2014年高考物理一轮复习章节训练电磁波相对论简介

1、- 1 -2014年高考一轮复习之电磁波 相对论简介一、选择题 (本题共 10 小题，每题 4 分，共 40 分有的小题只有一个选项正确，有的小 题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内 )1关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是( )A. 均匀变化的电场在它的周围产生均匀变化的磁场B. 电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的，且与波的传播方向垂直C. 电磁波和机械波一样依赖于介质传播D. 只要空间中某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波解析： 根据麦克斯韦电磁场理论可知，均匀变化的电场在它的周围产生稳定的磁场，故 选项 A 是错误的.因电磁波中每一处的电场强度和磁

2、感应强度总是互相垂直的.且与波的传 播方向垂直，所以电磁波是横波，故选项B 是正确的.电磁波可以在真空中传播，故选项C是错误的.只要空间中某个区域有振荡的电场或磁场，就在周期性变化的电场周围产生同周 期变化的磁场，周期性变化的磁场周围产生同周期变化的电场，这样由近及远传播，形成了 电磁波，故选项 D 是正确的.答案： BD2. 下列说法正确的是 ()A. 光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一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增加透射光的强度C. 光在介质中的速度大于光在真空中的速度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：由相对论的知识知

3、，A 对；拍摄玻璃窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片是为了 滤去反射光而不是增加透射光的强度，B 错；光在任何介质中的传播速度都比真空中小，C 错；由麦克斯韦的电磁理论，变化的电场一定产生磁场，但不一定产生变化的磁场，如随时间均 匀变化的电场产生稳定的磁场，同样，变化的磁场不一定产生变化的电场.答案： A3. “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.化学效应解析： 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

4、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.- 2 -答案： B4关于电磁波谱，下列说法正确的是 ()A. 伦琴射线是高速电子流射到固体上，使固体原子的内层电子受到激发而产生的B. 丫射线是原子的内层电子受激发产生的C.在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是 丫射线D. 紫外线比紫光更容易发生衍射现象解析： 在电磁波中，无线电波是振荡电路产生的；红外线、可见光、紫外线是原子外层电子受激发产生的；伦琴射线是原子内层电子受激发产生的；丫射线是原子核受激发后产生的从无线电波到 丫射线，

5、频率逐渐增大，波长逐渐减小，而波长越长，越容易发生衍射现 象，因此，紫光比紫外线更容易发生衍射现象，无线电波最容易发生衍射现象答案： A5.太阳光中包含的某种紫外线的频率为fi, 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flf2-答案：D9 .关于电磁波谱特性的下列说法，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. 红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线C. 一切物体都在不停地辐射紫外线D. 红外线容易穿过云雾、烟尘解析：电磁波谱中无线电波波长最长，由于波长越

6、长，波动性越显著，越容易发生干涉、衍射现象，故选项 A 对红外线最显著的作用是热作用，不论物体温度高低，一切物体都能辐射红外线，物体的温度越高，辐射的红外线越强，故选项B 错并不是一切物体都辐射紫外线，选项 C 错红外线的波长较长、衍射能力强，容易穿过云雾、烟尘，故选项D 对.答案：AD10.电子的电荷量为 1.6 X 10 2 C,质量为 9.1X 10 “ kg, 个电子被电压为 10 V 的电 场加速后，关于该电子的质量和速度，以下说法正确的是（）A. 电子的质量不变B. 电子的质量增大C. 电子的速度可以达到 1.9cD. 电子的速度不可能达到 c解析：电子经高电压加速后，速度增大，但

7、不可能达到C,由狭义相对论可知，电子的速度增大，质量增大，故 B D 正确.答案：BD-6 -第H卷（非选择题，共 60 分）二、填空题（本题共 2 小题，每题 8 分，共 16 分）11.中国成功发射和回收了 “神舟”号系列飞船，标志着中国运载火箭的技术水平已跻 身于世界前列.（1）下图中A为某火箭发射场，B为山区，C为城市，发射场正在进行某型号火箭的发射试验，该火箭起飞时质量为 2.20X105kg，起飞推力为 2.75X106N，火箭发射塔高 100 m , 则该火箭起飞时的加速度大小为 _ m/s2;在火箭推力不变的情况下， 若不考虑空气阻力及火箭质量的变化，火箭起飞后，经 _ s 飞

8、离火箭发射塔.（2）为了传播火箭发射的实况，在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号，已知传播无线电广播所用的电磁波的波长为550 m,而传输电视信号所用的电磁波的波长为0.566 m为了不让山区挡住信号传播，使城市居民能收听和收看火箭发射实况，必须通过建在山顶上的转发站来转发_（填“无线电广播信号”或“电视信号”），这是因为：解析：（1）设火箭起飞的加速度大小为a,则由牛顿第二定律有Fmg= ma得a= 2.5 m/s2.设火箭起飞后经t时间飞离发射塔，由匀变速直线运动规律有s=学,t= 4 5 s = 8.94 s.（2）电视信号波长短，沿直线传播，易受山坡阻挡，不易传播.答案：（1）2

9、.5 8.94（2）电视信号；见解析12.“世界物理年”决议的作出是与爱因斯坦的相对论时空观有关.一个时钟，在它与观察者有不同相对速度的情况下，时钟的频率是不同的，它们之间的关系如下图所示由此可知，当时钟和观察者的相对速度达到0.6c（C为真空中的光速）时，时钟的周期大约为_在日常生活中，我们无法察觉时钟周期的变化的现象，是因为观察者相对于时钟的运动速度 _若在高速运行的飞船上有一只表，从地面上观察，飞船上的一切物理、化学过程和生命过程都变 _ （填“快”或“慢”）了.-7 -解析：根据图中数据可知，当时钟和观察者的相对速度达到0.6c时，对应时钟的频率为0.4 Hz ,则周期为 2.5 s

10、.日常生活中，我们无法察觉是因为运动速度远小于光速C.在高速运行状态，时钟变慢.答案：2.5 s远小于光速C慢三、计算题（本题共 4 小题，13、14 题各 10 分，15、16 题各 12 分，共 44 分，计算时必 须有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）13如下图所示为某雷达的荧光屏，屏上标尺的最小刻度对应的时间为2X104s 雷达天线朝东方时， 屏上的波形如图甲； 雷达天线朝西方时， 屏上的波形如图乙.问： 雷达在何 方发现了目标？目标与雷达相距多远？答案：西方 270 km14.人马星座a星是离太阳系最近的恒星，它距地球 4.3X1016m.设有一宇宙飞船自地球往返于人

11、马星座a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A频率/Hz-8 -次需多少时间？如以飞船上的时钟计算，往返一次的时间又为多少？解析：以地球上的时钟计算8s s = 2.87X10 s = 9 年xt=-2X4.3X100.999X3X10-9 -若以飞船上的时钟计算：因为t= t/ 1 v/c2,所以得 t=t1 v/c2= 2.87X1O8X1 0.9992s=1.28X 107s = 0.4 年.答案：9 年 0.4 年15.太阳在不断地向外辐射能量，因而其质量也在不断地减少.若太阳每秒钟辐射的总 能量为 4X1026J，试计算太阳在 1 s 内失去的质量，估

12、算 5 000 年内其质量总共减小了多少,27并与太阳的总质量 2X10 t 比较之.4kg = 9X1010kg.5 000 年内太阳总共减小的质量为410M= 5 000X365X24X3 600X9X10 kg20=7.008X10 kg.与总质量相比20厂厂M7.008X10比值很微小.答案：9X1010kg 7.008X1020kg比太阳的总质量小得多16.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

13、_、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的部分数据如下表：R(m)1245x10解析：由太阳每秒钟辐射的能量E可得其在 1 s 内失去的质量为26E4X10伶M=l-10 -P(W)1600400100y25161上表中的x=_ ,y=_ .2根据表中的数据可归纳出P和R之间

14、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，如下图实验测得，接在乙线圈上的电器获得的电能为输入甲线圈电能的35%.1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.2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，无线传播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，请提出至少两个问题.解析：(1)像电磁波一样，无线传输能量也需要发射、传播和接收的过程.(2) 电磁波可以向各个方向传播，而电能的输送需要定向传播.(3) 由表中的前三组数据和最后一组数据可以看出PR= 1600.将 R= 5 带入上式得P= 64,所以y= 64;将P= 25 带入得 R= 8，所以x= 8.(4) 由题意知，输电效率为n= 35%则戸总总=pn =28.6 W.所以损失的功率为P损损=P总总一P= 28.6 10= 18.6 W.甲线圈输入功率为戸总总=UI= 220X0.19