【状元之路】高考物理一轮复习 133电磁波相对论同步检测试题(1).docVIP

电磁波相对论a组基础巩固1关于电磁波，下列说法中正确的是()a在真空中，频率越高的电磁波速度越大b在真空中，电磁波的能量越大，传播速度越大c电磁波由真空进入介质，速度变小，频率不变d只要发射电路的电磁振荡停止，产生的电磁波立即消失解析：电磁波在真空中的传播速度都是光速，与频率、能量无关，而在介质中的传播速度要小于在真空中的传播速度一旦电磁波形成了，电磁场就会向外传播，当波源的电磁振荡停止了，只是不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会消失答案：c2结合电磁波传播速度表达式vf，下述结论正确的是()a波长越大，传播速度就越大b频率越高，传播速度就越大c发射能量越大，传播速度就越大d电磁波的传播速度与传播介质有关答案：d3用麦克斯韦的电磁场理论判断，图431中表示电场(或磁场)产生磁场(或电场)的正确图象是()abcd图431解析：周期性变化的磁场，产生周期性变化的电场，它们变化的频率相同但步调不一样，相差周期答案：c4雷达向一定方向发射一微波，经时间t接收到被障碍物反射回来的微波，可知障碍物距雷达的距离为()a.bctc2ctd4ct答案：a5(多选题)判断下列说法正确的是()a在以c竖直方向升空的火箭上向前发出的光，对地速度一定比c大b在以c竖直方向升空的火箭上向后发出的光，对地速度一定比c小c在以c竖直方向升空的火箭上沿水平方向发出的光，对地速度为cd在以c竖直方向升空的火箭上向任一方向发出的光，对地速度都为c解析：根据狭义相对论的基本假设光速不变原理，可知：真空中的光速相对于火箭的速度为c，相对于地面的速度也为c，对不同的惯性系是相同的，因此c、d正确，a、b错误答案：cd6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：电磁波在真空中也能传播，a错；衍射是一切波所特有的现象，b对；电磁波是横波，横波能发生偏振现象，c错；所有波都能传递信息，d错答案：b7(多选题)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，反射性能越强解析：由公式c/f可求得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，电磁波是振荡电场或振荡磁场产生的，波长越短的电磁波，越不容易衍射，反射性能越强答案：acdb组能力提升8红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来探测地面物体的状况地球大气中的水汽(h2o)、二氧化碳(co2)能强烈吸收某些波长范围的红外辐射，即地面物体发出的某些波长的电磁波，只有一部分能够通过大气层被遥感卫星接收图为水和二氧化碳对某一波段不同波长电磁波的吸收情况，由图432可知，在该波段红外遥感大致能够接收到的波长范围为()图432a2.53.5 mb44.5 mc57 m d813 m解析：由题图可知，水对红外辐射吸收率最低的波长范围是813 m；二氧化碳对红外辐射吸收率最低的波长范围是513 m.综上可知，选d.答案：d9(多选题)家用微波炉是一种利用微波的电磁能加热食物的新型灶具，主要由磁控管、波导管、微波加热器、炉门、直流电源、冷却系统、控制系统、外壳等组成接通电源后，220 v交流电经变压器，一方面在副线圈产生3.4 v交流电，对磁控管加热，同时在原线圈产生2 000 v高压电，经整流加到磁控管的阴、阳两极之间，使磁控管产生频率为2 450 mhz的微波微波输送至金属制成的加热器(炉腔)内被来回反射，微波的电磁作用使食物内分子高频地运动而使食物加快受热，并能最大限度地保存食物中的维生素，因此具有加热快、节能、不污染环境、保鲜度好等优点下列说法正确的是()a微波是由振荡电路产生的b微波是原子外层电子受激发产生的c微波炉中变压器高压变压比为11100d微波输出功率为700 w的磁控管每秒内产生的光子数为2.31015个(普朗克常量h6.631034 js)解析：微波是电磁波，是由振荡电路产生的，变压比为220 v2 000 v11100，微波炉产生的光子数为n个4.31026个答案：ac10(1)如图433所示，强强乘坐速度为0.9 c(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0.5 c，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433a0.4 cb0.5 cc0.9 cd1.0 c图434(2)图434是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片，照相机的镜头竖直向上照片中，水立方运动馆的景象呈现在半径r11 cm的圆形范围内，水面上的运动员手到脚的长度l10 cm，若已知水的折射率为n，请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深h.(结果保留两个有效数字)解析：(1)根据爱因斯坦相对论，在任何参考系中，光速不变，d项正确(2)根据题意画出光路图，正确使用物像比是解决本题的关键设照片圆形区域的实际半径为r，运动员的实际长为l，光路如图435所示：图435由折射定律nsinsin90，几何关系sin，物像比，得hr，取l2.2 m，解得h2.1 m .(本题为估算题，在取运动员实际长度时可以有一个范围，但要符合实际，故求得h值可以不同，1.62.6 m均可)答案：(1)d(2)h2.1 m(1.62.6 m都算对)11惯性系s中有一边长为l的正方形，从相对s系沿x轴方向以接近光速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是图436中的_abcd图436答案：c12太阳在不断地向外辐射能量，因而其质量也在不断地减小若太阳每秒钟辐射的总能量为41026 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21027 t比较解析：由太阳每秒钟辐射的能量e可得其在1 s内失去的质量为m kg1010kg.5 000年内太阳总共减小的质量为m5 000365243 6001010 kg70081020 kg.与总质量相比p35041010，比值很微小答案：1010 kg70081020 kg比太阳的质量小得多13如果你想通过同步卫星转发的无线电与对方通话，则在你讲完话后，至少要等多长时间才能听到对方的回话？(已知地球的质量m6.01024 kg，地球半径r6.4106 m，引力常量g6.671011 nm2/kg2)解析：同步卫星是相对地面静止的卫星，它的运动周期t3 60024 s，设卫星离地面距离为h，它绕地球转动的向心力是地球对它的万有引力，即gm(rh)2，所以h r，代入数值，算得h3.59107 m.最短通信距离是发话人和听话人均在同步卫星的正下方，这时无线电信号传播的最短距离为s2h，则最短时间t22s0.48 s.答案：0.48 sc组难点突破14(多选题)如图437所示，在内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环口径的带正电的小球，图437正以速率v0沿逆时针方向匀速转动若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度b随时间成正比例增加的变化磁场，设运动过程中小球带的电荷量不变，那么()a小球对玻璃环的压力不断增大b小球受到的洛伦兹力不断增大c小球先沿逆时针方向做减速运动，过一段时间后，沿顺时针方向做加速运动d洛伦兹力对小球一直不做功解析：本题主要考查了麦克斯韦的电磁理论和楞次定律因为玻璃圆环处于均匀变化的磁场，在周围产生稳定的涡旋电场，对带正电的小球做功，由楞次定律，判断电场方向为顺时针方向，在电场力作用下，小球先沿逆时针方向做减速运动，后沿顺时针方向做加速运动小球在水平面内沿轨迹半径方向受两个力作用：环的弹力fn和磁场的洛伦兹力f洛，而且两个力的矢量和时刻等于小球做圆周运动的向心力，考虑到小球速度大小的变化和方向的变化以及磁场强弱的变化，弹力fn和洛伦兹力f洛不一定始终在增大洛伦兹力始终与圆周运动的线速度方向垂直，所以洛伦兹力对小球不做功，故正确选项是c、d.答案：cd名师心得拱手相赠教学积累资源共享波动图象包含的八大信息图1从简谐波的图象中可知下列物理信息：(1)该时刻各质点的位移(2)质点振动的振幅a.(3)波长(4)若知道波的传播方向，可判断各质点的振动方向如图1所示，设波向右传播，则1、4质点沿y方向运动；2、3质点沿y方向运动，并可画出各质点的振动图象(5)若知道该时刻某质点的运动方向，可判断波的传播方向如图1所示，若质点4向上运动，则可判定该波向左传播(6)若知波速v的大小，可求频率f或周期t，即f.(7)若知频率f或周期t，可求波速v，则vf.(8)若知波速v的大小和方向，可画出后一时刻的波形图，波在均匀介质中做匀速运动，t时间后各质点的运动形式，沿波的传播方向平移xvt，从而判定某质点何时处于波峰(谷)，计算质点在t时间内通过的位移和路程围绕波的图象中体现的信息命题是目前高考中的热点【例1】(多选题)最近两年以来，地震在世界各地频频出现，让人感觉地球正处于很“活跃”的时期地震波既有横波，也有纵波，若我国地震局记录了一列沿x轴正方向传播的地震横波，在t(图中实线)与t0.4 s(图中虚线)两个时刻x轴上33 km区间内的波形图如图2所示，则下列说法正确的是()图2a该地震波的波长为3 mb质点振动的最大周期为0.8 sc该地震波最小波速为5 km/sd从t时刻开始计时，x2 km处的质点比x2.5 km处的质点先回到平衡位置e在t0.2 s时刻，x2 km处的质点位移不一定为0解析：由波形图可知，该地震波的波长为4 km，a错误；因为t(图中实线)与t0.4 s(图中虚线)两个时刻的波形正好相反，故0.4 s(n)t，所以该地震波的最大周期为0.8 s，b正确；由v可知，该地震波的最小波速为5 km/s，c正确；因为地震波沿x轴正方向传播，由图可知，此时x2.5 km处的质点正沿y轴正方向振动，所以d正确；在t0.2 s时刻，x2 km处的质点位移一定为0，e错误答案：bcd二、测定折射率的几种方法1利用n测折射率n测定透明液体的折射率实验器材：圆柱形杯(或桶)一个，细直铁丝一根，直尺一根，短尺一根(小于杯子的截面内直径)实验步骤：图3(1)把细直铁丝pa一端斜插入桶内底面边缘，另一端置于桶上边缘，把短尺沿底面直径ac的方向放于桶内底面上，使铁丝和底面直径ac在同一竖直平面内，如图3所示；(2)铁丝位置固定，把待测液体装满杯子，眼睛沿铁丝的pa方向观察，可以看到底面短尺的b点；(3)用尺子量出ac、oc、oa，从短尺上读出ab，算出bc、ob；(4)则sin1ac/oa，sin2bc/ob，由nsin1/sin2得出折射率n.2利用全反射测折射率(1)测定半圆形玻璃砖的折射率实验器材：半圆形玻璃砖，激光器，量角器，白纸图4实验步骤：如图4所示，把半圆形玻璃砖平放于白纸上，激光垂直于玻璃砖弧形侧面射入，在圆心o所在的直边界面上发生反射和折射逐渐增大光在该界面上的入射角(保持入射点在圆心o处不变)直至折射光消失，发生全反射用量角器量出此时的入射角c(即临界角)，由n1/sinc得玻璃的折射率n.(2)测定水的折射率实验器材：装满水的脸盆一个，圆木塞，大头钉，尺子实验步骤：量出圆木塞的半径r，在圆木塞的圆心处垂直于圆木塞插一枚大头针，让木塞浮于水面上图5调整大头针插入的深度，直至从液面上方各个方向观察，恰好看不到大头针，如图5所示量出大头针的高度h，算出oa，临界角c的正弦sincr/oa，由n1/sinc得水的折射率3用视深法估测折射率(1)水的垂直视深度与实际深度的关系图6如图6所示，水下物s成像于s，物s的实际深度为h，垂直视深度为h，物s发出的光线在水与空气的界面的入射角和折射角分别为2和1.tan1，tan2得，因垂直于水面向下观察，1和2很小，所以有tan1sin1，tan2sin2得n所以s的垂直视深度为h通过测定水的实际深度和垂直视深度代入n，求得水的折射率(2)估测水的折射率图7实验器材：装满水的透明圆柱形玻璃杯一只，尺子，两枚相同的硬币实验步骤：把一桥头硬币投入杯底右侧，如图7所示，双眼垂直向下观察该枚硬币的像，.同时手持另一枚硬币紧靠杯右侧外壁，上下慢慢移动，直至两者无水平视差用直尺测出硬币的垂直视深度h和实际深度h.由nh/h式求