电磁波,选项C正确;麦克斯韦只是预言了电磁波的存在,赫兹第一次用实验证明了电磁波的存在,选项D错误.
答案:C
2某电磁波从真空中进入介质中,发生变化的物理量有 (　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.波长和频率 B.波长和波速
C.频率和波速 D.频率和能量
解析:频率由波源决定,波速与介质有关,由v=λf知波长也与介质有关,故选项B正确.
答案:B
3间谍卫星上装有某种遥感照相机,可用来探测军用和民用目标.这种照相机能拍到晚上关灯行驶的汽车,即使车队离开,也瞒不过它.这种遥感照相机敏感的电磁波属于 (　　)
A.可见光波段 B.红外波段
C.紫外波段 D.X射线波段
解析:一切物体在任何情况下都发射红外线,但不能随意发射可见光、紫外线和X射线,故这种遥感照相机敏感的电磁波属于红外波段.只有选项B正确.
答案:B
4关于生活中遇到的各种波,下列说法正确的是(　　)
A.电磁波可以传递信息,声波不能传递信息
B.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波
C.太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同
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
解析:声波也能传递信息,选项A错误;手机通话过程中,手机之间通过电磁波传递信息,人和手机之间通过声波传递信息,选项B正确;太阳中的可见光传播速度为光速,即为3×108 m/s,而超声波的传播速度等于声音在空气中(15 ℃)的传播速度,即为340 m/s,选项C错误;红外线的频率小于X射线的频率,故红外线的波长大于X射线的波长,选项D错误.
答案:B
5有关电磁场理论的下列说法中,正确的是(　　)
A.任何变化的磁场都要在空间产生变化的电场
B.任何电场都要在周围空间产生磁场
C.任何变化的电场要在周围空间产生磁场
D.电场和磁场总是相互联系着,形成一个不可分离的统一体,即电磁场
解析:根据麦克斯韦理论,均匀变化的磁场在周围空间产生的电场是稳定的,选项A错误;同理,并不是任何电场都会在周围空间产生磁场,选项B错误;电场和磁场并不总是相互联系着的,例如,静止电荷周围只有静电场,静止磁体周围只有稳定的磁场,只有周期性变化的电场和变化的磁场才能形成一个不可分离的统一体,即电磁场,选项C正确,选项D错误.
答案:C
6在空气中传播着几种电磁波,下列说法中正确的是(　　)
A.频率越高的电磁波传播越快
B.频率越低的电磁波传播越快
C.波长越短的电磁波传播越快
D.电磁波的传播速度与频率、波长无关
解析:在不同介质中电磁波的传播速度不同.但在空气中传播时,由于和真空中传播相差很小,故可以认为在空气中的传播速度等于在真空中的传播速度,但传播速度与波长、频率无关,选项D正确.
答案:D
7下列过程中,利用电磁波的是(　　)
A.电冰箱冷冻食物 B.用手机通话
C.微波炉加热食物 D.用收音机收听广播
解析:手机用电磁波通信,微波炉利用微波加热,收音机利用无线电波传送信号,所以只有选项A没有利用电磁波,选项B、C、D符合题意.
答案:BCD
8如图是一个自动门红外线传感器安装示意图,下列说法正确的是(　　)
A.当人进入位置+时,传感器会启动门
B.当人进入位置零时,电动门停止运动
C.当人在位置+、位置零以外时,门关闭
D.此红外线传感器只能在白天应用
解析:人体能发射波长一定的红外线,当人走进传感器控制区域时,传感器就会启动门,由于人体的温度大体恒定,故不管白天、晚上所发射的红外线是一样的,都能使用.故选项A、B、C正确,选项D错误
答案:ABC
9某电路中电场随时间变化的图像如图所示,能发射电磁波的电场是(　　)
解析:由麦克斯韦电磁场理论,当空间出现恒定的电场(如题图A所示)时,由于其不激发磁场,故无电磁波产生;当出现均匀变化的电场(如题图B、C所示)时,会激发出磁场,但磁场恒定,不会再在较远处激发起电场,故也不会产生电磁波;只有周期性变化的电场(如题图D所示),才会激发出周期性变化的磁场,周期性变化的磁场又激发出周期性变化的电场……如此不断激发,便会形成电磁波.故只有选项D符合题意.
答案:D
10如图所示,一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动,当磁感应强度均匀增大时,下列关于此粒子的动能的说法正确的是(　　)
A.动能不变 B.动能增加
C.动能减小 D.以上情况都可能
解析:当磁感应强度均匀增大时,根据麦克斯韦的电磁场理论,将激起一稳定的涡旋电场,带电粒子将受一电场力作用,该力对带电粒子做正功,由动能定理可知,粒子的动能将增大,故选项B正确,选项A、C、D错误.
答案:B
二、填空题(本题共2小题,每题6分,共12分)
11有一列电磁波频率为300 MHz,它在真空中的波长是　　　　 m.?
解析:f=300 MHz=3×108 Hz.根据c=λf得λm=1 m.
答案:1
12(1)红外线是一种光波,波长比可见光的波长　　　　,比无线电波的波长　　　　.?
(2)红外线　　　　引起人的视觉:一切物体都会发射红外线,热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射　　　　.　?
(3)红外线的主要用途:　　　　、勘测地热、寻找水源、监测森林火灾、加热物体.?
解析:(1)根据电磁波谱的排列顺序可知,红外线的波长比可见光的波长长,比无线电波的波长短.
(2)红外线是不可见光,一切物体都会发射红外线,热物体的辐射能力强.
(3)红外线可以进行红外线遥感.
答案:(1)长　短　(2)不能　强　(3)红外线遥感
三、计算题(本题共4小题,共48分)
13(10分)雷达是利用电磁波来发现目标的,它能将一定频率的电磁波向空中发射出去,遇到目标后,电磁波被反射回来,被雷达接收后在荧光屏上显示出来.有一架雷达搜寻到了目标,经1.4×10-4 s后收到了回波,那么这个目标距雷达多远?
解析:总时间t=1.4×10-4 s
故电磁波从发射到遇到目标所用时间为
t's
目标距雷达的距离为
s=ct'=3×108×0.7×10-4 m=2.1×104 m.
答案:2.1×104 m
14(12分)2013年12月2日“嫦娥三号”探测器成功发射.已知地球到月球的距离是384 000 km,发射中心的工作人员向探测器发出指令后,需经多长时间探测器才能收到?
解析:电磁波在地球与探测器之间以光速传播,故地球发向探测器的电磁波经历的时间ts=1.28 s.　
答案:1.28 s
15(12分)已知某电视台用于向观众传递节目信号的电磁波的频率是20 000 kHz,求:
(1)此电视台发出的电磁波的波长是多少?是属于中波还是短波?(中波波长为1 000~100 m,短波波长为100~10 m)
(2)此电视台发出的电磁波传到离电视台3 000 km远的地方需多长时间?
解析:(1)由c=λf得λm=15 m.
因此此电磁波为短波.
(2)由s=vt得ts=0.01 s.
答案:(1)15 m　短波　(2)0.01 s
16(14分)若某种紫外线频率为1.5×1015 Hz,试回答下列问题:
(1)该紫外线的波长为多少?
(2)紫外线的主要作用有哪些?
(3)请简要说明人们接受少量紫外线照射和大量紫外线照射会产生什么后果.
解析:(1)根据c=λf得λm=2×10-7 m.
(2)紫外线的主要作用就是杀菌、消毒、荧光作用、化学作用.
(3)少量紫外线的照射能杀灭人体表面的细菌,增强人体皮肤的抗病能力;能使皮肤内的胆固醇转化为维生素D,促进钙的吸收.而过量照射紫外线,特别是频率较高的紫外线,光子的能量较大,会透入皮肤深处使皮肤产生皮炎,使正常细胞蜕变为癌细胞,过量的紫外线还会引起角膜炎、白内障等疾病.
答案:(1)2×10-7 m　(2)杀菌、消毒、荧光作用、化学作用　(3)见解析