1、第十三章 电磁感应与电磁波初步 单元评估时间：90分钟分值：100分一、选择题(16为单选，每小题3分；710为多选，每小题4分，共34分)1关于热辐射，下列说法中正确的是(C)A一般物体的热辐射强度只与物体的温度有关B黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，所以黑体一定是黑的C一定温度下，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值D温度升高时，黑体辐射强度的极大值向波长增大的方向移动解析：一般物体的热辐射强度除与温度有关之外，还与材料、表面状态有关，A错误；黑体可以辐射可见光，不一定是黑的，B错误；由黑体辐射的实验规律知，C正确，D错误22017年年初，我国研制的“大连光源”极紫外自由电子激光装置，发出了
2、波长在100 nm(1 nm109 m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h6.61034 Js，真空光速c3108 m/s)(B)A1021 J B1018 JC1015 J D1012 J解析：光子的能量Eh，c，联立解得E21018 J，B项正确3关于电磁波，下列说法正确的是(D)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，
3、大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光D变化的电场可以产生磁场解析：雷达是用微波来测定物体位置的设备，A错误；使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制，B错误；C中应用紫外线照射，才能使荧光物质发出可见光；均匀变化的电场产生稳定的磁场，而非均匀变化的电场产生变化的磁场，故D正确4电磁波给人类生活带来日新月异变化的同时，也带来了电磁污染长期使用下列通信装置，会对人体健康产生影响的是(C)解析：摇柄电话、拨号电话、按键电话这些都是有线电话机，是通过送话器把声音换成相应的电信号，用导线把电信号传送到远离说话人的地方，然后再通过受话器将这一电信号还原为原来声音的一种通讯装置，它们都不会发射电磁波移动电
4、话就是我们所用的手机，它是一个小型的、但能量较强的电磁波发生器，其工作频率在890965 MHz，辐射出的电磁波对人体健康有影响5利用所学物理知识，可以初步了解常用的公交一卡通(IC卡)的工作原理及相关问题IC卡内部有一个由电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路公交车上的读卡机(刷卡时“嘀”的响一声的机器)向外发射某一特定频率的电磁波刷卡时，IC卡内的线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输下列说法正确的是(B)AIC卡工作所需要的能量来源于卡内的电池B仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时，IC卡才能有效工作C若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则线圈L
5、中不会产生感应电流DIC卡只能接收读卡机发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息解析：刷卡时线圈L产生感应电流，为电容C充电，因此IC卡不用电池，A错；仅当读卡机向外发射某一特定频率的电磁波时，才能使电容C达到一定电压，IC卡才能有效工作，B正确；当读卡机发射的电磁波的频率偏离特定频率，线圈中也会产生感应电流，只是不能使电容C达到一定的电压，只有当电容C达到一定电压后，才能驱动卡内芯片进行数据处理和传输，C、D错误6如图所示，三条长直导线都通有垂直于纸面向外的电流，且I1I2I3，则距三导线等距的A点的磁场方向为(B)A向上 B向右C向左 D向下解析：I2与I3在A点产生的合磁场为0，A
6、处磁场方向与I1在该处产生磁场相同，故答案为B.7如图所示，一光滑水平桌面的左半部分处于竖直向下的匀强磁场内，当一电阻不计的环形导线圈在此水平桌面上向右以某一速度开始滑行时(ACD)A若整个线圈在磁场内，线圈一定做匀速运动B线圈从磁场内滑到磁场外过程，必做加速运动C线圈从磁场内滑到磁场外过程，必做减速运动D线圈从磁场内滑到磁场外过程，必定放热解析：整个线圈在磁场内时，无感应电流，故不受安培力，线圈做匀速运动，A对；线圈滑出磁场过程中，产生感应电流，受到阻碍它运动的安培力，故线圈做减速运动，机械能转化为内能，选项B错，C、D对8如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向
7、向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外已知a、b两点的磁感应强度大小分别为B0和B0，方向也垂直于纸面向外则(AC)A流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0B流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0C流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0D流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0解析：设导线L1在a、b两点产生的磁感应强度大小为B1，导线L2在a、b两点产生的磁感应强度大小为B2，以垂直于纸面向外为正方向，在a点有B0B1B2B0，在b点有B0B1B2B0，解
8、得B1B0，B2B0，故选项A、C正确9下列说法正确的是(BD)A电荷的周围一定有电场，也一定有磁场B均匀变化的电场一定在其周围空间产生磁场C任何变化的电场一定在其周围空间产生变化的磁场D正弦交变的电场在其周围空间一定产生同频率交变的磁场解析：只有变化的电场才能激发磁场，A错误；均匀变化的电场周围存在恒定的磁场，B正确，C错误；周期性变化的电场在其周围产生同频率的周期性变化的磁场，D正确10明永乐三年(1405年)的一天，江苏太仓城外刘家港的港湾里，一支庞大的船队正准备起锚远航，“宝舟体势巍然，巨无匹敌，棚帆锚舵，非二三百人莫能举动”整个船队有官兵、水手、工匠、医生、翻译等两万多人以上是对郑和
9、统帅船队将要“下西洋”时的描述以下说法正确的是(ABD)A我国是最早在航海上使用指南针的国家B郑和下西洋的宝船上装着罗盘，导航时兼用罗盘和观星，二者互相补充、互相修正C意大利航海家哥伦布是世界上第一个观测到磁偏角的人D中国的沈括观测到磁偏角比哥伦布早约四百年解析：指南针是我国古代四大发明之一，对世界航海事业的发展作出了巨大贡献我国宋代学者沈括最早准确记录了磁针所指的南北方向不是地理上的正南正北的现象，即发现了地磁偏角西方直到1492年哥伦布第一次航行美洲时才发现了地磁偏角，比沈括的发现晚了约四百年，所以选项A、B、D正确二、非选择题(共66分)11(8分)两个完全相同的条形磁铁，放在平板AB上
10、，磁铁的N、S极如图所示，开始时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AB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AB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吸引力；右侧的磁铁受到的静摩擦力的方向向右(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：减速(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：加速解析：本题是一道综合性题目，主要考查磁体间的相互作用规律、受力分析、牛顿第二定律磁铁静止时，二
11、者间的相互吸引力与静摩擦力大小相等，对右侧的磁铁来说，吸引力向左静摩擦力向右当平板向上运动而磁铁吸在一起时，说明摩擦力减小，磁铁所受支持力减小，磁铁应处于失重状态，所以平板应向上减速运动，加速度方向向下当平板向下运动而两磁铁吸在一起时，磁铁应处于失重状态，所以加速度仍向下，故是向下加速运动12(10分)目前电能都是通过电网采用有线方式传输的人们一直梦想能无线传输电能，梦想在日常生活中实现无线充电，甚至不用电池现在，一个科学研究小组在实验室中取得可喜的进展，也许，人类的这一梦想不久就能实现(1)实现无线传输能量，涉及到能量的发射、传播和接收(2)科学家曾经设想通过高耸的天线塔，以无线电波的形式将
12、电能输送到指定地点，但一直没有在应用层面上获得成功，其主要原因是这类无线电波(C)A在传输中很多能量被吸收B在传输中易受山脉阻隔C向各个方向传输能量D传输能量易造成电磁污染(3)如果像无线广播那样通过天线塔输送电能，接收器获得的功率P和它到天线塔的距离R相关，实验测得P和R的部分数据如下表：R(m)1245x10P(W)1 600400100y2516上表中的x8，y64.根据表中的数据可归纳出P和R之间的关系式为PR21_600.(4)为研究无线传输电能，某科研小组在实验室试制了无线电能传输装置，在短距离内点亮了灯泡，如下图实验测得，接在乙线圈上的用电器获得的电能为输入甲线圈电能的35%.若
13、用该装置给充电功率为10 W的电池充电，则损失的功率为18.6 W.若把甲线接入电压为220 V的电源，测得该线圈中的电流为0.195 A这时，接在乙线圈上的灯泡恰能正常发光，则此灯泡的功率为15 W.(5)由于在传输过程中能量利用率过低，无线传输电能还处于实验室阶段为早日告别电线，实现无线传输电能的工业化，还需解决一系列问题，请提出至少两个问题仪器体积过大、对人体有伤害、传输距离太短等等解析：(1)像电磁波一样，无线传输能量也需要发射、传播和接收的过程(2)电磁波可以向各个方向传播，而电能的输送需要定向传播(3)由表中的前三组数据和最后一组数据可以看出PR21 600.将R5带入上式得P64
14、，所以y64；将P25带入得R8，所以x8.(4)由题意知，输电效率为35%，则P总P/28.6 W，所以损失的功率为P损P总P28.6 W10 W18.6 W.甲线圈输入功率为P总UI2200.195 W42.9 W，所以，乙线圈得到的功率，即灯泡的功率为PP总42.935% W15.0 W.(5)因为在无线传输过程中，电磁波向各个方向传播是均等的，无法有效地控制方向性，为了更多地接收到电磁波，就需要接收仪器和发射点之间有较短的距离及接收器，需有很大的体积同时，向空间辐射较多的电磁波，对人体有害13(8分)如图所示，放在马蹄形磁铁两极之间的导体棒ab，当通有自b到a的电流时，导体棒受到方向向
15、右、大小F1 N的磁场力的作用，已知导体棒在马蹄形磁铁内部的长度L5 cm，通过导体棒的电流大小I10 A，求：(1)导体棒中的电流在其正右侧位置所形成的磁场的磁场方向；(2)马蹄形磁铁中导体棒所在位置的磁感应强度B的大小答案：(1)竖直向上(2)2 T解析：(1)由安培定则可知，导体棒中的电流在其正右侧所形成的磁场方向竖直向上(2)导体棒所在位置的磁感应强度B.解得：B2 T.14(12分)经测量，人体表面辐射本领的最大值落在波长为9.4 m处根据电磁辐射的理论得出，物体最强辐射的波长与物体的绝对温度的关系近似为Tm2.90103 mK，由此估算人体表面的温度和辐射的能量子的值各是多少？(h
16、6.631034 Js)答案：36 2.121020 J解析：人体辐射的能量子的值为h6.631034 J2.121020 J，人体表面的温度为T K309 K36 .15(14分)如图所示，金属框架MON与导体棒DE构成回路，处在匀强磁场中且与磁场垂直(1)若B0.1 T，DE从O点出发，向右以1 m/s的速度匀速运动4 s时，回路的磁通量的变化是多少？(2)在图中，若回路面积从S08 m2变成St18 m2，B从B00.1 T变到Bt0.8 T，则回路中的磁通量变化量是多少？答案：(1)0.8 Wb(2)13.6 Wb解析：(1)棒向右以1 m/s的速度匀速运动4 s时，位移为：xvt14
17、 m4 m由于MON45此时回路的面积为：Sx242 m28 m2回路的磁通量即磁通量的变化量为：10BS0.8 Wb(2)回路面积从S08 m2变到St18 m2，B从B00.1 T变到Bt0.8 T时的磁通量为：2BtSt0.818 Wb14.4 Wb故回路中的磁通量的变化为：2214.40.8 Wb13.6 Wb16(14分)卫星电视传播是指电视台把无线电信号传送到高空的通信卫星上，卫星再把信号传送至地面上的其他地区因此，我们看到卫星电视信号显示的整点时间要比本地有线电视的要晚一些(1)解释产生这种延迟的原因(2)若通信卫星高度约为36 000 km，无线电信号传播速度为3108 m/s，估算这一时间差答案：(1)卫星电视信号传播距离长，所用时间长，所以晚一些(2)0.24 s解析：(1)电视台发出的无线电信号由电视台传到卫星，然后再由卫星传到电视台，需要一定的时间，所以卫星传来的画面上，人物动作的变化总比电缆传来的画面上相应的变化发生得晚一些(2)无线电信号的路程s2 h，则画面延迟的时间t0.24 s.