【走向高考】届高物理人教版轮复习习题：选修讲电磁场电磁波相对论
高中物理 人教版 选修1-1 第四章 电磁波及其应用 电磁波相对论简介 电磁波谱 课后同步训练_2
电磁波谱课后微练习班级______ 姓名__________ 学号_______1. 波长为300m的电磁波属于（）A. 长波B. 中波C. 短波D. 微波2． 863计划中的一个重点项目所研究的X光激光（频率范围很窄的高强度X射线）有着广泛的应用前景。
用X光激光给细胞“照像”, 主要利用X光激光的哪个特点？（）A.杀菌作用B.化学作用C.波长短 D粒子性3. 根据电磁波谱选出下列各组电磁波中频率互相交错重叠, 且波长顺序由短到长排列的是（）A．微波、红外线、紫外线B．γ射线、X射线、紫外线C．紫外线、可见光、红外线D. 紫外线、X射线、γ射线4．关于电磁波, 下列说法正确的是（）A．麦克斯韦在实验中发现了电磁波B．变化的电场可以产生磁场C．雷达是用X光来测定物体位置的设备D. 使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调5．电磁波包括的范围很广, 产生的机理有所不同, 下列说法正确的是（）A．红外线、可见光、紫外线是原子外层电子受激发而产生的B．伦琴射线是原子核受激发而产生的C．γ射线是原子核受激发而产生的D．无线电波是振荡电路中的电子周期性运动而产生的6. 下列说法中正确的是（）A. 在变化的电场周围一定产生变化的磁场B. 紫外线有显著的热效应C. 一切物体都在不停的发射红外线D. X射线的穿透本领比γ射线更强7．下列说法不正确的是（）A．微波炉中使用的微波是一种无线电波B．所有物体都会发射红外线, 热物体的红外线辐射比冷物体的红外辐射强C．可见光也是一种电磁波, 不同颜色的光是波长（频率）范围不同的电磁波D. 太阳辐射中含有可见光、红外线、紫外线, 同时还有X射线、γ射线, 但无无线电波8．下列关于电磁波谱的说法中, 正确的是（）A．夏天太阳把地面晒得发热是因为可见光的热效应在各种电磁波中是最强的B．验钞机验钞票真伪体现了紫外线的荧光作用C．利用雷达测出发射微波脉冲及接收到脉冲的时间间隔可以确定雷达和目标的距离D. 电磁波谱中最难发生衍射的是X射线9．关于热辐射下列说法中正确的是（）A．物体在室温时辐射的主要成分是波短较长的电磁波B．随着温度的升高热辐射中较短波长的成分越来越多C．给一块铁块加热依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色D. 辐射强度俺波长的分布情况随物体的温度而有所不同, 这是热辐射的一种特性10．在医疗手术中, 麻醉剂乙醚由于接触静电容易产生爆炸现象, 为防止麻醉剂乙醚爆炸, 地砖要应用导电材料制成, 医生护士要穿由导电材料特制的鞋子和棉布外套, 一切的设备要良好接地, 甚至于病人身体也要良好接地, 这样做是为了（）A．防止漏电B．除菌消毒C．应用静电D．消除静电参考答案:1. 答案: B2. 答案： C解析: X射线的特性3. 答案: B解析: 微波和红外线, 红外线与紫外线在电磁波谱中不相邻, 更不会频率重叠, A错误；紫外线、可见光、红外线虽相邻, 但它们三者之间有明确的界线, 频率也不相重叠, C错误；在电磁波谱中紫外线、X射线、γ射线有重叠, γ射线波长最短, 紫外线波长最大, 故B正确, D错误.4. 答案: B解析： A、麦克斯韦在1860年预言了电磁波的存在, 赫兹在1888年实验证实了电磁波的存在．故A错误；B．根据麦克斯韦的电磁场理论, 变化的电场可以产生磁场．故B正确；C．雷达是用微波或超声波来测定物体位置的设备；故C错误；D．使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制．故D错误．5. 答案: ACD解析： A、红外线、可见光、紫外线是原子外层电子受激发而产生的, 故A选项正确；B．伦琴射线是原子内层电子受激发而产生的, 故B选项错误；C．γ射线是原子核受激发而产生；故C选项正确；D．无线电波是振荡电路中的电子周期性运动而产生, 故D选项正确；6. 答案: C解析： A、根据麦克斯韦电磁场理论：变化的电场产生磁场, 均匀变化的电场产生恒定的磁场, 周期性变化的电场产生周期性变化的磁场, 故A错误．B．紫外线的显著作用是化学作用, 红外线的显著作用是热作用, 故B错误．C．自然界的任何物体都向外辐射红外线, 温度越高, 辐射红外线的本领越强．故C正确．D．X射线的频率比γ射线更小, X射线的穿透本领比γ射线更弱, 故D错误．7. 答案: AD解析： A、微波炉就是使用的微波是一种电磁波, 这种电磁波的能量比通常的无线电波大得多．故A错误；B．所有物体都会发射红外线, 热物体的红外线辐射比冷物体的红外辐射强．故B正确；C．可见光也是一种电磁波, 不同颜色的光是波长（频率）范围不同的电磁波．故C正确；D．太阳辐射中含有可见光、红外线、紫外线, 同时还有X射线、γ射线、无线电波．太阳辐射的能量主要集中在可见光、红外线和紫外线三个区域内．故D错误．8. 答案: BC解析： A、热效应最强的是红外线, 故A错误．B．验钞机是利用了紫外线的荧光作用, 故B正确．C．电磁波测距就是利用发射脉冲和接收脉冲的时间间隔来确定的, 故C正确．D．电磁波谱中比X射线波长短的还有γ射线, 故D错误,9. 答案: BCD解析： A、物体在室温时辐射的主要成分是波长较长的电磁波, 以不可见的红外光为主, 故A错误；B．随着温度的升高热辐射中较短波长的成分越来越多, 故B正确；C．给一块铁块加热依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色, 故C正确；D．辐射强度按照波长的分布情况随物体的温度而有所不同, 这是热辐射的一种特性, 故D正确；10. 答案: D解析：由题意可知, 良好接地, 目的是为了消除静电, 这些要求与消毒无关, 而因静电而产生爆炸, 因此不可能是这样．静电会产生火花、热量, 麻醉剂为易挥发性物品, 遇到火花或热源便会爆炸, 就象油罐车一样, 在运输或贮存过程中, 会产生静电, 汽油属于易挥发性物品, 所以它的屁股后面要安装接地线（软编织地线）, 以防爆炸, 麻醉剂与之同理, 故D正确, ABC错误。
2020届高考物理一轮复习人教版光学 电磁波 相对论课时作业含答案
2020届一轮复习人教版光学电磁波相对论课时作业1．(多选)下列说法正确的是()A．电磁波的传播需要介质B．电磁波同机械波一样能发生干涉、衍射、反射、折射等现象C．波长不同的电磁波在本质上完全相同D．真空中的光速在不同惯性参考系中是不同的E．若物体的能量增大，则它的质量增大解析：A项，电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，则A错误；B项，干涉、衍射、反射、折射等是一切波的特性，则B正确；C项，电磁波是横波，波长不同的电磁波在本质上完全相同，则C正确；D项，爱因斯坦相对论认为：真空中的光速在不同惯性参考系中也都是相同，则D错误；E项，根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2可得，物体的能量增大，则它的质量增大，则E正确．故选B、C、E.答案：BCE2．[2019·吉林长春质检](多选)下列说法正确的是()A．电磁波和机械波一样依赖于介质传播B．照相机镜头在阳光下呈现淡紫色是光的干涉现象C．泊松亮斑是光的衍射现象，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象D．γ射线波长比X射线波长短E．变化的磁场一定会产生变化的电场解析：电磁波可以在真空中传播，A错误．均匀变化的磁场产生的电场是不变的，E错误．答案：BCD3．(多选)关于光的衍射现象，下面说法正确的是()A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹B．白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹C．光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿直线传播，不存在光的衍射E．在单缝衍射中增大单缝到屏的距离，衍射条纹变宽解析：单色光照到狭缝上产生的衍射图样是亮暗相间的直条纹，A正确；白光的衍射图样是彩色条纹，故B错误；光照到不透明圆盘上，在其阴影处出现亮点，是衍射现象，故C正确；光的衍射现象只有明显与不明显之分，D 项中屏上大光斑的边缘模糊，正是光的衍射造成的，不能认为不存在光的衍射现象，D错误；与双缝干涉相似，增大单缝到屏的距离，衍射条纹变宽，故E正确．答案：ACE4．[2019·辽宁鞍山质检](多选)下列说法正确的是()A．光导纤维传递光信号是利用光的直线传播原理B．色散现象表明白光是复色光C．泊松亮斑是光的干涉现象D．增透膜的厚度应为入射光在增透膜中波长的1 4E．光的偏振现象表明光是横波解析：光导纤维传递光信号是利用光的全反射原理，A错误．泊松亮斑是光的衍射现象，C错误．答案：BDE5．[2019·东北三校联考](多选)下列说法正确的是()A．波的传播过程中，质点的振动频率等于波源的振动频率B．爱因斯坦狭义相对论指出，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的C．当某列声波产生多普勒效应时，相应声源的振动频率一定发生变化D．物体做受迫振动时，驱动力的频率越高，受迫振动的物体振幅越大E．X射线的频率比无线电波的频率高解析：声波发生多普勒效应时，相应声源的振动频率不变，C错；物体做受迫振动时，驱动力的频率与物体的固有频率相同时，振幅最大，D错．答案：ABE6．（1）静电场可以用电场线和等势面形象描述。
[精品]新人教版高考物理大二轮复习同步试题电磁波+相对论及答案
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物理大二轮复习试题物1(2014四川，2，6分)电磁波已广泛运用于很多领域。
下列关于电磁波的说法符合实际的是( )[XXK]A电磁波不能产生衍射现象B常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号遥控电视机根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度D光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的值可能不同[答案] 1[解析] 1衍射现象是波特有的现象,故电磁波能发生衍射现象,A错误。
遥控器是通过发出的红外线脉冲信号遥控电视机的,B错误。
根据多普勒效应,当天体相对地球运动时,我们接收到自天体的电磁波频率发生变,根据其变可判断遥远天体相对地球的运动速度,正确。
光在真空中的速度是定值,在任何惯性系中测出的值应相同,D错误。
2（2012浙江综，20，中）为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器置于储罐中，电容器可通过开关S与线圈L或电相连，如图所示当开关从拨到b时，由L 与构成的回路中产生周期T=2π的振荡电流当罐中的液面上升时（）A 电容器的电容减小B 电容器的电容增大L回路的振荡频率减小D L回路的振荡频率增大[答案] 2 B[解析] 2由=可知，当液面上升时，ε增大，增大，A错误，B 正确由T=2π可知，T增大，频率减小，正确，D错误3（2010天津综，1，易）下列关于电磁波的说法正确的是（）A 均匀变的磁场能够在空间产生电场B 电磁波在真空和介质中传播速度相同只要有电场和磁场，就能产生电磁波D 电磁波在同种介质中只能沿直线传播[答案] 3 A[解析] 3 变的磁场就能产生电场，A正确若只有电场和磁场而电场和磁场都稳定或电场、磁场仅均匀变都不能产生电磁波，错光也是电磁波，在真空和介质中传播的速度不同，可判断B错 D选项中没有强调是“均匀”介质，若介质密度不均匀会发生折射，故D错4（2010上海单，7，易）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[答案] 4 A[解析] 4在电磁波家族中，按波长由长到短分别有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，所以A项对5（2009四川综，14，易）关于电磁波，下列说法正确的是（）A 雷达是用X光测定物体位置的设备B 使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光D 变的电场可以产生变的磁场[答案] 5 D[解析] 5均匀变的电场产生稳定的磁场，而非均匀变的电场产生变的磁场，电场的变有以上两种可能，故D正确6（2011江苏单，12B（1），中）如图所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和假想有一列车沿A方向以接近光速行驶，当铁塔B发出一个闪光，列车上的观测者测得A、两铁塔被照亮的顺序是（）[。
版高考物理一轮复习 第三章 电磁波 相对论训练(含解析)(选修3-4)-人教版高三选修3-4物理试题
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电磁波相对论
1.(多项选择)关于电磁波的发射和接收,如下说法正确的答案是 ( )
A.为了使振荡电路有效地向空间辐射能量,电路必须是闭合的
B.音频电流的频率比拟低,不能直接用来发射电磁波
C.当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率一样时,接收电路产生的振荡电流最强
D.要使电视机的屏幕上有图像,必须要有检波过程
【解析】选B、C、D。
有效发射电磁波,必须采用开放电路和高频发射;一般的音频电流的频率较低,不能直接用来发射电磁波;电磁波接收原理是一种叫电谐振的现象,与机械振动中的共振有些相似;电视机显示图像时,必须通过检波过程,把有效的信号从高频调制信号中取出来,否如此就不能显示,故A错误,B、C、D正确。
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高中物理 人教版 选修1-1 第二章 电磁波相对论简介 麦克斯韦的电磁场理论 课后同步训练_1
高中物理人教版选修1-1 第二章电磁波相对论简介麦克斯韦的电磁场理论课后同步训练_1参考答案：1．答案： D2．答案： 1/50，1:13．答案： D4．答案： D5．答案： A解析： A、牛顿在伽利略、笛卡儿、开普勒、惠更斯等人研究的基础上，采用归纳与演绎、综合与分析的方法，总结出一套普遍适用的力学运动规律--牛顿运动定律和万有引力定律，建立了完整的经典力学体系．故A正确；B．奥斯特根据小磁针在通电导线周围的偏转发现了电流的磁效应，法拉第总结出了电磁感应现象，故B错误；C．安培最早发现了磁场能对电流产生作用，洛伦兹推出了磁场对运动电荷的作用力公式，故C 错误；D．麦克斯韦提出了完整的电磁场理论，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故D错误6．答案： BD解析：麦克斯韦电磁理论指出，如果场的变化是均匀的，产生的场是稳定的，如果场的变化是不均匀的，产生新的场也是变化的，振荡电场按正弦（或余弦）规律变化，它产生的磁场也按正弦（或余弦）规律变化.7．答案： BCD解析：麦克斯韦电磁场理论的含义是变化的电场可产生磁场，变化的磁场能产生电场；产生的场的形式由原来的场的变化率决定.均匀变化电场的变化率恒定，产生稳定的磁场． 8．答案：电场，磁场，电磁波9．答案： A解析：考点：物理学史．分析：建立完整电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是麦克斯韦．解答：解：A、建立完整电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是麦克斯韦．故A正确．B．库仑用扭秤实验发现了电荷间作用力的规律﹣﹣库仑定律．故A错误．C．牛顿发现了牛顿运动定律、万有引力定律等等．故C错误．D．安培研究了通电导体间相互作用力，故D错误．故选A点评：本题考查物理学史，是常识性问题，平时要与主要知识一起学习，注重积累．10．答案： BCE解析：【命题立意】旨在考查受迫振动，麦克斯韦的电磁场理论，双缝干涉，薄膜干涉，多普勒效应A，均匀变化的磁场产生稳定的电场，故A错误；受迫振动的周期是由驱动力的周期决定，故B 正确；双缝干涉条纹间距和波长成正比，红光的波长在七种单色光中最长，故C正确；检查平面的平整度是应用了薄膜干涉，故D错误。
人教版高中物理选修2-1《电磁场、电磁波》训练及答案
电磁场练习1.成立完好的电磁场理论并第一预知电磁波存在的科学家是（）A.法拉第B.奥斯特C.赫兹D.麦克斯韦答案： D2.对于电磁场，以下说法中正确的选项是（）A.变化的电场必定会在四周空间产生磁场B.变化的磁场必定会在四周空间产生变化的电场C.平均变化的电场在四周空间产生变化的磁场D.平均变化的磁场在四周空间产生稳固的电场答案： AD3.以下说法中正确的选项是（）A.恒定的电场产生稳固的磁场B.恒定的电流在四周空间产生稳固的磁场C.平均变化的电场产生平均变化的磁场，平均变化的磁场产生平均变化的电场D.周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场答案： BD4.如图 18－ 3－2 所示，圆形地区内有垂直于纸面的匀强磁场，××+ q场外空间有一带正电的粒子（重力不计）静止在某点外，当磁场均匀增大时，该粒子的运动状况是（）A.仍静止在原处B.将做匀速运动C.将做加快运动D.以上说法均不对图 18－3－2××××× ×O×B×××答案： C 点拨：依据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场四周空间将产生电场，处在电场中的带电粒子受电场力而加快运动 .5.如图 18－ 3－3 所示，在直线 PQ 四周空间出现了一电场，其电场线为闭合的圆，方向为俯视顺时针.则以下说法中正确的选项是（）A.可能有方向从 P→ Q 的正在加强的磁场B.可能有方向从 P→Q 的正在减弱的磁场C.可能有方向从 Q→ P 的正在加强的磁场D.可能有方向从 Q→ P 的正在减弱的磁场图 18－3－3P Q答案： BC 点拨：依据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场四周空间产生电场，图示的电场线方向可等效为感觉电流的方向，依据楞次定律即可确立原磁场的方向及变化 .想想答案：在第十三章电场中我们学习的是静电场，与变化的磁场产生的感觉电场是有区其他：（ 1）电荷四周产生的电场叫静电场，其电场线是不闭合的，有起点和终点；（ 2）变化的磁场产生的电场叫感觉电场，其电场线是闭合的，没有起点和终点，因此又叫涡旋电场 .涡旋电场的存在，与空间有无导体或电路能否闭合没关 .想想：我们在第十三章电场中学习的电场线是从正电荷出发止于负电荷的，为何此处电场的电场线是闭合的?。
人教版高中物理选修2-1 《电磁场、电磁波》练习(含解析)
电磁波练习1.当电磁波的频率增加时，它在真空中的速度将（）A.减小B.增大C.不变D.减小、增大和不变均有可能答案：C2.下列关于电磁波的叙述中，正确的是（）A.电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B.电磁波在任何介质中的传播速度均为3.0×108 m／sC.电磁波由真空进入介质中传播时，波长将变短D.电磁波不能产生干涉、衍射现象答案：AC3.下列关于电磁波和机械波的说法中，正确的是（）A.电磁波和机械波都能产生衍射和干涉现象B.电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质C.电磁波在任何介质中的传播速度都相同，机械波在同一介质中的传播速度相同D.电磁波一定是横波，机械波可能是横波也可能是纵波答案：ABD4.有一无线电发射机，如果保持振荡电路中线圈的自感系数不变，使电容由C0变为4C0，那么它所发射的电磁波的波长将变为原来的（）A.4倍B.2倍C.2倍D.0.5倍答案：B5.由一个LC振荡电路所激发的电磁波，在真空中的波长是300 m，若振荡电路的电容增为原来的4倍，则它激发的电磁波的频率为（）A.106 HzB.2×106 HzC.105 HzD.5×105 Hz答案：D6.在LC振荡电路中，电容器C极板上的电荷量q随时间变化的图线如图18－4－2所示，在t1=1×10－6 s 至t2=2×10－6 s内，关于电容器所处过程及因此而产生的电磁波波长的正0-6s确判断是（）A.充电过程，波长是1200 mB.充电过程，波长是1500 mC.放电过程，波长是1200 m 图18－4－2D.放电过程，波长是1500 m答案：A 点拨：由图象可看出，在t1 = 1×10－6 s至t2 = 2×10－6 s内，电荷量q正在增大，电容器处于充电过程.由图象得T = 4×10－6 s，发射的电磁波的波长c= cT =3.0×108×4×10－6 m=1.2×10－6 m.λ=f7.某人造卫星向地面发射的电磁波频率是2×107 Hz，则其波长是m，若其振荡线圈的电感是2×10－5 H ，则振荡电路中电容器的电容是 F.答案：15 3.2×10－12 点拨：波长λ=f c =78102100.3⨯⨯ m=15 m ，据公式f =LCπ21，得C =L f 22π41=5272102)102(π41-⨯⨯⨯⨯ F=3.2×10－12 F. 8.在LC 振荡电路中，线圈的自感系数L =0.01 H ，电容器的电容C =10－10 F ，给电器充电后，让它通过线圈放电，则从开始放电到振荡电流第一次达最大所经历的时间为 s ；完成50次全振动以后，电磁波在真空中传播的距离是 km.想一想：绳上的波在一条线上传播，水面上的波在一个面内传播，电磁波呢?经过50次全振动,电磁波传播到的范围是怎样的?答案：1.57×106 94.2 点拨：周期T =2πLC =2π101001.0-⨯s =6.28×10－6 s ，从电容器开始放电到振荡电流第一次达到最大，所需时间为41T =1.57×10－6 s ，完成50次全振动，电磁波传播的距离为s = ct =3.0×108×50×6.28×10－6 m =94.2 km.想一想答案：电磁波在空间以球面波的形式向外传播.经过50次全振动，电磁波传播的范围是以振荡电路为球心，半径为94.2 km 的球面.9.某发射机发出的电磁波的波长是300 m ，振荡电路线圈的自感系数是2 mH.那么振荡电路中电容器的电容是多大? 解答：据c =λf 和f =LC π21 得C =L c 22π4λ=32822102)100.3(π4300-⨯⨯⨯⨯ F=12.7 pF.。
高三物理一轮复习 专题13 光学 电磁波及相对论(含高考真题)-人教版高三全册物理试题
专题13 光学 电磁波与相对论1.〔15海南卷〕一半径为R 的半圆形玻璃砖，横截面如下列图.玻璃的全反射临界角r 〔r <3π〕.与玻璃砖的底平面成〔2r π-〕角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上.经柱面折射后，有局部光〔包括与柱面相切的入射光〕能直接从玻璃砖底面射出.假设忽略经半圆柱内外表反射后射出的光，求底面透光局部的宽度.答案：sin OE R r =解析：光路图如下列图，沿半径方向射入玻璃砖的光线，即光线①射到MN 上时，根据几何知识入射角恰好等于临界角，即恰好在圆心O 处发生全反射，光线①左侧的光线，经球面折射后，射到MN 上的角一定大于临界角，即在MN 上发生全反射，不能射出，光线①右侧的光线射到MN 上的角小于临界角，可以射出，如图光线③与球面相切，入射角0190θ=，从MN 上垂直射出，根据折射定律可得12sin sin nθθ=， 根据全反射定律1sin n r=，两式联立解得2r θ= 根据几何知识，底面透光局部的宽度sin OE R r =2.〔15四川卷〕直线P 1P 2过均匀玻璃球球心O ，细光束a 、b 平行且关于P 1P 2对称，由空气射入玻璃球的光路如图.a 、b 光相比A ．玻璃对a 光的折射率较大B ．玻璃对a 光的临界角较小C ．b 光在玻璃中的传播速度较小D ．b 光在玻璃中的传播时间较短 答案：C解析：由于a 、b 光平行且关于过球心O 的直线P 1P 2对称，因此它们的入射角i 相等，根据图中几何关系可知，b 光在玻璃球中的光路偏离进入球之前方向较多，即b 光的折射角γ较小，根据折射定律有：n ＝γisin sin ，所以玻璃对b 光的折射率较大，应当选项A 错误；根据临界角公式有：sin C ＝n1，所以玻璃对a 光的临界角较大，应当选项B 错误；根据折射率的定义式有：n ＝vc ，所以b 光在玻璃中的传播速度v 较小，应当选项C 正确；根据图中几何关系可知，a 、b 光进入玻璃球后，b 光的光程d 较大，根据匀速直线运动规律有：t ＝vd，所以b 光在玻璃中的传播时间较长，应当选项D 错误.3.〔15安徽卷〕如下列图，一束单色光从空气入射到棱镜的AB 面上，经AB 和AC 两个面折射后从AC 面进入空气.当出射角i '和入射角i 相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ.棱镜顶角为α，如此计算棱镜对该色光的折射率表达式为A ．2αsin 2θαsin+ B ． 2θsin 2θαsin+C ．)2αθsin(θsin D ．)2θαsin(αsin答案：A解析：根据对称性知，12∠=∠，34∠=∠，又12θ=∠+∠，根据几何关系，5απ+∠=，345π∠+∠+∠=，所以122θ∠=∠=，342α∠=∠=，即入射角θi’ iαA 12 3 45 θi’ i αA BC132i θα+=∠+∠=，如此计算棱镜对该色光的折射率表达式为sinsin 2sin 3sin 2i n αθα+==∠，答案为A ．4.〔15重庆卷〕虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明.两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN 和PQ 两条彩色光带，光路如题11图1所示.M 、N 、P 、Q 点的颜色分别为A.紫、红、红、紫B.红、紫、红、紫C.红、紫、紫、红D.紫、红、紫、红答案：A解析：白光中的可见光局部从红到紫排列，对同一介质的折射率n n >红紫，由折射定律知紫光的折射角较小，由光路可知，紫光将到达M 点和Q 点，而红光到达N 点和P 点，应当选A.5.〔15新课标2卷〕(5分) 如图，一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a 、b 两束光线，如此〔填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分〕A.在玻璃中，a 光的传播速度小于b 光的传播速度B. 在真空中，a 光的波长小于b 光的波长C. 玻璃砖对a 光的折射率小于对b 光的折射率D.假设改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，如此折射光线a 首先消失E.分别用a 、b 光在同一个双缝干预实验装置上做实验，a 光的干预条纹间距大于b 光的干预条纹间距答案：ABD解析：由图可知：玻璃砖对a 光的折射率大于对b 光的折射率，故C 错误；在玻璃中，a 光的传播速度小于b 光的传播速度，故A 正确；a 光的频率大于b 光的频率,在真空中，a 光的波长小于b 光的波长，故B 正确；假设改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，因为a 光的折射率大，如此折射光线a 首先消失，故D 正确；a 光的波长小于b 光的波长，分别用a 、b 光在同一个双缝干预实验装置上做实验，a 光的干预条纹间距小于b 光的干预条纹间距，故E 错误.6.〔2015·全国新课标Ⅰ〕在双缝干预实验中，分布用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干预条纹间距1x ∆与绿光的干预条纹间距2x ∆相比1x ∆2x ∆〔填“＞〞“＜〞或“＝〞〕.假设实验中红光的波长为630nm ，双缝到屏幕的距离为1m ，测得第一条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5mm ，如此双缝之间的距离为mm .解析：双缝干预条纹间距L x dλ∆=，红光波长长，所以红光的双缝干预条纹间距较大，即1x ∆>2x ∆.条纹间距根据数据可得210.5 2.1 2.1105mm x mm m -∆===⨯，根据L x d λ∆=可得9421630103100.32.110L m md m mm x mλ---⨯⨯===⨯=∆⨯.。
高考物理一轮复习 第二章光电磁波相对论简介第1讲光的折射全反射光的波动性课时训练 新人教版选修34
高考物理一轮复习 第二章光电磁波相对论简介第1讲光的折射全反射光的波动性课时训练 新人教版选修34一、选择题（本题共7小题，共49分）1．(2011·福建龙岩)如图2－1－24所示，a 、b 、c 、d 四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样．分析各图样的特点可以得出的正确结论是 ( )图2－1－24A ．a 、b 是光的干涉图样B ．c 、d 是光的干涉图样C ．形成a 图样的光的波长比形成b 图样光的波长短D ．形成c 图样的光的波长比形成d 图样光的波长短解析：干涉条纹是等距离的条纹，因此，a 、b 图是干涉图样，c 、d 图是衍射图样，故A 项正确，B 项错误；由公式Δx＝Ldλ可知，条纹宽的入射光的波长长，所以a 图样的光的波长比b 图样的光的波长长，故C 项错误；c 图样的光的波长比d 图样的光的波长长，故D 项错误． 答案：A2．(2011·河北唐山)酷热的夏天，在平坦的柏油公路上你会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影．但当你靠近“水面”时，它也随你靠近而后退．对此现象正确的解释是 ( )A ．出现的是“海市蜃楼”，是由于光的折射造成的B ．“水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉C ．太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率大，发生全反射D ．太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率小，发生全反射解析：酷热的夏天地面温度高，地表附近空气的密度小，空气的折射率下小上大，远处车、人反射的太阳光由光密介质射入光疏介质发生全反射． 答案：D3．(2009·广东江门)下列有关光现象的说法中正确的是 ( )A ．在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的色散现象B ．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变窄C ．光纤通信应用了光的全反射原理D ．光的偏振现象说明光是一种纵波解析：太阳光照射下的油膜出现的彩色花纹是从油膜上下两个表面反射出来的光波干涉的结果，不是色散，故A 项错误；在双缝干涉实验中，得到的条纹间距Δx＝Ldλ，若仅将入射光由绿光改为红光，光的波长λ变大，则条纹间距Δx 变宽，故B 项错误；光纤通信是利用全反射来传递光信号的，故C 项正确；光波是电磁波，是横波，故D 项错误． 答案：C4. (2011·江苏)如图2－1－25所示，一细束红光和一细束蓝光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点M ，若用n 1和n 2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率，下列说法中正确的是( )A ．n 1<n 2，a 为红光，b 为蓝光B ．n 1<n 2，a 为蓝光，b 为红光C ．n 1>n 2，a 为红光，b 为蓝光D ．n 1>n 2，a 为蓝光，b 为红光解析：由题图可知，b 光线经过三棱镜后的偏折角较小，因此折射率较小，是红光． 答案：B5．(2011·福建福州)下列说法正确的是 ( )A ．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的干涉的结果B ．用光导纤维传送图像信息，这是光的衍射的应用C ．眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象D ．在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物，可使景像清晰 解析：太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，是由于不同色光在介质中折射率不同产生的色散现象，A 错；用光导纤维传送图像信息是利用了光的全反射，B 错；眯着眼睛看发光的灯丝时观察到彩色条纹是光的衍射现象，C 错；在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物，滤去了水面的反射光，使景像清晰，D 对． 答案：D6. 一束白光从顶角为θ的一边以较大的入射角i 射入并通过三棱镜后，在屏P 上可得到彩色光带，如图2－1－26所示，在入射角 i 逐渐减小到零的过程中，假如屏上的彩色光带先后全部消失，则 ( ) A ．红光最先消失，紫光最后消失 B ．紫光最先消失，红光最后消失图2－1－25图2－1－26C ．紫光最先消失，黄光最后消失D ．红光最先消失，黄光最后消失解析：白光从AB 射入玻璃后，由于紫光偏折大，从而到达另一侧面AC 时的入射角较大，且因紫光折射率最大，sin C ＝1/n ，因而其全反射的临界角最小，故随着入射角i 的减小，进入玻璃后的各色光中紫光首先发生全反射不从AC 面射出，后依次是紫、靛、蓝、绿、黄、橙、红，逐渐发生全反射而不从AC 面射出． 答案：B7. (2011·广东中山)如图2－1－27所示，红色细光束a 射到折射率为2的透明球表面，入射角为45°，在球的内壁经过一次反射后，从球面射出的光线为b ，则入射光线a 与出射光线b 之间的夹角α为 ( ) A ．30° B ．45° C ．60° D ．75°解析：由折射定律有2＝sin 45°sin θ，得折射角θ＝30°.画出光路图，由几何关系知，夹角α＝30°，A 正确． 答案：A二、非选择题（本小题共5小题，共51分）8. (2011·海南海口模拟)一束光波以45°的入射角，从AB 面射入如图2－1－28所示的透明三棱镜中，棱镜折射率n ＝ 2.试求光进入AB 面的折射角，并在图上画出该光束在棱镜中的光路． 解析：sin r ＝sin i n ＝222＝12，r ＝30°由sin C ＝1n ＝22，得C ＝45°.光在AC 面发生全反射，并垂直BC 面射出． 答案：C ＝45° 光路图如下9. (1)一足够大的水池内盛有某种透明液体，液体的深度为H ，在水池的底部放一点光源S ，其中一条光线以30°入射角射到液体与空气的界面上，它图2－1－27图2－1－28的反射光线与折射光线的夹角为105°，如图2－1－29所示．求： ①液体的折射率； ②液体表面亮斑的面积．(2)光是一种电磁波，当光从水中射入空气中时，波长会________(填写“变长”，“变短”、“不变”)，如果光的频率为6.7×1014 Hz ，空气中光速约为3.0×108m/s ，则在空气中的波长为________m.解析：(1)①由图知入射角i ＝30°，折射角r ＝45°，n ＝sin rsin i ＝2＝1.414.②若发生全反射，入射角C 应满足sin C ＝1n ，C ＝45°亮斑半径R ＝Htan C ＝H ，亮斑面积S ＝πH 2.(2)变长 由C ＝λf 得λ＝C f ＝3×1086.7×1014 m ＝4.5×10－7m.答案：(1)①1.414 ②πH 2(2)变长 4.5×10－7m10. 如图2－1－30所示，真空中有一下表面镀反射膜的平行玻璃砖，其折射率n ＝2，一束单色光与界面成θ＝45°角斜射到玻璃砖表面上，最后在玻璃砖的右侧面竖直光屏上出现两个光点A 和B ，A 和B 相距h ＝2.0 cm.已知光在真空中的传播速度c ＝3.0×108m/s.试求： (1)该单色光在玻璃砖中的传播速度； (2)该单色光射入到玻璃砖的折射角； (3)玻璃砖的厚度d. 解析：(1)由折射率公式n ＝cv解得：v ＝c n ＝322×108m/s.(2)由折射率公式n ＝sin θ1sin θ2解得：sin θ2＝sin θ1n ＝12，θ2＝30°.(3)作出如右图所示的光路，△CDE 为等边三角形，四边形ABEC 为梯形， CE ＝AB ＝h.玻璃的厚度d 就是边长为h 的等边三角形的高，故：d ＝h·cos 30°＝32h ＝1.732 cm. 答案：(1)322×108m/s (2)30° (3)1.732 cm11．(1)一列简谐横波沿x 轴正方向传播，在x ＝0与x ＝2 m 的两质点振动图线分别如图图2－1－302－1－31中实线与虚线所示，由此可得出________．(填入选项前的字母)图2－1－31A ．该波的波长可能是4 mB ．该波的周期是5 sC ．波的传播速度可能是2 m/sD ．在t ＝2 s 时刻，x ＝2 m 处的质点正向上运动(2)如图2－1－32所示，AOB 是由某种透明物质制成的14圆柱体横截面(O 为圆心)，折射率为 2.今有一束平行光以45°的入射角射向圆柱体的OA 平面，这些光线中有一部分不能从柱体的AB 面上射出，设射到OB 面的光线全部被吸收，不考虑OA 面的反射，求在圆柱AB 面上能射出光线的部分占AB 表面的比例．解析： (2)光路图如右图所示：n ＝sin i sin r① sin r ＝222＝12∴r ＝30°，∠BOD ＝30° ② 即从O 点射入的光线射到D 点，BD 之间无光线射出．设该透明物质的临界角为C ，则 sin C ＝12，解得∠C ＝45° ③设从F 点入射到E 点的光线在AB 面发生全反射． 由几何关系可知，∠FOE ＝15° ④ 即从AE 点之间的光线发生全反射．圆柱AB 面上能射出光线的部分占AB 表面15°＋30°90°＝12⑤位置如图中DE 部分． ⑥ 答案：(1)C (2)12图2－1－3212. 如图2－1－33所示，为某种透明介质的截面图，△AOC 为等腰直角三角形，BC 为半径R ＝10 cm 的四分之一圆弧，AB 与水平屏幕MN 垂直并接触于A 点．由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O ，在AB 分界面上的入射角i ＝45°，结果在水平屏幕MN 上出现两个亮斑．已知该介质对红光和紫光的折射率分别为n 1＝233，n 2＝ 2.(1)判断在AM 和AN 两处产生亮斑的颜色； (2)求两个亮斑间的距离．解析：(1)设红光和紫光的临界角分别为C 1、C 2，sin C 1＝1n 1＝32，C 1＝60°，同理C 2＝45°，i ＝45°＝C 2，i ＝45°<C 1，所以紫光在AB 面发生全反射，而红光在AB 面一部分折射，一部分反射，且由几何关系可知，反射光线与AC 垂直，所以在AM 处产生的亮斑P 1为红色，在AN 处产生的亮斑P 2为红色与紫色的混合色．(2)画出如图光路图，设折射角为r ，两个光斑分别为P 1、P 2.根据折射定律 n 1＝sin r sin i求得sin r ＝63由几何知识可得：tan r ＝RAP 1，解得AP 1＝5 2 cm由几何知识可得△OAP 2为等腰直角三角形， 解得AP 2＝10 cm所以P 1P 2＝(52＋10)cm.答案：(1)红色 红、紫的混合色 (2)(52＋10)cm图2－1－33。
高三物理一轮总复习 (选修3-4)第3章 电磁波 相对论简介课时作业 新人教版-新人教版高三选修3-
电磁波相对论简介一、选择题1．(多项选择)(2016·襄阳质检)如下说法中正确的答案是( )A．做简谐运动的质点，其振动能量与振幅无关B．电磁波在传播过程中频率不变C．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是一样的，与光源和观察者的运动有关D．在电磁振荡中，磁场能与电场能周期性地相互转化E．各种电磁波在真空中的传播速度与光速一样，为3×108m/s【解析】做简谐运动的质点，其振动能量与振幅有关，选项A错误．电磁波的频率与传播介质无关，选项B正确．根据相对性原理，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是一样的，与光源和观察者的运动无关，选项C错误．根据电磁振荡的特点可知，选项D正确．各种电磁波在真空中的传播速度与光速一样，为3×108m/s，选项E正确．【答案】BDE2．(多项选择)(2016·扬州质检)如下说法正确的答案是( )A．根据狭义相对论，地面上的人看到高速运行的列车比静止时变矮B．两列波相叠加产生干预现象，如此振动加强区域与减弱区域交替变化C．LC振动电路中，电容器的放电过程，电场能逐渐转化为磁场能D．夜视仪器能在较冷的背景下探测出较热物体的红外辐射【解析】根据狭义相对论，地面上的人看到高速运行的列车比静止时变短，选项A 错误；两列波相叠加产生干预现象，如此振动加强区域与减弱区域是固定的．选项B错误；LC振荡电路中，电容器开始放电时电场逐渐减弱，线圈的磁场逐渐增强，电场能逐渐转化为磁场能，选项C正确；夜视仪器能在较冷的背景下探测出较热物体的红外辐射，选项D 正确．【答案】CD3．建立经典电磁场理论，并预言了电磁波存在的物理学家和创立相对论的科学家分别是( )A．麦克斯韦法拉第B．麦克斯韦爱因斯坦C．赫兹爱因斯坦D．法拉第麦克斯韦【解析】在19世纪60年代建立经典电磁场理论，并预言了电磁波存在的物理学家是麦克斯韦，创立相对论的科学家是爱因斯坦，选项B正确．【答案】B4.据《飞行国际》报道称，中国制造的首款具有“隐身能力〞和强大攻击力的第四代作战飞机“歼20〞(如图)，于2012年3月10日再次试飞，已解决高端发动机瓶颈．标志着中国继美国和俄罗斯之后，成为世界上第三个进入到第四代战机的研发序列中的国家．隐形飞机的原理是：在飞机研制过程中设法降低其可探测性，使之不易被敌方发现、跟踪和攻击．根据你所学的物理知识，判断如下说法中正确的答案是( )A．运用隐蔽色涂层，无论距你多近的距离，即使你拿望远镜也不能看到它B．使用吸收雷达电磁波材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现C．使用吸收雷达电磁波涂层后，传播到复合金属机翼上的电磁波在机翼上不会产生感应电流D．主要是对发动机、喷气尾管等因为高温容易产生紫外线辐射的部位采取隔热、降温等措施，使其不易被对方发现【解析】隐形飞机的原理是在飞机制造过程中使用吸收雷达电磁波的材料，使反射的雷达电磁波很弱，在雷达屏幕上显示的反射信息很小，飞机在雷达屏幕上很难被发现，故只有B正确．【答案】B5．(多项选择)(2016·江苏联考)如下说法中正确的答案是( )A．假设要有效发射电磁波，振荡电路只须有足够的振荡频率即可B．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场周围一定可以产生变化的磁场C．狭义相对论认为：光在真空中的传播速度都是一个常数，不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变D．在“探究单摆周期与摆长的关系〞的实验中，测量单摆周期应该从小球经过平衡位置处开始计时，以减小实验误差【解析】要有效发射电磁波．振荡电路必须有足够高的振荡频率，且振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，选项A错误．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场周围一定可以产生磁场，但不一定产生变化的磁场；根据麦克斯韦的电磁场理论可知，均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，选项B错误．狭义相对论认为：光在真空中的传播速度都是一个常数，不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变，选项C正确．在“探究单摆周期与摆长的关系〞的实验中，测量单摆周期应该从小球经过平衡位置处开始计时，以减小实验误差，选项D正确．【答案】CD6．(多项选择)在天文观测中，观察到宇宙中有一对质量相等的恒星甲、乙正在绕其连线中一点做速度大小为v的匀速圆周运动．假设甲速度方向朝向地球上的观察者，乙速度方向背向地球上的观察者，如此( )A．地球上的观察者观测到恒星甲发出光束的传播速度为c＋vB．地球上的观察者观测到恒星乙发出光束的传播速度为c－vC．地球上的观察者观测到恒星甲发出光束的传播速度为cD．地球上的观察者观测到恒星乙发出光束的传播速度为c【解析】根据狭义相对性原理，真空中的光速在不同惯性参照系中都是一样的，地球上的观察者观测到恒星甲发出光束的传播速度为c，观测到恒星乙发出光束的传播速度也为c，选项C、D正确．【答案】CD7．(多项选择)2006年度诺贝尔物理学奖授予了两位美国科学家，以表彰他们发现了微波背景辐射的黑体谱形状与其温度在不同方向上的微小变化．他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精细科学时代的起点．如下与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法正确的答案是( )A．微波是指波长在10－3m到10 m之间的电磁波B．微波和声波一样，都只能在介质中传播C．黑体的热辐射实际上是电磁辐射D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说【解析】由电磁波谱的划分可知，A项对．微波的本质是电磁波，可以在真空中传播，无需介质，声波的本质是机械波，只能在介质中传播，B项错．黑体辐射可以辐射各种波长的电磁波，本质上是电磁辐射，C项对．根据普朗克的量子假说推算出的黑体辐射规律和观测到的事实符合得相当好，D项对．【答案】ACDA．2.5～3.5 μmB．4～4.5 μmC．5～7 μmD．8～13 μm【解析】由图可知，水对红外辐射吸收率最低的波长范围是8～13 μm；二氧化碳对红外辐射吸收率最低的波长范围是5～13 μm.综上可知，选D.【答案】D11．类比是一种有效的学习方法，通过归类和比拟，有助于掌握新知识，提高学习效率．在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处．某同学对机械波和电磁波进展类比，总结出如下内容，其中不正确的答案是( )A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用B．机械波和电磁波都能产生干预和衍射现象C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波【解析】波长、波速、频率的关系对任何波都是成立的，对电磁波当然成立，故A 选项正确；干预和衍射是波的特性，机械波、电磁波都是波，这些特性都具有，故B选项正确；机械波是机械振动在介质中传播形成的，所以机械波的传播需要介质，而电磁波是交替变化的电场和磁场由近与远的传播形成的，所以电磁波传播不需要介质，故C选项正确；机械波既有横波又有纵波，但是电磁波只能是横波，其依据就是电磁波能够发生偏振现象，而偏振现象是横波才有的，D选项错误．【答案】D12.英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场．如下列图，一个半径为r的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场B，环上套一带电荷量为＋q的小球．磁感应强度B随时间均匀增加，其变化率为k，假设小球在环上运动一周，如此感生电场对小球的作用力所做功的大小是( )A ．0B .12r 2qkC ．2πr 2qkD ．πr 2qk【解析】 设圆环所在回路感应电动势为E ，如此由法拉第电磁感应定律得E ＝ΔΦΔt＝ΔBS Δt＝kS ＝k πr 2，小球运动一周，感应电场对小球做功大小为W ＝qE ＝qk πr 2，应当选项D 正确．【答案】D二、非选择题13．太阳在不断地向外辐射能量，因而其质量也在不断地减少．假设太阳每秒钟辐射的总能量为4×1026J ，试计算太阳在1 s 内失去的质量，估算5 000年内其质量总共减小了多少，并与太阳的总质量2×1027t 比拟．【解析】 由太阳每秒钟辐射的能量ΔE 可得其在1 s 内失去的质量为Δm＝ΔE c 2＝4×10263×1082kg ＝49×1010kg . 5 000年内太阳总共减小的质量为ΔM＝5 000×365×24×3 600×49×1010kg ＝7.008×1020kg . 与总质量相比P ＝ΔM M ＝7.008×10202×1027×103＝3.504×10－10，比值很微小． 【答案】 7.008×1020kg 比太阳的总质量小得多14．某雷达工作时，发射电磁波的波长λ＝20 cm ，每秒脉冲数n ＝5 000，每个脉冲持续时间t ＝0.02 μs .求：(1)此电磁波的频率；(2)此雷达的最大侦察距离．【解析】 (1)电磁波在空气中传播，传播速度认为等于光速，c ＝3.0×108m /s ，因此f ＝c λ＝1.5×109Hz . (2)雷达工作时发射电磁脉冲，每个电磁脉冲持续时间t ＝0.02 μs ，两个脉冲时间间隔内，雷达必须接收到反射回来的电磁脉冲，否如此会与后面的电磁脉冲重叠而影响测量．设。
高考物理一轮总复习 电磁波 相对论课时作业 新人教版选修34(1)
课时作业(五十五) 电磁波相对论1．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是( )A．均匀变化的电场在它的周围产生均匀变化的磁场B．电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的，且与波的传播方向垂直C．电磁波和机械波一样依赖于介质传播D．只要空间中某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波2．属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中( )A．真空中光速不变B．时间间隔具有相对性C．物体的质量不变D．物体的能量与质量成正比3．“风云”二号卫星发送回地面的红外云图是由卫星上设置的可以接收云层辐射的红外线的感应器完成的，云图上的黑白程度是由辐射红外线的云层的温度高低决定的，这是利用了红外线的( )A．穿透性 B．热效应C．可见性 D．化学效应4．下列说法符合实际的是( )A．医院里常用X射线对病房和手术室消毒B．医院里常用紫外线对病房和手术室消毒C．在人造卫星上对地球进行拍摄是利用紫外线有较好的分辨能力D．在人造卫星上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力5．关于电磁波谱，下列说法正确的是( )A．伦琴射线是高速电子流射到固体上，使固体原子的内层电子受到激发而产生的 B．γ射线是原子的内层电子受激发产生的C．在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是γ射线D．紫外线比紫光更容易发生衍射现象6．爱因斯坦提出了质能方程，揭示了质量与能量的关系，关于质能方程，下列说法正确的是( )A．质量和能量可以相互转化B．当物体向外释放能量时，其质量必定减少，且减少的质量Δm与释放的能量ΔE 满足ΔE＝Δmc2C．如果物体的能量增加了ΔE，那么它的质量相应减少Δm，并且ΔE＝Δmc2D．mc2是物体能够放出能量的总和7．如果你以接近于光速的速度朝某一星体飞行，如图所示，你是否可以根据下述变化发觉自己是在运动( )第7题图A．你的质量在增加B．你的心脏跳动在慢下来C．你在变小D．你永远不能由自身的变化知道你的速度8．下列说法正确的是( )A．光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度C．光在介质中的速度大于光在真空中的速度D．变化的电场一定产生变化的磁场；变化的磁场一定产生变化的电场9．下列说法中正确的是( )A．机械波和电磁波都能在真空中传播B．铁路、民航等安检口使用红外线对行李内物品进行检测C．根据狭义相对论的原理知，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的 D．两列波叠加时产生干涉现象．其振动加强区域与减弱区域是稳定不变的10．下列说法中正确的是( )A．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播B．只要有电场和磁场，就能产生电磁波C．当物体运动的速度接近光速时，时间和空间都要发生变化D．当观测者靠近或远离波源时，感受到的频率会发生变化11．下列属于狭义相对论基本原理的叙述是( )A．一切物理定律在不同的惯性参考系中都是相同的B．在任何参考系中，物理规律都是相同的C．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的D．原子核的结合能越大，核子结合得越牢固，原子越稳定12．如图所示，强强乘速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观察到该光束的传播速度为( )第12题图 A．0.4c B．0.5c C．0.9c D．1.0c13．太阳表面温度约为6000K，主要发出可见光；人体温度约为310K，主要发出红外线；宇宙间的温度约为3K，所发出的辐射称为“3K背景辐射”，它是宇宙“大爆炸”之初在空间上保留下的余热．若要进行“3K背景辐射”的观测，应该选择的波段是( ) A．无线电波 B．紫外线C．X射线 D．γ射线14．类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率．在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处．某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是( )A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播D．机械波既有横波又有纵波；而电磁波只有纵波15．下列说法中正确的是( )A．交警通过发射超声波测量车速，利用了波的干涉原理B．电磁波的频率越高，它所能携带的信息量就越大，所以激光可以比无线电波传递更多的信息C．单缝衍射中，缝越宽，条纹越亮，衍射现象也越明显D．地面上测得静止的直杆长为L，则在沿杆方向高速飞行火箭中的人测得该杆长应小于L16．“世界物理年”决议的作出是与爱因斯坦的相对论时空观有关．一个时钟，在它与观察者有不同相对速度的情况下，时钟的频率是不同的，它们之间的关系如图所示．由此可知，当时钟和观察者的相对速度达到0.6c(c为真空中的光速)时，时钟的周期大约为________．在日常生活中，我们无法察觉时钟周期的变化的现象，是因为观察者相对于时钟的运动速度________．若在高速运行的飞船上有一只表，从地面上观察，飞船上的一切物理、化学过程和生命过程都变________(填“快”或“慢”)了．第16题图课时作业(五十五) 电磁波相对论1.BD 【解析】根据麦克斯韦电磁场理论可知，均匀变化的电场在它的周围产生稳定的磁场，故选项A是错误的．因电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的．且与波的传播方向垂直，所以电磁波是横波，故选项B是正确的．电磁波可以在真空中传播，故选项C是错误的．只要空间中某个区域有振荡的电场或磁场，就在周期性变化的电场周围产生同周期变化的磁场，周期性变化的磁场周围产生同周期变化的电场，这样由近及远传播，形成了电磁波，故选项目D是正确的．2.A 【解析】狭义相对论的两条假设分别是：在任何惯性系中真空中的光速不变和一切物理规律相同．3.B 【解析】红外线是不可见光，人眼无法觉察到，所以C选项错误．它的波长长，频率低，穿透能力较弱，A选项错误，它的主要作用是热效应，物体温度越高，向外辐射的红外线越强，正是利用这一性质得到大气层遥感图的，故B选项正确，D选项错误．4.BD 【解析】紫外线有杀菌消毒的作用，红外线的主要效应是热效应，且红外线的波长长，易衍射，穿透云雾烟尘的能力强．5.A 【解析】在电磁波中，无线电波是振荡电路产生的；红外线、可见光、紫外线是原子外层电子受激发产生的；伦琴射线是原子内层电子受激发产生的；γ射线是原子核受激发后产生的．从无线电波到γ射线，频率逐渐增大，波长逐渐减小，而波长越长，越容易发生衍射现象，因此，紫光比紫外线更容易发生衍射现象，无线电波最容易发生衍射现象．6.B 【解析】由质能方程可知，能量与质量之间存在着一定的必然对应的关系，而不能认为质量就是能量，能量就是质量，能量与质量是两个不同的概念．只有在核反应过程中，对应着质量的减少，才有能量释放出来．7.D 【解析】相对论的基本概念是：当你被关在一个封闭的房子中时，你绝对无法知道房子是否在做匀速运动．当房子突然停止运动时，在其中的人是能够感知这一点的；当房子突然开始运动时，其内部的人也能有感觉；当房子旋转时，关在其内部的人也能说出它在转动．但如果房子是在做匀速直线运动．即没有任何加速度，则在其内部的人就无法知道房子是否在移动．即使房子有一个窗户，你从窗户向外看，看见某些东西在朝你移动，但你仍说不出是你的房子在向这些东西移动，还是这些东西在向你的房子移动．8.A 【解析】由相对论的知识知，A对；拍摄玻璃窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片是为了滤去反射光而不是增加透射光的强度，B错；光在任何介质中的传播速度都比真空中小，C错；由麦克斯韦的电磁理论，变化的电场一定产生磁场，但不一定产生变化的磁场，如随时间均匀变化的电场产生稳定的磁场，同样，变化的磁场不一定产生变化的电场．9.CD 【解析】电磁波能在真空中传播，机械波不能在真空中传播，选项A错误；铁路、民航等安检口使用X射线对行李内物品进行检测，选项B错误；根据狭义相对论的原理知，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，选项C正确；两列波叠加时产生干涉现象，其振动加强区域与减弱区域是稳定不变的，选项D正确．10.ACD 【解析】机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播，选项A 正确；电磁波是空间某处交替变化的电场和磁场产生的，选项B错误；根据狭义相对论的时空观，当物体运动的速度接近光速时，时空不是绝对的，而是相对的，即时间和空间都要发生变化，选项C正确；当观测者靠近或远离波源时，感受到的频率会发生变化，这是多普勒效应，选项D正确．本题答案为ACD.11.AC 【解析】选项AC属于狭义相对论的两条基本原理；选项B属于广义相对论的两条基本原理之一即广义相对性原理；选项D不属于相对论原理．本题答案为AC.12.D 【解析】由光速不变原理可知，壮壮观测到的光速应该为1.0 c.13.A 【解析】电磁波谱按波长由长到短的顺序排列为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，由题意知：物体温度越高，其发出的电磁波的波长越短，宇宙间的温度约为3K，则其发出的电磁波的波长应在无线电波波段，故选项A正确．14.D 【解析】电磁波是电磁场传播形成的．在传播过程中电场的电场强度E和磁场的磁感应强度B的方向都与波的传播方向垂直，所以电磁波应为横波．15.BD 【解析】交警通过发射超声波测量车速，利用了波的反射原理，A错；发生衍射的条件是障碍物(或孔)的尺寸跟波长差不多，甚至比波长还小，C错；故答案选BD.16.2.5 s 远小于光速c 慢【解析】根据图中数据可知，当时钟和观察者的相对速度达到0.6c时，对应时钟的频率为0.4 Hz，则周期为 2.5 s．日常生活中，我们无法察觉是因为运动速度远小于速度c.在高速运行状态，时钟变慢．。
2020届高三物理练习 电磁波相对论简介 新人教版 精品
选考部分选修3-4 第十三章第3单元电磁波相对论简介1．(2020·江苏高考)如图13－3－1所示，强强乘坐速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c.强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为________．(填写选项前的字母)图13－3－1A．0.4c B．0.5cC．0.9c D．1.0c解析：由光速不变原理知光速与参考系无关，D正确．答案：D2．(2020·天津高考)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解析：电磁波可以在真空中传播，具有波所有的特性，能发生干涉、衍射、偏振等现象，并且它可以传递信息，可知只有B正确．答案：B3．(2020·北京高考)类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率．在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处．某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不．正确的是( )A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波解析：电磁波是电磁场传播形成的．在传播过程中电场的电场强度E的方向和磁场的磁感应强度B的方向都与波的传播方向垂直；场强E的方向可以理解为波的“振动”方向，所以电磁波应为横波．故选D.答案：D4．电磁波的频率范围很广，不同频率的电磁波具有不同的特性，请从电磁波谱中任选两种，分别写出它们的名称和一种用途．(1)名称________，用途___________________________________________________．(2)名称________，用途___________________________________________________．解析：如无线电波可用于通信，红外线可用于红外遥感，可见光可用于照明用等．答案：见解析5．(2008·海南高考)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．解析：依据爱因斯坦的质能方程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＝m01－vc2得vc＝k2－1k.答案：k k2－1 k6．雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备，目前雷达发射的电磁波的频率多在200 MHz至1000 MHz的范围内．(1)下列关于雷达的说法中正确的是 ( )A．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3 m至1.5 m之间B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的C．测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离D．波长越短的电磁波，反射性能越强(2)设雷达向远处发射无线电波．每次发射的时间是 1 μs，两次发射的时间间隔为100 μs.显示器上呈现出的尖形波如图13－3－2所示，已知图中ab＝bc，则障碍物与雷达之间的距离是多大？解析：(1)根据λ＝c/f，在200 MHz至1000 MHz的频率范围内电磁波的波长范围在 0.3 m至1.5 m之间，故A正确．根据电磁场理论，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，故B错误．雷达是利用电磁波的反射原理，C正确．电磁波波长越短，越不易发生衍射，反射性能越好，D正确．(2)由ab等于bc可知，电磁波从发射到返回所用时间为50 μs.设雷达与障碍物之间的距离为x，电磁波往返的时间为t＝50 μs由2x ＝ct 得x ＝ct /2＝3.0×108×50×10－6×12m ＝7.5×103 m.答案：(1)ACD (2)7.5×103m 7．一电子(m 0＝9.1×10－31kg)以0.99c 的速率运动．问：(1)电子的总能量是多大？(2)电子的经典力学的动能与相对论的动能之比是多大？ 解析：(1)电子的总能量为：E ＝mc 2＝m 01－v c2·c 2＝9.1×10－311－0.99c c2×(3×108)2 J≈5.8×10－13J.(2)电子的经典力学动能为E k ＝12m 0v 2＝12m 0(0.99c )2相对论的动能为E k ′＝E －E 0＝mc 2－m 0c 2 E kE k ′＝12m 00.99c2mc 2－m 0c 2＝12×0.99211－0.99c c2－1≈0.08. 答案：(1)5.8×10－13J (2)0.088．太阳在不断地向外辐射能量，因而其质量也在不断地减少．若太阳每秒钟辐射的总 能量为4×1026J ，试计算太阳在1 s 内失去的质量，估算5000年内其质量总共减小 了多少，并与太阳的总质量2×1027t 比较之．解析：由太阳每秒钟辐射的能量ΔE 可得其在 1 s 内失去的质量为Δm ＝ΔEc 2＝4×10263×1082kg ＝49×1010kg.5000年内太阳总共减小的质量为 ΔM ＝5000×365×24×3600×49×1010kg＝7.008×1020kg.与总质量相比P ＝ΔM M ＝7.008×10202×1027×103＝3.504×10－10，比值很微小．答案：49×1010 kg 7.008×1020kg 比太阳的总质量小得多9．如图13－3－3所示，考虑几个问题：图13－3－3(1)若参考系O ′相对于参考系O 静止，人看到的光速应是多少？(2)若参考系O ′相对于参考系O 以速度v 向右运动，人看到的光速应是多少？ (3)若参考系O 相对于参考系O ′以速度v 向左运动，人看到的光速又是多少？ 解析：根据狭义相对论的光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是 相同的，光速与光源、观察者间的相对运动没有关系． 因此三种情况下，人观察到的光速都是c . 答案：(1)c (2)c (3)c。
高考物理一轮复习 第三章 电磁波相对论简介章末小结与专题课件 新人教版选修34
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A．两极板间的电压和场强都将逐渐减小 B．两极板间的电压不变，场强逐渐减小 C．两极板间将产生顺时针方向的磁场 D．两极板间将产生逆时针方向的磁场
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解析 由于极板和电源保持连接，因此两极板间电压不 变．两极板间距离增大，因此场强 E＝Ud将减小．由于电容器 所带电荷量 Q＝UC，d 增大时，电容 C 减小，因此电容器所 带电荷量减小，即电容器放电．放电电流方向为逆时针．在导 线周围的磁场方向为逆时针方向，因此在两极板间的磁场方向 也是逆时针方向．选 B、D.
章末小结(xiǎojié)与专题
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第二页电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场， 变化的电场和变化的磁场总是相互联系的形成一个不可分离 的统一的场，这就是电磁场，电磁场由近及远的向周围空间传 播就形成一个不可分离的统一的场，这就形成电磁波．要有效 地发射电磁波，必须是开放电路并且频率足够大．
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2．电磁波的波长、波速和频率的关系为 v＝Tλ＝λf.在真空 中电磁波的传播速度跟光速相同，即 c＝3.0×108 m/s.电磁波 的频率由振荡电路的频率决定，从真空进入介质中速度会变 小，频率不变，波长变短．
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例 1.如图所示，平行板电容器和电池组相连．用绝缘工具 将电容器两板间的距离逐渐增大的过程中，关于电容器两极板 间的电场和磁场，下列说法中正确的是( )
答案 BD
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例 2.[2013·上海卷]电磁波与机械波具有共同性质是( ) 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
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解析 电磁波是横波，而机械波可能是横波，也可能是纵 波，A 项错误；所有波都能传递能量，B 项正确；机械波不能 在真空中传播，C 项错误；在不同的介质中，波的速度要发生 变化，D 项错误．
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选考内容选修3-4第3讲一、选择题1．(2014·四川理综)电磁波已广泛运用于很多领域。
下列关于电磁波的说法符合实际的是()A．电磁波不能产生衍射现象B．常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机C．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度D．光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同[答案] C[解析]只要是波就产生衍射现象，A错误；常用的遥控器是发出红外线来遥控电视机的，B错误；多普勒效应可判断物体的相对运动速度，C正确；由爱因斯坦相对论知识知，光在任何惯性系中的速度都相同，D错误。
2．(2014·江苏苏州模拟)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时钟与他观察到的地球上的时钟走得同样快D．我们发现竖直向上高速运动的球在水平方向上长度变短了[答案] A[解析]真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的，选项A正确；爱因斯坦通过质能方程阐明了质量与能量的联系，但不能认为质量就是能量，选项B错误；根据相对论，可知运动的时钟变慢，选项C错误；竖直向上高速运动的球在水平方向上长度不变，沿运动方向上的长度才会变短，选项D错误。
3．(2014·江苏南京模拟)关于狭义相对论的说法，不正确的是()A．狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的B．狭义相对论认为在一切惯性参考系中，光在真空中的速度都等于c，与光源的运动无关C．狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系D．狭义相对论任何情况下都适用[答案] D[解析]狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，选项A正确；狭义相对论认为在一切惯性参考系中，光在真空中的速度都等于c (光速不变原理)，与光源的运动无关，选项B 正确；狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系，故选项C 正确而D 错误。
4．(2014·长春模拟)如图所示，一根10 m 长的梭镖以光速穿过一根10 m 长的管子，它们的长度都是在静止状态下测量的，以下正确描述了梭镖穿过管子的情况的是( )A ．梭镖收缩变短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它B ．管子收缩变短，因此在某些位置上，梭镖从管子的两端伸出来C ．两者都收缩，且收缩量相等，因此在某个位置，管子恰好遮住梭镖D ．所有这些都与观察者的运动情况有关[答案] D[解析] 如果你是在相对于管子静止的参考系中观察运动着的梭镖，那么梭镖看起来就比管子短，在某些位置梭镖会完全处在管子内部。
然而当你和梭镖一起运动时，你看到的管子就缩短了，所以在某些位置，你可以看到梭镖两端都伸出管子，假如你在梭镖和管子之间运动，运动的速度是在梭镖运动的方向上，而大小是其一半，那么梭镖和管子都相对于你运动，且速度的大小一样；你看到这两样东西都缩短了，且缩短的量相同，所以你看到的一切都是相对的，依赖于你的参考系。
5．(2014·上海五校联考)假设地面上有一火车以接近光速的速度运行，车内站立着一个中等身材的人，站在路旁边的人观察车里的人，观察的结果是( )A ．这个人是一个矮胖子B ．这个人是一个瘦高个子C ．这个人矮但不胖D ．这个人瘦但不高[答案] D[解析] 人是站着的，路旁的人观察到的车内的人沿车运动的方向上的长度(决定胖瘦)变短了，所以人变瘦。
但人在垂直于车运动方向上的长度(决定身高)不变。
6．(2014·安徽理综)英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场。
如图所示，一个半径为r 的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场B ，环上套一带电荷量为＋q 的小球。
已知磁感应强度B 随时间均匀增加，其变化率为k ，若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是( )A ．0B ．12r 2qkC ．2πr 2qkD ．πr 2qk[答案] D [解析] 感生电场是涡旋场，电荷在运动过程中，电场力始终做功。
由U ＝ΔB ΔtS ＝k πr 2可知电场强度E ＝U d ＝k πr 22πr运动一周电场力做功W ＝qE 2πr ＝πr 2qk ，D 选项正确。
7．(2014·江苏南通质检)应用麦克斯韦的电磁理论判断下列表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图象中(每个选项中的上图是表示变化的场，下图是表示变化的场产生的另外的场)，正确的是( )[答案] BC[解析] A 图中的上图磁场是稳定的，由麦克斯韦的电磁理论可知周围空间不会产生电场，A 图中的下图是错误的。
B 图中的上图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，下图的磁场是稳定的，所以B 图正确。
C 图中的上图是振荡的磁场，它能产生同频率的振荡电场，且相位相差π2，C 图是正确的。
D 图的上图是振荡的电场，在其周围空间产生振荡的磁场，但是下图中的图象与上图相比较，相位相差π，故不正确，所以只有B 、C 两图正确。
8．(2014·浙江衢州高三模拟)下列说法正确的是( )A ．手机通话时发射的无线电波都是经过调制的B ．当敌机靠近时，战机携带的雷达接收反射波的频率小于其发射频率C ．当变压器的铁芯不闭合时，其原、副线圈的电压比不等于其匝数比D ．LC 振荡电路中产生随时间t 按i ＝a sin bt 的规律变化的振荡电流时，发射的电磁波的波长为2πc b(c 为真空中的光速) [答案] ACD[解析] 调制就是把信号加载到载波中的过程，所以A 正确；根据多普勒效应，波源和观察者相互靠近时，观察者接收的频率要高于发射频率，所以B 错误；铁芯不闭合时，因为漏磁现象，会造成穿过两个线圈的磁通量不相等，故C 正确；根据b ＝2πT和λ＝cT 可知，发射的电磁波波长λ＝2πc b，故D 正确。
二、非选择题9．(2014·湖北武汉部分学校高三调研)一枚静止时长30m 的火箭以0.6c 的速度从观察者的身边掠过，火箭上的人测得火箭的长度为________m ，观察者测得火箭的长度为________m 。
[答案] 30 24[解析] 根据相对论原理，火箭上的人测得火箭的长度不变，仍为30m 。
观察者测得火箭的长度为l ＝l 01－(v c )2＝301－0.62m ＝24m 。
10．“世界物理年”决议的作出与爱因斯坦的相对论时空观有关。
一个时钟，在它与观察者有不同相对速度的情况下，时钟的频率是不同的，它们之间的关系如图所示。
由此可知，当时钟和观察者的相对速度达到0.6c (c 为真空中的光速)时，时钟的周期大约为________。
在日常生活中，我们无法察觉时钟周期性变化的现象，是因为观察者相对于时钟的运动速度________。
若在高速运行的飞船上有一只表，从地面上观察，飞船上的一切物理、化学过程和生命过程都变________(填“快”或“慢”)了。
[答案] 2.5s 远小于光速c 慢[解析] 根据题图中数据可知，当时钟和观察者的相对速度达到0.6c 时，对应时钟的频率为0.4Hz ，则周期为2.5s 。
日常生活中，我们无法察觉是因为运动速度远小于光速c 。
在高速运行状态下，时钟变慢。
11．(2014·长沙模拟)(1)某火箭在地面上的长度为L 0，发射后它在地面附近高速(约0.3c )飞过，关于地面上的人和火箭中的人观察到的现象，以下说法正确的是________。
A ．下方地面上的人观察到火箭上的时间进程变快了B ．下方地面上的人观察到火箭变短了C ．火箭上的人观察到火箭变短了D ．火箭上的人看到下方地面上的所有物体都变短了(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，飞船有多高、多长？[答案] (1)B (2)10m 80m[解析] (1)由时间间隔的相对性知，下方地面上的人观察到火箭上的时间进程变慢了，A 错；由长度的相对性知，下方地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的人观察到火箭长度没变，B 对，C 错，火箭上的人看到在垂直运动方向上，物体的长度不变，D 错。
(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l 0，观测到飞船的长度为l ，则根据尺缩效应有l ＝l 01－(v c )2＝100×1－(0.60c c)2m ＝80m 。
12．按照有关规定，工作场所受到的电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不得超过0.50W/m 2。
若某小型无线通讯装置的电磁辐射功率是1W ，那么在距离该通讯装置多远以外是符合规定的安全区域？(已知球面面积为S ＝4πR 2)[答案] 0.40m[解析] 设以半径为R 的圆以外是安全区。
因为P 4πR 2＝0.50W/m 2，所以14×3.14×R 2＝0.5。
解之得R ＝0.40m 。
13．研究高空宇宙射线时，发现了一种不稳定的基本粒子，称为介子，质量约为电子质量的273倍，它带有一个电子电荷量的正电荷或负电荷，称为π＋或π－，若参考系中π±介子处于静止，它们的平均寿命为τ＝2.56×10－8s ，设π±介子以0.9c 的速率运动，求： (1)在实验室参考系中观测到的该粒子的平均寿命。
(2)在实验室参考系中观测到该粒子运动的平均距离。
(3)该粒子运动时的动能。
[答案] (1)5.87×10－8s (2)15.85m (3)2.89×10－11J[解析] (1)粒子运动时，在和粒子相对静止的参考系中，粒子的寿命仍为τ＝2.56×10－8s ，而此时实验室中观测到的寿命τ′应比τ大，满足τ′＝τ1－(v c )2＝2.56×10－81－0.92s ＝5.87×10－8s(2)平均距离：d ＝v τ′＝0.9×3×108×5.87×10－8m ＝15.85m(3)粒子的静止质量m 0＝273×9.1×10－31kg ＝2.48×10－28kg粒子的动能为E k ＝mc 2－m 0c 2＝(m 01－(v c )2－m 0)c 2＝3.21×10－28×9×1016J ＝2.89×10－11J14．雷达测距防撞控制系统(Distronic ，简称DTR)是用脉冲电磁波来测定目标的位置和速度的设备。
某机场引导雷达发现一架飞机正向雷达正上方匀速飞来，已知该雷达显示屏上相邻刻度线之间的时间间隔为1.0×10－4s ，某时刻雷达显示屏上显示的波形如图甲所示，A 脉冲为发射波，B 脉冲为目标反射波，经t ＝170s 后雷达向正上方发射和被反射的波形如图乙所示，则该飞机的飞行速度约为多少？[答案] 306m/s[解析] 由图示信息知，比较远时，脉冲波显示的距离为s ＝ct 2＝3×108×4×10－42m ＝6×104m 当到达正上方后，距离为s ′＝ct ′2＝3×108×2×10－42m ＝3×104m 由于开始时飞机在斜上方，后来飞机到达正上方，所以该飞机的速度为v ＝(6×104)2－(3×104)2170m /s ≈306m/s 。