2019高中物理第十五章综合测评（四）电磁波相对论简介（含解析）新人教版 6页

电磁波相对论简介(时间：90分钟　满分：100分)一、选择题(本大题共10小题，每小题4分，共40分)1．关于电磁波，下列说法中错误的是(　　)A．电磁波是横波B．电磁波的传播需要介质C．电磁波能产生干涉和衍射现象D．电磁波中电场和磁场的方向处处相互垂直【解析】　电磁场由近及远传播形成电磁波，电磁波在传播过程中，电场、磁场以及传播方向三者相互垂直，电磁波是一种波，它具有波的一切特征，它能发生反射、折射、干涉、衍射等现象，电磁波在真空中的速度最大，它的传播不需要介质．故A、C、D正确，B错误．【答案】　B2．(2015·亳州高二检测)在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量从最大值变化到零所需的最短时间是(　　)A.　　　　　　　B.C．πD．2π【解析】　LC振荡电路的周期T＝2π，其电容器极板上的电荷量从最大值变化到零所需的最短时间t＝，所以t＝，选项B正确．【答案】　B3．关于机械波和电磁波的比较，下列说法中正确的是(　　)A．它们都能发生反射、折射、干涉、衍射等现象B．它们在本质上是相同的，只是频率不同C．它们可能是横波，也可能是纵波D．机械波的传播速度只取决于介质，跟频率无关；而电磁波的传播速度与介质无关，只与频率有关【解析】　机械波和电磁波都具有波的共同特征，但它们也有着本质的区别，它们的产生、传播的条件都不相同；电磁波是横波，机械波既有横波也有纵波，故A正确，B、C错误；机械波的传播速度仅仅取决于介质的性质，与频率无关，不同频率的电磁波在真空中的传播速度相同，在同一种介质中传播速度一般不同，即传播速度与介质及频率有关，D错误．n【答案】　A4．我国进行第三次大熊猫普查时，首次使用了全球卫星定位系统和RS卫星红外遥感技术，详细调查了珍稀动物大熊猫的种群、数量、栖息地周边情况等，红外遥感利用了红外线的(　　)A．平行性好　　　　　　　B．相干性C．反射性能好D．波长大，易衍射【解析】　红外线的波长较长，衍射现象明显，易透过云雾、烟尘，因此被广泛应用于红外遥感和红外高空摄影，故只有D选项正确．【答案】　D5．一高速列车通过洞口为圆形的隧道，列车上的司机对隧道的观察结果为(　　)A．洞口为椭圆形，隧道长度变短B．洞口为圆形、隧道长度不变C．洞口为椭圆形、隧道长度不变D．洞口为圆形、隧道长度变短【解析】　在运动方向上由于有“尺缩效应”，故隧道长度变短；在垂直运动方向上，没有“尺缩效应”，即洞口为圆形，故选D.【答案】　D6.图1如果你以接近于光速的速度朝某一星体飞行，如图1所示，你可以根据下述哪些变化发觉自己是在运动(　　)A．你的身体在变瘦B．你的心脏跳动在慢下来C．你的高度在变小D．你永远不能由自身的变化知道你的速度【解析】　时间变慢、长度缩短等相对论效应可由地面上的人测得，而飞船上的人相对自己静止，永远测不出这些相对论效应，故不能由此发觉自己在运动，D正确．【答案】　D7．在地面上观测一个物体，由于物体以一定速度运动，发现该物体质量比静止时的质量增加了10%，求在地面上观测时，此物体相对于静止时的尺度在运动方向上缩短了(　　)A．91%B．10%nC．18%D．9.1%【解析】　先根据质速方程：m＝，由题意＝得：＝，再由动尺变短公式：l＝l0，则解得：＝9.1%.【答案】　D8．(2014·四川高考)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【解析】　根据电磁波的特点解题．干涉、衍射是波所特有的现象，所以电磁波能产生衍射现象，选项A错误；常用的遥控器是通过发出红外线来遥控电视机的，选项B错误；利用多普勒效应可以判断遥远天体相对地球的速度，选项C正确；根据光速不变原理，在不同的惯性系中，光速是相同的，选项D错误．【答案】　C9．(多选)关于电磁波谱，下列说法中正确的是(　　)A．电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波B．红外线、紫外线、可见光是原子的外层电子受激发后产生的C．X射线和γ射线是原子的内层电子受激发后产生的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【解析】　波长越长的无线电波波动性越显著，干涉、衍射现象易发生；红外线、紫外线、可见光是原子的外层电子受激发产生的；从电磁波产生的机理可知γ射线是原子核受激发后产生的；不论物体温度高低都能辐射红外线，物体的温度越高，它辐射的红外线越强．【答案】　AB10．(多选)在LC回路产生电磁振荡的过程中，下列说法正确的是(　　)A．电容器放电完毕时刻，回路中电场能最小B．回路中电流值最大时刻，回路中磁场能最小C．电容器极板上的电荷最多时，电场能最大D．回路中电流值最小时，电场能最小n【解析】　电容器放电结束时，电容器极板间场强为零，电场能最小，A项说法正确；回路中电流最大时，线圈周围的磁场最强，磁场能最大，B项说法错误；电容器极板上的电荷最多时刻，电场最强，电场能最大，C项说法正确；回路中电流最小时刻，磁场能最小，而电场能最大，故D项说法错误．【答案】　AC二、非选择题(本大题共6小题，共60分)11．(8分)如图2所示是一振荡电路中的振荡电流随时间变化的图线，由图线可知，O→A时间内________能转化成________能；A→B时间内是电容器________电的过程；时刻C时电容器带电量为________；时刻D时线圈内的磁通量变化率________．图2【答案】　电场　磁场　充　零　最大12．(8分)(2013·江苏高考)如图3所示，两艘飞船A、B沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为v(v接近光速c)．地面上测得它们相距为L，则A测得两飞船间的距离________(选填“大于”“等于”或“小于”)L.当B向A发出一光信号，A测得该信号的速度为________．图3【解析】　根据长度的相对性得L＝L0所以A测得两飞船间的距离L0＝＞L.根据狭义相对论的基本假设，光信号的速度为光速c.【答案】　大于　c(或光速)13．(8分)一个以2×108m/s的速度运动的球(半径为a)，静止的人观察球会是什么形状？【解析】　与运动方向垂直的方向上的半径不变化，故半径仍为a.沿运动方向上的轴半径缩短，根据l＝l0得r＝0.75a，所以沿运动方向上的半径变为0.75a.n【答案】　球变为一个三轴半径长度分别为0.75a、a、a的椭球体14．(12分)电磁波在真空中传播时波长是20m，进入某一介质中传播时，其传播速度为1×108m/s，求此电磁波在该介质中的波长．【解析】　电磁波在真空中的传播速度为c＝3.0×108m/s，根据波速、波长与频率的关系式c＝λ0f，得此电磁波的频率为f＝＝Hz＝1.5×107Hz，又由v＝λf得电磁波在介质中的波长为λ＝＝m＝6.67m.【答案】　6.67m15．(12分)飞机失事后，为了分析事故的原因，必须寻找黑匣子，而黑匣子在30天内能以37.5kHz的频率自动发出信号，人们就可利用探测仪查找黑匣子发出的电磁波信号来确定黑匣子的位置．那么黑匣子发出的电磁波波长是多少？若接收电路是由LC电路组成的，其中该接收装置里的电感线圈L＝4.0mH，此时产生电谐振的电容多大？【解析】　由公式：v＝λf得：λ＝＝m＝8000m，再由公式f＝得：C＝＝F＝4.5×10－9F.【答案】　8000m　4.5×10－9F16．(12分)一枚静止时长30m的火箭以3km/s的速度从观察者的身边飞过．(1)观察者测得火箭的长度应为多少？(2)如果火箭的速度为光速的二分之一，观察者测得火箭的长度应为多少？(3)火箭内完好的手表走过了1min，地面上的人认为经过了多少时间？【解析】　(1)由l′＝l，当v＝3×103m/s时，l′＝30×m≈30m，(2)由l′＝l，n当v＝时，l′＝30×m≈26m(3)火箭上时间Δt′＝1min，火箭的速度v＝3km/s，所以地面上观测到的时间Δt＝＝min≈1min.【答案】　(1)约30m　(2)26m　(3)约1min