2024-2025學(xué)年專題13.3 電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用（含答案）-高二物理舉一反三系列（人教版2019必修第三冊）

2024-2025學(xué)年專題13.3電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用（含答案）-高二物理舉一反三系列（人教版2019必修第三冊）專題13.3電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【題型1產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件】 【題型2電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用】 【題型3物理史實(shí)】 【題型4磁通量的變化問題】 【題型1產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件】【例1】(多選)用如圖所示裝置探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，線圈A通過滑動變阻器和開關(guān)S1連接到電源上，線圈B通過開關(guān)S2連接到電流計上，將線圈A套在線圈B的里面。下列說法中正確的是()A．該裝置可用于探究線圈B中感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件B．S2處于閉合狀態(tài)，在S1閉合瞬間，電流表的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)C．S1處于閉合狀態(tài)，在S2閉合瞬間，電流表的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)D．兩開關(guān)均處于閉合狀態(tài)，電路穩(wěn)定后勻速移動滑動變阻器的滑片，電流表的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)【變式1-1】在法拉第時代，下列驗(yàn)證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實(shí)驗(yàn)中，能觀察到感應(yīng)電流的是()A．將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路，然后觀察電流表的變化B．在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈，然后觀察電流表的變化C．將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接，往線圈中插入條形磁鐵后，再到相鄰房間去觀察電流表的變化D．繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈，分別接電源和電流表，在給線圈通電或斷電的瞬間，觀察電流表的變化【變式1-2】下列各圖所描述的物理情境中，沒有感應(yīng)電流的是()【變式1-3】如圖所示，導(dǎo)線MON在中點(diǎn)O彎折成一定角度，OO′為其角平分線，在導(dǎo)線MON內(nèi)通以恒定電流I，由均勻?qū)Ь€制成的正方形小線框L中線與OO′重合，則能在L中產(chǎn)生感應(yīng)電流的辦法是()A．增大電流IB．將L沿OO′向右勻速移動C．將L沿OO′向右加速移動D．將L向上快速移動【題型2電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用】【例2】(多選)高考考生入場時，監(jiān)考老師要用金屬探測器對考生進(jìn)行安檢后才允許其進(jìn)入考場，如圖所示。探測器內(nèi)有通電線圈，當(dāng)探測器靠近任何金屬材料物體時，就會引起探測器內(nèi)線圈中電流變化，報警器就會發(fā)出警報；靠近非金屬物體時則不發(fā)出警報。關(guān)于探測器工作原理，下列說法正確的是()A．金屬探測器利用的是電磁感應(yīng)現(xiàn)象B．金屬探測器利用的是磁場對金屬的吸引作用C．金屬探測器利用的是靜電感應(yīng)現(xiàn)象D．金屬探測器利用的是當(dāng)探測器靠近金屬物體時，能在金屬中形成渦流，進(jìn)而引起線圈中電流的變化【變式2-1】（多選）我國已經(jīng)制定了登月計劃,假如航天員登月后想探測月球表面是否有磁場,他手邊有一只靈敏電流表和一個小線圈。下列推斷中正確的是()A.直接將電流表放于月球表面,看是否有示數(shù)來判斷磁場有無B.將電流表與線圈組成閉合電路,使線圈沿某一方向運(yùn)動,若電流表無示數(shù),則判斷月球表面無磁場C.將電流表與線圈組成閉合電路,使線圈沿某一方向運(yùn)動,若電流表有示數(shù),則判斷月球表面有磁場D.將電流表與線圈組成閉合電路,使線圈分別繞兩個互相垂直的軸轉(zhuǎn)動,月球表面若有磁場,則電流表至少有一次示數(shù)不為零【變式2-2】物理課上，老師做了一個奇妙的“跳環(huán)實(shí)驗(yàn)”。如圖所示，她把一個帶鐵芯的線圈L、開關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來后，將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過套環(huán)。閉合開關(guān)S的瞬間，套環(huán)立刻跳起。某同學(xué)另找來器材再探究此實(shí)驗(yàn)。他連接好電路，經(jīng)重復(fù)實(shí)驗(yàn)，線圈上的套環(huán)均未動。對比老師演示的實(shí)驗(yàn)，下列四個選項(xiàng)中，導(dǎo)致套環(huán)未動的原因可能是()A．線圈接在了直流電源上B．電源電壓過高C．所選線圈的匝數(shù)過多D．所用套環(huán)的材料與老師的不同【變式2-3】掃描隧道顯微鏡(STM)可用來探測樣品表面原子尺度上的形貌．為了有效隔離外界振動對STM的擾動，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對紫銅薄板，并施加磁場來快速衰減其微小振動，如圖所示．無擾動時，按下列四種方案對紫銅薄板施加恒磁場；出現(xiàn)擾動后，對于紫銅薄板上下及其左右振動的衰減最有效的方案是()【題型3物理史實(shí)】【例3】在物理學(xué)的發(fā)展過程中，許多科學(xué)家做出了突出貢獻(xiàn)，下列關(guān)于科學(xué)家和他們的貢獻(xiàn)的說法正確的是()A．牛頓開創(chuàng)了實(shí)驗(yàn)與邏輯推理相結(jié)合的研究方法，并用這種方法研究了力與運(yùn)動的關(guān)系B．庫侖通過研究得出了電荷間的相互作用規(guī)律，并測出了自然界的最小帶電單位C．安培提出了分子電流假說，成功解釋了所有磁現(xiàn)象來源于運(yùn)動電荷這一本質(zhì)D．法拉第通過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，并總結(jié)出法拉第電磁感應(yīng)定律【變式3-1】1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)電流可以使周圍的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，稱為電流的磁效應(yīng)。()【變式3-2】奧斯特的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電流的周圍存在磁場，法拉第經(jīng)過10年的努力終于發(fā)現(xiàn)了利用磁場產(chǎn)生電流的途徑，法拉第認(rèn)識到必須在變化、運(yùn)動的過程中才能利用磁場產(chǎn)生電流。法拉第當(dāng)時歸納出五種情形，請說出這五種情形各是什么？【變式3-3】史料記載“1831年8月29日這一天，法拉第在接通電池的一剎那，偶然看到檢流計指針動了一下，接著便回到了原位，然后就一直停住不動?！狈ɡ谝虼税l(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，圖4-1-1是這個實(shí)驗(yàn)的示意圖。又有史料記載“瑞士物理學(xué)家科拉頓設(shè)計了一個利用磁鐵在閉合線圈中獲取電流的實(shí)驗(yàn)：將一塊磁鐵在螺線管中移動，使導(dǎo)線中產(chǎn)生感應(yīng)電流。為了排除磁鐵移動對檢流計指針偏轉(zhuǎn)的影響，他把檢流計放到隔壁房間中去，用長導(dǎo)線把檢流計和螺線管連接起來。實(shí)驗(yàn)開始了，科拉頓把磁鐵插到線圈中去以后，就跑到隔壁房間中去，但他十分痛心地看到檢流計的小磁針靜止在原位。”科拉頓沒能發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，他的實(shí)驗(yàn)示意圖見圖4-1-2。請你分析一下，科拉頓沒能看到電磁感應(yīng)現(xiàn)象的原因是什么？【題型4磁通量的變化問題】【例4】如圖所示，一個U形金屬導(dǎo)軌水平放置，其上放有一個金屬導(dǎo)體棒ab，有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場斜向上穿過軌道平面，且與豎直方向的夾角為θ。在下列各過程中，一定能在軌道回路里產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A.ab向右運(yùn)動，同時使θ減小B.使磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小，θ角同時也減小C.ab向左運(yùn)動，同時增大磁感應(yīng)強(qiáng)度BD.ab向右運(yùn)動，同時增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B和θ角(0°＜θ＜90°)【變式4-1】磁通量是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的重要物理量，如圖所示，通有恒定電流的直導(dǎo)線MN與閉合線框共面，第一次將線框由位置1平移到位置2，第二次將線框由位置1繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置2，設(shè)前后兩次通過線框的磁通量變化大小分別為ΔΦ1和ΔΦ2，則()A．ΔΦ1＞ΔΦ2 B．ΔΦ1＝ΔΦ2C．ΔΦ1＜ΔΦ2 D．無法確定【變式4-2】如圖所示，通有恒定電流的導(dǎo)線MN與閉合金屬框共面，第一次將金屬框由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次將金屬框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到Ⅱ，設(shè)先后兩次通過金屬框的磁通量變化量大小分別為ΔΦ1和ΔΦ2，則ΔΦ1ΔΦ2【變式4-3】如圖所示，一水平放置的N匝矩形線框面積為S，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向斜向上，與水平面成30°角，現(xiàn)若使矩形框以左邊的一條邊為軸轉(zhuǎn)到豎直的虛線位置，則此過程中磁通量的改變量的大小是多少？

專題13.3電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【題型1產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件】 【題型2電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用】 【題型3物理史實(shí)】 【題型4磁通量的變化問題】 【題型1產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件】【例1】(多選)用如圖所示裝置探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，線圈A通過滑動變阻器和開關(guān)S1連接到電源上，線圈B通過開關(guān)S2連接到電流計上，將線圈A套在線圈B的里面。下列說法中正確的是()A．該裝置可用于探究線圈B中感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件B．S2處于閉合狀態(tài)，在S1閉合瞬間，電流表的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)C．S1處于閉合狀態(tài)，在S2閉合瞬間，電流表的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)D．兩開關(guān)均處于閉合狀態(tài)，電路穩(wěn)定后勻速移動滑動變阻器的滑片，電流表的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)解析：選ABD線圈B沒有接電源，與電流表構(gòu)成回路，可用于探究線圈B中感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，A正確；S2處于閉合狀態(tài)，則線圈B與電流表構(gòu)成回路，在S1閉合瞬間，線圈A中電流增大，線圈A產(chǎn)生的磁場增強(qiáng)，則穿過線圈B的磁通量變大，所以線圈B中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，B正確；S1處于閉合狀態(tài)，線圈A中的電流不變，產(chǎn)生的磁場不變，穿過線圈B的磁通量不變，所以在S2閉合瞬間，線圈B中沒有感應(yīng)電流，電流表指針不偏轉(zhuǎn)，C錯誤；兩開關(guān)均處于閉合狀態(tài)，電路穩(wěn)定后勻速移動滑動變阻器的滑片，則線圈A中電流變化，線圈A產(chǎn)生的磁場變化，則穿過線圈B的磁通量變化，所以線圈B中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故D正確?！咀兪?-1】在法拉第時代，下列驗(yàn)證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實(shí)驗(yàn)中，能觀察到感應(yīng)電流的是()A．將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路，然后觀察電流表的變化B．在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈，然后觀察電流表的變化C．將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接，往線圈中插入條形磁鐵后，再到相鄰房間去觀察電流表的變化D．繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈，分別接電源和電流表，在給線圈通電或斷電的瞬間，觀察電流表的變化解析：選D只形成閉合回路，回路中的磁通量不變化，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，A、B錯誤；線圈中插入條形磁鐵瞬間回路中磁通量有變化，電流表有變化，磁鐵不動后電流表無變化，C錯誤；給線圈通電或斷電瞬間，通過閉合回路的磁通量變化，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，能觀察到電流表的變化，D正確。【變式1-2】下列各圖所描述的物理情境中，沒有感應(yīng)電流的是()解析：選A開關(guān)S閉合穩(wěn)定后，穿過線圈N的磁通量保持不變，線圈N中不產(chǎn)生感應(yīng)電流；磁鐵向鋁環(huán)A靠近，穿過鋁環(huán)A的磁通量在增大，鋁環(huán)A中產(chǎn)生感應(yīng)電流；金屬框從A向B運(yùn)動，穿過金屬框的磁通量時刻在變化，金屬框中產(chǎn)生感應(yīng)電流；銅盤在磁場中按題圖所示方向轉(zhuǎn)動，銅盤的無數(shù)輻條切割磁感線，與外電路構(gòu)成閉合回路，產(chǎn)生感應(yīng)電流。故選A?！咀兪?-3】如圖所示，導(dǎo)線MON在中點(diǎn)O彎折成一定角度，OO′為其角平分線，在導(dǎo)線MON內(nèi)通以恒定電流I，由均勻?qū)Ь€制成的正方形小線框L中線與OO′重合，則能在L中產(chǎn)生感應(yīng)電流的辦法是()A．增大電流IB．將L沿OO′向右勻速移動C．將L沿OO′向右加速移動D．將L向上快速移動解析：選D根據(jù)右手螺旋定則可知，穿過正方形線框的磁通量為零，增大電流，磁通量不變，A錯誤；將線框沿OO′向右運(yùn)動，穿過正方形線框的磁通量始終為零，無感應(yīng)電流產(chǎn)生，B、C錯誤；將L向上快速移動，穿過正方形線框的磁通量發(fā)生變化，會有感應(yīng)電流產(chǎn)生，D正確?！绢}型2電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用】【例2】(多選)高考考生入場時，監(jiān)考老師要用金屬探測器對考生進(jìn)行安檢后才允許其進(jìn)入考場，如圖所示。探測器內(nèi)有通電線圈，當(dāng)探測器靠近任何金屬材料物體時，就會引起探測器內(nèi)線圈中電流變化，報警器就會發(fā)出警報；靠近非金屬物體時則不發(fā)出警報。關(guān)于探測器工作原理，下列說法正確的是()A．金屬探測器利用的是電磁感應(yīng)現(xiàn)象B．金屬探測器利用的是磁場對金屬的吸引作用C．金屬探測器利用的是靜電感應(yīng)現(xiàn)象D．金屬探測器利用的是當(dāng)探測器靠近金屬物體時，能在金屬中形成渦流，進(jìn)而引起線圈中電流的變化解析：選AD線圈通電后會產(chǎn)生磁場，當(dāng)有金屬物體進(jìn)入磁場時，通過金屬物體橫截面的磁通量發(fā)生變化，金屬物體內(nèi)部會產(chǎn)生渦流，渦流的磁場反過來影響線圈中的電流，由此判斷是否有金屬物體，靜電感應(yīng)現(xiàn)象是帶電體靠近導(dǎo)體時使導(dǎo)體感應(yīng)起電，故A、D正確?！咀兪?-1】（多選）我國已經(jīng)制定了登月計劃,假如航天員登月后想探測月球表面是否有磁場,他手邊有一只靈敏電流表和一個小線圈。下列推斷中正確的是()A.直接將電流表放于月球表面,看是否有示數(shù)來判斷磁場有無B.將電流表與線圈組成閉合電路,使線圈沿某一方向運(yùn)動,若電流表無示數(shù),則判斷月球表面無磁場C.將電流表與線圈組成閉合電路,使線圈沿某一方向運(yùn)動,若電流表有示數(shù),則判斷月球表面有磁場D.將電流表與線圈組成閉合電路,使線圈分別繞兩個互相垂直的軸轉(zhuǎn)動,月球表面若有磁場,則電流表至少有一次示數(shù)不為零答案:CD解析:只要線圈中能產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流表有示數(shù),則說明月球上一定有磁場。如果沒有電流,只能說明線圈中的磁通量沒有發(fā)生變化,需要變換轉(zhuǎn)動軸或運(yùn)動方向再試。如果線圈分別繞兩個互相垂直的軸轉(zhuǎn)動,當(dāng)空間有磁場時,至少會有一次產(chǎn)生感應(yīng)電流,C、D正確。【變式2-2】物理課上，老師做了一個奇妙的“跳環(huán)實(shí)驗(yàn)”。如圖所示，她把一個帶鐵芯的線圈L、開關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來后，將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過套環(huán)。閉合開關(guān)S的瞬間，套環(huán)立刻跳起。某同學(xué)另找來器材再探究此實(shí)驗(yàn)。他連接好電路，經(jīng)重復(fù)實(shí)驗(yàn)，線圈上的套環(huán)均未動。對比老師演示的實(shí)驗(yàn)，下列四個選項(xiàng)中，導(dǎo)致套環(huán)未動的原因可能是()A．線圈接在了直流電源上B．電源電壓過高C．所選線圈的匝數(shù)過多D．所用套環(huán)的材料與老師的不同解析：選D無論實(shí)驗(yàn)用的是交流電還是直流電，閉合開關(guān)S的瞬間，穿過套環(huán)的磁通量均增加，只要套環(huán)的材料是導(dǎo)體，套環(huán)中就能產(chǎn)生感應(yīng)電流，套環(huán)就會跳起。如果套環(huán)是用塑料做的，則不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，也就不會受安培力作用而跳起。選項(xiàng)D正確?！咀兪?-3】掃描隧道顯微鏡(STM)可用來探測樣品表面原子尺度上的形貌．為了有效隔離外界振動對STM的擾動，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對紫銅薄板，并施加磁場來快速衰減其微小振動，如圖所示．無擾動時，按下列四種方案對紫銅薄板施加恒磁場；出現(xiàn)擾動后，對于紫銅薄板上下及其左右振動的衰減最有效的方案是()答案A解析感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是閉合回路中的磁通量發(fā)生變化．在A圖中，系統(tǒng)振動時，紫銅薄板隨之上下及左右振動，在磁場中的部分有時多有時少，磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到安培力，阻礙系統(tǒng)的振動；在B圖中，只有紫銅薄板向左振動才產(chǎn)生感應(yīng)電流，而上下振動無感應(yīng)電流產(chǎn)生；在C圖中，無論紫銅薄板上下振動還是左右振動，都不會產(chǎn)生感應(yīng)電流；在D圖中，只有紫銅薄板左右振動才產(chǎn)生感應(yīng)電流，而上下振動無感應(yīng)電流產(chǎn)生，故選項(xiàng)A正確，B、C、D錯誤．【題型3物理史實(shí)】【例3】在物理學(xué)的發(fā)展過程中，許多科學(xué)家做出了突出貢獻(xiàn)，下列關(guān)于科學(xué)家和他們的貢獻(xiàn)的說法正確的是()A．牛頓開創(chuàng)了實(shí)驗(yàn)與邏輯推理相結(jié)合的研究方法，并用這種方法研究了力與運(yùn)動的關(guān)系B．庫侖通過研究得出了電荷間的相互作用規(guī)律，并測出了自然界的最小帶電單位C．安培提出了分子電流假說，成功解釋了所有磁現(xiàn)象來源于運(yùn)動電荷這一本質(zhì)D．法拉第通過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，并總結(jié)出法拉第電磁感應(yīng)定律解析：選C伽利略開創(chuàng)了實(shí)驗(yàn)與邏輯推理相結(jié)合的研究方法，并用這種方法研究了力與運(yùn)動的關(guān)系，A錯誤；庫侖通過研究得出了電荷間的相互作用規(guī)律，密立根測出了自然界的最小帶電單位，B錯誤；安培提出了分子電流假說，成功解釋了所有磁現(xiàn)象來源于運(yùn)動電荷這一本質(zhì)，C正確；法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，但法拉第電磁感應(yīng)定律不是法拉第總結(jié)出來的，D錯誤?！咀兪?-1】1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)電流可以使周圍的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，稱為電流的磁效應(yīng)。(√)【變式3-2】奧斯特的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電流的周圍存在磁場，法拉第經(jīng)過10年的努力終于發(fā)現(xiàn)了利用磁場產(chǎn)生電流的途徑，法拉第認(rèn)識到必須在變化、運(yùn)動的過程中才能利用磁場產(chǎn)生電流。法拉第當(dāng)時歸納出五種情形，請說出這五種情形各是什么？解析法拉第把能引起感應(yīng)電流的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象歸納為五類：變化的電流、變化的磁場、運(yùn)動的恒定電流、運(yùn)動的磁鐵、在磁場中運(yùn)動的導(dǎo)體。它們都與變化和運(yùn)動有關(guān)?！咀兪?-3】史料記載“1831年8月29日這一天，法拉第在接通電池的一剎那，偶然看到檢流計指針動了一下，接著便回到了原位，然后就一直停住不動。……”法拉第因此發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，圖4-1-1是這個實(shí)驗(yàn)的示意圖。又有史料記載“瑞士物理學(xué)家科拉頓設(shè)計了一個利用磁鐵在閉合線圈中獲取電流的實(shí)驗(yàn)：將一塊磁鐵在螺線管中移動，使導(dǎo)線中產(chǎn)生感應(yīng)電流。為了排除磁鐵移動對檢流計指針偏轉(zhuǎn)的影響，他把檢流計放到隔壁房間中去，用長導(dǎo)線把檢流計和螺線管連接起來。實(shí)驗(yàn)開始了，科拉頓把磁鐵插到線圈中去以后，就跑到隔壁房間中去，但他十分痛心地看到檢流計的小磁針靜止在原位?！笨评D沒能發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，他的實(shí)驗(yàn)示意圖見圖4-1-2。請你分析一下，科拉頓沒能看到電磁感應(yīng)現(xiàn)象的原因是什么？答：科拉頓沒能看到電磁感應(yīng)現(xiàn)象的原因是因?yàn)殡姶鸥袘?yīng)現(xiàn)象是在變化或運(yùn)動的過程中出現(xiàn)的，當(dāng)科拉頓趕到隔壁房間去時，檢流小磁針已經(jīng)動過了，所以他沒能看到電磁感應(yīng)現(xiàn)象。【題型4磁通量的變化問題】【例4】如圖所示，一個U形金屬導(dǎo)軌水平放置，其上放有一個金屬導(dǎo)體棒ab，有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場斜向上穿過軌道平面，且與豎直方向的夾角為θ。在下列各過程中，一定能在軌道回路里產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A.ab向右運(yùn)動，同時使θ減小B.使磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小，θ角同時也減小C.ab向左運(yùn)動，同時增大磁感應(yīng)強(qiáng)度BD.ab向右運(yùn)動，同時增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B和θ角(0°＜θ＜90°)答案A解析設(shè)此時回路面積為S，據(jù)題意，磁通量Φ＝BScosθ，S增大，θ減小，cosθ增大，則Φ增大，A正確；B減小，θ減小，cosθ增大，Φ可能不變，B錯誤；S減小，B增大，Φ可能不變，C錯誤；S增大，B增大，θ增大，cosθ減小，Φ可能不變，D錯誤?！咀兪?-1】磁通量是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的重要物理量，如圖所示，通有恒定電流的直導(dǎo)線MN與閉合線框共面，第一次將線框由位置1平移到位置2，第二次將線框由位置1繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置2，設(shè)前后兩次通過線框的磁通量變化大小分別為ΔΦ1和ΔΦ2，則()A．ΔΦ1＞ΔΦ2 B．ΔΦ1＝ΔΦ2C．ΔΦ1＜ΔΦ2 D．無法確定解析：選C第一次將線框由位置1平移到位置2，磁感線從線框的同一側(cè)穿入，ΔΦ1為前后兩位置磁通量的絕對值之差。第二次將線框由位置1繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置2，磁感線從線框的不同側(cè)穿入，ΔΦ2為前后兩位置磁通量的絕對值之和。故ΔΦ1＜ΔΦ2，C正確?！咀兪?-2】如圖所示，通有恒定電流的導(dǎo)線MN與閉合金屬框共面，第一次將金屬框由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次將金屬框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到Ⅱ，設(shè)先后兩次通過金屬框的磁通量變化量大小分別為ΔΦ1和ΔΦ2，則ΔΦ1ΔΦ2解析設(shè)金屬框在位置Ⅰ的磁通量為Φ1，金屬框在位置Ⅱ的磁通量為ΦⅡ，由題可知：ΔΦ1＝|ΦⅡ－ΦⅠ|，ΔΦ2＝|－ΦⅡ－ΦⅠ|，所以金屬框的磁通量變化量大小ΔΦ1<ΔΦ2．【變式4-3】如圖所示，一水平放置的N匝矩形線框面積為S，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向斜向上，與水平面成30°角，現(xiàn)若使矩形框以左邊的一條邊為軸轉(zhuǎn)到豎直的虛線位置，則此過程中磁通量的改變量的大小是多少？解析Φ是標(biāo)量，但有正負(fù)之分，在計算ΔΦ＝Φ2－Φ1時必須注意Φ2、Φ1的正負(fù)，要注意磁感線從線框的哪一面穿過，此題中在開始位置磁感線從線框的下面穿進(jìn)，在末位置磁感線從線框的另一面穿進(jìn)．若取轉(zhuǎn)到末位置時穿過線框方向?yàn)檎较?，則Φ2＝eq\f(\r(3),2)BS，Φ1＝－eq\f(1,2)BS，因穿過多匝線圈的磁通量的大小與匝數(shù)無關(guān)，故ΔΦ＝eq\f(\r(3)＋1,2)BS.

專題13.4電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【題型1電磁場問題】 【題型2電磁波的產(chǎn)生】 【題型3電磁波的特點(diǎn)】 【題型4電磁波譜】 【題型5電磁波的應(yīng)用】 【題型6物理史實(shí)及電磁波的危害防止】 【題型7電磁波的波長和頻率的關(guān)系】 【題型1電磁場問題】【例1】關(guān)于電磁場理論，下列說法正確的是()A．在電場周圍一定產(chǎn)生磁場，磁場周圍一定產(chǎn)生電場B．在變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場，在變化的磁場周圍一定產(chǎn)生變化的電場C．均勻變化的電場周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場D．周期性變化的電場周圍一定產(chǎn)生周期性變化的磁場解析：選D根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，只有變化的電場能產(chǎn)生磁場，均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，非均勻變化的電場才能產(chǎn)生變化的磁場，周期性變化的電場周圍一定產(chǎn)生周期性變化的磁場，故D正確?！咀兪?-1】(多選)(2020·廣東深圳市第二次統(tǒng)測)電磁感應(yīng)現(xiàn)象在科技和生活中有著廣泛的應(yīng)用，下列說法正確的是()A.圖(a)中利用了發(fā)射線圈和接收線圈之間的互感現(xiàn)象構(gòu)成變壓器，從而實(shí)現(xiàn)手機(jī)充電B.圖(b)中給電磁爐接通恒定電流，可以在鍋底產(chǎn)生渦流，給鍋中食物加熱C.圖(c)中如果線圈B不閉合，S斷開將不會產(chǎn)生延時效果D.圖(d)中給電子感應(yīng)加速器通以恒定電流時，被加速的電子獲得恒定的加速度答案AC解析電流流過發(fā)射線圈會產(chǎn)生變化的磁場，當(dāng)接收線圈靠近該變化的磁場時就會產(chǎn)生感應(yīng)電流給手機(jī)充電，即利用發(fā)射線圈和接收線圈之間的互感現(xiàn)象構(gòu)成變壓器，從而實(shí)現(xiàn)手機(jī)充電，故A正確；恒定的電流激發(fā)恒定的磁場，穿過金屬鍋的磁通量不變，不會發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，沒有渦流產(chǎn)生，故B錯誤；如果線圈不閉合，則B線圈中會有電磁感應(yīng)現(xiàn)象，但不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故不會產(chǎn)生延時效果，故C正確；給電子感應(yīng)加速器通以恒定電流時產(chǎn)生的磁場不變，即磁通量不變，則不會產(chǎn)生感生電場，則不能加速電子，故D錯誤。【變式1-2】關(guān)于電磁場和電磁波的正確說法是（）A．電場和磁場總是相互聯(lián)系的，它們統(tǒng)稱為電磁場B．電磁場由發(fā)生的區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播就是電磁波C．電磁波傳播速度總是3×108m/sD．電磁波是一種物質(zhì)，不能在真空中傳播【答案】B【詳解】A．變化的電場和變化的磁場是相互聯(lián)系的不可分割的統(tǒng)一整體，統(tǒng)稱為電磁場，選項(xiàng)A錯誤；B．電磁場由發(fā)生的區(qū)域向遠(yuǎn)處傳播形成電磁波，選項(xiàng)B正確；C．電磁波在真空中的傳播速度總是3×108m/s，在其它介質(zhì)中的傳播速度小于3×108m/s，選項(xiàng)C錯誤；D．電磁波是一種以波的形式存在的物質(zhì)，可以不需要介質(zhì)在真空中傳播，選項(xiàng)D錯誤。故選B?！咀兪?-3】下列四個選項(xiàng)中的四種磁場變化情況，能產(chǎn)生如圖所示電場的是（）A． B．C． D．【答案】B【詳解】由圖可知，產(chǎn)生的電場為穩(wěn)定的電場，由麥克斯韋電磁場理論可知，均勻變化的磁場才能產(chǎn)生穩(wěn)定的電場。故選B?！绢}型2電磁波的產(chǎn)生】【例2】某電路中電場強(qiáng)度隨時間變化的關(guān)系圖像如圖所示，能發(fā)射電磁波的是()解析：選D由麥克斯韋電磁場理論知，當(dāng)空間出現(xiàn)恒定的電場時(如題圖A)，由于它不激發(fā)磁場，故無電磁波產(chǎn)生；當(dāng)出現(xiàn)均勻變化的電場時(如題圖B、C)，會激發(fā)出磁場，但磁場恒定，不會在較遠(yuǎn)處激發(fā)出電場，故也不會產(chǎn)生電磁波；只有周期性變化的電場(如題圖D)，才會激發(fā)出周期性變化的磁場，它又激發(fā)出周期性變化的電場……如此交替的產(chǎn)生磁場和電場，便會形成電磁波，故D正確?！咀兪?-1】（多選）梳子在梳頭后帶上電荷，搖動這把梳子會在空中產(chǎn)生電磁波，該電磁波（）A．是由于電荷運(yùn)動產(chǎn)生的B．不能在真空中傳播C．只能沿著梳子搖動的方向傳播D．在空氣中的傳播速度約為【答案】AD【詳解】A．梳子帶電后，搖動梳子，電荷發(fā)生移動形成變化的電流，變化的電流產(chǎn)生變化的磁場，從而形成電磁波，故A正確；B．電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可以在真空中傳播，故B錯誤；C．電磁波產(chǎn)生后，可以沿任意方向傳播，故C錯誤；D．電磁波在真空中的傳播速度等于光速，在空氣中的傳播速度約為，故D正確。故選AD?！咀兪?-2】電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)逐步整合成為統(tǒng)一的信息通信網(wǎng)絡(luò)，這些信息都是通過電磁波來傳遞的。關(guān)于麥克斯韋的電磁場理論，下列說法正確的是（）A．變化的磁場一定能產(chǎn)生電磁波B．磁場一定在周圍空間產(chǎn)生電場C．不均勻變化的電場產(chǎn)生均勻變化的磁場，均勻變化的磁場產(chǎn)生不均勻變化的電場D．麥克斯韋推算出電磁波傳播的速度等于光速，提出了光的電磁理論：光是電磁波【答案】D【詳解】A．根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論可知，變化的磁場周圍能產(chǎn)生電場，均勻變化的磁場周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，不會產(chǎn)生電磁波，故A錯誤；B．穩(wěn)定的磁場在其周圍不產(chǎn)生電場，故B錯誤；C．不均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場，磁場有可能是均勻變化的；均勻變化的磁場周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，故C錯誤；D．麥克斯韋推算出了電磁波的傳播速度等于光速，提出了光的電磁理論：光是電磁波，故D正確。故選D?！咀兪?-3】(1)觀察上面兩幅圖，變化的磁場所產(chǎn)生電場的電場線和以前所學(xué)靜電場的電場線有區(qū)別嗎？(2)變化的磁場一定能產(chǎn)生電磁波嗎？為什么？答案：(1)變化的磁場所產(chǎn)生的電場的電場線是閉合的；而靜電場中的電場線是不閉合的。(2)不一定，均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場，不均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生變化的電場，如果變化的磁場能產(chǎn)生變化的電場，變化的電場又能產(chǎn)生變化的磁場，才能在周圍空間產(chǎn)生電磁波?！绢}型3電磁波的特點(diǎn)】【例3】(多選)以下關(guān)于機(jī)械波與電磁波的說法中，正確的是()A．機(jī)械波與電磁波本質(zhì)上是一致的B．機(jī)械波的波速只與介質(zhì)有關(guān)，而電磁波在介質(zhì)中的波速，不僅與介質(zhì)有關(guān)，還與電磁波的頻率有關(guān)C．機(jī)械波可能是縱波，而電磁波必定是橫波D．它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象解析：選BCD機(jī)械波由波源振動產(chǎn)生，電磁波由周期性變化的電場(或磁場)產(chǎn)生；機(jī)械波傳播需要介質(zhì)，波速由介質(zhì)決定；電磁波的傳播不需要介質(zhì)，波速由介質(zhì)和本身頻率共同決定；機(jī)械波有橫波，也有縱波，而電磁波一定是橫波，B、C、D正確。【變式3-1】(多選)下列說法正確的是()A．電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率有關(guān)B．電磁波可以發(fā)生衍射現(xiàn)象和偏振現(xiàn)象C．簡諧機(jī)械波在給定的介質(zhì)中傳播時，振動的頻率越高，則波傳播速度越大D．紫外線在水中的傳播速度小于紅外線在水中的傳播速度解析：選BD電磁波在真空中的傳播速度都一樣，與電磁波的頻率無關(guān)，A錯誤；一切波都可以發(fā)生衍射現(xiàn)象，橫波具有偏振現(xiàn)象，電磁波屬于波的一種，且是橫波，故電磁波可以發(fā)生衍射現(xiàn)象和偏振現(xiàn)象，B正確；簡諧機(jī)械波在給定的介質(zhì)中傳播時，波傳播速度與介質(zhì)有關(guān)，與頻率無關(guān)，C錯誤；依據(jù)v＝eq\f(c,n)，且紫外線的折射率大于紅外線，因此紫外線在水中的傳播速度小于紅外線在水中的傳播速度，D正確?！咀兪?-2】測溫是防控新冠肺炎的重要環(huán)節(jié)。在公共場所常用如圖所示的測溫槍為出入人員測溫，測溫槍是通過傳感器接收紅外線，得出感應(yīng)溫度數(shù)據(jù)，使用時只要將測溫槍靠近皮膚表面，修正皮膚與實(shí)際體溫的溫差便能準(zhǔn)確顯示體溫，下列說法正確的是()A.測溫槍利用的紅外線也可用于殺菌消毒B.紅外線是波長比紫外線長的電磁波C.紅外線的穿透能力很強(qiáng)，接受紅外線照射是會傷害身體的D.紅外線的頻率大于X光的頻率答案B解析紫外線可用于殺菌消毒，紅外線具有熱效應(yīng)，故A錯誤；由電磁波譜可知，紅外線是波長比紫外線長的電磁波，故B正確；紅外線的熱作用很強(qiáng)，接受紅外線照射是不會傷害身體的，故C錯誤；由電磁波譜可知，紅外線的頻率小于X光的頻率，故D錯誤?！咀兪?-3】關(guān)于機(jī)械波與電磁波，下列說法中正確的是()A.機(jī)械波在介質(zhì)中傳播時，介質(zhì)中后振動的質(zhì)點(diǎn)總是重復(fù)先振動的相鄰的質(zhì)點(diǎn)的振動，是受迫振動B.彈簧振子在四分之一個周期里運(yùn)動的路程一定等于一個振幅C.有經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)士可以根據(jù)炮彈飛行的尖叫聲判斷炮彈是接近還是遠(yuǎn)去D.電磁波衍射能力由強(qiáng)到弱的順序是無線電波、可見光、紅外線、γ射線答案AC解析機(jī)械波在介質(zhì)中傳播時，介質(zhì)中后振動的質(zhì)點(diǎn)總是重復(fù)先振動的相鄰的質(zhì)點(diǎn)的振動，是受迫振動，選項(xiàng)A正確；彈簧振子只有從平衡位置或者離平衡位置最遠(yuǎn)處開始振動計時，在四分之一個周期里運(yùn)動的路程才等于一個振幅，選項(xiàng)B錯誤；有經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)士可以根據(jù)炮彈飛行的尖叫聲判斷炮彈是接近還是遠(yuǎn)去，這是根據(jù)多普勒效應(yīng)，選項(xiàng)C正確；波長越大的衍射能力越強(qiáng)，則電磁波衍射能力由強(qiáng)到弱的順序是無線電波、紅外線、可見光、γ射線，選項(xiàng)D錯誤?！绢}型4電磁波譜】【例4】根據(jù)電磁波譜選出下列各組電磁波，其中頻率互相交錯重疊，且波長順序由短到長排列的是()A．微波、紅外線、紫外線B．γ射線、X射線、紫外線C．紫外線、可見光、紅外線D．紫外線、X射線、γ射線解析：選B紅外線與紫外線在電磁波譜中不相鄰，更不會頻率重疊，A錯誤。紫外線、可見光、紅外線雖相鄰，但它們?nèi)唛g有明確的界線，頻率也不相重疊，C錯誤。在電磁波譜中紫外線、X射線、γ射線有重疊，γ射線波長最短，紫外線波長最長，故B正確，D錯誤?！咀兪?-1】(多選)下列關(guān)于無線電波的敘述中，正確的是()A．無線電波是波長從幾十千米到幾毫米的電磁波B．無線電波在任何介質(zhì)中的傳播速度均為3.0×108m/sC．無線電波不能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象D．無線電波由真空進(jìn)入介質(zhì)傳播時，波長變短解析：選AD無線電波中長波波長有幾十千米，微波中的毫米波只有幾毫米，A正確；無線電波在介質(zhì)中的傳播速度小于在真空中的傳播速度3.0×108m/s，B錯誤；無線電波也能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象，C錯誤；無線電波由真空進(jìn)入介質(zhì)傳播時，由于傳播速度減小，由λ＝eq\f(v,f)可知波長變短，D正確?！咀兪?-2】關(guān)于各種電磁波的性質(zhì)比較，下列說法中正確的有()A．由于紅外線的波長比可見光長，所以比可見光更難發(fā)生干涉、衍射B．由于γ射線的波長太短了，所以根本無法發(fā)生干涉、衍射C．無論哪一種電磁波，在真空中的傳播速度都相同D．γ射線的穿透能力最強(qiáng)，所以最適于用來透視人體，檢查骨骼和其他病變情況解析：選C波長越長，越容易發(fā)生干涉、衍射，A錯誤；干涉、衍射是波特有的現(xiàn)象，B錯誤；電磁波在真空中的傳播速度等于光速，C正確；X射線用來透視人體，檢查骨骼等，D錯誤。【變式4-3】(多選)下列說法中正確的是()A．北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是利用電磁波進(jìn)行定位和導(dǎo)航的B．微波爐能快速加熱食物是利用紅外線具有顯著的熱效應(yīng)C．常用的電視機(jī)遙控器通過發(fā)出紫外線脈沖信號來搖控電視機(jī)D．遙感技術(shù)中利用了紅外線探測器接收物體發(fā)出的紅外線來探測被測物體的特征解析：選AD北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是利用電磁波工作的，A正確；食物中的水分子在微波的作用下熱運(yùn)動加劇，溫度升高，內(nèi)能增加，B錯誤；常用的電視機(jī)遙控器通過發(fā)出紅外線脈沖信號來遙控電視機(jī)，C錯誤；遙感技術(shù)中利用紅外線探測器接收物體發(fā)出的紅外線來探測被測物體的特征，D正確?！绢}型5電磁波的應(yīng)用】【例5】(多選)電磁波廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代醫(yī)療中。下列屬于電磁波應(yīng)用的醫(yī)用器械有()A．殺菌用的紫外燈B．拍胸片的X光機(jī)C．治療咽喉炎的超聲波霧化器D．檢查血流情況的“彩超”機(jī)解析：選AB紫外線和X光從本質(zhì)上說是電磁波，A、B正確；治療咽喉炎的超聲波霧化器和檢查血流情況的“彩超”機(jī)用的都是超聲波，超聲波屬于機(jī)械波，C、D錯誤?！咀兪?-1】(多選)第五代移動通信技術(shù)(簡稱5G)是最新一代蜂窩移動通信技術(shù)，5G的性能目標(biāo)是高數(shù)據(jù)速率、減少延遲、大規(guī)模設(shè)備連接等。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和4G使用的電磁波都是橫波B．5G和4G使用的電磁波在真空中的傳播速度相同C．5G和4G使用的電磁波都可以發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象D．在真空中5G使用的電磁波波長比4G的長解析：選ABC5G和4G使用的電磁波都是橫波，A正確；5G和4G使用的電磁波在真空中的傳播速度相同，均為3×108m/s，B正確；任何波均能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，故5G和4G使用的電磁波都可以發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，C正確；根據(jù)公式c＝λf可知，在真空中5G使用的電磁波的波長比4G的短，D錯誤?！咀兪?-2】新型冠狀病毒疫情已被我國有效控制。為了戰(zhàn)勝疫情，我們的志愿者在社區(qū)、機(jī)場等公共場所不顧個人安危，為行人量體溫、查信息，嚴(yán)防死守，確保一方平安。志愿者使用的體溫檢測器通過非接觸的方法感應(yīng)人體的體溫以此來排查新型冠狀病毒的疑似感染病例。請問這種體溫檢測器工作時利用了哪種電磁波的特性()A．紅外線 B．紫外線C．X射線 D．γ射線解析：選A紅外線最顯著的特性是熱效應(yīng)，體溫檢測器工作時利用的電磁波是紅外線，A正確?！咀兪?-3】間諜衛(wèi)星上裝有某種遙感照相機(jī)，可用來探測軍用和民用目標(biāo)。這種照相機(jī)能拍到晚上關(guān)燈行駛的汽車，即使車輛離開，也瞞不過它。這種遙感照相機(jī)敏感的電磁波屬于()A．可見光波段 B．紅外波段C．紫外波段 D．X射線波段解析：選B所有的物體都能發(fā)出紅外線，熱的物體的紅外線輻射比冷的物體的強(qiáng)，間諜衛(wèi)星上裝的遙感照相機(jī)，實(shí)際上是紅外線探測器，它能在較冷的背景上探測出較熱物體的紅外線輻射，這是紅外線攝影的基礎(chǔ)。再者，紅外線波長比其他波(如可見光、紫外線、X射線)的波長長，有較好地穿透云霧的能力，故B正確。而其他選項(xiàng)的光不具備以上特點(diǎn)，故A、C、D錯誤。【題型6物理史實(shí)及電磁波的危害防止】【例6】在物理學(xué)發(fā)展過程中，觀測、實(shí)驗(yàn)、假說和邏輯推理等方法都起到了重要作用。下列敘述符合史實(shí)的是（）A．奧斯特在實(shí)驗(yàn)中觀察到電流的磁效應(yīng)，揭示了電和磁存在聯(lián)系B．法拉第在實(shí)驗(yàn)中觀察到，在通有恒定電流的靜止導(dǎo)線附近的固定導(dǎo)線圈中會出現(xiàn)感應(yīng)電流C．麥克斯韋從場的角度總結(jié)電與磁的聯(lián)系，證實(shí)了電磁波的存在D．法拉第用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，并測出電磁波與光的傳播速度相同【答案】A【解析】A．奧斯特在實(shí)驗(yàn)中觀察到電流的磁效應(yīng)，揭示了電和磁存在聯(lián)系，選項(xiàng)A正確；B．法拉第在實(shí)驗(yàn)中觀察到，在通有變化電流的靜止導(dǎo)線附近的固定導(dǎo)線圈中會出現(xiàn)感應(yīng)電流，選項(xiàng)B錯誤；C．麥克斯韋從場的角度總結(jié)電與磁的聯(lián)系，預(yù)言了電磁波的存在，赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，選項(xiàng)C錯誤；D．赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，并測出電磁波與光的傳播速度相同，選項(xiàng)D錯誤。故選A?！咀兪?-1】關(guān)于電磁波，下列說法正確的是（）A．麥克斯韋不但預(yù)言了電磁波的存在，而且通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在B．麥克斯韋首先預(yù)言了電磁波的存在，赫茲通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在C．赫茲不但預(yù)言了電磁波的存在，而且通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在D．赫茲首先預(yù)言了電磁波的存在，麥克斯韋通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在【答案】B【詳解】麥克斯韋建立了電磁場理論并且預(yù)言了電磁波的存在，赫茲通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在。故選B。【變式6-2】1864年，英國科學(xué)家麥克斯韋在前人研究電磁現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，建立了完整的電磁場理論。下列說法正確的是（）A．電磁波是一種物質(zhì)B．電磁波可以傳遞信息，但不能傳遞能量C．遙控器發(fā)出的紅外線波長和醫(yī)院CT中的X射線波長相同D．變化的電場產(chǎn)生磁場，變化的磁場不能產(chǎn)生電場【答案】A【解析】A．電磁波是一種物質(zhì)，故A正確；B．電磁波既可以傳遞信息，也可以傳播能量，故B錯誤；C．紅外線的波長大于X射線的波長，故C錯誤；D．變化的電場產(chǎn)生磁場，變化的磁場產(chǎn)生電場，故D錯誤。故選A?！咀兪?-3】電磁輻射是一種復(fù)合的電磁波，以相互垂直的電場和磁場隨時間的變化而傳遞能量。人體生命活動包含一系列的生物電活動，這些生物電對環(huán)境的電磁波非常敏感，因此，電磁輻射可以對人體造成影響和損害。《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》等法規(guī)規(guī)定：當(dāng)電磁輻射強(qiáng)度（單位時間內(nèi)垂直通過單位面積的電磁輻射能量）不超過時，對人體沒有任何影響。某ZZZ辦公區(qū)域內(nèi)采用如圖所示的無線路由器，若它的電磁輻射功率是，則人體與該裝置的安全距離至少為（）A． B． C． D．【答案】B【詳解】設(shè)人體與該裝置的安全距離至少為x，則解得x≈2.0m故選B?！绢}型7電磁波的波長和頻率的關(guān)系】【例7】國際宇航聯(lián)合會將2020年度“世界航天獎”授予我國“嫦娥四號”任務(wù)團(tuán)隊?！版隙鹚奶枴比蝿?wù)創(chuàng)造了多項(xiàng)世界第一、在探月任務(wù)中，“玉兔二號”月球車朝正下方發(fā)射一束頻率為f的電磁波，該電磁波分別在月壤層的上、下表面被反射回來，反射波回到“玉兔二號”的時間差為。已知電磁波在月壤層中傳播的波長為，求該月壤層的厚度d。【答案】【詳解】電磁波的在土壤中傳播速度滿足根據(jù)題意可知解得土壤厚度為【變式7-1】關(guān)于電磁波的傳播速度表達(dá)式c=λf，下列理解正確的是（）A．電磁波在真空中的傳播速度隨波長增大而增大B．電磁波在真空中的傳播速度隨頻率增大而增大C．當(dāng)電磁波的頻率減小時，它在真空中的波長不變D．當(dāng)電磁波的頻率減小時，它在真空中的波長增大【答案】D【詳解】AB．電磁波在真空中的傳播速度都相同，不隨波長和頻率的變化而變化，選項(xiàng)AB錯誤；CD．根據(jù)當(dāng)電磁波的頻率減小時，它在真空中的波長增大，選項(xiàng)C錯誤，D正確。故選D?！咀兪?-2】使用藍(lán)牙耳機(jī)接聽手機(jī)來電，其信號傳輸?shù)氖疽鈭D如圖所示，已知可見光的頻率范圍是：，則藍(lán)牙通信的電磁波（）A．是藍(lán)光 B．波長比手機(jī)通信的電磁波短C．在真空中的傳播速度大小為 D．在真空中的傳播速度比可見光傳播的速度小【答案】B【詳解】A．由題意可得，藍(lán)牙通信的電磁波頻率小于可見光頻率，故不可能是藍(lán)光，故A錯誤；B．由圖可知，藍(lán)牙通信的電磁波比手機(jī)通信的電磁波頻率大，由可知，頻率越大，波長越短，故藍(lán)牙通信的電磁波波長比手機(jī)通信的電磁波短，故B正確；CD．在真空中電磁波的傳播速度大小均為故CD錯誤。故選B?！咀兪?-3】具有NFC（近距離無線通信技術(shù)）功能的兩只手機(jī)在間距小于時可以通過電磁波直接傳輸信息，其載波頻率為，電磁波在空氣中的傳播速度為，求該載波的波長（保留兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮俊驹斀狻扛鶕?jù)題意，由公式可得，該載波的波長為代入數(shù)據(jù)解得

專題13.4電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【題型1電磁場問題】 【題型2電磁波的產(chǎn)生】 【題型3電磁波的特點(diǎn)】 【題型4電磁波譜】 【題型5電磁波的應(yīng)用】 【題型6物理史實(shí)及電磁波的危害防止】 【題型7電磁波的波長和頻率的關(guān)系】 【題型1電磁場問題】【例1】關(guān)于電磁場理論，下列說法正確的是()A．在電場周圍一定產(chǎn)生磁場，磁場周圍一定產(chǎn)生電場B．在變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場，在變化的磁場周圍一定產(chǎn)生變化的電場C．均勻變化的電場周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場D．周期性變化的電場周圍一定產(chǎn)生周期性變化的磁場【變式1-1】(多選)(2020·廣東深圳市第二次統(tǒng)測)電磁感應(yīng)現(xiàn)象在科技和生活中有著廣泛的應(yīng)用，下列說法正確的是()A.圖(a)中利用了發(fā)射線圈和接收線圈之間的互感現(xiàn)象構(gòu)成變壓器，從而實(shí)現(xiàn)手機(jī)充電B.圖(b)中給電磁爐接通恒定電流，可以在鍋底產(chǎn)生渦流，給鍋中食物加熱C.圖(c)中如果線圈B不閉合，S斷開將不會產(chǎn)生延時效果D.圖(d)中給電子感應(yīng)加速器通以恒定電流時，被加速的電子獲得恒定的加速度【變式1-2】關(guān)于電磁場和電磁波的正確說法是（）A．電場和磁場總是相互聯(lián)系的，它們統(tǒng)稱為電磁場B．電磁場由發(fā)生的區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播就是電磁波C．電磁波傳播速度總是3×108m/sD．電磁波是一種物質(zhì)，不能在真空中傳播【變式1-3】下列四個選項(xiàng)中的四種磁場變化情況，能產(chǎn)生如圖所示電場的是（）A． B．C． D．【題型2電磁波的產(chǎn)生】【例2】某電路中電場強(qiáng)度隨時間變化的關(guān)系圖像如圖所示，能發(fā)射電磁波的是()【變式2-1】（多選）梳子在梳頭后帶上電荷，搖動這把梳子會在空中產(chǎn)生電磁波，該電磁波（）A．是由于電荷運(yùn)動產(chǎn)生的B．不能在真空中傳播C．只能沿著梳子搖動的方向傳播D．在空氣中的傳播速度約為【變式2-2】電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)逐步整合成為統(tǒng)一的信息通信網(wǎng)絡(luò)，這些信息都是通過電磁波來傳遞的。關(guān)于麥克斯韋的電磁場理論，下列說法正確的是（）A．變化的磁場一定能產(chǎn)生電磁波B．磁場一定在周圍空間產(chǎn)生電場C．不均勻變化的電場產(chǎn)生均勻變化的磁場，均勻變化的磁場產(chǎn)生不均勻變化的電場D．麥克斯韋推算出電磁波傳播的速度等于光速，提出了光的電磁理論：光是電磁波【變式2-3】(1)觀察上面兩幅圖，變化的磁場所產(chǎn)生電場的電場線和以前所學(xué)靜電場的電場線有區(qū)別嗎？(2)變化的磁場一定能產(chǎn)生電磁波嗎？為什么？【題型3電磁波的特點(diǎn)】【例3】(多選)以下關(guān)于機(jī)械波與電磁波的說法中，正確的是()A．機(jī)械波與電磁波本質(zhì)上是一致的B．機(jī)械波的波速只與介質(zhì)有關(guān)，而電磁波在介質(zhì)中的波速，不僅與介質(zhì)有關(guān)，還與電磁波的頻率有關(guān)C．機(jī)械波可能是縱波，而電磁波必定是橫波D．它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象【變式3-1】(多選)下列說法正確的是()A．電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率有關(guān)B．電磁波可以發(fā)生衍射現(xiàn)象和偏振現(xiàn)象C．簡諧機(jī)械波在給定的介質(zhì)中傳播時，振動的頻率越高，則波傳播速度越大D．紫外線在水中的傳播速度小于紅外線在水中的傳播速度【變式3-2】測溫是防控新冠肺炎的重要環(huán)節(jié)。在公共場所常用如圖所示的測溫槍為出入人員測溫，測溫槍是通過傳感器接收紅外線，得出感應(yīng)溫度數(shù)據(jù)，使用時只要將測溫槍靠近皮膚表面，修正皮膚與實(shí)際體溫的溫差便能準(zhǔn)確顯示體溫，下列說法正確的是()A.測溫槍利用的紅外線也可用于殺菌消毒B.紅外線是波長比紫外線長的電磁波C.紅外線的穿透能力很強(qiáng)，接受紅外線照射是會傷害身體的D.紅外線的頻率大于X光的頻率【變式3-3】關(guān)于機(jī)械波與電磁波，下列說法中正確的是()A.機(jī)械波在介質(zhì)中傳播時，介質(zhì)中后振動的質(zhì)點(diǎn)總是重復(fù)先振動的相鄰的質(zhì)點(diǎn)的振動，是受迫振動B.彈簧振子在四分之一個周期里運(yùn)動的路程一定等于一個振幅C.有經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)士可以根據(jù)炮彈飛行的尖叫聲判斷炮彈是接近還是遠(yuǎn)去D.電磁波衍射能力由強(qiáng)到弱的順序是無線電波、可見光、紅外線、γ射線【題型4電磁波譜】【例4】根據(jù)電磁波譜選出下列各組電磁波，其中頻率互相交錯重疊，且波長順序由短到長排列的是()A．微波、紅外線、紫外線B．γ射線、X射線、紫外線C．紫外線、可見光、紅外線D．紫外線、X射線、γ射線【變式4-1】(多選)下列關(guān)于無線電波的敘述中，正確的是()A．無線電波是波長從幾十千米到幾毫米的電磁波B．無線電波在任何介質(zhì)中的傳播速度均為3.0×108m/sC．無線電波不能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象D．無線電波由真空進(jìn)入介質(zhì)傳播時，波長變短【變式4-2】關(guān)于各種電磁波的性質(zhì)比較，下列說法中正確的有()A．由于紅外線的波長比可見光長，所以比可見光更難發(fā)生干涉、衍射B．由于γ射線的波長太短了，所以根本無法發(fā)生干涉、衍射C．無論哪一種電磁波，在真空中的傳播速度都相同D．γ射線的穿透能力最強(qiáng)，所以最適于用來透視人體，檢查骨骼和其他病變情況【變式4-3】(多選)下列說法中正確的是()A．北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是利用電磁波進(jìn)行定位和導(dǎo)航的B．微波爐能快速加熱食物是利用紅外線具有顯著的熱效應(yīng)C．常用的電視機(jī)遙控器通過發(fā)出紫外線脈沖信號來搖控電視機(jī)D．遙感技術(shù)中利用了紅外線探測器接收物體發(fā)出的紅外線來探測被測物體的特征【題型5電磁波的應(yīng)用】【例5】(多選)電磁波廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代醫(yī)療中。下列屬于電磁波應(yīng)用的醫(yī)用器械有()A．殺菌用的紫外燈B．拍胸片的X光機(jī)C．治療咽喉炎的超聲波霧化器D．檢查血流情況的“彩超”機(jī)【變式5-1】(多選)第五代移動通信技術(shù)(簡稱5G)是最新一代蜂窩移動通信技術(shù)，5G的性能目標(biāo)是高數(shù)據(jù)速率、減少延遲、大規(guī)模設(shè)備連接等。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和4G使用的電磁波都是橫波B．5G和4G使用的電磁波在真空中的傳播速度相同C．5G和4G使用的電磁波都可以發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象D．在真空中5G使用的電磁波波長比4G的長【變式5-2】新型冠狀病毒疫情已被我國有效控制。為了戰(zhàn)勝疫情，我們的志愿者在社區(qū)、機(jī)場等公共場所不顧個人安危，為行人量體溫、查信息，嚴(yán)防死守，確保一方平安。志愿者使用的體溫檢測器通過非接觸的方法感應(yīng)人體的體溫以此來排查新型冠狀病毒的疑似感染病例。請問這種體溫檢測器工作時利用了哪種電磁波的特性()A．紅外線 B．紫外線C．X射線 D．γ射線【變式5-3】間諜衛(wèi)星上裝有某種遙感照相機(jī)，可用來探測軍用和民用目標(biāo)。這種照相機(jī)能拍到晚上關(guān)燈行駛的汽車，即使車輛離開，也瞞不過它。這種遙感照相機(jī)敏感的電磁波屬于()A．可見光波段 B．紅外波段C．紫外波段 D．X射線波段【題型6物理史實(shí)及電磁波的危害防止】【例6】在物理學(xué)發(fā)展過程中，觀測、實(shí)驗(yàn)、假說和邏輯推理等方法都起到了重要作用。下列敘述符合史實(shí)的是（）A．奧斯特在實(shí)驗(yàn)中觀察到電流的磁效應(yīng)，揭示了電和磁存在聯(lián)系B．法拉第在實(shí)驗(yàn)中觀察到，在通有恒定電流的靜止導(dǎo)線附近的固定導(dǎo)線圈中會出現(xiàn)感應(yīng)電流C．麥克斯韋從場的角度總結(jié)電與磁的聯(lián)系，證實(shí)了電磁波的存在D．法拉第用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，并測出電磁波與光的傳播速度相同【變式6-1】關(guān)于電磁波，下列說法正確的是（）A．麥克斯韋不但預(yù)言了電磁波的存在，而且通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在B．麥克斯韋首先預(yù)言了電磁波的存在，赫茲通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在C．赫茲不但預(yù)言了電磁波的存在，而且通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在D．赫茲首先預(yù)言了電磁波的存在，麥克斯韋通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在【變式6-2】1864年，英國科學(xué)家麥克斯韋在前人研究電磁現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，建立了完整的電磁場理論。下列說法正確的是（）A．電磁波是一種物質(zhì)B．電磁波可以傳遞信息，但不能傳遞能量C．遙控器發(fā)出的紅外線波長和醫(yī)院CT中的X射線波長相同D．變化的電場產(chǎn)生磁場，變化的磁場不能產(chǎn)生電場【變式6-3】電磁輻射是一種復(fù)合的電磁波，以相互垂直的電場和磁場隨時間的變化而傳遞能量。人體生命活動包含一系列的生物電活動，這些生物電對環(huán)境的電磁波非常敏感，因此，電磁輻射可以對人體造成影響和損害。《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》等法規(guī)規(guī)定：當(dāng)電磁輻射強(qiáng)度（單位時間內(nèi)垂直通過單位面積的電磁輻射能量）不超過時，對人體沒有任何影響。某ZZZ辦公區(qū)域內(nèi)采用如圖所示的無線路由器，若它的電磁輻射功率是，則人體與該裝置的安全距離至少為（）A． B． C． D．【題型7電磁波的波長和頻率的關(guān)系】【例7】國際宇航聯(lián)合會將2020年度“世界航天獎”授予我國“嫦娥四號”任務(wù)團(tuán)隊?！版隙鹚奶枴比蝿?wù)創(chuàng)造了多項(xiàng)世界第一、在探月任務(wù)中，“玉兔二號”月球車朝正下方發(fā)射一束頻率為f的電磁波，該電磁波分別在月壤層的上、下表面被反射回來，反射波回到“玉兔二號”的時間差為。已知電磁波在月壤層中傳播的波長為，求該月壤層的厚度d。【變式7-1】關(guān)于電磁波的傳播速度表達(dá)式c=λf，下列理解正確的是（）A．電磁波在真空中的傳播速度隨波長增大而增大B．電磁波在真空中的傳播速度隨頻率增大而增大C．當(dāng)電磁波的頻率減小時，它在真空中的波長不變D．當(dāng)電磁波的頻率減小時，它在真空中的波長增大【變式7-2】使用藍(lán)牙耳機(jī)接聽手機(jī)來電，其信號傳輸?shù)氖疽鈭D如圖所示，已知可見光的頻率范圍是：，則藍(lán)牙通信的電磁波（）A．是藍(lán)光 B．波長比手機(jī)通信的電磁波短C．在真空中的傳播速度大小為 D．在真空中的傳播速度比可見光傳播的速度小【變式7-3】具有NFC（近距離無線通信技術(shù)）功能的兩只手機(jī)在間距小于時可以通過電磁波直接傳輸信息，其載波頻率為，電磁波在空氣中的傳播速度為，求該載波的波長（保留兩位有效數(shù)字）。

專題13.5能量量子化【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【題型1熱輻射問題】 【題型2能量子的理解與計算】 【題型3能級問題】 【題型4聯(lián)系實(shí)際問題】 【題型5物理史實(shí)】 【題型1熱輻射問題】【例1】“測溫槍”(學(xué)名“紅外線輻射測溫儀”)具有響應(yīng)快、非接觸和操作方便等優(yōu)點(diǎn)。它是根據(jù)黑體輻射規(guī)律設(shè)計出來的，能將接收到的人體熱輻射轉(zhuǎn)換成溫度顯示。若人體溫度升高，則人體熱輻射強(qiáng)度I及其極大值對應(yīng)的波長λ的變化情況是()A．I增大，λ增大 B．I增大，λ減小C．I減小，λ增大 D．I減小，λ減小【變式1-1】下列說法正確的是（）A．只有溫度高的物體才會有熱輻射B．黑體只是從外界吸收能量，從不向外界輻射能量C．黑體可以看起來很明亮，是因?yàn)楹隗w可以反射電磁波D．一般材料的物體，輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類和表面情況有關(guān)【變式1-2】（多選）下列說法正確的是（）A．只有溫度高的物體才會有熱輻射B．黑體只是從外界吸收能量，從不向外界輻射能量C．黑體可以看起來很明亮，是因?yàn)楹隗w可以有較強(qiáng)的輻射D．一般材料的物體，輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類和表面情況有關(guān)【變式1-3】(多選)下列敘述正確的是()A．一切物體都在輻射電磁波B．一般物體輻射電磁波的情況只與溫度有關(guān)C．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體溫度有關(guān)D．黑體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波【題型2能量子的理解與計算】【例2】蛇是老鼠的天敵，它是通過接收熱輻射來發(fā)現(xiàn)老鼠的。假設(shè)老鼠的體溫為37℃，它發(fā)出的最強(qiáng)的熱輻射的波長為，根據(jù)熱輻射理論，與輻射源的絕對溫度的關(guān)系近似為，普朗克常量。那么老鼠發(fā)出最強(qiáng)的熱輻射的波長和老鼠發(fā)出的這種最強(qiáng)的熱輻射每份能量子（又叫作光子）的能量分別是（）A．

B．

C．

D．

【變式2-1】普朗克常量，光速為c，電子質(zhì)量為，則在國際單位制下的單位是()A.J/s B.m C.J·m D.m/s【變式2-2】（多選）關(guān)于普朗克“能量量子化”的假設(shè)，下列說法正確的是（）A．認(rèn)為帶電微粒輻射或吸收能量時，是一份一份的B．認(rèn)為能量值是連續(xù)的C．認(rèn)為微觀粒子的能量是量子化的、連續(xù)的D．認(rèn)為微觀粒子的能量是分立的【變式2-3】（多選）1900年德國物理學(xué)家普朗克在研究黑體輻射時提出了一個大膽的假說，即能量子假說，下列說法屬于能量子假說內(nèi)容的是（）A．物質(zhì)發(fā)射（或吸收）能量時，能量不是連續(xù)的，而是一份一份進(jìn)行的B．能量子假說中將每一份能量單位，稱為“能量子”C．能量子假說中的能量子的能量ε=hν，ν為帶電微粒的振動頻率，h為普朗克常量D．能量子假說認(rèn)為能量是連續(xù)的，是不可分割的【題型3能級問題】【例3】(多選)下列說法正確的是()A．原子的能量是連續(xù)的，原子的能量從某一能量值變?yōu)榱硪荒芰恐?，可以連續(xù)變化B．原子從低能級向高能級躍遷時放出光子C．原子從高能級向低能級躍遷時放出光子，且光子的能量等于前后兩個能級之差D．由于能級的存在，原子放出的光子的能量是分立的，所以原子的發(fā)射光譜只有一些分立的亮線【變式3-1】已知?dú)湓幽芗壒綖镋n＝eq\f(E1,n2)，其中n為量子數(shù)。氫原子從n能級向n－1能級躍遷時釋放出的能量可以使處于n能級上的氫原子電離，則n的最大值為()A.2 B.3C.2＋eq\r(2) D.4【變式3-2】（多選）關(guān)于原子光譜，下列說法正確的是（）原子光譜是不連續(xù)的由于原子都是由原子核和電子組成的，所以各種原子的原子光譜是相同的各種原子的原子結(jié)構(gòu)不同，所以各種原子的原子光譜也不相同分析物質(zhì)發(fā)光的光譜，可以鑒別物質(zhì)中含有那些元素【變式3-3】（多選）丹麥物理學(xué)家玻爾意識到了經(jīng)典理論在解釋原子結(jié)構(gòu)方面的困難。在普朗克關(guān)于黑體輻射的量子論和愛因斯坦關(guān)于光子的概念的啟發(fā)下，他在1913年提出了自己的原子結(jié)構(gòu)假說。如圖為氫原子的電子軌道示意圖，下列說法正確的是（）A．電子離原子核越遠(yuǎn)，原子的總能量越大，氫原子的總能量是負(fù)值B．電子從能級躍遷到能級，電子的電勢能增加，動能減少C．電子從能級躍遷到能級，電子電勢能的減少量大于動能的增加量D．電子從能級躍遷到能級輻射的光子的能量比電子從能級躍遷到能級吸收的光子的能量大【題型4聯(lián)系實(shí)際問題】【例4】2020年12月我國科學(xué)家在量子計算領(lǐng)域取得了重大成果，構(gòu)建了一臺76個光子100個模式的量子計算機(jī)“九章”，它處理“高斯玻色取樣”的速度比目前最快的超級計算機(jī)“富岳”快一百萬億倍。關(guān)于量子，下列說法正確的是（）A．是計算機(jī)運(yùn)算的一種程序 B．表示運(yùn)算速度的一個單位C．表示微觀世界的不連續(xù)性觀念 D．類似于質(zhì)子、中子的微觀粒子【變式4-1】（多選）某半導(dǎo)體激光器發(fā)射波長為1.5×10-6m，功率為5.0×10-3W的連續(xù)激光．已知可見光波長的數(shù)量級為10-7m，普朗克常量h＝6.63×10-34J·s，該激光器發(fā)出的A．是紫外線 B．是紅外線C．光子能量約為1.3×10-18J D．光子數(shù)約為每秒3.8×1016個【變式4-2】2017年年初，我國研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長在100nm（1nm=10–9m）附近連續(xù)可調(diào)的世界上最強(qiáng)的極紫外激光脈沖。大連光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術(shù)、霧霾治理等領(lǐng)域的研究中發(fā)揮重要作用。一個處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個分子，但又不會把分子打碎。據(jù)此判斷，能夠電離一個分子的能量約為（取普朗克常量h=6.6×10–34J·s，真空光速c=3×108m/s）（

）A．10–21J B．10–18J C．10–15J D．10–12J【變式4-3】紅外線熱像儀可以監(jiān)測人的體溫，當(dāng)被測者從儀器前走過時，便可知道被測者的體溫是多少。關(guān)于紅外線熱像儀測體溫的原理，下列說法正確的是（）A．人的體溫會影響周圍空氣溫度，儀器通過測量空氣溫度便可知道人的體溫B．儀器發(fā)出的紅外線遇人反射，反射情況與被測者的體溫有關(guān)C．被測者會輻射紅外線，所輻射紅外線的強(qiáng)度以及按波長的分布情況與溫度有關(guān)，溫度高時輻射強(qiáng)，且較短波長的輻射強(qiáng)度大D．被測者會輻射紅外線，所輻射紅外線的強(qiáng)度以及按波長的分布情況與溫度有關(guān)，溫度高時輻射強(qiáng)，且較長波長的輻射強(qiáng)度大【題型5物理史實(shí)】【例5】（多選）關(guān)于對普朗克能量子假說的認(rèn)識，下列說法正確的是（）A．振動著的帶電微粒的能量只能是某一能量值εB．帶電微粒輻射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整數(shù)倍C．能量子與電磁波的頻率成正比D．這一假說與現(xiàn)實(shí)世界相矛盾，因而是錯誤的【變式5-1】（多選）2006年度諾貝爾物理學(xué)獎授予了兩名美國物理學(xué)家，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了宇宙微波背景輻射的黑體譜形狀及其溫度在不同方向上的微小變化。他們的出色工作被譽(yù)為是宇宙學(xué)研究進(jìn)入精密科學(xué)時代的起點(diǎn)。下列與宇宙微波背景輻射黑體譜相關(guān)的說法中正確的是（）A．微波是指波長在10-3m到10m之間的電磁波B．微波和聲波一樣都只能在介質(zhì)中傳播C．黑體的熱輻射實(shí)際上是電磁輻射D．普朗克在研究黑體的熱輻射問題中提出了能量子假說【變式5-2】（多選）對宇宙微波背景輻射的黑體譜形狀的研究被譽(yù)為是宇宙學(xué)研究進(jìn)入精密科學(xué)時代的起點(diǎn)。下列與宇宙微波背景輻射的黑體譜相關(guān)的說法中正確的是（）A．微波是指波長在10-3m到10m之間的電磁波B．微波和聲波一樣都只能在介質(zhì)中傳播C．黑體的熱輻射實(shí)際上是電磁輻射D．普朗克在研究黑體的熱輻射問題中提出了能量子假說【變式5-3】（多選）2006年度諾貝爾物理學(xué)獎授予了兩名美國科學(xué)家，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了宇宙微波背景輻射的黑體譜形狀及其溫度在不同方向上的微小變化。他們的出色工作被譽(yù)為是宇宙學(xué)研究進(jìn)入精密科學(xué)時代的起點(diǎn)。下列與宇宙微波背景輻射黑體譜相關(guān)的說法正確的是（）A．一切物體都在輻射電磁波B．一般物體輻射電磁波的情況只與溫度有關(guān)C．黑體的熱輻射實(shí)質(zhì)上是電磁輻射D．普朗克在研究黑體的熱輻射問題中提出了能量子假說

專題13.5能量量子化【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【題型1熱輻射問題】 【題型2能量子的理解與計算】 【題型3能級問題】 【題型4聯(lián)系實(shí)際問題】 【題型5物理史實(shí)】 【題型1熱輻射問題】【例1】“測溫槍”(學(xué)名“紅外線輻射測溫儀”)具有響應(yīng)快、非接觸和操作方便等優(yōu)點(diǎn)。它是根據(jù)黑體輻射規(guī)律設(shè)計出來的，能將接收到的人體熱輻射轉(zhuǎn)換成溫度顯示。若人體溫度升高，則人體熱輻射強(qiáng)度I及其極大值對應(yīng)的波長λ的變化情況是()A．I增大，λ增大 B．I增大，λ減小C．I減小，λ增大 D．I減小，λ減小解析：選B根據(jù)黑體輻射規(guī)律，可知隨溫度升高，各種波長的輻射強(qiáng)度都增大，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動，故人體熱輻射強(qiáng)度I隨溫度的升高而增大，其極大值對應(yīng)的波長減小，B正確?！咀兪?-1】下列說法正確的是（）A．只有溫度高的物體才會有熱輻射B．黑體只是從外界吸收能量，從不向外界輻射能量C．黑體可以看起來很明亮，是因?yàn)楹隗w可以反射電磁波D．一般材料的物體，輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類和表面情況有關(guān)【答案】D【詳解】A．任何物體在任何溫度下都存在輻射，溫度越高輻射的能力越強(qiáng)，故A錯誤；BC．能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射的物體叫作黑體，黑體不反射電磁波，但可以向外輻射電磁波，有些黑體有較強(qiáng)的輻射，看起來也可以很明亮，故BC錯誤；D．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)，與構(gòu)成黑體的材料、形狀無關(guān)，而一般物體輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類和表面情況有關(guān)，故D正確。故選D。【變式1-2】（多選）下列說法正確的是（）A．只有溫度高的物體才會有熱輻射B．黑體只是從外界吸收能量，從不向外界輻射能量C．黑體可以看起來很明亮，是因?yàn)楹隗w可以有較強(qiáng)的輻射D．一般材料的物體，輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類和表面情況有關(guān)【答案】CD【解析】A．任何物體在任何溫度下都存在輻射，溫度越高輻射的能量越多，故A錯誤；BC．能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射的物體叫作黑體，黑體不反射電磁波，但可以向外輻射電磁波，有些黑體有較強(qiáng)的輻射，看起來也可以很明亮，故B錯誤，C正確；D．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)，與構(gòu)成黑體的材料、形狀無關(guān)，而一般物體輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類和表面情況有關(guān)，故D正確。故選CD?！咀兪?-3】(多選)下列敘述正確的是()A．一切物體都在輻射電磁波B．一般物體輻射電磁波的情況只與溫度有關(guān)C．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體溫度有關(guān)D．黑體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波答案ACD解析根據(jù)熱輻射定義知，A正確；根據(jù)熱輻射和黑體輻射的特點(diǎn)知，一般物體輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類、表面狀況有關(guān)，而黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體溫度有關(guān)，B錯誤，C正確；根據(jù)黑體定義知，D正確．【題型2能量子的理解與計算】【例2】蛇是老鼠的天敵，它是通過接收熱輻射來發(fā)現(xiàn)老鼠的。假設(shè)老鼠的體溫為37℃，它發(fā)出的最強(qiáng)的熱輻射的波長為，根據(jù)熱輻射理論，與輻射源的絕對溫度的關(guān)系近似為，普朗克常量。那么老鼠發(fā)出最強(qiáng)的熱輻射的波長和老鼠發(fā)出的這種最強(qiáng)的熱輻射每份能量子（又叫作光子）的能量分別是（）A．

B．

C．

D．

【答案】B【詳解】由題意則根據(jù)公式故選B。【變式2-1】普朗克常量，光速為c，電子質(zhì)量為，則在國際單位制下的單位是()A.J/s B.m C.J·m D.m/s答案：B解析：本題考查力學(xué)單位，的單位是，B項(xiàng)正確。（另解：光子的動量公式，則，可見就是波長，故其單位為m。）【變式2-2】（多選）關(guān)于普朗克“能量量子化”的假設(shè)，下列說法正確的是（）A．認(rèn)為帶電微粒輻射或吸收能量時，是一份一份的B．認(rèn)為能量值是連續(xù)的C．認(rèn)為微觀粒子的能量是量子化的、連續(xù)的D．認(rèn)為微觀粒子的能量是分立的【答案】AD【詳解】普朗克的理論認(rèn)為帶電微粒輻射或吸收能量時，是一份一份的，微觀粒子的能量是量子化的，是分立的。故選AD。【變式2-3】（多選）1900年德國物理學(xué)家普朗克在研究黑體輻射時提出了一個大膽的假說，即能量子假說，下列說法屬于能量子假說內(nèi)容的是（）A．物質(zhì)發(fā)射（或吸收）能量時，能量不是連續(xù)的，而是一份一份進(jìn)行的B．能量子假說中將每一份能量單位，稱為“能量子”C．能量子假說中的能量子的能量ε=hν，ν為帶電微粒的振動頻率，h為普朗克常量D．能量子假說認(rèn)為能量是連續(xù)的，是不可分割的【答案】ABC【詳解】能量子假說認(rèn)為，物質(zhì)發(fā)射（或吸收）能量時，能量不是連續(xù)的，而是一份一份進(jìn)行的，每一份能量單位，稱為“能量子”，能量子的能量ε=hν，ν為帶電微粒的振動頻率，h為普朗克常量，故ABC符合題意，D不符合題意。故選ABC?！绢}型3能級問題】【例3】(多選)下列說法正確的是()A．原子的能量是連續(xù)的，原子的能量從某一能量值變?yōu)榱硪荒芰恐担梢赃B續(xù)變化B．原子從低能級向高能級躍遷時放出光子C．原子從高能級向低能級躍遷時放出光子，且光子的能量等于前后兩個能級之差D．由于能級的存在，原子放出的光子的能量是分立的，所以原子的發(fā)射光譜只有一些分立的亮線答案CD解析原子的能量是量子化的，原子從高能級向低能級躍遷時向外放出光子．光子的能量hν＝E初－E末，由于原子的能級是分立的，放出的光子的能量也是分立的，所以原子的發(fā)射光譜只有一些分立的亮線，故C、D正確．【變式3-1】已知?dú)湓幽芗壒綖镋n＝eq\f(E1,n2)，其中n為量子數(shù)。氫原子從n能級向n－1能級躍遷時釋放出的能量可以使處于n能級上的氫原子電離，則n的最大值為()A.2 B.3C.2＋eq\r(2) D.4答案B解析氫原子從n能級向n－1能級躍遷時釋放出的能量ΔE＝En－En－1＝eq\f(E1,n2)－eq\f(E1,（n－1）2)，由題意可知eq\f(E1,n2)－eq\f(E1,（n－1）2)≥0－eq\f(E1,n2)，由數(shù)學(xué)知識可得n≤2＋eq\r(2)或n≤2－eq\r(2)，故n的最大值應(yīng)取3，故B正確，A、C、D錯誤?！咀兪?-2】（多選）關(guān)于原子光譜，下列說法正確的是（）原子光譜是不連續(xù)的由于原子都是由原子核和電子組成的，所以各種原子的原子光譜是相同的各種原子的原子結(jié)構(gòu)不同，所以各種原子的原子光譜也不相同分析物質(zhì)發(fā)光的光譜，可以鑒別物質(zhì)中含有那些元素解析：選ACD,原子光譜為線狀譜，選項(xiàng)A正確；各種原子都有自己的特征譜線，故選項(xiàng)B錯誤，選項(xiàng)C正確；對各種原子的特征譜線進(jìn)行光譜分析可鑒別物質(zhì)組成，選項(xiàng)D正確。故選ACD?！咀兪?-3】（多選）丹麥物理學(xué)家玻爾意識到了經(jīng)典理論在解釋原子結(jié)構(gòu)方面的困難。在普朗克關(guān)于黑體輻射的量子論和愛因斯坦關(guān)于光子的概念的啟發(fā)下，他在1913年提出了自己的原子結(jié)構(gòu)假說。如圖為氫原子的電子軌道示意圖，下列說法正確的是（）A．電子離原子核越遠(yuǎn)，原子的總能量越大，氫原子的總能量是負(fù)值B．電子從能級躍遷到能級，電子的電勢能增加，動能減少C．電子從能級躍遷到能級，電子電勢能的減少量大于動能的增加量D．電子從能級躍遷到能級輻射的光子的能量比電子從能級躍遷到能級吸收的光子的能量大解析：選BC,A．電子離原子核越遠(yuǎn)，原子的總能量越大，當(dāng)規(guī)定離原子核無窮遠(yuǎn)處的電勢能為零時，氫原子的總能量是負(fù)值，當(dāng)沒有規(guī)定零電勢能的位置時，無法判斷氫原子總能量的正負(fù)，A錯誤；B．電子從能級躍遷到能級，庫侖力做負(fù)功，電子的電勢能增加，動能減少，B正確；C．電子從能級躍遷到能級，庫侖力做正功，電