专题12电磁波与相对论

1、物理专题十二电磁波与相对论一、选择题 关于电磁波，下列说法中不正确的是（）电磁波既可以在介质中传播，又可以在真空中传播只要有变化的电场，就一定能产生电磁波电磁波在真空中传播时，频率和波长的乘积是一个恒量振荡电路的频率越低，发射电磁波的本领越大 当代人类的生活和电磁波紧密相关，关于电磁波，下列说法正确的是（）只要把带电体和永磁体放在一起，就会在周围空间产生电磁波电磁波在传播过程中，其波速始终保持不变电视机.收音机和手机所接收的信号都属于电磁波微波炉内所产生的微波不是电磁波，而是波长很短的机械波3 .关于电磁波和机械波，下列说法正确的是（）电磁波和机械波的传播都需要借助于介质B .电磁波在任何介质

2、中传播的速度都相同，而机械波的波速大小与介质密切相关电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象机械波和电磁波都可以是横波，也可以是纵波 下列关于电磁波的说法正确的是（）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的速度相同电磁波既可能是横波，也可能是纵波电磁波的波长.波速.周期的关系为v=T 关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（）电磁场是一种物质，它只能在真空中传播电磁波在真空中传播时，它的电场强度和磁感应强度方向互相平行由于微波衍射现象不明显，所以雷达用它测定物体的位置大气对蓝光的吸收较强，所以天空看起来是蓝色的如图所示的LC振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路的电流正在增

3、强，则此时（）a点电势比b点高电容器两极板间场强正在减小电路中电场能正在增大线圈中感应电动势正在减小电阻R.电容C和电感器L是常用的电子元器件，在频率为f的交变电流电路中，如图所示，当开关S依次分别接通R. C. L支路，这时通过各支路的电流有效值相等。若将交变电流的频率提高到2f,维持其它条件不变，则下列几种情况不正确的是（） TOC o 1-5 h z 通过R的电流有效值不变一B .通过C的电流有效值最大二 S !c.通过l的电流有效值最小占）R 丁弓LD.通过R. C. L的电流有效值都不变如图所示的电路中，A、B是完全相同的灯泡，L是电阻可忽略不计的电感线圈。下列说法正确的有（）合上开

4、关S时，B先亮，A后亮，最后一样亮合上开关S时，通过灯泡A的电流方向是由a到b断开开关S时，B立即熄灭，A过一会才熄灭断开开关S时，通过灯泡B的电流方向由c到d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，由图可知，在该波段红外遥感大致能够接收到的波长范围为()2.53.5pm44.5pm57pm813pm100吸收的,吸收（）100ao1 3 5 7 9 11 13

5、松 m)1 3 5 7 9 11 13 x(um)光纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量.高速度.高质量的通信服务，目前我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络，下列说法正确的是（）光纤通信用光作为载体来传递信息光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理光导纤维传递光信号是利用光的色散原理。.目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝过量接收电磁辐射有害人体健康.按照有关规定，工作场所受到的电磁辐射强度（单位时 间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过某一临界值W。若某无线电通讯装置的 电磁辐射功率为P,则符合规定的安全区域到该通讯装置的距离可能为（）A B矗焉 D:点电磁波包含了y射

6、线.红外线.紫外线.无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是（）无线电波.红外线.紫外线.y射线红外线.无线电波.y射线.紫外线y射线.红外线.紫外线.无线电波紫外线.无线电波.y射线.红外线在地面附近有一高速飞过的火箭，关于地面上的人和火箭中的人观察到的现象，以下说法正确的是（）地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变快了地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变慢了火箭上的人观察到火箭的长度和时间进程均无变化火箭上的人看到地面上的物体长度变小了，时间进程变慢了关于狭义相对论两个基本假设的说法，正确的是（）A.相对性原理只适用于力学规律，其他规律就不成立了B .伽利略相对性原理就是狭

7、义相对性原理C.光速不变原理只是假设，没有科学实验依据D光速不变原理是对伽利略变换的否定 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铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置，能产生匀强磁场的磁铁被安装在火车首节车厢下面，如图所示（俯视图）。当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便 会产生一个电信号，通过和线圈相连的电压传感器被控制中心接收，从而确定火车的位置。 现一列火车以加速度a驶来，则电压信号关于时间的图像为如图所示，一根10m长的梭镖以相对论速度穿过一根10m长的管子，它们的长度都是在静止

8、状态下测量的.以下哪种叙述准确地描述了梭镖穿过管子的情况（）梭镖收缩变短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它管子收缩变短，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，管子恰好遮住梭镖所有这些都与观察者的运动情况有关一个电容器，带了电量Q后，两极板电势差为U，若它带的电量减少Q，则（）A.电容为原来，两极板电压不变B.电容为原来2倍，两极板电压不变2C.电容不变，两极板电压是原来1D.电容不变，两极板电压是原来2倍2如图所示，一个闭合铁心上有初级和次级两个线圈，每组线圈上各连接两根平行的金属导轨，在两组导轨上各放置一根可沿导轨滑动的金属棒匕和气，垂直导轨平面

9、存在着磁感应 强度分别为Bi和B2的匀强磁场，磁场的方向和线圈的绕向如图所示。金属棒和导轨均接触良好，那么下面说法中正确的是（）当L2加速向右滑动时，气会向右运动当L2减速向右滑动时，%会向左运动当%匀速向右滑动时，L2会向左运动当%减速向右滑动时，L2会向右运动“示波器”是电工学中的重要仪器，如图所示为示波器的原理图，有一电子在电势差为U1的电场中加速后，垂直射入电势差为U2的偏转电场，在满足电子能射出偏转电场的条件下，下列四种情况中，一定能使电子的偏转角变小的是（A.U1变大，U2变大B.U1变大，U2变小C.U1变小，U2变大D.U1变小，U2变小21.如图所示，在以坐标原点O为圆心.半

10、径为R的半圆形区域内，有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直于xOy平面向里。一带正电的粒子（不计重力）从O点沿y轴正方向以某一速度射入，带电粒子恰好做匀速直线运动，经t0时间(1)求电场强度的大小和方向。(2)t ,，一 若仅撤去磁场，带电粒子仍从O点以相同的速度射入，经才时间恰从半圆形区域的边界射出。求粒子运动加速度的大小。(3)若仅撤去电场，带电粒子仍从O点射入，且速度为原来的4倍，求粒子在磁场中运动的时间。从P点射出。22.如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场垂直。已知线圈的匝数N=100，边长ab =1.0m. bc=0.5m，电阻r=2

11、 。磁感应强度B在01s内从零均匀变化到0. 2T。在15s内从0.2T均匀变化到-0.2T，取垂直纸面向里为磁场的正方向。求：（1） 0.5s时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向;（2）在15s内通过线圈的电荷量q；（3）在05s内线圈产生的焦耳热Q。万卷物理答案专题十二电磁波与相对论BDC【解析】变化的磁场.电场才能产生电磁波，A项错；电磁波的传播速度与介质有关，B 项错；电磁波能够携带信号，用于通讯，C项正确；微波炉内的微波是波长较短的电磁波， D项错。C【解析】电磁波的传播不需要介质，而机械波的传播需要介质，A项错；电磁波由某种 介质进入另外一种介质时，它的传播速度将改变，即使是

12、在同一种介质中，波长不同的电 磁波其传播速度也不相同，波长越长，波速越大，B项错；干涉和衍射是波所特有的现象， 电磁波和机械波都能产生干涉和衍射，C项正确；电磁波是横波，机械波可以是横波也可 以是纵波，D项错误。A【命题立意】本题考查电磁波的特点。【解题思路】变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，这是麦克斯韦电磁场理论的两大支 柱，A正确；电磁波在真空和介质中传播的速度不相同，在真空中传播的速度最大，B错误； 在传播方向的任一点，电场与磁场互相垂直，而且二者均与波的传播方向垂直，电磁波是横 波，C错误；电磁波的波长.波速.周期的关系为v=，D错误。T TOC o 1-5 h z CBD【解析

13、】根据安培定则，线圈中的电流从b到a，此时电流正在增强，表明电容器正 在放电，所以下板带正电，上板带负电。a点电势比b点低，电容器两极板间场强正在减 小，电场能在减小，电流放电变慢，线圈中感应电动势变小。DABD【解析】由图可知，水对红外辐射吸收率最低的波长范围是8: 13mm ；二氧化碳对红外 辐射吸收率最低的波长范围是5: 13mm综上可知，选D。ADCD【解析】由题意知，不符合规定的区域与安全区域的临界面为一球面，设其半径为R， 则有球面积S = 4兀R2， W = P，所以R =工。S4兀WAA【解析】在地面附近有一高速飞过的火箭，根据长度缩短效应和时间延缓效应可以知 道，地面上的人观

14、察到火箭变短了，火箭上的时间进程变快了，所以A项是正确的。D【解析】狭义相对性原理是“在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的”所 以A选项是错的。伽利略相对性原理是“力学规律在任何惯性参考系中都是相同的”，所 以伽利略相对性原理就是狭义相对性原理的说法是错的。光速不变原理已经被迈克尔孙一 莫雷实验等验证，是有一定的科学实验依据的，所以C选项错误。光速不变原理是对传统 伽利略变换的否定，所以D选项是对的。本题正确答案为D项。ADD【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

15、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。又如你在梭镖和管 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一一依赖于你的参考系。CABB实验题大题命题动向：本题考查带电粒子在磁场.电场及复合场中的运动，考查的运动模型有匀速直线运动.类平抛运动及匀速圆周运动，考查的规律有物体的平衡.类平抛 运动的规律及带电粒子在磁场中做圆周运动的规律，这是对基本运动 模型及其规律的综合考查。解析：（1）设带电粒子的质量为m，电荷量为q，初速度为u，电场强度为E。可判断出粒 子受到的洛伦磁力沿轴负方向，于是可知电场强度沿x轴正方向且有qE = qu B又R =U %则E = BR0（2）仅有电场时，带电粒子在匀强电场中作类平抛运动在y方向位移 y = u 3由式得y =-2设在水平方向位移为n因射出位置在半圆形区域边界上，于是x =买R ,又2由 x = 2 a（g）24V3R a =120（3）仅有磁场时，入射速度u = 4u，带电粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动，设轨道半径为r，由牛顿