1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。单元素养检测(五)(第5、6章)(90分钟100分)【合格性考试】(60分钟60分)一、选择题(本题共11小题，每小题3分，共33分)1.有关光的本性的说法正确的是()A.关于光的本性，牛顿提出了“微粒说”，惠更斯提出了“波动说”，爱因斯坦提出了“光子说”，它们都圆满地说明了光的本性B.光具有波粒二象性是指既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子C.光电效应现象和康普顿效应说明了光的粒子性D.爱因斯坦的“光子说”否定了光的“电磁说”【解析】选C。牛顿主张的
2、“微粒说”中的微粒与实物粒子一样，惠更斯主张的“波动说”中的波动与宏观机械波等同，这两种观点是相互对立的，都不能说明光的本性，所以A、B错误，C正确；光既有粒子性，又有波动性，它体现出的规律不再是宏观粒子和机械波所表现出的规律，而是自身体现的一种微观世界特有的规律，“光子说”和“电磁说”各自解释光特有的现象，两者构成一个统一的整体，而“微粒说”和“波动说”是相互对立的，D错误。2.关于各磁体间的作用，下列说法正确的是()A.在奥斯特实验中，通电直导线对小磁针产生磁场力作用，但此时小磁针对通电直导线一定不产生磁场力作用B.在通电直导线对小磁针产生作用力的同时，小磁针对通电直导线可能会产生作用力C
3、.大磁铁的磁性较强，但小磁针对大磁铁的磁场力较小D.任何两个磁体之间产生的磁场力总是大小相等、方向相反【解析】选D。磁体之间的作用是相互的，甲磁体产生的磁场对乙磁体产生作用力的同时，乙磁体产生的磁场必定对甲磁体产生力的作用。因此，磁体之间的相互作用遵循牛顿第三定律，选项D正确，选项A、B、C错误。3.物理学中，通过引入检验电流来了解磁场力的特性，对检验电流的要求是()A.将检验电流放入磁场，测量其所受的磁场力F，导线长度L，通电电流I，应用公式B=，即可测得磁感应强度BB.一小段通电导线放在磁场中A处时受磁场力比放在B处大，则A处磁感应强度比B处的磁感应强度大C.检验电流和公式B=只能应用于匀
4、强磁场D.只要满足长度L很短，电流很小，将其垂直放入磁场的条件，公式B=对任何磁场都适用【解析】选D。一小段通电导线放入磁场时，不知道电流方向与磁场方向的关系时，无法根据磁场力的大小判断磁感应强度的大小，A、B错误；用检验电流来了解磁场，要求检验电流对原来磁场的影响很小，可以忽略，所以导体长度L应很短，电流应很小，当垂直放置时，定义式B=适用于所有磁场，选项C错误、选项D正确。【补偿训练】由磁感应强度的定义式B=可知()A.若某处的磁感应强度为零，则通电导线放在该处所受磁场力一定为零B.通电导线放在磁场中某处不受磁场力的作用时，则该处的磁感应强度一定为零C.同一条通电导线放在磁场中某处所受的磁
5、场力是一定的D.磁场中某点的磁感应强度与该点是否放通电导线有关【解析】选A。磁感应强度的定义式B=是在导线与磁场方向垂直时得出的，如果B=0，则磁场力F=0，但如果F=0，则B不一定等于零，磁场力的大小与导体的放置方向有关，则A正确，B、C均错误；磁场一定时，磁感应强度是定值，与放不放导体无关，D错误。4.关于磁感线，下列说法中正确的是()A.磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向B.两条磁感线的空隙处不存在磁场C.同一磁场形成的磁感线可以相交D.磁感线是磁场中客观存在的、肉眼看不见的曲线【解析】选A。磁感线在某点的切线方向表示该点的磁场方向，A正确；两条磁感线的空隙间磁感应强度不为零，B
6、错误；磁感线不会相交，C错误；磁感线是假想线，D错误。5.如图所示，带负电的金属环绕轴OO以角速度匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡时的位置是()A.N极竖直向上B.N极竖直向下C.N极沿轴线向左D.N极沿轴线向右【解析】选C。负电荷匀速转动，会产生与旋转方向反向的环形电流，由安培定则知，在磁针处磁场的方向沿轴OO向左。由于磁针N极指向为磁场方向，可知选项C正确。【补偿训练】如图所示，当开关S闭合后，小磁针处在通电电流的磁场中的位置正确的是()【解析】选D。依据安培定则，判断出电流的磁场方向；再根据小磁针静止时N极的指向为磁场的方向，判知D正确。6.关于电磁波，下列说法正确的是()A.电
7、磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关B.电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直C.利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输D.电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失【解析】选B。电磁波在真空中的传播速度是不变的，与电磁波的频率无关，故A错误；电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直，故B正确；电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可以实现无线传输，故C错误；电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波继续传播，不会随即消失，故D错误。【总结提升】电磁波的特点(1)电磁
8、波在真空的传播速度均相等；(2)电磁波是横波；(3)电磁波传递信号可以实现无线通信，也可以进行有线通信；(4)若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波不会随即消失。7.下列关于磁通量的说法中，正确的是 ()A.穿过一个面的磁通量一定等于磁感应强度与该面面积的乘积B.在磁场中所取的面积越大，该面上磁通量一定越大C.穿过一个面的磁通量就是穿过该面单位面积的磁感线的条数D.穿过一个面的磁通量就是穿过该面的磁感线的条数【解析】选D。只有在匀强磁场中，当平面与磁场垂直时，穿过一个面的磁通量才等于磁感强度和该面面积的乘积，若该平面与磁场不垂直时，穿过一个面的磁通量小于磁感强度和该面面积的乘积，故A、B错误；根据
9、磁通量的概念可知穿过一个面的磁通量等于穿过该面的磁感线条数，故C错误，D正确。8.下列说法正确的是()A.闭合金属线圈处在变化的磁场中，一定产生感应电流B.闭合金属线圈在磁场中运动，一定产生感应电流C.只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电流产生D.只要闭合线圈在磁场中转动，线圈中一定产生感应电流【解析】选C。闭合金属线圈处在变化的磁场中，如线圈平面与磁场的方向平行，磁通量没有变化，没有感应电流，故A错误；整个的闭合电路在磁场中做切割磁感线运动时，闭合电路中磁通量没有变化，没有感应电流，故B错误；根据感应电流产生的条件可知，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电流产生，
10、故C正确；闭合金属线圈在磁场中转动，若线圈平面与磁场的方向平行，则磁通量没有变化，不会产生感应电流，故D错误。9.关于永动机不可能制成的下列说法中正确的是()A.第一类永动机违反了能量守恒定律B.第二类永动机违反了能量守恒定律C.第一类永动机不能制成说明了自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性D.第二类永动机不能制成说明了自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，且满足能量是不守恒的【解析】选A。第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机违背了能量转化的方向性，因此，正确选项为A。10.我国居民有在房前种树的习惯，夏天大树长出茂密的叶子，为人们挡住炎炎烈日，冬天树叶又会全部掉光
11、，使温暖的阳光进入屋内，可以起到冬暖夏凉的作用，被人们称为天然空调。炎热的夏天，我们在经过有树的地方时，也会感到很明显的凉意，关于树木周围比较凉爽的现象，下列说法正确的是 ()A.树木把大部分太阳光反射出去，使地面温度降低B.树木吸收太阳能，使自己温度升高，周围温度降低C.树木吸收太阳能，将太阳光的能量转化为化学能，使环境温度降低D.白天树木将热量存起来，晚上再将热量放出来，所以白天在树林里感到凉爽而晚上感到热【解析】选C。树木进行光合作用，将太阳能转化成树木生长所需的化学能，因此能使环境温度降低，并不是将能量反射或使自己温度升高，故C正确，A、B、D错误。【补偿训练】下列说法中正确的是()A
12、.电动机是把电能全部转化为机械能的装置B.随着技术不断发展，可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能C.虽然不同形式的能量可以相互转化，但不可能将已转化成内能的能量全部收集起来加以完全利用D.电冰箱的工作过程表明，热量可以自发地从低温物体向高温物体传递【解析】选C。由于电阻的存在，电流通过电动机时一定发热，电能不能全部转化为机械能，A错误；根据热力学第二定律知，热机不可能将内能全部转化为机械能，B错误；由于能量耗散，能源的可利用率降低，C正确；在电流做功的情况下，热量可以从低温物体向高温物体传递，故D错误。11.硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能。若有N个频率为的光子打在光电池极板上
13、，这些光子的总能量为(h为普朗克常量)()A.hB.NhC.NhD.2Nh【解析】选C。由爱因斯坦的光子说，每一个光子能量为E=h，则N个光子的总能量为Nh，所以选项C正确。二、计算题(本题共3小题，共27分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)12.(8分)如图所示，赫兹实验所用的感应圈是一种利用电磁感应产生数千伏高电压的实验装置，当电火花在感应圈两个金属球间跳动时，旁边导线环两个小球间也有电火花跳动，请你解释这种现象。【解题指南】解答此题应注意以下两点(1)解题的关键要理解麦克斯韦理论，知道电磁波的条件和电磁波的接收方法。(2)当电火花在感应圈两个金属球间跳动时，能产生电
14、磁波，导线环会产生电磁感应，接收到电磁波。【解析】当电火花在感应圈两个金属球间跳动时，必定建立一个快速变化的电磁场，这种变化的电磁场以电磁波的形式在空间快速传播，当电磁波经过导线环时，迅速变化的电磁场在导线环中激发出感应电动势，使得导线环的两个小球间也产生了电火花，在赫兹实验中，感应圈成了电磁波发射器，导线环成了电磁波的检测器。答案：见解析13.(8分)如图所示，将一根长为L=0.5 m的直导线垂直于磁感线方向放入水平匀强磁场中，当导线通过以2 A的电流时，导线受到的磁场力为1.010-4 N。(1)求匀强磁场的磁感应强度B的大小。(2)若该导线中通以3 A的电流，试求此时导线所受磁场力的大小
15、。【解析】(1)直导线垂直于磁感线方向放入水平匀强磁场中，由B=可得(2分)代入数据得：B=1.010-4 T(2分)故磁场的磁感应强度为1.010-4 T(2)由B=可知在磁感应强度和导线长度一定时，磁场力与电流成正比，即=(2分)代入数据得：F2=1.510-4 N(2分)答案：(1)1.010-4 T(2) 1.510-4 N14.(11分)如图所示，在粗螺线管中心轴线上垂直放置一根转轴，截面积为S的单匝闭合线圈可绕转轴转动，螺线管与电源和滑动变阻器相连，开关始终处于闭合状态，螺线管中形成匀强磁场，电流越大，磁场越强，初始时刻线圈与水平面的夹角为30，磁场的磁感应强度大小为B。(1)求螺
16、线管中磁场的方向。(2)求初始时刻穿过线圈的磁通量。(3)当滑动变阻器的滑片向左滑动时，磁感应强度随时间变化规律为B=(2+3t) T，S=10 cm2，则第3 s内穿过线圈的磁通量的变化量为多少？【解析】(1)依据右手螺旋定则，结合题图中电流逆时针方向(从右侧看)，可知，螺线管中内部磁场的方向从左向右，外部磁场方向从右向左。(3分)(2)初始时刻线圈与水平面的夹角为30，磁场的磁感应强度大小为B，依据磁通量公式=BSsin得=BSsin30=BS(3分)(3)当滑动变阻器的滑片向左滑动时，流过线圈的电流增加，导致穿过单匝闭合线圈的磁通量增加，磁感应强度随时间的变化规律为：B=(2+3t) T
17、则在第3 s内磁感应强度变化为：B=31 T=3 T(2分)故在第3 s内穿过线圈的磁通量变化量大小为：=BSsin=31010-4 Wb=1.510-3 Wb(3分)答案：(1)螺线管中内部磁场的方向从左向右，外部磁场方向从右向左(2)BS(3)1.510-3 Wb【补偿训练】我国对外外语广播的波长为30 m，电磁波在空气中传播速度3108 m/s。求：电磁波的频率。【解析】根据c=f得，f= Hz=107 Hz答案： 107 Hz【等级性考试】(30分钟40分)15.(5分)(多选)能源可分为一次能源和二次能源，自然界以现成形式提供的能源称为一次能源；需要依靠其他能源的能量间接制取的能源称
18、为二次能源，氢气就是一种高效而没有污染的二次能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取，下列叙述正确的是()A.电能是二次能源B.水能是二次能源C.天然气是一次能源D.焦炉气是一次能源【解析】选A、C。电能和焦炉气是二次能源，水能和天然气是一次能源。16.(5分)(多选)一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置，如图所示，已知电流元的电流I、长度L和受力F，则可以用表示磁感应强度B的是()【解析】选A、C。只有当通电导线电流方向垂直于磁场方向时，才可用表示磁感应强度B，A、C中电流方向与磁场方向垂直，B、D中电流方向与磁场方向不垂直，故A、C正确，B、D错误。17.(5分)欧姆在探索导体的导电规律
19、的时候，没有电流表，他利用小磁针的偏转检测电流，具体的做法是：在地磁场的作用下，处于水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流的时候，小磁针就会发生偏转；当通过该导线的电流为I时，发现小磁针偏转了30，由于直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比，当他发现小磁针偏转了60时，通过该导线的电流为()A.3IB.2IC.ID.I【解析】选A。如图所示，设地磁场的磁感应强度为B0，电流为I的导线产生的磁场的磁感应强度为B1，因为小磁针偏转了30，则有tan30=；设电流为I的直导线产生的磁场的磁感应强度为B2，小磁针偏转了60时，则有tan60=；联立解得B2=3B
20、1；由直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比可得，I=3I，选项A正确。18.(5分)如图所示，三根通电导线Q、P、R互相平行且通过正三角形的三个顶点，三根导线中电流的大小相等，方向垂直纸面向里，则导线R处的磁场方向是()A.指向y轴负方向B.指向y轴正方向C.指向x轴正方向D.指向x轴负方向【解析】选C。由安培定则可知，P在R处产生的磁场方向斜向右下且与水平方向成30角；Q在R处产生的磁场方向斜向右上且与水平方向成30角，由于电流的大小相等，与R的距离相等，因此两磁场的磁感应强度的大小相等，由平行四边形定则可知，合磁场的方向水平向右，即指向x轴正方向，故选C。19.(5分)三个圆环1
21、、2、3，其半径关系为r1=2r2=2r3，一条形磁铁水平放置，将三个圆环套在条形磁铁上，如图所示，其中圆环3在条形磁铁的正中央。穿过三个圆环的磁通量分别用1、2、3表示，则下列关系正确的是()A.123B.12=3C.123D.12=3【解析】选C。圆环中的磁通量是以磁铁内部的磁感线为主的，外部磁感线只有一部分，内、外方向相反，每个圆环的合磁通量合=内-外，中间外部磁感线最稀疏，所以外最小，1、2所在位置面积小的外较小，又由于三个圆环的内相同，因此1最小，3最大，C正确。20.(5分)(多选)某半导体激光器发射波长为1.510-6 m，功率为5.010-3 W的连续激光。已知可见光波长的数量
22、级为10-7 m，普朗克常量h=6.6310-34 Js，该激光器发出的()A.是紫外线B.是红外线C.光子能量约为1.310-18 JD.光子数约为每秒3.81016个【解析】选B、D。由于该激光器发出的光波波长比可见光长，所以发出的是红外线，A错误，B正确。光子能量=h=h1.310-19 J，C错误。每秒发射的光子数n=3.81016个，D正确。21.(10分)纳米技术现在已经广泛应用到社会生产、生活的各个方面。将激光束的宽度聚光到纳米级范围内，可以精确地修复人体损坏的器官。糖尿病引起视网膜病变是导致成年人失明的一个重要原因，利用聚光到纳米级的激光束进行治疗，90%的患者都可以避免失明的
23、严重后果，一台功率为10 W的氩激光器能发出波长=500 nm的激光，用它“点焊”视网膜，每次“点焊”需要210-3 J的能量，则(1)每次“点焊”视网膜的时间是多少？(2)在这段时间内发出的激光光子的数量是多少？(已知真空中的光速c=3108 m/s，普朗克常量h=6.6310-34 Js，计算结果保留一位有效数字)【解析】(1)已知激光器的功率P=10 W，每次“点焊”需要的能量E=210-3 J，根据E=Pt得每次“点焊”视网膜的时间是t= s=210-4 s(3分)(2)设每个光子的能量为E0，则E0=h=h(3分)在这段时间内发出的激光光子的数量n=个51015个(4分)答案：(1)
24、210-4 s(2)51015个【补偿训练】某广播电台发射功率为10 kW、在空气中波长为187.5 m的电磁波。(1)该电台每秒钟从天线发射多少个光子？(2)若发射的光子四面八方视为均匀的，求在离天线2.5 km处，直径为2 m的环状天线每秒接收的光子个数以及接收功率。【解题指南】解答本应注意两点：(1)先求出每个能量子的能量，再求出每秒钟电台发射上述波长的光子数。根据能量子能量与频率的关系，及频率波长的关系表示出每个能量子的能量，进而求解每秒发射能量子的个数；(2)向四面八方发射的光子为均匀的，形成一个球面，根据题意求出光子数和接收功率。建立能量子球壳接收模型，进而求解环状天线每秒接收光子的个数及功率。【解析】(1)每个能量子的能量=h=h= J=1.0610-27 J则每秒钟电台发射上述波长的光子数N=个1031个；(2)设环状天线每秒钟接收的光子数为n个，以电台发射天线为中心，则半径为R=2.5 km的球面积S=4R2，而环状天线的面积S=r2，所以n=N41023个，接收功率P收=P410-4 W答案：(1)1.0610-27 J(2)41023个410-4 W关闭Word文档返回原板块
