复习方略高考物理一轮复习梯级演练强技提能3电磁波相对论简介沪科版选修34

梯级演练·强技提能 3电磁波相对论简介
1.(2014·绍兴模拟)下列说法正确的是( )
A.接收电磁波时首先要进行调制
B.变化的电场不一定能产生变化的磁场
C.麦克斯韦预言并用实验证实了电磁波的存在
D.电磁波在介质中的传播速度由介质决定,与频率无关
2.(2013·上海高考)电磁波与机械波具有的共同性质是( )
A.都是横波
B.都能传输能量
C.都能在真空中传播
D.都具有恒定的波速
3.目前雷达发出的电磁波频率多在200～1 000 MHz的范围内,下列关于雷达和电磁波的说法正确的是( )
A.真空中,上述频率范围的电磁波的波长在30～150 m之间
B.电磁波是由均匀变化的电场或磁场产生的
C.波长越短的电磁波,越容易绕过障碍物,便于远距离传播
D.测出电磁波从发射到接收的时间,就可以确定障碍物的位置
4.(多选)关于电磁波谱,下列说法正确的是( )
A.电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波
B.紫外线的频率比可见光低,长时间照射可以促进钙的吸收,改善身体健康
C.X射线和γ射线的波长比较短,穿透力比较强
D.红外线的显著作用是热作用,温度较低的物体不能辐射红外线
5.(多选)(2014·西安模拟)在电磁波发射技术中,使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制,调制分调幅和调频两种。

在图甲中有A、B两幅图,在收音机电路中天线接收下来的电信号既有高频成分又有低频成分,经放大后送到下一级,需要把高频成分和低频成分分开,只让低频成分输入下一级,如果采用如图乙所示的电路,图乙中虚线框a和b内只用一个电容器或电感器。

以下关于电磁波的发射和接收的说法中,正确的是( )
A.在电磁波的发射技术中,甲图中A是调幅波
B.在电磁波的发射技术中,甲图中B是调幅波
C.在图乙中a是电容器,用来通高频阻低频,b是电感器,用来阻高频通低频
D.在图乙中a是电感器,用来阻交流通直流,b是电容器,用来阻高频通低频
6.(2014·扬州模拟)如图所示,质量与身高均相同的甲、乙两人分别乘坐速度为0.6c和0.8c(c为光速)的飞船同向运动。

则下列说法中正确的是( )
A.乙观察到甲身高变高
B.甲观察到乙身高不变
C.若甲向乙挥手,则乙观察到甲动作变快
D.若甲向乙发出一束光进行联络,则乙观察到该光束的传播速度为0.2c
7.(1)惯性系S中有一边长为l的正方形(如图A所示),从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图像是( )
(2)在一飞船上测得飞船的长度为100m,高度为10m。

当飞船以0.60c的速度从你身边经过时,按你的测量,飞船的高为m,长为m。

8.(1)下列关于爱因斯坦质能关系式的说法中,正确的是( )
A.只有运动物体才具有能量,静止物体没有质能
B.一定的质量总是和一定的能量相对应
C.E=mc2中能量E其实就是物体的动能
D.由ΔE=Δmc2知质量与能量可以相互转化
(2)设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍,则粒子运动时的质量等于其静止质量的倍,粒子运动速度是光速的倍。

9.(1)下列关于电磁波的说法正确的是( )
A.电磁波必须依赖介质传播
B.电磁波可以发生衍射现象
C.电磁波不会发生偏振现象
D.电磁波无法携带信息传播
(2)相对论认为时间和空间与物质的速度有关;在高速前进中的列车的中点处,某乘客突然按下手电筒,使其发出一道闪光,该乘客认为闪光向前、向后传播的速度相等,都为c,站在铁轨旁边地面上的观察者认为闪光向前、向后传播的速度(选填“相等”或“不等”)。

并且,车上的乘客认为,手电筒的闪光同时到达列车的前、后壁,地面上的观察者认为手电筒的闪光先到达列车的(选填“前”或“后”)壁。

10.(1)有两只对准的标准钟,一只留在地面上,另一只放在高速飞行的飞船上,则下列说法正确的是( )
A.飞船上的人看到自己的钟比地面上的钟走得慢
B.地面上的人看到自己的钟比飞船上的钟走得慢
C.地面上的人看到自己的钟比飞船上的钟走得快
D.因为是两只对准的标准钟,所以两钟走时快慢相同
(2)远方的一颗星以0.8c的速度离开地球,在地球上测得它辐射出来的闪光按5昼夜的周期变化,则在此星球上测其闪光周期为多大?
11.(1)(多选)你站在一条长木杆的中央附近,并且看到木杆落在地上时是两头同时落地。

所以,你认为这木杆是平着落到了地上。

而此时飞飞同学正以接近光速的速度从木杆前面掠过,如图所示。

她看到( )
A.两端同时落地
B.A端比B端先落地
C.B端比A端先落地
D.木杆是向右倾斜着落地的
(2)一张宣传画是边长为5m的正方形,一高速列车以2×108m/s速度接近此宣传画,在司机看来,这张宣传画是什么样子?
答案解析
1.【解析】选B。

接收电磁波时首先要进行调谐,A错误;均匀变化的电场产生稳定的磁场,B正确;麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹用实验证实了电磁波的存在,C错误;电磁波在介质中的传播速度与介质和频率都有关系,D错误。

2.【解题指南】解答本题时应注意理解以下两点：
(1)电磁波与机械波具有的共同性质是都能传输能量;
(2)具有波的共性。

【解析】选B。

电磁波是横波,但机械波有横波也有纵波,A错误;机械波的传播需要介质,两者在不同介质中波速不同,C、D错误;电磁波与机械波具有的共同性质是都能传输能量,B正确。

3.【解析】选D。

由λ=可知波长范围是0.3～1.5 m,A错;电磁波是由周期性变化的电场或磁场产生的,B 错;波长越短的电磁波,越不容易绕过障碍物,不便于远距离传播,C错;测出电磁波从发射到接收的时间,由s=c·就可以计算出障碍物的位置,D对。

4.【解析】选A、C。

电磁波中无线电波的波长最长,最容易发生干涉、衍射现象,A对;紫外线的频率比可见光高,但长时间照射会伤害眼睛和皮肤,B错;X射线和γ射线的波长比较短,穿透力比较强,C对;温度低的物体也会辐射红外线,D错。

【加固训练】
(2010·上海高考)电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等,按波长由长到短的排列顺序是( )
A.无线电波、红外线、紫外线、γ射线
B.红外线、无线电波、γ射线、紫外线
C.γ射线、红外线、紫外线、无线电波
D.紫外线、无线电波、γ射线、红外线
【解析】选A。

在电磁波谱中,无线电波波长最长,γ射线波长最短。

A正确,B、C、D错误。

5.【解析】选A、C。

A图像中高频振荡的振幅随信号而变,为调幅波,B图像中高频振荡的频率随信号而变,为调频波,A正确。

检波电路的作用为通低频阻高频,故a为电容较小的高频旁路电容器,b为高频扼流圈,C 正确。

6.【解析】选B。

由长度的相对性知,在垂直于运动方向上,人的身高不变,A错误,B正确;由时间间隔的相对性知,若甲向乙挥手,则乙观察到甲动作变慢,C错误;由光速不变原理可知,若甲向乙发出一束光进行联络,则乙观察到该光束的传播速度仍为c,D错误。

【加固训练】
对相对论的基本认识,下列说法正确的是( )
A.相对论认为：真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的
B.爱因斯坦通过质能方程阐明了质量就是能量
C.在高速运动的飞船中的宇航员会发现飞船中的钟走得比地球上的慢
D.我们发现竖直向上高速运动的球在水平方向上变扁了
【解析】选A。

爱因斯坦的质能方程阐明了质量和能量的相互联系,质量和能量是物体存在的两种形式,质量和能量是不同的概念,B错误;再由相对论的基本原理可知,选项A正确,C、D错误。

7.【解析】(1)选C。

由l=l0得,正方形沿x轴方向的长度变短(沿y轴方向尺寸不受影响),所以选C。

(2)因为长度收缩只发生在运动方向上,与运动垂直的方向上没有这种效应,故测得的飞船的高度仍为原来的高度10m。

设飞船原长为l0,观测到飞船的长度为l,则根据尺缩效应有
l=l0=100×m=80m。

答案：(1)C (2)10 80
【总结提升】求解“长度的相对性”问题的两点注意
(1)“动尺缩短”是沿运动方向上的长度比其相对静止时测量的长度要短一些,这种长度收缩并非幻觉,并非看上去短了,它的确变短了,它与物体的具体组成和结构无关,当物体运动的速度越接近光速,这种收缩效应就变得越显著。

(2)在具体计算中要明确,长度收缩指的是只在物体运动方向上的长度收缩,在垂直于运动方向上的长度没有变化。

8.【解析】(1)选B。

物体具有的质量与质量对应的能量称为质能,E=mc2表明质量与能量之间存在一一对应的关系,物体吸收或放出能量,则对应的质量会增加或减少,质量与能量并没有相互转化,D错误,B正确。

静止的物体也具有能量,称为静质能E0,E0=m0c2,m0叫作静质量;E=mc2中能量E包括静质能E0和动能E k。

两能量之差就是物体的动能E k,即E k=E-E0,A、C错误。

(2)依据爱因斯坦质能方程E=mc2,宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍,则其质量等于其静止质量的k 倍;再由相对论质量公式m=得=。

答案：(1)B (2)k
9.【解析】(1)选B。

电磁波具有波的共性,可以发生衍射现象,故B正确。

电磁波是横波,能发生偏振现象,
故C错。

电磁波能携带信息传播,且传播不依赖介质,在真空中也可以传播,故A、D错。

(2)根据光速不变原理,站在铁轨旁边地面上的观察者认为闪光向前、向后传播的速度相等;地面上的观察者认为,由于列车运动,手电筒的闪光先到达列车的后壁。

答案：(1)B (2)相等后
10.【解析】(1)选C。

无论是飞船上的人还是地面上的人,只要钟与人有相对运动,人观察到钟都会变慢。

飞船上的人看到地面上的钟比自己的钟走得慢,A错;地面上的人看到飞船上的钟比自己的钟走得慢,B错,C 对;两只对准的标准钟,不同的观察者来看,走时快慢可能不同,D错。

(2)因为Δt=,
所以Δτ=Δt·,Δt=5昼夜,v=0.8c,
所以Δτ=5×=3(昼夜)
答案：(1)C (2)3昼夜
【总结提升】求解“时间间隔的相对性”问题的两点注意
(1)“动钟变慢”是两个不同惯性系进行时间比较的一种效应,不要认为是时钟的结构或精度因运动而发生了变化。

(2)运动时钟变慢完全是相对的,在它们上面的观察者都将发现对方的钟变慢了。

11.【解析】(1)选C、D。

令飞飞同学所在的参考系静止,则人和杆所在的参考系将向BA方向运动,在杆下落的同时,假设在AB的中央有一光源开始发光,且光源向右运动经过杆落地时间后,B距光源比A距光源近了,根据光速不变原理可知,光到达B所用时间比A短,故B事件先发生,即B先落地;至于木杆向哪倾斜也是相对的,从飞飞的角度看,木杆是向右倾斜着落地的。

(2)l=l0=5×m≈3.7m,在垂直运动方向没有相对性,所以看到的是一张3.7×5m2的宣传画。

答案：(1)C、D (2)3.7×5m2的画。