專題12電磁波與相對(duì)論

1、物理專題十二電磁波與相對(duì)論一、選擇題 關(guān)于電磁波，下列說(shuō)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(chǎng)，就一定能產(chǎn)生電磁波電磁波在真空中傳播時(shí)，頻率和波長(zhǎng)的乘積是一個(gè)恒量振蕩電路的頻率越低，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大 當(dāng)代人類的生活和電磁波緊密相關(guān)，關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法正確的是（）只要把帶電體和永磁體放在一起，就會(huì)在周圍空間產(chǎn)生電磁波電磁波在傳播過(guò)程中，其波速始終保持不變電視機(jī).收音機(jī)和手機(jī)所接收的信號(hào)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(zhǎng)很短的機(jī)械波3 .關(guān)于電磁波和機(jī)械波，下列說(shuō)法正確的是（）電磁波和機(jī)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(jī)械波的波速大小與介質(zhì)密切相關(guān)電磁波和機(jī)械波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象機(jī)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(shuō)法正確的是（）變化的磁場(chǎng)能夠在空間產(chǎn)生電場(chǎng)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(zhǎng).波速.周期的關(guān)系為v=T 關(guān)于電磁場(chǎng)和電磁波，下列說(shuō)法正確的是（）電磁場(chǎng)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(shí)，它的電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度方向互相平行由于微波衍射現(xiàn)象不明顯，所以雷達(dá)用它測(cè)定物體的位置大氣對(duì)藍(lán)光的吸收較強(qiáng)，所以天空看起來(lái)是藍(lán)色的如圖所示的LC振蕩電路中，某時(shí)刻線圈中磁場(chǎng)方向向上，且電路的電流正在增

3、強(qiáng)，則此時(shí)（）a點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)高電容器兩極板間場(chǎng)強(qiáng)正在減小電路中電場(chǎng)能正在增大線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(dāng)開關(guān)S依次分別接通R. C. L支路，這時(shí)通過(guò)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(guò)R的電流有效值不變一B .通過(guò)C的電流有效值最大二 S !c.通過(guò)l的電流有效值最小占）R 丁弓LD.通過(guò)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(jì)的電感線圈。下列說(shuō)法正確的有（）合上開

4、關(guān)S時(shí)，B先亮，A后亮，最后一樣亮合上開關(guān)S時(shí)，通過(guò)燈泡A的電流方向是由a到b斷開開關(guān)S時(shí)，B立即熄滅，A過(guò)一會(huì)才熄滅斷開開關(guān)S時(shí)，通過(guò)燈泡B的電流方向由c到d紅外遙感衛(wèi)星通過(guò)接收地面物體發(fā)出的紅外輻射來(lái)探測(cè)地面物體的狀況。地球大氣中的水汽（H2O）.二氧化碳（CO2）能強(qiáng)烈吸收某些波長(zhǎng)范圍的紅外輻射，即地面物體發(fā)出的某些波 長(zhǎng)的電磁波，只有一部分能夠通過(guò)大氣層被遙感衛(wèi)星接收。圖為水和二氧化碳對(duì)某一波段 不同波長(zhǎng)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(zhǎng)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(guó)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(shuō)法正確的是（）光纖通信用光作為載體來(lái)傳遞信息光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)是利用光的衍射原理光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)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(xì)的特制玻璃絲過(guò)量接收電磁輻射有害人體健康.按照有關(guān)規(guī)定，工作場(chǎng)所受到的電磁輻射強(qiáng)度（單位時(shí) 間內(nèi)垂直通過(guò)單位面積的電磁輻射能量）不得超過(guò)某一臨界值W。若某無(wú)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(diǎn)電磁波包含了y射

6、線.紅外線.紫外線.無(wú)線電波等，按波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短的排列順序是（）無(wú)線電波.紅外線.紫外線.y射線紅外線.無(wú)線電波.y射線.紫外線y射線.紅外線.紫外線.無(wú)線電波紫外線.無(wú)線電波.y射線.紅外線在地面附近有一高速飛過(guò)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(shuō)法正確的是（）地面上的人觀察到火箭變短了，火箭上的時(shí)間進(jìn)程變快了地面上的人觀察到火箭變短了，火箭上的時(shí)間進(jìn)程變慢了火箭上的人觀察到火箭的長(zhǎng)度和時(shí)間進(jìn)程均無(wú)變化火箭上的人看到地面上的物體長(zhǎng)度變小了，時(shí)間進(jìn)程變慢了關(guān)于狹義相對(duì)論兩個(gè)基本假設(shè)的說(shuō)法，正確的是（）A.相對(duì)性原理只適用于力學(xué)規(guī)律，其他規(guī)律就不成立了B .伽利略相對(duì)性原理就是狹

7、義相對(duì)性原理C.光速不變?cè)碇皇羌僭O(shè)，沒有科學(xué)實(shí)驗(yàn)依據(jù)D光速不變?cè)硎菍?duì)伽利略變換的否定 屬于狹義相對(duì)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(shí)間間隔具有相對(duì)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(hào)以確定火車的位置，能產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁鐵被安裝在火車首節(jié)車廂下面，如圖所示（俯視圖）。當(dāng)它經(jīng)過(guò)安放在兩鐵軌間的線圈時(shí)，便 會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)，通過(guò)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(lái)，則電壓信號(hào)關(guān)于時(shí)間的圖像為如圖所示，一根10m長(zhǎng)的梭鏢以相對(duì)論速度穿過(guò)一根10m長(zhǎng)的管子，它們的長(zhǎng)度都是在靜止

8、狀態(tài)下測(cè)量的.以下哪種敘述準(zhǔn)確地描述了梭鏢穿過(guò)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(lái)兩者都收縮，且收縮量相等，因此在某個(gè)位置，管子恰好遮住梭鏢所有這些都與觀察者的運(yùn)動(dòng)情況有關(guān)一個(gè)電容器，帶了電量Q后，兩極板電勢(shì)差為U，若它帶的電量減少Q(mào)，則（）A.電容為原來(lái)，兩極板電壓不變B.電容為原來(lái)2倍，兩極板電壓不變2C.電容不變，兩極板電壓是原來(lái)1D.電容不變，兩極板電壓是原來(lái)2倍2如圖所示，一個(gè)閉合鐵心上有初級(jí)和次級(jí)兩個(gè)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(dòng)的金屬棒匕和氣，垂直導(dǎo)軌平面

9、存在著磁感應(yīng) 強(qiáng)度分別為Bi和B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)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(shuō)法中正確的是（）當(dāng)L2加速向右滑動(dòng)時(shí)，氣會(huì)向右運(yùn)動(dòng)當(dāng)L2減速向右滑動(dòng)時(shí)，%會(huì)向左運(yùn)動(dòng)當(dāng)%勻速向右滑動(dòng)時(shí)，L2會(huì)向左運(yùn)動(dòng)當(dāng)%減速向右滑動(dòng)時(shí)，L2會(huì)向右運(yùn)動(dòng)“示波器”是電工學(xué)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(shì)差為U1的電場(chǎng)中加速后，垂直射入電勢(shì)差為U2的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，在滿足電子能射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)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(biāo)原點(diǎn)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(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向里。一帶正電的粒子（不計(jì)重力）從O點(diǎn)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(yùn)動(dòng)，經(jīng)t0時(shí)間(1)求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向。(2)t ,，一 若僅撤去磁場(chǎng)，帶電粒子仍從O點(diǎn)以相同的速度射入，經(jīng)才時(shí)間恰從半圓形區(qū)域的邊界射出。求粒子運(yùn)動(dòng)加速度的大小。(3)若僅撤去電場(chǎng)，帶電粒子仍從O點(diǎn)射入，且速度為原來(lái)的4倍，求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。從P點(diǎn)射出。22.如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一矩形閉合線圈abcd，線圈平面與磁場(chǎng)垂直。已知線圈的匝數(shù)N=100，邊長(zhǎng)ab =1.0m. bc=0.5m，電阻r=2

11、 。磁感應(yīng)強(qiáng)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(chǎng)的正方向。求：（1） 0.5s時(shí)線圈內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E和感應(yīng)電流的方向;（2）在15s內(nèi)通過(guò)線圈的電荷量q；（3）在05s內(nèi)線圈產(chǎn)生的焦耳熱Q。萬(wàn)卷物理答案專題十二電磁波與相對(duì)論BDC【解析】變化的磁場(chǎng).電場(chǎng)才能產(chǎn)生電磁波，A項(xiàng)錯(cuò)；電磁波的傳播速度與介質(zhì)有關(guān)，B 項(xiàng)錯(cuò)；電磁波能夠攜帶信號(hào)，用于通訊，C項(xiàng)正確；微波爐內(nèi)的微波是波長(zhǎng)較短的電磁波， D項(xiàng)錯(cuò)。C【解析】電磁波的傳播不需要介質(zhì)，而機(jī)械波的傳播需要介質(zhì)，A項(xiàng)錯(cuò)；電磁波由某種 介質(zhì)進(jìn)入另外一種介質(zhì)時(shí)，它的傳播速度將改變，即使是

12、在同一種介質(zhì)中，波長(zhǎng)不同的電 磁波其傳播速度也不相同，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，波速越大，B項(xiàng)錯(cuò)；干涉和衍射是波所特有的現(xiàn)象， 電磁波和機(jī)械波都能產(chǎn)生干涉和衍射，C項(xiàng)正確；電磁波是橫波，機(jī)械波可以是橫波也可 以是縱波，D項(xiàng)錯(cuò)誤。A【命題立意】本題考查電磁波的特點(diǎn)?！窘忸}思路】變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，這是麥克斯韋電磁場(chǎng)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(cuò)誤； 在傳播方向的任一點(diǎn)，電場(chǎng)與磁場(chǎng)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(cuò)誤；電磁波的波長(zhǎng).波速.周期的關(guān)系為v=，D錯(cuò)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(shí)電流正在增強(qiáng)，表明電容器正 在放電，所以下板帶正電，上板帶負(fù)電。a點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)低，電容器兩極板間場(chǎng)強(qiáng)正在減 小，電場(chǎng)能在減小，電流放電變慢，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變小。DABD【解析】由圖可知，水對(duì)紅外輻射吸收率最低的波長(zhǎng)范圍是8: 13mm ；二氧化碳對(duì)紅外 輻射吸收率最低的波長(zhǎng)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(guò)的火箭，根據(jù)長(zhǎng)度縮短效應(yīng)和時(shí)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(shí)間進(jìn)程變快了，所以A項(xiàng)是正確的。D【解析】狹義相對(duì)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(xiàng)是錯(cuò)的。伽利略相對(duì)性原理是“力學(xué)規(guī)律在任何慣性參考系中都是相同的”，所 以伽利略相對(duì)性原理就是狹義相對(duì)性原理的說(shuō)法是錯(cuò)的。光速不變?cè)硪呀?jīng)被邁克爾孫一 莫雷實(shí)驗(yàn)等驗(yàn)證，是有一定的科學(xué)實(shí)驗(yàn)依據(jù)的，所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤。光速不變?cè)硎菍?duì)傳統(tǒng) 伽利略變換的否定，所以D選項(xiàng)是對(duì)的。本題正確答案為D項(xiàng)。ADD【解析】如果你是在相對(duì)于管子靜止的參考系中觀察運(yùn)動(dòng)著的梭鏢，那么梭鏢看起來(lái) 就比管子短，在某些位置梭鏢會(huì)完全處在管子內(nèi)部。然而當(dāng)你和梭鏢一起運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的速度是在梭鏢運(yùn)動(dòng)的方向上，而大小是其一半，那么梭鏢和管子都相 對(duì)于你運(yùn)動(dòng)，且速度的大小一樣，你看到這兩樣?xùn)|西都縮短了，且縮短的量相同。所以你 看到的一切都是相對(duì)的一一依賴于你的參考系。CABB實(shí)驗(yàn)題大題命題動(dòng)向：本題考查帶電粒子在磁場(chǎng).電場(chǎng)及復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，考查的運(yùn)動(dòng)模型有勻速直線運(yùn)動(dòng).類平拋運(yùn)動(dòng)及勻速圓周運(yùn)動(dòng)，考查的規(guī)律有物體的平衡.類平拋 運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，這是對(duì)基本運(yùn)動(dòng) 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(chǎng)強(qiáng)度為E?？膳袛喑隽?子受到的洛倫磁力沿軸負(fù)方向，于是可知電場(chǎng)強(qiáng)度沿x軸正方向且有qE = qu B又R =U %則E = BR0（2）僅有電場(chǎng)時(shí)，帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中作類平拋運(yùn)動(dòng)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(chǎng)時(shí)，入射速度u = 4u，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)軌道半徑為r，由牛頓