2014屆高考物理專題萬卷檢測：專題十二電磁波與相對論(含解析).doc

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2014年衡水萬卷物理專題十二 電磁波與相對論 一、選擇題 1．關于電磁波，下列說法中不正確的是（ ） A．電磁波既可以在介質中傳播，又可以在真空中傳播 B．只要有變化的電場，就一定能產(chǎn)生電磁波 C．電磁波在真空中傳播時，頻率和波長的乘積是一個恒量 D．振蕩電路的頻率越低，發(fā)射電磁波的本領越大 2．當代人類的生活和電磁波緊密相關，關于電磁波，下列說法正確的是( ) A．只要把帶電體和永磁體放在一起，就會在周圍空間產(chǎn)生電磁波 B．電磁波在傳播過程中，其波速始終保持不變 C．電視機．收音機和手機所接收的信號都屬于電磁波 D．微波爐內所產(chǎn)生的微波不是電磁波，而是波長很短的機械波 3．關于電磁波和機械波，下列說法正確的是( ) A．電磁波和機械波的傳播都需要借助于介質 B．電磁波在任何介質中傳播的速度都相同，而機械波的波速大小與介質密切相關 C．電磁波和機械波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象 D．機械波和電磁波都可以是橫波，也可以是縱波 4．下列關于電磁波的說法正確的是 ( ) A．變化的磁場能夠在空間產(chǎn)生電場 B．電磁波在真空和介質中傳播的速度相同 C．電磁波既可能是橫波，也可能是縱波 D．電磁波的波長．波速．周期的關系為 5．關于電磁場和電磁波，下列說法正確的是（ ） A．電磁場是一種物質，它只能在真空中傳播 B．電磁波在真空中傳播時，它的電場強度和磁感應強度方向互相平行 C．由于微波衍射現(xiàn)象不明顯，所以雷達用它測定物體的位置 D．大氣對藍光的吸收較強，所以天空看起來是藍色的 6．如圖所示的LC振蕩電路中，某時刻線圈中磁場方向向上，且電路的電流正在增強，則此時( ) A．a(chǎn)點電勢比b點高 B．電容器兩極板間場強正在減小 C．電路中電場能正在增大 D．線圈中感應電動勢正在減小 7．電阻R．電容C和電感器L是常用的電子元器件，在頻率為f的交變電流電路中，如圖所示，當開關S依次分別接通R．C．L支路，這時通過各支路的電流有效值相等。若將交變電流的頻率提高 到2f，維持其它條件不變，則下列幾種情況不正確的是（ ） A．通過R的電流有效值不變 B．通過C的電流有效值最大 C．通過L的電流有效值最小 D．通過R．C．L的電流有效值都不變 8．如圖所示的電路中，A、B是完全相同的燈泡，L是電阻可忽略不計的電感線圈。下列說法正確的有( ) A．合上開關S時，B先亮，A后亮，最后一樣亮 B．合上開關S時，通過燈泡A的電流方向是由a到b C．斷開開關S時，B立即熄滅，A過一會才熄滅 D．斷開開關S時，通過燈泡B的電流方向由c到d 9．紅外遙感衛(wèi)星通過接收地面物體發(fā)出的紅外輻射來探測地面物體的狀況。地球大氣中的水汽(H2O)．二氧化碳(CO2)能強烈吸收某些波長范圍的紅外輻射，即地面物體發(fā)出的某些波長的電磁波，只有一部分能夠通過大氣層被遙感衛(wèi)星接收。圖為水和二氧化碳對某一波段不同波長電磁波的吸收情況，由圖可知，在該波段紅外遙感大致能夠接收到的波長范圍為( ) A．2.5～3.5μm B．4～4.5μm C．5～7μm D．8～13μm 10．光纖通信是一種現(xiàn)代通信手段，它可以提供大容量．高速度．高質量的通信服務，目前我國正在大力建設高質量的寬帶光纖通信網(wǎng)絡，下列說法正確的是( ) A．光纖通信用光作為載體來傳遞信息 B．光導纖維傳遞光信號是利用光的衍射原理 C．光導纖維傳遞光信號是利用光的色散原理 D．目前廣泛應用的光導纖維是一種非常細的特制玻璃絲 11．過量接收電磁輻射有害人體健康．按照有關規(guī)定，工作場所受到的電磁輻射強度(單位時間內垂直通過單位面積的電磁輻射能量)不得超過某一臨界值W。若某無線電通訊裝置的電磁輻射功率為P，則符合規(guī)定的安全區(qū)域到該通訊裝置的距離可能為( ) A． B． C． D． 12．電磁波包含了射線．紅外線．紫外線．無線電波等，按波長由長到短的排列順序是（ ） A．無線電波．紅外線．紫外線．射線 B．紅外線．無線電波．射線．紫外線 C．射線．紅外線．紫外線．無線電波 D．紫外線．無線電波．射線．紅外線 13．在地面附近有一高速飛過的火箭，關于地面上的人和火箭中的人觀察到的現(xiàn)象，以下說法正確的是( ) A．地面上的人觀察到火箭變短了，火箭上的時間進程變快了 B．地面上的人觀察到火箭變短了，火箭上的時間進程變慢了 C．火箭上的人觀察到火箭的長度和時間進程均無變化 D．火箭上的人看到地面上的物體長度變小了，時間進程變慢了 14．關于狹義相對論兩個基本假設的說法，正確的是( ) A．相對性原理只適用于力學規(guī)律，其他規(guī)律就不成立了 B．伽利略相對性原理就是狹義相對性原理 C．光速不變原理只是假設，沒有科學實驗依據(jù) D．光速不變原理是對伽利略變換的否定 15．屬于狹義相對論基本假設的是：在不同的慣性系中（ ） A．真空中光速不變 B．時間間隔具有相對性 C．物體的質量不變 D．物體的能量與質量成正比 16．鐵路上使用一種電磁裝置向控制中心傳輸信號以確定火車的位置，能產(chǎn)生勻強磁場的磁鐵被安裝在火車首節(jié)車廂下面，如圖所示（俯視圖）。當它經(jīng)過安放在兩鐵軌間的線圈時，便會產(chǎn)生一個電信號，通過和線圈相連的電壓傳感器被控制中心接收，從而確定火車的位置?，F(xiàn)一列火車以加速度a駛來，則電壓信號關于時間的圖像為 17．如圖所示，一根10m長的梭鏢以相對論速度穿過一根10m長的管子，它們的長度都是在靜止狀態(tài)下測量的．以下哪種敘述準確地描述了梭鏢穿過管子的情況( ) A．梭鏢收縮變短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它 B．管子收縮變短，因此在某些位置上，梭鏢從管子的兩端伸出來 C．兩者都收縮，且收縮量相等，因此在某個位置，管子恰好遮住梭鏢 D．所有這些都與觀察者的運動情況有關 18．一個電容器，帶了電量Q后，兩極板電勢差為U，若它帶的電量減少，則（ ） A．電容為原來，兩極板電壓不變 B．電容為原來2倍，兩極板電壓不變 C．電容不變，兩極板電壓是原來 D．電容不變，兩極板電壓是原來2倍 19．如圖所示，一個閉合鐵心上有初級和次級兩個線圈，每組線圈上各連接兩根平行的金屬導軌，在兩組導軌上各放置一根可沿導軌滑動的金屬棒和，垂直導軌平面存在著磁感應強度分別為和的勻強磁場，磁場的方向和線圈的繞向如圖所示。金屬棒和導軌均接觸良好，那么下面說法中正確的是( ) A．當加速向右滑動時，會向右運動 B．當減速向右滑動時，會向左運動 C．當勻速向右滑動時，會向左運動 D．當減速向右滑動時，會向右運動 20．“示波器”是電工學中的重要儀器，如圖所示為示波器的原理圖，有一電子在電勢差為U1的電場中加速后，垂直射入電勢差為U2的偏轉電場，在滿足電子能射出偏轉電場的條件下，下列四種情況中，一定能使電子的偏轉角變小的是（ ） A．U1變大，U2變大 B．U1變大，U2變小 C．U1變小，U2變大 D．U1變小，U2變小 21．如圖所示，在以坐標原點O為圓心．半徑為R的半圓形區(qū)域內，有相互垂直的勻強電場和勻強磁場，磁感應強度為B，磁場方向垂直于xOy平面向里。一帶正電的粒子（不計重力）從O點沿y軸正方向以某一速度射入，帶電粒子恰好做勻速直線運動，經(jīng)t0時間從P點射出。 （1）求電場強度的大小和方向。 （2）若僅撤去磁場，帶電粒子仍從O點以相同的速度射入，經(jīng)時間恰從半圓形區(qū)域的邊界射出。求粒子運動加速度的大小。 （3）若僅撤去電場，帶電粒子仍從O點射入，且速度為原來的4倍， 求粒子在磁場中運動的時間。 22．如圖所示，勻強磁場中有一矩形閉合線圈abcd，線圈平面與磁場垂直。 已知線圈的匝數(shù)N=100，邊長ab =1.0m．bc=0.5m，電阻r=2。 磁感應強度B在0~1s內從零均勻變化到0. 2T。在1~5s內從0.2T均勻變化到-0.2T，取垂直紙面向里為磁場的正方向。 求: （1）0.5s時線圈內感應電動勢的大小E和感應電流的方向； （2）在1~5s內通過線圈的電荷量q； （3）在0~5s內線圈產(chǎn)生的焦耳熱Q。 萬卷物理答案專題十二 電磁波與相對論 1.BD 2. C 【解析】變化的磁場.電場才能產(chǎn)生電磁波，A項錯；電磁波的傳播速度與介質有關，B項錯；電磁波能夠攜帶信號，用于通訊，C項正確；微波爐內的微波是波長較短的電磁波，D項錯。 3. C 【解析】電磁波的傳播不需要介質，而機械波的傳播需要介質，A項錯；電磁波由某種介質進入另外一種介質時，它的傳播速度將改變，即使是在同一種介質中，波長不同的電磁波其傳播速度也不相同，波長越長，波速越大，B項錯；干涉和衍射是波所特有的現(xiàn)象，電磁波和機械波都能產(chǎn)生干涉和衍射，C項正確；電磁波是橫波，機械波可以是橫波也可以是縱波，D項錯誤。 4.A【命題立意】本題考查電磁波的特點。 【解題思路】變化的電場產(chǎn)生磁場，變化的磁場產(chǎn)生電場，這是麥克斯韋電磁場理論的兩大支柱，A正確；電磁波在真空和介質中傳播的速度不相同，在真空中傳播的速度最大，B錯誤；在傳播方向的任一點，電場與磁場互相垂直，而且二者均與波的傳播方向垂直，電磁波是橫波，C錯誤；電磁波的波長.波速.周期的關系為，D錯誤。 5.C 6. BD 【解析】根據(jù)安培定則，線圈中的電流從b到a，此時電流正在增強，表明電容器正在放電，所以下板帶正電，上板帶負電。a點電勢比b點低，電容器兩極板間場強正在減小，電場能在減小，電流放電變慢，線圈中感應電動勢變小。 7.D 8.AB 9. D 【解析】由圖可知，水對紅外輻射吸收率最低的波長范圍是；二氧化碳對紅外輻射吸收率最低的波長范圍是綜上可知，選D。 10.AD 11.CD 【解析】由題意知，不符合規(guī)定的區(qū)域與安全區(qū)域的臨界面為一球面，設其半徑為R，則有球面積， ，所以。 12.A 13. A 【解析】在地面附近有一高速飛過的火箭，根據(jù)長度縮短效應和時間延緩效應可以知道，地面上的人觀察到火箭變短了，火箭上的時間進程變快了，所以A項是正確的。 14. D 【解析】狹義相對性原理是“在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的”，所以A選項是錯的。伽利略相對性原理是“力學規(guī)律在任何慣性參考系中都是相同的”，所以伽利略相對性原理就是狹義相對性原理的說法是錯的。光速不變原理已經(jīng)被邁克爾孫一莫雷實驗等驗證，是有一定的科學實驗依據(jù)的，所以C選項錯誤。光速不變原理是對傳統(tǒng)伽利略變換的否定，所以D選項是對的。本題正確答案為D項。 15.A 16.D 17. D 【解析】如果你是在相對于管子靜止的參考系中觀察運動著的梭鏢，那么梭鏢看起來就比管子短，在某些位置梭鏢會完全處在管子內部。然而當你和梭鏢一起運動時，你看到的管子就縮短了，所以在某些位置，你可以看到梭鏢兩端都伸出管子。又如你在梭鏢和管子之間運動，運動的速度是在梭鏢運動的方向上，而大小是其一半，那么梭鏢和管子都相對于你運動，且速度的大小一樣，你看到這兩樣東西都縮短了，且縮短的量相同。所以你看到的一切都是相對的——依賴于你的參考系。 18.C 19.AB 20.B 實驗題 大題 21.命題動向：本題考查帶電粒子在磁場.電場及復合場中的運動，考查的運動模型有勻速直線運動.類平拋運動及勻速圓周運動，考查的規(guī)律有物體的平衡.類平拋運動的規(guī)律及帶電粒子在磁場中做圓周運動的規(guī)律，這是對基本運動模型及其規(guī)律的綜合考查。 解析：（1）設帶電粒子的質量為m，電荷量為q，初速度為，電場強度為E?？膳袛喑隽Ｗ邮艿降穆鍌惔帕ρ剌S負方向，于是可知電場強度沿軸正方向 且有 ① 又 ② 則 ③ （2）僅有電場時，帶電粒子在勻強電場中作類平拋運動 在方向位移 ④ 由②④式得 ⑤ 設在水平方向位移為，因射出位置在半圓形區(qū)域邊界上，于是 ， 又由 ⑥ 得 ⑦ （3）僅有磁場時，入射速度，帶電粒子在勻強磁場中作勻速圓周運動，設軌道半徑為，由牛頓第二定律有 ⑧ 又 ⑨ 由③⑦⑧⑨式得 ⑩ 由幾何知識 即 帶電粒子在磁場中運動周期 則帶電粒子在磁場中運動時間 所以 22.（1）感應電動勢磁通量的變化 解得代入數(shù)據(jù)得感應電流的方向為 （2）同理可得感應電流電量 解得代入數(shù)據(jù)得 （3）0-1s內的焦耳熱且 1-5s內的焦耳熱 由，代入數(shù)據(jù)得