67讲 电学专有讲义（习题解析） 2023年初中物理自主招生讲义68讲

第1 页/ 共14 页 初中物理自主招生讲义67 答与解析 一．红外线（共1 小题） 1．电视机遥控器可以发出不同的 红外线 ，来实现电视机的遥控；适当的 紫外线 照 射有助于人体合成维生素D “ ”“ ” ．（选填红外线 紫外线） 答与解析：电视机遥控器是利用红外线来遥控电视机的，适量的照射紫外线有助于人体 维生素D 的合成。 故答为：红外线；紫外线。 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 答与解析： 电视机遥控器所用的电磁波为红外线，电磁波谱（波长从大到小的顺序）：无线电波， 红外线，可见光，紫外线，X 射线，γ 射线。波长最长的为无线电波。 故选：D。 3 ．许多年青人喜欢把手机挂在胸前，其实这样做将会导致 电磁波 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 30 m。 答与解析：（1）因为手机手机既能发出电磁波，也能接收电磁波，所以挂在胸前，将 会导致电磁波对心脏的损害。 （2）因为振幅的定义为：偏离原来位置的最大距离，由图可知，振幅为：30m。 故本题答为：电磁波，30m。 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， 第1 页/ 共14 页 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 答与解析：、假如大气的密度比现在增大一倍，则大气压强将增加，而托里拆利实验中 的水银柱高度是大气压强托住的，大气压增大，水银柱高度会增加，故正确； B、假如大气的密度比现在增大一倍，空气因受热不均，光线在空气中仍可以发生折 射，故雨后彩虹还会出现，故B 错误； 、假如大气的密度比现在增大一倍，飞机受到浮力更大，更容易升空，故错误； D、电磁波的传播跟介质无关，故D 错误。 故选：。 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 答与解析： “ 、卫星导航系统传递信息利用的是电磁波，B ” 超是利用超声波，故错误； B、利用声呐探测海深与蝙蝠在夜间能正常飞行的原理相同，都是利用超声波传递信 息，故B 错误； 、蜜蜂在不带花蜜飞行时比带花蜜飞行时翅膀每秒钟振动频率大，发出的音调高，有经 验的养蜂人可以通过听蜜蜂飞行时发出声音的音调高低来判断蜜蜂是出去采蜜还是采蜜 回来，故正确； D、固定电话是利用电流传递信息的，移动电话（手机）既有发射电磁波的功能，又有 接收电磁波的功能，故D 错误。 故选：。 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 第1 页/ 共14 页 “ ” 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 答与解析：电磁波可以在真空中传播，卫星通信一般就是用电磁波进行信息传递的，故 “ ” 嫦娥三号着陆器与玉兔号之间信号传输是通过电磁波实现的。 故选：D。 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（ ） ．红外线 B．紫外线 ．电磁波 D．激光 答与解析：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电磁波。 故选：。 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 答与解析：、真空中电磁波的传播速度与光速相同，故正确； B、移动电话能接收信号（电磁波），同样能发射电磁波，故B 错误； 、一颗同步卫星信号可以覆盖赤道120°的范围，故只需3 颗即可实现对全球信号覆盖， 故能实现全球通信；故正确； D、由波速、波长及频率的关系可知，波速不变，故波长越长的电磁波其频率越小，故 D 正确； 本题选不正确的，故选B。 （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 第1 页/ 共14 页 D．地球与空间站间是通过电磁波传递信息的 答与解析：、神舟十二号与天和核心舱交会对接成功后，彼此位置没有发生变化，是相 对静止，故正确； B、太空中没有空气，真空不能传声，因此3 名航天员在空间站舱外不能直接对话，故 B 错误； 、物体保持原有运动状态不变的性质叫惯性，3 名航天员在空间站内也有惯性，故错 误； D、电磁波可以传递信息，电磁波的传播不需要介质，地球与空间站间是通过电磁波传 递信息的，故D 正确。 故选：D。 （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 答与解析： 、电磁波传播的速度等于光速为3×108m/s，故正确； B、质量是物体中所含物质的多少，故飞船在太空中，虽然位置改变，但质量不变，故 B 错误； 、飞船入轨后，大约每90 分钟绕地球一圈，地球的运转周期为24，飞船相对地球是运 “ ” 动的，没有成为相对地球静止的同步卫星，故错误； D、飞船地球卫星在轨道上运行时，离地球的距离不是很大，飞船仍受地球的吸引力， 故D 正确。 故选：D。 （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（ ） 第1 页/ 共14 页 ．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 答与解析：、卫星可以使它转发的微波（即电磁波）达到地球上很大的范围，故符合题 意； B、卫星从地面发射升空的过程中，受到火箭推力，重力和空气阻力的作用，故B 不符 合题意； 、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，能量的增加 是内能转化而来的，故不符合题意； D、卫星在升空的过程中高度增加，重力势能增加；速度加快，动能增加；机械能也增 加，故D 符合题意； 故选：D。 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 料，这种材料能够 增强 “ ” “ ” （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 减弱 “ ” “ ” （选填增强或减弱）电磁波反射回 雷达设备。 答与解析：“ ” 隐形飞机，可以有效避开雷达的探测，主要是它表面有一种特殊材料，能 够增强对电磁波的吸收。它的表面制成特殊形状，这种形状能够减弱电磁波反射回雷 达。 故本题的答为：增强，减弱 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 电 磁波 “ ” 信号，黑匣子发送和接收的是 电磁波 信号。 答与解析： “ ” 卫星发送和接受的是电磁波信号，黑匣子发送和接收的是电磁波信号。 第1 页/ 共14 页 故答为：电磁波；电磁波。 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。 答与解析： 实验器材：两部手机； 实验方法：把一部正常的手机放在电磁屏蔽玻璃箱内，用另一部手机拨打这部手机的号 码，听手机是否放出铃声，看手机是否接收到来电信号； 判断方法：如果电磁屏蔽玻璃箱内的手机接收不到信号，说明电磁屏蔽玻璃有屏蔽作 用；如果手机接收到信号，说明电磁屏蔽玻璃没有屏蔽作用。 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 B ．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 电 能转化为 内 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。 第1 页/ 共14 页 （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？ 答与解析： （1 “ ” ）根据题干提供的信息微波是一种很有个性的电磁波，可知微波是一种电磁波， 了解电磁波在生活中的应用； （2）微波炉工作时，其产生的电磁波，使食物的水分子随之振动，剧烈振动产生大量 的热能被食物吸收，内能增加了，所以能量转化过程是电能转化为内能； （3）根据题文中的信息可知，微波一碰到金属就发生反射，金属根本无法吸收或传导 它，所以食物不能用金属容器装入后放进炉内加热； （4）由题文的信息，微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成，微波一碰到金属就发生 反射，装食物的容器则用绝缘材料制成，所以微波在金属外壳、食物容器上几乎不消耗 能量；微波能直达食物内部5m 深，食物的内部和外部几乎同时变熟，其能量大部分被 食物吸收，所以微波炉烹饪速度快且热效率高； 故答为：（1）B （2）电；内（3）金属材料只反射、不吸收微波能量。食物无法获得 能量。 （4）①微波在金属外壳、食物容器上几乎不消耗能量； ②微波能直达食物内部5m 深，在食物内、外部同时加热，其能量大部分被食物吸收。 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 ﹣ 答与解析： 根据λ＝ 可得v＝ ，则E＝v＝ ， 则波长为810m 的单光子所具有的能量： E＝v＝ ＝ ＝25×10 19 ﹣，故B 最接近。 故选：B。 第1 页/ 共14 页 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 答与解析：①产生机械波需要两个条件同时达成：①机械振动②有介质存在。这里只 有机械振动而没有介质，所以不一定能产生机械波。 ②声音是有物体振动产生的，若振源停止振动，则声音停止，但在介质中传播的波动不 会立即停止。 ③声波可以传递信息，也可以传递能量，例如：超声洁牙。 ④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。综上分析，正确的是 ③④。 故选：B。 18．某电磁波波形如图所示，该电磁波的波长是 1m ，频率是 3×10 8 z 。 答与解析：图中给出的是一个波长的距离，所以波长λ＝1m。 电磁波传播的速度＝3×108m/s， 由公式＝λf 得： f＝ ＝ ＝3×108z 故答为：1m；3×108z。 19．某无线电广播所用的电磁波的频率是15×106z，其波长是 200 m。 答与解析：无线电波为电磁波，其速度为光速，则由＝λf 可得：λ ＝ ＝ ＝200m。 第1 页/ 共14 页 故答为：200； 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 067 m；当他和3km 外的小华通话时，小华经过 1×10 5 ﹣ s 才会收到 信息。 答与解析：f＝45×102Mz＝45×108z 根据＝λf 得λ＝ ＝ ≈067m； 3km＝3000m 根据v＝ 得t＝ ＝ ＝1×10 5 ﹣s。 故答为：067m，1×10 5 ﹣s。 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 8000 m。 答与解析：电磁波的频率f＝375kz＝375×104z， ∵＝λf， ∴该电磁波在真空中的波长： λ＝ ＝ ＝8000m。 故答为：8000。 22．电磁波的波长越长，频率 越小 。某种电磁波的波长是15×10 5 ﹣m 则其频率是 2×10 13 Z。 答与解析：无线电波为电磁波，其速度为光速，则由＝λf 可得：波长越长，频率越 小； f＝ ＝ ＝2×1013z 故答为：越小，2×1013z。 23．某调频立体声广播的频率是974Mz，它的波长是多少？ 第1 页/ 共14 页 答与解析：电磁波在空气中的传播速度大约是30×108m/s， f＝974Mz＝974×107z， λ＝ ＝ ≈308m。 答：广播波长是308m。 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（ ） ．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 答与解析：、移动电话机既是无线电发射台又是无线电接收台：在讲话的时候，它用电 磁波把信息发射到空中；同时它又能在空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息，所以是 正确的； B、移动电话的体积很小，发射功率不大，它的天线也很简单，灵敏度不高，所以B 是 错误的； 、正是因为移动电话的发射功率不大，所以它跟其他用户的通话要靠较大的固定无线电 台转接，这种固定的电台叫基地台，所以是正确的； D、移动电话通过电磁波（或微波）信号和基地台连在一起，而基地台则和电话交换 机，和电话络连在一起，所以D 是正确的。故选：B。 六．光纤通信（共6 小题） 25．在2010 年上海世博会的所有运动场馆都安装了光纤络。场馆中光纤的主要用途是（ ） ．输电 B．通信 ．导热 D．照明 答与解析：光纤已经成为现代通信的主要传输工具，它具有容量大、不受外界干扰、不 怕腐蚀、不怕潮、能量损耗小。 故选：B。 26．光在同种均匀介质中是沿直线传播的，小红一直不明白：在光纤通信中，光信号是怎 “ 样经过漫长而又曲折的线路，从一端传到另一端的呢？后来通过探究光纤怎样传输光 ” 信号的活动中，她终于明白了：光信号在光纤中（ ） 第1 页/ 共14 页 ．是靠光纤壁不断地反射而向前传播 B．就像电流沿弯曲导线那样传播 ．就像水流沿弯曲水管流动那样传播 D．是靠光纤壁不断地折射而向前传播 答与解析：光纤很细，有内外两层，内壁具有使光发生反射的特性（类似于平面镜）， 所以光经多次反射能从光纤的一端传播到另一端，而不是经过折射，也不会像电流和水 流一样，因为激光方向性好，不会弯曲。故B、、D 错误。 故选：。 27．2009 年的诺贝尔物理学奖被三人获得，其中，因为光纤通信技术方面做出突出贡献， “ ” 而被称为光纤之父的美籍华人是（ ） ．丁肇中 B．李政道 ．钱学森 D．高锟 答与解析：1976 “ ” 年，丁肇中因发现一类新的基本粒子而获得诺贝尔物理学奖。 1957 年，李政道与杨振宁一起，因发现弱作用中宇称不守恒而获得诺贝尔物理学奖。 钱学森没有获得过诺贝尔奖。 2009 “ ” 年，高锟因为在光学通信领域中光的传输的开创性成就而获得诺贝尔物理学奖。 故选：D。 28 “ ” ．英国华裔科学家高锟因在有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面取得了突破性 成就，获得2009 年诺贝尔物理学奖。光