2020年高考物理總復(fù)習(xí) 13-3 電磁波　相對(duì)論簡(jiǎn)介 新人教版選修3-4

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1、2020年高考物理總復(fù)習(xí) 13-3 電磁波相對(duì)論簡(jiǎn)介 新人教版選修3-4 1(2020年天津理綜)下列關(guān)于電磁波的說法正確的是()A均勻變化的磁場(chǎng)能夠在空間產(chǎn)生電場(chǎng)B電磁波在真空和介質(zhì)中傳播速度相C只要有電場(chǎng)和磁場(chǎng)，就能產(chǎn)生電磁波D電磁波在同種介質(zhì)中只能沿直線傳播解析：變化的磁場(chǎng)就能產(chǎn)生電場(chǎng)，A正確若只有電場(chǎng)和磁場(chǎng)且電場(chǎng)和磁場(chǎng)都穩(wěn)定或電場(chǎng)、磁場(chǎng)僅均勻變化都不能產(chǎn)生電磁波，C錯(cuò)光也是電磁波，在真空和介質(zhì)中傳播的速度不同，可判斷B錯(cuò)D選項(xiàng)中沒強(qiáng)調(diào)是“均勻”介質(zhì)，若介質(zhì)密度不均勻會(huì)發(fā)生折射，故D錯(cuò)答案：A2(2020年江蘇單科)如圖所示，沿平直鐵路線有間距相等的三座鐵塔A、B和C.假想有一列車沿AC

2、方向以接近光速行駛，當(dāng)鐵塔B發(fā)出一個(gè)閃光，列車上的觀測(cè)者測(cè)得A、C兩鐵塔被照亮的順序是()A同時(shí)被照亮 BA先被照亮CC先被照亮 D無法判斷解析：因列車沿AC方向接近光速行駛，根據(jù)“同時(shí)”的相對(duì)性，即前邊的事件先發(fā)生，后邊的事件后發(fā)生可知，C先被照亮，答案為C.答案：C3(2020年北京理綜)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)量成正比解析：狹義相對(duì)論的兩條假設(shè)分別是：在任何慣性系中真空中的光速不變和一切物理規(guī)律相同答案：A4(2020年上海單科)電磁波包含了射線、紅外線、紫外線、無線電波等，按波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短的排

3、列順序是()A無線電波、紅外線、紫外線、射線B紅外線、無線電波、射線、紫外線C射線、紅外線、紫外線、無線電波D紫外線、無線電波、射線、紅外線解析：在電磁波家族中，按波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短分別有無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、射線等，所以A項(xiàng)對(duì)答案：A5類比是一種有效的學(xué)習(xí)方法，通過歸類和比較，有助于掌握新知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效率在類比過程中，既要找出共同之處，又要抓住不同之處某同學(xué)對(duì)機(jī)械波和電磁波進(jìn)行類比，總結(jié)出下列內(nèi)容，其中不正確的是()A機(jī)械波的頻率、波長(zhǎng)和波速三者滿足的關(guān)系，對(duì)電磁波也適用B機(jī)械波和電磁波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象C機(jī)械波的傳播依賴于介質(zhì)，而電磁波可以在真空中傳播D機(jī)械波既有橫波又

4、有縱波，而電磁波只有縱波解析：電磁波是電磁場(chǎng)傳播形成的在傳播過程中電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的方向和磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向都與波的傳播方向垂直；場(chǎng)強(qiáng)E的方向可以理解為波的“振動(dòng)”方向，所以電磁波應(yīng)為橫波故選D.答案：D6設(shè)宇宙射線粒子的能量是其靜止能量的k倍則粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量等于其靜止質(zhì)量的_ _倍，粒子運(yùn)動(dòng)速度是光速的_倍解析：依據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程Emc2，宇宙射線粒子的能量是其靜止能量的k倍，則其質(zhì)量等于其靜止質(zhì)量的k倍；再由相對(duì)論質(zhì)量公式m得.答案：k7一個(gè)帶正電的粒子在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時(shí)，此粒子的()A動(dòng)能不變B動(dòng)能增大C動(dòng)能減小D以上情況

5、都有可能解析：當(dāng)磁場(chǎng)均勻增加時(shí)，根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，將產(chǎn)生一恒定的電場(chǎng)，帶電粒子將受一電場(chǎng)力作用，該力對(duì)帶電粒子做正功，所以粒子的動(dòng)能將增大答案：B8(1)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(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大氣層被遙感衛(wèi)星接收如圖所示為水和二氧化碳對(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()A2.5 m3.5 m B4 m4.5 mC5 m7 m D8 m13 m(2)某雷達(dá)工作時(shí)，發(fā)射電磁波的波長(zhǎng)為2

6、0 cm，每秒脈沖數(shù)n5 000，每個(gè)脈沖持續(xù)時(shí)間t0.02 s，問該電磁波的頻率為多少？最大的偵察距離是多少？解析：(1)由圖可知，水對(duì)紅外輻射吸收率最低的波長(zhǎng)范圍是8 m13 m；二氧化碳對(duì)紅外輻射吸收率最低的波長(zhǎng)范圍是5 m13 m.綜上可知選D.(2)由于電磁波的波長(zhǎng)、頻率與波速之間滿足關(guān)系vf，真空中電磁波的傳播速度等于光速，一般在空氣中傳播，電磁波的傳播速度就認(rèn)為等于光速c3.00108 m/s，因此fc/1.5109 Hz，即電磁波的頻率為1.5109 Hz.雷達(dá)工作時(shí)發(fā)射電磁脈沖，每個(gè)脈沖持續(xù)t0.02 s，在兩個(gè)脈沖時(shí)間間隔內(nèi)，雷達(dá)必須接收到反射回來的電磁脈沖，否則會(huì)與后面的

7、電磁脈沖重疊而影響測(cè)量，設(shè)最大偵察距離為s，則2svt，而t s200 s0.02 s(脈沖持續(xù)時(shí)間可以略去不計(jì))，所以s3104 m.答案：(1)D(2)1.5109 Hz3104 m9解答下列關(guān)于電磁波的問題：(1)在如圖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點(diǎn)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)本居住地A位于某山脈的一邊，山脈的另一邊P處建有一無線電波發(fā)射站，如圖所示該發(fā)射站可發(fā)送頻率為400 kHz的中波和頻率為400 MHz的微波，已知無線電波在空氣中的傳播速度都為3108 m/s，求：該中波

8、和微波的波長(zhǎng)各是多少？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；若兩種波的接收效果不同，請(qǐng)說明哪一種波的接收效果更好？為什么？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點(diǎn)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)紅外線主要是熱作用，如紅外線烤箱紫外線有熒光和殺菌作用，如驗(yàn)鈔機(jī)，消毒X射線主要是穿透作用，如X射線透視(3)由知，1750 m，20.75 m無線電波繞過山脈到達(dá)A處，發(fā)生了衍射現(xiàn)象頻率為400 kHz的中波接收效果更好，因?yàn)樗牟ㄩL(zhǎng)長(zhǎng)，衍射現(xiàn)象更明顯答案：見解析10(1)麥

9、克斯韋在1865年發(fā)表的電磁場(chǎng)的動(dòng)力學(xué)理論一文中揭示了電、磁現(xiàn)象與光的內(nèi)在聯(lián)系及統(tǒng)一性，即光是電磁波一單色光波在折射率為1.5的介質(zhì)中傳播，某時(shí)刻電場(chǎng)橫波圖象如圖所示，求該光波的頻率(2)若你用通過同步衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的無線電話與對(duì)方通話，則在你講完話后，至少要等多長(zhǎng)時(shí)間才能聽到對(duì)方的回話？(已知地球質(zhì)量M6.01024 kg，地球半徑R6.4106 m，萬有引力恒量G6.671011 Nm2/kg2)解析：(1)設(shè)光在介質(zhì)中的傳播速度為v，波長(zhǎng)為，頻率為f，則f，v聯(lián)立得f從波形圖上讀出波長(zhǎng)4107 m，代入數(shù)據(jù)解得f51014 Hz.(2)同步衛(wèi)星的周期T3 60024 s8.64104 s，設(shè)衛(wèi)星離地高度為h，由牛頓第二定律得m(Rh)2h R代入數(shù)據(jù)得h3.59107 m.題目要求的最短時(shí)間指發(fā)話人和聽話人均在同步衛(wèi)星的正下方，此時(shí)最短距離s2h，所以最短時(shí)間t2 s0.48 s.答案：(1)51014 Hz(2)0.48 s