【走向高考】2016屆高三物理人教版一輪復習習題：選修3-4 第3講電磁場 電磁波 相對論

1、選考內(nèi)容選修3-4第3講一、選擇題1(2014四川理綜)電磁波已廣泛運用于很多領域。下列關于電磁波的說法符合實際的是()A電磁波不能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象B常用的遙控器通過發(fā)出紫外線脈沖信號來遙控電視機C根據(jù)多普勒效應可以判斷遙遠天體相對于地球的運動速度D光在真空中運動的速度在不同慣性系中測得的數(shù)值可能不同答案C解析只要是波就產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，A錯誤；常用的遙控器是發(fā)出紅外線來遙控電視機的，B錯誤；多普勒效應可判斷物體的相對運動速度，C正確；由愛因斯坦相對論知識知，光在任何慣性系中的速度都相同，D錯誤。2(2014江蘇蘇州模擬)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

2、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)飛船中的時鐘與他觀察到的地球上的時鐘走得同樣快D我們發(fā)現(xiàn)豎直向上高速運動的球在水平方向上長度變短了答案A解析真空中的光速在不同慣性參考系中都是相同的，選項A正確；愛因斯坦通過質(zhì)能方程闡明了質(zhì)量與能量的聯(lián)系，但不能認為質(zhì)量就是能量，選項B錯誤；根據(jù)相對論，可知運動的時鐘變慢，選項C錯誤；豎直向上高速運動的球在水平方向上長度不變，沿運動方向上的長度才會變短，選項D錯誤。3(2014江蘇南京模擬)關于狹義相對論的說法，不正確的是()A狹義相對論認為在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的B狹義相對論認為在一切

3、慣性參考系中，光在真空中的速度都等于c，與光源的運動無關C狹義相對論只涉及無加速運動的慣性系D狹義相對論任何情況下都適用答案D解析狹義相對論認為在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的，選項A正確；狹義相對論認為在一切慣性參考系中，光在真空中的速度都等于c(光速不變原理)，與光源的運動無關，選項B正確；狹義相對論只涉及無加速運動的慣性系，故選項C正確而D錯誤。4(2014長春模擬)如圖所示，一根10 m長的梭鏢以光速穿過一根10 m長的管子，它們的長度都是在靜止狀態(tài)下測量的，以下正確描述了梭鏢穿過管子的情況的是()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

4、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答案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(nèi)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，假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。5(2014上海五校聯(lián)考)假設地面上有一火車以

5、接近光速的速度運行，車內(nèi)站立著一個中等身材的人，站在路旁邊的人觀察車里的人，觀察的結果是()A這個人是一個矮胖子B這個人是一個瘦高個子C這個人矮但不胖D這個人瘦但不高答案D解析人是站著的，路旁的人觀察到的車內(nèi)的人沿車運動的方向上的長度(決定胖瘦)變短了，所以人變瘦。但人在垂直于車運動方向上的長度(決定身高)不變。6(2014安徽理綜)英國物理學家麥克斯韋認為，磁場變化時會在空間激發(fā)感生電場。如圖所示，一個半徑為r的絕緣細圓環(huán)水平放置，環(huán)內(nèi)存在豎直向上的勻強磁場B，環(huán)上套一帶電荷量為q的小球。已知磁感應強度B隨時間均勻增加，其變化率為k，若小球在環(huán)上運動一周，則感生電場對小球的作用力所做功的大小

6、是()A0Br2qkC2r2qkDr2qk答案D解析感生電場是渦旋場，電荷在運動過程中，電場力始終做功。由USkr2可知電場強度E運動一周電場力做功WqE2rr2qk，D選項正確。7(2014江蘇南通質(zhì)檢)應用麥克斯韋的電磁理論判斷下列表示電場產(chǎn)生磁場(或磁場產(chǎn)生電場)的關系圖象中(每個選項中的上圖是表示變化的場，下圖是表示變化的場產(chǎn)生的另外的場)，正確的是()答案BC解析A圖中的上圖磁場是穩(wěn)定的，由麥克斯韋的電磁理論可知周圍空間不會產(chǎn)生電場，A圖中的下圖是錯誤的。B圖中的上圖是均勻變化的電場，應該產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，下圖的磁場是穩(wěn)定的，所以B圖正確。C圖中的上圖是振蕩的磁場，它能產(chǎn)生同頻率的振蕩

7、電場，且相位相差，C圖是正確的。D圖的上圖是振蕩的電場，在其周圍空間產(chǎn)生振蕩的磁場，但是下圖中的圖象與上圖相比較，相位相差，故不正確，所以只有B、C兩圖正確。8(2014浙江衢州高三模擬)下列說法正確的是()A手機通話時發(fā)射的無線電波都是經(jīng)過調(diào)制的B當敵機靠近時，戰(zhàn)機攜帶的雷達接收反射波的頻率小于其發(fā)射頻率C當變壓器的鐵芯不閉合時，其原、副線圈的電壓比不等于其匝數(shù)比DLC振蕩電路中產(chǎn)生隨時間t按iasinbt的規(guī)律變化的振蕩電流時，發(fā)射的電磁波的波長為(c為真空中的光速)答案ACD解析調(diào)制就是把信號加載到載波中的過程，所以A正確；根據(jù)多普勒效應，波源和觀察者相互靠近時，觀察者接收的頻率要高于發(fā)

8、射頻率，所以B錯誤；鐵芯不閉合時，因為漏磁現(xiàn)象，會造成穿過兩個線圈的磁通量不相等，故C正確；根據(jù)b和cT可知，發(fā)射的電磁波波長，故D正確。二、非選擇題9(2014湖北武漢部分學校高三調(diào)研)一枚靜止時長30m的火箭以0.6c的速度從觀察者的身邊掠過，火箭上的人測得火箭的長度為_m，觀察者測得火箭的長度為_m。答案3024解析根據(jù)相對論原理，火箭上的人測得火箭的長度不變，仍為30m。觀察者測得火箭的長度為ll030m24m。10“世界物理年”決議的作出與愛因斯坦的相對論時空觀有關。一個時鐘，在它與觀察者有不同相對速度的情況下，時鐘的頻率是不同的，它們之間的關系如圖所示。由此可知，當時鐘和觀察者的相

9、對速度達到0.6c(c為真空中的光速)時，時鐘的周期大約為_。在日常生活中，我們無法察覺時鐘周期性變化的現(xiàn)象，是因為觀察者相對于時鐘的運動速度_。若在高速運行的飛船上有一只表，從地面上觀察，飛船上的一切物理、化學過程和生命過程都變_(填“快”或“慢”)了。答案2.5s遠小于光速c慢解析根據(jù)題圖中數(shù)據(jù)可知，當時鐘和觀察者的相對速度達到0.6c時，對應時鐘的頻率為0.4Hz，則周期為2.5s。日常生活中，我們無法察覺是因為運動速度遠小于光速c。在高速運行狀態(tài)下，時鐘變慢。11(2014長沙模擬)(1)某火箭在地面上的長度為L0，發(fā)射后它在地面附近高速(約0.3c)飛過，關于地面上的人和火箭中的人觀

10、察到的現(xiàn)象，以下說法正確的是_。A下方地面上的人觀察到火箭上的時間進程變快了B下方地面上的人觀察到火箭變短了C火箭上的人觀察到火箭變短了D火箭上的人看到下方地面上的所有物體都變短了(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，飛船有多高、多長？答案(1)B(2)10m80m解析(1)由時間間隔的相對性知，下方地面上的人觀察到火箭上的時間進程變慢了，A錯；由長度的相對性知，下方地面上的人觀察到火箭變短了，火箭上的人觀察到火箭長度沒變，B對，C錯，火箭上的人看到在垂直運動方向上，物體的長度不變，D錯。(2)因為長度收縮只發(fā)生在運動方向上

11、，與運動垂直的方向上沒有這種效應，故測得的飛船的高度仍為原來的高度10m。設飛船原長為l0，觀測到飛船的長度為l，則根據(jù)尺縮效應有l(wèi)l0100m80m。12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(nèi)垂直通過單位面積的電磁輻射能量)不得超過0.50W/m2。若某小型無線通訊裝置的電磁輻射功率是1W，那么在距離該通訊裝置多遠以外是符合規(guī)定的安全區(qū)域？(已知球面面積為S4R2)答案0.40m解析設以半徑為R的圓以外是安全區(qū)。因為0.50W/m2，所以0.5。解之得R0.40m。13研究高空宇宙射線時，發(fā)現(xiàn)了一種不穩(wěn)定的基本粒子，稱為介子，質(zhì)量約為電子質(zhì)量的273倍，它帶有一個電子電荷量的正

12、電荷或負電荷，稱為或，若參考系中介子處于靜止，它們的平均壽命為2.56108s，設介子以0.9c的速率運動，求：(1)在實驗室參考系中觀測到的該粒子的平均壽命。(2)在實驗室參考系中觀測到該粒子運動的平均距離。(3)該粒子運動時的動能。答案(1)5.87108s(2)15.85m(3)2.891011J解析(1)粒子運動時，在和粒子相對靜止的參考系中，粒子的壽命仍為2.56108s，而此時實驗室中觀測到的壽命應比大，滿足s5.87108s(2)平均距離：dv0.931085.87108m15.85m(3)粒子的靜止質(zhì)量m02739.11031kg2.481028kg粒子的動能為Ekmc2m0c2(m0)c23.21102891016J2.891011J14雷達測距防撞控制系統(tǒng)(Distronic，簡稱DTR)是用脈沖電磁波來測定目標的位置和速度的設備。某機場引導雷達發(fā)現(xiàn)一架飛機正向雷達正上方勻速飛來，已知該雷達顯示屏上相鄰刻度