第十三章 单元素养评价 试卷

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单元素养评价(五)(第十三章)(90分钟　100分)[合格性考试](60分钟　60分)一、选择题(本题共14小题，每小题3分，共42分．)1．下列关于电磁波的说法正确的是(　　)A．电磁波不具有能量B．X射线是电磁波，γ射线不是电磁波C．电磁波在真空中的传播速度等于光速D．不同频率的电磁波在真空中的波长都相等2．关于磁感线的描述，下列说法中正确的是(　　)A．磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致B．磁感线总是从磁体的N极出发，到S极终止C．磁感线图中没有画磁感线的地方，表明该处没有磁场D．磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的3．各种不同频率范围的电磁波按频率由大到小的排列顺序是(　　)A．γ射线、紫外线、可见光、红外线B．γ射线、红外线、紫外线、可见光C．紫外线、可见光、红外线、γ射线D．红外线、可见光、紫外线、γ射线4．如选项图所示的匀强磁场中有一闭合矩形导线框，则在图示时刻能产生感应电流的是(　　)5.如图所示为某磁场的一条磁感线，其上有A、B两点，则(　　)A．A点的磁感应强度一定大B．B点的磁感应强度一定大C．因为磁感线是直线，A、B两点的磁感应强度一样大D．A、B两点的磁感应强度方向相同6．如图所示为电流产生磁场的分布图，其中正确的是(　　)7．关于磁感应强度，下列说法正确的是(　　)A．由B＝eq \f(F,Il)可知，B与F成正比，与Il成反比B．磁感应强度的方向就是小磁针静止时N极的指向C．通电导线在磁场中受力越大，说明磁场越强D．由B＝eq \f(F,Il)可知，一小段通电导线在某处不受磁场力，则说明该处无磁场8．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(　　)9．如图所示，矩形线框ABCD面积为S，磁感应强度为B的匀强磁场垂直线框平面，M为AB边的中点，N为AD边的中点，只有AMON区域中有磁场，穿过线框的磁通量为(　　)A．BS B.eq \f(1,2)BSC.eq \f(3,4)BS D.eq \f(1,4)BS10．在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度(需穿透力极强的射线)，其检测装置由放射源、探测器等构成，如图所示．该装置中探测器接收到的是(　　)A．X射线 B．α射线C．β射线 D．γ射线11．如图所示，磁铁吸住两根铁钉的一端，那么这两根铁钉的另一端将(　　)A．互相吸引，如图甲所示B．互相排斥，如图乙所示C．既不吸引，也不排斥，如图丙所示D．以上三种情况都有可能12．有一小段通电导线，长为10 cm，其中的电流为5 A，把它置于匀强磁场中某处，受到的磁场力为100 N，则该处的磁感应强度B一定是(　　)A．B＝200 TB．B≤200 TC．B≥200 TD．以上几种情况都有可能13．光是一种电磁波，可见光的波长的大致范围是400～700 nm.400 nm、700 nm电磁波辐射的能量子的值正确的是(　　)A．4.8×10－19 J　2.84×10－19 JB．4.97×10－19 J　2.84×10－19 JC．6.63×10－19 J　2.84×10－20 JD．4.97×10－19 J　6.63×10－19 J14．1825年，科拉顿做了这样一个实验，如图所示，他将一个条形磁铁插入连有灵敏电流计的螺旋线圈，来观察在线圈中是否有电流产生．实验时，科拉顿为了排除磁铁移动时对灵敏电流计的影响，他通过很长的导线把接在螺旋线圈上的灵敏电流计放到另一间房里，插入磁铁后，跑到另一间房里观察灵敏电流计．科拉顿开始实验，然而无论他跑得多快，他看到的电流计指都是指在“0”刻度的位置．科拉顿失败的原因是(　　)A．因为导线太长电阻太大B．因为实验中根本没产生感应电流C．因为只有在磁铁移动时才产生感应电流D．因为产生的感应电流太小观察不到二、实验题(共6分)15．(6分)如图所示，在“探究感应电流产生的条件”的实验中，电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关已部分连接．(1)请使用两根导线，将电路补充完整．(2)此实验中使用的电表是________．A．电流表B．倍率适宜的欧姆表(3)正确选择电表和连接电路后，开始实验探究，下列说法正确的是________．A．开关闭合后，线圈A插入线圈B或从线圈B中拔出，都会引起电表指针偏转B．线圈A插入线圈B后，开关闭合和断开的瞬间电表指针均不会偏转C．线圈A插入线圈B中，开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电表指针静止在中央零刻度D．线圈A插入线圈B中，开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电表指针才能偏转三、计算题(共12分)16．(12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，当导线通以2 A的电流时，导线受到的磁场力为1.0×10－4 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． [等级性考试](30分钟　40分)17．(6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eq \f(F,IL)表示磁感应强度B的是(　　)18．(10分)科学技术是一把双刃剑．电磁波的应用也是这样．它在使人类的生活发生变化的同时也存在着副作用——电磁污染．频率超过0.1 MHz的电磁波的强度足够大时就会对人体造成威胁．按照有关规定，工作场所受到的电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不得超过0.50 W/m2.若某小型无线通信装置的电磁辐射功率是1 W，试探究分析在距离该通信装置多少米以外是符合规定的安全区域？(已知球面面积S＝4πR2)19．(10分)如图所示，一长为L的导线围成正方形闭合线圈，放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向的夹角为θ.(1)求穿过该线圈的磁通量Φ；(2)不改变磁场的磁感应强度大小，只改变磁场的磁感应强度方向以及线圈的形状，求穿过线圈磁通量的最大值Φm.20．(14分)某高速公路自动测速仪装置如图甲所示，雷达向汽车驶来的方向发射不连续的电磁波，每次发射时间约为10－6 s，相邻两次发射时间间隔为t，当雷达向汽车发射无线电波时，在显示屏上呈现出一个尖形波；在接收到反射回来的无线电波时，在荧光屏上呈现出第二个尖形波，根据两个波的距离，可以计算出汽车距雷达的距离．某次测速时自动测速仪装置的荧光屏如图乙所示，求该汽车的车速．(根据给出的t1、t、t2以及c表示汽车的车速)单元素养评价(五)(第十三章)1．解析：电磁波具有能量，A错误；X射线和γ射线本质上都是电磁波，B错误；电磁波在真空中以光速传播，C正确；不同频率的电磁波在真空中的传播速度都是相等的，由c＝λf知，不同频率电磁波的波长不同，D错误．答案：C2．解析：在磁铁的内部磁感线是从S极到N极，故B错误；我们不能将整个区域都画满线条，常常选择性画出需要的条数，C错；磁感线可以用铁屑来模拟，说明了磁感线描述磁场的科学性，但其是一种假想曲线，并不存在，D错．答案：A3．解析：电磁波按波长从大到小的排列情况为：无线电波，红外线，可见光，紫外线，X射线，γ射线．波长越长的电磁波，其频率越小，由此可知，电磁波按频率由大到小的排列顺序为γ射线，紫外线，可见光，红外线．故选项A正确．答案：A4．答案：B5．解析：只有一条磁感线，无法判断A、B两点附近的磁感线疏密情况，所以无法判断两点的磁感应强度大小关系，A、B、C均错误；因为磁感线为直线，所以两点处的磁感应强度方向相同，D正确．答案：D6．解析：电流方向向上，由右手螺旋定则可得磁场为逆时针(从上向下看)，故A错误；电流方向向下，由右手螺旋定则可得磁场为顺时针(从上向下看)，故B错误；图C、D中电流为环形电流，由右手螺旋定则可知，内部磁场应向右，故C错误，D正确．答案：D7．解析：磁感应强度B＝eq \f(F,Il)是采用比值法定义的，B由磁场本身决定，与电流受到的安培力、电流强度I的大小、导线长短l无关，受力大不一定磁场就强，故A、C错误；根据磁场方向的规定可知，磁场方向就是小磁针静止时N极的指向，故B正确；通电导线在某处不受磁场力，可能是导线的方向与磁场的方向平行，不能说明该处无磁场，D错误．答案：B8．解析：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，可知D正确．答案：D9．解析：由图可知，有磁场的区域面积：S′＝eq \f(1,4)S，当线圈平面与磁场方向垂直时，Φ＝BS′＝eq \f(1,4)BS.故A、B、C错误，D正确．答案：D10．解析：由各类射线的性质可知，γ射线的穿透能力最强，能够穿透几十毫米厚的钢板，故选D项．答案：D11．解析：由图可知，铁钉吸在磁铁的S极上，铁钉会在磁铁磁场的作用下被磁化，从而获得磁性．靠近磁铁的一端都是N极，远离磁铁的一端都是S极，由于同名磁极互相排斥，所以两根铁钉的另一端将如图乙所示．答案：B12．解析：若通电导线与磁感应强度方向垂直，则B＝eq \f(F,IL)＝200 T；若通电导线与磁感应强度方向不垂直，F不是最大的磁场力，则B>200 T；综上可知B≥200 T，C正确．答案：C13．解析：根据公式ν＝eq \f(c,λ)和ε＝hν可知：400 nm电磁波辐射的能量子ε1＝heq \f(c,λ1)＝6.63×10－34×eq \f(3.0×108,400×10－9) J≈4.97×10－19 J.700 nm电磁波辐射的能量子ε2＝heq \f(c,λ2)＝6.63×10－34×eq \f(3.0×108,700×10－9) J≈2.84×10－19 J.答案：B14．解析：科拉顿用条形磁铁在线圈中进行插入实验时，线圈中的磁通量发生了变化，电流表所在的回路中有感应电流产生；当他跑到另一个房间时，由于磁铁在线圈中不动，此时没有感应电流，所以他无法观察到电流，选项C正确．答案：C15．解析：(1)线圈A、电池组、开关、滑动变阻器串联，构成闭合回路；线圈B、电表串联构成闭合回路．(2)本实验要使用电流表来检测电路中是否有电流产生，选项A正确．(3)只要线圈B中磁通量发生变化，电流表指针就会偏转，开关闭合，线圈A插入线圈B或者从线圈B中拔出，线圈A插入线圈B后闭合或者断开开关瞬间，都会使电流表指针偏转，选项A正确，B错误；线圈A插入线圈B中，开关闭合，滑动变阻器的滑片匀速滑动或者变速滑动，电流表指针都会偏转，选项CD错误．答案：(1)如图所示(2分)　(2)A(2分)　(3)A(2分)16．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＝eq \f(F,IL)(3分)代入数据得：B＝eq \f(F,IL)＝eq \f(1.0×10－4,2 A×0.5 m)＝1.0×10－4 T(3分)故磁场的磁感应强度为1.0×10－4 T(2)由B＝eq \f(F,IL)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eq \f(F1,I1)＝eq \f(F2,I2)(3分)代入数据得：F2＝1.5×10－4 N(3分)答案：(1)1.0×10－4 T　(2)1.5×10－4 N17．解析：只有当通电导线电流方向垂直于磁场方向时，才可用eq \f(F,IL)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．答案：AC18．解析：设以通信装置为球心，半径为R的球面以外是符合规定的安全区域，则eq \f(P,4πR2)＝0.50 W/m2可得R＝eq \r(\f(P,4π×0.50 W/m2))≈0.40 m答案：0.40 m19．解析：(1)导线围成正方形线圈时，正方形的边长为eq \f(L,4)，线圈平面与磁场方向的夹角为θ，则可得穿过正方形线圈平面的磁通量为Beq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L,4)))2sin θ＝eq \f(BL2sin θ,16).(2)在不改变磁场的磁感应强度大小的情况下，当线圈为圆形，线圈平面和磁场垂直时，磁通量最大，线圈的最大面积为S′＝πeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L,2π)))2，则最大值Φm＝BS′＝eq \f(BL2,4π).答案：(1)eq \f(BL2sin θ,16)　(2)eq \f(BL2,4π)20．解析：汽车行驶的位移等于两次发射电磁波时汽车距离雷达的路程差，即x＝s1－s2＝eq \f(ct2,2)－eq \f(ct1,2)＝eq \f(ct2－t1,2)，则汽车的运动时间为t汽＝t－eq \f(t1,2)＋eq \f(t2,2)则汽车的速度v＝eq \f(x,t汽)＝eq \f(ct2－t1,t－\f(t1,2)＋\f(t2,2))＝eq \f(ct2－t1,2t－t1＋t2).答案：eq \f(ct2－t1,2t－t1＋t2)