江苏省高考物理复习配套检测：第十三章 选修3-4 第5讲　电磁波与相对论

第5讲电磁波与相对论一、选择题1.根据麦克斯韦的电磁场理论,下列说法中正确的是()A.电场周围一定产生磁场,磁场周围一定产生电场B.变化的电场周围一定产生变化的磁场,变化的磁场周围一定产生变化的电场C.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D.振荡的电场一定产生同频率的振荡的磁场2.电磁波与声波比较()A.电磁波的传播不需要介质,声波的传播需要介质B.由空气进入水中时,电磁波速度变小,声波速度变大C.由空气进入水中时,电磁波波长变小,声波波长变大D.电磁波和声波在介质中的传播速度,都是由介质决定,与频率无关3.(2016·淮安5月模拟)下列说法中正确的是()A.地面附近有一高速水平飞过的火箭,地面上的人观察到“火箭长度”要比火箭上的人观察到的短一些B.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度C.在同种均匀介质中传播的声波,频率越高,波长也越长D.玻璃内气泡看起来特别明亮,是因为光线从气泡中射出的原因4.关于电磁场和电磁波,下列说法中正确的是()A.电磁场是一种物质,它只能在真空中传播B.电磁波在真空中传播时,它的电场强度和磁感应强度方向互相平行C.由于微波衍射现象不明显,所以雷达用它测定物体的位置D.大气对蓝光的吸收较强,所以天空看起来是蓝色的5.类比是一种有效的学习方法,通过归类和比较,有助于掌握新知识,提高学习效率.在类比过程中,既要找出共同之处,又要抓住不同之处.某同学对机械波和电磁波进行类比,总结出下列内容,其中错误的是()A.机械波的频率、波长和波速三者满足的关系对电磁波也适用B.机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象C.机械波的传播依赖于介质,而电磁波可以在真空中传播D.机械波既有横波又有纵波,而电磁波只有纵波6.关于生活中遇到的各种波,下列说法中正确的是()A.电磁波可以传递信息,声波不能传递信息B.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C.太阳光中的可见光和医院B超中的超声波传递速度相同D.遥控器发出的红外线波长和医院CT中的X射线波长相同7.关于电磁波,下列说法中正确的是()A.雷达是用X光来测定物体位置的设备B.电磁波是横波C.电磁波必须在介质中传播D.使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调8.下列关于紫外线的说法中,正确的是()A.一切物体都在对外辐射紫外线B.验钞机中利用的是紫外线的荧光效应C.利用紫外线可以进行医疗消毒D.紫外线的衍射现象比红外线更明显9.雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备,目前雷达发射的电磁波的频率多在200MHz至1000MHz的范围内.下列关于雷达的说法中,正确的是()A.真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3m至1.5m之间B.电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的C.测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离D.波长越短的电磁波,反射性能越强10.在狭义相对论中,下列说法中正确的有()A.一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速B.质量、长度的测量结果都与物体相对观察者的相对运动状态有关C.时间的测量结果与物体相对观察者的运动状态无关D.在某一惯性系中发生于同一时刻、不同地点的两个事件,在其他一切惯性系中也是同时发生的11.如图所示,假设强强乘坐速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮,壮壮的飞行速度为0.5c,强强向壮壮发出一束光进行联络,则壮壮观测到该光束的传播速度为()A.0.4cB.0.5cC.0.9cD.c12.关于公式m=,下列说法中正确的是()A.公式中的m0是物体以速度v运动时的质量B.当物体运动速度v0时,物体的质量mm0,即物体的质量改变了,故经典力学不适用C.当物体以较小的速度运动时,质量变化十分微弱,经典力学理论仍然适用,只有当物体以接近光速运动时,质量变化才明显,故经典力学适用于低速运动,而不适用于高速运动D.通常由于物体的速度太小,质量的变化引不起我们的感觉,在分析地球上物体的运动时,不必考虑质量变化13.假设地面上有一火车以接近光速的速度运行,车内站立着一个中等身材的人,站在路旁边的人观察车里的人.观察的结果是()A.这个人是一个矮胖子B.这个人是一个瘦高个子C.这个人矮但不胖D.这个人瘦但不高14.有两只时刻显示相同的标准钟,一只留在地面上,另一只放在高速飞行的飞船上.经过一段时间后,下列说法中正确的是()A.飞船上的人看到自己的钟比地面上的钟走得慢B.地面上的人看到自己的钟比飞船上的钟走得慢C.地面上的人看到自己的钟比飞船上的钟走得快D.因为是两只时刻显示相同的标准钟,所以两钟走时快慢相同15.某火箭在地面上的长度为L0,发射后它在地面附近高速(约0.3c)飞过.关于地面上的人和火箭中的人观察到的现象,下列说法中正确的是()A.下方地面上的人观察到火箭上的时间进程变快了B.下方地面上的人观察到火箭变短了C.火箭上的人观察到火箭变短了D.火箭上的人看到下方地面上的所有物体都变短了16.如图所示,质量与身高均相同的甲、乙两人分别乘坐速度为0.6c和0.8c(c为光速)的飞船同向运动.则下列说法中正确的是()甲乙A.乙观察到甲身高变高B.甲观察到乙身高变低C.若甲向乙挥手,则乙观察到甲动作变快D.若甲向乙发出一束光进行联络,则乙观察到该光束的传播速度为c二、填空题17.(2014·海安、金陵、南外三校联考)一飞船以速度v沿图示方向飞行,地面观测者测得飞船经过相距为L0的A、B两点经历时间为t1,而飞船驾驶员测量经过A、B两点时间是t2,则有t1(填“”“=”或“”)t2,原因是飞船驾驶员观测到A、B两点距离L(填“”“=”或“”)L0.18.如图所示,某车沿水平方向高速行驶,车厢中央的光源发出一个闪光,闪光照到了车厢的前、后壁,则地面上的观察者认为该闪光(填“先到达前壁”“先到达后壁”或“同时到达前后壁”),同时他观察到车厢的长度比静止时变(填“长”或“短”)了.19.(2016·南通、扬州、泰州三模)1971年,屠呦呦等获得了青蒿乙醚提取物结晶,研究人员通过X射线衍射分析确定了青蒿素的结构.X射线衍射是研究物质微观结构的最常用方法,用于分析的X射线波长在0.05nm~0.25nm范围之间,因为X射线的波长(填“远大于”“接近”或“远小于”)晶体内部原子间的距离,所以衍射现象明显.分析在照相底片上得到的衍射图样.便可确定晶体结构.X射线是(填“纵波”或“横波”).20.(2016·南京、盐城一模)如图所示,宽度为l的宇宙飞船沿其长度方向以速度u(u接近光速c)远离地球,飞船发出频率为ν的单色光.地面上的人接收到光的频率(填“大于”“等于”或“小于”)ν,看到宇宙飞船宽度(填“大于”“等于”或“小于”)l.21.如图所示,沿平直铁路线有间距均为L的三座铁塔A、B和C,三座铁塔高也均为L.假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶,列车上的观测者测得塔高(填“小于”“等于”或“大于”)相邻塔间的间距.当铁塔B发出一个闪光,列车上的观测者测得铁塔(填“A”或“C”)先被照亮.22.宇航员在地面上将两只钟校准到零时刻(如图甲所示),其中一只留在地面上,另一只跟随宇航员一起乘坐上高速运行的飞船.从零时刻开始计时,宇航员根据随身携带的手表指示,经过了0.5h,宇航员观察飞船内钟的分针指示可能是图,宇航员观察地面上钟的分针指示可能为图.甲乙丙丁第5讲电磁波与相对论1.D【解析】变化的电场周围才会产生磁场,恒定的电场周围不会产生磁场,同理,恒定的磁场周围也不会产生电场,所以A错;随时间做均匀变化的电场,其变化率是常量,故周围产生的磁场是恒定的,同理,均匀变化的磁场周围产生的电场也是恒定的,所以B、C错误;电场周期性变化,其周围产生的磁场一定呈周期性变化,且变化周期相同,所以D正确.2.ABC【解析】电磁波的传播不需要介质,声波(机械波)的传播需要介质,A正确;电磁波在真空中传播速度最大,声波(机械波)在空气中传播速度最小,由v=λf可知,由空气进入水中时(频率不变),电磁波波长变小,声波波长变大,B、C正确;电磁波在介质中的传播速度与介质和频率都有关系,机械波在介质中的传播速度由介质决定,D错误.3.AB【解析】根据相对论可知,地面附近有一高速水平飞过的火箭,地面上的人观察到的火箭长度要比火箭上的人观察到的要短一些,故A正确;拍摄玻璃厨窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以减弱玻璃反射的偏振光的强度,故B正确;根据公式v=λf可得,频率越高,波长越短,C错误;玻璃中的气泡看起来特别明亮是因为光从玻璃射向气泡时,一部分光在界面上发生了全反射,D错误.4.C【解析】电磁场是一种特殊的物质,在真空、介质中都可以传播,A错误;电磁波在真空中传播时,它的电场强度和磁感应强度方向互相垂直,B错误;当太阳光通过空气时,太阳光中波长较长的红光、橙光、黄光都能穿透大气层,直接射到地面,而波长较短的青、蓝、紫等色光,很容易被悬浮在空气中的微粒阻挡,从而使光线散射向四方,使天空呈现出蓝色,D错误.5.D6.B【解析】电磁波可以传递信息,如电视信号.声波也可以传递信息,如人说话,故A错误;手机用电磁波传递信息,人用声波说话,故B正确;太阳光中的可见光是电磁波,真空中速度为3×108m/s,“B超”中的超声波是声波,常温下,空气中速度大约为340m/s,故C错误;遥控器发出的红外线波长和医院CT中的X射线频率不同,波速相同,根据c=λf,波长不同,故D错误.7.B【解析】由雷达的工作原理知,雷达是用微波来测定物体位置的设备,A错;电磁波在传播过程中电场强度和磁感应强度总是相互垂直,且与波的传播方向垂直,故电磁波是横波,B对;电磁波可以不依赖介质而传播,C错;使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制,D错.8.BC【解析】紫外线的显著作用包括化学作用,例如杀菌消毒,有荧光作用,能促进钙的吸收,由于频率较高,波长较短,难以发生衍射,所以B、C正确.9.ACD【解析】根据λ=,在200MHz至1000MHz的频率范围内电磁波的波长范围在0.3m至1.5m之间,故A正确;根据电磁场理论,变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场,故B错误;雷达利用的是电磁波的反射原理,C正确;电磁波波长越短,越不易发生衍射,反射性能越好,D正确.10.AB【解析】根据狭义相对论,光速是速度的极限值,所以A对;根据狭义相对论,长度、质量、时间间隔都与运动状态有关,且都给出了具体的计算公式,所以B对,C错;同时是相对的,D错.11.D12.CD【解析】公式中的m0是物体静止时的质量,A错误;在v远小于光速时,一些质量的变化不明显,经典力学依然成立,B错误,C、D正确.13.D【解析】人是站着的,路旁的人观察到车内的人沿车运动方向上的长度(决定胖瘦)变短了,所以人变瘦,但人在垂直于车运动方向上的长度(决定身高)不变.14.C【解析】无论是飞船上的人还是地面上的人,只要钟与人有相对运动,人观察到钟都会变慢.飞船上的人看到地面上的钟比自己的钟走得慢,A错;地面上的人看到飞船上的钟比自己的钟走得慢,B错,C对;两只对准的标准钟,不同的观察者来看,走得快慢可能不同,D错.15.B【解析】由时间间隔的相对性知,下方地面上的人观察到火箭上的时间进程变慢了,A错;由长度的相对性知,下方地面上的人观察到火箭变短了,火箭上的人观察到火箭长度没变,B对,C错;火箭上的人看到在垂直运动方向上,物体的长度不变,D错.16.D【解析】因为人是垂直于物体速度方向的,竖直方向上没有尺缩效应,即甲、乙观察对方身高时不变,故A、B错误;根据相对论的钟慢效应,可以推测两人在接近光速运动时,相对地球来说时间都变慢了,但乙相对于甲的速度更大,因此可以推测,乙观察到甲动作变慢,故C错误;根据爱因斯坦光速不变原理,乙观察到该光束的传播速度仍为c,故D正确.17.18.先到达后壁短【解析】地面上的观察者认为地面是一个惯性系,闪光向前、后传播的速度相对地面是相同的,但是在闪光飞向两壁的过程中,车厢向前行进了一段距离,所以向前的光传播的路程长些,到达前壁的时间也