電磁波 相對(duì)論簡(jiǎn)介(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本大題共10小題，每小題4分，共40分)1關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A電磁波是橫波B電磁波的傳播需要介質(zhì)C電磁波能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象D電磁波中電場(chǎng)和磁場(chǎng)的方向處處相互垂直【解析】電磁場(chǎng)由近及遠(yuǎn)傳播形成電磁波，電磁波在傳播過(guò)程中，電場(chǎng)、磁場(chǎng)以及傳播方向三者相互垂直，電磁波是一種波，它具有波的一切特征，它能發(fā)生反射、折射、干涉、衍射等現(xiàn)象，電磁波在真空中的速度最大，它的傳播不需要介質(zhì)故A、C、D正確，B錯(cuò)誤【答案】B2(2015·亳州高二檢測(cè))在LC振蕩電路中，電容器極板上的電荷量從最大值變化到零所需的最短時(shí)間是()A.B.C D2【解析】LC振蕩電路的周期T2，其電容器極板上的電荷量從最大值變化到零所需的最短時(shí)間t，所以t，選項(xiàng)B正確【答案】B3關(guān)于機(jī)械波和電磁波的比較，下列說(shuō)法中正確的是()A它們都能發(fā)生反射、折射、干涉、衍射等現(xiàn)象B它們?cè)诒举|(zhì)上是相同的，只是頻率不同C它們可能是橫波，也可能是縱波D機(jī)械波的傳播速度只取決于介質(zhì)，跟頻率無(wú)關(guān)；而電磁波的傳播速度與介質(zhì)無(wú)關(guān)，只與頻率有關(guān)【解析】機(jī)械波和電磁波都具有波的共同特征，但它們也有著本質(zhì)的區(qū)別，它們的產(chǎn)生、傳播的條件都不相同；電磁波是橫波，機(jī)械波既有橫波也有縱波，故A正確，B、C錯(cuò)誤；機(jī)械波的傳播速度僅僅取決于介質(zhì)的性質(zhì)，與頻率無(wú)關(guān)，不同頻率的電磁波在真空中的傳播速度相同，在同一種介質(zhì)中傳播速度一般不同，即傳播速度與介質(zhì)及頻率有關(guān)，D錯(cuò)誤【答案】A4我國(guó)進(jìn)行第三次大熊貓普查時(shí)，首次使用了全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)和RS衛(wèi)星紅外遙感技術(shù)，詳細(xì)調(diào)查了珍稀動(dòng)物大熊貓的種群、數(shù)量、棲息地周邊情況等，紅外遙感利用了紅外線的()A平行性好B相干性C反射性能好 D波長(zhǎng)大，易衍射【解析】紅外線的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，衍射現(xiàn)象明顯，易透過(guò)云霧、煙塵，因此被廣泛應(yīng)用于紅外遙感和紅外高空攝影，故只有D選項(xiàng)正確【答案】D5一高速列車通過(guò)洞口為圓形的隧道，列車上的司機(jī)對(duì)隧道的觀察結(jié)果為()A洞口為橢圓形，隧道長(zhǎng)度變短B洞口為圓形、隧道長(zhǎng)度不變C洞口為橢圓形、隧道長(zhǎng)度不變D洞口為圓形、隧道長(zhǎng)度變短【解析】在運(yùn)動(dòng)方向上由于有“尺縮效應(yīng)”，故隧道長(zhǎng)度變短；在垂直運(yùn)動(dòng)方向上，沒(méi)有“尺縮效應(yīng)”，即洞口為圓形，故選D.【答案】D6.圖1如果你以接近于光速的速度朝某一星體飛行，如圖1所示，你可以根據(jù)下述哪些變化發(fā)覺(jué)自己是在運(yùn)動(dòng)()A你的身體在變瘦B你的心臟跳動(dòng)在慢下來(lái)C你的高度在變小D你永遠(yuǎn)不能由自身的變化知道你的速度【解析】時(shí)間變慢、長(zhǎng)度縮短等相對(duì)論效應(yīng)可由地面上的人測(cè)得，而飛船上的人相對(duì)自己靜止，永遠(yuǎn)測(cè)不出這些相對(duì)論效應(yīng)，故不能由此發(fā)覺(jué)自己在運(yùn)動(dòng)，D正確【答案】D7在地面上觀測(cè)一個(gè)物體，由于物體以一定速度運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)該物體質(zhì)量比靜止時(shí)的質(zhì)量增加了10%，求在地面上觀測(cè)時(shí)，此物體相對(duì)于靜止時(shí)的尺度在運(yùn)動(dòng)方向上縮短了()A91% B10%C18% D9.1%【解析】先根據(jù)質(zhì)速方程：m，由題意得：，再由動(dòng)尺變短公式：ll0，則解得：9.1%.【答案】D8(2014·四川高考)電磁波已廣泛運(yùn)用于很多領(lǐng)域下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法符合實(shí)際的是()A電磁波不能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象B常用的遙控器通過(guò)發(fā)出紫外線脈沖信號(hào)來(lái)遙控電視機(jī)C根據(jù)多普勒效應(yīng)可以判斷遙遠(yuǎn)天體相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)速度D光在真空中運(yùn)動(dòng)的速度在不同慣性系中測(cè)得的數(shù)值可能不同【解析】根據(jù)電磁波的特點(diǎn)解題干涉、衍射是波所特有的現(xiàn)象，所以電磁波能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；常用的遙控器是通過(guò)發(fā)出紅外線來(lái)遙控電視機(jī)的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；利用多普勒效應(yīng)可以判斷遙遠(yuǎn)天體相對(duì)地球的速度，選項(xiàng)C正確；根據(jù)光速不變?cè)?，在不同的慣性系中，光速是相同的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤【答案】C9(多選)關(guān)于電磁波譜，下列說(shuō)法中正確的是()A電磁波中最容易表現(xiàn)出干涉、衍射現(xiàn)象的是無(wú)線電波B紅外線、紫外線、可見(jiàn)光是原子的外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的CX射線和射線是原子的內(nèi)層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的D紅外線的顯著作用是熱作用，溫度較低的物體不能輻射紅外線【解析】波長(zhǎng)越長(zhǎng)的無(wú)線電波波動(dòng)性越顯著，干涉、衍射現(xiàn)象易發(fā)生；紅外線、紫外線、可見(jiàn)光是原子的外層電子受激發(fā)產(chǎn)生的；從電磁波產(chǎn)生的機(jī)理可知射線是原子核受激發(fā)后產(chǎn)生的；不論物體溫度高低都能輻射紅外線，物體的溫度越高，它輻射的紅外線越強(qiáng)【答案】AB10(多選)在LC回路產(chǎn)生電磁振蕩的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A電容器放電完畢時(shí)刻，回路中電場(chǎng)能最小B回路中電流值最大時(shí)刻，回路中磁場(chǎng)能最小C電容器極板上的電荷最多時(shí)，電場(chǎng)能最大D回路中電流值最小時(shí)，電場(chǎng)能最小【解析】電容器放電結(jié)束時(shí)，電容器極板間場(chǎng)強(qiáng)為零，電場(chǎng)能最小，A項(xiàng)說(shuō)法正確；回路中電流最大時(shí)，線圈周圍的磁場(chǎng)最強(qiáng)，磁場(chǎng)能最大，B項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤；電容器極板上的電荷最多時(shí)刻，電場(chǎng)最強(qiáng)，電場(chǎng)能最大，C項(xiàng)說(shuō)法正確；回路中電流最小時(shí)刻，磁場(chǎng)能最小，而電場(chǎng)能最大，故D項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤【答案】AC二、非選擇題(本大題共6小題，共60分)11(8分)如圖2所示是一振蕩電路中的振蕩電流隨時(shí)間變化的圖線，由圖線可知，OA時(shí)間內(nèi)_能轉(zhuǎn)化成_能；AB時(shí)間內(nèi)是電容器_電的過(guò)程；時(shí)刻C時(shí)電容器帶電量為_(kāi)；時(shí)刻D時(shí)線圈內(nèi)的磁通量變化率_圖2【答案】電場(chǎng)磁場(chǎng)充零最大12(8分)(2013·江蘇高考)如圖3所示，兩艘飛船A、B沿同一直線同向飛行，相對(duì)地面的速度均為v(v接近光速c)地面上測(cè)得它們相距為L(zhǎng)，則A測(cè)得兩飛船間的距離_(選填“大于”“等于”或“小于”)L.當(dāng)B向A發(fā)出一光信號(hào)，A測(cè)得該信號(hào)的速度為_(kāi)圖3【解析】根據(jù)長(zhǎng)度的相對(duì)性得LL0所以A測(cè)得兩飛船間的距離L0L.根據(jù)狹義相對(duì)論的基本假設(shè)，光信號(hào)的速度為光速c.【答案】大于c(或光速)13(8分)一個(gè)以2×108 m/s的速度運(yùn)動(dòng)的球(半徑為a)，靜止的人觀察球會(huì)是什么形狀？【解析】與運(yùn)動(dòng)方向垂直的方向上的半徑不變化，故半徑仍為a.沿運(yùn)動(dòng)方向上的軸半徑縮短，根據(jù)ll0得r0.75a，所以沿運(yùn)動(dòng)方向上的半徑變?yōu)?.75a.【答案】球變?yōu)橐粋€(gè)三軸半徑長(zhǎng)度分別為0.75a、a、a的橢球體14(12分)電磁波在真空中傳播時(shí)波長(zhǎng)是20 m，進(jìn)入某一介質(zhì)中傳播時(shí)，其傳播速度為1×108 m/s，求此電磁波在該介質(zhì)中的波長(zhǎng)【解析】電磁波在真空中的傳播速度為c3.0×108 m/s，根據(jù)波速、波長(zhǎng)與頻率的關(guān)系式c0f，得此電磁波的頻率為f Hz1.5×107 Hz，又由vf得電磁波在介質(zhì)中的波長(zhǎng)為 m6.67 m.【答案】6.67 m15(12分)飛機(jī)失事后，為了分析事故的原因，必須尋找黑匣子，而黑匣子在30天內(nèi)能以37.5 kHz的頻率自動(dòng)發(fā)出信號(hào)，人們就可利用探測(cè)儀查找黑匣子發(fā)出的電磁波信號(hào)來(lái)確定黑匣子的位置那么黑匣子發(fā)出的電磁波波長(zhǎng)是多少？若接收電路是由LC電路組成的，其中該接收裝置里的電感線圈L4.0 mH，此時(shí)產(chǎn)生電諧振的電容多大？【解析】由公式：vf得： m8 000 m，再由公式f得：C F4.5×109 F.【答案】8 000 m4.5×109 F16(12分)一枚靜止時(shí)長(zhǎng)30 m的火箭以3 km/s的速度從觀察者的身邊飛過(guò)(1)觀察者測(cè)得火箭的長(zhǎng)度應(yīng)為多少？(2)如果火箭的速度為光速的二分之一，觀察者測(cè)得火箭的長(zhǎng)度應(yīng)為多少？(3)火箭內(nèi)完好的手表走過(guò)了1 min，地面上的人認(rèn)為經(jīng)過(guò)了多少時(shí)間？【解析】(1)由ll，當(dāng)v3×103 m/s時(shí)，l30× m30 m，(2)由ll，當(dāng)v時(shí)，l30× m26 m(3)火箭上時(shí)間t1 min，火箭的速度v3 km/s，所以地面上觀測(cè)到的時(shí)間t min1 min.【答案】(1)約30 m(2)26 m(3)約1 min7