高中物理 第1单元麦克斯韦电磁场理论相对论解测试题

用心 爱心 专心1 第六模块第六模块 第第 1414 章章 第第 1 1 单元单元 一 选择题 1 2009 年广东卷 物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识 推动了科学技术的创 新和革命 促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步 下列表述正确的是 A 牛顿发现了万有引力定律 B 洛伦兹发现了电磁感应定律 C 光电效应证实了光的波动性 D 相对论的创立表明经典力学已不再适用 解析 了解部分物理学史 牛顿发现万有引力定律 法拉第发现电磁感应定律 光电效应 证明了光具有粒子性 相对论的创立表明了经典力学有一定的适用范围 适用于低速 宏观 答案 A 2 2009 年四川卷 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变化的磁场 解析 均匀变化的电场产生稳定的磁场 而非均匀变化的电场产生变化的磁场 本题电 场的变化有以上两种可能 故 D 正确 答案 D 3 2010 年江苏镇江 对相对论的基本认识 下列说法正确的是 A 相对论认为 真空中的光速在不同惯性参照系中都是相同的 B 爱因斯坦通过质能方程阐明了质量就是能量 C 在高速运动的飞船中的宇航员会发现飞船中的钟走得比地球上快 D 我们发现竖直向上高速运动的球在水平方向上变扁了 解析 爱因斯坦的质能方程阐明了质量和能量的相互联系 质量和能量是物体存在的 两种形式 质量和能量是不同的概念 再由相对论的基本原理可知 选项 A 正确 答案 A 二 填空题 用心 爱心 专心2 4 2009 年江苏卷 如图 3 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 3 A 0 4 c B 0 5 c C 0 9 c D 1 0 c 解析 根据爱因斯坦狭义相对论 在任何参考系中光速不变 可知 D 正确 答案 D 三 计算题 5 某收音机接收电磁波的波长范围在 577 m 到 182 m 之间 该收音机 LC 回路的可变 电容器的动片全部旋出时 回路总电容为 39 pF 求 该收音机接收到的电磁波的频率范 围 解析 根据 c f f1 Hz 5 20 105Hz c 1 3 108 577 f2 Hz 1 65 106Hz c 2 3 108 182 所以 频率范围为 5 20 105Hz 1 65 106Hz 答案 5 20 105Hz 1 65 106Hz 6 如图 4 所示为某雷达的荧光屏 屏上标尺的最小刻度对应的时间为 2 10 4 s 雷 达天线朝东方时 屏上的波形如图 4 甲 雷达天线朝西方时 屏上的波形如图 4 乙 问 雷达在何方发现了目标 目标与雷达相距多远 图 4 解析 雷达向东方发射电磁波时 没有反射回来的信号 向西方发射时 有反射回来的 信号 所以目标在西方 目标到雷达的距离 d m 270 km ct 2 3 108 2 10 4 9 2 用心 爱心 专心3 答案 西方 270 km 7 电磁线圈的电流在 t 0 2 s 内的变化 I 1 A 线圈产生的感应电动势为 E 18 mV 由该线圈和一电容器组成的振荡电路所辐射的无线电波波长为 11 3 km 求电容器的电 容 解析 由 E L 得 L 3 6 10 3H I t 又 f Hz v f v 3 108 11 3 103 代入 f 得 C 0 01 F 1 2 LC 答案 0 01 F 8 某收音机调谐电路中 线圈的电感 L 是固定的 可变电容器的电容为 360 pF 时 接收到波长为 600 m 的电台信号 如果要接收波长为 200 m 的电台信号 应将可变电容器 的电容调整为多大 解析 因线圈的电感 L 为定值 根据 LC 回路的频率公式 f 可知收音机先后两 1 2 LC 次接收的电台信号的频率之比为 f1 f2 C2 C1 根据波长与频率的关系式 可得先后两次接收的电台信号的波长之比为 c f 1 2 f2 f1 以上两式联立 可得接收波长为 200 m 的电台信号时 可变电容器的电容值为 C2 2C1 2 360 pF 40 pF 2 1 200 600 答案 40 pF 9 某地的雷达站正在跟踪一架向雷达站匀速飞行的飞机 设某一时刻从雷达站发出电 磁波后到再接收到反射波历时 200 s 经 4 s 后又发出一个电磁波 雷达站从发出电磁波 到再接收到反射波历时 186 s 则该飞机的飞行速度多大 解析 由电磁波发射到接收到反射波历时 200 s 可算出此时飞机距雷达站的距离为 L1 m 3 0 104m 3 0 108 200 10 6 2 经 4s 后 飞机距雷达站的距离为 L2 m 2 79 104m 3 0 108 186 10 6 2 在这 4s 时间内飞机飞过的路程为 用心 爱心 专心4 x L1 L2 0 21 104m 故飞机飞行的速度为 v m s 525m s x t 0 21 104 4 答案 525 m s 10 某雷达工作时 发射电磁波的波长 20 cm 每秒脉冲数 n 5000 每个脉冲持 续时间 t 0 02 s 问电磁波的振荡频率为多大 最大的侦察距离是多少 解析 电磁波在空中的传播速度可认为等于真空中的光速 c 由波速 波长和频率三者 间的关系可求得频率 根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形间的时间间隔 即可求得侦察 距离 为此反射波必须在后一个发射波发出前到达雷达接收器 可见 雷达的最大侦察距离 应等于电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播距离的一半 由 c f 可得电磁波 的振荡频率 f Hz 1 5 109Hz c 3 108 20 10 2 电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播的距离 s c t c t 3 108 1 n 0 02 10 6 m 6 104m 1 5000 所以雷达的最大侦察距离 s 3 104m 30 km s 2 答案 1 5 109 Hz 30 km 11 飞船 A 中宇航员观察到飞船 B 正以 0 4c 的速度尾随而来 已知地面测得飞船 A 的 速度为 0 5c 求 1 地面测得飞船 B 的速度 2 飞船 B 中测得飞船 A 的速度 解析 1 设地面为 S 系 飞船 A 为 S 系 则已知量为 u 0 5c v x 0 4c 求 vx 根据速度合成公式有 vx 0 75c v x u 1 u c2v x 0 4c 0 5c 1 0 5c c2 0 4c 即以地面参考系测得飞船 B 的速度为 0 75c 2 设地面为参照系 S 飞船 B 为 S 系 则 已知量为 u 0 75c vx 0 5c 需要求解的是 v x 根据速度变换公式可得 用心 爱心 专心5 v x 0 4c vx u 1 u c2vx 0 5c 0 75c 1 0 75c c2 0 5c 即飞船 B 测得飞船 A 的速度为 0 4c 由解题过程可以看出 若求在 B 中测得的飞船 A 的速度 就必须先求出在地面测得的飞 船 B 的速度 答案 1 0 75c 2 0 4c 12 1 同时的相对性 一列火车以速度 v 匀速行驶 车头 车尾各有一盏灯 某时刻 路基上的人看见两灯同时亮了 那么车厢顶上的人看见的情况是什么呢 2 长度的相对性 一张宣传画是边长为 5 m 的正方形 一高速列车以 2 108m s 速度 接近此宣传画 在司机看来 这张宣传画是什么样子 3 时间间隔的相对性 远方的一颗星以 0 8c 的速度离开地球 测得它辐射出来的闪光 按 5 昼夜的周期变化 求在此星球上测其闪光周期为多大 解析 1 车头的灯先亮 2 l l