高考物理備考30分鐘課堂集訓(xùn)系列專題14 電磁波　相對(duì)論

1、專題14 電磁波相對(duì)論第卷(選擇題，共40分)一、選擇題(本大題包括10小題，每小題4分，共40分。)1如圖1是各電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E隨時(shí)間t的變化圖象，其中能向外發(fā)射的電磁波是()圖1解析：A圖是穩(wěn)定的電場(chǎng)，不能產(chǎn)生磁場(chǎng).B，C圖是均勻變化的電場(chǎng)，產(chǎn)生恒定不變的磁場(chǎng)，也不能形成電磁波.D圖是按正弦函數(shù)規(guī)律周期性變化的電場(chǎng)，會(huì)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場(chǎng)，能形成電磁場(chǎng)，向外發(fā)射電磁波.答案：D2“風(fēng)云”二號(hào)衛(wèi)星發(fā)送回地面的紅外云圖是由衛(wèi)星上設(shè)置的可以接收云層輻射的紅外線的感應(yīng)器完成的，云圖上的黑白程度是由輻射紅外線的云層的溫度高低決定的，這是利用了紅外線的()A穿透性B.熱效應(yīng)C可見(jiàn)性 D化學(xué)效應(yīng)

2、解析：紅外線是不可見(jiàn)光，人眼無(wú)法覺(jué)察到，所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤.它的波長(zhǎng)長(zhǎng)，頻率低，穿透能力較弱，A選項(xiàng)錯(cuò)誤.它的主要作用是熱效應(yīng)，物體溫度越高，向外輻射的紅外線越強(qiáng)，正是利用這一性質(zhì)得到大氣層遙感圖的，故B選項(xiàng)正確，D選項(xiàng)錯(cuò)誤.答案：B3下列說(shuō)法符合實(shí)際的是()A醫(yī)院里常用X射線對(duì)病房和手術(shù)室消毒B醫(yī)院里常用紫外線對(duì)病房和手術(shù)室消毒C在人造衛(wèi)星上對(duì)地球進(jìn)行拍攝是利用紫外線有較好的分辨能力D在人造衛(wèi)星上對(duì)地球進(jìn)行拍攝是利用紅外線有較好的穿透云霧煙塵的能力解析：紫外線有殺菌消毒的作用，紅外線的主要效應(yīng)是熱效應(yīng)，且紅外線的波長(zhǎng)長(zhǎng)，易衍射，穿透云霧煙塵的能力強(qiáng).答案：BD4關(guān)于電磁波譜，下列說(shuō)法正確的是()

3、A倫琴射線是高速電子流射到固體上，使固體原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)而產(chǎn)生的B射線是原子的內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生的C在電磁波譜中，最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的是射線D紫外線比紫光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象解析：在電磁波中，無(wú)線電波是振蕩電路產(chǎn)生的；紅外線、可見(jiàn)光、紫外線是原子外層電子受激發(fā)產(chǎn)生的；倫琴射線是原子內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生的；射線是原子核受激發(fā)后產(chǎn)生的.從無(wú)線電波到射線，頻率逐漸增大，波長(zhǎng)逐漸減小，而波長(zhǎng)越長(zhǎng)，越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，因此，紫光比紫外線更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，無(wú)線電波最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象.答案：A5太陽(yáng)光中包含的某種紫外線的頻率為f1，VCD影碟機(jī)中讀取光盤數(shù)字信號(hào)的紅色激光的頻率為f2，人體透視使用的X光

4、的頻率為f3，則下列結(jié)論正確的是()A這三種頻率的大小關(guān)系是f1<f2<f3B紫外線是原子的內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生的C紅色激光是原子的外層電子受激發(fā)產(chǎn)生的DX光是原子核受激發(fā)產(chǎn)生的解析：根據(jù)電磁波譜中各種電磁波產(chǎn)生的原理可知，紫外線，紅色激光(屬于可見(jiàn)光)是原子的外層電子受激發(fā)產(chǎn)生的，X光是原子的內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生的，則C選項(xiàng)正確，B，D選項(xiàng)錯(cuò)誤.答案：C6圖2是一個(gè)水平放置的玻璃圓環(huán)形的小槽，槽內(nèi)光滑，槽的寬度和深度處處相同，現(xiàn)將一個(gè)直徑略小于槽寬的帶正電的小球放在槽中，讓它獲得一個(gè)初速度v0，與此同時(shí)，有一個(gè)變化的磁場(chǎng)垂直穿過(guò)玻璃環(huán)形小槽外徑所對(duì)應(yīng)的圓面積，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小跟時(shí)間成

5、正比例增大，方向豎直向下，設(shè)小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電荷量不變，則()圖2A小球受到的向心力大小不變B小球受到的向心力大小不斷增大C磁場(chǎng)力對(duì)小球做了功D小球受到的磁場(chǎng)力大小與時(shí)間成正比解析：由麥克斯韋電磁場(chǎng)理論可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)恒定的感應(yīng)電場(chǎng)，由楞次定律可知，此電場(chǎng)方向與小球初速度方向相同，由于小球帶正電，電場(chǎng)力對(duì)小球做正功，小球的速度逐漸增大，向心力也隨著增大，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確.洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功，C選項(xiàng)錯(cuò)誤.帶電小球所受洛倫茲力FqBv，隨著速度的增大而增大，同時(shí)B與t成正比，則F與t不成正比，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤.答案：B7在狹義相對(duì)論中，下列說(shuō)法中哪些是正確的(

6、)(1)一切運(yùn)動(dòng)物體相對(duì)于觀察者的速度都不能大于真空中的光速；(2)質(zhì)量、長(zhǎng)度、時(shí)間的測(cè)量結(jié)果都是隨物體與觀察者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變而改變的；(3)慣性系中的觀察者觀察一個(gè)與他做勻速相對(duì)運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘時(shí)，會(huì)看到這個(gè)時(shí)鐘比與他相對(duì)靜止的相同的時(shí)鐘走得慢些.A(1)(3)是正確的B(1)(2)是正確的C(1)(2)(3)是正確的 D(2)(3)是正確的解析：由狹義相對(duì)論的知識(shí)可知，(1)的敘述是正確的；由狹義相對(duì)論的時(shí)空觀可知，(2)的敘述是正確的；根據(jù)時(shí)鐘變慢可知，(3)的敘述是正確的.正確選項(xiàng)為C.答案：C8愛(ài)因斯坦提出了質(zhì)能方程，揭示了質(zhì)量與能量的關(guān)系，關(guān)于質(zhì)能方程，下列說(shuō)法正確的是()A質(zhì)量和

7、能量可以相互轉(zhuǎn)化B當(dāng)物體向外釋放能量時(shí)，其質(zhì)量必定減少，且減少的質(zhì)量m與釋放的能量E滿足Emc2C如果物體的能量增加了E，那么它的質(zhì)量相應(yīng)減少m，并且Emc2Dmc2是物體能夠放出能量的總和解析：由質(zhì)能方程可知，能量與質(zhì)量之間存在著一定的必然對(duì)應(yīng)的關(guān)系，而不能認(rèn)為質(zhì)量就是能量，能量就是質(zhì)量，能量與質(zhì)量是兩個(gè)不同的概念.只有在核反應(yīng)過(guò)程中，對(duì)應(yīng)著質(zhì)量的減少，才有能量釋放出來(lái).答案：B9下列說(shuō)法中正確的是()A在任何參考系中，物理規(guī)律都是相同的，這就是廣義相對(duì)性原理B在不同的參考系中，物理規(guī)律都是不同的，例如牛頓定律僅適用于慣性參考系C一個(gè)均勻的引力場(chǎng)與一個(gè)做勻速運(yùn)動(dòng)的參考系等價(jià)，這就是著名的等效

8、原理D一個(gè)均勻的引力場(chǎng)與一個(gè)做勻加速運(yùn)動(dòng)的參考系等價(jià)，這就是著名的等效原理答案：AD10如果你以接近于光速的速度朝某一星體飛行，如圖3所示，你是否可以根據(jù)下述變化發(fā)覺(jué)自己是在運(yùn)動(dòng)()圖3A你的質(zhì)量在增加B你的心臟跳動(dòng)在慢下來(lái)C你在變小D你永遠(yuǎn)不能由自身的變化知道你的速度解析：相對(duì)論的基本概念是：當(dāng)你被關(guān)在一個(gè)封閉的房子中時(shí)，你絕對(duì)無(wú)法知道房子是否在做勻速運(yùn)動(dòng).當(dāng)房子突然停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，在其中的人是能夠感知這一點(diǎn)的；當(dāng)房子突然開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，其內(nèi)部的人也能有感覺(jué)；當(dāng)房子旋轉(zhuǎn)時(shí)，關(guān)在其內(nèi)部的人也能說(shuō)出它在轉(zhuǎn)動(dòng).但如果房子是在做勻速直線運(yùn)動(dòng).即沒(méi)有任何加速度，則在其內(nèi)部的人就無(wú)法知道房子是否在移動(dòng).即使房子

9、有一個(gè)窗戶，你從窗戶向外看，看見(jiàn)某些東西在朝你移動(dòng)，但你仍說(shuō)不出是你的房子在向這些東西移動(dòng)，還是這些東西在向你的房子移動(dòng).答案：D第卷(非選擇題，共60分)二、填空題(每小題10分，共20分)11中國(guó)成功發(fā)射和回收了“神舟”號(hào)系列飛船，標(biāo)志著中國(guó)運(yùn)載火箭的技術(shù)水平已躋身于世界前列.(1)圖A為某火箭發(fā)射場(chǎng)，B為山區(qū)，C為城市，發(fā)射場(chǎng)正在進(jìn)行某型號(hào)火箭的發(fā)射試驗(yàn)，該火箭起飛時(shí)質(zhì)量為2.20×105 kg，起飛推力為2.75×106 N，火箭發(fā)射塔高100 m，則該火箭起飛時(shí)的加速度大小為_m/s2；在火箭推力不變的情況下，若不考慮空氣阻力及火箭質(zhì)量的變化，火箭起飛后，經(jīng)_ s

10、飛離火箭發(fā)射塔.圖4(2)為了傳播火箭發(fā)射的實(shí)況，在發(fā)射場(chǎng)建立了發(fā)射臺(tái)用于發(fā)射廣播與電視信號(hào)，已知傳播無(wú)線電廣播所用的電磁波的波長(zhǎng)為550 m，而傳輸電視信號(hào)所用的電磁波的波長(zhǎng)為0.566 m，為了不讓山區(qū)擋住信號(hào)傳播，使城市居民能收聽和收看火箭發(fā)射實(shí)況，必須通過(guò)建在山頂上的轉(zhuǎn)發(fā)站來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)_(填“無(wú)線電廣播信號(hào)”或“電視信號(hào)”)，這是因?yàn)椋篲.解析：設(shè)火箭起飛的加速度大小為a，則由牛頓第二定律有Fmgma得a2.5 m/s2.設(shè)火箭起飛后經(jīng)t時(shí)間飛離發(fā)射塔，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律有S，t4 s8.94 s(2)電視信號(hào)波長(zhǎng)短，沿直線傳播，易受山坡阻擋，不易傳播.答案：(1)3.817.25(2)電

11、視信號(hào)12. “世界物理年”決議的作出是與愛(ài)因斯坦的相對(duì)論時(shí)空觀有關(guān).一個(gè)時(shí)鐘，在它與觀察者有不同相對(duì)速度的情況下，時(shí)鐘的頻率是不同的，它們之間的關(guān)系如圖5所示.由此可知，當(dāng)時(shí)鐘和觀察者的相對(duì)速度達(dá)到0.6c(c為真空中的光速)時(shí)，時(shí)鐘的周期大約為_.在日常生活中，我們無(wú)法察覺(jué)時(shí)鐘周期的變化的現(xiàn)象，是因?yàn)橛^察者相對(duì)于時(shí)鐘的運(yùn)動(dòng)速度_.若在高速運(yùn)行的飛船上有一只表，從地面上觀察，飛船上的一切物理、化學(xué)過(guò)程和生命過(guò)程都變_(填“快”或“慢”)了.圖5解析：根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)時(shí)鐘和觀察者的相對(duì)速度達(dá)到0.6c時(shí)，對(duì)應(yīng)時(shí)鐘的頻率為0.4 Hz，則周期為2.5 s日常生活中，我們無(wú)法察覺(jué)是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)速度

12、遠(yuǎn)小于速度c.在高速運(yùn)行狀態(tài)，時(shí)鐘變慢.答案：2.5 s遠(yuǎn)小于光速c慢三、計(jì)算題(每小題10分，共40分)13.如圖6所示為某雷達(dá)的熒光屏，屏上標(biāo)尺的最小刻度對(duì)應(yīng)的時(shí)間為2×104 s雷達(dá)天線朝東方時(shí)，屏上的波形如圖甲；雷達(dá)天線朝西方時(shí)，屏上的波形如圖乙.問(wèn)：雷達(dá)在何方發(fā)現(xiàn)了目標(biāo)？目標(biāo)與雷達(dá)相距多遠(yuǎn)？圖6答案：西方300 km14長(zhǎng)度測(cè)量與被測(cè)物體相對(duì)于觀察者的運(yùn)動(dòng)有關(guān)，物體在運(yùn)動(dòng)方向長(zhǎng)度縮短了.一艘宇宙飛船的船身長(zhǎng)度為L(zhǎng)090 m，相對(duì)地面以u(píng)0.8c的速度在一觀測(cè)站的上空飛過(guò).(1)觀測(cè)站測(cè)得飛船的船身通過(guò)觀測(cè)站的時(shí)間間隔是多少？(2)宇航員測(cè)得船身通過(guò)觀測(cè)站的時(shí)間間隔為多少？1

13、5(1)冥王星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的線速率為4.83×103 m/s，求其靜止質(zhì)量為運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的百分之幾？(2)星際火箭以0.8c的速率飛行，其靜止質(zhì)量為運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的多少倍？解析：(1)設(shè)冥王星的靜止質(zhì)量為m0，運(yùn)動(dòng)質(zhì)量為m，由公式m可得×100%99.9999%(2)設(shè)星際火箭的靜止質(zhì)量為m0，運(yùn)動(dòng)質(zhì)量為m，則0.6答案：(1)99.9999%(2)0.6倍16目前電能都是通過(guò)電網(wǎng)采用有線方式傳輸?shù)?人們一直夢(mèng)想能無(wú)線傳輸電能，夢(mèng)想在日常生活中實(shí)現(xiàn)無(wú)線充電，甚至不用電池.現(xiàn)在，一個(gè)科學(xué)研究小組在實(shí)驗(yàn)室中取得了可喜的進(jìn)展，也許，人類的這一夢(mèng)想不久就能實(shí)現(xiàn).(1)實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸能量，涉及能量的_、傳播和接收.(2)科學(xué)家曾經(jīng)設(shè)想通過(guò)高聳的天線塔，以無(wú)線電波的形式將電能輸送到指定地點(diǎn)，但一直沒(méi)有在應(yīng)用層面上獲得成功，其主要原因是這類無(wú)線電波()A在傳輸中很多能量被吸收B在傳播中易受山脈阻隔C向各個(gè)方向傳輸能量D傳輸能量易造成電磁污染(3)如果像無(wú)線廣播那樣通過(guò)天線塔輸送電能，接收器獲得的功率P和它到天線塔的距離R相關(guān)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得P和R的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表：R(m)1245x10P(W)1600400100y2516上表中的x_，y_.根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可歸納出P和R之間的關(guān)系為_.(4)為研究無(wú)線傳輸電能，某科研小組在實(shí)驗(yàn)室試制了無(wú)線電能傳輸裝置，在短距離