2014年高考物理一轮复习 章节训练 电磁波　相对论简介

1 20142014 年高考一轮复习章节训练之电磁波年高考一轮复习章节训练之电磁波 相对论简介相对论简介 时间 45 分钟 满分 100 分 一 选择题 8 8 64 1 2010 天津高考 下列关于电磁波的说法正确的是 A 均匀变化的磁场能够在空间产生电场 B 电磁波在真空和介质中传播速度相同 C 只要有电场和磁场 就能产生电磁波 D 电磁波在同种介质中只能沿直线传播 解析 电磁波在真空中传播速度最大 为c 3 108 m s 在介质中传播速度v n c n 为介质折射率 选项 B 错误 均匀变化的电场或磁场 不能产生电磁波 选项 C 错误 电磁 波在均匀介质中沿直线传播 选项 D 错误 答案 A 2 关于电磁波 以下说法正确的是 A 电磁波是能量存在的一种方式 B 电磁波能够传递能量 C 电磁波不是真实的物质 D 微波炉就是用微波的能量来煮饭烧菜的 解析 场是一种看不见 摸不着 但真实存在的客观物质 电磁波是电磁场在周围空间 中传播而形成的 所以也是一种客观物质 答案 C 错误 答案 ABD 3 关于 射线 以下说法中正确的是 A 比伦琴射线频率更高 穿透能力更强 B 用来检测金属材料内部伤痕 裂缝 气孔等 C 利用 射线穿透力强制成金属测厚计来检测金属板的厚度 D 刀 是利用了 射线的强穿透能力 解析 由于 射线是一种比X射线波长更短的电磁波 射线的能量极高 穿透能力 比X射线更强 也可用于金属探伤等 所以选项 A B C 正确 答案 ABC 4 关于电磁波的发射 下列说法中正确的是 A 各种频率的电磁振荡都能辐射电磁波 只是辐射的能量所占振荡总能量的比例不同 罢了 振荡周期越大 越容易辐射电磁波 B 为了有效向外辐射电磁波 振荡电路必须采用开放电路 同时提高振荡频率 C 为了有效向外辐射电磁波 振荡电路不需采用开放电路 但要提高振荡频率 2 D 提高振荡频率和电路开放是发射电磁波的必要手段 振荡电路开放的同时 其振荡 频率也随之提高 解析 电磁波的发射应该采用开放电路 同时频率越高 发射范围越大 答案 B 5 一根 10m 长的梭镖以相对速度穿过一根 10 m 长的管子 它们的长度都是在静止状态 下测量的 以下哪种叙述最好地描述了梭镖穿过管子的情况 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 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 答案 D 6 如下图所示 一辆由超强力电池供电的摩托车和一辆普通有轨电车 都被加速到接 近光速 在我们的静止参考系中进行测量 哪辆车的质量将增大 A 摩托车 B 有轨电车 C 两者都增加 D 都不增加 解析 在相对论中物体质量增大只是发生在给它不断输入能量的时候 而不一定是增加 速度的时候 对有轨电车 能量通过导线 从发电厂源源不断输入 而摩托车的能源却是它 自己带的 能量不断从外界输入有轨电车 但没有能量从外界输给摩托车 能量相应于质 量 所以有轨电车的质量将随速度的增加而增大 而摩托车的质量不会随速度的增加而增 大 3 答案 B 7 把一个静止质量为m0的粒子 由静止加速到 0 6c c为真空中的光速 需做的功为 A 0 18m0c2 B 0 25m0c2 C 0 36m0c2 D 1 25m0c2 解析 加速到 0 6c时 m 1 25m0 粒子的动能为Ek m m0 m0 1 v c 2 c2 0 25m0c2 答案 B 8 如右图所示是一个水平放置的玻璃环形小槽 槽内光滑 槽的宽度和深度处处相 同 现将一直径略小于槽宽的带正电的小球放入槽内 小球以初速度v0开始逆时针运动 与 此同时 有一变化的磁场竖直向下穿过小槽包围的空间 已知磁场均匀增大 小球运动过程 中带电荷量不变 则 A 小球动能不变 B 小球动能增加 C 磁场力对小球做功 D 小球受到的磁场力增加 解析 由麦克斯韦电磁场理论可知 均匀变化的磁场产生恒定的电场 根据楞决定律可 知 产生的电场为逆时针方向 使小球受到的电场力与初速度方向一致 电场对小球做正功 所以小球速度不断增大 动能增加 又根据f qvB可知小球受到的磁场力不断增大 可知 B D 正确 答案 BD 二 计算题 3 12 36 4 9 20 世纪 80 年代初 科学家发明了硅太阳能电池 如果在太空中设立太阳能电站卫星 可 24 h 发电 且不受昼夜气候影响 如右图所示 利用微波 电能转换装置将电能转换 成微波向地面发送 电站卫星最佳位置在离地 1100 km 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 可在地面接收站附近装上保护网或驱逐 音响 不让飞鸟通过 预计在 21 世纪初地球上空将升起电站卫星 地球半径R 6400 km 1 太阳能电池将实现哪种转换 A 光能 微波 B 光能 内能 C 光能 电能 D 电能 微波 2 在 1100 km 高空电站卫星速度约为 A 3 1 km s B 7 2 km s C 7 9 km s D 11 2 km 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 吸收 C 干涉 D 衍射 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 6 若太阳能收集板的硅片每片面积为 4 cm2 可提供电能 50 mW 巨大的收集板电池面 积为 5000 km2 其发电功率是多少 解析 1 硅光电池已作为人造地球卫星的电源 它是实现光能 电能转化的装置 2 卫星电站绕地球做圆周运动 v GM r 5 即v 1 r 根据上式求得v 7 2 km s 3 微波属于电磁波 4 微波波长短 它的衍射 干涉很难形成 反射特别显著 也称直线波 金属能反射 电磁波 因而不受影响 5 微波是频率很高的电磁波 在生物体内可引起涡流 由于电站的功率很大 相应地 涡流产生的热量足以将鸟热死 6 太阳能电池板的发电功率为 P 50 10 3 W 6 25 108 kW 5000 1010 4 答案 1 C 2 B 3 C 4 A 5 D 6 6 25 108 kW 10 某雷达工作时 发射电磁波的波长 20 cm 每秒脉冲数n 5 000 个 每个脉冲 持续的时间t 0 02 s 问电磁波的振荡频率为多少 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射前到达雷达接收器 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 1 5 109 Hz 电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播的距离为s c t 6 104 m 所以雷达的最大侦察距离s 3 104 m 30 km s 2 答案 1 5 109 Hz 30 km 11 设想地球上有一观察者测得一宇宙飞船以 0 60c的速率向东飞行 5 0 s 后该飞船 将与一个以 0 80c的速率向西飞行的彗星相碰撞 试问 1 飞船中的人测得彗星将以多大的速率向它运动 2 从飞船中的时钟来看 还有多少时间允许它离开航线 以避免与彗星碰撞 解析 1 取地球为S系 飞船为S 系 向东为x轴正向 则S 系相对S系的速度 v 0 60c 彗星相对S系的速度ux 0 80c 由速度变换可得所求结果 所以u x 0 946c 即彗星以 0 946c的速率向飞船靠近 v ux vux c2 1 2 把t0 t 0 0 时的飞船状态视为一个事