67讲 电学专有讲义（师生版） 2023年初中物理自主招生讲义68讲

第1 页/ 共16 页 初中物理自主招生讲义67 1．红外线 【知识点的认识】 在光谱中波长自760m 至400μm 的电磁波称为红外线，红外线是不可见光线．所有高于绝 对零度（﹣27315℃）的物质都可以产生红外线．现代物理学称之为热射线．医用红外线 可分为两类：近红外线与远红外线．红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，由英 国科学家赫歇尔于1800 年发现，又称为红外热辐射，他将太阳光用三棱镜分解开，在各种 不同颜色的色带位置上放置了温度计，试图测量各种颜色的光的加热效应．结果发现，位 于红光外侧的那支温度计升温最快．因此得到结论：太阳光谱中，红光的外侧必定存在看 不见的光线，这就是红外线．也可以当作传输之媒介．太阳光谱上红外线的波长大于可见 光线，波长为075～1000μm．红外线可分为三部分，即近红外线，波长为（075 1 ﹣）～ （25 3 ﹣）μm 之间；中红外线，波长为（25 3 ﹣）～（25 40 ﹣ ）μm 之间；远红外线，波长 为（25 40 ﹣ ）～l000μm 之间． 【命题方向】 红外线的应用是命题方向，一般以选择题形式出现．例如应用：生活中高温杀菌，红外线 夜视仪，监控设备，手机的红外口，宾馆的房门卡，汽车、电视机的遥控器、洗手池的红 外感应，饭店门前的感应门． 【解题方法点拨】 利用物理性质解题：1．有热效应2．穿透云雾的能力强3．治疗作用． 一．红外线（共1 小题） 1．电视机遥控器可以发出不同的 ，来实现电视机的遥控；适当的 照射有助于 人体合成维生素D “ ”“ ” ．（选填红外线 紫外线） 2．电磁波的产生 【知识点的认识】 （1）电流的迅速变化会在周围空间激起电磁波，不变化的电流不能激起电磁波； （2）可以在真空中或者介质中通过变化的电场和磁场相互激发，形成电磁波． 【解题方法点拨】 （1）探究电磁波产生实验：打开收音机开关，旋至没有电台的位置，将音量开大，将导线 第1 页/ 共16 页 “ 的一端与电池的一极相连，再将导线的另一端与电池另一极时断时续地接触，会听到喀 ” 喀的杂音．这个实验说明迅速变化的电流会产生电磁波． （2）常见的电磁波发射器有广播电台、电视台，接收器有收音机、电视机；手机既可以发 射电磁波，又可以接收电磁波． 【命题方向】 对电磁波的产生是一个难点，但中考出题几乎不深挖掘，知道迅速变化的电流产生电磁 波，广播、电视、移动通信传递电磁波即可． 例1 “ ：小明在家里看电视时发现：只要妈妈在旁边使用电吹风，屏幕上就会出现很多雪 ” “ ” 花；电吹风一停，雪花也随即消失．这是因为电视机接收到了电吹风产生的（ ） ．超声波 B ．次声波 ．噪声 D．电磁波 分析：要解答本题需掌握：变化的电流周围存在着电磁波，以及收音机和电视机能接收电 磁波． 解：这是因为变化的电流周围存在着电磁波，吹风机工作时能产生电磁波，这些电磁波被 电视机接收，并对电视机产生干扰．故选D． 点评：本题主要考查学生对电磁波的产生以及电磁波的接收的了解和掌握，是一道基础 题． 例2 ：关于电磁波，说法正确的是（ ） ．当导体中有电流时，在它的周围就会产生电磁波 B．电磁波虽然看不见，摸不着，但可以通过我们的感觉直接观察它的存在 ．当导体中有迅速变化的电流时，在它的周围就会产生电磁波 D．电磁波是电磁场在空间的传播，只能在介质中传播，不能在真空中传播 分析：（1）电磁波的产生：迅速变化的电流周围产生电磁波； （2）电磁波的传播：电磁波可以在真空中传播，电磁波的传播速度等于3×108m/s． 解：、当导体中有电流时，在它的周围不会产生电磁波，只有电流变化时才会产生，故该 选项说法不正确； B、电磁波虽然看不见，摸不着，但可以通过它对电视信号的影响体会它的存在，是不能 直接观察的，故该选项说法不正确； 、当导体中有迅速变化的电流时，在它的周围就会产生电磁波，这是电磁波产生的条件， 故该选项说法正确； D、电磁波能在真空中传播，故该选项说法不正确．故选． 点评：此题考查了有关电磁波的产生和传播的知识，要会辨别和运用，是一道基础题． 第1 页/ 共16 页 二．电磁波的产生（共2 小题） 2．电视机、微波炉等家用电器给我们的生活带来了许多方便，微波炉使用的电磁波波长很 短，但比电视机遥控器所用的波长要长些，下列电磁波成分中波长也比电视机遥控器所 用波长长的是（ ） ．γ 射线 B．可见光 ．红外线 D．无线电波 3 ．许多年青人喜欢把手机挂在胸前，其实这样做将会导致 对心脏的损害。如图所 示是一个物体振动时的波形图。观察此图可以知道声源的振幅是 m。 3．电磁波的传播与应用 【知识点的认识】 电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在固体、液体、气体中传播，也可以在真空中传 播。 【解题方法点拨】 广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的。注意对比，通常听到的声音是通 过空气这种介质传播的。 【命题方向】 在电磁波与信息技术这一知识点中，电磁波的传播是中考命题热点，分值不大，常出现的 “ ” 题型是填空题填写电磁波。 例：在我们的生活中，3G 手机通信业务已经非常普遍，使用3G 手机不仅可以通话，还可 以随时通过无线络上。下列说法正确的是（ ） ．电磁波和声波都是由物体的振动产生的 B．电磁波和声波在空气中的传播速度都是340m/s ．手机无线上是利用电磁波传输信息 D．电磁波和声波一样不能在真空中传播 分析：（1）迅速变化的电流周围产生电磁波，且电磁波在真空中的传播速度和光速相等， 都是3×108m/s。 第1 页/ 共16 页 （2）电磁波能够传递信息，也能传递能量。 解：、电磁波是由变化的电流产生的，而声波是由物体的振动产生的，该选项说法不正 确； B、声波在空气中的传播速度是340m/s，电磁波在空气中的传播速度是3×108m/s，该选项 说法不正确； 、手机无线上是利用电磁波传输信息，该选项说法正确； D、声波不能在真空中传播，电磁波能够在真空中传播，该选项说法不正确。 故选。 点评：本题考查了电磁波和声波的特点，对比记忆加深印象，属于基础知识的考查。 三．电磁波的传播与应用（共12 小题） 4 “ ” “ ．随着全球温室效应的加剧，请同学们想象一下，假如大气的密度变成原来的2 ” 倍， 则下列说法中正确的是（ ） ．托里拆利实验中的水银柱高度会增加 B．雨后彩虹不会出现 ．飞机无法升入空中 D．电磁波无法在大气中传播 5 ．下列有关声和电磁波的说法正确的是（ ） “ ．利用卫星系统进行导航，其信息传递的媒介与B ” 超相同 B．利用声呐探测海深，其原理与蝙蝠在夜间正常飞行的原理不相同 “ ” ．养蜂人通过听到蜜蜂的嗡嗡声，来判断蜜蜂是否采了蜜 D．固定电话既有发射电磁波的功能，又有接收电磁波的功能 6．嫦娥三号是中国探月工程第二阶段的登月探测器，包括着陆器和月球车。于2013 年12 月2 日1 时30 分由长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心发射，12 月6 日抵达月球 “ ” 轨道，开展嫦娥三期工程中的第二阶段落，12 月14 日带着中国的第一艘月球车﹣ “ ” “ ” ﹣玉兔号成功软着陆于月球雨海西北部（虹湾着陆区），成为1976 年的月球24 号 “ ” 后首个在月球表面软着陆的探测器。嫦娥三号着陆器与玉兔号之间实现信号传输是通 过（ ） ．超声波 B．紫外线 ．红外线 D．电磁波 7．目前，很多汽车的驾驶室里都有一个叫做GPS（全球卫星定位系统）接收器的装置。 GPS 接收器通过接收卫星发射的导航信号，实现对车辆的精确定位并导航。卫星向GPS 接收器传送信息依靠的是（ ） 第1 页/ 共16 页 ．红外线 B．紫外线 ．电磁波 D．激光 8 ．关于电磁波及其应用，下列说法中不正确的是（ ） ．电磁波在真空中传播的速度与光速相同 B．移动电话只能接收电磁波，不能发射电磁波 ．用三颗地球同步卫星就可以实现全球通信 D．无线电波中，长波的频率小于短波的频率 （多选）9．2021 年6 月17 日9 时22 分发射的神舟十二号载人飞船，成功地将聂海胜、刘 伯明、汤洪波3 名航天员送入我国自主研发的空间站，标志着我国已成为航天航空的科 技强国。下列说法正确的是（ ） ．神舟十二号与天和核心舱交会对接成功后是相对静止的 B．3 名航天员在空间站舱外可以直接对话 ．3 名航天员在空间站内没有惯性 D．地球与空间站间是通过电磁波传递信息的 （多选）10．2017 年4 月20 日19 点41 分，我国在海南文昌发射场，利用长征七号运载火 “ ” 箭成功发射天舟一号货运飞船，下列说法正确的是（ ） ．地面遥控中心通过电磁波向飞船传送指令，电磁波速度约为3×108m/s B．飞船载有6000kg 的货物，当飞船入轨后，与在地面相比，货物的质量变小了 ．飞船入轨后，大约每90 “ ” 分钟绕地球一圈，成为相对地球静止的同步卫星 D．飞船入轨后，飞船内的货物仍受地球的吸引力 （多选）11 “ ” ．我国的登月工程成功实施，其中如图关于首颗月球探测卫星嫦娥一号发射 升空的过程中，正确的说法是（ ） ．卫星探测到的信息是靠电磁波传回地面的 B．卫星从地面发射升空的过程中，只受重力和空气阻力作用 ．卫星从地面发射升空的过程中，主要是机械能转化为内能 D．卫星从地面发射升空的过程中，重力势能增大，动能增大，机械能增大 12 “ ” ．有一种隐形飞机，可以有效避开雷达的探测，秘密之一在于它的表面有一层特殊材 第1 页/ 共16 页 料，这种材料能够 “ ” “ ” （选填增强或减弱）对电磁波吸收作用，秘密之二在于它 的表面制成特殊形状，这种形状能够 “ ” “ ” （选填增强或减弱）电磁波反射回雷达 设备。 13．2002 年5 月15 “ ” 日，我国自行研制的海洋一号卫星成功升空；在5 月14 日和18 日分 “ 别找到了5•7” “ ” 失事客机散落在海洋里的两只黑匣子。这里卫星发送和接受的是 “ ” 信号，黑匣子发送和接收的是 信号。 14．我们生活在电磁波的海洋中，当需要防止电磁波干扰时，通常用金属壳将电磁波与需 加以屏蔽的区域隔开，避免电磁波进入，这种做法就是电磁屏蔽。中国科技馆有一个金 属小屋，侧面的大窗上镶嵌着一块电磁屏蔽玻璃，如图所示。请你自选器材设计一个实 验，检验这块电磁屏蔽玻璃是否能够屏蔽电磁波。写出实验步骤和判断方法。 15 “ ” ．微波是一种很有个性的电磁波：微波一碰到金属就发生反射，金属根本无法吸收或 传导它；微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料，但不会消耗能量；微波碰到含有 水分的食物，其能量大部分被食物吸收。过量的微波辐射对人体有害。微波炉的外壳用 不锈钢等金属材料制成，装食物的容器则用绝缘材料制成。微波炉内的磁控管能产生振 动频率为245×109z 的微波，直达食物内部5m 深，使食物中的水分子也随之振动，剧烈 “ ” 振动产生大量的热能被食物吸收，于是食物煮熟了。用微波炉烹饪的速度比其它炉灶 快4 至10 倍，热效率高达80%以上。 （1）微波炉内产生的微波属于 ．声波 B ．电磁波 ．超声波 D．红外线 （2）家庭使用微波炉工作时，实现的能量转化的过程是 能转化为 能。 （3）微波炉在使用时，食物不能用金属容器装入后放进炉内加热，试根据短文内容简 述其原因。 （4）与其它灶具相比，微波炉烹饪速度快且热效率高的主要原因是什么？ 第1 页/ 共16 页 4．波速、波长和频率的关系 【知识点的认识】 （1）波速＝波长×频率，用符号表示为：＝λf ①是波速，在真空中是定值，＝3×108m/s； ②λ 是波长，相邻两个波峰或波谷之间的距离，单位是m； ③f 是频率，表示单位时间振动的次数，单位是z，1kz＝103z，1Mz＝106z． 【解题方法点拨】 （1）波速的大小由传播介质的种类决定，电磁波在空气中的速度接近于真空中的速度；频 率是由发射电磁波的振源振动快慢决定的；不同频率的电磁波在相同介质中传播的速度是 相同的． （2）由于电磁波在同种介质中的传播速度相同，因此波长越频率成反比，即频率越高波长 越短，频率越低波长越长． （3）可见光、各种射线都是电磁波，电磁波可以向各个方向传播． 【命题方向】 本知识点在中考中不会出太难的题，记住公式及单位，会利用公式＝λf 进行简单的代数计 算或比较即可． 例：如图是甲、乙两种不同电磁波的传播图象，下列说法正确的是（ ） ．甲电磁波振动的波长较长 B．甲、乙两种电磁波的振动频率相同 ．甲电磁波的传播速度较快 D．甲电磁波振动的频率较大 分析：真空中电磁波速是恒定不变的．波速＝波长×频率． 波峰或波谷之间的距离是波长，先判断甲乙的波长，再判断电磁波的频率． 解：甲乙都是电磁波，电磁波速是相等的． 由图知，甲的波长大，乙的波长小， 第1 页/ 共16 页 根据波速＝波长×频率，电磁波速不变，甲的波长大，甲的频率小． 故选． 点评：由图能判断电磁波的波长，根据波速＝波长×频率，由波长判断频率． 四．波速、波长和频率的关系（共8 小题） 16．随着信息安全日趋重要，怎样保密通信已成为当今最为紧迫的问题之一。目前我国科 学家在利用单光子偏振态进行量子密钥传输研究领域处于世界领先地位。爱因斯坦的光 子说认为，光是一份一份地连续传播的，每一份叫做一个光子，每个光子的能量为E＝ v，其中＝663×10 34 ﹣•s，v 为光的频率。据此理论，波长为810m（1m＝10 9 ﹣m）的单光 子能量约为（ ） ．10 17 ﹣ B．10 19 ﹣ ．10 21 ﹣ D．10 23 ﹣ 17．关于振动和波的关系，有几种说法：①物体做机械振动，一定产生机械波；②若振 源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止；③波传播的是能量，也可以传递信 息；④波在介质中的传播频率与介质无关，仅由振源的振动频率决定。上述的叙述中 你认为正确的是（ ） ．①② B．③④ ．①②③ D．②③④ 18．某电磁波波形如图所示，该电磁波的波长是 ，频率是 。 19．某无线电广播所用的电磁波的频率是15×106z，其波长是 m。 20．野外常用对讲机进行联络，小明将对讲机的频率设定为45×102Mz，则对讲机发出的电 磁波的波长为 m；当他和3km 外的小华通话时，小华经过 s 才会收到信 息。 21．2010 年04 月10 “ 日，波兰总统卡钦斯基乘坐的图﹣154 ” 专机在俄罗斯西部坠毁，机 上96 “ ” “ 人不幸全部遇难，有关方面迅速展开搜救行动，特别是寻找黑匣子。若飞机黑 ” 匣子能在30 日之内不断地向外发出频率是375kz 的电磁波，则该电磁波在真空中的波 长为 m。 22．电磁波的波长越长，频率 。某种电磁波的波长是15×10 5 ﹣m 则其频率是 Z。 第1 页/ 共16 页 23．某调频立体声广播的频率是974Mz，它的波长是多少？ 5．移动通信 【知识点的认识】 （1）原理：移动电话能将我们的声音信息用电磁波发射到空中，同时它也能在空中捕获电 磁波，得到对方讲话的信息． （2）特点：体积很小，发射功率不大；天线简单，灵敏度不高．必须建立基地台． （3）无线电话：由主机和手机组成．它们之间通过无线电波沟通，主机接在市话上，相当 于基地台，手机不能离座机太远． 【解题方法点拨】 （1）移动电话不需要电话线，比固定电话使用方便，其工作原理与固定电话基本相同，都 是把声音信号转化成电信号，最后把电信号转化成声音信号，所不同的是移动电话的电信 号通过电磁波进行传递，固定电话则利用电话线通过电流进行传递． （2）移动电话既是无线电的发射台，又是无线电的接收台． 【命题方向】 本知识点不作为中考命题重点，复习时以熟读掌握关键词为主．如：电磁波、发射台、接 收台、基地台等．移动电话和固定电话的传递信号的区别要注意． 例：下列传播信息的方式中，传递信息的速度最快的是（ ） ．利用古代的驿站的形式传播 B．利用发电报的形式传递信息 ．利用打电话的形式传播 D．飞鸽传书 分析：要解答本题需掌握：信息传递的由慢到快的发展史． 解：、古代的驿站的形式传播最慢．故不正确． B、发电报的形式传递信息，虽然不是很慢，但是相对电话也不快．故B 不正确． 、打电话的形式传播最快，几十秒的时间．故正确． D、飞鸽传书也是很慢的传递信息的形式．故D 不正确． 故选。 点评：本题主要考查学生对：信息的传递的快慢的了解． 五．移动通信（共1 小题） 24 ．下列关于移动电话的说法中，错误的是（ ） 第1 页/ 共16 页 ．移动电话既能接收电磁波，也能发射电磁波 B．移动电话发射功率非常大，其天线的灵敏度很高 ．移动电话与其他用户通话需基地台转接 D．移动电话用微波信号与电话络联系 6．光纤通信 【知识点的认识】 （1）概念：利用携带信息的激光从光导纤维的一端射入，经内壁多次反射，从另一端射 出．这样就把它携带的信息传递到了远方．这种通信方式叫做光线通信． （2）光导纤维：是很细的玻璃丝，它有内、外两层，由于内外层的折射本领不一样，光在 光纤中通过时（如图所示），发生全反射，光就不会跑到外层了． 【解题方法点拨】 （1）1960 年，美国科学家梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器，它能产生频率单一、 方向高度集中的光﹣﹣﹣﹣激光． （2）激光属于电磁波，频率较大、传递信息的容量较大． （3）光在光纤里只发生全反射． （4）光纤通信抗干扰能力强，信号衰减小，传递的信息量大，保密性好，通信质量高． 【命题方向】 本知识点很少出现在中考命题中，属了解性内容．注意对比各种通信方式的优缺点． 例：关于光纤通信，下列说法错误的是（ ） “ ” ．光纤通信中使用的导线是光导纤维 B “ ” ．光纤通信中使用的导线是金属导线 ．在光纤中光是经过多次反射向前传播的 D．采用光纤通信在一定时间内可以传输大量信息 分析：光纤通信利用激光传递信号，激光在光导纤维中经多次反射向前传播，激光的频率 高，传输的信息量大． “ ” 解：、光纤通信中使用的导线是光导纤维，说法正确，不符合题意； B、光纤通信中使用的导线是光导纤维，不是金属导线，说法错误，符合题意； 、光在光导纤维中经多次反射向前传播，说法正确，不符合题意； D、激光频率高，光纤通信可以传输大量信息，说法正确，不符合题意． 故选B． 点评：本题考查了对光纤通信的了解与掌握，是一道基础题． 第1 页/ 共16 页 六．光