高中物理人教版 (新课标)选修1第四章 电磁波及其应用综合与测试课后测评

模块综合检测

(时间:60分钟　满分:100分)

一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有两个选项正确.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)

1.(双选)关于电流的方向,下列说法中正确的是 (　　)

A.电源供电的外部电路中,电流的方向是从电源正极流向负极

B.电源内部,电流的方向是从电源正极流向负极

C.电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同

D.电容器充电时,电流从负极板流出,流入正极板

解析:在电源的外部电路中,电流从电源正极流向负极,在电源的内部,电流从负极流向正极,所以A正确,B错误.电子带负电,电子运动形成的电流方向与电子运动的方向相反,C错误.电容器充电时,电子流入负极板,所以电流从负极板流出,流入正极板,D正确.

答案:AD

2.发电机利用水力、风力等动力推动线圈在磁场中转动,将机械能转化为电能.这种转化利用了(　　)

A.电流的热效应

B.电磁感应原理

C.电流的磁效应

D.磁场对电流的作用原理

解析:发电机的原理是线圈在磁场中转动,穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中产生感应电流,因此利用了电磁感应原理.

答案:B

3.间谍卫星上装有某种遥感照相机,可用来探测军用目标,这种照相机能拍到晚上关灯行驶的汽车,甚至车已经离开,也瞒不过它,这种遥感照相机敏感的电磁波属于(　　)

A.可见光波段 B.红外波段

C.紫外波段 D.X光波段

解析:任何物体都向外辐射红外线,温度越高,辐射的红外线越强,遥感照相机是利用红外线拍摄的,故B正确.

答案:B

4.关于电流的磁场,下列说法中正确的是(　　)

A.直线电流的磁场,只分布在垂直于导线的某一个平面上

B.直线电流的磁场的磁感线是一些同心圆,离导线越远磁感线越密

C.通电螺线管的磁感线分布与条形磁铁相似,但管内无磁场

D.通电螺线管的环形电流和直线电流的磁场方向可用安培定则判断

解析:不管是磁体的磁场还是电流的磁场,都是空间分布的,所以A错误;直线电流产生的磁场,离导线越远,磁场越弱,因此磁感线越疏,B错误;磁感线都是闭合曲线,不管是条形磁铁还是螺线管,内部由S极到N极,外部由N极到S极,故C错误.

答案:D

5.随着科学技术的不断发展,使用“传感器”进行控制的家用电器日益普及,我们日常生活中的空调器和电冰箱都使用了(　　)

A.压力传感器 B.红外线传感器

C.生物传感器 D.温度传感器

解析:空调器和电冰箱都是利用了温度传感器.

答案:D

6.下列各图中已标出电流I、磁感应强度B的方向,其中符合安培定则的是(　　)

答案:C

7.1987年我国科学家制成了临界温度为90 K的高温超导材料.利用超导材料零电阻的性质,可实现无损耗输电.现在有一直流电路,输电线的总电阻为0.4 Ω,它提供给用电器的电功率是40 kW,电压为800 V,如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线,保持供给用电器的功率和电压不变,则节约的电功率为(　　)

A.1.6 kW　　　　　　B.1.6×103 kW

C.1 kW　　　 D.10 kW

解析:节约的电功率即原来输电线上电阻消耗的热功率,ΔP=I2R=R=×0.4 W=1×103 W=1 kW.

答案:C

8.如图是某交流发电机产生的交变电流的图象,根据图象可以判定(　　)

A.此交变电流的周期为0.1 s

B.此交变电流的频率为5 Hz

C.将标有“12 V　3 W”的灯泡接在此交变电流上,灯泡可以正常发光

D.与图象上a点对应的时刻发电机中的线圈刚好转至中性面

解析:由正弦函数图像可以得知,线框是由中性面开始转动的,故选项D错误.题图告诉我们,交变电流的周期是0.2 s,频率f= Hz=5 Hz,故选项A错误,选项B正确.“12 V　3 W”灯泡中12 V是有效值,如题图12 V 为最大值,U有效=,通过以上分析,只有选项B正确.

答案:B

二、填空题(每小题6分,共12分)

9.把左边的人和右边与之相关的物理事件用线段连接起来.

A.法拉第　 a.磁场对通电导线的作用力

B.安培 b.电流磁效应

C.奥斯特 c.点电荷间的相互作用力

D.库仑 d.电磁感应

E.赫兹 e.用实验成功验证了电磁波的存在

答案:

10.如图为理想变压器,它的原线圈接在交流电源上,副线圈接在一个标有“12 V　100 W”的灯泡上.已知变压器原、副线圈匝数之比为18∶1,那么灯泡正常工作时,图中的电压表读数为　　　　 V,电流表读数为　　　 A. 

解析:分析理想变压器问题时应注意正确应用电压关系和电流关系,特别是变压前后功率相等的关系.由公式得,U1=U2=216 V;因理想变压器的变压前后功率相等,所以I1==0.46 A,即电压表、电流表读数分别为216 V、0.46 A.

答案:216　0.46

三、计算题(11题8分,12、13题各10分,14题12分,共40分)

11. 面积为3.0×10-12 m2的单匝矩形线圈放在磁感应强度为4.0×10-2 T的匀强磁场中.

(1)求当线圈如何放置时,穿过线圈的磁通量最大;

(2)最大磁通量是多少?

解析:当线圈平面与磁感线垂直时,穿过线圈的磁通量最大.

Φ=BS=4.0×10-2×3.0×10-2 T=1.2×10-3 T.

答案:(1)见解析　(2)1.2×10-3 T

12.一电动机线圈的电阻为R,当电动机工作时通过的电流强度是I,加在线圈两端电压是U,求:

(1)该电动机的输出功率;

(2)该电动机的效率.

解析:(1)消耗总功率P0=UI

发热功率P1=I2R

输出功率P2=P0-P1=UI-I2R.

(2)电动机的效率η=.

答案:(1)UI-I2R　(2)

13.如图为一个按正弦规律变化的交变电流的图象.根据图象求出它的周期、频率、电流的峰值和有效值.

解析:由题图知T=0.2 s,峰值Imax=10 A.

f==5 Hz,有效值I==5 A.

答案:T=0.2 s,f=5 Hz,Imax=10 A,I=5 A

14.如图所示,悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个电荷量不变的小球A.在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球B.当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上,A处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向的角度为θ.若两次实验中B的电荷量分别为Q1和Q2,θ分别为30°和45°,求Q2与Q1的比值.

解析:

球A受力情况如图所示,设球A电荷量为Q.

由平衡条件得

k=Gtan θ1

k=Gtan θ2

两式联立得=2.

答案:2