2020届高考物理一轮复习 第12章 5 第五节 电磁波 相对论简介课后达标能力提升 新人教版 6页

‎5 第五节 电磁波 相对论简介 ‎(建议用时：60分钟)‎ 一、选择题 ‎1．(2018·扬州中学高三检测)下列说法中正确的有(　　)‎ A．交通警察通过发射超声波测量车速，利用了波的干涉原理 B．在双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则相邻干涉条纹间距变宽 C．单缝衍射中，缝越宽，条纹越亮，衍射现象也越明显 D．单缝衍射中，缝越宽，条纹越亮，但衍射现象越不明显 解析：选BD．交通警察通过发射超声波测量车速，利用了多普勒效应，选项A错误；在双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，入射光的波长变大，由Δx＝λ知，相邻干涉条纹间距变宽，选项B正确；单缝衍射中，缝越宽，条纹越亮，衍射现象越不明显，选项C错误，选项D正确．‎ ‎2．理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好．这里的“神灯”是利用(　　)‎ A．紫外线具有很强的荧光作用 B．紫外线具有杀菌消毒作用 C．X射线有很强的贯穿力 D．红外线具有显著的热效应 解析：选D．“神灯”又称红外线灯，主要是用于促进局部血液循环，它利用的是红外线的热效应，使人体局部受热，血液循环加快，因此选择D．‎ ‎3．下列选项与多普勒效应有关的是(　　)‎ A．科学家用激光测量月球与地球间的距离 B．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速 C．技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡 D．交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度 解析：选BD．当观察者与测量对象无相对运动时，不发生多普勒效应，A、C错误；当观察者与测量对象有相对运动时，发生多普勒效应，根据接收频率的变化来测速，故B、D正确．‎ ‎4．(2018·江苏省高考冲刺卷(四))爱因斯坦1905年提出狭义相对论，1915年提出广义相对论，使人们进一步认识了光的本性．下列关于光的说法中正确的是(　　)‎ A．光能在弯曲的光导纤维中传播，说明光在同种均匀介质中是沿曲线传播的 B．白光照射到DVD片表面时出现彩色是因为光具有波动性 C．某参考系中的两处同时发光，在另一惯性参考系中观察一定也是同时发光 6‎ D．真空中的光速在不同惯性参考系中相同，因此光的频率与参考系无关 解析：选B．光在光导纤维中传播是利用了全反射原理，A错误；白光照射到DVD片上时发生了薄膜干涉，因此呈彩色，只有波才能发生干涉，故B正确；某参考系中的两处同时发光，但如果发生了相对运动，这两处在另一惯性参考系中不一定同时发光，C错误；在任何参考系中光速都是相同的，但光的频率与参考系有关，D错误．‎ ‎5．关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是(　　)‎ A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息 B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波 C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同 D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同 解析：选B．声波、电磁波都能传递能量和信息，A项错误；在手机通话过程中，既涉及电磁波又涉及声波，B项正确；可见光属于电磁波，“B超”中的超声波是声波，波速不同，C项错误；红外线波长较X射线波长长，故D项错误．‎ ‎6．下列关于红外线的说法中正确的是(　　)‎ A．不同的物体辐射红外线的波长和强度相同，所以不可以在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射 B．可以利用红外线的热效应对物体进行烘干 C．利用红外线波长较长，容易发生衍射的特点进行远距离和高空摄影 D．纸币在红外线的照射下可以发出荧光 解析：选BC．红外线是一种光波，一切物体都在不停地对外辐射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强一些．由于红外线的热效应，可用来烘干，又由于坦克、舰艇、人体等一切物体都在不停地发射红外线，并且不同的物体所辐射的红外线，其波长和强度不同，故在夜间或浓雾天气可通过红外线探测器来接收信号，并用电子仪器对接收到的信号进行处理，或用对红外线敏感的照相底片进行远距离摄影和高空摄影，就可察知物体的形状和特征．所以选项A错误，B、C正确．纸币在紫外线照射下能发生荧光，D错误．‎ ‎7．目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内．下列关于雷达和电磁波的说法正确的是(　　)‎ A．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0．‎3 m至1．‎5 m之间 B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的 C．测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离 D．波长越短的电磁波，衍射性能越强 解析：选AC．由公式v＝λf可得，λmin＝＝ m＝0．‎3 m，λmax＝＝ m＝1．‎5 m，A正确；电磁波是由周期性变化的电场或磁场产生的，B 6‎ 错误；由雷达的工作原理可知C正确；波长越短的电磁波，传播的直线性越好，衍射性能越差，而电磁波中的无线电波波长最长，最容易表现出衍射现象D错误．‎ ‎8．在以下各种说法中，正确的是(　　)‎ A．一单摆做简谐运动，摆球相继两次通过同一位置时的速度必相同 B．机械波和电磁波本质上不相同，但它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象 C．横波在传播过程中，相邻的波峰通过同一质点所用的时间为一个周期 D．变化的电场一定产生变化的磁场；变化的磁场一定产生变化的电场 解析：选BC．因速度是矢量具有方向性，相继两次经过同一位置时速度大小相同而方向不一定相同，A错．反射、折射、干涉和衍射现象是波的特性，B正确．波动周期等于质点的振动周期，C正确．均匀变化的电场产生恒定的磁场，D错．‎ ‎9．下列说法正确的是(　　)‎ A．麦克斯韦预言了光是横波，并且首次用实验验证了光是横波 B．高速运动的飞船中的宇航员发现地面的时钟变慢了 C．在磁场中做圆周运动的带电粒子会发出电磁波 D．过强或过长时间的紫外辐射、X射线或γ射线的作用，会对人体(眼睛、皮肤、血液、神经系统、生殖系统等)造成危害 解析：选BCD．麦克斯韦预言了光是电磁波，证明光是电磁波的是赫兹，马吕斯用光的偏振实验证明了光是横波，A错；由爱因斯坦的相对论可知，B对；在磁场中做圆周运动的带电粒子产生周期性变化的电场，又会产生周期性变化的磁场，并向外传播，即会产生电磁波，C对；过强或过长时间的紫外辐射、X射线或γ射线的作用，会对人体造成危害，D对．‎ ‎10．‎ ‎(2018·南京模拟)如图所示，一根‎10 m长的梭镖以相对论速度穿过一根‎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：选D．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，‎ 6‎ 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．‎ ‎11．(2018·扬州市高三调研测试)下列说法中正确的是(　　)‎ A．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度 B．X射线能够穿透物质，可以用来检查人体内部器官 C．当波源与观察者互相靠近时，观察者接收到的波的频率会变低 D．第四代移动通信系统(‎4G)采用1 880～2 690 MHz间的四个频段，该电磁波信号的磁感应强度随时间是均匀变化的 解析：选B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以减小反射光的强度，A项错误；当波源与观察者互相靠近时，观察者接收到的波的频率会变高，C项错误；传播信号的电磁波的磁场是周期性变化的，D项错误；B项说法正确，故选B．‎ ‎12．‎ ‎(2018·南京师大附中高三模拟考试)如图所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，与秋千静止时相比(　　)‎ A．女同学从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变高 B．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高 C．女同学在C点向右运动时，她感觉哨声音调不变 D．女同学在C点向左运动时，她感觉哨声音调变低 解析：选AD．根据多普勒效应，当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率变高；当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率变低．当女同学从A向B运动过程中，她向声源靠近，所以她感到哨声音调变高，故A正确；当女同学从E向D运动过程中，她远离声源，所以她感到哨声音调变低，故B错误；女同学在C点向右运动时，她有靠近声源的趋势，所以她感到哨声音调变高，故C错误；女同学在C点向左运动时，有远离声源的趋势，所以她感到哨声音调变低，故D正确．‎ 二、非选择题 ‎13．(2018·苏锡常镇四市调研)‎ 如图所示，一列火车以速度v 6‎ 相对地面运动．如果地面上的人测得：地面上一只光源发出的闪光同时到达车厢的前壁和后壁，则火车上的人测得此闪光先到达________(填“前壁”或“后壁”)，这两束闪光的传播速度________(填“相等”或“不相等”)．‎ 解析：由于地面上的人测得此闪光同时到达前后两壁，而在光向前后两壁传播的过程中，火车要相对于地面向前运动一段距离，所以光源发光的位置一定离前壁较近，这个事实对于车上、车下的人都是一样的，在车上的人看来，既然发光点离前壁较近，各个方向的光速又都是一样的，当然闪光先到达前壁；由光速不变原理可知光速相等．‎ 答案：见解析 ‎14．一艘太空飞船静止时长度为l，它以0．‎8c(c为真空中的光速)的速度沿长度方向飞行经过地球．飞船上观测者测得该飞船的长度________l，地球上的观测者测得飞船上发来的光信号的速度________c．(均填“大于”“等于”或“小于”)‎ 解析：由于飞船上的观测者相对飞船是静止的，所以测得飞船的长度等于l；由光速不变原理可知观测者测得飞船上发来的光信号的速度等于c．‎ 答案：见解析 ‎15．(1)你站在一条长木杆的中央附近，并且看到木杆落在地上时是两头同时落地．所以，你认为这木杆是平着落到了地上．而此时飞飞同学正以接近光速的速度从木杆前面掠过，如图所示．她看到________．‎ A．两端同时落地　　　 B．A端比B端先落地 C．B端比A端先落地 D．木杆是向右倾斜着落地的 ‎(2)一张宣传画是边长为‎5 m的正方形，一高速列车以2×‎108 m/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)远方的一颗星以0．‎8c的速度远离地球，在地球上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)令飞飞同学所在的参考系静止，则人和杆所在的参考系将向BA方向运动，在杆下落的同时，假设在AB的中央有一光源开始发光，且光源向右运动经过杆落地时间后，B距光源比A距光源近了，根据光速不变原理可知，光到达B所用时间比A短，故B事件先发生，即B先落地；至于木杆向哪倾斜也是相对的，从飞飞的角度看，木杆是向右倾斜着落地的．‎ ‎(2)l＝l0＝5× m≈3．‎7 m，‎ 在垂直运动方向没有相对性，所以看到的是一张3．7×‎5 m2‎的宣传画．‎ 6‎ ‎(3)因为Δt＝，所以Δτ＝Δt·，Δt＝5昼夜，v＝0．‎8c，所以Δτ＝5×＝3(昼夜)．‎ 答案：(1)CD　(2)3．7×‎5 m2‎的宣传画　(3)3昼夜 6‎