7 图(a)、(b)所示是某家用微波炉及其铭牌。小金对利用微波加热食物的原理感到好奇,查阅资料后得知:①水分子会发生振动,振动的固有频率为2450 MHz,若受到频率相同或相近的波激发,水分子的热运动会加剧;②微波的振动频率为300~300 000 MHz,可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料,但遇到金属就会发生反射。

(1)该微波炉正常工作0.2 h,耗电
(2)结合所学知识及上述信息,简述利用微波加热食物的原理。
(3)若要将牛奶加热到60℃,应将牛奶倒入
A. 耐高温的玻璃杯 B. 耐高温的不锈钢杯
(1)该微波炉正常工作0.2 h,耗电
0.16
度。(2)结合所学知识及上述信息,简述利用微波加热食物的原理。
利用微波加热食物的过程:食物中含有大量水分子,水分子会发生振动,当受到频率相同的微波激发时,水分子的热运动会加剧,使食物的内能增加,温度升高。
(3)若要将牛奶加热到60℃,应将牛奶倒入
A
中,再放入微波炉加热。A. 耐高温的玻璃杯 B. 耐高温的不锈钢杯
答案
(1) 0.16
(2) 利用微波加热食物的过程:食物中含有大量水分子,水分子会发生振动,当受到频率相同的微波激发时,水分子的热运动会加剧,使食物的内能增加,温度升高。
(3) A
(2) 利用微波加热食物的过程:食物中含有大量水分子,水分子会发生振动,当受到频率相同的微波激发时,水分子的热运动会加剧,使食物的内能增加,温度升高。
(3) A
解析
【分析】
本题包含三个小问题:第(1)问考查电能的计算,需利用电功公式$W=Pt$,注意单位换算(功率转换为kW,时间转换为h,结果单位为度);第(2)问需结合题目给出的微波特性和水分子振动的信息,简述加热原理;第(3)问根据微波遇到金属会反射的特性,排除金属容器,选择合适的加热容器。
【解析】
(1)微波炉额定功率$P=800W=0.8kW$,正常工作时间$t=0.2h$,根据电功公式$W=Pt$,消耗的电能$W=0.8kW×0.2h=0.16kW·h$,即耗电0.16度。
(2)微波加热食物的原理:食物中含有大量水分子,水分子的固有振动频率为2450MHz,与该微波炉的微波频率相同;当微波照射食物时,会激发水分子,使水分子的热运动加剧,从而让食物的内能增加,温度升高,实现加热。
(3)根据资料信息,微波遇到金属会发生反射,因此不能使用不锈钢杯(金属容器),应选用耐高温的玻璃杯,故选A。
【答案】
(1) 0.16;(2) 食物中含有大量水分子,水分子会发生振动,当受到频率相同的微波激发时,水分子的热运动会加剧,使食物的内能增加,温度升高;(3) A
【知识点】
电功计算、电磁波应用、内能改变
【点评】
本题以家用微波炉为载体,结合生活实际考查物理知识,涉及电能计算、电磁波特性及内能改变的应用,题目难度适中,注重知识与生活的联系。
【难度系数】
0.6
本题包含三个小问题:第(1)问考查电能的计算,需利用电功公式$W=Pt$,注意单位换算(功率转换为kW,时间转换为h,结果单位为度);第(2)问需结合题目给出的微波特性和水分子振动的信息,简述加热原理;第(3)问根据微波遇到金属会反射的特性,排除金属容器,选择合适的加热容器。
【解析】
(1)微波炉额定功率$P=800W=0.8kW$,正常工作时间$t=0.2h$,根据电功公式$W=Pt$,消耗的电能$W=0.8kW×0.2h=0.16kW·h$,即耗电0.16度。
(2)微波加热食物的原理:食物中含有大量水分子,水分子的固有振动频率为2450MHz,与该微波炉的微波频率相同;当微波照射食物时,会激发水分子,使水分子的热运动加剧,从而让食物的内能增加,温度升高,实现加热。
(3)根据资料信息,微波遇到金属会发生反射,因此不能使用不锈钢杯(金属容器),应选用耐高温的玻璃杯,故选A。
【答案】
(1) 0.16;(2) 食物中含有大量水分子,水分子会发生振动,当受到频率相同的微波激发时,水分子的热运动会加剧,使食物的内能增加,温度升高;(3) A
【知识点】
电功计算、电磁波应用、内能改变
【点评】
本题以家用微波炉为载体,结合生活实际考查物理知识,涉及电能计算、电磁波特性及内能改变的应用,题目难度适中,注重知识与生活的联系。
【难度系数】
0.6
8 各色光在真空中的波长如图所示,植物中叶绿素a会吸收波长在430~662 nm之间的光。请判断在真空中,波长为650 nm的光和绿光的频率的大小关系,并说明理由。

答案
由图可知,绿光的波长为500~570 nm,小于650 nm,又因为不同频率的电磁波在真空中的传播速度相同,频率越高波长越短,所以该色光的频率比绿光的频率低。
解析
【分析】
要判断波长为650 nm的光和绿光的频率大小关系,需先明确光在真空中的传播速度恒定,再利用波速、波长和频率的关系推导频率与波长的关系,最后结合题图中绿光的波长范围对比分析。
【解析】
光在真空中的传播速度是恒定的,记为$ c $,根据电磁波的波速公式$ c = λ f $(其中$ λ $为波长,$ f $为频率),可得频率$ f = \frac{c}{λ} $。由于$ c $是定值,因此频率$ f $与波长$ λ $成反比,即波长越长,频率越小。从题图可知,绿光的波长范围是500~570 nm,而650 nm的光的波长大于绿光的波长,因此波长为650 nm的光的频率比绿光的频率低。
【答案】波长为650 nm的光的频率比绿光的频率低。理由:光在真空中的传播速度$ c $是定值,由公式$ c = λ f $可知,频率与波长成反比,波长越长频率越小;绿光的波长为500~570 nm,650 nm的光波长更大,故其频率更低。
【知识点】光的波长与频率关系、电磁波波速公式
【点评】本题结合题图考查光的波长与频率的关系,核心是利用真空中光速恒定的特点,通过波速公式分析频率与波长的反比关系,属于基础应用类题目,难度较低。
【难度系数】0.3
要判断波长为650 nm的光和绿光的频率大小关系,需先明确光在真空中的传播速度恒定,再利用波速、波长和频率的关系推导频率与波长的关系,最后结合题图中绿光的波长范围对比分析。
【解析】
光在真空中的传播速度是恒定的,记为$ c $,根据电磁波的波速公式$ c = λ f $(其中$ λ $为波长,$ f $为频率),可得频率$ f = \frac{c}{λ} $。由于$ c $是定值,因此频率$ f $与波长$ λ $成反比,即波长越长,频率越小。从题图可知,绿光的波长范围是500~570 nm,而650 nm的光的波长大于绿光的波长,因此波长为650 nm的光的频率比绿光的频率低。
【答案】波长为650 nm的光的频率比绿光的频率低。理由:光在真空中的传播速度$ c $是定值,由公式$ c = λ f $可知,频率与波长成反比,波长越长频率越小;绿光的波长为500~570 nm,650 nm的光波长更大,故其频率更低。
【知识点】光的波长与频率关系、电磁波波速公式
【点评】本题结合题图考查光的波长与频率的关系,核心是利用真空中光速恒定的特点,通过波速公式分析频率与波长的反比关系,属于基础应用类题目,难度较低。
【难度系数】0.3
9 现在家中使用的电器很多,如电冰箱、洗衣机、微波炉、收音机、电视机等,你知道它们当中哪些会发出电磁波吗?有什么事实支持你的说法?
答案
微波炉及电视机的遥控器会发出电磁波。微波炉工作时,食物不跟加热装置直接接触就可以被加热,就是因为电磁波可以传递能量,微波炉门上有金属屏蔽网,可以用来减少微波的泄漏;电视机的遥控器可以在一定范围内进行远距离控制,这是其通过发射红外线完成的。电冰箱和洗衣机并不利用电磁波与外界联系,也不利用电磁波工作,收音机可以接收电磁波,但不会发出电磁波。
解析
【分析】
要判断哪些电器会发出电磁波,需结合各电器的工作原理分析:首先明确“发出电磁波”是指电器主动发射电磁波,而非仅接收;再回忆常见电器的功能:微波炉利用微波(电磁波)加热,电视机遥控器通过红外线(电磁波)遥控,而冰箱、洗衣机靠电流或机械运动工作,收音机仅接收电磁波,据此区分即可。
【解析】
1. 微波炉:工作时无需与食物接触就能加热,是因为它发射的微波(电磁波)可传递能量,且门上金属屏蔽网用于减少微波泄漏,说明微波炉会发出电磁波;
2. 电视机遥控器:通过发射红外线(属于电磁波)实现远距离遥控,因此会发出电磁波;
3. 电冰箱、洗衣机:工作原理是电流的热效应或机械运动,不利用电磁波工作,所以不会发出电磁波;
4. 收音机:仅能接收电磁波,无法主动发射,因此不会发出电磁波。
【答案】
微波炉及电视机的遥控器会发出电磁波。微波炉工作时,食物不跟加热装置直接接触就可以被加热,就是因为电磁波可以传递能量,微波炉门上有金属屏蔽网,可以用来减少微波的泄漏;电视机的遥控器可以在一定范围内进行远距离控制,这是其通过发射红外线完成的。电冰箱和洗衣机并不利用电磁波与外界联系,也不利用电磁波工作,收音机可以接收电磁波,但不会发出电磁波。
【知识点】
电磁波的发射与接收、家用电器的工作原理
【点评】
本题结合生活中常见电器考查电磁波的应用,需区分电器是发射还是接收电磁波,联系实际功能分析,难度适中,贴近生活易理解。
【难度系数】
0.5
要判断哪些电器会发出电磁波,需结合各电器的工作原理分析:首先明确“发出电磁波”是指电器主动发射电磁波,而非仅接收;再回忆常见电器的功能:微波炉利用微波(电磁波)加热,电视机遥控器通过红外线(电磁波)遥控,而冰箱、洗衣机靠电流或机械运动工作,收音机仅接收电磁波,据此区分即可。
【解析】
1. 微波炉:工作时无需与食物接触就能加热,是因为它发射的微波(电磁波)可传递能量,且门上金属屏蔽网用于减少微波泄漏,说明微波炉会发出电磁波;
2. 电视机遥控器:通过发射红外线(属于电磁波)实现远距离遥控,因此会发出电磁波;
3. 电冰箱、洗衣机:工作原理是电流的热效应或机械运动,不利用电磁波工作,所以不会发出电磁波;
4. 收音机:仅能接收电磁波,无法主动发射,因此不会发出电磁波。
【答案】
微波炉及电视机的遥控器会发出电磁波。微波炉工作时,食物不跟加热装置直接接触就可以被加热,就是因为电磁波可以传递能量,微波炉门上有金属屏蔽网,可以用来减少微波的泄漏;电视机的遥控器可以在一定范围内进行远距离控制,这是其通过发射红外线完成的。电冰箱和洗衣机并不利用电磁波与外界联系,也不利用电磁波工作,收音机可以接收电磁波,但不会发出电磁波。
【知识点】
电磁波的发射与接收、家用电器的工作原理
【点评】
本题结合生活中常见电器考查电磁波的应用,需区分电器是发射还是接收电磁波,联系实际功能分析,难度适中,贴近生活易理解。
【难度系数】
0.5
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