高考物理一輪基礎復習 電磁波、相對論綜合檢測卷1

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電磁波、相對論綜合檢測卷 一、選擇題(每小題5分，共30分) 1．類比是一種有效的學習方法，通過歸類和比較，有助于掌握新知識，提高學習效率．在類比過程中，既要找出共同之處，又要抓住不同之處．某同學對機械波和電磁波進行類比，總結出下列內容，其中不正確的是(　　) A．機械波的頻率、波長和波速三者滿足的關系，對電磁波也適用 B．機械波和電磁波都能產生干涉和衍射現(xiàn)象 C．機械波的傳播依賴于介質，而電磁波可以在真空中傳播 D．機械波既有橫波又有縱波，而電磁波只有縱波 　解析　D　波長、波速和頻率的關系對任何波都是成立的，對電磁波當然成立，故A選項正確；干涉和衍射是波的特性，機械波、電磁波都是波，這些特性都具有，故B項正確；機械波是機械振動在介質中傳播形成的，所以機械波的傳播需要介質，而電磁波是交替變化的電場和磁場由近及遠的傳播形成的，所以電磁波傳播不需要介質，故C項正確；機械波既有橫波又有縱波，但是電磁波只能是橫波，其證據(jù)就是電磁波能夠發(fā)生偏振現(xiàn)象，而偏振現(xiàn)象是橫波才有的， D項錯誤．故應選D項． 2．下列各組電磁波，按波長由長到短的正確排列是(　　) A．γ射線、紅外線、紫外線、可見光 B．紅外線、可見光、紫外線、γ射線 C．可見光、紅外線、紫外線、γ射線 D．紫外線、可見光、紅外線、γ射線 　解析　B　在電磁波譜中，電磁波的波長從長到短的排列順序依次是：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線，由此可判定B正確． 3．LC振蕩電路中某時刻的磁場方向如圖所示．下列說法錯誤的是 (　　) A．若磁場正在減弱，則電容器上極板帶正電 B．若電容器正在放電，則電容器上極板帶負電 C．若電容器上極板帶正電，則線圈中電流正在增大 D．若電容器正在放電，則電感電動勢正在阻礙電流增大 　解析　C　振蕩電流在電路圖中沿順時針方向，磁場減弱為充電過程，即上極板帶正電，故A對．若此時上極板帶正電，仍為充電，電流在減小，C錯．若電容器正在放電，則電容器下極板帶正電，電流在增大，自感電動勢阻礙電流增大，B、D對．故錯誤的是C. 4．2011年9月29日，“天宮一號”目標飛行器于酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，并在11月3日凌晨順利實現(xiàn)與“神舟八號”飛船的對接任務．艙外的航天員與艙內的航天員近在咫尺，但要進行對話，一般需要利用(　　) A．紫外線 B．無線電波 C．γ射線 D．X射線 　解析　B　根據(jù)電磁波譜理論可知，無線電波的波長最大，最容易發(fā)生衍射，因此，其信號更容易在對話中被捕捉，從而有利于保證通話的質量． 5．下列關于紫外線的幾種說法中，正確的是(　　) A．紫外線是一種紫色的可見光 B．紫外線的頻率比紅外線的頻率低 C．紫外線可使鈔票上的熒光物質發(fā)光 D．利用紫外線可以進行電視機等電器的遙控 　解析　C　由電磁波譜可知紫外線是頻率大于紫光的不可見光，波長小，不易發(fā)生衍射，因此A、B、D錯，但有熒光效應，故C對． 6．如圖所示，按照狹義相對論的觀點，火箭B是“追趕”光的，火箭A是“迎著”光飛行的．若火箭相對地面的速度大小都為v，則兩火箭上的觀察者測出的光速分別為(　　) A．c＋v，c－v B．c，c C．c－v，c＋v D．無法確定 　解析　B　光在真空中的傳播速度不變，恒為c，這是狹義相對論的基本原理之一． 二、非選擇題(共70分) 7．(8分)靜止長度是2 m的物體，以0.8c的速度沿長度方向相對某觀察者勻速運動，此觀察者測量該物體的長度為________m. 　解析　設l0＝2 m，則 l＝l0＝2 m＝1.2 m. 【答案】　1.2 8．(10分)某收音機接收電磁波的波長范圍在577 m到182 m之間，該收音機LC回路的可變電容器的動片全部旋出時，回路總電容為39 pF.求：該收音機接收到的電磁波的頻率范圍． 　解析　根據(jù)c＝λf， f1＝＝ Hz＝5.20105 Hz. f2＝＝ Hz＝1.65106 Hz. 所以，頻率范圍為5.20105～1.65106 Hz. 【答案】　5.20105～1.65106 Hz 9．(10分)如圖所示，長為L的車廂正以速度v勻速向右運動，車廂底面光滑．現(xiàn)有兩只完全相同的小球，從車廂中點以相同的速率v0分別向前、向后勻速運動(相對于車廂)，問： (1)在車廂內的觀察者看來，小球是否同時到達車的前后壁？ (2)在地上的觀察者看來，小球是否同時到達車的前后壁？ 　解析　在車上的觀察者看來，兩小球到達車的前后壁時間均為t＝，即兩小球同時到達車的前后壁； 在地上的觀察者看來，在小球運動的過程中，車也要向前行駛．因此，小球A向后的位移小，運動的時間短，即兩小球并非同時到達車的前后壁． 【答案】　見解析 10．(12分)某雷達工作時，發(fā)射電磁波的波長λ＝20 cm，每秒脈沖數(shù)n＝5 000，每個脈沖持續(xù)時間t＝0.02 μs，問電磁波的振蕩頻率為多少？最大偵察距離是多少？ 　解析　電磁波在空中的傳播速度可認為等于真空中的光速c，由波速、波長和頻率三者間的關系可求得頻率．根據(jù)雷達熒光屏上發(fā)射波形和反射波形間的時間間隔，即可求得偵察距離，為此反射波必須在后一個發(fā)射波發(fā)出前到達雷達接收器．可見，雷達的最大偵察距離應等于電磁波在雷達發(fā)射相鄰兩個脈沖間隔時間內傳播距離的一半． 由c＝λf，可得電磁波的振蕩頻率． f＝＝ Hz＝1.5109 Hz. 電磁波在雷達發(fā)射相鄰兩個脈沖間隔時間內傳播的距離x＝cΔt＝c(－t) ＝3108(－0.0210－6)m＝6104 m. 所以雷達的最大偵察距離x′＝＝3104 m＝30 km. 【答案】　1.5109 Hz　30 km 11．(15分)某居住地A位于某山脈的一邊，山脈的另一邊P處建有一無線電波發(fā)射站，如圖所示．該發(fā)射站可發(fā)送頻率為400 kHz的中波和頻率為400 MHz的微波，已知無線電波在空氣中的傳播速度都為3108 m/s，求： (1)該中波和微波的波長各是多少； (2)發(fā)射站發(fā)出的電磁波是經過干涉還是衍射后到達居住地A處的； (3)若兩種波的接收效果不同，請說明哪一種波的接收效果更好？為什么？ 　解析　(1)由λ＝知，中波波長λ1＝750 m，微波波長λ2＝0.75 m. (2)無線電波繞過山脈到達A處，發(fā)生了衍射現(xiàn)象． (3)頻率為400 kHz的中波接收效果更好，因為它的波長長，衍射現(xiàn)象更明顯． 【答案】　見解析 12．(15分)在LC振蕩電路中，線圈的自感系數(shù)L＝2.5 mH，電容C＝4 μF. (1)該回路的周期多大？ (2)設t＝0時，電容器上電壓最大，在t＝9.010－3 s時，通過線圈的電流是增大還是減小，這時電容器是處在充電過程還是放電過程？ 　解析　(1)T＝2π ＝23.14 s ＝6.2810－4 s. (2)因為t＝9.010－3 s相當于14.33個周期，故<0.33T<，所以當t＝9.010－3 s時，LC回路中的電磁振蕩正處在第二個的變化過程中． t＝0時，電容器上電壓最大，極板上電荷量最多，電路中電流值為零，回路中電流隨時間的變化規(guī)律如圖所示：第一個內，電容器放電，電流由零增至最大；第二個內，電容器被反向充電，電流由最大減小到零． 顯然，在t＝9.010－3 s時，即在第二個內，線圈中的電流在減小，電容器正處在反向充電過程中． 【答案】　(1)6.2810－4 s　(2)減小　充電 - 5 -