專題12電磁波與相對論

1、物理專題十二電磁波與相對論一、選擇題 關(guān)于電磁波，下列說法中不正確的是（）電磁波既可以在介質(zhì)中傳播，又可以在真空中傳播只要有變化的電場，就一定能產(chǎn)生電磁波電磁波在真空中傳播時，頻率和波長的乘積是一個恒量振蕩電路的頻率越低，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大 當代人類的生活和電磁波緊密相關(guān)，關(guān)于電磁波，下列說法正確的是（）只要把帶電體和永磁體放在一起，就會在周圍空間產(chǎn)生電磁波電磁波在傳播過程中，其波速始終保持不變電視機.收音機和手機所接收的信號都屬于電磁波微波爐內(nèi)所產(chǎn)生的微波不是電磁波，而是波長很短的機械波3 .關(guān)于電磁波和機械波，下列說法正確的是（）電磁波和機械波的傳播都需要借助于介質(zhì)B .電磁波在任何介質(zhì)

2、中傳播的速度都相同，而機械波的波速大小與介質(zhì)密切相關(guān)電磁波和機械波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象機械波和電磁波都可以是橫波，也可以是縱波 下列關(guān)于電磁波的說法正確的是（）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(zhì)中傳播的速度相同電磁波既可能是橫波，也可能是縱波電磁波的波長.波速.周期的關(guān)系為v=T 關(guān)于電磁場和電磁波，下列說法正確的是（）電磁場是一種物質(zhì)，它只能在真空中傳播電磁波在真空中傳播時，它的電場強度和磁感應(yīng)強度方向互相平行由于微波衍射現(xiàn)象不明顯，所以雷達用它測定物體的位置大氣對藍光的吸收較強，所以天空看起來是藍色的如圖所示的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

3、強，則此時（）a點電勢比b點高電容器兩極板間場強正在減小電路中電場能正在增大線圈中感應(yīng)電動勢正在減小電阻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(guān)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（） TOC o 1-5 h z 通過R的電流有效值不變一B .通過C的電流有效值最大二 S !c.通過l的電流有效值最小占）R 丁弓LD.通過R. C. L的電流有效值都不變?nèi)鐖D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（）合上開

4、關(guān)S時，B先亮，A后亮，最后一樣亮合上開關(guān)S時，通過燈泡A的電流方向是由a到b斷開開關(guān)S時，B立即熄滅，A過一會才熄滅斷開開關(guān)S時，通過燈泡B的電流方向由c到d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()2.53.5pm44.5pm57pm813pm100吸收的,吸收（）100ao1 3 5 7 9 11 13

5、松 m)1 3 5 7 9 11 13 x(um)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(zhì)量的通信服務(wù)，目前我國正在大力建設(shè)高質(zhì)量的寬帶光纖通信網(wǎng)絡(luò)，下列說法正確的是（）光纖通信用光作為載體來傳遞信息光導(dǎo)纖維傳遞光信號是利用光的衍射原理光導(dǎo)纖維傳遞光信號是利用光的色散原理。.目前廣泛應(yīng)用的光導(dǎo)纖維是一種非常細的特制玻璃絲過量接收電磁輻射有害人體健康.按照有關(guān)規(guī)定，工作場所受到的電磁輻射強度（單位時 間內(nèi)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矗焉 D:點電磁波包含了y射

6、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（）無線電波.紅外線.紫外線.y射線紅外線.無線電波.y射線.紫外線y射線.紅外線.紫外線.無線電波紫外線.無線電波.y射線.紅外線在地面附近有一高速飛過的火箭，關(guān)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（）地面上的人觀察到火箭變短了，火箭上的時間進程變快了地面上的人觀察到火箭變短了，火箭上的時間進程變慢了火箭上的人觀察到火箭的長度和時間進程均無變化火箭上的人看到地面上的物體長度變小了，時間進程變慢了關(guān)于狹義相對論兩個基本假設(shè)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

7、義相對性原理C.光速不變原理只是假設(shè)，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 屬于狹義相對論基本假設(shè)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(zhì)量不變D.物體的能量與質(zhì)量成正比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。 現(xiàn)一列火車以加速度a駛來，則電壓信號關(guān)于時間的圖像為如圖所示，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

8、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（）梭鏢收縮變短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它管子收縮變短，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，管子恰好遮住梭鏢所有這些都與觀察者的運動情況有關(guān)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Q(mào)，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2C.電容不變，兩極板電壓是原來1D.電容不變，兩極板電壓是原來2倍2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(dǎo)軌，在兩組導(dǎo)軌上各放置一根可沿導(dǎo)軌滑動的金屬棒匕和氣，垂直導(dǎo)軌平面

9、存在著磁感應(yīng) 強度分別為Bi和B2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(dǎo)軌均接觸良好，那么下面說法中正確的是（）當L2加速向右滑動時，氣會向右運動當L2減速向右滑動時，%會向左運動當%勻速向右滑動時，L2會向左運動當%減速向右滑動時，L2會向右運動“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(zhuǎn)電場，在滿足電子能射出偏轉(zhuǎn)電場的條件下，下列四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)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

10、徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)，有相互垂直的勻強電場和勻強磁場，磁感應(yīng)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(1)求電場強度的大小和方向。(2)t ,，一 若僅撤去磁場，帶電粒子仍從O點以相同的速度射入，經(jīng)才時間恰從半圓形區(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。從P點射出。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

11、 。磁感應(yīng)強度B在01s內(nèi)從零均勻變化到0. 2T。在15s內(nèi)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(nèi)感應(yīng)電動勢的大小E和感應(yīng)電流的方向;（2）在15s內(nèi)通過線圈的電荷量q；（3）在05s內(nèi)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BDC【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(zhì)有關(guān)，B 項錯；電磁波能夠攜帶信號，用于通訊，C項正確；微波爐內(nèi)的微波是波長較短的電磁波， D項錯。C【解析】電磁波的傳播不需要介質(zhì)，而機械波的傳播需要介質(zhì)，A項錯；電磁波由某種 介質(zhì)進入另外一種介質(zhì)時，它的傳播速度將改變，即使是

12、在同一種介質(zhì)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。A【命題立意】本題考查電磁波的特點?！窘忸}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(zhì)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(guān)系為v=，D錯誤。T TOC o 1-5 h z CBD【解析

13、】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(yīng)電動勢變小。DABD【解析】由圖可知，水對紅外輻射吸收率最低的波長范圍是8: 13mm ；二氧化碳對紅外 輻射吸收率最低的波長范圍是5: 13mm綜上可知，選D。ADCD【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(shè)其半徑為R， 則有球面積S = 4兀R2， W = P，所以R =工。S4兀WAA【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(yīng)和時間延緩效應(yīng)可以知 道，地面上的人觀

14、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。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。ADD【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(nèi)部。然而當你和梭鏢一起運動時，你看到 的管子

15、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一一依賴于你的參考系。CABB實驗題大題命題動向：本題考查帶電粒子在磁場.電場及復(fù)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(shè)帶電粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，初速度為u，電場強度為E?？膳袛喑隽?子受到的洛倫磁力沿軸負方向，于是可知電場強度沿x軸正方向且有qE = qu B又R =U %則E = BR0（2）僅有電場時，帶電粒子在勻強電場中作類平拋運動在y方向位移 y = u 3由式得y =-2設(shè)在水平方向位移為n因射出位置在半圓形區(qū)域邊界上，于是x =買R ,又2由 x = 2 a（g）24V3R a =120（3）僅有磁場時，入射速度u = 4u，帶電粒子在勻強磁場中作勻速圓周運動，設(shè)軌道半徑為r，由牛頓