資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
新課預習銜接 電磁波的發現及其應用
一．選擇題（共5小題）
1．（2024春 天山區校級期末）下列說法正確的是（　　）
A．法拉第建立了經典電磁學理論
B．赫茲通過實驗捕捉到了電磁波，證實了電磁場理論
C．為了得出與實驗相符的黑體輻射公式，愛因斯坦提出了能量子的假說
D．奧斯特通過實驗，發現了“磁生電”是一種在變化、運動的過程中才能出現的效應
2．（2024春 鯉城區校級期末）如圖所示是利用位移傳感器測速度的裝置，發射器A固定在被測的運動物體上，接收器B固定在桌面上。測量時A向B同時發射一個紅外線脈沖和一個超聲波脈沖。從B接收到紅外線脈沖開始計時，到接收到超聲波脈沖時停止計時，根據兩者時間差確定A與B間距離。則下列說法正確的是（　　）
A．B接收的超聲波與A發出的超聲波頻率相等
B．時間差不斷增大時說明A一定在加速遠離B
C．紅外線與超聲波均能在真空中傳播
D．紅外線能發生偏振現象，而超聲波不能發生偏振現象
3．（2024春 慈溪市期末）關于電磁波，下列說法正確的是（　　）
A．電磁波依靠電和磁的相互“感應”以及介質的振動而傳播
B．無線電波較可見光更容易發生明顯的衍射現象
C．紅外線具有較高的能量，足以破壞細胞核中的物質
D．麥克斯韋預言了光是電磁波，并通過實驗證實了電磁場理論
4．（2024春 克州期末）下列說法不正確的是（　　）
A．聽到迎面而來越來越尖銳的汽笛聲，這是波的多普勒效應
B．變化的磁場能產生電場，變化的電場也能產生磁場
C．圍繞振動的音叉轉一圈會聽到忽強忽弱的聲音，這是聲音的衍射現象
D．紅外線、X射線、紫外線、可見光都是電磁波
5．（2024春 東莞市期末）有“中國天眼”美譽的FAST是目前世界最大口徑的射電望遠鏡，它是一種用于接收和研究天體發射的電磁波的特殊裝置。下列關于電磁波的說法正確的是（　　）
A．可見光不屬于電磁波
B．電磁波能傳播信息，不能傳播能量
C．X射線的波長比紅外線的波長更長
D．電磁波在真空中的速度等于光速c
二．多選題（共4小題）
（多選）6．（2024春 龍巖期末）關于電磁波，下列說法正確的是（　　）
A．CT機是通過X射線拍攝人體組織
B．驗鈔機通過發出紅外線使鈔票熒光物發光
C．常用的遙控器通過發出紫外線脈沖信號來遙控電視機
D．醫院里經常通過γ射線摧毀病變細胞來對患者進行治療
（多選）7．（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
（多選）8．（2024春 浦東新區校級期末）電磁波可應用與衛星通信，下列說法中正確的是（　　）
A．當電磁波的頻率和振蕩電路的固有頻率相同時，振蕩電流的振幅最大，接收到的能量最大
B．電磁波的頻率越高，越趨近于直線傳播，衍射能力越差，在傳播中的衰減也越大
C．為了有效地發射電磁波，可降低LC開放電路的振蕩頻率
D．衛星通信是利用衛星作為無線電波傳播的中繼站，補充能量后再發往下一站
（多選）9．（2024秋 碑林區校級期末）下列說法中正確的是（　　）
A．電磁波是橫波
B．為了從高頻電流中取出所攜帶的聲音信號就要進行調制
C．紅外線應用在遙感技術中是利用了它的穿透本領強的特性
D．醫學上用透視或“CT”來檢查人體內部器官，它們都用到了X射線
三．填空題（共4小題）
10．（2024秋 閔行區校級期末）在電磁波譜中，波長最長的是 　 　；能引起熒光效應，用于驗鈔的是 　 　。
11．（2022春 潮州期末）家用微波爐的微波、廣播電臺的短波、DVD機的激光（可見光）、人體透視用的X射線，它們的頻率分別為f1、f2、f3、f4，按照頻率由小到大排列應為 　 　。
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”）。
13．（2021秋 金臺區期末）英國物理學家 　 　預言了電磁波的存在，德國物理學家 　 　通過實驗證實了電磁波的存在；醫院利用 　 　滅菌消毒（選填“紫外線”或“紅外線”）。
四．解答題（共2小題）
14．（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）
15．（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。
新課預習銜接 電磁波的發現及其應用
參考答案與試題解析
一．選擇題（共5小題）
1．（2024春 天山區校級期末）下列說法正確的是（　　）
A．法拉第建立了經典電磁學理論
B．赫茲通過實驗捕捉到了電磁波，證實了電磁場理論
C．為了得出與實驗相符的黑體輻射公式，愛因斯坦提出了能量子的假說
D．奧斯特通過實驗，發現了“磁生電”是一種在變化、運動的過程中才能出現的效應
【考點】電磁波的發現；麥克斯韋電磁場理論．
【專題】定性思想；歸納法；電磁場理論和電磁波；理解能力．
【答案】B
【分析】根據法拉第、赫茲、麥克斯韋、普朗克和愛因斯坦的主要貢獻分析。
【解答】解：A、麥克斯韋建立了經典電磁學理論，故A錯誤；
B、赫茲通過實驗捕捉到了電磁波，證實了電磁場理論，故B正確；
C、為了得出與實驗相符的黑體輻射公式，普朗克提出了能量子假說，故C錯誤；
D、法拉第通過實驗，發現了“磁生電”是一種在變化、運動的過程中才能出現的效應，故D錯誤。
故選：B。
【點評】掌握著名物理學家的主要貢獻是解題的基礎。
2．（2024春 鯉城區校級期末）如圖所示是利用位移傳感器測速度的裝置，發射器A固定在被測的運動物體上，接收器B固定在桌面上。測量時A向B同時發射一個紅外線脈沖和一個超聲波脈沖。從B接收到紅外線脈沖開始計時，到接收到超聲波脈沖時停止計時，根據兩者時間差確定A與B間距離。則下列說法正確的是（　　）
A．B接收的超聲波與A發出的超聲波頻率相等
B．時間差不斷增大時說明A一定在加速遠離B
C．紅外線與超聲波均能在真空中傳播
D．紅外線能發生偏振現象，而超聲波不能發生偏振現象
【考點】紅外線的特點和應用；多普勒效應及其應用．
【專題】定性思想；歸納法；波的多解性；理解能力．
【答案】D
【分析】根據多普勒效應分析；時間差增大只能說明A在遠離B；超聲波不能在真空中傳播；超聲波是縱波。
【解答】解：A、因為多普勒效應B接收的超聲波與A發出的超聲波頻率不相等，故A錯誤；
B、時間差不斷增大時說明A一定在遠離B，但不能確定A的運動性質，故B錯誤；
C、紅外線可以在真空中傳播，但超聲波不能在真空中運動，故C錯誤；
D、紅外線能發生偏振現象，而超聲波是縱波，不能發生偏振現象，故D正確。
故選：D。
【點評】掌握多普勒效應，知道超聲波是縱波，超聲波不能在真空中傳播。
3．（2024春 慈溪市期末）關于電磁波，下列說法正確的是（　　）
A．電磁波依靠電和磁的相互“感應”以及介質的振動而傳播
B．無線電波較可見光更容易發生明顯的衍射現象
C．紅外線具有較高的能量，足以破壞細胞核中的物質
D．麥克斯韋預言了光是電磁波，并通過實驗證實了電磁場理論
【考點】紅外線的特點和應用；電磁波的發現；電磁波的發射和接收；無線電波的特點和應用．
【專題】定性思想；歸納法；電磁場理論和電磁波；理解能力．
【答案】B
【分析】電磁波的傳播不需要介質；波長越長的波越容易發生衍射；紫外線的能量較大；麥克斯韋預言了電磁波的存在，赫茲實驗證實的。
【解答】解：A、電磁波依靠電和磁的相互“感應“而傳播，不需要介質，故A錯誤；
B、無線電波的波長較長，較可見光更容易發生明顯的衍射現象，故B正確；
C、紫外線具有較高的能量，足以破壞細胞核中的物質，所以可以殺毒滅菌，故C錯誤；
D、麥克斯韋預言了光是電磁波，赫茲通過實驗證實了電磁場理論，D錯誤。
故選：B。
【點評】知道無線電波、紅外線和紫外線的特點，以及知道電磁波的發現史是解題的基礎。
4．（2024春 克州期末）下列說法不正確的是（　　）
A．聽到迎面而來越來越尖銳的汽笛聲，這是波的多普勒效應
B．變化的磁場能產生電場，變化的電場也能產生磁場
C．圍繞振動的音叉轉一圈會聽到忽強忽弱的聲音，這是聲音的衍射現象
D．紅外線、X射線、紫外線、可見光都是電磁波
【考點】電磁波與信息化社會；多普勒效應及其應用；聲波及其應用；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】C
【分析】聽到迎面而來的尖銳汽笛聲這是多普勒效應造成的；根據麥克斯韋理論分析判斷；聽到忽強忽弱的聲音，是聲音的干涉現象；根據電磁波譜分析。
【解答】解：A．聽到迎面而來越來越尖銳的汽笛聲，即汽車靠近時感覺音調升高，是多普勒效應，故A正確；
B．根據麥克斯韋理論可知，變化的磁場能產生電場，變化的電場也能產生磁場，故B正確；
C．圍繞振動的音叉轉一圈會聽到忽強忽弱的聲音，是由于音叉發出兩個頻率相同的聲波相互疊加，從而出現加強區和減弱區，屬于波的干涉現象，故C錯誤；
D．紅外線、X射線、紫外線、可見光都是電磁波，故D正確。
本題選錯誤的，故選：C。
【點評】本題考查了多普勒效應，電磁波、波的干涉現象的相關知識，知道多普勒效應、波的干涉現象與生活中相對應的例子，掌握干涉的特點、多普勒效應現象的特點。
5．（2024春 東莞市期末）有“中國天眼”美譽的FAST是目前世界最大口徑的射電望遠鏡，它是一種用于接收和研究天體發射的電磁波的特殊裝置。下列關于電磁波的說法正確的是（　　）
A．可見光不屬于電磁波
B．電磁波能傳播信息，不能傳播能量
C．X射線的波長比紅外線的波長更長
D．電磁波在真空中的速度等于光速c
【考點】X射線的特點和應用；電磁波的特點和性質（自身屬性）；電磁波的發射和接收；可見光的特點和光譜．
【專題】定性思想；推理法；電磁場理論和電磁波；理解能力．
【答案】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；電磁波可以傳遞信息，同時具有能量；電磁波在真空中的光速都等于光速c，據此分析各個選項。
【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、電磁波可以傳遞信息，也可以傳播能量，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、所有電磁波在真空中的傳播速度都等于光速c，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4小題）
（多選）6．（2024春 龍巖期末）關于電磁波，下列說法正確的是（　　）
A．CT機是通過X射線拍攝人體組織
B．驗鈔機通過發出紅外線使鈔票熒光物發光
C．常用的遙控器通過發出紫外線脈沖信號來遙控電視機
D．醫院里經常通過γ射線摧毀病變細胞來對患者進行治療
【考點】γ射線的特點和應用；紅外線的特點和應用；紫外線的特點和應用；X射線的特點和應用．
【專題】定性思想；歸納法；電磁場理論和電磁波；理解能力．
【答案】AD
【分析】根據X射線、紫外線紅外線和γ射線的特點及應用分析。
【解答】解：A．醫院里“CT”機使用的電磁波是X射線，利用X射線能夠穿透物質，來檢查人體的內部器官，故A正確；
B．驗鈔機利用的是紫外線的熒光效應，故B錯誤；
C．用來控制電視機的遙控器發出的電磁波屬于紅外線，故C錯誤；
D．因為γ射線高能量高可以摧毀病變細胞，所以醫院常用γ射線來治療癌癥，故D正確；
故選：AD。
【點評】掌握X射線、紫外線紅外線和γ射線的特點以及在日常生活中的應用是解題的基礎。
（多選）7．（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。
（多選）8．（2024春 浦東新區校級期末）電磁波可應用與衛星通信，下列說法中正確的是（　　）
A．當電磁波的頻率和振蕩電路的固有頻率相同時，振蕩電流的振幅最大，接收到的能量最大
B．電磁波的頻率越高，越趨近于直線傳播，衍射能力越差，在傳播中的衰減也越大
C．為了有效地發射電磁波，可降低LC開放電路的振蕩頻率
D．衛星通信是利用衛星作為無線電波傳播的中繼站，補充能量后再發往下一站
【考點】電磁波與信息化社會；電磁振蕩及過程分析；電磁振蕩的周期和頻率的影響因素．
【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】ABD
【分析】根據電諧振分析；電磁波的頻率越高，波長越小，越趨近于直線傳播，衍射能力越差，據此分析解答；為了有效地向空間輻射能量，振蕩電路的頻率越高越好；衛星通信是利用衛星作為無線電波傳播的中繼站，補充能量后再發往下一站。
【解答】解：A．當電磁波的頻率和振蕩電路的固有頻率相同時，會產生電諧振，振蕩電流的振幅最大，接收電路產生的振蕩電流最強，接收到的能量最大，故A正確；
B．電磁波的頻率越高，波長越小，越趨近于直線傳播，衍射能力越差，在傳播中的衰減也越大，故B正確；
C．為了有效地發射電磁波，可增大LC開放電路的振蕩頻率，故C錯誤；
D．衛星通信是利用衛星作為無線電波傳播的中繼站，補充能量后再發往下一站，故D正確。
故選：ABD。
【點評】本題考查了電磁波的發射和接收問題，解決本題的關鍵是熟悉電磁波的發射和接收的過程。
（多選）9．（2024秋 碑林區校級期末）下列說法中正確的是（　　）
A．電磁波是橫波
B．為了從高頻電流中取出所攜帶的聲音信號就要進行調制
C．紅外線應用在遙感技術中是利用了它的穿透本領強的特性
D．醫學上用透視或“CT”來檢查人體內部器官，它們都用到了X射線
【考點】電磁波與信息化社會．
【專題】應用題；學科綜合題；定性思想；推理法；電磁場理論和電磁波；理解能力．
【答案】AD
【分析】電磁波是橫波，結合電磁波的發射過程、電磁波譜的特點進行分析即可。
【解答】解：A、電磁波是橫波，能觀察到其偏振現象，故A正確；
B、從高頻電流中取出所攜帶的聲音信號就要進行解調，故B錯誤；
C、紅外線應用在遙感技術中是利用紅外線探測器接收物體發出的紅外線，可探知被探物體的特征，故C錯誤；
D、醫學上用透視或“CT”來檢查人體內部器官，它們都用到了X射線，故D正確。
故選：AD。
【點評】本題要了解電磁的特點、電磁波的發射及各電磁波譜的特點，基礎題，加強記憶。
三．填空題（共4小題）
10．（2024秋 閔行區校級期末）在電磁波譜中，波長最長的是 　無線電波　；能引起熒光效應，用于驗鈔的是 　紫外線　。
【考點】電磁波譜．
【專題】比較思想；歸納法；電磁場理論和電磁波；理解能力．
【答案】無線電波，紫外線。
【分析】根據電磁波譜判斷；根據紫外線的特點判斷即可。
【解答】解：根據電磁波譜，可知波長最長的電磁波是無線電波，紫外線有使熒光物質發光的特性，故常用來驗鈔。
故答案為：無線電波，紫外線。
【點評】本題考查了無線電波和紫外線的特點及應用，要求學生對電磁波譜中的各種電磁波的特點及應用要熟練掌握。
11．（2022春 潮州期末）家用微波爐的微波、廣播電臺的短波、DVD機的激光（可見光）、人體透視用的X射線，它們的頻率分別為f1、f2、f3、f4，按照頻率由小到大排列應為 　f2＜f1＜f3＜f4　。
【考點】電磁波譜．
【專題】比較思想；歸納法；電磁場理論和電磁波；理解能力．
【答案】f2＜f1＜f3＜f4。
【分析】電磁波的頻率從小到大的順序為：無線電波，紅外線，可見光，紫外線，X射線，γ射線。
【解答】解：根據電磁波譜，可知電磁波的頻率從小到大的順序為：無線電波，紅外線，可見光，紫外線，X射線，γ射線，所以按照頻率從小到大排列的電磁波譜依次是無線電波、微波、可見光、X射線，所以有f2＜f1＜f3＜f4。
故答案為：f2＜f1＜f3＜f4。
【點評】本題考查電磁波的基礎知識，屬于基礎題目，要加強該部分知識的記憶。
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。
13．（2021秋 金臺區期末）英國物理學家 　麥克斯韋　預言了電磁波的存在，德國物理學家 　赫茲　通過實驗證實了電磁波的存在；醫院利用 　紫外線　滅菌消毒（選填“紫外線”或“紅外線”）。
【考點】電磁波與信息化社會；力學物理學史．
【專題】定性思想；歸納法；電磁場理論和電磁波；理解能力．
【答案】麥克斯韋，赫茲，紫外線。
【分析】麥克斯韋預言了電磁波的存在，赫茲證實了電磁波的存在，紫外線有殺菌消毒的作用和可以使熒光物質發光的特性。
【解答】解：根據物理學史，可知英國物理學家麥克斯韋預言了電磁波的存在，德國物理學家赫茲用實驗成功證實了電磁波的存在，紫外線具有殺菌消毒的作用，所以醫院用作滅菌消毒。
故答案為：麥克斯韋，赫茲，紫外線。
【點評】本題考查電磁波的發現歷程，要注意明確麥克斯韋提出了電磁場理論，但是赫茲證實了電磁波的存在。
四．解答題（共2小題）
14．（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。
15．（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。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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