电磁波与相对论(含答案)

合集下载

2022届高考物理一轮总复习检测:第十四章 第3课时 电磁波 相对论简介 Word版含答案

2022届高考物理一轮总复习检测:第十四章 第3课时 电磁波 相对论简介 Word版含答案

一、电磁波1.电磁波的特性(1)电磁波的传播不需要介质,可在真空中传播,在真空中不同频率的电磁波传播速度是相同的(都等于光速).(2)不同频率的电磁波,在同一介质中传播,其速度是不同的,频率越高,波速越小.(3)电磁波的频率f 、波长λ和波速v的关系:v=λf.(4)电磁波是横波,具有波的特性,能产生干涉、衍射等现象.2.电磁波的放射与接收(1)电磁振荡(LC电路)的周期T=2πLC,频率f=12πLC.(2)放射电磁波的条件:①振荡电路要有足够高的频率.②振荡电路应接受开放电路.放射电磁波需经过调制过程,调制的方法分为调频和调幅.接收电磁波需经过解调过程,解调是调制的逆过程.二、狭义相对论1.狭义相对论的基本假设.(1)在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的.(2)真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的.2.时间间隔的相对性:Δt=Δτ1-⎝⎛⎭⎪⎫vc2.3.长度的相对性:l=l01-⎝⎛⎭⎪⎫vc2.4.相对论的速度变换公式:u=u′+v1+u′vc2.5.相对论质量:m=m01-⎝⎛⎭⎪⎫vc2.6.质能方程:E=mc2.1.电磁波的传播不需要介质.(√)2.电场四周肯定存在磁场,磁场四周肯定存在电场.(×) 3.电谐振就是电磁振荡中的“共振”.(√)4.无线电波不能发生干涉和衍射现象.(×)5.波长不同的电磁波在本质上完全相同.(√)6.真空中的光速在不同惯性参考系中是不同的.(×)7.若物体能量增大,则它的质量增大.(√)1.(2022·东营模拟)现代生活中,人们已更多地与电磁波联系在一起,并且越来越依靠于电磁波,关于电磁场和电磁波,以下说法正确的是() A.把带电体和永磁体放在一起,即可以在其四周空间中产生电磁波B.手机、电视、光纤通信都是通过电磁波来传递信息的C.医院中用于检查病情的“B超”是利用了电磁波的反射原理D.车站、机场平安检查时“透视”行李箱的安检装置是利用红外线实现成像的解析:要产生电磁波,必需要有变化的磁场与变化的电场,即电磁场,电磁场在介质中传播产生电磁波,A错误;通过电磁波可以实现各种通信,B正确;“B超”是利用了超声波的反射原理,C错误;车站、机场平安检查时“透视”行李箱的安检装置是利用X射线实现成像的,D错误.答案:B2.(2022·盐城模拟)一个时钟,在它与观看者有不同相对速度的状况下,时钟的频率是不同的,它们之间的关系如图所示.由此可知,当时钟和观看者的相对速度达到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图象,是由于观看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,从地面上观看,飞船上的一切物理、化学过程和生命过程都变________(填“快”或“慢”)了.解析:依据题图中数据可知,当时钟和观看者的相对速度达到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,我们无法察觉时钟周期变化的现象是由于观看者相对于时钟的运动速度远小于光速c.在高速运行状态下,一切物理、化学过程和生命过程都变慢.答案:2.5 s远小于光速c慢一、单项选择题1.(2022·东北四校联考)下列关于电磁波的说法正确的是()A.均匀变化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C.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解析:假如电场(或磁场)是均匀变化的,产生的磁场(或电场)是恒定的,不能产生新的电场(磁场),因而不能产生电磁波,选项A正确,C错误;电磁波的传播速度跟介质有关,频率由波源打算,同一频率的电磁波在不同介质中波长不等,由v=λf知不同介质中波的传播速度不同,选项B错误;电磁波在同种均匀介质中才能沿直线传播,选项D错误.答案:A2.关于生活中遇到的各种波,下列说法正确的是()A.电磁波可以传递信息,声波不能传递信息B.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C.太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同D.遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同解析:声波、电磁波都能传递能量和信息,选项A错误;在手机通话过程中,既涉及电磁波又涉及声波,选项B正确;可见光属于电磁波,“B超”中的超声波是声波,波速不同,选项C错误;红外线波长较X射线波长长,故选项D错误.答案:B3.(2022·四川卷)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.依据多普勒效应可以推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解析:干涉、衍射是波所特有的现象,所以电磁波能产生衍射现象,选项A 错误;常用的遥控器是通过发出红外线来遥控电视机的,选项B错误;利用多普勒效应可以推断遥远天体相对地球的速度,选项C正确;依据光速不变原理,在不同的惯性系中,光速是相同的,选项D错误.答案:C4.(2022·临沂模拟)下列说法不正确的是()A.麦克斯韦预言了光是横波,并且首次用试验验证了光是横波B.高速运动的飞船中的宇航员发觉地面的时钟变慢了C.在磁场中做圆周运动的带电粒子会发出电磁波D.过强或过长时间的紫外辐射、X射线或γ射线的作用,会对人体(眼镜、皮肤、血液、神经系统、生殖系统等)造成危害解析:麦克斯韦预言了光是电磁波,证明光是电磁波的是赫兹,马吕斯用光的偏振试验证明白光是横波,选项A错误;由爱因斯坦的相对论可知,选项B正确;在磁场中做圆周运动的带电粒子产生周期性变化的电场,又会产生周期性变化的磁场,并向外传播,即会产生电磁波,选项C正确;过强或过长时间照射紫外线、X射线或γ射线,会对人体造成危害,D正确,所以本题选A.答案:A5.(2021·大连模拟)如图所示,一根10 m长的梭镖以相对论速度穿过一根10 m长的管子,它们的长度都是在静止状态下测量的,以下哪种叙述最好地描述了梭镖穿过管子的状况()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.全部这些都与观看者的运动状况有关解析:假如你是在相对于管子静止的参考系中观看运动着的梭镖,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,依靠于你的参考系,故选项D正确.答案:D6.(2021·南京模拟)间谍卫星上装有某种遥感照相机,可用来探测军用和民用目标.这种照相机能拍到晚上关灯行驶的汽车,即使车队离开,也瞒不过它.这种遥感照相机敏感的电磁波属于()A.可见光波段B.红外波段C.紫外波段D.X射线波段解析:全部的物体都能发出红外线,热的物体的红外线辐射比冷的物体强,间谍卫星上装的遥感照相机,实际上是红外线探测器,它能在较冷的背景上探测出较热物体的红外线辐射,这是红外线摄影的基础.再者,红外线波长比其他波(如可见光、紫外线、X射线)的长,有较好的穿透云雾的力量,故选B.答案:B二、多项选择题7.(2022·枣庄模拟)如图所示为LC振荡电路某时刻的状况,以下说法中正确的是()A.电容器正在充电B.电感线圈中的磁场能正在增加C.电感线圈中的电流正在增大D.此时刻自感电动势正在阻碍电流增大解析:由题图中的磁感线的方向,运用右手螺旋定则可以推断出电路中的电流从上向下看为逆时针方向.再结合电容器极板的电性,可以得到电容器正在放电,故选项A错误;放电过程中,电容器极板上的电荷削减,电场能减小,线圈中的电流增大,磁场能变大,故选项B、C正确;由于线圈中的电流增大,产生的自感电动势阻碍电流的增大,选项D正确.答案:BCD8.(2021·长春模拟)应用麦克斯韦的电磁场理论推断如图所示的表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图象中(每个选项中的上图表示变化的场,下图表示变化的场产生的另外的场),正确的是( )解析:A 图中的上图磁场是稳定的,由麦克斯韦的电磁场理论可知四周空间不会产生电场,A 图中的下图是错误的;B 图中的上图是均匀变化的电场,应当产生稳定的磁场,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,且相位差为π2,C 图是正确的;D 图的上图是振荡的电场,可在其四周空间产生同频率振荡的磁场,但是下图中的图象与上图相比较,相位差为π,故D 图不正确.所以只有B 、C 两图正确.答案:BC9.对于公式m =m 01-⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2,下列说法中正确的是( )A .公式中的m 0是物体以速度v 运动时的质量B .当物体运动速度v >0时,物体的质量m >m 0,即物体的质量转变了,故经典力学不适用C .当物体以较小的速度运动时,质量变化格外微小,经典力学理论仍旧适用,只有当物体以接近光速运动时,质量变化才明显,故经典力学仅适用于低速运动,而不适用于高速运动D .通常由于物体的速度太小,质量的变化不能引起我们的感觉,在分析地球上物体的运动时,不必考虑质量变化解析:公式中的m 0是物体的静止质量,在v 远小于光速时,经典力学照旧成立,故A 、B 错误,C 、D 正确.答案:CD三、非选择题10.如图所示,在地面上M 点固定一光源,在离光源等距的A 、B 两点上固定有两个光接收器,今使光源发出一闪光,则在地面的参考系中观测________(填“A 先”“B 先”或“A 、B 同时”)接收到光信号;在沿AB 方向高速运动的火车参考系中观测________(填“A 先”“B 先”或“A 、B 同时”)接收到光信号.解析:在地面的参考系中观测,AM =BM ,光向A 、B 两点传播速度相等,故A 与B 同时接收到光信号.在沿AB 方向高速运动的火车参考系中观测,由于以火车为参考系时,火车与B 相互靠近,火车与A 相互远离,而光速相同,故光信号先传到B 点,后传到A 点.答案:A 、B 同时 B 先11.(2022·太原模拟)目前雷达放射的电磁波频率多在200 MHz 至1 000 MHz 的范围内.请回答下列关于雷达和电磁波的有关问题:(1)雷达放射电磁波的波长范围是多少?(2)能否依据雷达发出的电磁波确定雷达和目标间的距离? 解析:(1)由c =λf 可得:λ1=c f 1=3.0×108200×106 m =1.5 m ,λ2=cf 2=3.0×1081 000×106 m =0.3 m.故雷达发出的电磁波的波长范围是0.3~1.5 m.(2)电磁波测距的原理就是通过放射和接收电磁波的时间间隔来确定距离,所以可依据x =v t2确定雷达和目标间的距离.答案:(1)0.3~1.5 m (2)能。

电磁波 相对论(解析版)高考物理二轮复习

电磁波  相对论(解析版)高考物理二轮复习

解密19电磁波相对论Χγ2T⎧⎪⎧⎪⎨⎪⎩⎪⎪⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎩⎨⎪⎧⎪⎨⎪⎩⎪⎪⎪⎧⎪⎪⎨⎪=⎪⎩⎩电磁场有足够高的振荡频率有效发射电磁波条件开放的振荡电路电磁波是横波电磁波特点传播不需要介质,具有波的共性能脱离“波源”独立存在电磁波变化的磁场产生电场麦克斯韦与电磁场理论的两大支柱变化的电场产生磁场电磁波谱:无线电波;红外线;可见光;紫外线;射线;射线振荡电流的产生电磁震荡周期:电磁波原理相对论广义相对论相对论222Δ1ΔΔl l tu vm uu ucE mc E mc⎧⎪⎪⎧⎧⎪⎨⎩⎪⎪⎧⎨⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎩⎩⎧⎨⎨⎩⎧=⎪⎪⎪⎪'+⎪=⎨'⎪+⎪⎪==⎪⎪⎩一切物理规律在任何参考系中都是相同的(广义相对性原理)等效原理物质的引力使光线弯曲结论引力红移水星轨道近日点的进动一切物理规律在惯性参考系中都是相同的(狭义相对论性原理)狭义相对论光速不变原理相对论公式,⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎩考点1电磁波与电磁振荡一、麦克斯韦电磁场理论1.理论内容变化的磁场能够产生电场,变化的电场能够产生磁场。

根据这个理论,周期性变化的电场和磁场相互联系,交替产生,形成一个不可分割的统一体,即电磁场。

2.深度理解(1)恒定的电场不产生磁场。

(2)恒定的磁场不产生电场。

(3)均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场。

(4)均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场。

(5)振荡电场产生同频率的振荡磁场。

(6)振荡磁场产生同频率的振荡电场。

3.相关概念及判断方法(1)变化的磁场产生的电场叫感应电场;变化的电场产生的磁场叫感应磁场。

(2)感应电场与感应磁场的场线都是闭合的曲线,而且互相正交、套连。

(3)感应电场的方向可由楞次定律判定,感应磁场的方向可由安培定则判定。

二、电磁波1.电磁波的产生如果在空间某区域中有周期性变化的电场,救护在空间引起周期性变化的磁场,这个周期性变化的磁场又会在较远的空间引起新的周期性变化的电场,新的周期性变化的电场又会在更远的空间引起新的周期性变化的磁场······这样,电磁场就由远及近向周围空间传播开去,形成了电磁波。

江苏省2019高考物理大一轮复习配套检测:第十三章 选修3-4 第5讲 电磁波与相对论 Word版含答案

江苏省2019高考物理大一轮复习配套检测:第十三章 选修3-4 第5讲 电磁波与相对论 Word版含答案

第5讲电磁波与相对论一、选择题1. 根据麦克斯韦的电磁场理论,下列说法中正确的是( )A. 电场周围一定产生磁场,磁场周围一定产生电场B. 变化的电场周围一定产生变化的磁场,变化的磁场周围一定产生变化的电场C. 均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D. 振荡的电场一定产生同频率的振荡的磁场2. 电磁波与声波比较 ( )A. 电磁波的传播不需要介质,声波的传播需要介质B. 由空气进入水中时,电磁波速度变小,声波速度变大C. 由空气进入水中时,电磁波波长变小,声波波长变大D. 电磁波和声波在介质中的传播速度,都是由介质决定,与频率无关3. (2018·淮安5月模拟)下列说法中正确的是( )A. 地面附近有一高速水平飞过的火箭,地面上的人观察到“火箭长度”要比火箭上的人观察到的短一些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. 在同种均匀介质中传播的声波,频率越高,波长也越长D. 玻璃内气泡看起来特别明亮,是因为光线从气泡中射出的原因4. 关于电磁场和电磁波,下列说法中正确的是( )A. 电磁场是一种物质,它只能在真空中传播B. 电磁波在真空中传播时,它的电场强度和磁感应强度方向互相平行C. 由于微波衍射现象不明显,所以雷达用它测定物体的位置D. 大气对蓝光的吸收较强,所以天空看起来是蓝色的5. 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,其中错误的是( )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6. 关于生活中遇到的各种波,下列说法中正确的是( )A. 电磁波可以传递信息,声波不能传递信息B. 手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C. 太阳光中的可见光和医院B超中的超声波传递速度相同D. 遥控器发出的红外线波长和医院CT中的X射线波长相同7. 关于电磁波,下列说法中正确的是( )A. 雷达是用X光来测定物体位置的设备B. 电磁波是横波C. 电磁波必须在介质中传播D. 使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调8. 下列关于紫外线的说法中,正确的是( )A. 一切物体都在对外辐射紫外线B. 验钞机中利用的是紫外线的荧光效应C. 利用紫外线可以进行医疗消毒D. 紫外线的衍射现象比红外线更明显9. 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1 000 MHz 的范围内.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10. 在狭义相对论中,下列说法中正确的有( )A. 一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速B. 质量、长度的测量结果都与物体相对观察者的相对运动状态有关C. 时间的测量结果与物体相对观察者的运动状态无关D. 在某一惯性系中发生于同一时刻、不同地点的两个事件,在其他一切惯性系中也是同时发生的11. 如图所示,假设强强乘坐速度为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 ( )A. 0.4cB. 0.5cC. 0.9cD. c12. 关于公式m=,下列说法中正确的是( )A. 公式中的m0是物体以速度v运动时的质量B. 当物体运动速度v>0时,物体的质量m>m0,即物体的质量改变了,故经典力学不适用C. 当物体以较小的速度运动时,质量变化十分微弱,经典力学理论仍然适用,只有当物体以接近光速运动时,质量变化才明显,故经典力学适用于低速运动,而不适用于高速运动D. 通常由于物体的速度太小,质量的变化引不起我们的感觉,在分析地球上物体的运动时,不必考虑质量变化13. 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14. 有两只时刻显示相同的标准钟,一只留在地面上,另一只放在高速飞行的飞船上.经过一段时间后,下列说法中正确的是( )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. 因为是两只时刻显示相同的标准钟,所以两钟走时快慢相同15. 某火箭在地面上的长度为L0,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,下列说法中正确的是( )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16. 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( )甲乙A. 乙观察到甲身高变高B. 甲观察到乙身高变低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c二、填空题17. (2018·海安、金陵、南外三校联考)一飞船以速度v沿图示方向飞行,地面观测者测得飞船经过相距为L0的A、B两点经历时间为t1,而飞船驾驶员测量经过A、B两点时间是t2,则有t1(填“>”“=”或“<”)t2,原因是飞船驾驶员观测到A、B两点距离L (填“>”“=”或“<”)L0.18. 如图所示,某车沿水平方向高速行驶,车厢中央的光源发出一个闪光,闪光照到了车厢的前、后壁,则地面上的观察者认为该闪光(填“先到达前壁”“先到达后壁”或“同时到达前后壁”),同时他观察到车厢的长度比静止时变(填“长”或“短”)了.19. (2018·南通、扬州、泰州三模)1971年,屠呦呦等获得了青蒿乙醚提取物结晶,研究人员通过X射线衍射分析确定了青蒿素的结构.X射线衍射是研究物质微观结构的最常用方法,用于分析的X射线波长在0.05 nm~0.25 nm范围之间,因为X射线的波长(填“远大于”“接近”或“远小于”)晶体内部原子间的距离,所以衍射现象明显.分析在照相底片上得到的衍射图样.便可确定晶体结构.X射线是(填“纵波”或“横波”).20. (2018·南京、盐城一模)如图所示,宽度为l的宇宙飞船沿其长度方向以速度u(u接近光速c)远离地球,飞船发出频率为ν的单色光.地面上的人接收到光的频率(填“大于”“等于”或“小于”)ν,看到宇宙飞船宽度(填“大于”“等于”或“小于”)l.21. 如图所示,沿平直铁路线有间距均为L的三座铁塔A、B和C,三座铁塔高也均为L.假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶,列车上的观测者测得塔高(填“小于”“等于”或“大于”)相邻塔间的间距.当铁塔B 发出一个闪光,列车上的观测者测得铁塔(填“A”或“C”)先被照亮.22. 宇航员在地面上将两只钟校准到零时刻(如图甲所示),其中一只留在地面上,另一只跟随宇航员一起乘坐上高速运行的飞船.从零时刻开始计时,宇航员根据随身携带的手表指示,经过了0.5 h,宇航员观察飞船内钟的分针指示可能是图,宇航员观察地面上钟的分针指示可能为图.甲乙丙丁第5讲电磁波与相对论1. D 【解析】变化的电场周围才会产生磁场,恒定的电场周围不会产生磁场,同理,恒定的磁场周围也不会产生电场,所以A错;随时间做均匀变化的电场,其变化率是常量,故周围产生的磁场是恒定的,同理,均匀变化的磁场周围产生的电场也是恒定的,所以B、C错误;电场周期性变化,其周围产生的磁场一定呈周期性变化,且变化周期相同,所以D正确.2. ABC 【解析】电磁波的传播不需要介质,声波(机械波)的传播需要介质,A正确;电磁波在真空中传播速度最大,声波(机械波)在空气中传播速度最小,由v=λf可知,由空气进入水中时(频率不变),电磁波波长变小,声波波长变大,B、C正确;电磁波在介质中的传播速度与介质和频率都有关系,机械波在介质中的传播速度由介质决定,D 错误.3. AB 【解析】根据相对论可知,地面附近有一高速水平飞过的火箭,地面上的人观察到的火箭长度要比火箭上的人观察到的要短一些,故A正确;拍摄玻璃厨窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以减弱玻璃反射的偏振光的强度,故B正确;根据公式v=λf可得,频率越高,波长越短,C错误;玻璃中的气泡看起来特别明亮是因为光从玻璃射向气泡时,一部分光在界面上发生了全反射,D错误.4. C 【解析】电磁场是一种特殊的物质,在真空、介质中都可以传播,A错误;电磁波在真空中传播时,它的电场强度和磁感应强度方向互相垂直,B错误;当太阳光通过空气时,太阳光中波长较长的红光、橙光、黄光都能穿透大气层,直接射到地面,而波长较短的青、蓝、紫等色光,很容易被悬浮在空气中的微粒阻挡,从而使光线散射向四方,使天空呈现出蓝色,D错误.5. D6. B 【解析】电磁波可以传递信息,如电视信号.声波也可以传递信息,如人说话,故A错误;手机用电磁波传递信息,人用声波说话,故B正确;太阳光中的可见光是电磁波,真空中速度为3×108m/s,“B超”中的超声波是声波,常温下,空气中速度大约为340 m/s,故C错误;遥控器发出的红外线波长和医院CT中的X射线频率不同,波速相同,根据c=λf,波长不同,故D错误.7. B 【解析】由雷达的工作原理知,雷达是用微波来测定物体位置的设备,A错;电磁波在传播过程中电场强度和磁感应强度总是相互垂直,且与波的传播方向垂直,故电磁波是横波,B对;电磁波可以不依赖介质而传播,C错;使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制,D错.8. BC 【解析】紫外线的显著作用包括化学作用,例如杀菌消毒,有荧光作用,能促进钙的吸收,由于频率较高,波长较短,难以发生衍射,所以B、C正确.9. ACD 【解析】根据λ=,在200 MHz至1 000 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;雷达利用的是电磁波的反射原理,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.10. AB 【解析】根据狭义相对论,光速是速度的极限值,所以A对;根据狭义相对论,长度、质量、时间间隔都与运动状态有关,且都给出了具体的计算公式,所以B对,C错;同时是相对的,D错.11. D12. CD 【解析】公式中的m0是物体静止时的质量,A错误;在v远小于光速时,一些质量的变化不明显,经典力学依然成立,B错误,C、D正确.13. D 【解析】人是站着的,路旁的人观察到车内的人沿车运动方向上的长度(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.14. C 【解析】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,走得快慢可能不同,D错.15. B 【解析】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.16. D 【解析】因为人是垂直于物体速度方向的,竖直方向上没有尺缩效应,即甲、乙观察对方身高时不变,故A、B错误;根据相对论的钟慢效应,可以推测两人在接近光速运动时,相对地球来说时间都变慢了,但乙相对于甲的速度更大,因此可以推测,乙观察到甲动作变慢,故C错误;根据爱因斯坦光速不变原理,乙观察到该光束的传播速度仍为c,故D正确.17. > <18. 先到达后壁短【解析】地面上的观察者认为地面是一个惯性系,闪光向前、后传播的速度相对地面是相同的,但是在闪光飞向两壁的过程中,车厢向前行进了一段距离,所以向前的光传播的路程长些,到达前壁的时间也就晚些,即地面上的观察者认为该闪光先到达后壁.根据长度的相对性可知一条沿自身长度方向运动的杆,其长度总比杆静止时的长度小,可以得出观察者观察到车厢的长度比静止时变短.19. 接近横波【解析】波长大于或接近障碍物尺寸时,衍射现象比较明显.X射线波长很短,不可能远大于原子间距离,只可能接近原子间距离.X射线是电磁波,电磁波是横波.20. 小于等于【解析】根据多普勒效应得出波源远离观察者时,观察者接收到的频率小于波源频率.观察者在运动方向上看到宇宙飞船的长度变小,在垂直于运动方向上的宽度不变.21. 大于 C【解析】沿AC方向以接近光速行驶,列车上的观测者测得塔高大于相邻塔间间距,列车上的观察者看到的是由B 发出后经过A和C反射的光,由于列车在这段时间内向C运动靠近C,而远离A,所以C的反射光先到达列车上的观察者,看到C先被照亮.22. 乙丙【解析】从零时刻开始计时,宇航员根据随身携带的手表指示,经过了0.5 h,宇航员观察飞船内钟的分针指示可能为图乙;根据爱因斯坦的相对论中时间间隔的相对性公式得运动的时钟会变慢,所以宇航员观察地面上钟的分针指示可能为小于半个小时,即图丙.选修3-4模块总结提升1. (1) BC (2) 沿y轴正向0.4(3) ① n===1.732.② v=,s=,t=,代入数据解得t=2×10-9 s.2. (1) AD (2) 增大多普勒(3) 见解析【解析】 (1) 简谐运动的回复力与偏离平衡位置的位移大小满足F=kx,A项正确;在镜头前加一个偏振片,以减弱橱窗表面的反射光,B项错误;水面上的油膜出现彩色花纹是光的干涉现象,C项错误;光速不变原理和狭义相对论原理是两个基本假设,D项正确.(2) 当波源在远离观察者的过程中,观察者接收到的频率变小,波长增大,这是多普勒效应.(3) ① v==c.② 由题意知入射角为30°,n==,所以折射角r=45°.3. (1) B (2) 频率 C (3) 见解析【解析】 (1) 飞船上的观测者测得飞船的长度为30m,地球上的观测者看到沿飞船运动方向的长度变短,A项错误,B项正确;光速在任何惯性参考系中都是相同的,光速都是c,C、D选项错误.(2) 能发生干涉的两列光的频率必须相同.A、B两点是振动加强区域,C点是振动减弱区域.(3) 相邻亮条纹的中心间距Δx=λ,由题意知,亮条纹的数目n=10,解得L=,代入数据得L=1.178×10-2 m4. (1) BC (2) 1.5 不容易(3) 见解析【解析】 (1) 波速由介质决定,故反射的超声波和发出的速度大小相等,A项错误,B项正确;根据多普勒效应,波源与观察者相互靠近,观察者接收到的频率变高,C项正确,D项错误.(2) 超声波在结石和胆汁中频率不变,频率由波源决定.由v=λf得出===1.5;波长越短,越不容易发生衍射.(3) 设折射角为r,由折射定律sin30°=nsinr由几何关系知sinr=且OP=代入数据解得n=(或n≈1.5)。

2017高考物理大一轮复习配套检测:第十三章 选修3-4 第5讲 电磁波与相对论 含答案

2017高考物理大一轮复习配套检测:第十三章 选修3-4 第5讲 电磁波与相对论 含答案

第5讲电磁波与相对论一、选择题1.根据麦克斯韦的电磁场理论,下列说法中正确的是()A. 电场周围一定产生磁场,磁场周围一定产生电场B. 变化的电场周围一定产生变化的磁场,变化的磁场周围一定产生变化的电场C. 均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D. 振荡的电场一定产生同频率的振荡的磁场2.电磁波与声波比较()A. 电磁波的传播不需要介质,声波的传播需要介质B. 由空气进入水中时,电磁波速度变小,声波速度变大C. 由空气进入水中时,电磁波波长变小,声波波长变大D. 电磁波和声波在介质中的传播速度,都是由介质决定,与频率无关3.(2016·淮安5月模拟)下列说法中正确的是()A. 地面附近有一高速水平飞过的火箭,地面上的人观察到“火箭长度”要比火箭上的人观察到的短一些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. 在同种均匀介质中传播的声波,频率越高,波长也越长D. 玻璃内气泡看起来特别明亮,是因为光线从气泡中射出的原因4.关于电磁场和电磁波,下列说法中正确的是()A. 电磁场是一种物质,它只能在真空中传播B. 电磁波在真空中传播时,它的电场强度和磁感应强度方向互相平行C. 由于微波衍射现象不明显,所以雷达用它测定物体的位置D. 大气对蓝光的吸收较强,所以天空看起来是蓝色的5.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,其中错误的是()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6.关于生活中遇到的各种波,下列说法中正确的是()A. 电磁波可以传递信息,声波不能传递信息B. 手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C. 太阳光中的可见光和医院B超中的超声波传递速度相同D. 遥控器发出的红外线波长和医院CT中的X射线波长相同7.关于电磁波,下列说法中正确的是()A. 雷达是用X光来测定物体位置的设备B. 电磁波是横波C. 电磁波必须在介质中传播D. 使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调8.下列关于紫外线的说法中,正确的是()A. 一切物体都在对外辐射紫外线B. 验钞机中利用的是紫外线的荧光效应C. 利用紫外线可以进行医疗消毒D. 紫外线的衍射现象比红外线更明显9.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1 000 MHz的范围内.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10.在狭义相对论中,下列说法中正确的有()A. 一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速B. 质量、长度的测量结果都与物体相对观察者的相对运动状态有关C. 时间的测量结果与物体相对观察者的运动状态无关D. 在某一惯性系中发生于同一时刻、不同地点的两个事件,在其他一切惯性系中也是同时发生的11.如图所示,假设强强乘坐速度为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()A. 0.4cB. 0.5cC. 0.9cD. c12.关于公式m=,下列说法中正确的是()A. 公式中的m0是物体以速度v运动时的质量B. 当物体运动速度v>0时,物体的质量m>m0,即物体的质量改变了,故经典力学不适用C. 当物体以较小的速度运动时,质量变化十分微弱,经典力学理论仍然适用,只有当物体以接近光速运动时,质量变化才明显,故经典力学适用于低速运动,而不适用于高速运动D. 通常由于物体的速度太小,质量的变化引不起我们的感觉,在分析地球上物体的运动时,不必考虑质量变化13.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14.有两只时刻显示相同的标准钟,一只留在地面上,另一只放在高速飞行的飞船上.经过一段时间后,下列说法中正确的是()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. 因为是两只时刻显示相同的标准钟,所以两钟走时快慢相同15.某火箭在地面上的长度为L0,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,下列说法中正确的是()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16.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()甲乙A. 乙观察到甲身高变高B. 甲观察到乙身高变低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c二、填空题17.(2014·海安、金陵、南外三校联考)一飞船以速度v沿图示方向飞行,地面观测者测得飞船经过相距为L0的A、B两点经历时间为t1,而飞船驾驶员测量经过A、B两点时间是t2,则有t1(填“>”“=”或“<”)t2,原因是飞船驾驶员观测到A、B两点距离L(填“>”“=”或“<”)L0.18.如图所示,某车沿水平方向高速行驶,车厢中央的光源发出一个闪光,闪光照到了车厢的前、后壁,则地面上的观察者认为该闪光(填“先到达前壁”“先到达后壁”或“同时到达前后壁”),同时他观察到车厢的长度比静止时变(填“长”或“短”)了.19.(2016·南通、扬州、泰州三模)1971年,屠呦呦等获得了青蒿乙醚提取物结晶,研究人员通过X射线衍射分析确定了青蒿素的结构.X射线衍射是研究物质微观结构的最常用方法,用于分析的X射线波长在0.05 nm~0.25 nm范围之间,因为X射线的波长(填“远大于”“接近”或“远小于”)晶体内部原子间的距离,所以衍射现象明显.分析在照相底片上得到的衍射图样.便可确定晶体结构.X射线是(填“纵波”或“横波”).20.(2016·南京、盐城一模)如图所示,宽度为l的宇宙飞船沿其长度方向以速度u(u接近光速c)远离地球,飞船发出频率为ν的单色光.地面上的人接收到光的频率(填“大于”“等于”或“小于”)ν,看到宇宙飞船宽度(填“大于”“等于”或“小于”)l.21.如图所示,沿平直铁路线有间距均为L的三座铁塔A、B和C,三座铁塔高也均为L.假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶,列车上的观测者测得塔高(填“小于”“等于”或“大于”)相邻塔间的间距.当铁塔B发出一个闪光,列车上的观测者测得铁塔(填“A”或“C”)先被照亮.22.宇航员在地面上将两只钟校准到零时刻(如图甲所示),其中一只留在地面上,另一只跟随宇航员一起乘坐上高速运行的飞船.从零时刻开始计时,宇航员根据随身携带的手表指示,经过了0.5 h,宇航员观察飞船内钟的分针指示可能是图,宇航员观察地面上钟的分针指示可能为图.甲乙丙 丁第5讲电磁波与相对论1. D【解析】变化的电场周围才会产生磁场,恒定的电场周围不会产生磁场,同理,恒定的磁场周围也不会产生电场,所以A错;随时间做均匀变化的电场,其变化率是常量,故周围产生的磁场是恒定的,同理,均匀变化的磁场周围产生的电场也是恒定的,所以B、C错误;电场周期性变化,其周围产生的磁场一定呈周期性变化,且变化周期相同,所以D正确.2. ABC【解析】电磁波的传播不需要介质,声波(机械波)的传播需要介质,A正确;电磁波在真空中传播速度最大,声波(机械波)在空气中传播速度最小,由v=λf可知,由空气进入水中时(频率不变),电磁波波长变小,声波波长变大,B、C正确;电磁波在介质中的传播速度与介质和频率都有关系,机械波在介质中的传播速度由介质决定,D错误.3.AB【解析】根据相对论可知,地面附近有一高速水平飞过的火箭,地面上的人观察到的火箭长度要比火箭上的人观察到的要短一些,故A正确;拍摄玻璃厨窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以减弱玻璃反射的偏振光的强度,故B正确;根据公式v=λf可得,频率越高,波长越短,C错误;玻璃中的气泡看起来特别明亮是因为光从玻璃射向气泡时,一部分光在界面上发生了全反射,D错误.4. C【解析】电磁场是一种特殊的物质,在真空、介质中都可以传播,A错误;电磁波在真空中传播时,它的电场强度和磁感应强度方向互相垂直,B错误;当太阳光通过空气时,太阳光中波长较长的红光、橙光、黄光都能穿透大气层,直接射到地面,而波长较短的青、蓝、紫等色光,很容易被悬浮在空气中的微粒阻挡,从而使光线散射向四方,使天空呈现出蓝色,D错误.5. D6. B【解析】电磁波可以传递信息,如电视信号.声波也可以传递信息,如人说话,故A错误;手机用电磁波传递信息,人用声波说话,故B正确;太阳光中的可见光是电磁波,真空中速度为3×108 m/s,“B超”中的超声波是声波,常温下,空气中速度大约为340 m/s,故C错误;遥控器发出的红外线波长和医院CT中的X射线频率不同,波速相同,根据c=λf,波长不同,故D错误.7. B【解析】由雷达的工作原理知,雷达是用微波来测定物体位置的设备,A错;电磁波在传播过程中电场强度和磁感应强度总是相互垂直,且与波的传播方向垂直,故电磁波是横波,B对;电磁波可以不依赖介质而传播,C错;使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制,D错.8. BC【解析】紫外线的显著作用包括化学作用,例如杀菌消毒,有荧光作用,能促进钙的吸收,由于频率较高,波长较短,难以发生衍射,所以B、C正确.9. ACD【解析】根据λ=,在200 MHz至1 000 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;雷达利用的是电磁波的反射原理,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.10. AB【解析】根据狭义相对论,光速是速度的极限值,所以A对;根据狭义相对论,长度、质量、时间间隔都与运动状态有关,且都给出了具体的计算公式,所以B对,C错;同时是相对的,D错.11. D12. CD【解析】公式中的m0是物体静止时的质量,A错误;在v远小于光速时,一些质量的变化不明显,经典力学依然成立,B错误,C、D正确.13. D【解析】人是站着的,路旁的人观察到车内的人沿车运动方向上的长度(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.14.C【解析】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,走得快慢可能不同,D错. 15. B【解析】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.16.D【解析】因为人是垂直于物体速度方向的,竖直方向上没有尺缩效应,即甲、乙观察对方身高时不变,故A、B错误;根据相对论的钟慢效应,可以推测两人在接近光速运动时,相对地球来说时间都变慢了,但乙相对于甲的速度更大,因此可以推测,乙观察到甲动作变慢,故C 错误;根据爱因斯坦光速不变原理,乙观察到该光束的传播速度仍为c,故D正确.17.><18.先到达后壁短【解析】地面上的观察者认为地面是一个惯性系,闪光向前、后传播的速度相对地面是相同的,但是在闪光飞向两壁的过程中,车厢向前行进了一段距离,所以向前的光传播的路程长些,到达前壁的时间也就晚些,即地面上的观察者认为该闪光先到达后壁.根据长度的相对性可知一条沿自身长度方向运动的杆,其长度总比杆静止时的长度小,可以得出观察者观察到车厢的长度比静止时变短.19.接近横波【解析】波长大于或接近障碍物尺寸时,衍射现象比较明显.X射线波长很短,不可能远大于原子间距离,只可能接近原子间距离.X射线是电磁波,电磁波是横波.20.小于等于【解析】根据多普勒效应得出波源远离观察者时,观察者接收到的频率小于波源频率.观察者在运动方向上看到宇宙飞船的长度变小,在垂直于运动方向上的宽度不变.21.大于C【解析】沿AC方向以接近光速行驶,列车上的观测者测得塔高大于相邻塔间间距,列车上的观察者看到的是由B发出后经过A和C反射的光,由于列车在这段时间内向C运动靠近C,而远离A,所以C的反射光先到达列车上的观察者,看到C先被照亮.22.乙丙【解析】从零时刻开始计时,宇航员根据随身携带的手表指示,经过了0.5 h,宇航员观察飞船内钟的分针指示可能为图乙;根据爱因斯坦的相对论中时间间隔的相对性公式得运动的时钟会变慢,所以宇航员观察地面上钟的分针指示可能为小于半个小时,即图丙.选修3-4模块总结提升1.(1) BC(2)沿y轴正向0.4(3)①n===1.732.②v=,s=,t=,代入数据解得t=2×10-9 s.2.(1) AD(2)增大多普勒(3)见解析【解析】(1)简谐运动的回复力与偏离平衡位置的位移大小满足F=kx,A项正确;在镜头前加一个偏振片,以减弱橱窗表面的反射光,B项错误;水面上的油膜出现彩色花纹是光的干涉现象,C项错误;光速不变原理和狭义相对论原理是两个基本假设,D项正确.(2)当波源在远离观察者的过程中,观察者接收到的频率变小,波长增大,这是多普勒效应.(3)①v==c.②由题意知入射角为30°,n==,所以折射角r=45°.3.(1) B(2)频率C(3)见解析【解析】(1)飞船上的观测者测得飞船的长度为30m,地球上的观测者看到沿飞船运动方向的长度变短,A项错误,B项正确;光速在任何惯性参考系中都是相同的,光速都是c,C、D选项错误.(2)能发生干涉的两列光的频率必须相同.A、B两点是振动加强区域,C点是振动减弱区域.(3)相邻亮条纹的中心间距Δx=λ,由题意知,亮条纹的数目n=10,解得L=,代入数据得L=1.178×10-2 m4.(1) BC(2) 1.5不容易(3)见解析【解析】(1)波速由介质决定,故反射的超声波和发出的速度大小相等,A项错误,B项正确;根据多普勒效应,波源与观察者相互靠近,观察者接收到的频率变高,C项正确,D项错误.(2)超声波在结石和胆汁中频率不变,频率由波源决定.由v=λf得出===1.5;波长越短,越不容易发生衍射.(3)设折射角为r,由折射定律sin30°=n sin r由几何关系知sin r=且OP=代入数据解得n=(或n≈1.5)。

高考物理总复习 课堂分钟精练 第三章 电磁波相对论简介(含详细答案)

高考物理总复习 课堂分钟精练 第三章 电磁波相对论简介(含详细答案)

避躲市安闲阳光实验学校第三章电磁波相对论简介1. 关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是( )A. 电磁波是横波B. 电磁波的传播需要介质C. 电磁波能产生干涉和衍射现象D. 电磁波中电场和磁场的方向相互垂直2. 下述关于电磁场的说法中正确的是( )A. 只要空间某处有变化的电场或磁场,就会在其周围产生电磁场,形成电磁波B. 任何变化的电场周围一定有磁场C. 振荡电场和振荡磁场交替产生,相互依存,形成不可分离的统一体,即电磁场D. 电磁波的理论在先,实验证明在后3. 在相对论中,下列说法正确的有( )A. 一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速B. 质量、长度的测量结果都与物体相对观察者的相对运动状态有关C. 时间的测量结果与物体相对观察者的运动状态无关D. 在某一惯性系中发生于同一时刻、不同地点的两个事件,在其他一切惯性系中也是同时发生的4. 如图所示,半径为r且水平放置的光滑绝缘的环形管道内,有一个电荷量为e,质量为m的电子.此装置放在匀强磁场中,其磁感应强度随时间变化的关系式为B=B0+kt(k>0).根据麦克斯韦电磁场理论,均匀变化的磁场将产生稳定的电场,该感应电场对电子将有沿圆环切线方向的作用力,使其得到加速.设t=0时刻电子的初速度大小为v0,方向顺时针,从此开始运动一周后的磁感应强度为B1,则此时电子的速度大小为 ( )A. B1re/mB.mkerv222π+C. B0re/mD.mkerv222π-5. (2008·海南)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.6. 电磁波与人们的生活联系非常密切,完成以下两题.(1)关于电磁波和机械波,下列说法正确的是( )A. 电磁波和机械波的传播都需要借助于介质B. 电磁波在任何介质中传播的速度都相同,而机械波的波速大小与介质密切相关C. 电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象D. 机械波能产生多普勒效应,而电磁波不能产生多普勒效应(2)部分电磁波的大致波长范围如图所示. 若要利用缝宽与手指宽度相当的缝获得明显的衍射现象,可选用段的电磁波,其原因是 .7. (1)一辆由超强力电池供电的摩托车和一辆普通有轨电车,若都被加速到接近光速;在我们的静止参考系中进行测量,车的质量将增大.(2)(2008·上海)生活中经常用“呼啸而来”形容正在驶近的车辆,这是声波在传播过程中对接收者而言频率发生变化的表现,无线电波也具有这种效应.图中的测速雷达正在向一辆接近的车辆发出无线电波,并接收被车辆反射的无线电波.由于车辆的运动,接收的无线电波频率与发出时不同.利用频率差f接收-f发出就能计算出车辆的速度.已知发出和接收的频率间关系为f接收=(1+2v车/c)f发出,式中c为真空中的光速,若f发出=2×109Hz,f接收-f 发出=400 Hz,可知被测车辆的速度大小为 m/s.8. (2008·山东)麦克斯韦在1865年发表的《电磁场的动力学理论》一文中揭示了电、磁现象与光的内在联系及统一性,即光是电磁波.一单色光波在折射率为1.5的介质中传播,某时刻电场横波图象如图所示,求该光波的频率.9. (1)近年来事行动中,士兵都配带“红外夜视仪”,在夜间也能清楚地看清目标,这是为什么?(2)根据热辐射理论,物体发出的最大波长λmax与物体的绝对温度T的关系满足T·λmax=2.90×10-3 m·K,若猫头鹰的猎物——蛇,在夜间体温为27 ℃,则它发出光的最大波长为 m,属于波段.10. 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)电磁波的频率是多少?(2)最大侦察距离是多少?11. 如图所示,回答下面几个问题:(1)如图所示,参考系O′相对于参考系O静止时,人看到的光速应是多少?(2)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)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第2节光的波动性1. (2009·福建)光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用,下列说法正确的是( )A. 用透明的平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象B. 用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C. 在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象D. 光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象2. (2009·天津)已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大,则两种光( )A. 在该玻璃中传播时,蓝光的速度较大B. 以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中,蓝光折射角较大C. 从该玻璃中射入空气发生全反射时,红光临界角较大D. 用同一装置进行双缝干涉实验,蓝光的相邻条纹间距较大3. 关于杨氏双缝干涉实验,下列说法正确的是( )A. 用白光作为光源,屏上将呈现黑白相间的条纹B. 用红光作为光源,屏上将呈现红黑相间的条纹C. 用红光照射一条狭缝,用紫光照射另一条狭缝,屏上将呈现彩色条纹D. 用紫光作为光源,遮住其中一条狭缝,屏上将呈现间距不等的条纹4. 对于光的衍射现象,下述定性分析中错误的是( )A. 光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物发生弯曲的传播现象B. 光的衍射现象否定了光的直线传播的结论C. 光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据D. 衍射花纹图样是光波相互叠加的结果5. (2009·上海物理)如图为双缝干涉的实验示意图,若要使干涉条纹的间距变大可改用波长更(填“长”或“短”)的单色光,或者使双缝与光屏间的距离(填“增大”或“减小”).6. 如图所示,A、B两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图案.其中图A 是光的 (填“干涉”或“衍射”)图像,由此可判断出图A所对应的圆孔的孔径 (填“大于”或“小于”)图B所对应的圆孔的孔径.7. 如图所示,在双缝干涉实验中,S1和S2为两狭缝,P是光屏上的一点,已知P点与S1和S2距离之差为2.1×10-6 m,现分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验.(1)已知A光在折射率为n=1.5的介质中波长为4×10-7 m,问P点是亮条纹还是暗条纹.(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10-7m,当B光从这种介质射向空气时,临界角为37°,问P点是亮条纹还是暗条纹?(sin 37°=0.6)8. 两个狭缝相距0.3 mm,位于离屏50 cm处,现用波长为600 nm的光照射双缝.求:(1)两条相邻暗条纹的距离是多少?(2)若将整个装置放于水中,那么两条相邻暗条纹间的距离是多少?(n水=4/3)9. 登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射,尤其是眼睛不能长时间被紫外线照射,否则将会严重的损伤视力.有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜.他选用的薄膜材料的折射率为n=1.5,所要消除的紫外线的频率为f=8.1×1014 Hz,(1)他设计的这种“增反膜”所依据的原理是 .(2)以下有关薄膜干涉的说法正确的是( )A. 薄膜干涉说明光具有波动性B. 如果薄膜的厚度不同,产生的干涉条纹一定不平行C. 干涉条纹一定是彩色的D. 利用薄膜干涉也可以“增透”(3)这种“增反膜”的厚度是多少?10. 奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标,可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度,从而确定含糖量.偏振光通过糖的水溶液后,偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α,这一角度α称为“旋光度”.α的值只与糖溶液的浓度有关,将α的测量值与值相比较,就能确定被测样品的含糖量.如图所示,S是自然光源,A、B是偏振片,转动B使到达O处的光最强,然后将被测样品P置于A、B之间.(1)偏振片A的作用是什么?(2)偏振光证明了光是一种 .(3)以下说法中正确的是( )A. 到达O处光的强度会明显减弱B. 到达O处光的强度不会明显减弱C. 将偏振片B转动一个角度,使得O处光强度最大,偏振片B转过的角度等于αD. 将偏振片A转动一个角度,使得O处光强度最大,偏振片A转过的角度等于α11. (2008·山东)如图是两面平行玻璃砖的截面图,一束平行于CD边的单色光入射到AC 界面上,a 、b 是其中的两条平行光线.光线a 在玻璃砖中的光路已给出.画出光线b 从玻璃砖中首次出射的光路图.并标出出射光线与界面法线夹角的度数.第三章 电磁波 相对论简介1. 解析:根据电磁波的特点知B 错误,A 、C 、D 正确. 答案:ACD2. 解析:根据麦克斯韦电磁场理论和电磁波知识知A 错误,B 、C 、D 正确. 答案:BCD3. 解析:根据相对论,光速是速度的极限值,A 正确;根据相对论,长度、质量、时间间隔都与运动状态有关,且都给出了具体的公式,B 正确、C 错误;同时是相对的,D 错误.正确选项为A 、B. 答案:AB4. 解析:感应电动势为E=k πr2,电场方向逆时针,电场力对电子做正功.在转动一圈过程中对电子用动能定理:k πr2e=(1/2)mv2-(1/2)mv20,B 正确. 答案:B5. 解析:宇宙射线粒子在静止时的能量为 E0=m0c2,运动时的能量为E=mc2. 所以k=E/E0=m/m0,m=km0. 而相对论中的质量m=m0/2)(1c v-解得v/c=k k /12-.答案:k 12-k /k6. 解析:(1)电磁波的传播不需要介质,但传入介质后速度会发生变化,故A 、B 错误;电磁波和机械波都是波都能够产生干涉、衍射、多普勒效应,故C 正确,D 错误.(2)产生明显的衍射现象的条件是波长与缝的尺寸相近,微波的波长与手指宽相近.答案:(1)C (2)微波 产生明显的衍射现象时波长应与缝的尺寸相近. 7. 解析:(1)在相对论中,普遍存在一种误解,即认为运动物体的质量总是随速度增加而增大;当速度接近光速时,质量要趋于无穷大.正确的理解是:物体质量增大只是发生在给它不断输入能量的时候,而不一定是增加速度的时候.对有轨电车,能量通过导线,从发电厂源源不断输入;而摩托车的能量却是它自己带来的.能量不断从外界输入有轨电车,但没有能量从外界输给摩托车.能量与质量相对应,所以有轨电车的质量将随速度增加而增大,而摩托车的质量不会随速度的增加而增大.(2)根据题意有(1+2v 车/c)f 发出-f 发出=400,解得v 车=30 m/s. 答案:(1)有轨电车(2)308. 解析:设光在介质中的传播速度为v,波长为λ,频率为f,则f=v/λ,v=c/n, 联立得f=c/(n λ).从波形图上读出波长λ=4×10-7 m,代入数据解得f=5×1014 Hz.9. 解析:(1)一切物体都在不停地向外辐射红外线,不同物体辐射出来的红外线不同,采用红外线接收器,可以清楚地分辨出物体的形状、大小和位置,不受夜晚的影响.(2)最大波长λmax=2.90×10-3273+27 m=9.7×10-6 m,属于红外线波段. 答案:(1)见解析(2)9.7×10-6红外线10. 解析:(1)电磁波一般在空气中传播,传播速度认为等于光速c=3.0×108 m/s,因此f=c/λ=3×108/20×10-2Hz=1.5×109 Hz.(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,在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,否则会与后面的电磁脉冲重叠而影响测量.设最大侦察距离为x,则2·x=c·Δt,而Δt=1/5 000 s=2×10-4 s>>0.02 μs(故脉冲持续时间可以略去不计),所以x=c·Δt/2=3×104 m.11. 解析:根据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:见解析。

2013-2017高考物理试题分类汇编—22电磁波、相对论、物理学史、单位制(含答案与解析)

2013-2017高考物理试题分类汇编—22电磁波、相对论、物理学史、单位制(含答案与解析)

(2013新课标2)19.在物理学发展过程中,观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。

下列叙述符合史实的是()A.奥斯特在实验中观察到电流的磁效应,该效应解释了电和磁之间存在联系B.安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性,提出了分子电流假说C.法拉第在实验中观察到,在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中,或出现感应电流D.楞次在分析了许多实验事实后提出,感应电流应具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化【答案】D(2013福建)17.在国际单位制(简称SI)中,力学和电学的基本单位有:m(米)、kg (千克)、s(秒)、A(安培)。

导出单位V(伏特)用上述基本单位可表示为A.m2⋅kg⋅s-4⋅A-1B.m2⋅kg⋅s-3⋅A-1C.m2⋅kg⋅s-2⋅A-1D.m2⋅kg⋅s-1⋅A-1【答案】B(2013海南)7.科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用。

下列说法符合历史事实的是A.亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体的运动状态才会改变B.伽利略通过“理想实验”得出结论:运动必具有一定速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去C.笛卡儿指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向D.牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质【答案】BCD(2013江苏)B(2)如题12B-2图所示,两艘飞船A、B沿同一直线同向飞行,相对地面的速度均为v(v 接近光速c)。

地面上测得它们相距为L,则A测得两飞船间的距离_______ (选填“大于”、“等于”或“小于”)L。

当B向A发出一光信号,A测得该信号的速度为_______。

【答案】大于c(或光速)(2013山东)14.伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法,,利用这种方法伽利略发现的规律有()A.力不是维持物体运动的原因B.物体之间普遍存在相互吸引力C.忽略空气阻力,重物与轻物下落得同样快D.物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反【答案】AC(2013四川)1.下列关于电磁波的说法,正确的是()A.电磁波只能在真空中传播B.电场随时间变化时一定产生电磁波C.做变速运动的电荷会在空间产生电磁波D.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在【答案】C(2013上海)1.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【答案】B(2013浙江)14.关于生活中遇到的各种波,下列说法正确的是A.电磁波可以传递信息,声波不能传递信息B.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C.太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传递速度相同D.遥控器发出的红外线波长和医院CT中的X射线波长相同【答案】C(2014重庆)7.下列说法中,符合物理学史实的是A.亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就静止B.牛顿认为,力是物体运动状态改变的原因,而不是物体运动的原因C.麦克斯韦发现了电流的磁效应,即电流可以在其周围产生磁场D.奥斯特发现导线通电时,导线附近的小磁针发生偏转【答案】ABD(2014北京)19.伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法,有力地促进了人类科学认识的发展。

2020届高考物理专题 光的波动性、电磁波和相对论(包含答案)

2020届高考物理专题 光的波动性、电磁波和相对论(包含答案)

2020届高考物理光的波动性、电磁波和相对论(含答案)1.在双缝干涉实验中,某同学用黄光作为入射光,为了增大干涉条纹的间距,该同学可以采用的方法有() A.改用红光作为入射光B.改用蓝光作为入射光C.增大双缝到屏的距离D.增大双缝之间的距离答案AC2.下列现象属于光的衍射的是()A.雨后天空出现彩虹B.通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹C.海市蜃楼现象D.日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹答案B3.如图所示,让太阳光或白炽灯光先后通过偏振片P和Q,以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q可以看到透射光的强度会发生变化,这是光的偏振现象。

这个实验表明()A.光是电磁波B.光是一种横波C.光是一种纵波D.光是概率波答案B4.下列关于电磁波的说法正确的是()A.电磁波只能在真空中传播B.电场随时间变化时一定产生电磁波C.做变速运动的电荷会在空间产生电磁波D.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在答案C5.在双缝干涉实验中,用绿色激光照射在双缝上,在缝后的屏幕上显示出干涉图样。

若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距,可选用的方法是()A.改用红色激光B.改用蓝色激光C.减小双缝间距D.将屏幕向远离双缝的位置移动E.将光源向远离双缝的位置移动答案ACD6.光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用,下列说法正确的是()A.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度,是利用光的偏振现象B.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C.在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象D.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象答案D7.(1)在下列各组的两个现象中都表现出光具有波动性的是()A.光的折射现象、色散现象B.光的反射现象、干涉现象C.光的衍射现象、偏振现象D.光的直线传播现象(2)在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样,图的四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是()A.甲、丙B.乙、丙C.甲、丁D.乙、丁(3)如图,激光的波长为5.30×10-7 m,屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10-7 m,则在这里出现的应是______(填“明条纹”或“暗条纹”)。

2021届高考一轮(人教)物理:光,电磁波,相对论简介含答案

2021届高考一轮(人教)物理:光,电磁波,相对论简介含答案

光线从 bb′面射出 C.图丙是双缝干预示意图,若只减小屏到挡板间的
距离 L,两相邻亮条纹间距离将减小 D.图丁是用干预法检测工件外表平
坦程度时得到的干预图样,弯曲的干预条纹说明被检测的平面在此处是凸
起的 E.图戊中的 M、N 是偏振片,P 是光屏。当 M 固定不动,缓慢转动 N
时,光屏 P 上的光亮度将会发生改变,此现象说明光波是横波 6、(多项
第2页共3页
本文格式为 Word 版,下载可任意编辑,页眉双击删除即可。
=60°。一细光束从 BC 边的 D 点折射后,射到 AC 边的 E 点,发生全反射 后经 AB 边的 F 点射出。EG 垂直于 AC 交 BC 于 G,D 恰好是 CG 的中点。不 计多次反射。
(1)求出射光相对于 D 点的入射光的偏角;
本文格式为 Word 版,下载可任意编辑,页眉双击删除即可。
2021 届高考一轮(人教)物理:光,电磁波,相对论简 介含答案
全反射 C.光从空气进入棱镜,波长变短 D.从 F 点出射的光束与入射到 E 点的光束可能平行 E.从 F 点出射的光束与入射到 E 点的光束偏向角为 60° 4、(多项选择)以下光线由空气射入半圆形玻璃砖,或者由玻璃砖射
选择)在双缝干预试验中,用绿色激光照射在双缝上,在缝后的屏幕上显
示出干预图样。若要增大干预图样中两相邻亮条纹的间距,可选用的方法
第1页共3页
本文格式为 Word 版,下载可任意编辑,页眉双击删除即可。
是( ) A.改用红色激光 B.改用蓝色激光 C.减小双缝间距 D.将屏 (多项选择)关于生活中遇到的各种波,以下说法正确的选项是( ) 幕向远离双缝的位置移动 E.将光源向远离双缝的位置移动 7、甲、乙两 A.电磁波可以传递信息,声波也能传递信息 B.手机在通话时涉及的波 单色光分别通过同一双缝干预装置得到各自的干预图样,设相邻两个亮条 既有电磁波又有声波 C.太阳光中的可见光和医院“B 超〞中的超声波传 纹的中心距离为Δx,若Δx 甲Δx 乙,比较甲、乙两种单色光,则以下说 播速度相同 D.遥控器发出的红外线波长和医院“CT〞中的 X 射线波长相 法正确的选项是( ) A.真空中甲光的波长较短 B.甲光的光子能量较 同 E.由空气进入水中时,电磁波速度变小,声波速度变大 11、(多项选 小 C.甲光发生全反射时的临界角较小 D.甲光能发生偏振现象,而乙光 择)关于光的衍射现象,下面说法正确的选项是( ) A.红光的单缝衍 不能 8、(多项选择)一束单色光从真空斜射向某种介质的外表,光路如下 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 图。以下说法中正确的选项是( ) A.此介质的折射率等于 1.5 B.此 C.光照到不透亮小圆盘上出现泊松亮斑,说明发生了衍射 D.光照到较 介质的折射率等于 C.当光线从介质射向真空中时,入射角大于 45°时 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 可发生全反射现象 D.当光线从介质射向真空中时,入射角小于 30°时 射中增大单缝到屏的距离,衍射条纹变宽 *12、如下图,市场上有种灯具 可能发生全反射现象 E.光进入介质后波长变短 9、(多项选择)关于光的 俗称“冷光灯〞,用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低, 传播现象及应用,以下说法正确的选项是( ) A.一束白光通过三棱镜 从而广泛地应用于博物馆、商店等处。这种灯降低热效应的缘由之一是在 后形成了彩色光带是光的色散现象 B.光导纤维丝内芯材料的折射率比外 灯泡后面放置的反光镜玻璃外表上镀一层薄膜(例如氟化镁),这种膜能消 套材料的折射率大 C.海面上的海市蜃楼将呈现倒立的像,位置在实物的 除不镀膜时玻璃外表反射回来的热效应最显著的红外线。以λ表示薄膜中 上方,又称上现蜃景 D.一束色光从空气进入水中,波长将变短,色光的 红外线的波长,则所镀薄膜的最小厚度应为( ) A.λ B.λ C.λ 颜色也将发生改变 E.一束白光从空气斜射进入水中,也将发生色散 10、 D.λ 13、如下图,△ABC 是始终角三棱镜的横截面,∠A=90°,∠B

高考物理衡水万卷专题检测:专题十二 电磁波与相对论 Word含解析

高考物理衡水万卷专题检测:专题十二 电磁波与相对论 Word含解析

2014年衡水万卷物理专题十二电磁波与相对论一、选择题1.关于电磁波,下列说法中不正确的是()A.电磁波既可以在介质中传播,又可以在真空中传播B.只要有变化的电场,就一定能产生电磁波C.电磁波在真空中传播时,频率和波长的乘积是一个恒量D.振荡电路的频率越低,发射电磁波的本领越大2.当代人类的生活和电磁波紧密相关,关于电磁波,下列说法正确的是( ) A.只要把带电体和永磁体放在一起,就会在周围空间产生电磁波B.电磁波在传播过程中,其波速始终保持不变C.电视机.收音机和手机所接收的信号都属于电磁波D.微波炉内所产生的微波不是电磁波,而是波长很短的机械波3.关于电磁波和机械波,下列说法正确的是( )A.电磁波和机械波的传播都需要借助于介质B.电磁波在任何介质中传播的速度都相同,而机械波的波速大小与介质密切相关C.电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象D.机械波和电磁波都可以是横波,也可以是纵波4.下列关于电磁波的说法正确的是( )A.变化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的速度相同C.电磁波既可能是横波,也可能是纵波D.电磁波的波长.波速.周期的关系为=v Tλ⋅5.关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是()A.电磁场是一种物质,它只能在真空中传播B.电磁波在真空中传播时,它的电场强度和磁感应强度方向互相平行C.由于微波衍射现象不明显,所以雷达用它测定物体的位置D.大气对蓝光的吸收较强,所以天空看起来是蓝色的6.如图所示的LC振荡电路中,某时刻线圈中磁场方向向上,且电路的电流正在增强,则此时( )A.a点电势比b点高B.电容器两极板间场强正在减小C.电路中电场能正在增大D.线圈中感应电动势正在减小7.电阻R.电容C和电感器L是常用的电子元器件,在频率为f的交变电流电路中,如图所示,当开关S依次分别接通R.C.L支路,这时通过各支路的电流有效值相等。

若将交变电流的频率提高到2f,维持其它条件不变,则下列几种情况不正确的是()A.通过R的电流有效值不变B.通过C的电流有效值最大SL RA B SL a b c d C .通过L 的电流有效值最小D .通过R .C .L 的电流有效值都不变8.如图所示的电路中,A 、B 是完全相同的灯泡,L 是电阻可忽略不计的电感线圈。

高考物理万卷检测:专题十二 电磁波与相对论(带答案与解析)解答解析、考点详解.doc

高考物理万卷检测:专题十二 电磁波与相对论(带答案与解析)解答解析、考点详解.doc

高考物理万卷检测:专题十二 电磁波与相对论(带答案与解析)的正确答案、解答解析、考点详解姓名:_____________ 年级:____________ 学号:______________1.【题文】当代人类的生活和电磁波紧密相关,关于电磁波,下列说法正确的是() A .只要把带电体和永磁体放在一起,就会在周围空间产生电磁波 B .电磁波在传播过程中,其波速始终保持不变C .电视机.收音机和手机所接收的信号都属于电磁波D .微波炉内所产生的微波不是电磁波,而是波长很短的机械波 【答案】C【解析】变化的磁场.电场才能产生电磁波,A 项错;电磁波的传播速度与介质有关,B 项错;电磁波能够携带信号,用于通讯,C 项正确;微波炉内的微波是波长较短的电磁波,D 项错。

2.【题文】关于电磁波和机械波,下列说法正确的是( ) A .电磁波和机械波的传播都需要借助于介质B .电磁波在任何介质中传播的速度都相同,而机械波的波速大小与介质密切相关C .电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象D .机械波和电磁波都可以是横波,也可以是纵波 【答案】C【解析】电磁波的传播不需要介质,而机械波的传播需要介质,A 项错;电磁波由某种介质进入另外一种介质时,它的传播速度将改变,即使是在同一种介质中,波长不同的电磁波其传播速度也不相同,波长越长,波速越大,B 项错;干涉和衍射是波所特有的现象,电磁波和机械波都能产生干涉和衍射,C 项正确;电磁波是横波,机械波可以是横波也可以是纵波,D 项错误。

3.【题文】下列关于电磁波的说法正确的是 ( ) A .变化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的速度相同 C .电磁波既可能是横波,也可能是纵波D.电磁波的波长.波速.周期的关系为【答案】A【解析】变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场,这是麦克斯韦电磁场理论的两大支柱,A正确;电磁波在真空和介质中传播的速度不相同,在真空中传播的速度最大,B错误;在传播方向的任一点,电场与磁场互相垂直,而且二者均与波的传播方向垂直,电磁波是横波,C错误;电磁波的波长.波速.周期的关系为,D错误。

2018版高考物理复习 第17章 电磁波 相对论简介含答案

2018版高考物理复习 第17章 电磁波 相对论简介含答案

时间:45分钟满分:100分一、选择题(本题共10小题,每小题7分,共70分。

其中1~6为单选,7~10为多选)1.下列关于电磁波谱各成员说法不正确的是( )A.最容易发生衍射现象的是无线电波B.紫外线有明显的热效应C.X射线穿透能力较强,所以可用来检查工件D.晴朗的天空看起来是蓝色的,是光散射的结果答案 B解析波长越长越易衍射,故A正确;有明显热效应的是红外线,故B错误;X射线的穿透能力较强,常用于人体拍片和检查金属零件缺陷,故C正确;天空看起来是蓝色是由于波长较短的光易被散射,故D正确。

2.间谍卫星上装有某种遥感照相机,可用来探测军用和民用目标。

这种照相机能拍到晚上关灯行驶的汽车。

这种遥感照相机敏感的电磁波属于( ) A.可见光波段B.红外波段C.紫外波段D.X射线波段答案 B解析间谍卫星上装的遥感照相机,实际上是红外线探测器,它能在较冷的背景上探测出较热物体的红外线辐射,这是红外线摄影的基础。

再者,红外线有较好的穿透云雾的能力,故选B。

而其他选项的光不具备以上特点,故A、C、D 错误。

3.一个电容为C的电容器,充电至电压等于U以后,与电源断开并通过一个自感系数为L的线圈放电。

从开始放电到第一次放电完毕的过程中,下列判断错误的是( )A.振荡电流一直在不断增大B.振荡电流先增大后减小C.通过电路的平均电流等于2UπCLD.磁场能一直在不断增大答案 B解析由电磁振荡的知识可知,在放电过程中电流逐渐增大,磁场能逐渐增大,放电完毕时电流最大,故B选项错误,A、D选项正确。

电容器开始时的电荷量q=CU,第一次放电完毕的时间为T4,T=2πLC,所以平均电流I=qΔt=2UπCL,故C选项正确。

4.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.狭义相对论在任何情况下都适用答案 D解析由狭义相对论的两个基本假设可知,A、B均正确;狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系,故C正确,D错误。

河北省衡水市高考物理专题万卷检测 专题十二 电磁波与相对论(含解析)

河北省衡水市高考物理专题万卷检测 专题十二 电磁波与相对论(含解析)

电磁波与相对论一、选择题1.关于电磁波,下列说法中不正确的是()A.电磁波既可以在介质中传播,又可以在真空中传播B.只要有变化的电场,就一定能产生电磁波C.电磁波在真空中传播时,频率和波长的乘积是一个恒量D.振荡电路的频率越低,发射电磁波的本领越大2.当代人类的生活和电磁波紧密相关,关于电磁波,下列说法正确的是( ) A.只要把带电体和永磁体放在一起,就会在周围空间产生电磁波B.电磁波在传播过程中,其波速始终保持不变C.电视机.收音机和手机所接收的信号都属于电磁波D.微波炉内所产生的微波不是电磁波,而是波长很短的机械波3.关于电磁波和机械波,下列说法正确的是( )A.电磁波和机械波的传播都需要借助于介质B.电磁波在任何介质中传播的速度都相同,而机械波的波速大小与介质密切相关C.电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象D.机械波和电磁波都可以是横波,也可以是纵波4.下列关于电磁波的说法正确的是 ( )A.变化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的速度相同C.电磁波既可能是横波,也可能是纵波D.电磁波的波长.波速.周期的关系为=v Tλ⋅5.关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是()A.电磁场是一种物质,它只能在真空中传播B.电磁波在真空中传播时,它的电场强度和磁感应强度方向互相平行C.由于微波衍射现象不明显,所以雷达用它测定物体的位置D.大气对蓝光的吸收较强,所以天空看起来是蓝色的6.如图所示的LC振荡电路中,某时刻线圈中磁场方向向上,且电路的电流正在增强,则此时( )A.a点电势比b点高B.电容器两极板间场强正在减小C.电路中电场能正在增大D.线圈中感应电动势正在减小7.电阻R.电容C和电感器L是常用的电子元器件,在频率为f的交变电流电路中,如图所示,当开关S依次分别接通R.C.L支路,这时通过各支路的电流有效值相等。

若将交变电流的频率提高到2f,维持其它条件不变,则下列几种情况不正确的是() A.通过R的电流有效值不变B.通过C的电流有效值最大C.通过L的电流有效值最小SL RA B SLa bc d D .通过R .C .L 的电流有效值都不变8.如图所示的电路中,A 、B 是完全相同的灯泡,L 是电阻可忽略不计的电感线圈。

高考物理专题万卷检测专题十二电磁波与相对论(含解析)

高考物理专题万卷检测专题十二电磁波与相对论(含解析)

2014年衡水万卷物理专题十二电磁波与相对论一、选择题1.关于电磁波,下列说法中不正确的是()A.电磁波既可以在介质中传播,又可以在真空中传播B.只要有变化的电场,就一定能产生电磁波C.电磁波在真空中传播时,频率和波长的乘积是一个恒量D.振荡电路的频率越低,发射电磁波的本领越大2.当代人类的生活和电磁波紧密相关,关于电磁波,下列说法正确的是( ) A.只要把带电体和永磁体放在一起,就会在周围空间产生电磁波B.电磁波在传播过程中,其波速始终保持不变C.电视机.收音机和手机所接收的信号都属于电磁波D.微波炉内所产生的微波不是电磁波,而是波长很短的机械波3.关于电磁波和机械波,下列说法正确的是( )A.电磁波和机械波的传播都需要借助于介质B.电磁波在任何介质中传播的速度都相同,而机械波的波速大小与介质密切相关C.电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象D.机械波和电磁波都可以是横波,也可以是纵波4.下列关于电磁波的说法正确的是( )A.变化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的速度相同C.电磁波既可能是横波,也可能是纵波D.电磁波的波长.波速.周期的关系为=v Tλ⋅5.关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是()A.电磁场是一种物质,它只能在真空中传播B.电磁波在真空中传播时,它的电场强度和磁感应强度方向互相平行C.由于微波衍射现象不明显,所以雷达用它测定物体的位置D.大气对蓝光的吸收较强,所以天空看起来是蓝色的6.如图所示的LC振荡电路中,某时刻线圈中磁场方向向上,且电路的电流正在增强,则此时( )A.a点电势比b点高B.电容器两极板间场强正在减小C.电路中电场能正在增大D.线圈中感应电动势正在减小7.电阻R.电容C和电感器L是常用的电子元器件,在频率为f的交变电流电路中,如图所示,当开关S依次分别接通R.C.L支路,这时通过各支路的电流有效值相等。

若将交变电流的频率提高到2f,维持其它条件不变,则下列几种情况不正确的是()A.通过R的电流有效值不变B.通过C的电流有效值最大SL RA B SL a b c d C .通过L 的电流有效值最小D .通过R .C .L 的电流有效值都不变8.如图所示的电路中,A 、B 是完全相同的灯泡,L 是电阻可忽略不计的电感线圈。

电磁波、相对论简介

电磁波、相对论简介

高考经典课时作业13-3 电磁波、相对论简介(含标准答案及解析)时间:45分钟分值:100分1.当代人类的生活和电磁波紧密相关,关于电磁波,下列说法正确的是() A.只要把带电体和永磁体放在一起,就会在周围空间产生电磁波B.电磁波在传播过程中,其波速始终保持不变C.电视机、收音机和手机所接收的信号都属于电磁波D.微波炉内所产生的微波不是电磁波,而是波长很短的机械波2.关于电磁波的发射和接收,下列说法正确的是()A.为了使振荡电路有效地向空间辐射能量,必须是闭合电路B.信号频率比较低,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相同时,接收电路中产生的振荡电流最强D.要使电视机的屏幕上有图象,必须要有检波过程3.(2013·山东潍坊模拟)有关电磁波和声波,下列说法错误的是()A.电磁波的传播不需要介质,声波的传播需要介质B.由空气进入水中传播时,电磁波的传播速度变小,声波的传播速度变大C.电磁波是横波,声波也是横波D.由空气进入水中传播时,电磁波的波长变短,声波的波长变长4.雷达是运用电磁波来工作的,它发射的电磁波频率多在300 MHz至1 000 MHz的范围内,已知真空中光速c=3.0×108 m/s.下列说法正确的是()A.电磁波可由恒定不变的电场和磁场产生B.电磁波可由周期性变化的电场或磁场产生C.雷达发射的电磁波在真空中的波长范围多在0.3 m至1 m之间D.雷达与目标之间的距离可由电磁波从发射到接收的时间间隔确定5.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6.在狭义相对论中,下列说法中哪些是正确的()①一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速;②质量、长度、时间的测量结果都随物体与观察者的相对运动状态而改变;③惯性系中的观察者观察一个与他做匀速相对运动的时钟时,会看到这个时钟比与他相对静止的时钟走得慢些.A.①③是正确的B.①②是正确的C.①②③是正确的D.②③是正确的7.如图所示,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()A.0.4c B.0.5cC.0.9c D.1.0c8.(2011·高考江苏卷)如图所示,沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和C.假想有一列车沿AC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、C两铁塔被照亮的顺序是()A.同时被照亮B.A先被照亮C.C先被照亮D.无法判断9.(2013·山东滨州测试)如图所示,一根10 m长的梭镖以相对论的速度穿过一根10 m长的管子,它们的长度都是在静止状态下测量的.以下叙述中最好地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10.(2013·苏北四市三调)如图所示,某车沿水平方向高速行驶,车厢中央的光源发出一个闪光,闪光照到了车厢的前、后壁,则地面上的观察者认为该闪光________(选填“先到达前壁”、“先到达后壁”或“同时到达前后壁”),同时他观察到车厢的长度比静止时变________(选填“长”或“短”)了.11.(1)(2013·成都模拟)关于电磁波,下列说法正确的是()A.雷达是用X光来测定物体位置的设备B.电磁波是横波C.电磁波必须在介质中传播D.使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调(2)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.①该电磁波的频率为多少?②该雷达的最大侦察距离是多少?12.(1)(2013·长沙模拟)某火箭在地面上的长度为L0,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100 m,高度为10 m.当飞船以0.60 c的速度从你身边经过时,按你的测量,飞船有多高、多长?标准答案及解析:1.答案:C2.答案:BCD 3. 解析:电磁波本身就是一种物质,它的传播不需要介质,而声波的传播需要介质,选项A 的说法正确;电磁波由空气进入水中时,传播速度变小,但声波在水中的传播速度比其在空气中大,选项B 的说法正确;电磁波的传播方向与E 、B 两个振动矢量的方向都垂直,是横波,而声波是纵波,选项C 说法错误;电磁波由空气进入水中传播时,波速变小,波长变短,而声波由空气进入水中传播时,波速变大,波长变长,选项D 的说法正确,故答案为C.答案:C4.解析:本题考查电磁波的产生、波长与波速、频率的关系及电磁波的应用.电磁波是由周期性变化的电场或磁场产生的,A 项错误、B 项正确;由题中的电磁波的频率范围,再根据λ=c f算出波长范围为0.3 m 到1 m 之间,C 项正确,设电磁波从发射到接收用时t ,则雷达与目标之间的距离为s =ct 2,D 项正确. 答案:BCD5. 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.答案:A6.解析:由爱因斯坦狭义相对论可知,①②③说法均对,故正确答案为C.答案:C7.解析:根据爱因斯坦狭义相对论光速不变原理可知.答案:D8.解析:因列车沿AC 方向接近光速行驶,根据“同时”的相对性,即前边的事件先发生,后边的事件后发生可知C 先被照亮,答案为C.答案:C9.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,那么梭镖和管子都是相对于你运动,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.答案:D10.解析:地面上的观察者认为地面是一个惯性系,闪光向前、后传播的速度相对地面是相同的,但是在闪光飞向两壁的过程中,车厢向前行进了一段距离,所以向前的光传播的路程长些,到达前壁的时间也就晚些,即地面上的观察者认为该闪光先到达后壁.根据长度的相对性可知:一条沿自身长度方向运动的杆,其长度总比杆静止时的长度小.可以得出观察者观察到车厢的长度比静止时变短.答案:先到达后壁 短11.解析:(1)由雷达的工作原理知,雷达是用微波来测定物体位置的设备,A 错;电磁波在传播过程中电场强度和磁感应强度总是相互垂直,且与波的传播方向垂直,故电磁波是横波,B 对;电磁波可以不依赖介质而传播,C 错;使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制,D 错.(2)①根据c =λf 可得 f =c λ=3.0×10820×10-2 Hz =1.5×109 Hz. ②电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播的距离s =c Δt =c ⎝⎛⎭⎫1n -t =3×108×⎝⎛⎭⎫15 000-0.02×10-6 m ≈6×104 m , 所以雷达的最大侦察距离s ′=s 2=3×104 m =30 km. 答案:(1)B (2)①1.5×109 Hz ②30 km12.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10 m .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 0 1-⎝⎛⎭⎫v c 2=100× 1-⎝⎛⎭⎫0.60c c 2 m =80 m. 答案:(1)B (2)10 m 80 m。

2024_2025学年高中物理第十四十五章电磁波相对论简介测试卷含解析新人教版选修3_4

2024_2025学年高中物理第十四十五章电磁波相对论简介测试卷含解析新人教版选修3_4

电磁波、相对论简介第Ⅰ卷(选择题 共42分)一、选择题 (本题有14小题,每小题3分,共42分.其中1~8题为单选题,9~14题为多选题)1.间谍卫星上装有某种遥感照相机,可用来探测军用和民用目标.这种照相机能拍到晚上关灯行驶的汽车,即使车队离开,也瞒不过它.这种遥感照相机敏感的电磁波属于( )A .可见光波段B .红外波段C .紫外波段D .X 射线波段解析:任何物体都在向外辐射红外线,温度越高辐射越强,导弹放射、汽车行驶时发动机温度很高,会辐射出剧烈的红外线.车队离开后,空气中的热还没有立刻散发掉,遥感照相机还能探测到车队刚刚走过的轨迹.答案:B2.某星际飞船正在遥远的外太空飞行,假如它的速度可以达到0.7c ,在地球上观测到其经过8.76×104h 的时间到达某星球,则在飞船上的人看来,其到达此星球须要的时间是( )A .8.76×104 hB .6.26×104hC .12.27×104 hD .16.52×104h解析:Δt ′=Δt 1-⎝ ⎛⎭⎪⎫v c2=8.76×104×0.51 h≈6.26×104h ,故B 项正确.答案:B3.如图所示,依据狭义相对论的观点,火箭B 是“追逐”光的;火箭A 是“迎着”光飞行的,若火箭相对地面的速度均为v ,则两火箭上的视察者测出的光速分别为( )A .c +v ,c -vB .c ,cC .c -v ,c +vD .无法确定解析:依据光速不变原理,视察者测出的光速都为c ,故B 项正确. 答案:B4.关于电磁波传播的速度表达式v =λf ,下列说法中正确的是( ) A .波长越长,传播速度就越大 B .频率越高,传播速度就越大 C .放射能量越大,传播速度就越大 D .电磁波的传播速度与传播介质有关解析:电磁波的传播速度与频率和介质有关,D 项正确. 答案:D5.关于电磁波,下列说法正确的是( ) A .雷达是用X 光来测定物体位置的设备B .使电磁波随各种信号而变更的技术叫做解调C .用红外线照耀时,大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光D .变更的电场可以产生磁场 解析:本题考查各种电磁波的特性及麦克斯韦电磁场理论,意在考查考生对基本学问的理解和识记.雷达是利用微波来定位的,A 项错误;使电磁波随各种信号而变更的技术叫调制,B 项错误;钞票是利用紫外线的荧光作用,C 项错误;依据麦克斯韦电磁场理论,变更的电场会产生磁场,D 项正确.答案:D6.如图是LC 振荡电路中电流随时间变更的图象,规定回路中顺时针电流为正,在t =3T4时刻对应的电路是图中的( )解析:由题图知在t =3T4时,电流为零,C 、D 两项错误;在该时刻之前,回路中电流为负值,即逆时针方向,也就是说,该时刻是逆时针向电容器充电完毕的时刻,则电容器上极板带正电,B 项正确.答案:B7.实际放射无线电波的过程如图(1)所示.高频振荡器产生高频等幅振荡如图(2)甲所示,人对着话筒说话时产生低频信号如图(2)乙所示.依据以上图象,放射出去的电磁波图象应是下列图中哪一个( )解析:由调幅原理可知B 项正确. 答案:B8.如图所示是LC 回路中电容器带的电荷量随时间变更的图象.在1×10-6s 到2×10-6s 内,关于电容器的充(或放)电过程及由此产生的电磁波的波长,正确的结论是( )A .充电过程,波长为1 200 mB .充电过程,波长为1 500 mC .放电过程,波长为1 200 mD .放电过程,波长为1 500 m解析:由题图知该过程电容器带的电荷量在增加,故为充电过程;同时,由题图还可得到T =4×10-6s ,而c =λT,故λ=cT =1 200 m ,故A 项正确.答案:A9.近年来高速发展的PDP(Plasma Display Panel)等离子显示屏,可以制造出大屏幕悬挂式彩色电视机,使电视机屏幕尺寸更大,图象更清楚,色调更艳丽,而本身的厚度只有8 cm 左右.等离子显示屏PDP 是一种以等离子管作为发光元件,并由大量的等离子管排列在一起构成的屏幕.每个等离子管的透亮玻璃管内都充有低压的氖氙气体,管的两端各有一个电极,在两个电极间加上高电压后,封在管内的气体便产生某种肉眼看不见的射线,它激发平板显示屏上的红绿蓝三基色荧光粉发出可见光,每个等离子管作为一个像素,由这些像素的明暗和颜色变更的组合,便形成了各种灰度和色调的图象,则( )A .等离子管发光的微观机理是通过高电压使低压氖氙气体原子的外层电子受到激发而发光B .等离子管发光的微观机理是通过高电压使低压氖氙气体原子的内层电子受到激发而发光C .该射线使荧光粉发出可见光是利用了光的荧光效应D .该射线使荧光粉发出可见光是利用了光的化学作用解析:依据紫外线的产朝气理、特点及应用可知某种看不见的射线使荧光粉发光,看不见的射线是紫外线.使荧光粉发光,这是紫外线的荧光效应.紫外线作为电磁波家族中的一员,它的产朝气理与可见光和红外线的产朝气理是相同的,都是原子的外层电子受到激发后产生的,故A 、C 两项正确.答案:AC10.分别站在地面和匀速向前行驶的车厢中点的甲、乙两人,都看到了在车厢前、后壁发生的事务,下列说法正确的是( )A .若乙视察两事务是同时的,则甲视察到前壁事务发生得早B .若乙视察两事务是同时的,则甲视察到后壁事务发生得早C .若甲视察两事务是同时的,则乙视察到前壁事务发生得早D .若甲视察两事务是同时的,则乙视察到后壁事务发生得早解析:乙视察两事务是同时的,即光从前后壁到乙的时间相等,但对甲而言,光从前壁到甲的传播距离变小,用时少,因而认为前壁事务先发生.故A 项正确,B 项错误;同理甲认为同时,乙肯定认为前壁事务发生得晚,故D 项正确,C 项错误.答案:AD11.你站在一条长木杆的中心旁边如图所示,并且看到木杆落在地上时是两头同时着地.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拂过,她看到B 端比A 端先落到地,因而她认为木杆是向右倾斜着落的.她的看法是( )A .对的B .错的C .她应感觉到木杆在朝她运动D .她应感觉到木杆在远离她运动解析:当飞飞同学拂过木杆时,在她看来,木杆不仅在下落,而且还在朝她运动,正似乎星体朝你的飞船运动一样.因此,在你看来同时发生的两件事,在飞飞同学看来首先在B 端发生.答案:AC12.太赫兹辐射是指频率大于0.3 THz(1 THz=1012 Hz),波长介于无线电波中的毫米波与红外线之间的电磁辐射,辐射所产生的T射线在物体成像、医疗诊断、环境检测、通讯等方面具有广袤的应用前景.最近,科学家最终研制出以红外线激光器为基础的首台可产生4.4 THz的T射线激光器,从而使T射线的有效利用成为现实.关于4.4 THz的T射线,下列说法中正确的是( )A.它的波长比可见光长B.它是原子内层电子受激发产生的C.与红外线相比,T射线更简单发生衍射现象D.与X射线相比,T射线更简单表现出波动性解析:电磁波中波长从长到短依次是:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线.由已知条件,T射线介于无线电波和红外线之间,可见它的波长比可见光长,A项正确;原子内层电子受激发产生的是X射线,B项错误;波长越长的电磁波,衍射现象更明显,更简单表现出波动性,故C、D两项正确.答案:ACD13.下列关于无线电波的叙述中,正确的是( )A.无线电波是波长从几十千米到几毫米的电磁波B.无线电波在任何介质中传播速度均为3.0×108 m/sC.无线电波不能产生干涉和衍射现象D.无线电波由真空进入介质传播时,波长变短解析:波长大于1毫米(频率低于300 GHz)的电磁波叫无线电波,故A项正确;无线电波在真空中的速度才是3.0×108m/s;无线电波具备波的共性,能发生干涉和衍射现象;从真空进入介质中时频率不变,速度变小,波长变短,故B、C两项错误,D项正确.答案:AD14.关于调制器的作用,下列说法正确的是( )A.调制器的作用是把低频信号加载到高频信号上去B.调制器的作用可以是把低频信号的信息加载到高频信号的振幅上去C.调制器的作用可以是把低频信号的信息加载到高频信号的频率上去D.调制器的作用是将低频信号变成高频信号,再放大后干脆放射出去解析:调制器的作用是把低频信号加载到高频振荡信号上去,假如高频信号的振幅随低频信号的变更而变更,则是调幅;假如高频信号的频率随低频信号的变更而变更,则是调频.由于低频信号不利于干脆从天线放射,所以须要将低频信号加载到高频信号上去,A、B、C三项正确,D项错误.答案:ABC第Ⅱ卷(非选择题共58分)二、填空题(本题有2小题,共14分.请将答案写在题中的橫线上)15.(6分)如图所示为LC振荡电路中振荡电流随时间变更的图象,由图可知,在OA时间内________能转化________能;在AB时间内电容器处于________(填“充电”或“放电”)过程;在时刻C,电容器带电量____________(填“为零”或“最大”);在时刻D,线圈的感应电动势________(填“为零”或“最大”).解析:由题图可知,在OA时间内,电路中电流在增大,说明磁场能在增加,电场能在削减,即电场能转化为磁场能;在AB时间内,电路中电流在减小,说明磁场能在削减,电场能在增加,电容器正在充电;在C时刻,电路中电流达最大值,说明磁场能达最大值,电场能为零,故电容器带电量为零;在D时刻,电路中的电流为零,但电流随时间的变更率最大,故线圈中的自感电动势也最大.答案:电场磁场充电为零最大16.(8分)在LC振荡电路中,如已知电容C,并测得电路的固有振荡周期为T,即可求得电感L.为了提高测量精度,需多次变更C值并测得相应的T值,现将测得的六组数据标示在以C为横坐标、T2为纵坐标的坐标纸上,即图中用“×”表示的点.(1)T 、L 、C 的关系为________;(2)依据图中给出的数据点作出T 2与C 的关系图线; (3)求得的L 值是________.解析:(1)由周期公式T =2πLC 可得,三者之间的关系式T 2=4π2LC . (2)连线见答案.(3)由图象斜率k =4π2L ,可得L =k4π2,代入数据得L =36.8 mH.答案:(1)T 2=4π2LC (2)如图所示(3)36.8 mH(35.1~38.9 mH 都算对)三、计算题(本题有4小题,共44分.解答应写出必要文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最终答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必需明确写出数值和单位)17.(10分)如图所示为某雷达的荧光屏,屏上标尺的最小刻度对应的时间为2×10-4s ,雷达天线朝东方时,屏上的波形如图甲;雷达天线朝西方时,屏上的波形如图乙.问:雷达在何方发觉了目标?目标与雷达相距多远?解析:当天线朝东方时,显示屏上只有放射信号而无反射信号,天线朝西方时,显示屏上既有放射信号也有反射信号,因此目标在西方,由题图可知t =2×10-3s ,而2x =ct ,x =12ct =12×3×108×2×10-3m =300 km. 答案:西方 300 km18.(10分)利用荧光灯的频闪效应可以测定转速,现有大功率振荡器的LC 回路,其电容为1 μF,电感为400π2 H ,将它的振荡电流接到荧光灯上使之正常发光,在荧光灯照耀下让一互成120°角的三叶扇转速由零缓慢增加,当第一次发觉三叶片像静止不动时,此时风扇的转速是多少?解析:振荡电流在一个周期内有两次峰值,因此荧光灯在一个周期内闪光两次,闪光的时间间隔为T 2,则t =T 2=πLC =150s ,而θ=ωt =2πnt ,n =θ2πt =503r/s.答案:503r/s19.(12分)如图所示,线圈L 的自感系数为25 mH ,电阻为零,电容器C 的电容为40 μF,灯泡D 的规格是“4 V,2 W”.开关S 闭合后,灯泡正常发光,S 断开后,LC 中产生振荡电流.若从S 断开起先计时,求:(1)当t =π2×10-3s 时,电容器的右极板带何种电荷;(2)当t =π×10-3s 时,LC 回路中的电流. 解析:由T =2πLC ,知T =2π25×10-3×40×10-6 s =2π×10-3 s.(1)t =π2×10-3s =14T . 断开开关S 时,电流最大,经T 4,电流最小,电容器两极板间电压最大.在此过程中对电容器充电,右极板带正电.(2)t =π×10-3s =T2,此时电流亦为最大,与没有断开开关时的电流大小相等,则I=P U =2 W4 V=0.5 A. 答案:(1)正电 (2)0.5 A20.(12分)太阳在不断地辐射能量,因而其质量不断地削减.若太阳每秒钟辐射的总能量为4×1026J ,试计算太阳在一秒内失去的质量.估算5 000年内总共削减了多少质量,并与太阳的总质量2×1027t 比较.解析:依据相对论的质能方程E =mc 2,可知,能量的任何变更必定导致质量的相应变更,即ΔE =Δmc 2.由太阳每秒钟辐射的能量ΔE 可得其每秒内失去的质量为:Δm =ΔE c 2=4×10263×1082kg =49×1010kg , 5 000年内太阳总共削减的质量为:ΔM =5 000×365×24×3 600×49×1010kg≈7.008×1020kg , 与总质量的比值为:ΔM M =7.008×10202×1027×103=3.504×10-10, 这个比值是非常微小的.答案:49×1010 kg 7.008×1020kg与太阳总质量的比值为3.504×10-10,消耗的质量可以忽视。

名校总结高考物理训练---专题十六 光学、电磁波、相对论简介(习思用-附答案解析)

名校总结高考物理训练---专题十六 光学、电磁波、相对论简介(习思用-附答案解析)

专题十六光学、电磁波、相对论简介考点1光的折射、全反射1.[多选]如图所示,MN是介质1和介质2的分界面,介质1、2的绝对折射率分别为n1、n2,一束细光从介质1射向介质2中,测得θ1=60°,θ2=30°,根据你所学的光学知识判断下列说法正确的是()A.介质2相对介质1的相对折射率为B.光在介质2中的传播速度小于光在介质1中的传播速度C.介质1相对介质2来说是光密介质D.光从介质1进入介质2可能发生全反射现象E.光从介质1进入介质2,光的波长变短2.[2017河北衡水中学调研][多选]如图所示,一块上、下表面平行的玻璃砖的厚度为L,玻璃砖的折射率n=,若光从上表面AB射入的入射角i=60°,光在空气中的传播速度视为c,则()A.折射角r=30°B.光在玻璃中传播的时间为C.光在玻璃中传播的时间为D.改变入射角i,光在下表面CD可能发生全反射E.光一定能从CD面射出3.[2016全国卷Ⅲ,34(2),10分]如图所示,玻璃球冠的折射率为,其底面镀银,底面的半径是球半径的;在过球心O且垂直于底面的平面(纸面)内,有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点,该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点.求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角.4.[2014全国卷Ⅱ,34(2),10分]一厚度为h的大平板玻璃水平放置,其下表面贴有一半径为r的圆形发光面.在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片,圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上.已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射),求平板玻璃的折射率.5.[2014山东高考,34(2),8分]如图,三角形ABC为某透明介质的横截面,O为BC边的中点,位于截面所在平面内的一束光线自O以角i入射,第一次到达AB边恰好发生全反射.已知θ=15°,BC边长为2L,该介质的折射率为.求:(1)入射角i;(2)从入射到发生第一次全反射所用的时间(设光在真空中的速度为c,可能用到:sin 75°=或tan 15°=2-).6.用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时,先在白纸上放好圆弧状玻璃砖,在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2,然后在玻璃砖的另一侧观察,调整视线使P1的像被P2的像挡住,接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4,使P3挡住P1和P2的像,P4挡住P3以及P1和P2的像,在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓,如图甲所示,其中O为两圆弧圆心,图中已画出经过P1、P2点的入射光线.(1)在图上补画出所需的光路.(2)为了测出玻璃的折射率,需要测量入射角和折射角,请在图中的AB分界面上画出这两个角.(3)用所测物理量计算折射率的公式为n=.(4)为了保证在弧面CD得到出射光线,实验过程中,光线在弧面AB的入射角应适当(填“小一些”“无所谓”或“大一些”).(5)多次改变入射角,测得几组入射角和折射角,根据测得的入射角和折射角的正弦值,画出了如图乙所示的图象,由图象可知该玻璃的折射率n=.考点2光的波动性7.[2014江苏高考,12B(1),4分]某同学用单色光进行双缝干涉实验,在屏上观察到图甲所示的条纹,仅改变一个实验条件后,观察到的条纹如图乙所示.他改变的实验条件可能是()A.减小光源到单缝的距离B.减小双缝之间的距离C.减小双缝到光屏之间的距离D.换用频率更高的单色光源8.如图所示,在杨氏双缝干涉实验中,激光的波长为5.30×10-7m,屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10-7m,则在这里出现的应是(选填“明条纹”或“暗条纹”).现改用波长为6.30×10-7m的激光进行上述实验,保持其他条件不变,则屏上的条纹间距将(选填“变宽”“变窄”或“不变”).9.[多选]如图甲所示,在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜,在两者之间形成厚度不均匀的空气膜,让一束单一波长的光垂直入射到该装置上,在上方观察到的如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹,称为牛顿环,以下说法正确的是()A.干涉现象是由凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的B.干涉现象是由凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的C.干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的D.干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的10.[2015全国卷Ⅰ,34(1),5分]在双缝干涉实验中,分别用红色和绿色的激光照射同一双缝,在双缝后的屏幕上,红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比,Δx1Δx2 (填“>”“=”或“<”).若实验中红光的波长为630 nm,双缝与屏幕的距离为1.00 m,测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm,则双缝之间的距离为mm.11.[多选]沙尘暴是由土地的荒漠化引起的一种恶劣的气象现象,发生沙尘暴时水平能见度小于1千米,天空变黄发暗,这是由于这种天气()A.只有波长较短的一部分光才能到达地面B.只有波长较长的一部分光才能到达地面C.只有频率较大的一部分光才能到达地面D.只有频率较小的一部分光才能到达地面12.[2017山东日照模拟]光传感器可用来测量光屏上的光强分布.如图甲所示为某同学利用单缝做的一个光学实验,图乙为该同学使用光传感器对该实验所采集到的光屏上的光强分布图象,则该同学所做的实验是光的(选填“干涉”或“衍射”)实验;根据图乙可以看出,光屏上中央亮条纹的光强分布特点是.13.如图所示,白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q,A点位于P、Q之间,B点位于Q右侧.旋转偏振片P,A、B两点光的强度变化情况是()A.A、B均不变B.A、B均有变化C.A不变,B有变化D.A有变化,B不变14.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中(实验装置如图甲所示):(1)下列说法哪一个是错误的.(填选项前的字母)A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,应放上单缝和双缝B.测量某干涉亮纹位置时,应使测量头的分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐C.为了减小测量误差,可测出n个亮条纹间的距离a,求出相邻两亮条纹间的距离Δx=(2)测量某亮条纹位置时,手轮上的示数如图乙所示,其示数为mm.15.1801年,托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质.1834年,洛埃利用单面镜同样得到了杨氏双缝干涉的结果,即洛埃镜实验.(1)洛埃镜实验的基本装置如图所示,S为单色光源,M为一平面镜.试用平面镜成像作图法画出S经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域.(2)设光源S到平面镜的垂直距离和光屏的垂直距离分别为a和L,光的波长为λ,在光屏上形成干涉条纹.写出相邻两条亮纹(或暗纹)间距离Δx的表达式.考点3电磁波和相对论16.[2016全国卷Ⅱ,34(1),5分][多选]关于电磁波,下列说法正确的是()A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波C.电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输E.电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失17.关于机械波和电磁波,下列说法错误的是()A.机械波和电磁波都能在真空中传播B.机械波和电磁波都可以传递能量C.波长、频率和波速间的关系,即v=λf,对机械波和电磁波都适用D.机械波和电磁波都能发生衍射和干涉现象18.用相对论的观点判断,下列说法不正确的是()A.时间和空间都是绝对的,在任何参考系中一个事件发生的时间和一个物体的长度总不会改变B.在地面上的人看来,以10 km/s的速度运动的飞船中的时钟会变慢,但是飞船中的宇航员却看到时钟是准确的C.在地面上的人看来,以10 km/s的速度运动的飞船在运动方向上会变窄,而飞船中的宇航员却感觉到地面上的人看起来比飞船中的人扁一些D.当物体运动的速度v远小于c时,“时间膨胀”和“长度收缩”效果可忽略不计19.[多选]对于公式m=,下列说法中正确的是()A.式中的m0是物体以速度v运动时的质量B.当物体运动速度v>0时,物体的质量m>m0,即物体的质量改变了,故经典力学不适用C.当物体以较小速度运动时,质量变化十分微弱,经典力学理论仍然适用,只有当物体以接近光速运动时,质量变化才明显,故经典力学适用于低速运动,而不适用于高速运动的物体D.通常由于物体的运动速度太小,我们感觉不到质量的变化,在分析地球上物体的运动时,不必考虑质量的变化答案:1.ABE光从介质1射入介质2时,入射角的正弦值与折射角的正弦值的比值叫做介质2相对介质1的相对折射率,有n21==,选项A正确;因介质2相对介质1的相对折射率为,可以得出介质2的绝对折射率大,因n=,所以光在介质2中的传播速度小于光在介质1中的传播速度,选项B正确;介质2相对介质1来说是光密介质,选项C错误;光从光密介质射入光疏介质时,有可能发生全反射现象,选项D错误;光从介质1进入介质2,光的频率不变,速度变小,由v=λf可知,光的波长变短,选项E正确.2.ACE由n=得sin r===0.5,得r=30°,故A正确;光在玻璃中传播的速度v=,由几何知识可知光在玻璃中传播的路程s=,则光在玻璃中传播的时间t====,故B错误,C正确;由于光在CD面上的入射角等于光在AB面上的折射角,根据光路可逆性原理可知光一定能从CD面射出,故D错误,E正确.3.150°解析:设球半径为R,球冠底面中心为O',连接OO',则OO'⊥AB.令∠OAO'=α,有cos α==①即α=30°②,由题意MA⊥AB,所以∠OAM=60°③设图中N点为光线在球冠内底面上的反射点,则光线的光路图如图所示.设光线在M点的入射角为i,折射角为r,在N点的入射角为i',反射角为i″,玻璃折射率为n,由于△OAM为等边三角形,有i=60°④由折射定律有sin i=n sin r⑤代入题给条件n=得r=30°⑥作底面在N点的法线NE,由于NE∥AM,有i'=30°⑦根据反射定律,有i″=30°⑧连接ON,由几何关系知△MAN≌△MON,故有∠MNO=60°⑨由⑦⑨式得∠ENO=30°于是∠ENO为反射角,ON为反射光线.这一反射光线经球面再次折射后不改变方向.所以,经一次反射后射出玻璃球冠的光线相对于入射光线的偏角为β=180°-∠ENO=150°.4.解析:如图,考虑从圆形发光面边缘的A点发出的一条光线,假设它斜射到玻璃上表面的A'点发生折射,根据折射定律有n sin θ=sin α式中,n是玻璃的折射率,θ是入射角,α是折射角.现假设A'恰好在纸片边缘.由题意,在A'点刚好发生全反射,故α=设AA'线段在玻璃上表面的投影长为L,由几何关系有sin θ=由题意,纸片的半径应为R=L+r联立以上各式得n=.5.(1)45°(2)L解析: (1)光线折射后的光路图如图所示,根据全反射规律可知,光线在AB边上P点的入射角等于临界角C,由折射定律得sin C=①代入数据得C=45°②设光线在BC边上的折射角为r,由几何关系得r=30°③由折射定律得n=④联立③④式,代入数据得i=45°⑤(2)设OP的长度为s,在△OPB中,根据正弦定理得=⑥设所用时间为t,光线在介质中的速度为v,得s=vt⑦又v=⑧联立⑥⑦⑧式,代入数据得t=L.6.(1)见解析图(2)见解析图(3)(4)小一些(5)1.5解析:(1)连接P3、P4与CD交于一点,此交点即光线从玻璃砖中射出的位置,由于P1、P2的连线与AB的交点即光线进入玻璃砖的位置,连接两交点即可作出玻璃砖中的光路,如图所示.(2)连接O点与光线在AB上的入射点即法线,作出入射角和折射角如图中i、r所示.(3)由折射定律可得n=.(4)为了保证能在弧面CD上有出射光线,实验过程中,光线在弧面AB上的入射角应适当小一些,才不会使光线在CD面上发生全反射.(5)图象的斜率k==n,由题图乙可知斜率为1.5,即该玻璃的折射率为1.5.7.B根据条纹间距公式Δx=λ可知,若需增大条纹间距,可以采取的措施有:换用波长更长、频率更低的单色光源,减小双缝间的距离d,增大双缝到屏的距离l,故选项B正确.8.暗条纹变宽解析:由题意知Δs=7.95×10-7m=1.5λ,所以P点出现的是暗条纹.由条纹间距公式Δx=λ知,λ变大,Δx变大,所以条纹间距将变宽.9.AC由于在凸透镜和平板玻璃之间的空气形成薄膜,所以形成相干光的反射面是凸透镜的下表面和平板玻璃的上表面,A正确,B错误.由于凸透镜的下表面是圆弧面,所以形成的薄膜厚度不是均匀变化的,形成不等间距的干涉条纹,C正确,D错误.10.>0.300解析:由于红光波长比绿光长,由双缝干涉条纹间距公式Δx=λ可知,红光的干涉条纹间距大,所以Δx1>Δx2.由Δx=λ,解得d=0.300 mm.11.BD根据光发生明显衍射的条件可知,发生沙尘暴时,只有波长较长的一部分光线才能到达地面,由λ=知,到达地面的光的频率较小,故B、D两项正确.12.衍射中间强两边弱解析:由题图乙可知,条纹中间亮且宽、两边窄,是衍射条纹;根据光的衍射原理,则光屏上中央亮条纹的光强分布特点是中间强两边弱.13.C白炽灯发出的光包含沿垂直于传播方向上任意方向振动的光,偏振片P旋转后,对A点光强无任何影响.由于P、Q间光线的振动方向与偏振片P的透振方向一致,再次经过偏振片Q时,由于光线的偏振方向和偏振片Q的透振方向有可能不同,B点光强将会受到影响,故C正确.14.(1)A(2)1.970解析:(1)在不放置单缝和双缝时才能根据光屏上光斑的位置来判断光束是否沿遮光筒的轴线传播,故A错误.因条纹宽度是指相邻亮纹中心或相邻暗纹中心之间的距离,故B正确.用累积法测量微小量可有效减小测量中的偶然误差,故C正确.答案为A.(2)手轮上固定刻度读数为1.5 mm,可动刻度读数为47.0×0.01 mm,故测量结果为1.5 mm+ 47.0×0.01 mm=1.970 mm.15.(1)如图所示(2)Δx=λ解析:(1)①根据对称性作出光源S在平面镜中所成的像S'.②连接平面镜的最左端和光源,即最左端的入射光线,连接像点S'和平面镜的最左端,并延长交光屏于点P1,该点即反射光线到达的光屏的最上端;同理连接像点S'和平面镜的最右端,并延长交光屏于点P2,即反射光线所能到达的光屏的最下端.故经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域如图所示.(2)从光源直接发出的光和被平面镜反射的光实际上是同一列光,故是相干光,该干涉现象可以看作双缝干涉,所以SS'之间的距离为d,而光源S到光屏的距离可以看作双孔屏到像屏距离L,根据双缝干涉的相邻条纹之间的距离公式Δx=λ又d=2a,所以相邻两条亮纹(或暗纹)间距离Δx=λ.16.ABC电磁波在真空中的传播速度为3×108 m/s,与电磁波的频率无关,A项正确;周期性变化的电场产生周期性变化的磁场,周期性变化的磁场又产生周期性变化的电场,它们相互激发向周围传播,就形成了电磁波,B项正确;电磁波是横波,因此其电场强度和磁感应强度均与传播方向垂直,C项正确;光是电磁波,利用光纤对光的全反射可以传播信息,D项错误;波源的电磁振荡停止后,已发出的电磁波不会立即消失,还要继续传播一段时间,E项错误.17.A电磁波的传播不需要介质,机械波的传播需要介质,故A错误;波是能量传递的一种方式,这两种波都能传递能量,故B正确;波长、频率和波速间的关系,即v=λf,适用于一切波,故C 正确;机械波和电磁波都可以发生干涉和衍射现象,故D正确.本题选A.18.A按照相对论的观点,时间和空间都是相对的,A错误;由Δt=可知,运动的时钟变慢了,但飞船中的钟相对观察者静止,时钟准确,B正确;由l=l0可知,地面上的人看飞船,和飞船上的人看地面上的人都沿运动方向长度减小,C正确;当v远小于c时,“时间膨胀”和“长度收缩”效果可忽略不计,故D正确.19.CD公式中m0是静止质量,m是物体以速度v运动时的质量,A错误.由公式可知,只有当v 接近光速时,物体的质量变化才明显,而v远小于光速时,物体的质量变化十分微小,故经典力学仍然适用,故B错误,C、D正确.。

高考物理复习专项练习:电磁波相对论简介_电磁波_周期与频率(2)+Word版含答案

高考物理复习专项练习:电磁波相对论简介_电磁波_周期与频率(2)+Word版含答案

周期与频率课后练习(2)1.关于电磁波的传播速度,以下说法正确的是()A.电磁波的频率越高,传播速度越大B.电磁波的波长越长,传播速度越大C.电磁波的能量越大,传播速度越大D.所有电磁波在真空中传播速度都相等2.根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法正确的是( )A.在电场的周围空间,一定存在着和它联系着的磁场B.在变化的电场周围空间,一定存着和它联系着的磁场C.恒定电流在其周围不产生磁场D.恒定电流周围存在着稳定的磁场3.在真空中黄光的波长为6.0×10-7m,紫光的波长为4.0×10-7m。

现有一束频率为5×1014 Hz 的单色光,它在折射率为1.5的玻璃中的波速和波长各是多大?它在这种玻璃中是什么颜色?4.关于电磁场和电磁波,下列叙述中正确的是()A.电磁波可能是横波,也可能是纵波B.正交的电场和磁场叠加,形成了电磁场C.均匀变化的电场周围可产生电磁波D.一切电磁波在真空中的传播速度都为3.0 108km/s5.下列说法中正确的是()A.简谐波沿长绳传播,绳上相距半个波长的两个质点振动位移的大小相等B.机械波和电磁波一样从空气进入水中波长变短C.某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验,开始计时时,秒表提前按下。

D.在波的干涉中,振动加强的点一定处在波峰或波谷的叠加处E.全息照片的拍摄利用了光的衍射原理F.振荡电场和振荡磁场交替产生,相互依存,形成不可分离的统一体,即电磁场。

G.除了从光源直接发出的光以外,我们通常看到的绝大部分光都是偏振光。

H.太阳辐射的能量大部分集中在可见光及附近的区域6.7.下列各组电磁波中,按波长由长到短排列正确的是()A.红外线、紫外线、可见光、γ射线B.γ射线、紫外线、红外线、可见光C.γ射线、紫外线、可见光、红外线D.红外线、可见光、紫外线、γ射线8.某气象雷达发出的电磁波,频率是6.0×109Hz,该电磁波在真空中的波长是()A.1.8×1018m B.20m C.0.50m D.0.05m9.下列关于紫外线的几种说法中正确的是()A.紫外线是一种紫色的可见光B.紫外线的频率比红外线的频率低C.紫外线可使钞票上的荧光物质发光D.利用紫外线可以进行电视机等电路的遥控10.伦琴射线的频率范围是3×1016~3×1020Hz,在真空中,伦琴射线的波长范围应该是多少?参考答案:1.答案: D解析:电磁波的传播速率由频率和介质共同决定,A、B两项描述比较片面,错误;电磁波的速度与能量无关,C选项错;所有电磁波在真空中传播速度都等于光速,D选项对.2.答案: BD解析:电场按其是否随时间变化分为稳定电场(静电场)和变化电场(如运动电荷形成的电场),稳定电场不产生磁场,只有变化的电场周围空间才存在对应磁场,故B选项对A选项错;恒定电流周围存在稳定磁场,磁场的方向可由安培定则判断,D选项对C选项错.3.答案:该单色光在玻璃中的波速为:V=C/n=3×108/1.5=2×108(m/s)该单色光在玻璃中的波长为:λ=V/f=2×108 /5×1014=4.0×10-7(m)该单色光在真空中的波长为:λ0=C/f=3×108/5×1014=6.0×10-7(m)由题给出的黄色光波长知,λ0=λ黄,而光的颜色是由光的频率决定,在玻璃中频率不变,因此该光仍是黄色光。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

第5课时 电磁波与相对论导学目标 1.掌握麦克斯韦电磁场理论的两个要点,理解电磁波的概念.2.掌握电磁波的产生及其传播、发射和接收,掌握电磁波谱.3.掌握狭义相对论的基本假设和几个重要结论,以及相对论质能关系式.一、电磁场与电磁波 [基础导引]麦克斯韦关于电磁场理论的主要论点是什么?请用麦克斯韦的电磁场理论说明电磁波是怎样产生的. [知识梳理]1.麦克斯韦电磁场理论变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场. 2.电磁场变化的电场在周围空间产生磁场,变化的磁场在周围空间产生电场,变化的电场和磁场成为一个完整的整体,这就是电磁场. 3.电磁波电磁场(电磁能量)由近及远地传播形成电磁波. (1)电磁波是______波,在空间传播__________介质. (2)真空中电磁波的速度为________ m/s. 二、无线电波的发射和接收 [知识梳理]1.发射电磁波的条件(1)要有足够高的振荡频率;(2)电路必须开放,使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间. 2.调制有________和________两种方式,________是调制的逆过程. 三、相对论的简单知识 [基础导引]火箭以0.75c 的速度离开地球,从火箭上向地球发射一个光信号.火箭上测得光离开的速度是c ,根据过去熟悉的速度合成法则,光到达地球时地球上测得的光速是多少?根据狭义相对论原理呢? [知识梳理]1.狭义相对论的基本假设(1)在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的. (2)真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的.2.时间间隔的相对性Δt =Δτ1-⎝⎛⎭⎫v c 2.3.长度的相对性l =l 01-⎝⎛⎭⎫vc 2.图14.相对论的速度变换公式u=u ′+v1+u ′v c2.5.相对论质量m =m 01-⎝⎛⎭⎫v c 2.6.质能方程E =mc 2.考点一 对麦克斯韦电磁场理论与电磁波的理解 考点解读1.对麦克斯韦电磁场理论的理解2.对电磁波的理解(1)电磁波的传播不需要介质,可在真空中传播,在真空中不同频率的电磁波传播速度是相同的(都等于光速).(2)不同频率的电磁波,在同一介质中传播,其速度是不同的,频率越高,速度越小.(3)v =λf ,f 是电磁波的频率,即为发射电磁波的LC 振荡电路的频率f =12πLC ,改变L或C 即可改变f ,从而改变电磁波的波长λ. 典例剖析例1 (1)某空间出现了如图1所示的一组闭合的电场线,这可能是 ( ) A .沿AB 方向磁场在迅速减弱 B .沿AB 方向磁场在迅速增强 C .沿BA 方向磁场在迅速增强 D .沿BA 方向磁场在迅速减弱 (2)目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz 至1 000 MHz 的范围内.请回答下列关于雷达和电磁波的有关问题.①雷达发射电磁波的波长范围是多少?②能否根据雷达发出的电磁波确定雷达和目标间的距离?跟踪训练1 某电路中电场随时间变化的图象如下图所示,能产生电磁波的电场是 ( )考点二电磁波谱的分析及电磁波的应用考点解读Array特别提醒 1.波长不同的电磁波,表现出不同的特性.其中波长较长的无线电波和红外线等,易发生干涉、衍射现象;波长较短的紫外线、X射线、γ射线等,穿透能力较强.2.电磁波谱中,相邻两波段的电磁波的波长并没有很明显的界线,如紫外线和X射线、X射线和γ射线都有重叠,但它们产生的机理不同.典例剖析例2目前电能都是通过电网采用有线方式传输的.人们一直梦想无线传输电能,梦想在日常生活中实现无线充电,甚至不用电池.现在,一个科学研究小组在实验室中取得了可喜的进展,也许,人类的这一梦想不久就能实现.(1)实现无线传输能量,涉及能量的________、传播和接收.(2)科学家曾经设想通过高耸的天线塔,以无线电波的形式将电能输送到指定地点,但一直没有在应用层面上获得成功,其主要原因是这类无线电波() A.在传输中很多能量被吸收B.在传播中易受山脉阻隔C .向各个方向传输能量D .传输能量易造成电磁污染(3)如果像无线广播那样通过天线塔输送电能,接收器获得的功率P 和它到天线塔的距离s①上表中的x =________,y =________.②根据表中的数据可归纳出P 和s 之间的关系式为__________.(4)为研究无线传输电能,某科研小组在实验室试制了无线电能传输装置,在短距离内点亮了灯泡,如图2所示.实验测得,接在乙线圈上的用电器获得的电能为输入甲线圈电能的35%.图2①若用该装置给充电功率为10 W 的电池充电,则损失的功率为________W.②若把甲线圈接入电压为220 V 的电源,测得该线圈中的电流为0.195 A .这时,接在乙线圈上的灯泡恰能正常发光,则此灯泡的功率为________W.(5)由于在传输过程中能量利用率过低,无线传播电能还处于实验室阶段.为早日告别电线,实现无线传输电能的工业化,还需解决一系列问题,请提出至少两个问题. 跟踪训练2 关于红外线的以下说法中正确的是 ( ) A .不同的物体辐射红外线的波长和强度不同,可以在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射B .利用红外线的热效应对物体进行烘干C .利用红外线波长较长,容易发生衍射的特点进行远距离和高空摄影D .利用不同物体辐射红外线的波长和强度的不同可以对物体进行远距离探测 考点三 对质能方程和相对论的理解 考点解读质能方程表达了物体的质量和它所具有能量的关系:一定的质量总是和一定的能量相对应,具体从以下几个方面理解:1.静止物体的能量为E 0=m 0c 2,这种能量叫做物体的静质能.每个有质量的物体都具有静质能.2.对于一个以速率v 运动的物体,其动能E k =m 0c 2[11-v 2c 2-1].3.物体的总能量E 为动能与静质能之和,即 E =E k +E 0=mc 2(m 为动质量).图34.由质能关系式可知ΔE =Δmc 2. 典例剖析例3 一个原来静止的电子,经过100 V 的电压加速后它的动能是多少?质量改变了百分之几?速度是多少?跟踪训练3 在狭义相对论中,下列说法中哪些是正确的 ( ) ①一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速;②质量、长度、时间的测量结果都随物体与观察者的相对运动状态而改变;③惯性系中的观察者观察一个与他做匀速相对运动的时钟时,会看到这个时钟比与他相对静止的时钟走得慢些. A .①③是正确的 B .①②是正确的 C .①②③是正确的 D .②③是正确的A 组 电磁波及其应用1.下列说法正确的是 ( ) A .用分光镜观测光谱是利用光折射时的色散现象 B .用X 光机透视人体是利用光的反射现象 C .光导纤维传输信号是利用光的干涉现象 D .门镜可以扩大视野是利用光的衍射现象2.对于机械波和电磁波的比较,下列说法中正确的是 ( ) A .它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象 B .它们在本质上是相同的,只是频率不同而已 C .它们可能是横波,也可能是纵波D .机械波的传播速度只取决于介质,跟频率无关;电磁波的传播速度与介质无关,只跟频率有关3. 如图3所示是一电子感应加速器的示意图,实线表示通电螺线管的 横截面,螺线管中通以图示方向的电流,线圈内产生匀强磁场,电 子在该磁场中做匀速圆周运动,如虚线所示. (1)指出电子运转方向;(2)当螺线管中电流i 增大时,电子的动能如何变化?B 组 相对论4.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4×1026 J ,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2×1027 t 比较之. 5.如图4所示,考虑几个问题:图4(1)如参考系O′相对于参考系O静止时,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?课时规范训练(限时:30分钟)1.设某人在速度为0.5c的飞船上,打开一个光源,则下列说法正确的是() A.飞船正前方地面上的观察者看到这一光速为1.5cB.飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为0.5cC.在垂直飞船前进方向的地面上的观察者看到这一光速是cD.在地面上任何地方的观察者看到的光速都是c2.(2010·上海·7)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3.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4.电磁波与声波比较() A.电磁波的传播不需要介质,声波的传播需要介质B.由空气进入水中时,电磁波速度变小,声波速度变大C.由空气进入水中时,电磁波波长变小,声波波长变大D.电磁波和声波在介质中的传播速度,都是由介质决定,与频率无关5.关于红外线的作用与来源,下列说法正确的是() A.一切物体都在不停地辐射红外线B.红外线具有很强的热作用和荧光作用C.红外线的显著作用是化学作用D.红外线容易穿透云雾6.(2010·江苏单科·12B(1))激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点,在科学技术和日常生活中应用广泛.下面关于激光的叙述正确的是() A.激光是纵波B.频率相同的激光在不同介质中的波长相同C.两束频率不同的激光能产生干涉现象D.利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离7.目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内,下列关于雷达和电磁波说法正确的是() 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8.关于电磁场和电磁波,下列说法中不正确的是() A.变化的电场周围产生变化的磁场,变化的磁场周围产生变化的电场,两者相互联系,统称为电磁场B.电磁场从发生区域由近及远的传播就形成了电磁波C.电磁波是一种物质,可在真空中传播.所以说真空中没有实物粒子,但有“场”这种特殊物质D.电磁波在真空中的传播速度是3×108 m/s9.关于紫外线的以下说法中正确的是() A.照射紫外线可增进人体对钙质的吸收,因此人们应尽可能多地接受紫外线的照射B.紫外线是一种可见光C.紫外线有很强的荧光效应,可用来防伪D.紫外线有杀菌消毒的作用,是因为其有热效应10.关于γ射线,以下说法中正确的是() A.比伦琴射线频率更高,穿透能力更强B.用来检测金属材料内部伤痕、裂缝、气孔等C.利用γ射线穿透力强可制成金属测厚计来检测金属板的厚度D.“γ刀”是利用了γ射线的强穿透能力11.一以接近光速相对地球飞行的宇宙飞船,在地球上观察到飞船长度缩短,在飞船中将观察到地球上的长度() A.伸长B.缩短C.不变D.无法确定复习讲义基础再现一、基础导引麦克斯韦关于电磁场理论的两大支柱是:(1)变化的磁场产生电场.(2)变化的电场产生磁场.根据这两个基本论点,麦克斯韦进一步推断:如果在空间某区域有周期性变化的电场,那么这个变化的电场就在空间产生周期性变化的磁场;这个变化的磁场又会引起新的变化的电场的产生,如此下去,变化的电场和变化的磁场交替产生,从而形成由近及远传播的电磁波.由于家庭用的是正弦交流电,电场会不断变化,故使用时将会产生电磁波.知识梳理 3.(1)横不需要(2)3×108二、知识梳理 2.调幅调频解调三、基础导引根据速度合成法则,地球上测得的光速为c-0.75c=0.25c.根据狭义相对论光速不变原理,光速大小与光源运动状态无关,所以地球上实际测得的光速为c.本题的主旨是让学生深入体会光速不变原理.课堂探究例1(1)AC(2)①0.3 m~1.5 m②能跟踪训练1 D例2(1)发射(2)C(3)①864②Ps2=1 600(4)①18.6②15.0(5)仪器体积过大、对人体有伤害、传输距离太短等.跟踪训练2ABCD例3 1.6×10-17 J0.02% 5.9×106 m/s跟踪训练3C分组训练1.A 2.A3.见解析解析(1)由安培定则知,螺线管中电流产生的磁场方向垂直于纸面向里,而电子运转的向心力由洛伦兹力提供,由左手定则可判断,电子的运转方向是顺时针的,即电子的运转方向与螺线管中电流的方向相同.(2)当电流i增大时,产生的感应电场方向是逆时针方向,与电子运转方向相反,对电子做正功,电子的动能增大.4.49×1010 kg7.008×1020 kg比太阳的总质量小得多=7.008×10202×1027×103=3.504×10-10,比值很微小.5.(1)c(2)c(3)c课时规范训练1.CD 2.A3.B 4.ABC 5.AD 6.D 7.ACD 8.A 9.C 10.ABC 11.B。

相关文档
最新文档