（绝杀2013）高考物理 模拟+权威预测 专题十七电磁波 相对论简介

1 绝杀绝杀 2013 20132013 2013 届高考物理模拟届高考物理模拟 权威预测 专题十七电磁波权威预测 专题十七电磁波 相相 对论简介对论简介 模拟演练模拟演练 1 2012 大同模拟 下列说法中正确的是 A 波的图象表示介质中 某个质点 在 各个时刻 的位移 B 光的偏振现象说明光是横波 C 均匀变化的磁场产生均匀变化的电场 均匀变化的电场产生均匀变化的磁场 D 分别用红光和绿光在同一装置上进行双缝干涉实验 红光的干涉条纹间距大 E 狭义相对论认为 在不同的惯性参考系中 一切物理规律都是相同的 真空中的光速都是 相同的 2 2012 衡阳模拟 下列说法中正确的是 A 雷达是利用超声波的反射来测定物体的位置 B 调谐是电磁波发射的过程 调制是电磁波接收的过程 C 在双缝干涉实验中 若仅将接收光屏平移靠近双缝 则相邻干涉条纹间距变窄 D 考虑相对论效应 一沿自身长度方向高速运动的杆长总比静止时的杆长短 3 2012 南通模拟 下列说法中正确的是 A X 射线穿透物质的本领比 射线更强 B 在电磁波发射技术中 使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调谐 C 根据宇宙大爆炸学说 遥远星球发出的红光被地球接收到时可能是红外线 D 爱因斯坦狭义相对论指出 真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的 4 2012 宿迁模拟 下列说法正确的是 A X 射线的频率比无线电波的频率高 B 用同一装置观察光的双缝干涉现象 蓝光的相邻条纹间距比红光的小 C 根据狭义相对论 地面上的人看到高速运行的列车比静止时变短且矮 D 做简谐运动的单摆摆长增大为原来的 2 倍 其周期也增大为原来的 2 倍 5 2011 南京模拟 关于狭义相对论的说法 不正确的是 A 狭义相对论认为在不同的惯性参考系中 一切物理规律都是相同的 B 狭义相对论认为在一切惯性参考系中 光在真空中的速度都等于 c 与光源的运动无关 C 狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系 2 D 狭义相对论任何情况下都适用 6 2011 海口模拟 根据爱因斯坦质能方程 以下说法错误的是 A 任何核反应 只要伴随能量的产生 则反应前后物质的质量一定不相等 B 太阳不断地向外辐射能量 因而太阳的总质量一定不断减小 C 虽然太阳不断地向外辐射能量 但它的总质量是不可能改变的 D 若地球从太阳获得的能量大于地球向外辐射的能量 则地球的质量将不断增大 7 2011 宝山区模拟 在 19 世纪 60 年代建立经典电磁理论 预言电磁波存在的物理学家是 A 麦克斯韦B 马可尼 C 赫兹D 爱因斯坦 8 2011 宣城模拟 在真空中传播的电磁波 当它的频率增加时 它的传播速度及其波长 A 速度不变 波长减小B 速度不变 波长增大 C 速度减小 波长变大D 速度增大 波长不变 9 2011 宿迁模拟 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考系中都是相同的 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时钟比地球上的时钟走得慢 D 我们发现竖直向上高速运动的球在水平方向上长度变短了 10 2011 银川模拟 对于公式 0 2 m m v 1 c 下列说法中正确的是 A 公式中的 m0是物体以速度 v 运动时的质量 B 当物体运动速度 v 0 时 物体的质量 m m0 即物体的质量改变了 故经典力学不适用 C 当物体以较小的速度运动时 质量变化十分微弱 经典力学理论仍然适用 只有当物体以 接近光速运动时 质量变化才明显 故经典力学适用于低速运动 而不适用于高速运动 D 通常由于物体的速度太小 质量的变化引不起我们的感觉 在分析地球上物体的运动时 不必考虑质量变化 11 2011 海淀模拟 关于电磁场和电磁波 下列叙述中正确的是 A 恒定的电场能够产生电磁波 B 电磁波的传播需要介质 C 电磁波从一种介质进入另一种介质 频率不变 3 D 电磁波的传播过程也传递了能量 12 2011 茂名模拟 下列表述正确的是 A 伽利略通过实验和合理的外推提出质量并不是影响落体运动快慢的原因 B 牛顿最早成功利用实验方法测出了万有引力常量 C 爱因斯坦提出了量子理论 后来普朗克用光电效应实验提出了光子说 D 麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波的存在 由赫兹用实验证实了电磁波的存在 13 2011 潍坊模拟 有关电磁波和声波 下列说法错误的是 A 电磁波的传播不需要介质 声波的传播需要介质 B 由空气进入水中传播时 电磁波的传播速度变小 声波的传播速度变大 C 电磁波是横波 声波也是横波 D 由空气进入水中传播时 电磁波的波长变短 声波的波长变长 14 2011 深圳模拟 根据麦克斯韦电磁场理论 如果在空间某区域有周期性变化的电场 这 个变化的电场就会在周围产生 不同波段的电磁波具有不同的特性 如 红外线具有明显的 效应 紫外线具有较强的 效应 15 2011 扬州模拟 某高速公路自动测速仪装置如图甲所示 雷 达向匀速驶来的汽车发射不连续的电磁波 每次发射时间约为百万 分之一秒 相邻两次发射时间间隔为 t 当雷达向汽车发射电磁波 时 在指示荧光屏上呈现出一个尖波 根据两个波的距离 可以计 算出汽车距雷达的距离 根据自动打下的纸带 如图乙所示 可求 出该汽车的车速 请根据给出的 t1 t t2 c 求出汽车车速表达式 高考预测高考预测 电磁波 相对论简介是高考的非重点和非热点内容 全国各地高考试题在这一部分考的题比 较少 主要呈现以下三点命题趋势 1 相对论属于新增知识 知识较难但要求较低 只需了解即可 2 电磁场理论 电磁波 电磁波谱等知识点的考查重在生产 生活实际中应用的例子 3 这部分知识在高考题中一般以选择题出现 有时可能是其中的一两个选项 对该部分内容的命题预测点如下 考查知识及角度高考预测 电磁场理论 电磁波特点1 4 8 4 电磁波谱及其应用 2 3 狭义相对论基本假设 6 狭义相对论结论应用5 7 1 现代生活中人类与电磁波结下了不解之缘 你认为下列陈述中符合事实的是 A 电磁波是电磁场由产生的区域向远处传播形成的 B 在真空中电磁波的传播速度小于真空中的光速 C 空间有变化的电场 或磁场 存在 一定能形成电磁波 D 把手机放在抽成真空的玻璃盒中 手机接收不到电磁波的信号 所以拨打该手机号码 手 机不会响铃 或振动 2 风云 二号卫星发送回地面的红外云图是由卫星上设置的可以接收云层辐射的红外线的 感应器完成的 云图上的黑白程度是由辐射红外线的云层的温度高低决定的 这是利用了红 外线的 A 穿透性 B 热效应 C 可见性 D 化学效应 3 太阳光中包含的某种紫外线的频率为 f1 VCD 影碟机中读取光盘数字信号的红色激光的频 率为 f2 人体透视使用的 X 光的频率为 f3 则下列结论正确的是 A 这三种频率的大小关系是 f1 f2 f3 B 紫外线是原子的内层电子受激发产生的 C 红色激光是原子的外层电子受激发产生的 D X 光是原子核受激发产生的 4 如图所示是一个水平放置的玻璃圆环形的小槽 槽内光滑 槽的宽 度和深度处处相同 现将一个直径略小于槽宽的带正电的小球放在槽 中 让它获得一个初速度 v0 与此同时 有一个变化的磁场垂直穿过 玻璃环形小槽外径所对应的圆面积 磁感应强度的大小跟时间成正比 例增大 方向竖直向下 设小球在运动过程中电荷量不变 则 A 小球受到的向心力大小不变 B 小球受到的向心力大小不断增大 5 C 磁场力对小球做了功 D 小球受到的磁场力大小与时间成正比 5 爱因斯坦提出了质能方程 揭示了质量与能量的关系 关于质能方程 下列说法正确的是 A 质量和能量可以相互转化 B 当物体向外释放能量时 其质量必定减少 且减少的质量 m 与释放的能量 E 满足 E mc2 C 如果物体的能量增加了 E 那么它的质量相应减少 m 并且 E mc2 D mc2是物体能够放出能量的总和 6 如图所示 考虑几个问题 1 参考系 O 相对于参考系 O 静止时 人看到的光速应是多少 2 参考系 O 相对于参考系 O 以速度 v 向右运动 人看到的光速应是多少 3 参考系 O 相对于参考系 O 以速度 v 向左运动 人看到的光速又是多少 7 人马星座 星是离太阳系最近的恒星 它距地球 4 3 1016 m 设有一宇宙飞船自地球往 返于人马星座 星之间 若宇宙飞船的速度为 0 999c 按地球上的时钟计算 飞船往返一 次需多少年 若以飞船上的时钟计算 往返一次的时间又为多少年 8 目前电能都是通过电网采用有线方式传输的 人们一直梦想能无线传输电能 梦想在日常 生活中实现无线充电 甚至不用电池 现在 一个科学研究小组在实验室中取得了可喜的进 展 也许 人类的这一梦想不久就能实现 1 实现无线传输能量 涉及能量的 传播和接收 2 科学家曾经设想通过高耸的天线塔 以无线电波的形式将电能输送到指定地点 但一直没 有在应用层面上获得成功 其主要原因是这类无线电波 A 在传输中很多能量被吸收 B 在传播中易受山脉阻隔 C 向各个方向传输能量 6 D 传输能量易造成电磁污染 3 如果像无线广播那样通过天线塔输送电能 接收器获得的功率 P 和它到天线塔的距离 R 相 关 实验测得 P 和 R 的部分数据如表 R m 1245x10 P W 1 600400100y2516 表中的 x y 根据表中的数据可归纳出 P 和 R 之间的关系为 4 为研究无线传输电能 某科研小组在 实验室试制了无线电能传输装置 在短距 离内点亮了灯泡 如图所示 实验测得 接 在乙线圈上的电器获得的电能为输入甲线圈 电能的 35 若用该装置给充电功率为 10 W 的电池充电 则损失的功 率为 W 若给甲线圈接入电压为 220 V 的电源 测得该线圈中的电流为 0 195 A 这时接在乙线圈上 的灯泡恰能正常发光 则此灯泡的功率为 W 5 由于在传输过程中能量利用率过低 无线传输电能还处于实验室阶段 为早日告别电线 实现无线传输电能的工业化 还需解决一系列问题 请至少提出两个问题 答案解析答案解析 模拟演练模拟演练 1 解析 选 B D E 波的图象是描述各个质点在同一时刻的位移 振动图象则是表示介质 中 某个质点 在 各个时刻 的位移 选项 A 错 能够发生偏振现象的波是横波 选项 B 正确 均匀变化的磁场 或电场 产生恒定的电场 或磁场 选项 C 错 在同一双缝干涉仪器 上做干涉实验 波长越长干涉条纹间距越大 干涉现象越明显 选项 D 正确 在不同的惯性 参考系中 一切物理规律都是相同的 真空中的光速都是相同的 是狭义相对论的两个基本 假设的内容 选项 E 正确 7 2 解析 选 C D 雷达是利用向目标发射和接收无线电波来测定物体位置的 A 错 电磁波 发射要调制 电磁波接收要调谐 B 错 由干涉条纹间距公式 x d l 可知 l变小 x 变 小 则相邻干涉条纹间距变窄 C 正确 由狭义相对论结论动尺变短可知 高速运动的杆沿 自身长度方向运动杆长变短 故 D 正确 3 解析 选 C D 频率越高穿透本领越强 射线比 X 射线更强 A 错 在电磁波发射技 术中 使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制 B 错 当遥远星球远离地球运动时发出 红光将产生多普勒效应 则被地球接收到的红光可能是波长更长的红外线 C 正确 根据狭 义相对论的基本假设光速不变原理可判断 D 项正确 4 解析 选 A B 根据电磁波谱可知 X 射线的频率比无线电波的频率高 A 正确 波长越长 干涉条纹间距越大 所以蓝光的相邻条纹间距比红光的小 B 正确 根据狭义相对论 地面 上的人看到高速运行的列车比静止时只是沿运动方向变短 C 错 由单摆做简谐运动的周期 公式 T 2 g l 可得 单摆摆长增大为原来的 2 倍 其周期增大为原来的2倍 D 错 5 解析 选 D 狭义相对论认为在不同的惯性参考系中 一切物理规律都是相同的 A 正确 狭义相对论认为在一切惯性参考系中 光在真空中的速度都等于 c 与光源的运动无关 B 正 确 狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系 故 C 正确 D 项错误 6 解析 选 C 由 E mc2知 当能量发生变化时 其质量一定变化 A 正确 太阳向外辐射 能量 其总能量减少 故总质量减小 B 正确 C 错误 地球获得能量后 其能量增大 质量 增大 D 正确 7 解析 选 A 麦克斯韦在 19 世纪 60 年代建立经典电磁理论 并预言了电磁波的存在 A 项正确 马可尼发明了无线电技术 B 项错误 赫兹证实了电磁波的存在 C 项错误 爱因斯 坦用光电效应实验提出了光子说 故 D 项错误 误区警示 由于对物理学史实记忆模糊或审题错误 而将预言电磁波存在的物理学家麦克斯 韦与证明电磁波存在的物理学家赫兹相混淆而误选 C 复习中应熟练掌握物理学史实 8 解析 选 A 电磁波在真空中的传播速度始终为 3 108 m s 与频率无关 由 c f 波 速不变 频率增加 波长减小 故 B C D 错误 A 正确 9 解析 选 A 真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的 A 正确 爱因斯坦通过质能 方程阐明了质量与能量的联系 但不能认为质量就是能量 B 错误 根据相对论可知运动的 8 宇航员观察到地球上的时钟变慢 C 错误 竖直向上高速运动的球在水平方向上长度不变 沿运动方向上的长度才会变短 D 错误 10 解析 选 C D 公式中 m0是物体的静止质量 在 v 远小于光速时 一些量的变化不明显 经典力学依然成立 故选项 A B 错误而 C D 正确 11 解析 选 C D 由麦克斯韦电磁场理论可知 恒定的电场不能产生电磁波 故选项 A 错 误 电磁波在真空中也能传播 故 B 错误 电磁波的频率由波源本身决定 与介质无关 C 项正确 电磁波的传播过程 就是电磁场的传播过程 也是能量的传递过程 故 D 项正确 12 解析 选 A D 伽利略通过实验和合理的外推提出质量并不是影响落体运动快慢的原 因 物体下落的快慢与空气阻力有关 A 项正确 万有引力常量是卡文迪许通过扭秤实验测 定的 选项B 错误 普朗克提出了量子理论 爱因斯坦用光电效应实验提出了光子说 选项 C 错误 麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波的存在 赫兹用实验证实了电磁波的存在 故 D 正确 13 解析 选 C 电磁波本身就是一种物质 它的传播不需要介质 而声波的传播需要介质 选项 A 的说法正确 电磁波由空气进入水中时 传播速度变小 但声波在水中的传播速度比 在空气中大 选项 B 的说法正确 电磁波的传播方向与电场强度 磁感应强度两个振动矢量 的方向都垂直 是横波 而声波是纵波 选项 C 说法错误 电磁波由空气进入水中传播时 波速变小 波长变短 而声波由空气进入水中传播时 波速变大 波长变长 选项 D 的说法 正确 故答案为 C 14 解析 根据麦克斯韦电磁场理论 变化的电场产生磁场 变化的磁场产生电场可知 如 果是周期性变化的电场则产生同频率周期性变化的磁场 答案 同频率周期性变化的磁场 热 荧光 15 解析 第一次测量时汽车距雷达的距离 s1 1 ct 2 第二次测量时汽车距雷达的距离 s2 2 ct 2 两次发射时间间隔为 t 则汽车车速 v 12 12 12 12 c ttsss tt t2ttt t 22 答案 12 12 c tt 2ttt 方法技巧 求解雷达问题需注意的事项 1 雷达确定物体位置的原理是已知无线电波的传播速度为 c 测出从发射无线电波脉冲到接 收到反射回来无线电波的时间 t 就可由公式 2s ct 确定被测物体的距离 s 再根据无线电波 9 的方向和仰角 便可以确定被测物体的位置了 2 雷达既是无线电波的发射端 又是无线电波的接收端 3 雷达使用的无线电波是直线性好 反射性能强的微波波段 4 雷达发射的是不连续的无线电波 即脉冲 每次发射时间短于 1 s 两次发射的时间间 隔约为 0 1 ms 5 障碍物的距离等情况都由显示器直接显示出来 6 当反射波形与发射波形对应的时间间隔等于发射脉冲的时间间隔时 雷达的侦察距离最大 t sc 2 A 7 要增大雷达的最大侦察距离 必须相应地延长发射脉冲的时间间隔 即减少每秒发射的脉 冲数 8 因电磁波在传播过程中不可避免地要损失能量 因此要提高雷达的侦察能力 增大最大侦 察距离 最根本的还在于提高雷达的发射功率 高考预测高考预测 1 解析 选 A 根据麦克斯韦电磁场理论 周期性变化的电场产生周期性变化的磁场 周期 性变化的磁场产生周期性变化的电场 周而复始 由近处向远处传播就形成了电磁波 选项 A 正确 在真空中电磁波的传播速度等于真空中的光速 实际上 光就是某些频率的电磁波 选项 B 错误 如果电场 或磁场 是均匀变化的 那么由变化的电场 或磁场 引起的磁场 或电 场 是稳定的 不能形成电磁波 选项 C 错误 电磁波可以在真空中传播 玻璃并不能屏蔽电 磁波 选项 D 错误 综上所述 本题正确答案为 A 2 解析 选 B 红外线是不可见光 人眼无法觉察到 所以 C 选项错误 它的波长长 频率 低 穿透能力较弱 A 选项错误 它的主要作用是热效应 物体温度越高 向外辐射的红外 线越强 正是利用这一性质得到大气层遥感图的 故 B 选项正确 D 选项错误 3 解析 选 C 根据电磁波谱中各种电磁波产生的原理可知 紫外线 红色激光 属于可见 光 是原子的外层电子受激发产生的 X 光是原子的内层电子受激发产生的 则 C 选项正确 B D 选项错误 红色激光为可见光 紫外线 X 射线为不可见光 三者的频率大小关系是 f2 f1 f3 故 A 选项错误 4 解析 选 B 由麦克斯韦电磁场理论可知 磁感应强度随时间均匀增大时 将产生一个恒 定的感应电场 由楞次定律可知 此电场方向与小球初速度方向相同 由于小球带正电 电 场力对小球做正功 小球的速度逐渐增大 向心力也随着增大 故 A 选项错误 B 选项正 10 确 洛伦兹力对运动电荷不做功 C 选项错误 带电小球所受洛伦兹力 F qBv 随着速度的 增大而增大 同时 B 与 t 成正比