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1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十六章 光與電磁波 相對(duì)論簡(jiǎn)介 第3講 電磁波練習(xí)
一、選擇題(本題共10小題,每小題6分,共60分。其中1~4為單選,5~10為多選)
1.關(guān)于電磁波的頻率、波長(zhǎng)、周期和波速之間的關(guān)系,正確的說(shuō)法是( )
A.在真空中波長(zhǎng)越長(zhǎng)的電磁波頻率越高
B.頻率越高的電磁波在真空中傳播速度越大
C.在真空中波長(zhǎng)越短的電磁波周期越小
D.在真空中波長(zhǎng)越短的電磁波周期越大
答案 C
解析 在真空中各種頻率的電磁波傳播速度相同,都為c,B錯(cuò)誤;由c=fλ知,波長(zhǎng)與頻率成反比,A錯(cuò)誤;T==,周期與波長(zhǎng)成正比,C正確,D錯(cuò)誤。
2.以下有關(guān)在真空中傳播的電磁波
2、的說(shuō)法正確的是( )
A.頻率越大,傳播的速度越大
B.頻率不同,傳播的速度相同
C.頻率越大,其波長(zhǎng)越大
D.頻率不同,傳播速度也不同
答案 B
解析 所有電磁波在真空中的傳播速度相同,都等于c,B正確,A、D錯(cuò)誤;由c=λf可知,頻率f越大,其波長(zhǎng)λ越小,C錯(cuò)誤。
3.關(guān)于無(wú)線電波的發(fā)送和接收,下述說(shuō)法中正確的是( )
A.為了將信號(hào)發(fā)送出去,先要進(jìn)行調(diào)諧
B.為了從各個(gè)電臺(tái)發(fā)出的電磁波中將需要的選出來(lái),就要進(jìn)行調(diào)制
C.為了從高頻電流中取出聲音訊號(hào),就要進(jìn)行調(diào)頻
D.以上說(shuō)法都不對(duì)
答案 D
解析 為了將信號(hào)發(fā)送出去,先要進(jìn)行調(diào)制,A錯(cuò)誤;為了從各個(gè)電臺(tái)發(fā)出
3、的電磁波中選出需要的,就要進(jìn)行調(diào)諧,B錯(cuò)誤;為了從高頻電流中取出聲音訊號(hào),就要進(jìn)行解調(diào),C錯(cuò)誤,所以D正確。
4.下列電磁波,其衍射能力由強(qiáng)到弱的順序排列正確的是( )
A.紅外線、可見光、紫外線、γ射線
B.γ射線、可見光、紅外線、無(wú)線電波
C.可見光、紅外線、倫琴射線、γ射線
D.倫琴射線、紫外線、可見光線、紅外線
答案 A
解析 電磁波衍射能力是按它們的波長(zhǎng)大小排序的,依次為紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線、γ射線,故A正確。
5.[2017·東北三省四市二模]下列說(shuō)法中正確的是( )
A.做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),離開平衡位置的位移相同時(shí),加速度也相同
B.做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的
4、質(zhì)點(diǎn),經(jīng)過四分之一個(gè)周期,所通過的路程一定是一倍振幅
C.均勻變化的磁場(chǎng)可以產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng),均勻變化的電場(chǎng)可以產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)
D.雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,若只減小雙縫到光屏間的距離,兩相鄰亮條紋間距將變大
E.聲波從空氣傳入水中時(shí)頻率不變,波長(zhǎng)變長(zhǎng)
答案 ACE
解析 根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)F=-kx,可知位移相同時(shí),回復(fù)力相同,加速度相同,A正確;做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),經(jīng)過四分之一個(gè)周期,若質(zhì)點(diǎn)是在平衡位置或最大位移處振動(dòng),通過的路程是一倍振幅,在其他情況下通過的路程不是一倍振幅,B錯(cuò)誤;均勻變化的磁場(chǎng)可以產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng),同樣,均勻變化的電場(chǎng)可以產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng),C正確;雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,條紋間距
5、Δx=λ,若只減小雙縫到光屏間的距離l,則兩相鄰亮條紋間距Δx將減小,D錯(cuò)誤;聲波從空氣傳入水中時(shí)頻率不變,因?yàn)椴ㄋ僮兇?,由λ=,可知波長(zhǎng)變長(zhǎng),E正確。
6.[2017·四川綿陽(yáng)一診]以下說(shuō)法正確的是( )
A.太陽(yáng)能的真空玻璃管采用鍍膜技術(shù)增加透射光,這是利用了光的干涉原理
B.在受迫振動(dòng)中,驅(qū)動(dòng)力的頻率不一定等于物體的固有頻率
C.拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí),要在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片以增加透射光的強(qiáng)度
D.宇航員駕駛宇宙飛船以接近光速經(jīng)過地球時(shí),地球上的人觀察到飛船上的時(shí)鐘變快
E.液晶顯示器應(yīng)用光的偏振制成
答案 ABE
解析 太陽(yáng)能真空玻璃管鍍上一層膜,入射光在膜的兩個(gè)面
6、反射后產(chǎn)生干涉,使反射光強(qiáng)度最弱,增加透射光,這是利用了光的干涉原理,A正確;在受迫振動(dòng)中,物體振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,與固有頻率不一定相等,B正確;拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí),由于玻璃表面反射光的干擾,影像會(huì)不清楚,如果在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片就可以減弱反射光的強(qiáng)度,C錯(cuò)誤;宇航員駕駛宇宙飛船以接近光速經(jīng)過地球時(shí),根據(jù)時(shí)間的相對(duì)性Δt=,知地球上的人觀察到飛船上的時(shí)間間隔變長(zhǎng),時(shí)鐘變慢,D錯(cuò)誤;液晶顯示器應(yīng)用光的偏振制成,E正確。
7.在狹義相對(duì)論中,下列說(shuō)法正確的是( )
A.所有慣性系中基本規(guī)律都是等價(jià)的
B.在真空中,光的速度與光的頻率、光源的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)
C.在不同慣性系中,
7、光在真空中沿不同方向傳播速度不相同
D.質(zhì)量、長(zhǎng)度、時(shí)間的測(cè)量結(jié)果不隨物體與觀察者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變而改變
答案 AB
解析 根據(jù)相對(duì)論的原理:在不同的慣性系中,一切物理規(guī)律都是相同的,A正確;在一切慣性系中,光在真空中的傳播速度都相等,光速與光的頻率、光源的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān),B正確,C錯(cuò)誤;質(zhì)量、長(zhǎng)度、時(shí)間的測(cè)量結(jié)果會(huì)隨物體與觀察者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變而改變,D錯(cuò)誤。
8.下列說(shuō)法中正確的是( )
A.物質(zhì)的引力使光線彎曲
B.光線彎曲的原因是介質(zhì)不均勻而非引力作用
C.在強(qiáng)引力的星球附近,時(shí)間進(jìn)程會(huì)變慢
D.廣義相對(duì)論可以解釋引力紅移現(xiàn)象
答案 ACD
解析 根據(jù)廣義相
8、對(duì)論的幾個(gè)結(jié)論可知,A、C、D正確;光線彎曲的原因有的是介質(zhì)不均勻,有的是引力作用,B錯(cuò)誤。
9.下列關(guān)于電場(chǎng)、磁場(chǎng)及電磁波的說(shuō)法中正確的是( )
A.均勻變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)
B.只要空間某處的電場(chǎng)或磁場(chǎng)發(fā)生變化,就會(huì)在其周圍產(chǎn)生電磁波
C.一個(gè)電子向一個(gè)固定不動(dòng)的質(zhì)子運(yùn)動(dòng)的過程中,向外發(fā)射電磁波
D.只要空間某個(gè)區(qū)域有振蕩變化的電場(chǎng)或磁場(chǎng),就能產(chǎn)生電磁波
答案 CD
解析 均勻變化的電(磁)場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁(電)場(chǎng),恒定的電(磁)場(chǎng)在其周圍空間不會(huì)產(chǎn)生磁(電)場(chǎng),故A、B錯(cuò)誤;電子向質(zhì)子運(yùn)動(dòng)的過程中,加速度在越來(lái)越快地增大,電子在運(yùn)動(dòng)的空間會(huì)產(chǎn)生非均勻變化的
9、電場(chǎng),這個(gè)電場(chǎng)又激發(fā)出非均勻變化的磁場(chǎng),變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)交替產(chǎn)生,由近及遠(yuǎn)地向外傳播,即發(fā)射電磁波,故C正確;振蕩變化的電(磁)場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生振蕩變化的磁(電)場(chǎng),這樣在空間即可形成電磁波,D正確。
10.A、B兩架飛機(jī)沿地面上一足球場(chǎng)的長(zhǎng)軸方向在其上空高速飛過,且vA>vB,對(duì)于在飛機(jī)上的人的觀察結(jié)果,下列說(shuō)法正確的是( )
A.A飛機(jī)上的人觀察到足球場(chǎng)的長(zhǎng)度比B飛機(jī)上的人觀察到的大
B.A飛機(jī)上的人觀察到足球場(chǎng)的長(zhǎng)度比B飛機(jī)上的人觀察到的小
C.兩飛機(jī)上的人觀察到足球場(chǎng)的長(zhǎng)度相同
D.兩飛機(jī)上的人觀察到足球場(chǎng)的寬度相同
答案 BD
解析 由l=l0(其中l(wèi)0是相對(duì)足球場(chǎng)靜止
10、時(shí)觀察到的長(zhǎng)度),可以看出,速度越大,“動(dòng)尺變短”的效應(yīng)越明顯,B正確;但是足球場(chǎng)的短軸與飛機(jī)速度方向垂直,所以兩飛機(jī)上的人觀察到足球場(chǎng)的寬度都與相對(duì)足球場(chǎng)靜止時(shí)觀察到的寬度相同,D正確。
二、非選擇題(本題共3小題,共40分)
11.[2018·湖北武漢調(diào)研](8分)一枚靜止時(shí)長(zhǎng)30 m的火箭以0.6c的速度從觀察者的身邊掠過,火箭上的人測(cè)得火箭的長(zhǎng)度為________m,觀察者測(cè)得火箭的長(zhǎng)度為________m。
答案 30 24
解析 根據(jù)相對(duì)論原理,火箭上的人測(cè)得火箭的長(zhǎng)度不變,仍為30 m。觀察者測(cè)得火箭的長(zhǎng)度為
l=l0=30× m=24 m。
12.[2018·臨沂模
11、擬](20分)解答下列關(guān)于電磁波的問題:
(1)在如圖甲所示振蕩電流的圖象中,表示電容器充電過程的有__________;線圈中有最大電流的時(shí)刻為________;電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能的過程有________。
(2)列舉下列三種電磁波的一種應(yīng)用:
紅外線_________________________________________________
紫外線_________________________________________________
X射線_________________________________________________
(3)某居住地A位
12、于某山脈的一邊,山脈的另一邊P處建有一無(wú)線電波發(fā)射站,如圖乙所示。該發(fā)射站可發(fā)送頻率為400 kHz的中波和頻率為400 MHz的微波,已知無(wú)線電波在空氣中的傳播速度都為3×108 m/s,求:
①該中波和微波的波長(zhǎng)各是多少?
②發(fā)射站發(fā)出的電磁波是經(jīng)過干涉還是衍射后到達(dá)居住地A處的?
③若兩種波的接收效果不同,請(qǐng)說(shuō)明哪一種波的接收效果更好?為什么?
答案 見解析
解析 (1)電流減小的過程都是充電過程,故充電過程為ab、cd、ef。線圈中有最大電流的時(shí)刻為a、c、e。電容器放電時(shí),電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能,此時(shí)應(yīng)是電流增大的過程,即bc、de。
(2)紅外線具有熱效應(yīng),因此應(yīng)用有紅外
13、線探測(cè)器、紅外線烤箱等。
紫外線有熒光和殺菌作用,應(yīng)用有驗(yàn)鈔機(jī)、消毒柜等。
X射線有較強(qiáng)的穿透作用,應(yīng)用有X射線透視儀。
(3)①由λ=知,λ1=750 m,λ2=0.75 m。
②無(wú)線電波繞過山脈到達(dá)A處,發(fā)生了衍射現(xiàn)象。
③頻率為400 kHz的中波接收效果更好,因?yàn)樗牟ㄩL(zhǎng)長(zhǎng),衍射現(xiàn)象更明顯。
13.(12分)假想在2017年,有一太空船以0.8c的速度飛向月球,一科學(xué)家在月球上測(cè)量運(yùn)動(dòng)中的太空船長(zhǎng)度為200 m,此太空船最后在月球上登陸,此科學(xué)家再度測(cè)量靜止的太空船的長(zhǎng)度,測(cè)量的長(zhǎng)度是多少?
答案 約為333 m
解析 設(shè)在月球上測(cè)得運(yùn)動(dòng)的太空船的長(zhǎng)度為l,靜止在月球上時(shí)的太空船長(zhǎng)度為l0,
依據(jù)狹義相對(duì)論的長(zhǎng)度收縮效應(yīng)有
l=l0,
所以l0== m≈333 m。