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第3讲电磁波相对论简介A组2014—2015年模拟·基础题组时间:20分钟分值:30分选择题(每题6分,共30分)1.(2015湖北天门抽测)(多选)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2.(2015江苏连云港模拟)对相对论的基本认识,下列说法正确的是()A.相对论认为:真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的B.爱因斯坦通过质能方程阐明了质量就是能量C.在高速运动的飞船中的宇航员会发现飞船中的时钟与他观察到的地球上的时钟走得同样快D.我们发现竖直向上高速运动的球在水平方向上长度变短了3.(2015江苏南京质检)据《飞行国际》报道称,中国制造的首款具有“隐身能力”和强大攻击力的第四代作战飞机“歼-20”(如图),于2011年1月11日12:50进行了公开首飞。它的首飞成功标志着中国继美国和俄罗斯之后,成为世界上第三个进入到第四代战机的研发序列中的国家。隐形飞机的原理是:在飞机研制过程中设法降低其可探测性,使之不易被敌方发现、跟踪和攻击。根据你所学的物理知识,判断下列说法中正确的是()A.运用隐蔽色涂层,无论距你多近的距离,即使你拿望远镜也不能看到它B.使用吸收雷达电磁波材料,在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱,很难被发现C.使用吸收雷达电磁波涂层后,传播到复合金属机翼上的电磁波在机翼上不会产生感应电流D.主要是对发动机、喷气尾管等因为高温容易产生紫外线辐射的部位采取隔热、降温等措施,使其不易被对方发现4.(2014江苏连云港模拟)(多选)在狭义相对论中,下列说法正确的有()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5.(2014上海五校联考)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B组2014—2015年模拟·提升题组时间:25分钟分值:40分一、选择题(每题6分,共18分)1.(2015上海六校联考)下列关于电磁波的说法正确的是()A.电磁波必须依赖介质传播B.电磁波可以发生衍射现象C.电磁波不会发生偏振现象D.电磁波无法携带信息传播2.(2015河北三市联考)(多选)下列说法正确的是()A.火车过桥时要减速是为了防止火车发生共振B.“闻其声不见其人”是波的衍射现象C.电磁波谱中最容易发生衍射现象的是γ射线D.利用雷达测出发射微波脉冲及接收到脉冲的时间间隔可以确定雷达和目标的距离3.(2014江苏南通质检)(多选)应用麦克斯韦的电磁理论判断如图所示的表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图象中(每个选项中的上图是表示变化的场,下图是表示变化的场产生的另外的场),正确的是()二、非选择题(共22分)4.(2014江苏镇江模拟)(6分)相对论认为时间和空间与物质的速度有关;在高速前进中的列车的中点处,某乘客突然按下手电筒的开关,使其发出一道闪光,该乘客认为闪光向前、向后传播的速度相等,都为c,站在铁轨旁边地面上的观察者认为闪光向前、向后传播的速度(选填“相等”或“不等”)。并且,车上的乘客认为,手电筒的闪光同时到达列车的前、后壁,地面上的观察者认为手电筒的闪光先到达列车的(选填“前”或“后”)壁。5.(2015北京房山模拟)(16分)(1)目前雷达发出的电磁波频率多在200~1000MHz的范围内,下列关于雷达和电磁波的说法中正确的是()A.真空中,上述频率范围的电磁波的波长在30~150m之间B.电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的C.波长越短的电磁波,越容易绕过障碍物,便于远距离传播D.测出从发射无线电波到接收反射回来的无线电波的时间,就可以确定距障碍物的距离(2)列举下列三种电磁波的一种应用:红外线;紫外线;X射线。(3)某居住地A位于某山脉的一边,山脉的另一边B处建有一无线电波发射站,如图所示。该发射站可发送频率为400kHz的中波和频率为400MHz的微波,已知无线电波在空气中的传播速度都为3×108m/s,①发射站发出的电磁波是通过干涉还是衍射后到达居住地A处的;②若两种波的接收效果不同,请说明哪一种波的接收效果更好?为什么?第3讲电磁波相对论简介A组2014—2015年模拟·基础题组选择题1.ABC可以根据电磁波的特点和声波的特点进行分析,选项A、B均与事实相符,所以A、B项正确;根据λ=,电磁波速度变小,频率不变,波长变小;声波速度变大,频率不变,波长变大,所以选项C正确;电磁波在介质中的速度与介质有关,也与频率有关,所以选项D错误。2.A真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的,选项A正确;爱因斯坦通过质能方程阐明了质量与能量的联系,但不能认为质量就是能量,选项B错误;根据相对论可知运动的时钟变慢,选项C错误;竖直向上高速运动的球在水平方向上长度不变,沿运动方向上的长度才会变短,选项D错误。3.B隐形飞机的原理是在飞机制造过程中使用吸收雷达电磁波的材料,使反射的雷达电磁波很弱,在雷达屏幕上显示的反射信息很小,飞机在雷达屏幕上很难被发现,故只有B正确。4.AB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。5.D人是站着的,路旁的人观察到的车内的人沿车运动的方向上的长度(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。B组2014—2015年模拟·提升题组一、选择题1.B根据电磁波的产生机理及传播特性可知,电磁波的传播不需要依赖介质,选项A错误;由于电磁波是横波,故能发生干涉、衍射、偏振现象,选项B正确、C错误;电磁波能够携带图像、声音等信息进行传播,选项D错误。2.BD火车过桥时要减速是为了防止桥梁发生共振,选项A错误;“闻其声不见其人”是声波的衍射现象,选项B正确;电磁波谱中最不容易发生衍射现象的是γ射线,选项C错误;利用雷达测出发射微波脉冲及接收到脉冲的时间间隔可以确定雷达和目标的距离,选项D正确。3.BCA图中的上图磁场是稳定的,由麦克斯韦的电磁场理论,可知周围空间不会产生电场,所以A图中的下图是错误的;B图中的上图是均匀变化的电场,应该产生稳定的磁场,下图的磁场是稳定的,所以B图正确;C图中的上图是振荡的磁场,它能产生同频率的振荡电场,且相位相差为,所以C图是正确的;D图的上图是振荡电场,在其周围空间产生振荡的磁场,但是下图中的图象与上图相比较,相位相差应为而不是π,所以D不正确。二、非选择题4.答案相等后解析根据光速不变原理,站在铁轨旁边地面上的观察者认为闪光向前、向后传播的速度相等;地面上的观察者认为,由于列车向前运动,手电筒的闪光应先到达列车的后壁。5.答案(1)D(2)见解析(3)①衍射②见解析解析(1)由c=λf知λ=,可知真空中频率在200~1000MHz范围内的电磁波的波长在0.3~1.5m之间,A错;电磁波是由周期性变化的电场、磁场产生的,B错;波长越短的电磁波,衍射本领越弱,越不容易绕过障碍物,不便于远距离传播,C错;测出从发射无线电波到接收反射回来的无线电波的时间,由s=就可以确定距障碍物的距离,D对。(2)红外线主要是热作用,如红外线烤箱。紫外线有荧光和杀菌作用,如验钞机,消毒。X射线主要是穿透作用,如X射线透视。(3)①无线电波绕过山脉到达A处,发生了衍射现象。②频率为400kHz的中波接收效果更好,因为它的波长长,衍射现象更明显。