資源簡介

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期末押題預測 無線電波與移動互聯網
一．選擇題（共5小題）
1．（2024秋 蓮湖區校級期末）2022年10月12日，神舟十四號航天員面向廣大青少年進行太空授課，此次太空授課是基于我國天鏈中繼系統，通過電磁波實現了高速雙向音、視頻傳輸。下列有關電磁波說法中正確的是（　　）
A．變化的電場一定在周圍空間產生變化的磁場
B．麥克斯韋首先預言了電磁波的存在，赫茲最先用實驗證實了電磁波的存在
C．電磁波不是物質，看不見也摸不著，且依賴于介質才能傳播
D．各種頻率的電磁波在真空中以不同的速度傳播
2．（2024秋 新會區校級期末）我國的高鐵技術、北斗衛星導航系統、5G通信技術，目前處于世界領先水平。今年9月份華為發布的新型手機更是能夠輕松實現衛星電話通訊，此功能甚至強于美國馬斯克的龐大“星鏈”。高鐵將擁有基于北斗衛星導航系統、5G通信技術的空天地一體化的“超級大腦”。與4G通信技術相比，5G通信技術使用的電磁波頻率更高，具有“更高網速、低延時、低功率海量連接”等特點。根據上述信息可知與4G通信技術相比，5G通信技術使用的電磁波（　　）
A．波長更長 B．能量子的能量更小
C．能量子的能量更大 D．傳播速度更快
3．（2024秋 淄博期末）使用藍牙耳機接聽手機來電，信號傳輸示意圖如圖所示。則藍牙通信的電磁波（　　）
A．在可見光范圍內
B．在真空中波長比手機通信的電磁波短
C．比手機通信的電磁波更容易發生明顯衍射現象
D．在真空中的傳播速度小于手機通訊的電磁波
4．（2024秋 濱海新區期末）關于生活中遇到的各種波，下列說法正確的是（　　）
A．電磁波只能在真空中傳播
B．電磁波可以傳遞信息，但不能傳遞能量
C．手機在通話時涉及的波既有電磁波又有聲波
D．遙控器發出的紅外線波長和醫院“CT”中的X射線波長相同
5．（2023秋 眉山期末）如圖所示，位于貴州大山深處的“中國天眼”FAST，它是口徑達500m的球面射電望遠鏡，是目前全世界最大的、性能最先進的射電望遠鏡，主要用于尋找暗物質、暗能量和收集宇宙中各種信號，揭示宇宙的奧秘。下列說法錯誤的是（　　）
A．射電望遠鏡用于接收宇宙中的射電信號，所收集的信號是電磁波
B．宇宙中的信號能傳輸到地球，說明電磁波的傳播不需要介質
C．麥克斯韋認為變化的電場能產生磁場，并第一次用實驗證實了電磁波的存在
D．電磁波是信息傳播的載體，也是能量傳輸的方式
二．多選題（共4小題）
（多選）6．（2023秋 慈溪市期末）下列說法中正確的是（　　）
A．周期性變化的電場產生同頻率周期性變化的磁場
B．要有效發射電磁波，需要用高頻振蕩，頻率越高發射電磁波的本領越大
C．夜視儀是利用紫外線的熒光效應來幫助人們在夜間看見物體的
D．肺炎診斷中，要用X光掃描肺部，是因為在電磁波中X光的穿透能力最強
（多選）7．（2022秋 上虞區期末）物理學源于生活又對人類的生產、生活產生深遠的影響。以下關于物理學知識及其在生產、生活中的實際應用說法正確是（　　）
A．動車比汽車更難制動，說明物體速度越大慣性越大
B．在燃氣灶具中安裝的電子點火器是利用尖端放電現象來點火的
C．電磁波譜中的紅外線可用來加熱理療，紫外線可殺菌消毒，X射線可用于診斷病情
D．超高壓帶電作業服的織物中摻入金屬絲，這是利用了金屬絲的靜電屏蔽作用
（多選）8．（2023秋 福州月考）有關電磁波的特性和應用，下列說法正確的是（　　）
A．適量的紫外線照射有利于人體健康
B．紅外線和X射線都有很強的穿透本領，常用于醫學上透視人體
C．電磁波是橫波，且可以在真空中傳播
D．電磁波可以由電磁振蕩產生，若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波隨即消失
（多選）9．（2023 浙江開學）微光夜視儀主要由微光光學系統和像增強器等部分組成。由目標物反射的自然微光經微光光學系統成像，輸入到像增強器的光電陰極面上，激發出光電子，光電子被加速、聚焦后在熒光屏上顯示增強的目標圖像，輸出給人眼。甲圖中為微光夜視儀像增強器示意圖，乙圖為光電陰極激發光電子并被加速的簡化原理圖，陰極K相當于像增強器的光電陰極，則（　　）
A．目標物反射的可見光能在熒光屏上成像，則目標物輻射的紅外線也一定能在熒光屏上成像
B．將像增強器陰極K換成截止頻率更小的材料，可提高微光夜視儀的熒光屏的亮度
C．乙圖中保持入射光強度不變，僅提高入射光頻率，電流表示數變小
D．紅外夜視儀與微光夜視儀工作原理相同
三．填空題（共3小題）
10．（2021 周至縣校級開學）如圖所示，在疫情期間利用無人機進行“空中”掃碼登記進城，能提高通行效率，降低交叉感染風險。無人機上懸掛的印有二維碼的硬紙板相對于無人機是 　 　（選填“運動”或“靜止”）的；二維碼對光發生的是 　 　（選填“鏡面”或“漫”）反射；無人機搭載熱輻射成像設備是通過人發出 　 　（選填“紅外線”或“紫外線”）來檢測人是否發燒。
11．（2021 長沙縣校級開學）2020年7月23日，中國首次火星探測任務“天問一號”探測器在海南文昌航天發射場發射升空，探測器與地面控制中心是通過 　 　來傳遞信息的；如圖，火星車裝有4個太陽能電池板把太陽能轉化為 　 　能。
12．（2021秋 金臺區期末）學校在抗擊新型冠狀病毒疫情的過程中，使用額溫槍為師生測量體溫，其原理是體溫越高，發射的紅外線越 　 　（選填“強”或“弱”）。若額溫槍所用紅外線的波長為3×10﹣5m，則其頻率為 　 　Hz；紅外線的波長比可見光的波長 　 　（選填“長”或“短”）。
四．解答題（共3小題）
13．（2024 寶山區模擬）微波爐是一種利用微波加熱食物的現代化烹調灶具。微波爐由電源、磁控管、控制電路和烹調腔等部分組成。電源向磁控管提供高壓，磁控管在電源激勵下，連續產生微波，再經過波導系統，耦合到烹調腔內。
（1）微波爐加熱食物時產生微波的器件是 　 　，微波 　 　（選擇：A．是、B．不是）一種電磁波。
（2）有一臺微波爐，它是通過電容屏來實現操作的。當手指接觸到電容屏時，由于人體 　 　（選擇：A．具有、B．沒有）電導性，手指與電容屏之間會形成一個等效電容。電容的定義式是 　 　。
（3）能放在微波爐里進行鍵康、安全、有效加熱的餐具有 　 　。
A．陶瓷餐具
B．玻璃餐具
C．常規塑料餐具
D．金屬餐具
（4）當微波輻射到食品上時，食品中的水分子（其中氧原子帶有負電，氫原子帶有正電）將隨微波電場而運動，這種運動與相鄰分子間相互作用而產生了類似摩擦的現象，使水溫升高，因此食品的溫度也就上升了。如圖所示，一個水分子處在微波的勻強電場中，則其中氧原子所受電場力的方向 　 　（選擇：A．向左、B．向右），電場力的大小是其中一個氫原子所受電場力的 　 　倍。
（5）如表為某品牌微波爐的技術參數，根據相關數據可知，該微波爐所用微波的波長為 　 　m（保留兩位有效數字）。若用該微波爐加熱食品，正常工作1分鐘，微波爐消耗的電能為 　 　J。
額定電壓/額定電流 220V/5A
微波頻率/輸出功率 2450MHz/800W
內腔容積 20L
14．（2024春 虹口區校級期末）在粒子物理研究中，為了測量粒子的電荷量、質量、自旋等性質。在粒子加速器中。通過施加磁場，可以將粒子束偏轉到我們所需的軌道上。同時，通過調整磁場的強度和分布，可以實現對粒子束的聚焦和分離。
（1）極光是由來自宇宙空間的高能帶電粒子流進入地球大氣層后，由于地磁場的作用而產生的。如圖1所示，科學家發現并證實，這些高能帶電粒子流向兩極時做螺旋運動，旋轉半徑不斷減小。此運動形成的主要原因是 　 　。
A.太陽輻射對粒子產生了驅動力的作用效果
B.粒子的帶電荷量減小
C.洛倫茲力對粒子做負功，使其動能減小
D.南北兩極附近的磁感應強度較強
（2）如圖2所示，在赤道處，將一不帶電小球向東水平拋出，落地點為a，給小球帶上電荷后，仍以原來的速度拋出，考慮地磁場的影響，下列說法正確的是 　 　。
A.無論小球帶何種電荷，小球落地時的速度的大小不變
B.無論小球帶何種電荷，小球在運動過程中機械能不守恒
C.若小球帶負電荷，小球會落在a點的右側
D.若小球帶正電荷，小球仍會落在a點
（3）洛倫茲力演示儀的實物圖和原理圖分別如圖3（a）、圖（b）所示。電子束從電子槍向右水平射出，使玻璃泡中的稀薄氣體發光，從而顯示電子的運動軌跡。調節加速極電壓可改變電子速度大小，調節勵磁線圈電流可改變磁感應強度，某次實驗，觀察到電子束打在圖（b）中的P點，則兩個勵磁線圈中的電流均為 　 　方向（選填“順時針”或“逆時針”），若要看到完整的圓周運動，則可以 　 　（選填“增大”或“減小”）加速極電壓。
（4）如圖4所示，真空區域有寬度為L，磁感應強度為B的矩形勻強磁場，方向垂直于紙面向里，MN、PQ是磁場的邊界，質量為m、電荷量為q的帶正電粒子（不計重力）沿著與MN夾角為θ＝30°的方向垂直射入磁場中，剛好垂直于PQ邊界射出，并沿半徑方向垂直進入圓形磁場，磁場半徑為L，方向垂直紙面向外，離開圓形磁場時速度方向與水平方向夾角為60°，求：
①粒子射入磁場的速度大小；
②粒子在矩形磁場中運動的時間；
③圓形磁場的磁感應強度。
15．（2024春 虹口區校級期末）5G作為一種新型移動通信同絡，不僅要解決人與人通信，為用戶提供增強現實、虛擬現實、超高清（3D）視頻等更加身臨其境的極致業務體驗。5G網絡使用的無線電波通信頻率在3.0GHz以上的超高頻段和極高頻段，比4G及以下網絡（通信頻率在0.3GHz～3.0GHz間的特高頻段）擁有更大的帶寬和更快的傳輸速率。未來5G網絡的傳輸速率（指單位時間傳送的數據量大小）可達10Gbps（比特率、比特/秒），是4G網絡的50﹣100倍。
（1）在5G技術領域，華為絕對是領跑者。與4G相比，5G使用的電磁波頻率更高。下列說法中正確的是 　 　。
A.5G使用的電磁波是橫波
B.5G使用的電磁波是縱波
C.5G使用的電磁波在介質中傳播速度比4G的快
D.空間中的5G信號和4G信號相遇會產生干涉現象
（2）關于5G網絡使用的無線電波相比4G網絡，下列說法正確的是 　 　。
A.在真空中的傳播速度更快
B.在真空中的波長更長
C.衍射的本領更弱
D.頻率更高，相同時間傳遞的信息量更大
（3）產生5G無線信號電波的LC振蕩電路某時刻的工作狀態如圖2所示，則該時刻 　 　。
A.線圈中磁場的方向向上
B.電容器兩極板間電場強度正在變大
C.電容器正在放電，線圈儲存的磁場能正在增加
D.線路中的電流正在減小且與線圈中感應電流的方向相反
（4）目前困擾5G發展的難題之一是供電，5G基站單系統功耗為4kW（基站用電器功率），信號覆蓋半徑約為100m，而在4G時代，基站單系統功耗僅為1kW，信號覆蓋半徑約為2km。如圖3所示，某5G基站距離100kV主供電線路一定距離，線路電阻為40Ω，線路損耗功率占總功率的20%（變壓器均視作理想變壓器）。
①求輸電回路的電流；
②高壓變壓器原、副線圈的匝數比；
③為了實現5G網絡信號全覆蓋面積約為2000平方公里城市，試估算全市的5G基站運行一天將消耗約多少kW h？（保留一位有效數字）
期末押題預測 無線電波與移動互聯網
參考答案與試題解析
一．選擇題（共5小題）
1．（2024秋 蓮湖區校級期末）2022年10月12日，神舟十四號航天員面向廣大青少年進行太空授課，此次太空授課是基于我國天鏈中繼系統，通過電磁波實現了高速雙向音、視頻傳輸。下列有關電磁波說法中正確的是（　　）
A．變化的電場一定在周圍空間產生變化的磁場
B．麥克斯韋首先預言了電磁波的存在，赫茲最先用實驗證實了電磁波的存在
C．電磁波不是物質，看不見也摸不著，且依賴于介質才能傳播
D．各種頻率的電磁波在真空中以不同的速度傳播
【考點】電磁波與信息化社會；電磁波的產生．
【專題】定性思想；推理法；電磁場理論和電磁波；理解能力．
【答案】B
【分析】根據麥克斯韋的電磁場理論判斷；麥克斯韋首先預言了電磁波的存在，赫茲通過電火花實驗證實了電磁波的存在；電磁波的傳播不需要介質；電磁波在真空中傳播速率相等。
【解答】解：A、根據麥克斯韋的電磁場理論可知，均勻變化的電場周圍產生恒定的磁場，周期性變化的電場周圍產生同頻率周期性變化的磁場，故A錯誤；
B、根據物理學史可知，麥克斯韋預言了電磁波的存在，赫茲通過實驗證實了電磁波的存在，故B正確；
C、電磁波是一種特殊的物質，傳播不需要介質，可以在真空中傳播，故C錯誤；
D、各種頻率的電磁波在真空中的傳播速率都相同，均為光速，故D錯誤。
故選：B。
【點評】本題考查了電磁波的產生、傳播規律，解題的關鍵是要明確麥克斯韋的電磁場理論，即變化的磁場產生電場，變化的電場產生磁場。
2．（2024秋 新會區校級期末）我國的高鐵技術、北斗衛星導航系統、5G通信技術，目前處于世界領先水平。今年9月份華為發布的新型手機更是能夠輕松實現衛星電話通訊，此功能甚至強于美國馬斯克的龐大“星鏈”。高鐵將擁有基于北斗衛星導航系統、5G通信技術的空天地一體化的“超級大腦”。與4G通信技術相比，5G通信技術使用的電磁波頻率更高，具有“更高網速、低延時、低功率海量連接”等特點。根據上述信息可知與4G通信技術相比，5G通信技術使用的電磁波（　　）
A．波長更長 B．能量子的能量更小
C．能量子的能量更大 D．傳播速度更快
【考點】電磁波與信息化社會．
【專題】定性思想；推理法；電磁場理論和電磁波；推理論證能力．
【答案】C
【分析】不同頻率的電磁波，頻率越高，能量越大，傳輸信息的容量越大。
【解答】解：A．因5G使用的電磁波頻率更高，根據波長與頻率的關系
5G信號的頻率高，波長更短，故A錯誤；
BC．根據公式E＝hν可知，因為5G使用的電磁波頻率比4G高，所以5G使用的電磁波比4G光子能量更大，故B錯誤，C正確；
D．電磁波在真空中的傳播速度等于光的傳播速度，都是相同的，故D錯誤。
故選：C。
【點評】當今社會電磁波與人類的生產生活已經完全融合在一起，成為一個密不可分的整體。
3．（2024秋 淄博期末）使用藍牙耳機接聽手機來電，信號傳輸示意圖如圖所示。則藍牙通信的電磁波（　　）
A．在可見光范圍內
B．在真空中波長比手機通信的電磁波短
C．比手機通信的電磁波更容易發生明顯衍射現象
D．在真空中的傳播速度小于手機通訊的電磁波
【考點】電磁波與信息化社會；電磁波的波長、頻率和波速的關系．
【專題】定量思想；推理法；電磁場理論和電磁波；推理論證能力．
【答案】B
【分析】分析給出的電磁波譜圖，明確藍牙通信所用電磁波的波長范圍；再根據電磁波在真空中的傳播速度均等于光速分析傳播速度。
【解答】解：A．藍牙通信用的電磁波不在可見光頻率范圍內，不是可見光信號，故A錯誤；
BC．藍牙通信比手機通信的電磁波頻率高，波長短，比手機通信的電磁波更不容易發生明顯衍射現象，故B正確，C錯誤；
D．藍牙通信和手機通信使用的都是電磁波，在真空中傳播速度相同，故D錯誤。
故選：B。
【點評】本題考查對電磁波譜的認識，要注意掌握分析電磁波譜的方法，明確各各種電磁波在電磁波譜中的位置。
4．（2024秋 濱海新區期末）關于生活中遇到的各種波，下列說法正確的是（　　）
A．電磁波只能在真空中傳播
B．電磁波可以傳遞信息，但不能傳遞能量
C．手機在通話時涉及的波既有電磁波又有聲波
D．遙控器發出的紅外線波長和醫院“CT”中的X射線波長相同
【考點】電磁波與信息化社會；電磁波的產生．
【專題】定性思想；推理法；電磁場理論和電磁波；理解能力．
【答案】C
【分析】根據電磁波的傳播條件、電磁波與聲波在信息傳遞和能量傳遞上的區別，以及不同波長電磁波的特性判斷各選項。
【解答】解：A、電磁波不僅能在真空中傳播，也能在空氣、水等介質中傳播，故A錯誤；
B、電磁波不僅能傳遞信息，還能傳遞能量，例如微波爐就是利用電磁波傳遞能量加熱食物，故B錯誤；
C、手機通話時，聲音信號首先被轉換為電信號，然后通過電磁波的形式在空中傳播，接收端再將電磁波轉換為電信號，最后轉換為聲音信號，因此手機通話過程中確實涉及到了電磁波和聲波，故C正確；
D、遙控器發出的紅外線波長較長，而醫院“CT”中的X射線波長較短，兩者波長不同，故D錯誤。
故選：C。
【點評】本題關鍵在于理解電磁波的傳播特性，以及電磁波與聲波在信息和能量傳遞上的區別。同時，需要掌握不同波長電磁波的特性，如紅外線和X射線的波長差異。
5．（2023秋 眉山期末）如圖所示，位于貴州大山深處的“中國天眼”FAST，它是口徑達500m的球面射電望遠鏡，是目前全世界最大的、性能最先進的射電望遠鏡，主要用于尋找暗物質、暗能量和收集宇宙中各種信號，揭示宇宙的奧秘。下列說法錯誤的是（　　）
A．射電望遠鏡用于接收宇宙中的射電信號，所收集的信號是電磁波
B．宇宙中的信號能傳輸到地球，說明電磁波的傳播不需要介質
C．麥克斯韋認為變化的電場能產生磁場，并第一次用實驗證實了電磁波的存在
D．電磁波是信息傳播的載體，也是能量傳輸的方式
【考點】電磁波與信息化社會；麥克斯韋電磁場理論．
【專題】定性思想；推理法；電磁場理論和電磁波；推理論證能力．
【答案】C
【分析】電磁波可以在真空中傳播；根據物理學史判斷；電磁波是信息傳播的載體，也是能量傳輸的方式。
【解答】解：A．射電望遠鏡用于接收宇宙中的射電信號，所收集的信號是電磁波，故A正確；
B．宇宙中的信號能傳輸到地球，說明電磁波的傳播不需要介質，故B正確；
C．麥克斯韋認為變化的電場能產生磁場，赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在，故C錯誤；
D．電磁波是信息傳播的載體，也是能量傳輸的方式，故D正確。
本題選錯誤的，故選：C。
【點評】本題考查了電磁波的有關基礎知識，掌握了基礎知識即可順利解決此類問題，而只要多看課本即可順利掌握這些知識。
二．多選題（共4小題）
（多選）6．（2023秋 慈溪市期末）下列說法中正確的是（　　）
A．周期性變化的電場產生同頻率周期性變化的磁場
B．要有效發射電磁波，需要用高頻振蕩，頻率越高發射電磁波的本領越大
C．夜視儀是利用紫外線的熒光效應來幫助人們在夜間看見物體的
D．肺炎診斷中，要用X光掃描肺部，是因為在電磁波中X光的穿透能力最強
【考點】電磁波與信息化社會；α、β、γ射線的本質及特點；電磁波譜．
【專題】定性思想；推理法；電磁場理論和電磁波；理解能力．
【答案】AB
【分析】根據麥克斯韋理論分析判斷；發射電磁波的本領由振蕩電路頻率決定；夜視儀是利用紅外線來幫助人們在夜間看見物體的；γ射線穿透能力最強。
【解答】解：A．根據麥克斯韋理論可知，周期性變化的電場產生同頻率周期性變化的磁場，故A正確；
B．發射電磁波的本領由振蕩電路頻率決定，振蕩電路頻率越高，發射電磁波的本領越大，故B正確；
C．紫外線具有熒光效應，可以用來做防偽標識，不同溫度的物體發出的紅外線特征不同，夜視儀是利用紅外線來幫助人們在夜間看見物體的，故C錯誤；
D．肺炎診斷中，要用X光掃描肺部，是因為在電磁波中X光的穿透能力較強，但X光的穿透能力不是最強的，γ射線穿透能力最強，故D錯誤；
故選：AB。
【點評】本題考查與電磁波相關的知識，掌握電磁波產生與發射的特點，要理解麥克斯韋電磁場理論的內容，注意電磁波譜的理解與應用。
（多選）7．（2022秋 上虞區期末）物理學源于生活又對人類的生產、生活產生深遠的影響。以下關于物理學知識及其在生產、生活中的實際應用說法正確是（　　）
A．動車比汽車更難制動，說明物體速度越大慣性越大
B．在燃氣灶具中安裝的電子點火器是利用尖端放電現象來點火的
C．電磁波譜中的紅外線可用來加熱理療，紫外線可殺菌消毒，X射線可用于診斷病情
D．超高壓帶電作業服的織物中摻入金屬絲，這是利用了金屬絲的靜電屏蔽作用
【考點】電磁波與信息化社會；慣性與質量；靜電屏蔽的原理與應用．
【專題】定性思想；推理法；牛頓運動定律綜合專題；電場力與電勢的性質專題；理解能力．
【答案】BCD
【分析】慣性大小與速度無關，只與質量有關；紅外線可用來加熱理療，紫外線可殺菌消毒，X射線片可用于診斷病情，γ射線可摧毀癌變的細胞。根據尖端放電和靜電屏蔽的原理分析即可。
【解答】解：A．物體的慣性大小與速度無關，只與質量有關，故A錯誤；
B．在燃氣灶具中安裝的電子點火器，點火器是利用尖端放電現象來點火的，故B正確；
C．電磁波譜中的紅外線可用來加熱理療，紫外線可殺菌消毒，X射線可用于診斷病情，故C正確；
D．超高壓帶電作業服的織物中摻入金屬絲，這是利用了金屬絲的靜電屏蔽作用，故D正確。
故選：BCD。
【點評】本題考查物理學知識及其在生產、生活中的實際應用，需要平常多學習積累。
（多選）8．（2023秋 福州月考）有關電磁波的特性和應用，下列說法正確的是（　　）
A．適量的紫外線照射有利于人體健康
B．紅外線和X射線都有很強的穿透本領，常用于醫學上透視人體
C．電磁波是橫波，且可以在真空中傳播
D．電磁波可以由電磁振蕩產生，若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波隨即消失
【考點】電磁波與信息化社會；電磁波的發射和接收．
【專題】定性思想；推理法；電磁場理論和電磁波；理解能力．
【答案】AC
【分析】適量的紫外線照射會促進人體對鈣的吸收，紅外線具有明顯的熱效應，X射線有很高的穿透本領；電磁波是橫波，且可以在真空中傳播；電磁振蕩停止，空間的電磁波不會隨即消失。
【解答】解：A、適量的紫外線照射會促進人體對鈣的吸收，有利于人體健康，故A正確；
B、紅外線的穿透能力較弱，故B錯誤；
C、電磁波是橫波，且可以在真空中傳播，故C正確；
D、電磁波可以由電磁振蕩產生，若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波還會繼續傳播，故D錯誤。
故選：AC。
【點評】本題考查了各種電磁波的特點及應用，掌握常見的幾種電磁波的特點以及它們的重要應用，屬于基礎題目。
（多選）9．（2023 浙江開學）微光夜視儀主要由微光光學系統和像增強器等部分組成。由目標物反射的自然微光經微光光學系統成像，輸入到像增強器的光電陰極面上，激發出光電子，光電子被加速、聚焦后在熒光屏上顯示增強的目標圖像，輸出給人眼。甲圖中為微光夜視儀像增強器示意圖，乙圖為光電陰極激發光電子并被加速的簡化原理圖，陰極K相當于像增強器的光電陰極，則（　　）
A．目標物反射的可見光能在熒光屏上成像，則目標物輻射的紅外線也一定能在熒光屏上成像
B．將像增強器陰極K換成截止頻率更小的材料，可提高微光夜視儀的熒光屏的亮度
C．乙圖中保持入射光強度不變，僅提高入射光頻率，電流表示數變小
D．紅外夜視儀與微光夜視儀工作原理相同
【考點】電磁波與信息化社會；光電效應現象及其物理意義．
【專題】定性思想；推理法；光電效應專題；推理論證能力．
【答案】BC
【分析】微光夜視儀是一種利用光電效應現象的特殊望遠鏡，紅外線夜視儀是利用不同溫度物體輻射的紅外線頻率、強度不同，通過光敏元件轉換成電信號成像，根據微光夜視儀的工作原理結合愛因斯坦光電效應方程進行分析。
【解答】解：A．紅外線頻率比可見光小，紅外線頻率不一定大于陰極材料截止頻率，故不一定能發生光電效應，不一定能在熒光屏上成像，故A錯誤。
B．換成截止頻率小的材料，會有更多的光能達到截止頻率，提高單位面積激發的光電子數，從而提高亮度，故B正確。
C．入射光強度不變，提高入射光頻率，單位時間內入射的光子數減少，從而使單位時間逸出光電子數減少，所以會使光電流減小，故C正確。
D．紅外線夜視儀利用不同溫度物體輻射的紅外線頻率強度不同，通過光敏元件轉化為電信號，與微光夜視儀原理不同，故D錯誤。
故選：BC。
【點評】本題主要是通過微光夜視儀的工作原理考查光電效應，解答本題的關鍵是能夠根據題干意思分析微光夜視儀的工作原理，掌握愛因斯坦光電效應方程。
三．填空題（共3小題）
10．（2021 周至縣校級開學）如圖所示，在疫情期間利用無人機進行“空中”掃碼登記進城，能提高通行效率，降低交叉感染風險。無人機上懸掛的印有二維碼的硬紙板相對于無人機是 　靜止　（選填“運動”或“靜止”）的；二維碼對光發生的是 　漫　（選填“鏡面”或“漫”）反射；無人機搭載熱輻射成像設備是通過人發出 　紅外線　（選填“紅外線”或“紫外線”）來檢測人是否發燒。
【考點】電磁波與信息化社會；參考系及其選取原則．
【專題】定性思想；推理法；直線運動規律專題；理解能力．
【答案】靜止；漫；紅外線。
【分析】判斷一個物體是否運動關鍵看被研究的物體與所選的標準，即與參照物之間的相對位置是否發生了改變，如果發生改變，則物體是運動的；如果未發生變化，則物體是靜止的；平行光射向平而光滑的反射面，反射光線平行射出，這種反射是鏡面反射；平行光射向凹凸不平的反射面，反射光線射向四面八方，這種反射是漫反射；人體向外輻射紅外線，熱輻射成像設備通過接收紅外線來感知溫度。
【解答】解：無人機上懸掛的印有二維碼的硬紙板相對于無人機之間沒有發生位置的變化，是靜止的；二維碼的表面凹凸不同，會發生漫反射；人會發出紅外線，溫度越高，紅外特征越強，熱輻射成像設備通過接收紅外線來感知溫度。
故答案為：靜止；漫；紅外線。
【點評】本題考查了運動和靜止的相對性、光的反射、紅外線的應用，屬于基礎知識。
11．（2021 長沙縣校級開學）2020年7月23日，中國首次火星探測任務“天問一號”探測器在海南文昌航天發射場發射升空，探測器與地面控制中心是通過 　電磁波　來傳遞信息的；如圖，火星車裝有4個太陽能電池板把太陽能轉化為 　電　能。
【考點】電磁波與信息化社會；能源的分類與應用．
【專題】簡答題；定性思想；電磁場理論和電磁波；理解能力．
【答案】電磁波，電
【分析】本題考查電磁波的應用，同學們注意在學習背誦電磁波的理論同時與生活實際相互結合。
【解答】解：電磁波的傳播不需要介質，聲音的傳播需要介質，而太空中沒有空氣，所以天問一號是利用電磁波向地球傳遞信息的。
太陽能電池板把太陽能轉化為電能為火星車提供所需的能量。
故答案為：電磁波；電。
【點評】本題較簡單，考查電磁波的傳播不需要介質，聲音的傳播需要介質。該類基本理論需要同學們熟記。
12．（2021秋 金臺區期末）學校在抗擊新型冠狀病毒疫情的過程中，使用額溫槍為師生測量體溫，其原理是體溫越高，發射的紅外線越 　強　（選填“強”或“弱”）。若額溫槍所用紅外線的波長為3×10﹣5m，則其頻率為 　1×1013　Hz；紅外線的波長比可見光的波長 　長　（選填“長”或“短”）。
【考點】電磁波與信息化社會；電磁波譜．
【專題】定性思想；歸納法；電磁場理論和電磁波；理解能力．
【答案】強，1×1013，長。
【分析】物體溫度越高，輻射紅外線的能力就越強；由波速公式c＝λf求光的頻率；根據電磁波譜判斷。
【解答】解：一般來說，物體溫度越高，輻射紅外線的能力就越強，物體在單位表面積輻射紅外線能量的總功率與它自身熱力學溫度的4次方成正比；已知額溫槍所用紅外線的波長為3×10﹣5m，由公式c＝λf，可得其頻率為：fHz＝1×1013Hz，根據電磁波譜可知，紅外線的波長比可見光的波長長。
故答案為：強，1×1013，長。
【點評】本題以額溫槍為師生測量體溫為背景，考查了紅外線的特點及在實際問題中的應用，要求學生明確電磁波譜，并要求學生熟練應用公式c＝λf的應用。
四．解答題（共3小題）
13．（2024 寶山區模擬）微波爐是一種利用微波加熱食物的現代化烹調灶具。微波爐由電源、磁控管、控制電路和烹調腔等部分組成。電源向磁控管提供高壓，磁控管在電源激勵下，連續產生微波，再經過波導系統，耦合到烹調腔內。
（1）微波爐加熱食物時產生微波的器件是 　磁控管　，微波 　A　（選擇：A．是、B．不是）一種電磁波。
（2）有一臺微波爐，它是通過電容屏來實現操作的。當手指接觸到電容屏時，由于人體 　A　（選擇：A．具有、B．沒有）電導性，手指與電容屏之間會形成一個等效電容。電容的定義式是 　　。
（3）能放在微波爐里進行鍵康、安全、有效加熱的餐具有 　AB　。
A．陶瓷餐具
B．玻璃餐具
C．常規塑料餐具
D．金屬餐具
（4）當微波輻射到食品上時，食品中的水分子（其中氧原子帶有負電，氫原子帶有正電）將隨微波電場而運動，這種運動與相鄰分子間相互作用而產生了類似摩擦的現象，使水溫升高，因此食品的溫度也就上升了。如圖所示，一個水分子處在微波的勻強電場中，則其中氧原子所受電場力的方向 　A　（選擇：A．向左、B．向右），電場力的大小是其中一個氫原子所受電場力的 　2　倍。
（5）如表為某品牌微波爐的技術參數，根據相關數據可知，該微波爐所用微波的波長為 　0.12　m（保留兩位有效數字）。若用該微波爐加熱食品，正常工作1分鐘，微波爐消耗的電能為 　6.6×104　J。
額定電壓/額定電流 220V/5A
微波頻率/輸出功率 2450MHz/800W
內腔容積 20L
【考點】電磁波與信息化社會；電場強度與電場力的關系和計算．
【答案】（1）磁控管、A；
（2）A，；
（3）AB
（4）A、2；
（5）0.12、6.6×104。
【分析】本題給定一定背景材料，利用所學內容以及材料所給信息可以進行綜合分析答題。
第（1）題須結合題干給出材料進行分析；
第（2）題考查電容器的結構以及電容定義式；
第（3）題利用所學知識運用到現實生活情境中進行分析求解；
第（4）題結合電場知識進行分析和解答；
第（5）題最后一問須根據題干給出信息、結合波長與光速的公式以及電功率相關公式進行分析和回答。
【解答】解：（1）根據題干信息“磁控管在電源激勵下，連續產生微波”可知，微波爐加熱食物時產生微波的器件是磁控管；微波是指頻率為300MHz﹣300GHz的電磁波，故“微波”是電磁波的一種；
（2）電容屏原理：當手指觸摸電容屏的表面時，由于人體也具有電導性，手指與導體層之間被玻璃絕緣層隔開，形成一個電容。電容的定義式是；
（3）微波爐的工作原理：食物中含有水分，水的分子是極性分子，當水分子遇上電場時，它會調整自己的方向，一旦電場轉動起來，水分子也會跟著轉，就好像摩擦生熱一樣，水分子的這種運動就產生了熱量，從而把食物加熱。所以用微波爐加熱食物時，要選擇非金屬容器，金屬容器在通電后會產生渦流，不但會損傷爐體還不能加熱食物。
A、陶瓷餐具屬于非金屬容器，能放在微波爐里進行健康、安全、有效加熱，故A正確；
B、玻璃餐具屬于非金屬容器，能放在微波爐里進行健康、安全、有效加熱，故B正確；
C、常規塑料餐具在高溫時會釋放有害物質，不能放在微波爐里進行健康、安全、有效加熱，故C錯誤；
D、金屬餐具在通電后會產生渦流，不但會損傷爐體還不能加熱食物，不能放在微波爐里進行加熱，故D錯誤；
（4）根據題目描述，微波電場中的水分子，氧原子帶負電，氫原子帶正電。電場方向為從左向右（E方向）。電場力的方向對于帶正電的氫原子來說，將會是沿著電場方向（即向右），而帶負電的氧原子受電場力的方向是相反的（即向左）。因此，氧原子受電場力的方向是A.向左。由于一個水分子有兩個氫原子，并且每個氫原子帶正電，電場力的大小對于每個氫原子是相同的，因此電場力的總大小是其中一個氫原子所受電場力的2倍；
（5）從表格得到頻率為2450MHz，輸出功率800W，額定電壓220V，額定電流5A.
根據，代入數據計算可得該微波爐波長為；
電功率為P＝UI＝220V×5A＝1100W，
加熱食品一分鐘，消耗的電能W＝Pt＝1100W×60s＝66000J；
故答案為：
（1）磁控管、A；
（2）A，；
（3）AB
（4）A、2；
（5）0.12、6.6×104。
【點評】本題考查學生的綜合分析能力，以微波爐為例，綜合考察學生電場知識、電容器相關知識以及光學知識，考察內容較為綜合，難度適中。
14．（2024春 虹口區校級期末）在粒子物理研究中，為了測量粒子的電荷量、質量、自旋等性質。在粒子加速器中。通過施加磁場，可以將粒子束偏轉到我們所需的軌道上。同時，通過調整磁場的強度和分布，可以實現對粒子束的聚焦和分離。
（1）極光是由來自宇宙空間的高能帶電粒子流進入地球大氣層后，由于地磁場的作用而產生的。如圖1所示，科學家發現并證實，這些高能帶電粒子流向兩極時做螺旋運動，旋轉半徑不斷減小。此運動形成的主要原因是 　D　。
A.太陽輻射對粒子產生了驅動力的作用效果
B.粒子的帶電荷量減小
C.洛倫茲力對粒子做負功，使其動能減小
D.南北兩極附近的磁感應強度較強
（2）如圖2所示，在赤道處，將一不帶電小球向東水平拋出，落地點為a，給小球帶上電荷后，仍以原來的速度拋出，考慮地磁場的影響，下列說法正確的是 　A　。
A.無論小球帶何種電荷，小球落地時的速度的大小不變
B.無論小球帶何種電荷，小球在運動過程中機械能不守恒
C.若小球帶負電荷，小球會落在a點的右側
D.若小球帶正電荷，小球仍會落在a點
（3）洛倫茲力演示儀的實物圖和原理圖分別如圖3（a）、圖（b）所示。電子束從電子槍向右水平射出，使玻璃泡中的稀薄氣體發光，從而顯示電子的運動軌跡。調節加速極電壓可改變電子速度大小，調節勵磁線圈電流可改變磁感應強度，某次實驗，觀察到電子束打在圖（b）中的P點，則兩個勵磁線圈中的電流均為 　逆時針　方向（選填“順時針”或“逆時針”），若要看到完整的圓周運動，則可以 　減小　（選填“增大”或“減小”）加速極電壓。
（4）如圖4所示，真空區域有寬度為L，磁感應強度為B的矩形勻強磁場，方向垂直于紙面向里，MN、PQ是磁場的邊界，質量為m、電荷量為q的帶正電粒子（不計重力）沿著與MN夾角為θ＝30°的方向垂直射入磁場中，剛好垂直于PQ邊界射出，并沿半徑方向垂直進入圓形磁場，磁場半徑為L，方向垂直紙面向外，離開圓形磁場時速度方向與水平方向夾角為60°，求：
①粒子射入磁場的速度大小；
②粒子在矩形磁場中運動的時間；
③圓形磁場的磁感應強度。
【考點】電磁波與信息化社會；牛頓第二定律的簡單應用；牛頓第二定律與向心力結合解決問題；帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動．
【專題】定量思想；推理法；帶電粒子在磁場中的運動專題；應用數學處理物理問題的能力．
【答案】（1）D；（2）A；（3）逆時針，減小；（4）①粒子射入磁場的速度大小為；
②粒子在矩形磁場中運動的時間為；③圓形磁場的磁感應強度是。
【分析】（1）粒子流運動與太陽輻射的驅動力無關；洛倫茲力不做功；根據洛倫茲力提供向心力分析；
（2）洛倫茲力不做功，機械能守恒；根據左手定則判斷小球的受力方向，然后分析；
（3）根據左手定則分析；根據動能定理和洛倫茲力提供向心力分析；
（4）①根據幾何關系得到半徑，然后根據洛倫茲提供向心力計算；
②根據偏轉角度和周期的關系計算；
③根據幾何關系得到半徑，然后根據洛倫茲力提供向心力分析計算。
【解答】解：（1）A.粒子流做螺旋運動與太陽輻射對粒子產生的驅動力無關，故A錯誤；
C.粒子受到的洛倫茲力始終與速度垂直，洛倫茲力不做功，故C錯誤；
BD.粒子在運動過程中，由洛倫茲力提供向心力
qvB
可得
可知若粒子的帶電荷量減小，則其旋轉半徑變大，則這些高能帶電粒子流向兩極時做螺旋運動，旋轉半徑不斷減小的原因是南北兩極附近的磁感應強度較強，故B錯誤，D正確。
故選：D。
（2）AB.由于洛倫茲力始終與速度方向垂直，所以洛倫茲力不做功，則只有重力做功。所以無論小球帶何種電荷，小球機械能守恒，小球落地時的速度的大小不變，故A正確，B錯誤；
C.根據左手定則判斷可知，若小球帶負電荷，則洛倫茲力在豎直向下和水平向左有分力，因此，小球落地時間變短，水平位移會變小，則小球會落在a點的左側，故C錯誤；
D.根據左手定則判斷可知，若小球帶正電荷，則洛倫茲力在豎直向上和水平向右有分力，因此，小球落地時間變長，水平位移會變大，則小球會落在a點的右側，故D錯誤。
故選：A。
（3）由電子運動軌跡可知電子射出時受洛倫茲力向上，由左手定測可知磁場方向向外，由右手定則可知兩個勵磁線圈中的電流均為逆時針方向，根據qU，r可知減小，v減小，r減小，所以當減小加速極電壓時，能看到完整的圓周運動。
（4）根據題意畫出軌跡圖如下圖
①在矩形磁場區域，根據幾何關系L＝Rsin 60°
解得：RL
根據qvB解得
v
②粒子在矩形磁場區域內，粒子轉過的圓心角為60°，粒子在矩形磁場中運動的時間
t
解得：t
③粒子在圓形磁場區域內，根據幾何關系得
R'tan30°＝L
解得粒子在圓形磁場的半徑為L
根據解得
B'
故答案為：（1）D；（2）A；（3）逆時針，減小；（4）①粒子射入磁場的速度大小為；
②粒子在矩形磁場中運動的時間為；③圓形磁場的磁感應強度是。
【點評】帶電粒子在磁場中運動的問題中能夠掌握左手定則是解題的基礎，能夠根據幾何關系得到粒子的軌道半徑是解題的關鍵。
15．（2024春 虹口區校級期末）5G作為一種新型移動通信同絡，不僅要解決人與人通信，為用戶提供增強現實、虛擬現實、超高清（3D）視頻等更加身臨其境的極致業務體驗。5G網絡使用的無線電波通信頻率在3.0GHz以上的超高頻段和極高頻段，比4G及以下網絡（通信頻率在0.3GHz～3.0GHz間的特高頻段）擁有更大的帶寬和更快的傳輸速率。未來5G網絡的傳輸速率（指單位時間傳送的數據量大小）可達10Gbps（比特率、比特/秒），是4G網絡的50﹣100倍。
（1）在5G技術領域，華為絕對是領跑者。與4G相比，5G使用的電磁波頻率更高。下列說法中正確的是 　A　。
A.5G使用的電磁波是橫波
B.5G使用的電磁波是縱波
C.5G使用的電磁波在介質中傳播速度比4G的快
D.空間中的5G信號和4G信號相遇會產生干涉現象
（2）關于5G網絡使用的無線電波相比4G網絡，下列說法正確的是 　CD　。
A.在真空中的傳播速度更快
B.在真空中的波長更長
C.衍射的本領更弱
D.頻率更高，相同時間傳遞的信息量更大
（3）產生5G無線信號電波的LC振蕩電路某時刻的工作狀態如圖2所示，則該時刻 　B　。
A.線圈中磁場的方向向上
B.電容器兩極板間電場強度正在變大
C.電容器正在放電，線圈儲存的磁場能正在增加
D.線路中的電流正在減小且與線圈中感應電流的方向相反
（4）目前困擾5G發展的難題之一是供電，5G基站單系統功耗為4kW（基站用電器功率），信號覆蓋半徑約為100m，而在4G時代，基站單系統功耗僅為1kW，信號覆蓋半徑約為2km。如圖3所示，某5G基站距離100kV主供電線路一定距離，線路電阻為40Ω，線路損耗功率占總功率的20%（變壓器均視作理想變壓器）。
①求輸電回路的電流；
②高壓變壓器原、副線圈的匝數比；
③為了實現5G網絡信號全覆蓋面積約為2000平方公里城市，試估算全市的5G基站運行一天將消耗約多少kW h？（保留一位有效數字）
【考點】電磁波與信息化社會．
【專題】定量思想；推理法；交流電專題；電磁場理論和電磁波；推理論證能力．
【答案】（1）A；（2）CD；（3）B；（4）①輸電回路的電流為5A；②高壓變壓器原、副線圈的匝數比為100：1；③為了實現5G網絡信號全覆蓋面積約為2000平方公里城市，全市的5G基站運行一天將消耗約8×106kW h。
【分析】（1）電磁波為橫波；所有的電磁波在真空中的傳播速度都一樣；根據發生干涉的條件分析；
（2）電磁波在真空中的傳播速度都一樣；根據波速和頻率、波長的關系判斷；波長越短的電磁波衍射本領越弱；根據頻率分析；
（3）根據右手螺旋定則判斷；充電過程中，電容器兩極板之間的場強變大；在充電過程中電場能增大，磁場能減小；
（4）①先計算出損耗的功率，然后根據P＝I2R計算；
②先計算出輸入電壓，然后根據匝數比和電壓比的關系計算；
③先計算出需要的總基站數，然后計算總能量。
【解答】解：（1）AB.4G和5G信號均為電磁波，電磁波傳播過程中，電場強度和磁感應強度的方向始終與傳播方向垂直，故電磁波為橫波，故A正確，B錯誤；
C、任何頻率的電磁波在真空中傳播的速度都一樣，等于光速，故C錯誤；
D、由于5G的電磁波頻率更高，根據波的干涉條件可知空間中的5G信號和4G信號相遇不會產生干涉現象，故D錯誤。
故選：A。
（2）A.無線電波（電磁波）在真空中的傳播速度與光速相同，保持不變，其速度與頻率沒有關系，故A錯誤；
B.由公式c＝λf可知λ，5G頻率變大，波長變短，故B錯誤；
C.波長越短的波衍射本領越小，所以5G衍射的本領更弱，故C正確；
D.無線電波（電磁波）頻率越高，周期越小，相同時間內可承載的信息量越大，故D正確。
故選：CD。
（3）A.根據線圈中電流方向，應用右手螺旋定則判斷出線圈中磁場方向向下，故A錯誤；
B.電流方向流向正極板，表示電容器在充電，兩極板電荷量增大，板間電場強度在變大，故B正確；
CD.電流方向流向正極板，表示電容器在充電，兩極板電荷量增大，電容器中的電場能正在增大，則線圈儲存的磁場能正在減小，線路中的電流正在減小，根據楞次定律可知，線圈中感應電流的方向與線路中的電流方向相同，故CD錯誤。
故選：B。
（4）①由題意可知，總功率為P總
線路損耗功率為
ΔP＝20%P總＝5×20%kW＝1kW
由ΔP＝I2R得
I＝5A
②高壓變壓器副線圈的電壓為U2
由
解得
③需要的基站個數
N個
每個基站一天耗電量
E0＝P總t＝5kW×24h＝120kW h
總耗電
E＝N E0kW h
故答案為：（1）A；（2）CD；（3）B；（4）①輸電回路的電流為5A；②高壓變壓器原、副線圈的匝數比為100：1；③為了實現5G網絡信號全覆蓋面積約為2000平方公里城市，全市的5G基站運行一天將消耗約8×106kW h。
【點評】知道所有的電磁波在真空中的速度都一樣，電磁波是橫波，且波長越短，衍射能力越弱，以及在變壓器中電壓比等于匝數比等知識點是解題的基礎。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
21世紀教育網(www.21cnjy.com)

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