最新高中物理人教版选修1-1 第四章全单元同步练习及单元测试
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1.电磁场理论是谁提出的()
A.法拉第B.赫兹
C.麦克斯韦D.安培
【解析】麦克斯韦总结前人电磁规律的成果进一步创造建立了完整的电磁场理论.
【答案】C
2.关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是()
A.电场和磁场总是相互联系着的,统称为电磁场
B.电磁场由发生区域向远处传播形成电磁波
C.电磁场是一种物质,不能在真空中传播
D.电磁波的传播速度总是3.0×108 m/s
【答案】B
3.(2013·淮安检测)关于电磁场,下列说法中不正确的是()
A.在一个磁铁旁放一带电体,则两者周围空间就形成了电磁场
B.电磁场既不同于静电场,也不同于静磁场
C.电磁场中的电场和磁场是不可分割的一个统一体
D.电磁场中的电场的变化频率和磁场的变化频率是相同的
【解析】电磁场是变化的电场和变化的磁场形成的不可分割的统一场,而不是静电场和静磁场简单的复合.所以A选项错.
【答案】A
4.(原创题)周末的晚上,许多同学在家中通过电视观看NBA比赛,在美国发射的信号通过通信卫星会转到中国被接收,实现这种信号传递的是() A.超声波B.次声波
C.声波D.电磁波
【解析】电视信号是通过电磁波利用地球同步卫星传递的,D正确.
【答案】D
5.某电路中电场随时间变化的图象如图所示,能发射电磁波的电场是()
【解析】A是稳定的电场不产生磁场,所以不产生电磁波,B、C的电场都是均匀变化的,会产生稳定的磁场,而稳定的磁场不会产生电场,所以不会产生电磁波,D是振荡的电场,会产生振荡的磁场,电场和磁场交替产生,在空间传播,就能形成电磁波.
【答案】D
6.(2012·徐州高二检测)下列关于电磁波的叙述中,正确的是()
A.电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播
B.电磁波在任何介质中的传播速度均为c
C.电磁波在真空中传播时,传播速度为c
D.光是一种电磁波
【答案】ACD
7.关于电磁场和电磁波,下列说法中不正确的是()
A.变化的电场周围产生变化的磁场,变化的磁场周围产生变化的电场,两者互相联系,统称为电磁场
B.电磁场从发生区域由近及远地传播形成电磁波
C.电磁波是一种物质,可在真空中传播.所以,平日说真空没有实物粒子,但不等于什么都没有,还有“场”这种特殊物质
D.电磁波可在真空中的传播,也可在介质中传播
【解析】根据麦克斯韦电磁场理论,非均匀变化的电场周围产生变化的磁场,均匀变化的电场周围产生的是稳定的磁场,所以A项错误.【答案】A
8.如图4-1-1所示,有一水平放置、内壁光滑、绝缘的真空圆形管,半径为R,有一带正电的粒子静止在管内,整个装置处于竖直向上的磁场中.要使带电粒子能沿管做圆周运动,所加的磁场可能是()
A.匀强磁场
B.均匀增加的磁场
C.均匀减小的磁场
D.由于洛伦兹力不做功,不管加什么样的磁场都不能使带电粒子绕着管运动
【解析】磁场对静止的电荷不产生力的作用,但当磁场变化时可产生电场,电场对带电粒子产生电场力作用,带电粒子在电场力作用下可以产生加速度.【答案】BC
9.(2013·云南学业水平考试模拟)麦克斯韦电磁场理论的两个基本论点是:变化的磁场产生________,变化的电场产生________,从而预言了________的存在.
【答案】电场磁场电磁波
10.麦克斯韦进一步指出:磁场变化快,产生的电场________;磁场变化慢,产生的电场________.均匀变化的磁场产生________的电场;不均匀变化的磁场产生________的电场.
【答案】强弱恒定变化
11.打开收音机的开关,将旋钮调到没有电台的位置,并将音量开大.取一节旧的干电池和一根导线,靠近收音机,将导线的一端与电池的一极相连,再用导线的另一端与电池的另一极时断时续地接触,会听到收音机发出“咔咔”声,这一现象验证了________的存在.现将收音机放入玻璃罩中,用抽气机抽去罩中的空气,重复以上实验,却发现听不到收音机发出的“咔咔”声.试分析:收音机放在真空玻璃罩中听不到“咔咔”声的原因是什么?
【答案】电磁波声音不能在真空中传播
12.如图4-1-2所示是著名物理学家费曼设计的一个实验,在一块绝缘板中部安装一个线圈,并接有电源,板的四周有许多带负电的小球.将整个装置悬挂起来.接通电源瞬间,整个圆盘将转动一下,你知道这是为什么吗?
【解析】接通电源瞬间,线圈中产生变化的电流,从而产生变化的磁场,根据麦克斯韦电磁场理论,该变化的磁场在空间产生电场,带负电的小球在电场中因受电场力而带动圆盘转动一下.
【答案】见解析
1.收音机的波段刻度盘中刻有kHz、MHz字样,它们分别表示()
A.千赫,兆赫B.千米,兆米
C.千秒,兆秒D.千米/秒,兆米/秒
【解析】因为“Hz”为赫兹,表示频率,而“k”“M”为“千”“兆”由此可知A正确.
【答案】A
2.当电磁波的频率增加时,它在真空中的波长将()
A.增大B.减小
C.不变D.无法判断
【解析】电磁波在真空中的速度等于光速,由c=λf知,f增加时,λ减小.【答案】B
3.(2012·1月广东学业水平测试)电磁波频率的单位是()
A.安培B.赫兹
C.欧姆D.伏特
【答案】B
4.(2012·1月广东学业水平测试)关于电磁波,下列说法正确的是()
A.所有电磁波的频率相同
B.电磁波只能在真空中传播
C.电磁波在任何介质中的传播速度相同
D.电磁波在真空中的传播速度是3×108 m/s
【答案】D
5.(2013·茂名检测)我国进行第三次大熊猫普查时,首次使用了全球卫星定位系统和RS卫星红外遥感技术,详细调查了珍稀动物大熊猫的种群、数量、栖息地周边情况等,红外遥感利用了红外线的()
A.热效应B.相干性
C.反射性能好D.波长较长,易衍射
【解析】红外线的波长较长,衍射现象明显,容易穿透云雾、烟尘,因此被广泛应用于红外遥感和红外高空摄影,故D对.
【答案】D
6.验钞机发出的光能使钞票上的荧光物质发光,用遥控器发出的光束来控制电视机、空调等家电.对于它们发出的光,下列判断正确的是() A.它们发出的都是红外线
B.它们发出的都是紫外线
C.验钞机发出的是红外线,遥控器发出的是紫外线
D.验钞机发出的是紫外线,遥控器发出的是红外线
【解析】紫外线有很强的荧光效应,能使荧光物体发光,故验钞机发出的是紫外线;而红外线的波长比可见光长,容易绕过障碍物,衍射现象明显,可以很方便地遥控家用电器.
【答案】D
7.下列各组电磁波,按波长由长到短的正确排列是()
A.γ射线、红外线、紫外线、可见光
B.红外线、可见线、紫外线、γ射线
C.可见光、红外线、紫外线、γ射线
D.紫外线、可见光、红外线、γ射线
【解析】在电磁波谱中,电磁波的波长从长到短排列顺序依次是:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线,由此可判定B正确.【答案】B
8.近来军事行动中,士兵都配戴“红外夜视仪”,以便在夜间也能清楚地看清目标,这主要是因为()
A.“红外夜视仪”发射出强大的红外线,照射被视物体
B.一切物体均不停地辐射红外线
C.一切高温物体不停地辐射红外线
D.“红外夜视仪”发射出γ射线,放射性物体受到激发而发出红外线
【解析】一切物体都不停地向外辐射红外线,不同物体辐射出来的红外线不同.采用红外线接收器,可以清楚地分辨出物体的形状、大小和位置,而且不受白天和夜晚的影响.故选B.
【答案】B
9.如图4-2-1所示的球形容器中盛有含碘的二硫化碳溶液,在太阳光的照射下,地面呈现的是圆形黑影,在黑影中放一支温度计,可发现温度计显示的温度明显上升,则由此可断定()
图4-2-1
A.含碘的二硫化碳溶液对于可见光是透明的
B.含碘的二硫化碳溶液对于紫外线是不透明的
C.含碘的二硫化碳溶液对于红外线是透明的
D.含碘的二硫化碳溶液对于红外线是不透明的
【解析】地面呈现的是圆形黑影,说明可见光不能穿透;在黑影中放一支温度计,发现温度计显示的温度明显上升,说明红外线能够穿透.【答案】C
10.(2013·沈阳检测)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.紫外线具有很强的荧光作用
B.紫外线具有杀菌消毒作用
C.X射线的很强的贯穿力
D.红外线具有显著的热作用
【解析】X射线能够穿透物质,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)C(2)B(3)D
11.微波炉是一种方便洁净的炊具,但是如果微波炉发生微波泄漏,则容易造成对人体健康的损害,请你设计一个实验来探究家里的微波炉是否有微波泄漏.【解析】利用手机可以来探究微波炉是否有微波泄漏.方法是:先用手机拨通家里的固定电话,当固定电话的振铃响起时,将手机放入微波炉内,并关上炉门,观察家里的固定电话的铃声发生什么变化,来判断微波炉防微波泄漏的情况.若铃声减弱直至无声,说明微波炉的防泄漏功能较强;若仍能听到铃声,说明微波炉的防泄漏功能存在问题.应采取措施,送修或更新.
【答案】见解析
12.(2012·浦东区高二检测)某雷达工作时,发射电磁波的波长λ=20 cm,每秒脉冲数n=5 000,每个脉冲持续时间t=0.02 μs.问电磁波的振荡频率为多少?最大侦察距离是多少?
【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.根据雷达的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出前到达雷达接收器.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=c
λ
=3×10
8
20×10-2
Hz=1.5×109 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
x=cΔt=c(1
n
-t)
=3×108×(1
5 000
-0.02×10-6) m =6×104 m,
所以雷达的最大侦察距离
x m=x
2
=30 km.
【答案】 1.5×109 Hz30 km
1.关于电磁波的调制技术,下列说法不正确的是()
A.使高频载波的振幅随信号改变的调制叫做调幅
B.使高频载波的频率随信号改变的调制叫做调频
C.中、短波段的无线电广播,使用的是调幅方式
D.调幅波的优点是抗干扰能力强,传递过程中失真比较小
【解析】调频波的振幅不变,抗干扰能力比较强,传递过程中失真比较小,所以不正确的是D.
【答案】D
2.如图4-3-2所示为调幅振荡电流图象,此电流存在于电磁波发射和接收中的哪些阶段()
图4-3-2
A.经调制后B.经调谐后
C.经检波后D.耳机中
【解析】为了把信号传递出去,需要将信号“加”到高频振荡电流上,这就是调制.调制的方法之一是使高频振荡电流的振幅随信号而变化,成为调幅振荡电流,这就是调幅.在接收电路中,经过调谐,使电路与所需接收的电磁波产生电谐振,电路中将会出现调幅振荡电流.经检波后,信号电流被从高频振荡电
流中“取”出.
【答案】AB
3.(2012·6月广东学业水平测试)电磁场理论的建立,促进了现代社会的发展,下列应用中,同时使用了电磁波接收和发射技术的电器是() A.微波炉B.收音机
C.电视机D.手机
【答案】D
4.下列说法中正确的是()
A.发射图像信号不需要调制过程
B.接收到的图像信号要经过调谐、解调
C.电视信号包括图像信号和伴音信号
D.电视信号中的图像信号和伴音信号的传播速度不同
【解析】发射图像和声音信号都需调制,所以A错.电视信号中的图像信号和伴音信号都以无线电波的形式发送,所以传播速度相同,D错.选B、C.
【答案】BC
5.一台最简单的收音机,除了接收天线和扬声器外,至少还必须具备下列哪几个单元电路()
A.调谐电路B.调制电路
C.振荡电路D.检波电路
【解析】一台最简单的收音机,除了接收天线和扬声器外,至少还必须具备调谐电路来接收高频的电磁波,还有检波电路来滤出声音信号.所以A、D正确.
【答案】AD
6.下列说法不正确的是()
A.摄像机是一种将光信号转变为电信号的装置
B.电视机是一种将电信号转变为光信号的装置
C.摄像机在1秒内要送出25幅画面
D.电视机接收的画面是连续的
【解析】摄像机在1秒内传送25幅图像.电视机也以每秒25幅接收,并
在荧光屏上显示,所以接收的画面是一幅一幅的,由于画面更换迅速,眼睛又有视觉暂留作用,我们感觉是连续的活动图像,D错.
【答案】D
7.(2012·6月广东学业水平测试)1927年,英国发明家贝尔德在伦敦第一次用电传递了活动的图像,标志着电视的诞生.电视塔天线发送的是() A.电子B.电流
C.声波D.电磁波
【答案】D
8.关于电视接收的原理,下列说法中正确的是()
A.电视接收天线接收到的电磁波中包含有图像信号和伴音信号
B.电视接收天线收到的电磁波经过处理还原成图像,天线上并不产生感应电流
C.电视接收机收到电磁波,通过电子枪的扫描显示电视节目的图像信号和伴音信号
D.电视接收机收到电磁波,经扬声器得到电视节目的伴音信号
【解析】电视机接收到的电磁波是带有图像信号和伴音信号的高频电流,故A项对,B项错;图像信号和伴音信号必须经过处理,才可经显像管和扬声器得到图像和声音,故C、D项错.
【答案】A
9.(2013·合肥检测)下列关于信息传递的说法中,正确的是()
A.声、光和电磁波中,只有电磁波能够传递信息
B.固定电话、移动电话、广播和电视都是利用导线中的电流传递信息的C.摄像机拍得的物体图像,直接通过发射天线发射传播信息
D.微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用来传递信息
【解析】声音可以传递信息,人们非常的熟悉.光也可以传递信息,所以A错.移动电话、无线电广播和电视都是无线传递的,所以B错.摄像机拍得的物体图像,通过调制高频的无线电波到发射天线发射传播信息,C错,只有D对.【答案】D
10.无线电波从发射到接收必须要经过________、________、________、
________.
【答案】调制发射接收解调
11.无线广播的中波段波长的范围是187 m~560 m,为了避免临近电台的干扰,两个电台的频率范围至少相差104 Hz,则在此波段中最多容纳的电台数约为多少?
【解析】因为中波段波长的范围是187 m~560 m,运用中波段波长范围,根据c=λf可得到中波段频率范围:53.6×104~160.4×104 Hz
这样此波段中能容纳的电台数为:
160.4×104-53.6×104
104≈106.
【答案】106
12.如果你想利用通过同步卫星转发信号的无线电话与对方通话,你讲完电话后,至少要等多长时间才能听到对方通话?(已知地球质量M=6.0×1024 kg,地球半径R=6.4×106 m,万有引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2)
图4-3-3
【解析】同步卫星是相对地面静止的卫星,它的运动周期是T=24 h,设卫星离地面的高度为h,它运动的向心力是地球对它的万有引力,即G Mm
(R+h)2
=
m(R+h)(2πT)
2
所以h=3GMT2
4π2
-R,代入数字,求得:h=3.59×107 m,最短时间通信应
是通话人均在同步卫星的正下方,这时,无线电波的传播距离最短,最短是:s=2h,听到对方回话应是4h,所以
t=4h
v
=4×3.59×10
7 m
3×108 m/s
=0.48 s.
【答案】0.48 s
1.(2013·广东学业水平测试模拟)普通电熨斗中用到的传感器是()
A.温度传感器B.生物传感器
C.压力传感器D.声音传感器
【答案】A
2.通常当人走向银行门口时,门就会自动打开,是因为门上安装了下列传感器中的()
A.温度传感器B.压力传感器
C.红外线传感器D.声音传感器
【答案】C
3.(2013·黑龙江宝泉岭检测)交通警察用来检测驾驶员酒精含量的检测器使用的传感器是()
A.温度传感器B.压力传感器
C.湿度传感器D.气体传感器
【答案】D
4.(2012·广东学业水平测试模拟)无线通信设备如手机和广播发射系统在给人们生活带来极大便利的同时,对人们的身心健康也造成危害,这种危害其实是由于下列哪种污染造成的()
A.声音污染
B.电磁污染
C.大气污染
D.大气臭氧层破坏引起温室效应的污染
【答案】B
5.下列关于数字电视和模拟电视的区别,说法正确的是()
A.模拟电视可以直接播放数字信号
B.二者在电视信号的制作方面都使用模拟信号
C.二者在电视信号的记录方面都使用数字信号
D.数字电视传送的信号是数字化的
【解析】模拟电视不能直接播放数字信号,要播放数字信号,可以加装一
个机顶盒装置,数字信号和模拟信号的制作和记录都不同.
【答案】D
6.如图4-4-1所示将一光敏电阻接入多用电表两表笔上,将多用电表的选择开关置于欧姆挡,用光照光敏电阻时,阻值为R;用手掌挡住部分光线时,阻值为R′,则可判断()
图4-4-1
A.R′=R B.R′<R
C.R′>R D.不能确定
【解析】光敏电阻的阻值随入射光强度的增加而减小,用手掌挡住部分光线时,光敏电阻的阻值增大.
【答案】C
7.用遥控器调换电视机频道的过程,实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程.下列装置属于这类传感器的是()
A.红外报警装置
B.走廊照明灯的声控开关
C.自动洗衣机中的压力传感装置
D.电饭煲中控制加热和保温的温控器
【答案】A
8.(2013·银川一中检测)关于传感器及其作用,下列说法中正确的是() A.传感器一定是把非电学量转换为电学量
B.传感器一定是把非电学量转换为电路的通断
C.传感器把非电学量转换为电学量是为了方便地进行测量、传输、处理和控制
D.电磁感应是把磁学的量转换为电学的量,所以电磁感应也是传感器
【解析】传感器是指一种元件或装置,它能感受力、温度、光、声、磁、化学成分等非电学量,并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量,
或转换为电路的通断;其作用和目的是更方便地进行测量、传输、处理、控制非电学量,找出非电学量和电学量之间的对应关系.电磁感应是一种现象,不是元件和装置,不能称为传感器.
【答案】C
9.如图4-4-2所示为光电自动计数装置的示意图,其中R2为定值电阻,关于此光电计数器()
图4-4-2
A.电阻R1是光敏电阻
B.电阻R1是热敏电阻
C.当有光照射R1时,信号处理系统获得较低电压
D.信号处理系统每获得一次较高电压就计数一次
【解析】光电自动计数装置是利用射向电阻器R1的光线每被挡住一次,电路中信号处理系统的电压就变化一次而达到计数的目的,因此电阻R1应是光敏电阻.A对,B错;光敏电阻受到的光照越强,其阻值越小,C对;由自动计数装置的工作原理,光线每被挡住一次,计数器计数一次,而光线被挡住时光敏电阻R1的电阻变大,信号处理系统获得一次较高电压,故D对.【答案】ACD
10.现代信息技术的三大基础是信息的________、________和________.【答案】拾取传输处理
11.人有五大感觉器官,分别是视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉,人们常将传感器的功能与人的五大感觉器官相比拟,请用合适的感觉器官名称完成下列填空.
光敏传感器________;声敏传感器________;气敏传感器________;味敏传感器________;压敏、温敏、流体传感器________.
【答案】视觉听觉嗅觉味觉触觉
12.现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干.如图4-4-3所示,试设计一个温控电路.要求温度低于某一温度时,电炉丝自动通电供热,超过某一温度时,又可以自动断电,画出电路图并说明工作过程.
图4-4-3
【解析】热敏电阻R1与滑动变阻器及电磁继电器构成低压控制电路.(1)电路如图所示.(2)工作过程:闭合开关S,当温度低于设计值时热敏电阻阻值大,通过电磁继电器的电流不能使它工作,K接通电炉丝加热.当温度达到设计值时,热敏电阻阻值减小到某值,通过电磁继电器的电流达到工作电流,K断开,电炉丝断电,停止供热.当温度低于设计值时,又重复前述过程.
【答案】见解析
综合检测(四)
第四章电磁波及其应用
(分值:100分时间:60分钟)
一、选择题(本大题共8个小题,每小题6分.共48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6分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分.)
1.第一次通过实验捕捉到电磁波,证明了麦克斯韦电磁场理论正确性的科学家是()
A.法拉第B.安培
C.奥斯特D.赫兹
【解析】由物理学史知道,赫兹通过自己制造的仪器接收到电磁波验证了麦克斯韦的电磁场理论,故D正确.
【答案】D
2.如图所示的四种磁场变化情况,能产生如图1中电场的是()
【解析】由麦克斯韦电磁场理论知:均匀变化的磁场才能产生稳定的电场,故B正确.
【答案】B
3.以下有关电磁波的说法,正确的是()
A.只要有电场、磁场,就产生电磁波
B.电磁波需要介质才能传播
C.产生电磁波的电磁振荡一旦停止,电磁波随之立即消失
D.电磁波具有能量,电磁波的传播伴随着电磁能量向外传播
【答案】D
4.下列产品正常工作时,利用电磁波技术的是()
A.移动电话B.雷达
C.白炽灯D.收音机
【答案】ABD
5.下列对无线电广播要对电磁波进行调制的原因的说法正确的是()
A.经过调制后的高频电磁波向外辐射能量的本领更强
B.经过调制后的电磁波在空间传播得更快
C.经过调制后的电磁波在空间传播波长才能不变
D.经过调制后的高频电磁波才能把我们要告知对方的信号有效地传递出去【解析】要将电磁波有效地发射出去,必须有足够高的频率,而需要传递
的声音信号通常频率较低,无法直接发射,必须借助于载波来携带,因此必须通过调制将信号加到载波上才能有效地向远处传递,从而把我们要告知对方的信号有效地传递出去.
【答案】D
6.下列说法正确的是()
A.因为γ射线的能量最大,太阳辐射中能量最集中的是射线
B.太阳辐射中能量最强的集中在黄光、绿光附近
C.微波炉是利用微波作用于食物中的水分子,使其热运动加剧,内能增加,温度升高,使食物变热
D.科学家用电磁波寻找地外文明,但时至今日人们还没有找到地外文明【解析】γ射线能量最大,但太阳辐射中能量最集中的是可见光,所以A 错.
【答案】BCD
7.电磁波按波长大小的顺序把它们排列成谱.如图2所示,由电磁波谱可知()
图2
A.微波是不可见光
B.红外线可以灭菌消毒
C.紫外线的波长比红外线长
D.X射线能穿透物质,可以用来检查生物骨骼结构
【解析】由题图和各种波的特点知A、D正确.
【答案】AD
8.如图3所示是电容式话筒的示意图,它是利用电容制作的传感器,话筒的振动膜前面有薄薄的金属层,膜后距膜几十微米处有一金属板,振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极,在两极间加一电压U,人对着话筒说话时,振动膜前后振动,使电容发生变化,声音信号被话筒转化为电信号,其中导致电。