魯科版 (2019)第4節(jié) 初識(shí)光量子與量子世界精品教學(xué)設(shè)計(jì)-教案下載-教習(xí)網(wǎng)

第4節(jié) 初識(shí)光量子與量子世界

知識(shí)點(diǎn)一對(duì)電磁波的認(rèn)識(shí)

[觀圖助學(xué)]

如圖所示，在變化的磁場(chǎng)中放一個(gè)閉合電路，電路中電流表示數(shù)是否發(fā)生變化？

1.電磁波的產(chǎn)生

(1)英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋提出：變化的磁場(chǎng)在周?chē)臻g激發(fā)出一種電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)也能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)。

(2)周期性變化的磁場(chǎng)周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng)，周期性變化的電場(chǎng)周?chē)矔?huì)產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)。變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)相互聯(lián)系在一起，就會(huì)在空間形成一個(gè)統(tǒng)一的，不可分割的電磁場(chǎng)。

(3)空間交替變化的電磁場(chǎng)傳播出去就形成電磁波。赫茲證實(shí)了電磁波的存在。

(4)電磁波特點(diǎn)：①橫波，②傳播速度與光速相同。

2.電磁波應(yīng)用

(1)手機(jī)通話是靠一種特殊的無(wú)線通信系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

(2)雷達(dá)是一種檢測(cè)飛行器、船只等遠(yuǎn)距離物體位置的系統(tǒng)。

(3)衛(wèi)星通信利用地球同步衛(wèi)星傳遞微波通信信號(hào)。

3.電磁污染及防護(hù)

(1)電磁污染又稱(chēng)電磁波污染或射頻輻射污染。

(2)電磁輻射的防護(hù)。從物理學(xué)的角度看，可以從電磁波源，電磁波的傳播途徑及受輻射的人三個(gè)方面進(jìn)行防護(hù)。

[思考判斷]

(1)在變化的電場(chǎng)周?chē)?，一定存在著和它?lián)系著的磁場(chǎng)。(√)

(2)電磁波的傳播不需要介質(zhì)。(√)

(3)光是一種電磁波。(√)

知識(shí)點(diǎn)二光量子與量子世界

1.光的量子化

(1)光的微粒說(shuō)和光的波動(dòng)說(shuō)。光的微粒說(shuō)可以解釋光的反射、光的顏色等；光的波動(dòng)說(shuō)可解釋干涉、衍射、偏振等現(xiàn)象。

(2)愛(ài)因斯坦在解釋光電效應(yīng)時(shí)提出了光量子假說(shuō)，認(rèn)為光的發(fā)射、傳播和接收都是一份份光子的形式進(jìn)行的。后來(lái)光量子正式命名為光子。

(3)光即具有波動(dòng)性，又具有粒子性，即具有波粒二象性。

2.初識(shí)量子世界：量子假說(shuō)認(rèn)為，物質(zhì)輻射(或吸收)的能量E只能是最小能量單位的整數(shù)倍，即E＝nε(n＝1，2，3，…)。一份能量就是一個(gè)能量子，能量子的能量ε與頻率ν成正比即ε＝hν。

赫茲做電磁波傳播實(shí)驗(yàn)

核心要點(diǎn) 電磁波

[要點(diǎn)歸納]

一、電磁波特點(diǎn)

1.根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，電磁波在真空中傳播時(shí)，它的電場(chǎng)強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度互相垂直，而且二者均與波的傳播方向垂直，如圖所示。因此電磁波是橫波。

2.電磁波中的電場(chǎng)強(qiáng)度E與磁感應(yīng)強(qiáng)度B這兩個(gè)物理量隨時(shí)間和空間做周期性的變化。

3.光的本質(zhì)是電磁波。

4.電磁波能產(chǎn)生反射、折射、干涉、偏振和衍射等現(xiàn)象。

二、電磁波的應(yīng)用

1.無(wú)線電波(radi wave)：無(wú)線電波用于通信和廣播。如手機(jī)、衛(wèi)星通訊等。

電視塔能發(fā)射無(wú)線電波

2.紅外線(infrared ray)

紅外線是一種光波，它的波長(zhǎng)比無(wú)線電波短，比可見(jiàn)光長(zhǎng)。所有物體都發(fā)射紅外線。主要用于加熱、遙測(cè)等。

紅外體溫計(jì)不與身體接觸也可以測(cè)體溫

3.可見(jiàn)光(visible light)

陽(yáng)光是由各種色光組成的。主要用于照明、照相等。

4.紫外線(ultravilet ray)

人眼看不到比紫光波長(zhǎng)更短的電磁波。在紫光之外，波長(zhǎng)范圍在5 nm到370 nm之間的電磁波是紫外線。主要應(yīng)用：日光燈、殺菌消毒、治療皮膚病等。

紫外線消毒柜

5.X射線(X－ray)和γ射線(γ－ray)

波長(zhǎng)比紫外線更短的電磁波就是X射線和γ射線。主要應(yīng)用：探測(cè)、治療等。

“CT”是“計(jì)算機(jī)輔助X射線斷層以攝影”的簡(jiǎn)稱(chēng)

6.電磁波譜

如無(wú)線電波、光波、X射線、γ射線都是電磁波

[試題案例]

[例1] 現(xiàn)在車(chē)輛常安裝GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))接收器，可用來(lái)接收衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛的精確定位和導(dǎo)航。衛(wèi)星向GPS接收器傳送信息通過(guò)的是( )

A.激光 B.電磁波

C.紅外線 D.紫外線

解析 GPS接收器通過(guò)接收衛(wèi)星發(fā)射的導(dǎo)航信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛的精確定位并導(dǎo)航。衛(wèi)星向GPS接收器傳送信息依靠的是電磁波。故選B。

答案 B

[例2] (多選)關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法正確的是( )

A.電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無(wú)關(guān)

B.周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以相互激發(fā)，形成電磁波

C.電磁波在真空中自由傳播時(shí)，其傳播方向與電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直

D.利用電磁波傳遞信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信，但電磁波不能通過(guò)電纜、光纜傳輸

解析電磁波在真空中傳播速度等于光速與頻率無(wú)關(guān)，A正確；電磁波是周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互激發(fā)得到的，B正確；電磁波的傳播方向與電場(chǎng)(E)方向、磁場(chǎng)(B)方向均垂直，C正確；光是一種電磁波，可在光纜中傳輸，D錯(cuò)誤。

答案 ABC

[針對(duì)訓(xùn)練1] 為了體現(xiàn)高考的公平、公正，高考時(shí)很多地方在考場(chǎng)使用手機(jī)信號(hào)屏蔽器，該屏蔽器在工作過(guò)程中以一定的速度由低端頻率向高端頻率掃描，該掃描速度可以在手機(jī)接收?qǐng)?bào)文信號(hào)時(shí)形成亂碼干擾，手機(jī)不能檢測(cè)從基站發(fā)出的正常數(shù)據(jù)，使手機(jī)不能與基站建立連接，達(dá)到屏蔽手機(jī)信號(hào)的目的，手機(jī)表現(xiàn)為搜索網(wǎng)絡(luò)、無(wú)信號(hào)、無(wú)服務(wù)系統(tǒng)等現(xiàn)象。由以上信息可知( )

A.由于手機(jī)信號(hào)屏蔽器的作用，考場(chǎng)內(nèi)沒(méi)有電磁波了

B.電磁波必須在介質(zhì)中才能傳播

C.手機(jī)信號(hào)屏蔽器工作時(shí)基站發(fā)出的電磁波不能傳播到考場(chǎng)內(nèi)

D.手機(jī)信號(hào)屏蔽器是通過(guò)發(fā)射電磁波干擾手機(jī)工作來(lái)達(dá)到目的的

解析電磁波在空間的存在，不會(huì)因手機(jī)信號(hào)屏蔽器而消失，故A錯(cuò)誤；電磁波可以在真空中傳播，B錯(cuò)誤；由題意知手機(jī)信號(hào)屏蔽器工作過(guò)程中以一定的速度由低端頻率向高端頻率掃描，干擾由基站發(fā)出的電磁波信號(hào)，使手機(jī)不能正常工作，故C錯(cuò)誤，D正確。

答案 D

核心要點(diǎn) 光量子與量子世界

[要點(diǎn)歸納]

1.能量子公式

ε＝hν＝eq \f(hc,λ)，λ為電磁波波長(zhǎng)，ν是電磁波的頻率，h是一個(gè)常量，后被稱(chēng)為普朗克常量(Planck cstant)，其值為h＝6.63×10－34 J·s。

2.能量的量子化

在微觀世界中能量不能連續(xù)變化，只能取分立值，這種現(xiàn)象叫做能量的量子化。

3.量子化假設(shè)的實(shí)驗(yàn)證實(shí)

普朗克公式與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較，發(fā)現(xiàn)它與實(shí)驗(yàn)結(jié)果“令人滿意地相符”。比較圖線如下圖所示，曲線是根據(jù)普朗克的公式作出的，小圓代表實(shí)驗(yàn)值。

[試題案例]

[例3] 神光“Ⅱ”裝置是我國(guó)規(guī)模最大的高功率固體激光系統(tǒng)，利用它可獲得能量為2 400 J、波長(zhǎng)λ＝0.35 μm的紫外激光。已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，則該紫外激光所含光子數(shù)為多少？

解析紫外激光的波長(zhǎng)已知，由此可求得紫外激光能量子的值，再根據(jù)紫外激光發(fā)射的總能量為2 400 J，即可求得紫外激光所含光子數(shù)。紫外激光能量子的值為

ε0＝eq \f(hc,λ)＝eq \f(6.63×10－34×3×108,0.35×10－8) J＝5.68×10－19 J

則該紫外激光所含光子數(shù)

n＝eq \f(E,ε0)＝eq \f(2 400,5.68×10－19)＝4.23×1021個(gè)。

答案 4.23×1021(個(gè))

[針對(duì)訓(xùn)練2] 根據(jù)愛(ài)因斯坦的“光子說(shuō)”可知( )

A.“光子說(shuō)”本質(zhì)就是牛頓的“微粒說(shuō)”

B.只有光子數(shù)很多時(shí)，光才具有粒子性

C.一束單色光的能量可以連續(xù)變化

D.光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，光子的能量越小

解析 “光子說(shuō)”提出光子既有波長(zhǎng)又有動(dòng)量，是波動(dòng)說(shuō)和粒子說(shuō)的統(tǒng)一，不同于牛頓的“微粒說(shuō)”，故A錯(cuò)誤；當(dāng)光子數(shù)很少時(shí)，顯示粒子性；大量光子顯示波動(dòng)性，故B錯(cuò)誤；愛(ài)因斯坦的“光子說(shuō)”提出在空間傳播的光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光子，每個(gè)光子的能量為E＝hν，故光的能量是不連續(xù)的，故C錯(cuò)誤；光的波長(zhǎng)越大，根據(jù)ν＝eq \f(c,λ)，頻率越小，故能量E＝hν越小，故D正確。

答案 D

[針對(duì)訓(xùn)練3] 下列宏觀概念中，是量子化的有( )

A.物質(zhì)的質(zhì)量

B.彈簧振子的能量

C.汽車(chē)的個(gè)數(shù)

D.衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的軌道

答案 C

1.(電磁場(chǎng)理論)關(guān)于麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，下列說(shuō)法正確的是( )

A.穩(wěn)定的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)

B.均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)，均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生均勻變化的電場(chǎng)

C.變化的電場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)一定是變化的

D.振蕩的電場(chǎng)在周?chē)臻g產(chǎn)生的磁場(chǎng)也是振蕩的

解析麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論要點(diǎn)是：變化的磁場(chǎng)(電場(chǎng))要在周?chē)臻g產(chǎn)生電場(chǎng)(磁場(chǎng))，若磁場(chǎng)(電場(chǎng))的變化是均勻的，產(chǎn)生的電場(chǎng)(磁場(chǎng))是穩(wěn)定的，若磁場(chǎng)(電場(chǎng))的變化是振蕩的，產(chǎn)生的電場(chǎng)(磁場(chǎng))也是振蕩的，故D選項(xiàng)正確。

答案 D

2.(電磁波譜)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論指出：變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)。電場(chǎng)和磁場(chǎng)在空間的交替?zhèn)鞑ゾ托纬闪穗姶挪ā?888年赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在至今，電磁波已經(jīng)與我們的生活緊密相關(guān)：機(jī)場(chǎng)安檢門(mén)使用頻率為7 kHz的電磁波，GPS定位系統(tǒng)使用頻率為10.23 MHz(1 MHz＝106Hz)的電磁波，手機(jī)工作時(shí)使用頻率為800～1 900 MHz的電磁波，無(wú)線WiFi使用頻率為

2.4 GHz(1 GHz＝109Hz)的電磁波，地鐵行李安檢時(shí)使用頻率為1018 Hz的電磁波。根據(jù)圖中給出的電磁波譜和相關(guān)信息，下列說(shuō)法正確的是( )

A.手機(jī)工作時(shí)使用的電磁波是縱波

B.機(jī)場(chǎng)安檢門(mén)使用的電磁波只能在空氣中傳播

C.地鐵行李安檢時(shí)使用的電磁波是利用了電磁波的穿透本領(lǐng)

D.無(wú)線WiFi使用的電磁波比GPS定位系統(tǒng)使用的電磁波的波長(zhǎng)長(zhǎng)

解析手機(jī)工作時(shí)使用的電磁波均為橫波，故A錯(cuò)誤；電磁波可以在真空中傳播，也可以在介質(zhì)中傳播，故B錯(cuò)誤；地鐵行李安檢時(shí)使用的電磁波是利用了電磁波的穿透本領(lǐng)，故C正確；無(wú)線WiFi使用的電磁波比GPS定位系統(tǒng)使用的電磁波頻率高，波長(zhǎng)短，故D錯(cuò)誤。

答案 C

3.(電磁波應(yīng)用)驗(yàn)鈔機(jī)發(fā)出的光能使鈔票上的熒光物質(zhì)發(fā)光，電視機(jī)、空調(diào)的遙控器發(fā)出的光能控制電視機(jī)、空調(diào)的工作狀態(tài)。對(duì)于它們發(fā)出的光，以下判斷正確的是( )

A.它們發(fā)出的都是紅外線

B.它們發(fā)出的都是紫外線

C.驗(yàn)鈔機(jī)發(fā)出的是紅外線，遙控器發(fā)出的是紫外線

D.驗(yàn)鈔機(jī)發(fā)出的是紫外線，遙控器發(fā)出的是紅外線

解析紫外線有較強(qiáng)的熒光作用，能使熒光物質(zhì)發(fā)出熒光，故驗(yàn)鈔機(jī)發(fā)出的是紫外線，紅外線波長(zhǎng)較長(zhǎng)，容易發(fā)生衍射，故能很方便地遙控家用電器。故D正確。

答案 D

4.(光量子)光是一種電磁波，可見(jiàn)光的波長(zhǎng)的大致范圍是400～700 nm。400 nm、700 nm電磁輻射的能量子的值各是多少(h＝6.63×10－34 J·s)?

解析根據(jù)公式ν＝eq \f(c,λ)和ε＝hν可知：

400 nm對(duì)應(yīng)的能量子

ε1＝heq \f(c,λ1)＝6.63×10－34×eq \f(3.0×108,400×10－9) J＝4.97×－19 J。

700 nm對(duì)應(yīng)的能量子

ε2＝heq \f(c,λ2)＝6.63×10－34×eq \f(3.0×108,700×100－9) J＝2.84×10－19 J。

答案 4.97×10－19 J 2.84×10－19 J

基礎(chǔ)過(guò)關(guān)

1.(多選)關(guān)于電磁波的發(fā)現(xiàn)和對(duì)電磁波的理解，下列說(shuō)法正確的是( )

A.電磁波是一種假想的物質(zhì)

B.電磁波是客觀存在的物質(zhì)

C.麥克斯韋用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在

D.赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在

答案 BD

2.關(guān)于電磁波的特性和應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是( )

A.紅外線和X射線都有很高的穿透本領(lǐng)，常用于醫(yī)學(xué)上透視人體

B.過(guò)強(qiáng)的紫外線照射有利于人的皮膚健康

C.電磁波中頻率最大的為γ射線，最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象

D.紫外線和X射線都可以使感光底片感光

解析 X射線有很高的穿透本領(lǐng)，常用于醫(yī)學(xué)透視人體，紅外線具有明顯的熱效應(yīng)，常用于加熱物體，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；過(guò)強(qiáng)的紫外線照射對(duì)人的皮膚有害，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電磁波中頻率最大的為γ射線，其波長(zhǎng)最短，最不容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。

答案 D

3.硅光電池是利用光電效應(yīng)將光輻射的能量轉(zhuǎn)化為電能。若有N個(gè)波長(zhǎng)為λ0的光子打在光電池極板上，這些光子的總能量為(h為普朗克常量，c為真空中的光速)( )

A.h·eq \f(c,λ0) B.Nh·eq \f(c,λ0)

C.N·hλ0 D.2Nhλ0

答案 B

4.手機(jī)通訊靠電磁波傳送?，F(xiàn)將一只手機(jī)懸掛在密封的玻璃罩內(nèi)，撥通手機(jī)發(fā)現(xiàn)手機(jī)發(fā)出鈴聲和閃爍的光；逐漸抽出玻璃罩內(nèi)的空氣，發(fā)現(xiàn)鈴聲逐漸變?nèi)踔敝料ФW爍的光依然存在；再讓空氣逐漸進(jìn)入玻璃罩內(nèi)，發(fā)現(xiàn)鈴聲逐漸變強(qiáng)并仍然有閃爍的光。根據(jù)上述現(xiàn)象得到的下列結(jié)論中正確的是( )

A.聲音、電磁波均不能在密封的容器中傳播

B.聲音不能在密封的容器中傳播，而電磁波能在密封的容器中傳播

C.聲音的傳播需要空氣，而電磁波的傳播不需要空氣

D.聲音、電磁波均需要空氣才能傳播

解析將一只手機(jī)懸掛在密封的玻璃罩內(nèi)，撥通手機(jī)發(fā)現(xiàn)手機(jī)發(fā)出鈴聲和閃爍的光，說(shuō)明聲音和電磁波都能在密封的容器中傳播，故A、B均錯(cuò)誤；逐漸抽出玻璃罩內(nèi)的空氣，發(fā)現(xiàn)鈴聲逐漸變?nèi)踔敝料ФW爍的光依然存在，說(shuō)明空氣介質(zhì)在減少時(shí)，聲音變小到消失，充分說(shuō)明聲音的傳播需要空氣，真空不能傳播聲音；而閃爍的光依然存在，說(shuō)明電磁波的傳播不需要空氣，在真空中仍然能夠傳遞給手機(jī)，使手機(jī)發(fā)光，故C正確，D錯(cuò)誤。

答案 C

5.(多選)我國(guó)成功研發(fā)的反隱身先進(jìn)米波雷達(dá)堪稱(chēng)隱身飛機(jī)的克星，它標(biāo)志著我國(guó)雷達(dá)研究又創(chuàng)新的里程碑，米波雷達(dá)發(fā)射無(wú)線電波的波長(zhǎng)在1～10 m范圍內(nèi)，則對(duì)該無(wú)線電波的判斷正確的是( )

A.米波的頻率比厘米波頻率低

B.和機(jī)械波一樣須靠介質(zhì)傳播

C.同光波一樣會(huì)發(fā)生反射現(xiàn)象

D.不可能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象

解析米波比厘米波的波長(zhǎng)長(zhǎng)，故米波的頻率較低，A正確；米波雷達(dá)發(fā)射的是無(wú)線電波，可在真空中傳播，同光波一樣會(huì)發(fā)生反射、干涉、衍射等現(xiàn)象，B、D錯(cuò)誤，C正確。

答案 AC

6.關(guān)于電磁波的說(shuō)法中正確的是( )

A.只要有電場(chǎng)和磁場(chǎng)，就能產(chǎn)生電磁波

B.電磁波會(huì)發(fā)生偏振現(xiàn)象，是縱波

C.電磁波能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象

D.紫外線的頻率比紅外線的頻率小

解析由麥克斯韋電磁場(chǎng)理論知，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，振蕩的電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地傳播，形成電磁波，A錯(cuò)誤；電磁波會(huì)發(fā)生偏振現(xiàn)象，是橫波，B錯(cuò)誤；干涉和衍射現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象，電磁波能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象，C正確；紫外線的頻率比紅外線的頻率大，D錯(cuò)誤。

答案 C

7.下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法正確的是( )

A.電磁波只能在真空中傳播

B.電場(chǎng)隨時(shí)間變化時(shí)一定產(chǎn)生電磁波

C.做變速運(yùn)動(dòng)的電荷會(huì)在空間產(chǎn)生電磁波

D.麥克斯韋第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在

解析電磁波在介質(zhì)中也能傳播，比如光是一種電磁波，在水和玻璃等介質(zhì)中也能傳播，故A錯(cuò)誤；均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，不能再產(chǎn)生電場(chǎng)，因而不能產(chǎn)生電磁波，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；做變速運(yùn)動(dòng)的電荷會(huì)在空間產(chǎn)生變化的電磁場(chǎng)，形成電磁波，故C正確；麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，是赫茲第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

答案 C

能力提升

8.(多選)關(guān)于生活中遇到的各種波，下列說(shuō)法正確的是( )

A.電磁波可以傳遞信息

B.聲波不能傳遞信息

C.手機(jī)在通話時(shí)涉及的波既有電磁波又有聲波

D.太陽(yáng)光中的可見(jiàn)光和醫(yī)院“B超”中的超聲波傳播速度不相同

解析聲波、電磁波都能傳遞能量和信息，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在手機(jī)通話過(guò)程中，既涉及電磁波又涉及聲波，C項(xiàng)正確；可見(jiàn)光屬于電磁波，B超中的超聲波是聲波，波速不同，D項(xiàng)正確。

答案 ACD

9.關(guān)于電磁場(chǎng)理論，下列說(shuō)法正確的是( )

A.在電場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生電場(chǎng)

B.在變化的電場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生變化的電場(chǎng)

C.均勻變化的電場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)

D.周期性變化的電場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)

解析根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，只有變化的電場(chǎng)能產(chǎn)生磁場(chǎng)，均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，非均勻變化的電場(chǎng)才產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。

答案 D

10.第26屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)于2018年11月通過(guò)決議，正式更新了千克、安培、開(kāi)爾文和摩爾四個(gè)基本單位的定義，國(guó)際測(cè)量界的百年夙愿終于實(shí)現(xiàn)——國(guó)際測(cè)量體系將全部建立在基本物理常數(shù)上，大大提高了計(jì)量的穩(wěn)定性和精確性。比如，最受關(guān)注的“千克”，不再以具體實(shí)物的質(zhì)量來(lái)定義，而將以量子力學(xué)中的普朗克常數(shù)h為基準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)一系列物理?yè)Q算，算出質(zhì)量。已知普朗克常數(shù)與頻率的乘積可以表示能量，下列屬于用國(guó)際單位制的基本單位來(lái)表示普朗克常數(shù)h單位的是( )

A.J/s B.kg·m2/s

C.kg·m2/s3 D.N·m·s

解析根據(jù)公式E＝hν，因能量E的單位為J，頻率ν的單位為s－1，那么普朗克h單位：J·s＝N·m·s＝eq \f(kg·m,s2)·m·s＝eq \f(kg·m2,s)，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。

答案 B

11.珠海國(guó)際航展會(huì)上，中國(guó)展出了先進(jìn)概念機(jī)“殲—31”，標(biāo)志著中國(guó)繼美國(guó)之后，成為世界上第二個(gè)同時(shí)研發(fā)兩款第四代隱形戰(zhàn)機(jī)的國(guó)家。隱形飛機(jī)的原理是在飛機(jī)研制過(guò)程中設(shè)法降低其可探測(cè)性，使之不易被敵方發(fā)現(xiàn)、跟蹤和攻擊。根據(jù)你所學(xué)的物理知識(shí)判斷，下列說(shuō)法正確的是( )

A.運(yùn)用隱蔽色涂層，無(wú)論距你多近的距離，即使你拿望遠(yuǎn)鏡也不能看到它

B.使用吸收雷達(dá)電磁波材料，在雷達(dá)屏幕上顯示的反射信息很小、很弱，很難被發(fā)現(xiàn)

C.使用吸收雷達(dá)電磁波涂層后，傳播到復(fù)合金屬機(jī)翼上的電磁波在機(jī)翼上不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流

D.主要是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、噴氣尾管等因?yàn)楦邷厝菀桩a(chǎn)生紫外線輻射的部位采取隔熱、降溫等措施，使其不易被對(duì)方發(fā)現(xiàn)

解析雷達(dá)向外發(fā)射電磁波，當(dāng)電磁波遇到飛機(jī)時(shí)就要發(fā)生反射，雷達(dá)通過(guò)接收反射回來(lái)的電磁波，就可以測(cè)定飛機(jī)的位置，所以要想降低飛機(jī)的可探測(cè)性，可以使用吸收雷達(dá)電磁波材料，在雷達(dá)屏幕上顯示的反射信息很小、很弱，很難被發(fā)現(xiàn)，選項(xiàng)B正確。

答案 B

12.近日，蕪湖步行街旁中和路新裝52盞“智慧路燈”，除基本照明外，每盞路燈將安裝Wifi信號(hào)發(fā)射、手機(jī)充電接口等設(shè)備。Wifi信號(hào)是頻率較小的電磁波，下列關(guān)于Wifi信號(hào)說(shuō)法正確的是( )

A.Wifi信號(hào)不能在真空中傳播

B.Wifi信號(hào)不會(huì)產(chǎn)生污染

C.電飯煲是利用Wifi信號(hào)來(lái)加熱食物的電器

D.智能手機(jī)可以接收該Wifi信號(hào)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接

答案 D

13.如圖中A為某火箭發(fā)射場(chǎng)，B為山區(qū)，C為城市。發(fā)射場(chǎng)正在進(jìn)行某型號(hào)火箭的發(fā)射實(shí)驗(yàn)。為了轉(zhuǎn)播火箭發(fā)射的實(shí)況，在發(fā)射場(chǎng)建立了發(fā)射臺(tái)用于發(fā)射廣播與電視信號(hào)。

已知傳輸無(wú)線電廣播所用的電磁波波長(zhǎng)為550 m，而傳輸電視信號(hào)所用的電磁波波長(zhǎng)為0.566 m。為了不讓山區(qū)擋住信號(hào)的傳播，使城市居民能收聽(tīng)和收看火箭發(fā)射的實(shí)況，必須通過(guò)建在山頂上的轉(zhuǎn)發(fā)站來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)________(填“無(wú)線電廣播信號(hào)”或“電視信號(hào)”)。這是因?yàn)開(kāi)_______________________________________。

解析從題中知，傳輸無(wú)線電廣播所用電磁波長(zhǎng)為550 m，根據(jù)波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件，知該電磁波很容易發(fā)生衍射現(xiàn)象繞過(guò)山坡而傳播到城市所在的C區(qū)，因而不需要轉(zhuǎn)發(fā)裝置。電視信號(hào)所用的電磁波波長(zhǎng)為0.566 m，其波長(zhǎng)很短，衍射現(xiàn)象很不明顯，幾乎沿直線傳播，能傳播到山頂卻不能傳播到城市所在的C區(qū)，要想使信號(hào)傳到C區(qū)，必須通過(guò)建在山頂?shù)霓D(zhuǎn)發(fā)站來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)。

答案電視信號(hào) 電視信號(hào)波長(zhǎng)較短，很難發(fā)生衍射現(xiàn)象

14.科學(xué)技術(shù)是一把雙刃劍。電磁波的應(yīng)用也是這樣。它在使人類(lèi)的生活發(fā)生日新月異變化的同時(shí)也存在副作用——電磁污染。頻率超過(guò)0.1 MHz的電磁波的強(qiáng)度足夠大時(shí)就會(huì)對(duì)人體構(gòu)成威脅。按照有關(guān)規(guī)定，人體所受到的電磁輻射強(qiáng)度(即單位時(shí)間內(nèi)垂直通過(guò)單位面積的電磁波的能量)不得超過(guò)某一規(guī)定值Ie。已知某無(wú)線通信設(shè)備發(fā)射電磁波的功率為P，設(shè)該通信設(shè)備向四面八方均勻地發(fā)射電磁波，且電磁波在傳播過(guò)程中無(wú)能量損失。由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，球面的面積S＝4πr2(式中r為球半徑)，球半徑與球面總是垂直的。根據(jù)上述資料，可估算出人體到該通信設(shè)備發(fā)射電磁波處的安全距離至少應(yīng)為多少時(shí)，人體所受的電磁輻射強(qiáng)度才不會(huì)超過(guò)規(guī)定值？

解析設(shè)人到發(fā)射電磁波處的距離為r。

以發(fā)射電磁波處為球心，以r為半徑作一球面，

若球面上電磁波的輻射強(qiáng)度為Ie。

則4πr2Ie＝P，所以r＝eq \r(\f(P,4πIe))

即人離波源的距離至少為eq \r(\f(P,4πIe))才是安全區(qū)。

答案 eq \r(\f(P,4πIe))



物理觀念
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任
核心素養(yǎng)

1.了解電磁波，知道電磁場(chǎng)的物質(zhì)性。

2.了解電磁波的應(yīng)用及其帶來(lái)的影響。

3.知道光是一種電磁波，知道光的能量是不連續(xù)的。

4.初步了解微觀世界的量子化特征。
知道手機(jī)與通信衛(wèi)星是電磁波的應(yīng)用，通過(guò)應(yīng)用實(shí)例的調(diào)查，認(rèn)識(shí)科學(xué)對(duì)技術(shù)的推動(dòng)作用，體會(huì)科技進(jìn)步對(duì)人類(lèi)生活和社會(huì)發(fā)展的影響。激發(fā)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)的興趣，擔(dān)當(dāng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重任。

相關(guān)教案

相關(guān)教案更多

相關(guān)教案

相關(guān)教案 更多

相關(guān)教案更多