高考物理一轮复习 第12章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论 第4讲 电磁波与相对论课时作业 新人教版.doc

电磁波与相对论一、选择题(17题为单选题，810题为多选题)1(2014四川理综)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根据多普勒效应可以判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答案：c解析：只要是波就产生衍射现象，a错误；常用的遥控器是发出红外线来遥控电视机的，b错误；多普勒效应可判断物体的相对运动速度，c正确；由爱因斯坦相对论知识知，光在任何惯性系中的速度都相同，d错误。2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改变的技术叫做解调c用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光d变化的电场可以产生磁场答案：d解析：雷达是用微波测定物体的位置的设备，a错；使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制，b错；使钞票上的荧光物质发出可见光的是紫外线，c错；根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场可以产生磁场，d正确。3在如图所示的电路中，l是直流电阻可以忽略的电感线圈，lc振荡电路的振荡周期为t。原来开关s是闭合的，在某一时刻(t0)把开关s断开，则在0到这段时间内，下列叙述正确的是()a电容器c放电，a板上的正电荷逐渐减少，lc电路中的电流逐渐增大，t时电流达到最大b电容器c放电，a板上的正电荷逐渐减少，lc电路中的电流逐渐减小，t时电流达到最大c电容器c被充电，b板上的正电荷逐渐增多，lc电路中的电流逐渐减小，t时电流为零d电容器c被充电，a板上的正电荷逐渐增多，lc电路中的电流逐渐减小，t时电流为零答案：c解析：由于线圈的直流电阻可忽略，所以在断开开关s之前，电容器是被短路的，不带电。断开开关s，由于电感线圈的自感现象的发生，电容器就开始被充电，lc电路中的电流沿顺时针方向，所以b板被充上正电荷，随着时间的延长，充电电流逐渐减小，但b板上的正电荷逐渐增多，到t时电流为零。故选项c正确。4隐形飞机的原理是：在飞机研制过程中设法降低其可探测性，使之不易被敌方发现、跟踪和攻击。根据你所学的物理知识，判断下列说法中正确的是()a运用隐蔽色涂层，无论距你多近的距离，即使你拿望远镜也不能看到它b使用吸收雷达电磁波材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现c使用吸收雷达电磁波涂层后，传播到复合金属机翼上的电磁波在机翼上不会产生感应电流d主要是对发动机、喷气尾管等因为高温容易产生紫外线辐射的部位采取隔热、降温等措施，使其不易被对方发现和攻击答案：b解析：雷达向外发射电磁波，当电磁波遇到飞机时发生反射，雷达通过接收反射回来的电磁波，就可以测定飞机的位置，所以要想降低飞机的可探测性，可以使用吸收雷达电磁波材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小很弱，很难被发现，故b正确。5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ba先被照亮cc先被照亮d无法判断答案：c解析：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，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，故只有c正确。6如图所示，一根10 m长的梭镖以光速穿过一根10 m长的管子，它们的长度都是在静止状态下测量的，以下正确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答案：d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。7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答案：a解析：狭义相对论的基本假设有：(1)狭义相对论的相对性原理：一切彼此做匀速直线运动的惯性参考系，对于描写运动的一切规律来说都是等价的；(2)光速不变原理：对任一惯性参考系，真空中的光速都相等，所以只有a项正确。8下列说法中正确的是()a人耳能听见的声波比超声波更易发生衍射b光的色散现象都是由光的干涉引起的c根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定可以产生电磁波d光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大答案：ad解析：超声波的频率较大，波长较小，所以人耳能听见的声波比超声波更易发生衍射，选项a正确；光的色散现象都是由光的折射引起的，选项b错误；根据麦克斯韦的电磁场理论，周期性变化的电场周围才可以产生电磁波，选项c错误；光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，这样才能使得光在光导纤维丝的内芯发生全反射，选项d正确。9应用麦克斯韦的电磁理论判断下列表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图象中(每个选项中的上图是表示变化的场，下图是表示变化的场产生的另外的场)，正确的是()答案：bc解析：a图中的上图磁场是稳定的，由麦克斯韦的电磁理论可知周围空间不会产生电场，a图中的下图是错误的。b图中的上图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，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，且相位相差，c图是正确的。d图的上图是振荡的电场，在其周围空间产生振荡的磁场，但是下图中的图象与上图相比较，相位相差，故不正确，所以只有b、c两图正确。10关于电磁波谱，下列说法正确的是()a电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波b紫外线的频率比可见光低，长时间照射可以促进钙的吸收，改善身体健康cx射线和射线的波长比较短，穿透力比较强d红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线答案：ac解析：无线电波的波长长，易发生衍射现象，a正确。紫外线的频率比可见光高，b错。任何物体都能辐射红外线，d错。故选a、c。二、非选择题11相对论认为时间和空间与物质的速度有关；在高速前进中的列车的中点处，某乘客突然按下手电筒，使其发出一道闪光，该乘客认为闪光向前，向后传播的速度相等，都为c，站在铁轨旁边地面上的观察者认为闪光向前、向后传播的速度_(选填“相等”或“不等”)。并且，车上的乘客认为，手电筒的闪光同时到达列车的前、后壁，地面上的观察者认为电筒的闪光先到达列车的_(选填“前”或“后”)壁。答案：相等后解析：根据光速不变原理，站在铁轨旁边地面上的观察者认为闪光向前、向后传播的速度相等；地面上的观察者认为，由于列车运动，电筒的闪光先到达列车的后壁。12“世界物理年”决议的作出与爱因斯坦的相对论时空观有关。一个时钟，在它与观察者有不同相对速度的情况下，时钟的频率是不同的，它们之间的关系如图所示。由此可知，当时钟和观察者的相对速度达到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现象，是因为观察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，从地面上观察，飞船上的一切物理、化学过程和生命过程都变_(填“快”或“慢”)了。答案：2.5s远小于光速c慢解析：根据题图中数据可知，当时钟和观察者的相对速度达到0.6c时，对应时钟的频率为0.4hz，则周期为2.5s。日常生活中，我们无法察觉是因为运动速度远小于光速c。在高速运行状态下，时钟变慢。1380年代初，科学家发明了硅太阳能电池，如果在太空设立太阳能卫星电站，可24小时发电，且不受昼夜气候的影响。利用微波电能转换装置，将电能转换成微波向地面发送，卫星电站的最佳位置在离地1100km的赤道上空，微波定向性很好，飞机通过微波区不会发生意外，但微波对飞鸟是致命的。可在地面站附近装上保护网或驱逐音响，不让飞鸟通过。预计在21世纪初地球上空将建起卫星电站。(地球半径r6400km)(1)太阳能电池将实现哪种转换()a光能微波b光能热能c光能电能d电能微波(2)在1100km高空的电站卫星的速度约为()a3.1km/sb7.2km/sc7.9km/sd11.2km/s(3)微波指()a超声波b次声波c电磁波d机械波(4)飞机外壳对微波的哪种作用，使飞机安全无恙()a反射b折射c衍射d干涉(5)微波对飞鸟是致命的，这是因为微波的()a电离作用b穿透作用c生物电作用d产生强涡流答案：(1)c(2)b(3)c(4)a(5)d解析：(1)太阳能电池是把光能转化为电能的装置；(2)据v，第一宇宙速度v17.9km/s，设卫星电站速度为v2，则v2v17.97.2(km/s)(3)运用电磁波谱知识可知，微波是电磁波的一部分。(4)微波波长较短，易于反射。(5)微波的频率很高，这样的电磁波在生物体内可引起涡流，由于卫星电站功率很大，相应地涡流产生的能量很大，足以将鸟热死。14在6000m的高空大气层中产生了一个介子，以速度v0.998c飞向地球，介子在自身静止参照系中的寿命为2106s，问在地球上的观察者和介子静止参照系中的观察者看来，介子能否到达地球。答案：可以解析：在地球参照系，根据时间间隔的相对性有：t地球上的观察者得到介子的寿命为ts3.16105s飞行距离：dvt9.46103m6 000m介子可以到达地球在介子静止参照系，根据长度的相对性ll0有：介子到地球的距离为ll06 000m379m需要时间ts1.27106s2106s介子可以到达地球15雷达测距防撞控制系统(distronic，简称dtr)是用脉冲电磁波来测定目标的位置和速度的设备。某机场引导雷达发现一架飞机正向雷达正上方匀速飞来，已知该雷达显示屏上相邻刻度线之间的时间间隔为1.0104s，某时刻雷达显示屏上显示的波形如图甲所示，a脉冲为发射波，b脉冲为目标反射波，经t170s后雷达向正上方发射和被反射的波形如图乙所示，则该飞机的飞行速度约为多少？答案：306m/s解析：由图示信息知，比较远时，脉冲波显示的距离为sm6104m当到达正上方后，距离为sm3104m由于开始时飞机在斜上方，后来飞机到达正上方，所以该飞机的速度为vm/s306m/s。16研究高空宇宙射线时，发现了一种不稳定的基本粒子，称为介子，质量约为电子质量的273倍，它带有一个电子电荷量的正电荷或负电荷，称为或，若参考系中介子处于静止，它们的平均寿命为2.56108s，设介子以0.9c的速率运动，求：(1)在实验室参考系中观测到的该粒子的平均寿命。(2)在实验室参考系中观测到