21.2 电磁波的海洋（考点解读）（原卷版）

212 电磁波的海洋（考点解读）（原卷版） 1、电磁波的产生 （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。 （3）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 。 2、电磁波的传播与应用 （1）电磁波的传播：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。 （2）电磁波的应用：①微波炉：利用电磁波（波长很短的微波）来加热食品。②雷达： 利用无线电波测定物体位置的无线电设备；工作原理：电磁波如果遇到尺寸明显大于波长 的障碍物就要发生反射，雷达就是利用电磁波的这个原理，波长越短，传播直线性越好， 反射性能越强。③无线电波：电磁波中用于广播、电视和移动电话的频率为数值数百千赫 兹至数百兆赫兹的那部分叫做无线电波（无线电技术中使用的电磁波）；根据波长的不同 而有不同传播特征：分为地波，天波，空间波三种；激光：激光束平行度特别好，在传播 很远的距离后仍能保持一定的强度，制成激光测距雷达；激光束的亮度高，在很小的空间 和很短的时间内能集中很大的能量，利用激光束切割物质，焊接金属，医学上称作“光 刀”。 3、波速、波长和频率的关系 （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，=3×10 8 m/s ； λ ② 是波长，相邻两个波峰或波谷之间的距离，单位是m； f ③是频率，表示单位时间振动的次数，单位是z，1kz=103z，1Mz=106z。 （2）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； （3）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； （4）可见光、各种射线都是电磁波，电磁波可以向各个方向传播。 【考点1 电磁波的产生】 【典例1-1】（2023•卧龙区校级一模）下列有关声和电磁波的说法正确的是（ ） ．电磁波是由物体的振动产生的 B．安装噪声监测仪可以在传播过程中减弱噪声 ．使用B 超检查时，利用声传递信息 D．发声体的振幅越大，人听到的声音就越响亮 【典例1-2】（2023•碑林区校级模拟）如图，取一节旧的干电池和一根导线，靠近收音机， 将导线的一端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极时断时续地接触。 从收音机里听到了“咔嚓、咔嚓”的声音，这个现象反映了迅速变化的电流能在周围的 空间中产生 。如果把收音机放入一个密闭的金属盒中，进行同样的操作， （选填“能”或“不能”）听到咔嚓声，这说明密闭的金属容器能 电磁波。 【变式1-1】下列几种情况中，会产生电磁波的是（ ） ．用电锯锯铝材时溅出火花 B．用声呐探测海底时接收到海底反射回来的波 ．敲击音叉时，音叉高速振动 D．家庭电路中开灯或关灯的瞬间 【变式1-2】（2023•江都区二模）如图是我们在实验室或课堂上做过的一些实验。图甲中 收音机发出喀喀声，说明了 的存在；图乙中的轻质小球被弹开，说明发声的音叉 在 ；图丙中的气球不会被刺破，是由于钉子的数量多，气球受到的 小。 【考点2 电磁波的传播与应用】 【典例2-1】（2023•思明区二模）华为推出全球首款支持双向北斗卫星消息的智能手机， 在无地面络信号时，仍可通过卫星发送和接收信息。在传递信息过程中主要依靠的是（ ） ．微波 B．红外线 ．X 射线 D．光导纤维 【典例2-2】（2023•安化县二模）2022 年11 月25 日至27 日，益阳文旅融合发展大会在安 化东坪召开，大会期间进行了夜晚无人机灯光表演，为人们带来了一场视觉盛宴。如图 所示是无人机组成的一个图，地面上的操控人员通过 （选填“超声波”或“电 磁波”）来控制无人机。无人机匀速升空时，选择地面做参照物，无人机是 （选填“静止的”或“运动的”）。 【变式2-1】（2023•靖边县校级二模）5 月18 日至19 日，中国—中亚峰会在陕西省西安市 举行。如图所示是小林同学正在家中通过卫星电视收看峰会新闻，下列说法正确的是（ ） ．卫星电视是靠超声波传递信息的 B．调节电视机的音量是为了改变声音的音调 ．电视机的彩色画面是由红、黄、蓝三种色光组成的 D．小林能判断出习主席的声音是因为声音的音色不同 【变式2-2】（2023•淮阳区校级三模）（多选）最近几年，我国在信息、材料、能源、技 术等领域取得了辉煌的成就，以下说法正确的是（ ） ．九章量子计算机中所有的电子器件都是由超导体制成的 B．新能源汽车的动力部件是蓄电池，其工作原理与内燃机的工作原理不相同 ．5G 和4G 通讯信号的电磁波在真空中的传播速度相等 D．深海潜水器“奋斗者”号可以海底水声定位利用的是声音可以传播能量 【变式2-3】（2023•高港区二模）5 月10 日21 时22 分，“天舟六号”货运飞船由“长征 七号”运载火箭在文昌航天场发射升空，11 日5 时16 分“天舟六号”货运飞船与“天 和”核心舱完成交会对接。火箭发射时向下喷出高温高压的燃气，火箭加速上升，说明 力是 的原因；交会对接过程中，以空间站为参照物，飞船是 的；地面 科研人员是通过 对整过交会对接过程实施监控。 【考点3 波速、波长和频率的关系】 【典例3-1】（2022 秋•越秀区校级期末）如图是电磁波家族，真空中各种电磁波的传播速 度相同。蓝牙通讯使用的甲频率是4×109z，消毒柜工作时使用的乙频率是14×1015z，根 据所给信息可推测下列正确的是（ ） ．甲的波长比乙的波长短 B．甲、乙均属于电磁波 ．甲、乙频率均属于无线电波 D．甲频率属于红外线 【典例3-2】（2023•惠州一模）在抗击新冠病毒期间利用红外线测温仪测量体温，红外线 是一种 （选填“超声波”或“电磁波”），它在真空中的传播速度为 km/s。身体辐射的红外线波长约为10μm，频率约为 z。 【变式3-1】（2023•武进区校级模拟）我国自主研发的长波雷达能探测到隐身飞机，这种 雷达使用的电磁波频率在30Mz～300Mz 之间。若某型号雷达使用频率为200Mz 的电磁 波，则该电磁波的周期为（ ） ．5×10 9 ﹣s B．2×10 8 ﹣s ．5×10 6 ﹣s D．5×10 3 ﹣s 【变式3-2】（2023•溧阳市校级一模）如图为一列波某时刻的波形图，振动频率为5z，此 波波长是 m，周期是 s，若波速为7km/s，则这列波传播14km，需要 s。 一、选择题。 1．下列过程中不能产生电磁波的是（ ） ．打开或者关闭电灯时 B．电炉子在关闭状态时 ．电冰箱的电路接通或断开时 D．电饭锅从加热状态自动跳到保温状态时 2．据报道日本三菱重工业于2015 年2 月24 日实施了这一实验。实验将10 千瓦的电力转 换成微波，通过天线传输给500 米外的面板状接收装置，然后再将接收到的微波还原成 电力，最终用电力成功点亮发光二极管。500 米的传输距离是当前日本同类实验中的最 长距离。有关说法不符合物理知识的（ ） ．微波是一种电磁波 B．发光二极管是一种半导体材料 ．发光二极管主要是把电能转化为内能 D．利用技术实现宇宙太阳能发电 3．（2023•辉县市二模）2023 年2 月19 日，复兴号家族中最“抗冻”的R400BF GZ ﹣ 型复 兴号高寒智能动车组在黑龙江运行满一个月。下列说法正确的是（ ） ．动车加速前进时，列车的动能不变 B．动车匀速前进时坐在列车上的乘客相对于车站是静止的 ．动车内的F 络利用的是电磁波传输信号 D．动车外形设计成流线型是为了增大对地面的压力，提高行驶稳定性 4．（2023•包头二模）如图所示，共享单车给广大市民的出行提供了方便，也为环保事业 做出了贡献。下列关于共享单车的说法中不正确的是（ ） ．车轮上的花纹是为了增大摩擦 B．拨动车铃发声，当停止拨动后还能听到短暂的“余音”，这是回声现象 ．单车中的芯片通过发送、接收电磁波，实现卫星定位 D．刹车过程中机械能转化为内能 5．（2023•平原县二模）如图是某村第一书记为当地特产直播带货的情景，下列说法正确 的是（ ） ．直播使用的手机摄像头成的是正立、缩小的实像 B．手机屏幕的彩色画面是由红、绿、蓝三种色光组成的 ．为了使友看清商品细节，应将商品紧贴摄像头 D．直播画面通过超声波传给友观看 6．（2023•越秀区模拟）下表是不同电磁波的频率。但人们却都在说“5G 络比4G 快”， 是因为（ ） 项目 TV1 广播台 4G 频段 5G 频段 可见光 频率/z 1061×105 188～190×109 33～34×109 42～78×1014 ．相同时间内，5G 络的波长比4G 络长 B．相同时间内，5G 络的频率范围比4G 络大 ．相同时间内，5G 络的传播速度比4G 络快 D．相同时间内，5G 络的信息传递量比4G 络多 7．（2023•河源一模）天问一号于2021 年5 月在火星着地，火星车次表层探测雷达使用电 磁波可以探测火星土壤的地下分层和厚度。包含两个通道，低频通道（15×106z～ 95×106z）可以穿透10～100 米的深度；高频通道（045×109z～215×109z）可以穿透3～ 10 米的深度，图是电磁波家族。（ ） ．低频通道的电磁波在真空中传播速度是340m/s B．低频通道的电磁波波长比高频通道电磁波波长长 ．低频通道的电磁波在真空中的波速比高频通道电磁波慢 D．高频通道电磁波是X 射线 8．（2023•天桥区三模）（多选）2023 年4 月2 日，天龙二号遥一运载火箭在酒泉卫星发 射中心成功首飞，并成功将爱太空科学号卫星送入预定轨道，用于开展遥感成像实验等 技术验证，天龙二号是我国首款采用三机并联发动机技术的运载火箭，在全球首次使用 液氧煤基航天煤油作为燃料，开辟了我国商业航天从固体向液体运载火箭跨越的新时代， 则以下说法正确的是（ ） ．煤基航天煤油是一种新型航天燃料，应具有较高的热值 B．该火箭三机并联发动机在工作时，将内能转化为机械能 ．火箭在升空过程中，动能减小，势能增大，机械能增大 D．遥感技术是通过电磁波从高空或外层空间接收各类信息 二、填空题。 9．（2023•江都区一模）如图几幅图是课本中的一些实验装置图，请在题中空格处填入相 应的内容。 （1）钢锯条以如图甲所示方式紧压在桌面上，拨动伸出桌面的一端，锯条由于 而发出声音； （2）如图乙对碘锤缓慢加热，书本上没有用酒精灯直接给碘锤加热，而是采用水浴法 对碘锤加热的，是因为碘的熔点比水的沸点 （高/低）； （3）如图丙装置可探究 跟电阻大小的关系； （4）如图丁说明：断断续续的电流可产生 。 10．（2022•宿迁模拟）如图是课本中的一些实验装置图，请在题中空格处填入相应的内容。 （1）图将点燃的蜡烛放在扬声器前方，扬声器发出有节奏的音乐，烛焰晃动说明声音 具有 。 （2）图b 装置可探究 跟电阻大小的关系。 （3）图说明：断断续续的电流可产生 。 （4）图d 是某四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，它是 冲程。 11．（2023 春•沭阳县期中）北京时间2023 年4 月15 日，神舟十五号航天员乘组进行了第 四次出舱活动，航天员费俊龙、张陆圆满完成全部既定工作后安全返回问天实验舱。航 天员在返回时，相对于问天实验舱是 （选填“运动”或“静止”）的，航天员与 地面工作人员的交流是通过 （选填“电磁波”或“声波”）传递信息的。 12．（2023•淮阳区校级三模）人工智能飞速发展，智能服务机器人也进入我们日常生活， 如图为某商场的智能服务机器人，它能为客户提供咨询服务，在与客户的沟通过程中为 了不打扰到其他客户，需要改变声音的 来减小音量，这是在 处控制噪声； 智能服务机器人在上查找资料时，其与互联之间是通过 来传递信息的。 13．（2023•玄武区二模）汽车涉及很多物理知识。 （1）车上安装了“北斗卫星导航”，它是通过 来传递信息的。 （2）四冲程汽油机的 冲程的能量转化与图甲相同，该冲程中 能转化为 能。 （3）如图乙，加装了尾翼（气流偏导器，截面如图丙所示），汽车在高速行驶过程中 对路面的压力增大，这是由于尾翼上方空气流速较 （填“大”或“小”）。 14．（2023•高州市二模）2020 年6 月23 日，我国北斗三号全球卫星导航系统、定位、授 时和短报文等服务。北斗卫星之间利用 （选填“次声波”、“电磁波”或“超 声波”）相互传递信息，实现“星间链路”，它在真空中的传播速度是 m/s。若 此波波长是3m，则频率是 z 15．（2022 秋•碑林区校级月考）如表所示为某品牌工程用绿光激光笔的部分参数，该笔 的电池充满电可以储存 电能，该激光笔工作时的输出功率为 ，该激在 空气中传播的的频率f 约为 z。（光在空气中传播的速度约3×108m/s） 输出电压 3V 工作电流 200m 电量 2000m• 激光在空气中的波长λ 约 500m 三、实验探究题。 16．（2023•滨湖区校级二模）小明用五号电池 、B 做了如下一些实验。 （1）如图甲是小明将电池放在手掌上，电池的长度最接近5 。 （2）如图乙为小明用电池B 制作的“神奇转框”，转框的上部中央与电池正极相连， 下部紧贴在与电池负极相连的柱形物两侧，金属框就可以绕电池及柱形物持续转动，其 原理为 。 （3）如图丙小明用两个电池探究“平面镜成像特点”，将玻璃板竖直放在水平桌面上， 玻璃板前放置电池，移动玻璃板后的电池B，直到 ，才能确定像的位置。将电池远离玻璃板，它的像的大小 （选填“变 大”、“变小”或“不变”）。 （4）如图丁小明在打开的收音机附近，将导线一端与电池B 的一极相连，再用导线的 另一端与该电池的另一极时断时续地接触，能听到“咔咔”的声音，这验证了 的存在，它在真空中传播的速度为 m/s。 17．（2023•潮州模拟）图甲为部分电磁波的频率分布示意图。 （1）由图可知，紫外线 （选填“是”或“不是”）电磁波。它在真空中的传播 速度约为 m/s，其波长为 m。 （2）下列实例中，属于紫外线应用的是 （填字母）。 遥控器控制电视 B 体检时拍X 光片 医院杀菌消毒灯 D“测温枪”测量体温 （3）少量的紫外线照射是有益的，过量的紫外线照射会损伤皮肤。紫外线能使荧光物 质发光，小明想检验某防晒霜对紫外线的阻挡作用，利用图乙所示的实验装置在暗室及 一定防护下进行实验。 步骤一：如图乙所示，固定好紫外线灯和涂有荧光物质的硬纸板，将一块大小合适的玻 璃板放置在 （选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域，且调整玻璃板与硬纸板平行； 步骤二：打开紫外线灯，荧光物质发光； 步骤三：关闭紫外线灯，荧光物质不发光； 步骤四：按产品的说明书要求在玻璃板上均匀涂满防晒霜，再次打开紫外线灯，荧光物 质有微弱发光。 由此可推断，该防晒霜 （选填“能”或“不能”）阻挡全部紫外线。 四、计算题。 18．（2022•河南模拟）郑东新区5G 无人驾驶公交线路为绕龙湖金融岛一周。无人驾驶公 交车通过车载激光雷达摄像头等传感器实现自动驾驶，还支持语音控制。一辆质量为 12t 的无人驾驶公交车，静止轮子与地面的总接触面积为06m2，在平直道路上以36km/ 的速度匀速行驶，受到的牵引力大小为4×103。某时刻车头上的激光雷达向正前方的固 定障碍物发射一束激光信号，经3×10 7 ﹣s 激光雷达接收到障碍物反射回的信号（该时间 内车行驶的距离忽略不计）。 g 取10/kg。试问： （1）车外景物离摄像头越近，成的像越 。该车还可以利用 将车辆的实时 位置信息传递给控制中心。 （2）该车静止时对水平地面的压强大小？ （3）发射激光信号时车头到障碍物多远？ （4）该车以36km/的速度匀速行驶10m 牵引力做功多少？ 19．（2023•息县模拟）如图所示是郑东新区运行的5G 无人驾驶智慧公交车“小宇20”， 它配置的摄像头、激光雷达、毫米波雷达可以大大提高驾驶的安全性。假设“小宇20” 的部分参数如表所示，回答下列问题。（g 取10/kg） 空车质量 3000kg 最大行驶速度 40km/ 满载量 8 人 电动机输出功率 20k 最大续航里程 200km 轮胎与地面总接触面 积 008m2 （1）“小宇20”利用 电磁波 进行信息传递，做出避障、变道等综合反应。用来驱 动车辆前进的电动机的工作原理是 通电导线在磁场中受力的作用 。 （2）“小宇20”在空车状态下对地面的压强是多大？ （3）“小宇20”以36km/的速度行驶200km，此过程中牵引力做了多少功？若这些能量 全部由效率为40%的四冲程汽油机提供，则需要消耗汽油的质量是多少？（q 汽油＝ 4×107/kg）