人教版物理选修1-1练习：第4章 电磁波及其应用 检测B Word版含解析
文档属性
| 名称 | 人教版物理选修1-1练习：第4章 电磁波及其应用 检测B Word版含解析 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 75.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-10-10 17:06:43 | ||
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文档简介
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,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,有的题只有一个选项符合题目要求,有的题有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1随着生活质量的提高,自动干手机已逐渐进入家庭洗手间。当人将湿手靠近干手机时,机内的传感器便控制机内的电热器加热,于是便有热空气从机内喷出,将湿手烘干。手靠近干手机能使传感器工作,这是因为( )
A.改变了湿度 B.改变了温度
C.改变了磁场 D.改变了电容
解析:根据自动干手机工作的特征,即手靠近,电热器开始工作,手撤离,电热器停止工作,不难判断出传感器的种类。人是一种导体,可以和其他导体构成电容器,因此物理学上有人体电容之说,手靠近干手机相当于连接进一个电容器,故可以确认干手机内设置有电容式传感器,手靠近时改变了其电容。故选项D正确。
答案:D
2如图所示,带电的平行板电容器C的两个极板用绝缘工具匀速拉大板间距离的过程中,在电容器周围空间( )
A.会产生变化的磁场
B.会产生稳定的磁场
C.不产生磁场
D.会产生周期性变化的磁场
解析:电容器始终跟电源相连,两极板间电压不变,根据E=Ud可知在d匀速增大时,E是非均匀变化的,因此在它们周围产生变化的磁场,故选项A正确。
答案:A
32014年11月22日,四川省康定县发生了6.3级地震。为了搜寻坍塌废墟中的伤员,需要使用生命探测仪,这种仪器主要是接收人体发出的( )
A.可见光 B.红外线 C.紫外线 D.声音
解析:任何物体都能发射红外线,温度越高,发射的红外线越强。人体比周围物体温度高,发射的红外线强。
答案:B
4如图,一台收音机的屏板,当向右调指针(图中黑块)时,所接收的电磁波( )
A.频率变大,波长变大
B.频率变大,波长变小
C.频率变大,波长不变
D.频率变小,波长变大
解析:面板上所标识的数字是频率,向右调节时频率显然增大,由于波速一定时,波的频率与波长成反比关系,所以波长变小。
答案:B
5图甲所示的四种磁场变化情况中能产生图乙所示的电场的是( )
甲
乙
解析:均匀变化的磁场产生稳定的电场。
答案:C
6红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来探测地面物体的状况。地球大气中的水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)能强烈吸收某些波长范围的红外辐射,即地面物体发出的某些波长的电磁波,只有一部分能够通过大气层被遥感卫星接收。图为水和二氧化碳对某一波段不同波长电磁波的吸收情况,由图可知,在该波段红外遥感大致能够接收到的波长范围为( )
A.2.5~3.5 μm B.4~4.5 μm
C.5~7 μm D.8~13 μm
解析:由题图可知,水对红外辐射吸收率最低的波长范围是8~13 μm,二氧化碳对红外辐射吸收率最低的波长范围是5~13 μm,故选项D正确。
答案:D
7下列关于电场、磁场及电磁波的说法中正确的是( )
A.均匀变化的电场在周围空间产生均匀变化的磁场
B.只要空间某处的电场或磁场发生变化,就会在其周围产生电磁波
C.振荡电路发射电磁波的过程,也是向外辐射能量的过程
D.电磁波的传播并不依赖介质的存在
解析:均匀变化的电场产生恒定的磁场,选项A错误;只有电场和磁场周期性变化,电场和磁场才能交替产生,由发生区域向外传播形成电磁波,选项B错误;发射电磁波的过程,也是向外辐射能量的过程,选项C正确;电磁波是电磁场自身的运动过程,不需要介质,选项D正确。
答案:CD
8关于红外线的作用与来源,下列说法正确的是( )
A.一切物体都在不停地辐射红外线
B.红外线具有很强的热作用和荧光作用
C.红外线的显著作用是化学作用
D.红外线容易穿透云雾
解析:荧光作用和化学作用都是紫外线的重要用途,红外线波长比可见光长,绕过障碍物的能力强,易穿透云雾。故正确答案为AD。
答案:AD
9下列说法中正确的是( )
A.夏天太阳光把地面晒得发热是因为可见光的热效应在各种电磁波中是最强的
B.医院里用X射线进行人体透视,是因为它是各种电磁波中穿透本领最大的
C.科学家关注南极臭氧层空洞是因为过强的紫外线会伤害动植物
D.在热学中所说的热辐射主要是指红外线辐射
解析:热效应最强的是红外线,选项A错误,D正确;贯穿本领最强的是γ射线,选项B错误;臭氧层可吸收紫外线,使地球上的动植物免受过强紫外线的伤害,所以选项C正确。
答案:CD
10雷达是运用电磁波来工作的,它发射的电磁波频率多在300 MHz至1 000 MHz的范围内,已知真空中光速c=3×108 m/s。下列说法正确的是( )
A.电磁波可由恒定不变的电场和磁场产生
B.电磁波可由周期性变化的电场或磁场产生
C.雷达发射的电磁波在真空中的波长范围多在0.3 m至1 m之间
D.雷达与目标之间的距离可由电磁波从发射到接收的时间间隔确定
解析:本题考查电磁波的产生、波长与波速、频率的关系及电磁波的应用。电磁波是由周期性变化的电场或磁场产生的,选项A错误,选项B正确;由题中的电磁波的频率范围,再根据λ=cf算出波长范围为0.3 m到1 m之间,选项C正确;设电磁波从发射到接收用时t,则雷达与目标之间的距离为 s=ct2,选项D正确。
答案:BCD
二、填空题(本题共2小题,共16分。把答案直接填在横线上)
11(8分)下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象,请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上。
(1)X光机 ;?
(2)紫外线灯 ;?
(3)理疗医用“神灯”照射伤口,可使伤口愈合得较好,这里的“神灯”是利用了 。?
A.光的全反射
B.紫外线具有很强的荧光作用
C.紫外线具有杀菌消毒作用
D.X射线有很强的贯穿力
E.红外线具有显著的热作用
F.红外线波长较长,易发生衍射
解析:X射线能够穿透肌肉物质,可以用来检查人体内部器官;紫外线具有较高的能量,足以破坏细菌中的物质,因此可以用来杀菌消毒;红外线有加热物体的能力,可以使伤口升温,加快血液循环,使伤口愈合。
答案:(1)D (2)C (3)E
12(8分)微波炉是一种利用微波来烹饪食品的厨房器具。微波是一种频率较高的电磁波,真空中电磁波的传播速度为 m/s,与广播、电视的电波相似,微波本身不会发热,却能传递能量,微波炉则巧妙地运用了这些能量。利用微波使食物内的水分子及脂肪分子发生振动,相互摩擦、撞击,从而使食品产生热量自行烹饪。某微波炉中磁控管能发射3×1010 Hz的微波,它在真空中的波长为 m。?
答案:3.0×108 0.01
三、计算题(本题共4小题,共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,有数值计算的要注明单位)
13(10分)某无线电广播的中波波段波长限定在300~3 000 m 的范围内,为了避免邻近电台的干扰,两个电台的频率范围至少相差104 Hz,则此波段中最多能容纳的电台数约为多少个?
解析:由公式f=cλ,c=3.0×108 m/s,λ1=300 m,λ2=3 000 m,
得f1=cλ1=3.0×108 m/s300m=1×106 Hz,
f2=cλ2=3.0×108 m/s3 000m=1×105 Hz,
可见该波段频率范围为1×105~1×106 Hz。
最多容纳的电台数为n=1×106-1×105104=90。
答案:90个
14(10分)夏天常有雷暴雨。一次下雷雨时,某人头顶一道闪电从约3.4 km的高空竖直向下延伸,闪电总长度约为1.36 km,则人从见到闪电到听见雷声约需多长时间?雷声约持续多长时间?(空气中的声速v=340 m/s)
解析:光的传播时间不计,闪电的最下端距地面(3.4 km-1.36 km)处的高空传到地面声音用时t=hv=3 400-1 360340 s=6 s。闪电的最上端距地面3.4 km处的高空传到地面声音用时t2=hv=3 400340 s=10 s,所以雷声持续时间约4 s。
答案:6 s 4 s
15(12分)某种无色透明玻璃对于真空中波长为0.6 μm的单色光的折射率是1.50,求:
(1)这种光的频率。
(2)这种光在玻璃中的传播速度及波长。
解析:(1)根据波长、频率和波速的关系c=λf,
解得f=cλ=3.0×1080.60×10-6 Hz=5.0×1014 Hz。
(2)在玻璃中的传播速度比在真空中小,由折射率的公式n=cv,
得v=cn=3.0×1081.5 m/s=2.0×108 m/s。
设真空中的波长为λ0,玻璃中的波长为λ,则
c=λ0f,v=λf,n=cv。
联立求解,得λ=λ0n=0.601.50 μm=0.40 μm。
答案:(1)5.0×1014 Hz (2)2.0×108 m/s 0.40 μm
16(12分)如图,伦琴射线管示意图,K为阴极钨丝,发射的电子初速度为零,A为对阴极(阳极),当A、K之间加直流电压U=30 kV时,电子被加速打在对阴极A上,使之发出X射线。设电子的动能全部转化为伦琴射线(X射线)的能量。求:
(1)电子到达对阴极的速度为多大?
(2)如果对阴极每吸收一个电子放出一个X射线光子,则当A、K之间的电流为10 mA时,每秒从对阴极最多辐射出多少个X射线光子?(电子质量m=0.91×10-30 kg,电荷量 e=1.6×10-19 C)
解析:(1)由动能定理,得12mv2=eU。
则v=2eUm=2×1.6×10-19×30×1030.91×10-30 m/s≈1.0×108 m/s。
(2)n=Ite=10×10-3×11.6×10-19=6.25×1016。
答案:(1)1.0×108 m/s (2)6.25×1016个
(时间:60分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,有的题只有一个选项符合题目要求,有的题有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1随着生活质量的提高,自动干手机已逐渐进入家庭洗手间。当人将湿手靠近干手机时,机内的传感器便控制机内的电热器加热,于是便有热空气从机内喷出,将湿手烘干。手靠近干手机能使传感器工作,这是因为( )
A.改变了湿度 B.改变了温度
C.改变了磁场 D.改变了电容
解析:根据自动干手机工作的特征,即手靠近,电热器开始工作,手撤离,电热器停止工作,不难判断出传感器的种类。人是一种导体,可以和其他导体构成电容器,因此物理学上有人体电容之说,手靠近干手机相当于连接进一个电容器,故可以确认干手机内设置有电容式传感器,手靠近时改变了其电容。故选项D正确。
答案:D
2如图所示,带电的平行板电容器C的两个极板用绝缘工具匀速拉大板间距离的过程中,在电容器周围空间( )
A.会产生变化的磁场
B.会产生稳定的磁场
C.不产生磁场
D.会产生周期性变化的磁场
解析:电容器始终跟电源相连,两极板间电压不变,根据E=Ud可知在d匀速增大时,E是非均匀变化的,因此在它们周围产生变化的磁场,故选项A正确。
答案:A
32014年11月22日,四川省康定县发生了6.3级地震。为了搜寻坍塌废墟中的伤员,需要使用生命探测仪,这种仪器主要是接收人体发出的( )
A.可见光 B.红外线 C.紫外线 D.声音
解析:任何物体都能发射红外线,温度越高,发射的红外线越强。人体比周围物体温度高,发射的红外线强。
答案:B
4如图,一台收音机的屏板,当向右调指针(图中黑块)时,所接收的电磁波( )
A.频率变大,波长变大
B.频率变大,波长变小
C.频率变大,波长不变
D.频率变小,波长变大
解析:面板上所标识的数字是频率,向右调节时频率显然增大,由于波速一定时,波的频率与波长成反比关系,所以波长变小。
答案:B
5图甲所示的四种磁场变化情况中能产生图乙所示的电场的是( )
甲
乙
解析:均匀变化的磁场产生稳定的电场。
答案:C
6红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来探测地面物体的状况。地球大气中的水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)能强烈吸收某些波长范围的红外辐射,即地面物体发出的某些波长的电磁波,只有一部分能够通过大气层被遥感卫星接收。图为水和二氧化碳对某一波段不同波长电磁波的吸收情况,由图可知,在该波段红外遥感大致能够接收到的波长范围为( )
A.2.5~3.5 μm B.4~4.5 μm
C.5~7 μm D.8~13 μm
解析:由题图可知,水对红外辐射吸收率最低的波长范围是8~13 μm,二氧化碳对红外辐射吸收率最低的波长范围是5~13 μm,故选项D正确。
答案:D
7下列关于电场、磁场及电磁波的说法中正确的是( )
A.均匀变化的电场在周围空间产生均匀变化的磁场
B.只要空间某处的电场或磁场发生变化,就会在其周围产生电磁波
C.振荡电路发射电磁波的过程,也是向外辐射能量的过程
D.电磁波的传播并不依赖介质的存在
解析:均匀变化的电场产生恒定的磁场,选项A错误;只有电场和磁场周期性变化,电场和磁场才能交替产生,由发生区域向外传播形成电磁波,选项B错误;发射电磁波的过程,也是向外辐射能量的过程,选项C正确;电磁波是电磁场自身的运动过程,不需要介质,选项D正确。
答案:CD
8关于红外线的作用与来源,下列说法正确的是( )
A.一切物体都在不停地辐射红外线
B.红外线具有很强的热作用和荧光作用
C.红外线的显著作用是化学作用
D.红外线容易穿透云雾
解析:荧光作用和化学作用都是紫外线的重要用途,红外线波长比可见光长,绕过障碍物的能力强,易穿透云雾。故正确答案为AD。
答案:AD
9下列说法中正确的是( )
A.夏天太阳光把地面晒得发热是因为可见光的热效应在各种电磁波中是最强的
B.医院里用X射线进行人体透视,是因为它是各种电磁波中穿透本领最大的
C.科学家关注南极臭氧层空洞是因为过强的紫外线会伤害动植物
D.在热学中所说的热辐射主要是指红外线辐射
解析:热效应最强的是红外线,选项A错误,D正确;贯穿本领最强的是γ射线,选项B错误;臭氧层可吸收紫外线,使地球上的动植物免受过强紫外线的伤害,所以选项C正确。
答案:CD
10雷达是运用电磁波来工作的,它发射的电磁波频率多在300 MHz至1 000 MHz的范围内,已知真空中光速c=3×108 m/s。下列说法正确的是( )
A.电磁波可由恒定不变的电场和磁场产生
B.电磁波可由周期性变化的电场或磁场产生
C.雷达发射的电磁波在真空中的波长范围多在0.3 m至1 m之间
D.雷达与目标之间的距离可由电磁波从发射到接收的时间间隔确定
解析:本题考查电磁波的产生、波长与波速、频率的关系及电磁波的应用。电磁波是由周期性变化的电场或磁场产生的,选项A错误,选项B正确;由题中的电磁波的频率范围,再根据λ=cf算出波长范围为0.3 m到1 m之间,选项C正确;设电磁波从发射到接收用时t,则雷达与目标之间的距离为 s=ct2,选项D正确。
答案:BCD
二、填空题(本题共2小题,共16分。把答案直接填在横线上)
11(8分)下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象,请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上。
(1)X光机 ;?
(2)紫外线灯 ;?
(3)理疗医用“神灯”照射伤口,可使伤口愈合得较好,这里的“神灯”是利用了 。?
A.光的全反射
B.紫外线具有很强的荧光作用
C.紫外线具有杀菌消毒作用
D.X射线有很强的贯穿力
E.红外线具有显著的热作用
F.红外线波长较长,易发生衍射
解析:X射线能够穿透肌肉物质,可以用来检查人体内部器官;紫外线具有较高的能量,足以破坏细菌中的物质,因此可以用来杀菌消毒;红外线有加热物体的能力,可以使伤口升温,加快血液循环,使伤口愈合。
答案:(1)D (2)C (3)E
12(8分)微波炉是一种利用微波来烹饪食品的厨房器具。微波是一种频率较高的电磁波,真空中电磁波的传播速度为 m/s,与广播、电视的电波相似,微波本身不会发热,却能传递能量,微波炉则巧妙地运用了这些能量。利用微波使食物内的水分子及脂肪分子发生振动,相互摩擦、撞击,从而使食品产生热量自行烹饪。某微波炉中磁控管能发射3×1010 Hz的微波,它在真空中的波长为 m。?
答案:3.0×108 0.01
三、计算题(本题共4小题,共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,有数值计算的要注明单位)
13(10分)某无线电广播的中波波段波长限定在300~3 000 m 的范围内,为了避免邻近电台的干扰,两个电台的频率范围至少相差104 Hz,则此波段中最多能容纳的电台数约为多少个?
解析:由公式f=cλ,c=3.0×108 m/s,λ1=300 m,λ2=3 000 m,
得f1=cλ1=3.0×108 m/s300m=1×106 Hz,
f2=cλ2=3.0×108 m/s3 000m=1×105 Hz,
可见该波段频率范围为1×105~1×106 Hz。
最多容纳的电台数为n=1×106-1×105104=90。
答案:90个
14(10分)夏天常有雷暴雨。一次下雷雨时,某人头顶一道闪电从约3.4 km的高空竖直向下延伸,闪电总长度约为1.36 km,则人从见到闪电到听见雷声约需多长时间?雷声约持续多长时间?(空气中的声速v=340 m/s)
解析:光的传播时间不计,闪电的最下端距地面(3.4 km-1.36 km)处的高空传到地面声音用时t=hv=3 400-1 360340 s=6 s。闪电的最上端距地面3.4 km处的高空传到地面声音用时t2=hv=3 400340 s=10 s,所以雷声持续时间约4 s。
答案:6 s 4 s
15(12分)某种无色透明玻璃对于真空中波长为0.6 μm的单色光的折射率是1.50,求:
(1)这种光的频率。
(2)这种光在玻璃中的传播速度及波长。
解析:(1)根据波长、频率和波速的关系c=λf,
解得f=cλ=3.0×1080.60×10-6 Hz=5.0×1014 Hz。
(2)在玻璃中的传播速度比在真空中小,由折射率的公式n=cv,
得v=cn=3.0×1081.5 m/s=2.0×108 m/s。
设真空中的波长为λ0,玻璃中的波长为λ,则
c=λ0f,v=λf,n=cv。
联立求解,得λ=λ0n=0.601.50 μm=0.40 μm。
答案:(1)5.0×1014 Hz (2)2.0×108 m/s 0.40 μm
16(12分)如图,伦琴射线管示意图,K为阴极钨丝,发射的电子初速度为零,A为对阴极(阳极),当A、K之间加直流电压U=30 kV时,电子被加速打在对阴极A上,使之发出X射线。设电子的动能全部转化为伦琴射线(X射线)的能量。求:
(1)电子到达对阴极的速度为多大?
(2)如果对阴极每吸收一个电子放出一个X射线光子,则当A、K之间的电流为10 mA时,每秒从对阴极最多辐射出多少个X射线光子?(电子质量m=0.91×10-30 kg,电荷量 e=1.6×10-19 C)
解析:(1)由动能定理,得12mv2=eU。
则v=2eUm=2×1.6×10-19×30×1030.91×10-30 m/s≈1.0×108 m/s。
(2)n=Ite=10×10-3×11.6×10-19=6.25×1016。
答案:(1)1.0×108 m/s (2)6.25×1016个