專題54 電磁振蕩與電磁波 相對論初步（測）【滿分：110分 時間：90分鐘】一、選擇題（本大題共12小題，每小題5分，共60分。在每小題給出的四個選項中18題只有一項符合題目要求； 912題有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。）1以下說法正確的是： （ ）A光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波B麥克斯韋的電磁場理論說明有電場就會產(chǎn)生磁場，有磁場就會產(chǎn)生電場C相對論認(rèn)為空間和時間與物質(zhì)的運動狀態(tài)無關(guān)D光導(dǎo)纖維中內(nèi)芯的折射率小于外套的折射率【答案】A【名師點睛】此題考查了光的偏振、電磁波、相對論初步以及光導(dǎo)纖維的知識；尤其要注意：只有周期性變化的電場周圍才產(chǎn)生周期性變化的同頻率的磁場，反之亦然，而穩(wěn)定的電場周圍是不產(chǎn)生磁場的，這是易錯的知識2電磁波在生活中有著廣泛的應(yīng)用，不同波長的電磁波具有不同的特性 ，因此也有不同的應(yīng)用。下列器件與其所應(yīng)用的電磁波對應(yīng)關(guān)系不正確的是： （ ）A雷達(dá)-無線電波 B紫外消毒柜-紫外線C手機- X射線 D遙控器-紅外線【答案】C【解析】 雷達(dá)是利用了無線電波中微波來測距的，故A正確；紫外線具有很強的消毒作用，B正確；手機采用的是無線電波，X射線對人體有很大的輻射，不能用于通信；故C錯誤；線外線可以用于遙控器；故D正確【名師點睛】本題考查電磁波的應(yīng)用，要求能掌握各種電磁波的性質(zhì)，并能與相應(yīng)儀器結(jié)合記憶3調(diào)節(jié)收音機的調(diào)諧回路時，可變電容器的動片從全部旋入到完全旋出仍接受不到該波段的某較高頻率的電臺信號，為收到該電臺的信號，則應(yīng)： （ ）A加大電源電壓 B減小電源電壓C增加諧振線圈的圈數(shù) D減小諧振線圈的圈數(shù)【答案】D【解析】 可變電容器的動片從完全旋入到完全旋出，仍然收不到某一較高頻率的電臺信號，因此需要改變調(diào)諧電路的固有頻率，若改變電感線圈匝數(shù)，必須是減小只有減小線圈匝數(shù)，導(dǎo)致自感系數(shù)減小，從而導(dǎo)致固有頻率增大，由電磁振蕩的頻率可知，與電源的電壓無關(guān)，故ABC錯誤，D正確故選D。【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵知道當(dāng)接收電路的固有頻率和收到的電磁波頻率相同時，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強，發(fā)生電諧振以及掌握電磁振蕩的頻率。4關(guān)于電磁波的下列說法，正確的是： （ ）A 電磁波可以在真空中傳播 B 電磁波不能在空氣中傳播C 麥克斯韋第一次通過實驗驗證了電磁波的存在D 法拉第第一次通過實驗驗證了電磁波的存在【答案】A【名師點睛】電磁波的傳播不需要介質(zhì)，也可在不同介質(zhì)中傳播；電磁波首先由詹姆斯·麥克斯韋于1865年預(yù)測出來，而后由德國物理學(xué)家海因里希·赫茲于1887年至1888年間在實驗中證實存在。5要想提高電磁振蕩的頻率，下列辦法中可行的是： （ ）A線圈中插入鐵心 B增加電容器兩板間距離C提高充電電壓 D增加電容器兩板間的正對面積【答案】B【解析】 插入鐵芯，電感L都增大，振蕩電流的頻率降低，故A錯誤；振蕩電流的頻率由LC回路本身的特性決定，增大電容器兩極板的間距，電容減小，振蕩電流的頻率升高，故B正確；升高電容器的充電電壓不能改變振蕩電流的頻率，故C錯誤；增加電容器兩板間的正對面積，電容變大，故頻率變小，故選項D錯誤?！久麕燑c睛】根據(jù)LC振蕩電路的周期可知，要想增大LC振蕩電流的頻率，可減小線圈的自感系數(shù)L或減小電容器的電容C。6下列關(guān)于下列說法正確的是： （ ）A根據(jù)麥克斯韋電磁理論變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場B雷達(dá)是利用電磁波中的長波遇到障礙物時能繞過去的特點來更好的追蹤目標(biāo)的C用紅外線照射時，大額鈔票上用熒光物質(zhì)印刷的文字會發(fā)出可見光D噴氣式飛機和火箭的飛行都是應(yīng)用了反沖的原理【答案】D【名師點睛】這幾個知識點都屬于基礎(chǔ)性的知識，要加強記憶72008年9月27日，我國神舟七號航天員翟志剛首次實現(xiàn)了中國航天員在太空的艙外活動（如圖所示），神舟七號載人航天飛行取得了圓滿成功，這是我國航天發(fā)展史上的又一里程碑。艙外的航天員與艙內(nèi)的航天員近在咫尺，但要進(jìn)行對話，一般需要利用 ： （ ）A直接對話 B紫外線C紅外線 D無線電波【答案】D【解析】 現(xiàn)代的移動通信都是利用無線電波來傳遞信息的故D正確，ABC錯誤故選D【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵知道各種射線的性質(zhì)，知道無線電波可用于通訊，因無線電波可在真空中傳播。8下列說法中，不正確的是： （ ）A電磁波不能在真空中傳播B無線電通信是利用電磁波傳輸信號的C電磁波在真空中的傳播速度等于光速D無線電廣播與無線電視傳播信號的原理相似【答案】A【解析】 電磁波可以在真空中傳播，故A錯誤；電磁波在日常生活中應(yīng)用非常廣泛，其中一個重要的應(yīng)用就是用來傳遞信息，我們現(xiàn)在生活中的移動通信、無線電廣播、電視信號的傳遞，都是通過電磁波來完成的，故BD正確；電磁波在真空中的傳播速度等于光速，故選項C正確。本題選擇錯誤的，故選A。【名師點睛】電磁波可以在真空中傳播，可以實現(xiàn)地面與衛(wèi)星之間的通信電磁波是一個非常大的家族，它們的頻率不同，電磁波會對人體產(chǎn)生傷害。9關(guān)于電磁場與電磁波，以下結(jié)論中正確的是： （ ）A、在電場周圍空間一定能產(chǎn)生磁場，在磁場周圍空間也一定能產(chǎn)生電場B 、電磁波從空氣進(jìn)入水中波長變短C、電磁波的頻率與它傳播的速度大小成正比D、振蕩電場和振蕩磁場交替產(chǎn)生，相互依存，形成不可分離的統(tǒng)一體，即電磁場，而電磁場由近及遠(yuǎn)地傳播，形成電磁波【答案】BD【名師點睛】此題是對麥克斯韋的電磁理論的考查，要知道在變化的電場周圍空間一定能產(chǎn)生磁場，在變化的磁場周圍空間也一定能產(chǎn)生電場；均勻變化的電場周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場；在周期性變化的電場周圍產(chǎn)生周期性變化的磁場。10.下列說法正確的是： （ ）A可利用某些物質(zhì)在紫外線照射下發(fā)出熒光來設(shè)計防偽措施B根據(jù)多普勒效應(yīng)可以判斷遙遠(yuǎn)天體相對于地球的運動速度C光波和無線電波同屬電磁波，光波的頻率比無線電波的頻率低，波長比無線電波的波長大，在真空中傳播的速度都約為30×108 m/sD“和諧號”動車組高速行駛時，在地面上測得的其車廂長度略微變短【答案】ABD【解析】 紫外線可以使熒光物質(zhì)發(fā)出熒光，利用這一特性對鈔票或商標(biāo)進(jìn)行有效的防偽措施，故A正確；只要是波，均有多普勒效應(yīng)現(xiàn)象，根據(jù)多普勒效應(yīng)可以判斷遙遠(yuǎn)天體相對于地球的運動速度，故B正確；光波的頻率比無線電波的頻率高，波長比無線電波的波長短，故C錯誤；動車組高速行駛時，但速度遠(yuǎn)達(dá)不到光速，則不會出現(xiàn)沿車廂長度略微變短的現(xiàn)象，故D正確?！久麕燑c睛】本題考查了原子核式結(jié)構(gòu)模型、紫外線的特征，多普勒效應(yīng)等知識點，屬于熟記內(nèi)容，難度不大，屬于基礎(chǔ)題。11下列說法中正確的是。（選對一個給3分，選對兩個給4分，選對3個給5分。每選錯一個扣3分，最低得分為0分）A光的偏振現(xiàn)象說明光具有波動性，但并非所有的波都能發(fā)生偏振現(xiàn)象B變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場；變化的磁場一定產(chǎn)生變化的電場C在光的雙縫干涉實驗中，若僅將入射光由紅光改為綠光，則干涉條紋間距變窄D某人在速度為0.5c的飛船上打開一光源，則這束光相對于地面的速度應(yīng)為15cE火車過橋要慢行，目的是使驅(qū)動力頻率遠(yuǎn)小于橋梁的固有頻率，以免發(fā)生共振損壞橋梁【答案】ACE【名師點睛】解答此題要知道光的偏振說明光是橫波，具有波動性；變化的電場一定產(chǎn)生磁場，變化的磁場一定產(chǎn)生電場；雙縫干涉實驗中，若波長越長，則干涉條紋間距越寬；由相對論可知，光速不變原理，從而即可求解。12下列說法正確的是_。（選對一個給3分，選對兩個給4分，選對3個給5分。每選錯一個扣3分，最低得分為0分）A波在傳播過程中，質(zhì)點的振動頻率等于波源的振動頻率B當(dāng)某列聲波發(fā)生多普勒效應(yīng)時，相應(yīng)聲源的振動頻率一定發(fā)生變化C物體做受迫振動時，驅(qū)動力頻率越高，受迫振動的物體振幅越大D愛因斯坦狹義相對論指出，真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的EX射線的頻率比無線電波的頻率高【答案】ADE【解析】 波在傳播過程中，質(zhì)點的振動頻率由波源的振動頻率決定故A正確；波在傳播過程中，質(zhì)點的振動頻率由波源的振動頻率決定，當(dāng)某列聲波發(fā)生多普勒效應(yīng)時，相應(yīng)聲源的振動頻率一定不變故B錯誤；物體做受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，當(dāng)系統(tǒng)的固有頻率等于驅(qū)動力的頻率時，振幅達(dá)最大，這種現(xiàn)象稱為共振故C錯誤；愛因斯坦狹義相對論指出，真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的故D正確；根據(jù)電磁波譜的分布可知，X射線的頻率比無線電波的頻率高故E正確故選ADE。【名師點睛】該題考查簡諧振動與機械波、多普勒現(xiàn)象、共振、狹義相對論和電磁波譜等知識點的內(nèi)容，明確系統(tǒng)的固有頻率等于驅(qū)動力的頻率時，振幅達(dá)最大是解題的關(guān)鍵基礎(chǔ)題目。二、非選擇題（本大題共4小題，第13、14題每題10分；第15、16題每題15分；共50分）13（10分）某廣播電臺發(fā)射的無線電波的頻率是60MHz，它的波長是多少？【答案】5m【解析】 無限電波屬于電磁波，速度為，根據(jù)公式可得【名師點睛】做本題的關(guān)鍵是理解無限電波屬于電磁波，速度為光速，以及對公式的熟練14（10分）雷達(dá)在發(fā)射和接收電磁波時，在熒光屏上分別呈現(xiàn)出一個尖形波某型號防空雷達(dá)相鄰兩次發(fā)射電磁波的時間間隔為5×104s雷達(dá)監(jiān)測到一目標(biāo)正向該雷達(dá)勻速飛來，甲、乙兩圖是雷達(dá)跟蹤該目標(biāo)時雷達(dá)監(jiān)視屏上顯示的波形圖象，兩圖時間間隔為30s已知雷達(dá)監(jiān)視屏上相鄰刻線間表示的時間間隔為104s，電磁波在空氣中的傳播速度為3×108m/s，求被監(jiān)視目標(biāo)飛行的速度【答案】500m/s【名師點睛】這是通過實際問題，結(jié)合雷達(dá)圖象考查對速度公式的理解，特別注意電磁波的所走的距離等于2倍的被監(jiān)視目標(biāo)與雷達(dá)的距離15（15分）若某種電磁波在真空中的頻率為15×1015 Hz，試回答下列問題：（1）該電磁波的波長為多少？（2）該電磁波屬于哪個波段？（紅外線波長范圍0.8100 m，紫外線的波長范圍在100400nm）（3）現(xiàn)代科技可以使電磁波在特定介質(zhì)中的傳播速度大大減小當(dāng)頻率為15×1015 Hz的電磁波以900m/s的速度傳播時，問該電磁波的波長變?yōu)槎嗌伲俊敬鸢浮浚?）該電磁波的波長為2×107m（2）該電磁波屬于紫外線波段（3）該電磁波的波長變?yōu)?×1013m【解析】 （1）電磁波在真空中的傳播速度為c=3×108m/s，由波速公式c=f求波長（2）根據(jù)波長確定波段（3）已知電磁波的波速和頻率，由公式v=f求波長解：（1）電磁波在真空中的傳播速度為c=3×108m/s，由波速公式c=f得：=m=2×107m（2）據(jù)題知，該電磁波屬于紫外線波段（3）由v=f得=m=6×1013m【名師點睛】本題要知道所有電磁波在真空中的傳播速度都是c=3×108m/s，波速公式v=f適用于一切波16（15分）如圖所示，一艘海輪用船上天線D向海岸邊的信號接收器A發(fā)送電磁波脈沖信號信號接收器和船上天線的海拔高度分別為AB=H和CD=h船上天線某時刻發(fā)出一個電磁波脈沖信號，接收器接收到一個較強和一個較弱的脈沖，前者是直接到達(dá)的信號，后者是經(jīng)海平面反射后再到達(dá)的信號，兩個脈沖信號到達(dá)的時間間隔為t，電磁波的傳播速度為c，求船上天線發(fā)出此信號時海輪與海岸的距離L【答案】船上天線發(fā)出此信號時海輪與海岸的距離L為答：船上天線發(fā)出此信號時海輪與海岸的距離L為【名師點睛】本題考查了電磁波的傳播，需要先把電磁波的傳播路徑畫出來再結(jié)合幾何關(guān)系求解，難度適中從船上天線D向信號接收器A發(fā)送電磁波脈沖信號，一方面沿直線DA直接傳到A，另一方面經(jīng)過海面E點反射沿折線DEA傳播到A，前者較強，后者較弱，畫出電磁波的傳播路徑，結(jié)合幾何關(guān)系列式即可求解