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2019年高中物理 第十四章 第十五章 電磁波 相對論簡介 章末測試雙基限時練 新人教版選修3-4 說明：本測試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分，考試時間90分鐘，滿分100分． 第Ⅰ卷(選擇題) 一、選擇題(本題包括10小題，每小題5分，共50分．每小題至少有一個選項符合題目要求，全部選對得5分，選對但不全的得3分，錯選或不答的得0分) 1．在電視發(fā)射端，由攝像管攝取景物并將景物反射的光轉(zhuǎn)化為電信號，這一過程完成了(　　) A．電、光轉(zhuǎn)化　　　 B．光、電轉(zhuǎn)化 C．光、電、光轉(zhuǎn)化 D．電、光、電轉(zhuǎn)化 答案　B 2．太陽表面溫度約為6000 k，主要發(fā)出可見光；人體溫度約為310 k，主要發(fā)出紅外線；宇宙間的溫度約為3 k，所發(fā)出的輻射稱為“3 k背景輻射”，它是宇宙“大爆炸”之初在空間上保留下的余熱．若要進行“3 k背景輻射”的觀測，應選擇下列哪一個波段(　　) A．無線電波 B．紫外線 C．X射線 D．γ射線 解析　由題意可知物體的溫度越高，輻射電磁波的波長越短，頻率越高，所以“3 k背景輻射”的電磁波應比人體輻射的電磁波的頻率還低，即無線電波． 答案　A 3．為了體現(xiàn)高考的公平、公正，很多地方高考時在考場使用手機信號屏蔽器，該屏蔽器在工作過程中以一定的速度由低端頻率向高端頻率掃描．該掃描速度可以在手機接收報文信號時形成亂碼干擾，手機不能檢測從基站發(fā)出的正常數(shù)據(jù)，使手機不能與基站建立連結(jié)，達到屏蔽手機信號的目的，手機表現(xiàn)為搜索網(wǎng)絡無信號、無服務系統(tǒng)等現(xiàn)象．由以上信息可知(　　) A．由于手機信號屏蔽器的作用，考場內(nèi)沒有電磁波了 B．電磁波必須在介質(zhì)中才能傳播 C．手機信號屏蔽器工作時基站發(fā)出的電磁波不能傳播到考場內(nèi) D．手機信號屏蔽器是通過發(fā)射電磁波干擾手機工作來達到目的的 解析　電磁波在空間的存在，不會因手機信號屏蔽器而消失，故A錯．電磁波可以在真空中傳播，B錯．由題意知手機信號屏蔽器工作過程中以一定的速度由低端頻率向高端頻率掃描，干擾由基站發(fā)出的電磁波信號，使手機不能正常工作，故C錯誤、D正確． 答案　D 4．如圖所示為LC振蕩電路在電磁振蕩中電容器極板間電壓隨時間變化的U—t圖象(　　) A．t1～t2時間內(nèi)，電路中電流不斷變大 B．t2～t3時間內(nèi)，電場能越來越小 C．t3時刻，磁場能為零 D．t3時刻，電流方向要改變 解析　在LC振蕩電路中當電容器極板上電壓減小的過程，就是電場能減小的過程，就是電流增大的過程，電場能最小時，磁場能就最大，t1～t2時間內(nèi)電勢差不斷增大，電流不斷減小，故A選項錯誤；t3時刻電勢差為零，電流最大，磁場能最大，故C選項錯誤；t3～t4時間內(nèi)電容器從放電到充電的過程電流方向不變，故D選項錯誤． 答案　B 5．(多選題)近年來高速發(fā)展的PDP(Plasma Display Panel)等離子顯示屏，可以制造出大屏幕懸掛式彩色電視機，使電視機屏幕尺寸更大，圖像更清晰，色彩更鮮艷，而本身的厚度只有8 cm左右．等離子顯示屏PDP是一種以等離子管作為發(fā)光元件，并由大量的等離子管排列在一起構(gòu)成的屏幕．每個等離子管的透明玻璃管內(nèi)都充有低壓的氖氙氣體，管的兩端各有一個電極，在兩個電極間加上高電壓后，封在管內(nèi)的氣體便產(chǎn)生某種肉眼看不見的射線，它激發(fā)顯示屏上的紅綠藍三基色熒光粉發(fā)出可見光．每個等離子管作為一個像素，由這些像素的明暗和顏色變化的組合，便形成了各種灰度和色彩的圖像，則(　　) A．等離子管發(fā)光的微觀機理是通過高電壓使低壓氖氙氣體原子的外層電子受到激發(fā)而發(fā)光 B．等離子管發(fā)光的微觀機理是通過高電壓使低壓氖氙氣體原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)而發(fā)光 C．該射線使熒光粉發(fā)出可見光是利用了光的熒光效應 D．該射線使熒光粉發(fā)出可見光是利用了光的化學作用 解析　根據(jù)紫外線的產(chǎn)生機理、特點及應用可知是某種看不見的射線使熒光粉發(fā)光，看不見的射線應是紫外線，使熒光粉發(fā)光，這是紫外線的熒光效應．紫外線作為電磁波家族中的一員，它的產(chǎn)生機理與可見光和紅外線的產(chǎn)生機理是相同的，都是原子的外層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的，所以正確的選項是A、C. 答案　AC 6．發(fā)射電視信號時通常采用波長較短的米波，在高樓密集的城市樓群中，電視機上經(jīng)常出現(xiàn)重影，當電視天線接收到強信號后，接著又接收到弱信號，屏幕上出現(xiàn)強弱交替的影像，這是由于(　　) A．電磁波的干涉 B．電磁波的衍射 C．電磁波的反射 D．電磁波的折射 解析　直接接收的是強信號，經(jīng)反射后再由天線接收到弱信號，故出現(xiàn)重影． 答案　C 7．如圖所示，LC回路中振蕩周期為2 s，通過P點的電流按正弦規(guī)律變化，且把通過P點向右流動的電流方向規(guī)定為正方向，從電容器上極板帶正電，且電荷量最大開始計時，那么(　　) A．0.5～1 s內(nèi)，電容器C在放電 B．0.5～1 s內(nèi)，C上極板帶正電 C．1～1.5 s內(nèi)，Q點比P點電勢高 D．1～1.5 s內(nèi)，磁場能正轉(zhuǎn)化為電場能 解析　當電容器上極板帶正電，而且最大開始，電容器開始放電，經(jīng)過周期放電完畢，即0～0.5 s放電，0.5～1.0 s電容器充電，1.0～1.5 s電容器反向放電，1.5～2.0 s電容器充電，1.0～1.5 s電容器下極板帶正電，Q點比P點電勢高，C選項正確． 答案　C 8．下列關(guān)于變化的磁場產(chǎn)生電場的說法中正確的是(　　) A．在變化的磁場中放一段導體，導體中的自由電荷不會定向移動 B．在變化的磁場中放一個閉合回路，電路中將會產(chǎn)生感應電流 C．變化的磁場產(chǎn)生電場，電場的電場線不閉合 D．變化的磁場產(chǎn)生電場，這個電場與靜電場相同 答案　B 9．手機A撥手機B時，手機B發(fā)出鈴聲屏上顯示A的號碼．若將手機A置于一真空玻璃罩中，用手機B撥叫手機A，則(　　) A．能聽到A發(fā)出的鈴聲，并看到A顯示B的號碼 B．不能聽到A發(fā)出鈴聲，但看到A顯示B的號碼 C．能聽到A發(fā)出鈴聲，但不能顯示號碼 D．既不能聽到A發(fā)出鈴聲，也不能顯示號碼 答案　B 10．如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強磁場，場外有一帶正電的粒子(重力不計)靜止在某點處，當磁場均勻增強時，該粒子的運動情況是(　　) A．仍靜止在某點處 B．將做勻速運動 C．將做加速運動 D．以上說法均不對 解析　當磁場增強，將在周圍空間產(chǎn)生電場，帶正電的粒子在電場力作用下做加速運動，故C選項正確． 答案　C 第Ⅱ卷(非選擇題) 二、計算題(本題包括4小題，共50分，計算題要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位) 11．(10分)如圖所示為某雷達的熒光屏，屏上標尺的最小刻度對應的時間為210－4 s，雷達天線朝東方時，屏上的波形如圖①；雷達天線朝西方時，屏上的波形如圖②.問：雷達在何處發(fā)現(xiàn)了目標？目標與雷達相距多遠？ 解析　(1)雷達朝東方發(fā)射電磁波時，沒有反射回來的信號，向西方發(fā)射時，有反射回來的信號，所以目標在西方． (2)d＝＝ m＝300 km. 答案　(1)西方 (2)300 km 12．(12分)在電視節(jié)目中，我們經(jīng)常看到主持人與派到熱帶地區(qū)的記者通過同步通信衛(wèi)星通話，他們之間每一問一答總是遲“半拍”，這是為什么？如果有兩個手持衛(wèi)星電話的人通過同步通信衛(wèi)星通話，一方講話，另一方至少要等多長時間才能聽到對方的講話？(已知地球的質(zhì)量為6.01024 kg，地球半徑為6.4106 m，萬有引力常量為6.6710－11 Nm2kg－2) 解析　主持人與記者之間通話的不合拍是因為電磁波是以有限的速度在空中傳播的，利用電磁波傳遞信息是需要時間的． 設同步衛(wèi)星高度為H，由萬有引力定律及衛(wèi)星做圓周運動的規(guī)律可得＝m(R＋H) H＝ －R＝3.6107m 則一方講話，另一方聽到對方講話的最短時間 t＝＝0.24 s. 答案　原因見解析　0.24 s 13．(14分)(1)冥王星繞太陽公轉(zhuǎn)的線速率為4.83103 m/s，求其靜止質(zhì)量為運動質(zhì)量的百分之幾？ (2)星際火箭以0.8c的速率飛行，其靜止質(zhì)量為運動質(zhì)量的多少倍？ 解析　(1)設冥王星的靜止質(zhì)量為m0， 運動質(zhì)量為m， 由公式m＝可得 ＝100%＝99.9999%. (2)設星際火箭的靜止質(zhì)量為m0′， 運動質(zhì)量為m′， 則＝＝0.6. 答案　(1)99.9999%　(2)0.6倍 14．(14分)太陽在不斷地輻射能量，因而其質(zhì)量不斷地減少．若太陽每秒鐘輻射的總能量為41026J，試計算太陽在一秒內(nèi)失去的質(zhì)量．估算5 000年內(nèi)總共減少了多少質(zhì)量，并與太陽的總質(zhì)量21027t比較之． 解析　根據(jù)相對論的質(zhì)能關(guān)系式E＝mc2， 可知，能量的任何變化必然導致質(zhì)量的相應變化，即ΔE＝Δmc2. 由太陽每秒鐘輻射的能量ΔE可得其每秒內(nèi)失去的質(zhì)量為Δm＝＝＝1010 kg 5 000年內(nèi)太陽總共減少的質(zhì)量為：ΔM＝5 000365123 6001010 kg＝3.5041020 kg 與總質(zhì)量的比值為： P＝＝＝1.75210－10 這個比值是十分微小的． 答案　1010kg　3.5041020kg　1.75210－10，消耗的質(zhì)量可以忽略