資源簡介

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期末押題預測 電磁波譜
一．選擇題（共5小題）
1．（2024秋 通州區期末）宇宙中到處存在的中性氫可以產生波長為21cm的譜線，這一譜線書寫了宇宙的故事。我國于2016年在貴州落成啟用的世界最大的500m口徑球面射電望遠鏡（簡稱FAST）其中一個重要的任務就是在茫茫宇宙中探索中性氫的蹤跡。下列數據與中性氫譜線的頻率最接近的是（　　）
A．106Hz B．107Hz C．108Hz D．109Hz
2．（2024秋 長沙期末）下列有關電與磁的四幅情景圖像，說法正確的是（　　）
A．對甲：當線圈勻速轉動時，不會產生感應電流，當線圈非勻速轉動時，會產生感應電流
B．對乙：當導線中通有從左向右的電流時，小磁針的N極向里偏轉，S極向外偏轉
C．對丙：恒定的電場和恒定的磁場互相激發交替產生，就形成電磁波
D．對丁：電磁波譜中，紅外線就是紅光，紫外線就是紫光，均屬于可見光
3．（2024秋 蓮湖區期末）氬弧焊是一種使用氬氣作為保護氣體的電弧焊接技術，利用氬弧焊可以獲得致密、無飛濺且質量上乘的焊接接頭，這使得氬弧焊在航空航天、汽車制造、水利水電、石油化工等行業得到廣泛應用。氬弧焊在焊接時，電弧發出紅外線、可見光、紫外線等電磁波，電磁波在真空中的速度c＝3×108m/s，電弧發出的電磁波的波長范圍為10﹣3m～108m，則電弧發出的電磁波中，頻率最小的數量級為（　　）
A．109Hz B．1011Hz C．1014Hz D．1016Hz
4．（2024秋 海淀區校級期末）關于電磁場電磁波，下列說法正確的是（　　）
A．電磁波可以由電磁振蕩產生，頻率越高，在真空中傳播速度越大
B．利用電磁波傳遞信號可以實現無線通信，但電磁波不能在介質中傳播
C．只要有變化的電場就可以產生變化的磁場，從而相互激發，形成電磁波電磁波
D．平面電磁波在真空中自由傳播時，其傳播方向與其電場強度、磁感應強度均垂直
5．（2024秋 西青區期末）如圖所示是我國500m口徑球面射電望遠鏡（FAST），它可以通過接收來自宇宙深處的電磁波探索宇宙。下列關于電磁波說法正確的是（　　）
A．可見光不屬于電磁波
B．電磁波不可以在真空中傳播
C．X射線的波長比紅外線的波長更長
D．電磁波的傳播是伴隨著能量向外傳遞的
二．多選題（共5小題）
（多選）6．（2024秋 天津期末）物理學是一門以實驗為基礎的學科，很多生活中的應用都來自于物理學。對于下列教材中所列的實驗和生活現象，說法正確的是（　　）
A．圖甲中，電磁波X射線可以拍攝X光照片，它的波長比紫外線更長
B．圖乙，生活中常用微波爐來加熱食物，微波是一種電磁波，具有能量
C．圖丙中，兩根通電方向相反的長直導線相互排斥，是通過電場的相互作用來實現的
D．圖丁是庫侖探究電荷間相互作用的扭秤實驗裝置，使用了放大法
（多選）7．（2023秋 河北期末）關于電磁波，下列說法正確的是（　　）
A．紫外線不能發生干涉現象
B．X射線不容易發生衍射現象
C．紅外線可以使大額鈔票上的熒光物質發出可見光
D．麥克斯韋電磁場理論認為變化的電場一定可以產生磁場
（多選）8．（2023秋 承德期末）關于電磁波譜，下列說法正確的是（　　）
A．X射線可用于廣播
B．γ射線是波長最短的電磁波
C．紫外線的頻率比紫光的高
D．長波可以摧毀病變的細胞
（多選）9．（2024 鎮海區模擬）如圖的圖片均來自同學們的物理課本，你認為說法正確的是（　　）
A．圖甲中，該同學讓蜂鳴器在自己頭頂上空做勻速圓周運動，該同學能聽到蜂鳴器音調發聲變化，這叫多普勒效應
B．圖乙中，是在用水波研究波的折射現象，其中的虛線ab表示的是法線
C．圖丙中，人類在1974年向銀河系中發出對外星人的問候，是用電磁波發射的，在發射前要進行調制而不是調諧
D．圖丁中，夜視儀攝影技術中用的是紅外線而不是紫外線
（多選）10．（2024春 瀏陽市期末）關于電磁波，下列敘述正確的是（　　）
A．電磁波在真空中自由傳播時，其傳播方向與電場強度、磁感應強度平行
B．周期性變化的電場和磁場可以相互激發，形成電磁波
C．電磁波可以在真空中傳播
D．電磁波的頻率越高，在真空中傳播的速度越大
三．填空題（共3小題）
11．（2023秋 思明區校級月考）使用藍牙耳機接聽手機來電，信號傳輸示意圖如圖所示。藍牙通信的電磁波波長比手機通信的電磁波波長 　 　（填“短”、“長”或“相等”），在空氣中的傳播速度大小約為 　 　m/s。（保留一位有效數字）
12．（2023春 寶山區校級期中）電磁波的電場E的方向和磁場B的方向 　 　（填“平行”或“垂直”），一雷達放出一束頻率為1000MHz的雷達波，當雷達波射入水中時，雷達波頻率 　 　（填“變大”、“變小”或“不變”）。
13．（2023春 嘉定區校級期中）依據下面情境，判斷下列說法對錯。
2021年6月23日，北京航天飛行控制中心同正在天和核心艙執行任務的神舟十二號航天員通話。相距萬里的通話是利用了電磁波的傳輸。
（1）電磁場由發生區域向遠處的傳播就形成電磁波。 　 　
（2）電場或磁場隨時間變化時一定會產生電磁波。 　 　
（3）麥克斯韋第一次用實驗證實了電磁波的存在。 　 　
（4）電磁波譜中最不容易發生明顯衍射的是無線電波。 　 　
四．解答題（共2小題）
14．（2024秋 崇明區期末）2024年10月30日4時27分，神州十九號載人飛船搭載三名航天員，由長征二號F遙十九火箭從我國酒泉衛星發射中心發射升空，并于10分鐘后飛船與火箭成功分離，進入預定軌道。約6.5小時后對接于天和核心艙前端口。請完成下列問題：
（1）（多選）核心艙和地面間使用無線電波聯系，核心艙內宇航員之間使用聲波交流。無線電波和聲波的特點 　 　。
A．都不需要介質傳播
B．都屬于電磁波
C．都能傳遞能量和信息
D．都能發生干涉和衍射
（2）航天員乘組隨火箭加速上升過程中，處于超重狀態。
①他們受到地球的引力逐漸 　 　（選填“變大”、“不變”或“變小”）。
②在進入核心艙后幾乎處于完全失重狀態，則他們 　 　。
A．受地球引力，無加速度
B．受地球引力，有加速度
C．無地球引力，無加速度
D．無地球引力，有加速度
（3）以地面為參照系，宇航員在地面上的質量為m0，在核心艙內的質量為m，已知核心艙相對地面的飛行速度為v，如果只考慮狹義相對論效應，則m和m0的關系正確的是 　 　。
A．m＝m0
B．m＝m0
C．m＝m0
D．m
（4）空間站窗外射進一束陽光，照射到一空心水晶球上。航天員發現水晶球特別明亮，這是光在水晶球內部空氣表面發生了全反射現象，如圖所示。如果水晶折射的臨界角為C。
①則水晶的折射率n＝ 　 　。
②圖中發生全反射的入射光線與反射光線間夾角θ大小一定 　 　。
A．等于C
B．等于2C
C．小于2C
D．大于等于2C
（5）計算：空間站的運動可以看作為圍繞地球的勻速圓周運動。若地球表面重力加速度g＝9.8m/s2，地球半徑R＝6400km，空間站軌道離地高度h＝400km。
①求空間站運動的速度v；（保留三位有效數字）
②簡要說明：空間站的速度為什么小于第一宇宙速度？
15．（2024秋 松江區校級期中）磁場，自古以來便吸引著人類的好奇心。從古代司南指引方向，到現代科技中無所不在的應用，它跨越時空，見證了人類文明的進步與科技的飛躍。
（1）一根長為20cm的通電導線放在勻強磁場中，導線中的電流為0.05A，導線與磁場方向垂直，若它受到的磁場力大小為2×10﹣3N，則磁感應強度為 　 　T；若將導線中的電流增大為原來的2倍，其他條件不變，則通電導線受到的磁場力變為原來的 　 　倍。
（2）矩形金屬線框位于通電長直導線附近，線圈與直導線在同一豎直平面內，線框的兩個邊與直導線平行，若使長直導線中的電流增大，線框中 　 　產生感應電流（選填“能”或“不能”）；為使得線框中產生感應電流，可以讓線框 　 　平移（選填“向上”或“向右”）。
（3）1820年，丹麥物理學家 　 　發現了“電流的磁效應”，建立了電和磁的聯系。1831年，　 　通過多年的實驗研究終于實現了“磁生電”的夢想，發現了電磁感應定律，并且制造了世界上第一臺電動機和發電機。
（4）如圖2所示，矩形線框面積為S，處于磁感應強度大小為B的勻強磁場中，線框可繞如圖所示的方向與磁場垂直的虛線軸轉動，當線框平面與磁場方向的夾角為150°時穿過線框的磁通量為 　 　；從當前位置轉動240°后，穿過線框的磁通量的變化量的絕對值為 　 　。
（5）作圖題：在“用DIS研究通電螺線管的磁感應強度”的實驗中，調節傳感器的高度，使它的探管正好在螺線管的軸線上，用該傳感器測量M、N之間各點的磁感應強度B的大小，并將傳感器頂端與M點的距離記作x，試定性畫出B﹣x圖像。
（6）作圖題：畫出由電流產生的磁場方向確定導線或線圈中的電流方向。
（7）電磁波的應用非常廣泛，電磁波家族成員很多，有無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線等，電視機的遙控器是利用 　 　工作的；軍事上雷達利用電磁波可以探測飛機的蹤跡，某雷達從發出到接收由飛機反射回的電磁波的時間為8×10﹣4s，則飛機與雷達的距離為 　 　km（光速為3.0×105km/s）。
（8）可燃冰是一種天然氣水合物的俗稱，每立方米可燃冰可釋放164立方米甲烷。可燃冰雖好，但開采不易。2017年我國突破了這一開采技術。那么可燃冰所含有的能量形式是 　 　。
A．核能B．化學能C．內能D．太陽能
期末押題預測 電磁波譜
參考答案與試題解析
一．選擇題（共5小題）
1．（2024秋 通州區期末）宇宙中到處存在的中性氫可以產生波長為21cm的譜線，這一譜線書寫了宇宙的故事。我國于2016年在貴州落成啟用的世界最大的500m口徑球面射電望遠鏡（簡稱FAST）其中一個重要的任務就是在茫茫宇宙中探索中性氫的蹤跡。下列數據與中性氫譜線的頻率最接近的是（　　）
A．106Hz B．107Hz C．108Hz D．109Hz
【考點】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】D
【分析】根據真空中的電磁波波速與波長的關系式列式求解。
【解答】解：根據c＝λf，得f，代入數據解得f＝1.43×109Hz，故D正確，ABC錯誤。
故選：D。
【點評】考查真空中的電磁波波速與波長的關系式，會根據題意進行準確分析解答。
2．（2024秋 長沙期末）下列有關電與磁的四幅情景圖像，說法正確的是（　　）
A．對甲：當線圈勻速轉動時，不會產生感應電流，當線圈非勻速轉動時，會產生感應電流
B．對乙：當導線中通有從左向右的電流時，小磁針的N極向里偏轉，S極向外偏轉
C．對丙：恒定的電場和恒定的磁場互相激發交替產生，就形成電磁波
D．對丁：電磁波譜中，紅外線就是紅光，紫外線就是紫光，均屬于可見光
【考點】電磁波譜；通電直導線周圍的磁場；感應電流的產生條件；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】】明確感應電流的產生條件，先明確是不是閉合回路，再分析閉合回路中磁通量是否發生變化，從而明確能否產生感應電流。
明確電磁波的產生，知道只有周期性變化的電場和磁場才能相互激發形成電磁波；根據電磁波的特點分析。
【解答】解：A、如圖轉動時，線圈磁通量一直為0，不會產生感應電流，故A錯誤；
B、當導線中通有從左向右的電流時，根據右手安培定則可知，導線下方的磁場垂直紙面向里，則小磁針的N極向里偏轉，S極向外偏轉，故B正確；
C、周期性變化的電場和周期性變化的磁場互相激發交替產生，就形成電磁波，故C錯誤；
D、紫光與紅光屬于可見光，紅外線、紫外線與紅光和紫光不同，不屬于可見光，故D錯誤；
故選：B。
【點評】本題考查感應電流的產生條件和電磁波的特點，較易。
3．（2024秋 蓮湖區期末）氬弧焊是一種使用氬氣作為保護氣體的電弧焊接技術，利用氬弧焊可以獲得致密、無飛濺且質量上乘的焊接接頭，這使得氬弧焊在航空航天、汽車制造、水利水電、石油化工等行業得到廣泛應用。氬弧焊在焊接時，電弧發出紅外線、可見光、紫外線等電磁波，電磁波在真空中的速度c＝3×108m/s，電弧發出的電磁波的波長范圍為10﹣3m～108m，則電弧發出的電磁波中，頻率最小的數量級為（　　）
A．109Hz B．1011Hz C．1014Hz D．1016Hz
【考點】電磁波譜．
【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】D
【分析】由公式c＝λf求解頻率最小的數量級。
【解答】解：電弧發出的電磁波的波長范圍為10﹣3m～108m，則電弧發出的電磁波中，若波長為108m時，由公式c＝λf，可得頻率最小為：fHz＝3×10﹣16Hz，故電弧發出的電磁波中，頻率最小的數量級為10﹣16Hz，故ABC錯誤，D正確。
故選：D。
【點評】本題以氬弧焊是一種使用氬氣作為保護氣體的電弧焊接技術為背景，考查了電磁波的應用，要求學生熟練掌握公式c＝λf。
4．（2024秋 海淀區校級期末）關于電磁場電磁波，下列說法正確的是（　　）
A．電磁波可以由電磁振蕩產生，頻率越高，在真空中傳播速度越大
B．利用電磁波傳遞信號可以實現無線通信，但電磁波不能在介質中傳播
C．只要有變化的電場就可以產生變化的磁場，從而相互激發，形成電磁波電磁波
D．平面電磁波在真空中自由傳播時，其傳播方向與其電場強度、磁感應強度均垂直
【考點】無線電波的特點和應用；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；理解能力．
【答案】D
【分析】電磁波在真空中的傳播速度都相同；電磁波也能在介質中傳播；變化的電場不一定產生變化的磁場，不一定能形成電磁波；光是橫波。
【解答】解：A、電磁波可以由電磁振蕩產生，但電磁波在真空中的傳播速度都相同，與電磁波的頻率無關，故A錯誤；
B、利用電磁波傳遞信號可以實現無線通信，電磁波也能在介質中傳播，故B錯誤；
C、變化的電場不一定產生變化的磁場，比如均勻變化的電場產生穩定的磁場，即有變化的電場不一定可以形成電磁波，故C錯誤；
D、根據電磁波的產生原理可知，電磁波在真空中自由傳播時，其傳播方向與電場強度、磁感應強度均垂直，故D正確。
故選：D。
【點評】解決本題的關鍵知道電磁波的特點，以及知道電磁波的運用，同時知道電磁波產生的條件。
5．（2024秋 西青區期末）如圖所示是我國500m口徑球面射電望遠鏡（FAST），它可以通過接收來自宇宙深處的電磁波探索宇宙。下列關于電磁波說法正確的是（　　）
A．可見光不屬于電磁波
B．電磁波不可以在真空中傳播
C．X射線的波長比紅外線的波長更長
D．電磁波的傳播是伴隨著能量向外傳遞的
【考點】電磁波譜；電磁波的發射和接收．
【專題】定性思想；歸納法；電磁場理論和電磁波；理解能力．
【答案】D
【分析】常見的電磁波從波長由長到短可以分為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線；電磁波可以在真空中傳播；電磁波可以傳遞信息，同時具有能量。
【解答】解：A、根據電磁波譜可以知道可見光屬于電磁波，故A錯誤；
B、電磁波可以在真空中傳播，不依賴介質傳播，故B錯誤；
C、根據電磁波譜可以知道X射線的波長要比紅外線的短，故C錯誤；
D、電磁波可以傳遞信息，也可以傳播能量，故D正確。
故選：D。
【點評】本題考查電磁波的特點及電磁波譜的相關知識，要牢記電磁波的基礎特點及常見的幾種電磁波的波長或頻率關系，難度不大。
二．多選題（共5小題）
（多選）6．（2024秋 天津期末）物理學是一門以實驗為基礎的學科，很多生活中的應用都來自于物理學。對于下列教材中所列的實驗和生活現象，說法正確的是（　　）
A．圖甲中，電磁波X射線可以拍攝X光照片，它的波長比紫外線更長
B．圖乙，生活中常用微波爐來加熱食物，微波是一種電磁波，具有能量
C．圖丙中，兩根通電方向相反的長直導線相互排斥，是通過電場的相互作用來實現的
D．圖丁是庫侖探究電荷間相互作用的扭秤實驗裝置，使用了放大法
【考點】電磁波譜；X射線的特點和應用；庫侖扭秤實驗和靜電力常量；兩根通電導線之間的作用力．
【專題】定性思想；推理法；電磁場理論和電磁波；理解能力．
【答案】BD
【分析】X光能量大，波長短；從能量轉化的角度，分析知道微波具有能量；電流之間的作用是通過磁場來實現的；庫侖在研究電荷間的相互作用時，利用了微小量放大法的思想。
【解答】解：A、圖甲中，電磁波X射線可以拍攝X光照片，所以X光能量高，頻率大，所以它的波長比紫外線更短，故A錯誤；
B、微波是一種電磁波，乙圖中，生活中常用微波爐來加熱食物，提供內能，說明微波具有能量，故B正確；
C、丙圖中，兩根通電方向相反的長直導線產生的磁場方向相反，因此兩導線相互排斥，相互排斥的作用是通過磁場實現的，故C錯誤；
D、圖丁是庫侖的扭秤實驗裝置圖，法國物理學家庫侖利用扭秤實驗發現了電荷之間的相互作用規律時利用了放大法的思想，故D正確。
故選：BD。
【點評】解答本題的關鍵要掌握電磁學的基礎知識，關鍵要知道異向電流相互排斥，是通過磁場實現的。微波是一種電磁波，微波具有能量。
（多選）7．（2023秋 河北期末）關于電磁波，下列說法正確的是（　　）
A．紫外線不能發生干涉現象
B．X射線不容易發生衍射現象
C．紅外線可以使大額鈔票上的熒光物質發出可見光
D．麥克斯韋電磁場理論認為變化的電場一定可以產生磁場
【考點】X射線的特點和應用；麥克斯韋電磁場理論；紅外線的特點和應用；紫外線的特點和應用．
【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】BD
【分析】根據波的干涉、衍射以及紫外線的特點結合麥克斯韋的電磁場理論進行分析解答。
【解答】解：A．紫外線屬于電磁波，可以發生干涉現象，故A錯誤；
B．根據發生明顯的衍射現象的條件可知，X射線波長短，不容易發生明顯的衍射現象，故B正確；
C．紫外線可以使大額鈔票上的熒光物質發出可見光，故C錯誤；
D．麥克斯韋電磁場理論認為變化的電場一定可以產生磁場，故D正確。
故選：BD。
【點評】考查波的干涉、衍射以及紫外線的特點結合麥克斯韋的電磁場理論，會根據題意進行準確分析解答。
（多選）8．（2023秋 承德期末）關于電磁波譜，下列說法正確的是（　　）
A．X射線可用于廣播
B．γ射線是波長最短的電磁波
C．紫外線的頻率比紫光的高
D．長波可以摧毀病變的細胞
【考點】X射線的特點和應用；γ射線的特點和應用；電磁波譜；無線電波的特點和應用；紫外線的特點和應用．
【專題】定性思想；推理法；電磁場理論和電磁波；理解能力．
【答案】BC
【分析】電磁波譜的波長排序：長波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線；由頻率與波長的關系，可知頻率與波長排序相反；由能量與頻率的關系，穿透能力和頻率的關系，可知其是否適合應用。
【解答】解：A．由電磁波譜可知，X射線的波長短、頻率高、能量高，具有較強的穿透能力，所以不能用于廣播，故A錯誤；
B．由電磁波譜可知，γ射線波長最短，頻率最高，故B正確；
C．由電磁波譜可知，紫外線的波長比紫光短，紫外線的頻率比紫光的高，故C正確；
D．長波波長較長，頻率較低，能量較小，不可用于摧毀病變的細胞，故D錯誤。
故選：BC。
【點評】本題考查電磁波的應用，關鍵是掌握電磁波的波長、頻率的大小關系。
（多選）9．（2024 鎮海區模擬）如圖的圖片均來自同學們的物理課本，你認為說法正確的是（　　）
A．圖甲中，該同學讓蜂鳴器在自己頭頂上空做勻速圓周運動，該同學能聽到蜂鳴器音調發聲變化，這叫多普勒效應
B．圖乙中，是在用水波研究波的折射現象，其中的虛線ab表示的是法線
C．圖丙中，人類在1974年向銀河系中發出對外星人的問候，是用電磁波發射的，在發射前要進行調制而不是調諧
D．圖丁中，夜視儀攝影技術中用的是紅外線而不是紫外線
【考點】紅外線的特點和應用；波的折射現象；多普勒效應及其應用；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；推理論證能力．
【答案】CD
【分析】根據多普勒效應的條件分析A；根據折射現象的特點分析B；根據電磁波的發射與接收規律分析C，夜視儀攝影技術中用的是紅外線。
【解答】解：A．圖甲中，該同學與蜂鳴器之間的距離沒有發生變化，不會產生多普勒效應，故A錯誤；
B．圖乙中的虛線ab表示的是不同折射率的介質之間的界面，并非法線，故B錯誤；
C．在發射電磁波的時候，將信號加載到電磁波中的過程叫做調制，在接收電磁波的時候，使接收電路中產生電諧振的過程叫做調諧，圖丙中，人類在1974年向銀河系中發出對外星人的問候，發射前進行的是調制，故C正確；
D．夜間，不同溫度的物體會發出不同特征的紅外線，夜視儀攝影技術中用的是紅外線，故D正確。
故選：CD。
【點評】本題考查多普勒效應及應用，解題關鍵掌握物理知識點在實際生活中的應用。
（多選）10．（2024春 瀏陽市期末）關于電磁波，下列敘述正確的是（　　）
A．電磁波在真空中自由傳播時，其傳播方向與電場強度、磁感應強度平行
B．周期性變化的電場和磁場可以相互激發，形成電磁波
C．電磁波可以在真空中傳播
D．電磁波的頻率越高，在真空中傳播的速度越大
【考點】電磁波的波長、頻率和波速的關系；電磁波的產生；電磁波的特點和性質（自身屬性）；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】BC
【分析】ACD、電磁波傳播的不需要靠介質，任何頻率的電磁波在真空是一樣的；
B、麥克斯韋理論描述電磁波是電場和磁場周期性變化形成的。
【解答】解：A、電磁波在真空中自由傳播時，其傳播方向與電場強度、磁感應強度均垂直，故A錯誤；
B、根據麥克斯韋電磁場理論，周期性變化的磁場產生周期性變化的電場，周期性變化的電場產生周期性變化的磁場，相互激發，形成電磁波，故B正確；
CD、電磁波的傳播不需要靠介質，可以在真空中傳播，任何頻率的電磁波在真空中的傳播速度不變，故C正確，D錯誤；
故選：BC。
【點評】本題主要考查學生對于電磁波傳播的特點和形成以及對麥克斯韋理論的基礎知識的記憶和理解。
三．填空題（共3小題）
11．（2023秋 思明區校級月考）使用藍牙耳機接聽手機來電，信號傳輸示意圖如圖所示。藍牙通信的電磁波波長比手機通信的電磁波波長 　短　（填“短”、“長”或“相等”），在空氣中的傳播速度大小約為 　3×108　m/s。（保留一位有效數字）
【考點】電磁波的波長、頻率和波速的關系．
【專題】定量思想；歸納法；電磁場理論和電磁波；理解能力．
【答案】短，3×108。
【分析】根據v＝λf公式分析，電磁波在空氣中的速度約等于光速。
【解答】解：由圖知藍牙通信的電磁波頻率比手機通信的電磁波高，根據v＝λf可知藍牙通信的電磁波波長比手機通信的電磁波波長短。
電磁波在空氣中的傳播速度大小約為3×108m/s。
故答案為：短，3×108。
【點評】知道波速、波長和頻率的關系，知道電磁波在空氣中的傳播速度等于光速。
12．（2023春 寶山區校級期中）電磁波的電場E的方向和磁場B的方向 　垂直　（填“平行”或“垂直”），一雷達放出一束頻率為1000MHz的雷達波，當雷達波射入水中時，雷達波頻率 　不變　（填“變大”、“變小”或“不變”）。
【考點】電磁波的波長、頻率和波速的關系；麥克斯韋電磁場理論；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】垂直；不變。
【分析】根據電磁波理論分析。
【解答】解：電磁波的電場E的方向和磁場B的方向垂直。
雷達波的頻率由波源（雷達）決定，與介質無關，所以射入水中后頻率不變。
故答案為：垂直；不變。
【點評】本題關鍵掌握電磁波理論。
13．（2023春 嘉定區校級期中）依據下面情境，判斷下列說法對錯。
2021年6月23日，北京航天飛行控制中心同正在天和核心艙執行任務的神舟十二號航天員通話。相距萬里的通話是利用了電磁波的傳輸。
（1）電磁場由發生區域向遠處的傳播就形成電磁波。 　正確　
（2）電場或磁場隨時間變化時一定會產生電磁波。 　錯誤　
（3）麥克斯韋第一次用實驗證實了電磁波的存在。 　錯誤　
（4）電磁波譜中最不容易發生明顯衍射的是無線電波。 　錯誤　
【考點】電磁波譜；電磁波的產生；電磁波的發現．
【專題】定性思想；推理法；電磁場理論和電磁波；理解能力．
【答案】正確；錯誤；錯誤；錯誤。
【分析】本題根據電磁波的形成與傳播規律，以及赫茲的科學貢獻，即可解答。
【解答】解：（1）.電磁場由發生區域向遠處的傳播就形成電磁波，故正確；
（2）.根據麥克斯韋電磁場理論可知，電場隨時間均勻變化時，只能產生恒定的磁場，不能形成電磁波，故錯誤；
（3）.麥克斯韋提出了電磁場理論，赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在，故錯誤；
（4）.電磁波譜中無線電波的波長最長，γ射線波長最短，所以最容易發生衍射的是無線電波，最不容易發生明顯衍射的是γ射線，故錯誤；
故答案為：正確；錯誤；錯誤；錯誤。
【點評】本題考查學生對電磁波的形成與傳播規律，以及赫茲的科學貢獻的掌握，難度不高，比較基礎。
四．解答題（共2小題）
14．（2024秋 崇明區期末）2024年10月30日4時27分，神州十九號載人飛船搭載三名航天員，由長征二號F遙十九火箭從我國酒泉衛星發射中心發射升空，并于10分鐘后飛船與火箭成功分離，進入預定軌道。約6.5小時后對接于天和核心艙前端口。請完成下列問題：
（1）（多選）核心艙和地面間使用無線電波聯系，核心艙內宇航員之間使用聲波交流。無線電波和聲波的特點 　CD　。
A．都不需要介質傳播
B．都屬于電磁波
C．都能傳遞能量和信息
D．都能發生干涉和衍射
（2）航天員乘組隨火箭加速上升過程中，處于超重狀態。
①他們受到地球的引力逐漸 　變小　（選填“變大”、“不變”或“變小”）。
②在進入核心艙后幾乎處于完全失重狀態，則他們 　B　。
A．受地球引力，無加速度
B．受地球引力，有加速度
C．無地球引力，無加速度
D．無地球引力，有加速度
（3）以地面為參照系，宇航員在地面上的質量為m0，在核心艙內的質量為m，已知核心艙相對地面的飛行速度為v，如果只考慮狹義相對論效應，則m和m0的關系正確的是 　D　。
A．m＝m0
B．m＝m0
C．m＝m0
D．m
（4）空間站窗外射進一束陽光，照射到一空心水晶球上。航天員發現水晶球特別明亮，這是光在水晶球內部空氣表面發生了全反射現象，如圖所示。如果水晶折射的臨界角為C。
①則水晶的折射率n＝ 　　。
②圖中發生全反射的入射光線與反射光線間夾角θ大小一定 　D　。
A．等于C
B．等于2C
C．小于2C
D．大于等于2C
（5）計算：空間站的運動可以看作為圍繞地球的勻速圓周運動。若地球表面重力加速度g＝9.8m/s2，地球半徑R＝6400km，空間站軌道離地高度h＝400km。
①求空間站運動的速度v；（保留三位有效數字）
②簡要說明：空間站的速度為什么小于第一宇宙速度？
【考點】電磁波的波長、頻率和波速的關系；超重與失重的概念、特點和判斷；萬有引力的基本計算；第一、第二和第三宇宙速度的物理意義．
【專題】定量思想；推理法；萬有引力定律的應用專題；推理論證能力．
【答案】（1）CD；（2）①變小，②B；（3）D；（4）①，②D；（5）①空間站運動的速度v為7.68km/s；②原因如上。
【分析】（1）根據聲波和電磁波的相同點和區別進行分析判斷；
（2）根據萬有引力公式結合物體的受力情況、牛頓第二定律進行分析判斷；
（3）根據愛因斯坦的狹義相對論列式推導；
（4）根據全反射臨界角的公式結合全反射規律進行分析解答；
（5）根據萬有引力提供向心力和黃金代換式列式求解線速度和解釋線速度和第一宇宙速度的關系。
【解答】解：（1）AB．聲波需要介質，且不屬于電磁波，無線電波可以不需要介質傳播，故AB錯誤；
CD．都能傳遞能量和信息，能發生干涉和衍射，故CD正確。
故選：CD。
（2）①根據F＝G，上升過程中r逐漸增大，故他們受到地球的引力逐漸變小；
②在進入核心艙后幾乎處于完全失重狀態，則他們受地球引力，有加速度（向心加速度），故B正確，ACD錯誤。
故選：B。
（3）根據愛因斯坦的狹義相對論公式，運動物體質量隨速度的增大而增大，則有m，故D正確，ABC錯誤。
故選：D。
（4）①根據sinC，可得水晶的折射率n。
②圖中發生全反射時入射角大于或者等于臨界角C，根據反射角好入射角關系，可得入射光線與反射光線間夾角θ大小一定大于等于2C，故D正確，ABC錯誤。
故選：D。
（5）①設地球質量為M，物體質量為m1，則在地面上Gm1g，得GM＝gR2，設空間站質量為m2，則根據牛頓第二定律有Gm2 ，解得v＝7.68×103m/s＝7.68km/s；
②第一宇宙速度是物體近地運動時能圍繞地球做圓周運動的速度，空間站在離地面400km處，不是近地運動，做圓周運動的半徑大于地球半徑，根據v，所以空間站的速度小于第一宇宙速度。
故答案為：（1）CD；（2）①變小，②B；（3）D；（4）①，②D；（5）①空間站運動的速度v為7.68km/s；②原因如上。
【點評】考查萬有引力定律的應用以及相對論知識，全反射和臨界角的問題，會根據題意進行準確分析解答。
15．（2024秋 松江區校級期中）磁場，自古以來便吸引著人類的好奇心。從古代司南指引方向，到現代科技中無所不在的應用，它跨越時空，見證了人類文明的進步與科技的飛躍。
（1）一根長為20cm的通電導線放在勻強磁場中，導線中的電流為0.05A，導線與磁場方向垂直，若它受到的磁場力大小為2×10﹣3N，則磁感應強度為 　0.2　T；若將導線中的電流增大為原來的2倍，其他條件不變，則通電導線受到的磁場力變為原來的 　2　倍。
（2）矩形金屬線框位于通電長直導線附近，線圈與直導線在同一豎直平面內，線框的兩個邊與直導線平行，若使長直導線中的電流增大，線框中 　能　產生感應電流（選填“能”或“不能”）；為使得線框中產生感應電流，可以讓線框 　向右　平移（選填“向上”或“向右”）。
（3）1820年，丹麥物理學家 　奧斯特　發現了“電流的磁效應”，建立了電和磁的聯系。1831年，　法拉第　通過多年的實驗研究終于實現了“磁生電”的夢想，發現了電磁感應定律，并且制造了世界上第一臺電動機和發電機。
（4）如圖2所示，矩形線框面積為S，處于磁感應強度大小為B的勻強磁場中，線框可繞如圖所示的方向與磁場垂直的虛線軸轉動，當線框平面與磁場方向的夾角為150°時穿過線框的磁通量為 　　；從當前位置轉動240°后，穿過線框的磁通量的變化量的絕對值為 　BS　。
（5）作圖題：在“用DIS研究通電螺線管的磁感應強度”的實驗中，調節傳感器的高度，使它的探管正好在螺線管的軸線上，用該傳感器測量M、N之間各點的磁感應強度B的大小，并將傳感器頂端與M點的距離記作x，試定性畫出B﹣x圖像。
（6）作圖題：畫出由電流產生的磁場方向確定導線或線圈中的電流方向。
（7）電磁波的應用非常廣泛，電磁波家族成員很多，有無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線等，電視機的遙控器是利用 　紅外線　工作的；軍事上雷達利用電磁波可以探測飛機的蹤跡，某雷達從發出到接收由飛機反射回的電磁波的時間為8×10﹣4s，則飛機與雷達的距離為 　120　km（光速為3.0×105km/s）。
（8）可燃冰是一種天然氣水合物的俗稱，每立方米可燃冰可釋放164立方米甲烷。可燃冰雖好，但開采不易。2017年我國突破了這一開采技術。那么可燃冰所含有的能量形式是 　B　。
A．核能
B．化學能
C．內能
D．太陽能
【考點】紅外線的特點和應用；能量守恒定律的內容與發展；電流磁效應的發現；通電直導線周圍的磁場；磁感應強度的公式計算；磁通量的計算；計算磁通量的變化量；感應電流的產生條件．
【專題】定量思想；推理法；電磁感應與電路結合；磁場 磁場對電流的作用；電磁場理論和電磁波；推理論證能力．
【答案】（1）0.2，2；（2）能，向右；（3）奧斯特，法拉第；（4）BS，BS；（5）見解析；（6）見解析；（7）紅外線，120；（8）B。
【分析】（1）根據公式F＝BIL計算分析；
（2）根據感應電流產生的條件分析；
（3）根據物理學史分析；
（4）根據磁通量的定義式分析；
（5）根據通電螺線管的磁場特點分析；
（6）根據安培定則分析；
（7）根據位移與速度的關系計算；
（8）根據可燃冰釋放能量的方式分析。
【解答】解：（1）根據F安＝BIL可得：B。若將導線中的電流增大為原來的2倍，其他條件不變，根據F安＝BIL可知，通電導線受到的安培力變為原來的2倍；
（2）線框處在直導線的磁場之中，若使長直導線中的電流增大，穿過線框的磁通量增大，根據產生感應電流的條件可知線框中有感應電流產生；為使得線框中產生感應電流，可以向右移動線框，使穿過線框的磁通量變化；
（3）1820年，丹麥物理學家 奧斯特發現了“電流的磁效應”，建立了電和磁的聯系。1831年，法拉第通過多年的實驗研究終于實現了“磁生電”的夢想，發現了電磁感應定律；
（4）線框平面與磁場方向的夾角為150°時穿過線框的磁通量為，從當前位置轉動240°后，穿過線框的磁通量變為Φ'＝BSsin（240°+30°）＝﹣BS，在當前位置的磁通量為，所以磁通量變化量的絕對值為
（5）在“用DIS研究通電螺線管的磁感應強度”的實驗中，用磁傳感器測量螺線管的軸線上各點的磁感應強度。螺線管內部的磁場近似為勻強磁場，螺線管管口向外，磁場減弱.根據該性質可知，B隨x的變化是先增大，后不變，再減小.故最后做出B﹣x圖象如下圖所示
（6）根據安培定則各個分析即可，方向如下圖所示
（7）電視機的遙控器是利用紅外線工作的，飛機與雷達的距離為
x
（8）可燃冰是在燃燒時釋放能量的，所以可燃冰儲存的能量形式是化學能，故B正確，ACD錯誤。
故選：B。
故答案為：（1）0.2，2；（2）能，向右；（3）奧斯特，法拉第；（4）BS，BS；（5）見解析；（6）見解析；（7）紅外線，120；（8）B。
【點評】本題考查的內容比較多，但都是基礎知識，比如安培力公式，安培定則，感應電流產生的條件等，都是需要熟練記憶的，基礎題。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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