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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 梯級演練 強技提能 3電磁波相對論簡介 滬科版選修3-4 1.(xx紹興模擬)下列說法正確的是(　　) A.接收電磁波時首先要進行調(diào)制 B.變化的電場不一定能產(chǎn)生變化的磁場 C.麥克斯韋預(yù)言并用實驗證實了電磁波的存在 D.電磁波在介質(zhì)中的傳播速度由介質(zhì)決定,與頻率無關(guān) 2.(xx上海高考)電磁波與機械波具有的共同性質(zhì)是(　　) A.都是橫波　　　　　　　　　B.都能傳輸能量 C.都能在真空中傳播 D.都具有恒定的波速 3.目前雷達發(fā)出的電磁波頻率多在200～1 000 MHz的范圍內(nèi),下列關(guān)于雷達和電磁波的說法正確的是(　　) A.真空中,上述頻率范圍的電磁波的波長在30～150 m之間 B.電磁波是由均勻變化的電場或磁場產(chǎn)生的 C.波長越短的電磁波,越容易繞過障礙物,便于遠距離傳播 D.測出電磁波從發(fā)射到接收的時間,就可以確定障礙物的位置 4.(多選)關(guān)于電磁波譜,下列說法正確的是(　　) A.電磁波中最容易表現(xiàn)出干涉、衍射現(xiàn)象的是無線電波 B.紫外線的頻率比可見光低,長時間照射可以促進鈣的吸收,改善身體健康 C.X射線和γ射線的波長比較短,穿透力比較強 D.紅外線的顯著作用是熱作用,溫度較低的物體不能輻射紅外線 5.(多選)(xx西安模擬)在電磁波發(fā)射技術(shù)中,使電磁波隨各種信號而改變的技術(shù)叫調(diào)制,調(diào)制分調(diào)幅和調(diào)頻兩種。在圖甲中有A、B兩幅圖,在收音機電路中天線接收下來的電信號既有高頻成分又有低頻成分,經(jīng)放大后送到下一級,需要把高頻成分和低頻成分分開,只讓低頻成分輸入下一級,如果采用如圖乙所示的電路,圖乙中虛線框a和b內(nèi)只用一個電容器或電感器。以下關(guān)于電磁波的發(fā)射和接收的說法中,正確的是(　　) A.在電磁波的發(fā)射技術(shù)中,甲圖中A是調(diào)幅波 B.在電磁波的發(fā)射技術(shù)中,甲圖中B是調(diào)幅波 C.在圖乙中a是電容器,用來通高頻阻低頻,b是電感器,用來阻高頻通低頻 D.在圖乙中a是電感器,用來阻交流通直流,b是電容器,用來阻高頻通低頻 6.(xx揚州模擬)如圖所示,質(zhì)量與身高均相同的甲、乙兩人分別乘坐速度為0.6c和0.8c(c為光速)的飛船同向運動。則下列說法中正確的是(　　) A.乙觀察到甲身高變高 B.甲觀察到乙身高不變 C.若甲向乙揮手,則乙觀察到甲動作變快 D.若甲向乙發(fā)出一束光進行聯(lián)絡(luò),則乙觀察到該光束的傳播速度為0.2c 7.(1)慣性系S中有一邊長為l的正方形(如圖A所示),從相對S系沿x方向以接近光速勻速飛行的飛行器上測得該正方形的圖像是(　　) (2)在一飛船上測得飛船的長度為100m,高度為10m。當飛船以0.60c的速度從你身邊經(jīng)過時,按你的測量,飛船的高為　　　m,長為　　　m。 8.(1)下列關(guān)于愛因斯坦質(zhì)能關(guān)系式的說法中,正確的是(　　) A.只有運動物體才具有能量,靜止物體沒有質(zhì)能 B.一定的質(zhì)量總是和一定的能量相對應(yīng) C.E=mc2中能量E其實就是物體的動能 D.由ΔE=Δmc2知質(zhì)量與能量可以相互轉(zhuǎn)化 (2)設(shè)宇宙射線粒子的能量是其靜止能量的k倍,則粒子運動時的質(zhì)量等于其靜止質(zhì)量的　　　倍,粒子運動速度是光速的　　　　倍。 9.(1)下列關(guān)于電磁波的說法正確的是(　　) A.電磁波必須依賴介質(zhì)傳播 B.電磁波可以發(fā)生衍射現(xiàn)象 C.電磁波不會發(fā)生偏振現(xiàn)象 D.電磁波無法攜帶信息傳播 (2)相對論認為時間和空間與物質(zhì)的速度有關(guān);在高速前進中的列車的中點處,某乘客突然按下手電筒,使其發(fā)出一道閃光,該乘客認為閃光向前、向后傳播的速度相等,都為c,站在鐵軌旁邊地面上的觀察者認為閃光向前、向后傳播的速度　　　　(選填“相等”或“不等”)。并且,車上的乘客認為,手電筒的閃光同時到達列車的前、后壁,地面上的觀察者認為手電筒的閃光先到達列車的　　　(選填“前”或“后”)壁。 10.(1)有兩只對準的標準鐘,一只留在地面上,另一只放在高速飛行的飛船上,則下列說法正確的是(　　) A.飛船上的人看到自己的鐘比地面上的鐘走得慢 B.地面上的人看到自己的鐘比飛船上的鐘走得慢 C.地面上的人看到自己的鐘比飛船上的鐘走得快 D.因為是兩只對準的標準鐘,所以兩鐘走時快慢相同 (2)遠方的一顆星以0.8c的速度離開地球,在地球上測得它輻射出來的閃光按5晝夜的周期變化,則在此星球上測其閃光周期為多大? 11.(1)(多選)你站在一條長木桿的中央附近,并且看到木桿落在地上時是兩頭同時落地。所以,你認為這木桿是平著落到了地上。而此時飛飛同學(xué)正以接近光速的速度從木桿前面掠過,如圖所示。她看到(　　) A.兩端同時落地　　　　　　B.A端比B端先落地 C.B端比A端先落地 D.木桿是向右傾斜著落地的 (2)一張宣傳畫是邊長為5m的正方形,一高速列車以2108m/s速度接近此宣傳畫,在司機看來,這張宣傳畫是什么樣子? 答案解析 1.【解析】選B。接收電磁波時首先要進行調(diào)諧,A錯誤;均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場,B正確;麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在,赫茲用實驗證實了電磁波的存在,C錯誤;電磁波在介質(zhì)中的傳播速度與介質(zhì)和頻率都有關(guān)系,D錯誤。 2.【解題指南】解答本題時應(yīng)注意理解以下兩點： (1)電磁波與機械波具有的共同性質(zhì)是都能傳輸能量; (2)具有波的共性。 【解析】選B。電磁波是橫波,但機械波有橫波也有縱波,A錯誤;機械波的傳播需要介質(zhì),兩者在不同介質(zhì)中波速不同,C、D錯誤;電磁波與機械波具有的共同性質(zhì)是都能傳輸能量,B正確。 3.【解析】選D。由λ=可知波長范圍是0.3～1.5 m,A錯;電磁波是由周期性變化的電場或磁場產(chǎn)生的,B錯;波長越短的電磁波,越不容易繞過障礙物,不便于遠距離傳播,C錯;測出電磁波從發(fā)射到接收的時間,由s=c就可以計算出障礙物的位置,D對。 4.【解析】選A、C。電磁波中無線電波的波長最長,最容易發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象,A對;紫外線的頻率比可見光高,但長時間照射會傷害眼睛和皮膚,B錯;X射線和γ射線的波長比較短,穿透力比較強,C對;溫度低的物體也會輻射紅外線,D錯。 【加固訓(xùn)練】 (xx上海高考)電磁波包含了γ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、γ射線 B.紅外線、無線電波、γ射線、紫外線 C.γ射線、紅外線、紫外線、無線電波 D.紫外線、無線電波、γ射線、紅外線 【解析】選A。在電磁波譜中,無線電波波長最長,γ射線波長最短。A正確,B、C、D錯誤。 5.【解析】選A、C。A圖像中高頻振蕩的振幅隨信號而變,為調(diào)幅波,B圖像中高頻振蕩的頻率隨信號而變,為調(diào)頻波,A正確。檢波電路的作用為通低頻阻高頻,故a為電容較小的高頻旁路電容器,b為高頻扼流圈,C正確。 6.【解析】選B。由長度的相對性知,在垂直于運動方向上,人的身高不變,A錯誤,B正確;由時間間隔的相對性知,若甲向乙揮手,則乙觀察到甲動作變慢,C錯誤;由光速不變原理可知,若甲向乙發(fā)出一束光進行聯(lián)絡(luò),則乙觀察到該光束的傳播速度仍為c,D錯誤。 【加固訓(xùn)練】 對相對論的基本認識,下列說法正確的是(　　) A.相對論認為：真空中的光速在不同慣性參考系中都是相同的 B.愛因斯坦通過質(zhì)能方程闡明了質(zhì)量就是能量 C.在高速運動的飛船中的宇航員會發(fā)現(xiàn)飛船中的鐘走得比地球上的慢 D.我們發(fā)現(xiàn)豎直向上高速運動的球在水平方向上變扁了 【解析】選A。愛因斯坦的質(zhì)能方程闡明了質(zhì)量和能量的相互聯(lián)系,質(zhì)量和能量是物體存在的兩種形式,質(zhì)量和能量是不同的概念,B錯誤;再由相對論的基本原理可知,選項A正確,C、D錯誤。 7.【解析】(1)選C。由l=l0得,正方形沿x軸方向的長度變短(沿y軸方向尺寸不受影響),所以選C。 (2)因為長度收縮只發(fā)生在運動方向上,與運動垂直的方向上沒有這種效應(yīng),故測得的飛船的高度仍為原來的高度10m。設(shè)飛船原長為l0,觀測到飛船的長度為l,則根據(jù)尺縮效應(yīng)有 l=l0=100m=80m。 答案：(1)C　(2)10　80 【總結(jié)提升】求解“長度的相對性”問題的兩點注意 (1)“動尺縮短”是沿運動方向上的長度比其相對靜止時測量的長度要短一些,這種長度收縮并非幻覺,并非看上去短了,它的確變短了,它與物體的具體組成和結(jié)構(gòu)無關(guān),當物體運動的速度越接近光速,這種收縮效應(yīng)就變得越顯著。 (2)在具體計算中要明確,長度收縮指的是只在物體運動方向上的長度收縮,在垂直于運動方向上的長度沒有變化。 8.【解析】(1)選B。物體具有的質(zhì)量與質(zhì)量對應(yīng)的能量稱為質(zhì)能,E=mc2表明質(zhì)量與能量之間存在一一對應(yīng)的關(guān)系,物體吸收或放出能量,則對應(yīng)的質(zhì)量會增加或減少,質(zhì)量與能量并沒有相互轉(zhuǎn)化,D錯誤,B正確。靜止的物體也具有能量,稱為靜質(zhì)能E0,E0=m0c2,m0叫作靜質(zhì)量;E=mc2中能量E包括靜質(zhì)能E0和動能Ek。兩能量之差就是物體的動能Ek,即Ek=E-E0,A、C錯誤。 (2)依據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程E=mc2,宇宙射線粒子的能量是其靜止能量的k倍,則其質(zhì)量等于其靜止質(zhì)量的k倍;再由相對論質(zhì)量公式m=得=。 答案：(1)B　(2)k　 9.【解析】(1)選B。電磁波具有波的共性,可以發(fā)生衍射現(xiàn)象,故B正確。電磁波是橫波,能發(fā)生偏振現(xiàn)象,故C錯。電磁波能攜帶信息傳播,且傳播不依賴介質(zhì),在真空中也可以傳播,故A、D錯。 (2)根據(jù)光速不變原理,站在鐵軌旁邊地面上的觀察者認為閃光向前、向后傳播的速度相等;地面上的觀察者認為,由于列車運動,手電筒的閃光先到達列車的后壁。 答案：(1)B　(2)相等　后 10.【解析】(1)選C。無論是飛船上的人還是地面上的人,只要鐘與人有相對運動,人觀察到鐘都會變慢。飛船上的人看到地面上的鐘比自己的鐘走得慢,A錯;地面上的人看到飛船上的鐘比自己的鐘走得慢,B錯,C對;兩只對準的標準鐘,不同的觀察者來看,走時快慢可能不同,D錯。 (2)因為Δt=, 所以Δτ=Δt,Δt=5晝夜,v=0.8c, 所以Δτ=5=3(晝夜) 答案：(1)C　(2)3晝夜 【總結(jié)提升】求解“時間間隔的相對性”問題的兩點注意 (1)“動鐘變慢”是兩個不同慣性系進行時間比較的一種效應(yīng),不要認為是時鐘的結(jié)構(gòu)或精度因運動而發(fā)生了變化。 (2)運動時鐘變慢完全是相對的,在它們上面的觀察者都將發(fā)現(xiàn)對方的鐘變慢了。 11.【解析】(1)選C、D。令飛飛同學(xué)所在的參考系靜止,則人和桿所在的參考系將向BA方向運動,在桿下落的同時,假設(shè)在AB的中央有一光源開始發(fā)光,且光源向右運動經(jīng)過桿落地時間后,B距光源比A距光源近了,根據(jù)光速不變原理可知,光到達B所用時間比A短,故B事件先發(fā)生,即B先落地;至于木桿向哪傾斜也是相對的,從飛飛的角度看,木桿是向右傾斜著落地的。 (2)l=l0=5m≈3.7m,在垂直運動方向沒有相對性,所以看到的是一張3.75m2的宣傳畫。 答案：(1)C、D　(2)3.75m2的畫