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1、单元综合测试十四 (电磁波相对论简介)本试卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题) 两部分，试卷满分为 100 分考试时间为90 分钟第卷(选择题，共 40 分)一、选择题(本题共 10 小题，每题 4 分，共 40 分有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是()A均匀变化的电场在它的周围产生均匀变化的磁场B电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的，且与波的传播方向垂直C电磁波和机械波一样依赖于介质传播D只要空间中某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波解析：根据麦克斯韦电磁场理论可知，均匀 变化的电
2、场在它的周 围产生稳定的磁场，故选项 A 是错误的因电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的且与波的传播方向垂直，所以电磁波是横波，故选项 B 是正确的电磁波可以在真空中传播，故选项 C是错误的只要空间中某个区域有振 荡的电场或磁场，就在周期性变化的电场周围产生同周期变化的磁场，周期性变化的磁 场周围产生同周期变化的 电场， 这样由近及远传播，形成了电磁波，故选项 D 是正确的答案：BD2下列说法正确的是()A光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一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光在介质中的速度大于光在真空中的速度D变化的电场一定产生变化的磁
3、场；变化的磁场一定产生变化的电场解析：由相对论的知识知，A 对；拍摄玻璃窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片是为了滤去反射光而不是增加透射光的强度， B 错；光在任何介 质中的传播速度都比真空中小，C 错；由麦克斯韦的电磁理论 ，变化的电场一定产生磁场，但不一定产生变化的磁场，如随时间均匀变化的电场产生稳定的磁场，同 样， 变化的磁场不一定 产生变化的电场答案：A3 “风云”二号卫星发送回地面的红外云图是由卫星上设置的可以接收云层辐射的红外线的感应器完成的，云图上的黑白程度是由辐射红外线的云层的温度高低决定的，这是利用了红外线的()A穿透性 B热效应C可见性 D化学效应解析：红外线是不可见光，人
4、眼无法 觉察到，所以 C 选项错误它的波长长，频率低，穿透能力较弱，A 选项错误它的主要作用是 热效应，物体温度越高，向外辐射的红外线越强，正是利用这一性质得到大气层遥感图的，故 B 选项正确，D 选项错误答案：B4下列说法符合实际的是( )A医院里常用 X 射线对病房和手术室消毒B医院里常用紫外线对病房和手术室消毒C在人造卫星上对地球进行拍摄是利用紫外线有较好的分辨能力D在人造卫星上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力解析：紫外线有杀菌消毒的作用， 红外线的主要效应是热 效应，且 红外线的波长长，易衍射，穿透云雾烟尘的能力强 答案：BD5关于电磁波谱，下列说法正确的是()A伦
5、琴射线是高速电子流射到固体上，使固体原子的内层电子受到激发而产生的B 射线是原子的内层电子受激发产生的C在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是 射线D紫外线比紫光更容易发生衍射现象解析：在电磁波中，无线电波是振 荡电路产生的；红外线、可见光、紫外线是原子外层电子受激发产生的；伦琴射线是原子内层电子受激发产生的； 射线是原子核受激发后产生的从无线电波到 射线，频 率逐渐增大，波长逐渐减小，而波长越长，越容易 发生衍射现象，因此，紫光比紫外线更容易发 生衍射现象，无 线电波最容易 发生衍射现象答案：A6太阳光中包含的某种紫外线的频率为 f1，VCD 影碟机中读取光盘数字信号的红色激光的频率为 f2，
6、人体透视使用的 X 光的频率为 f3，则下列结论正确的是()A这三种频率的大小关系是 f1f2f3B紫外线是原子的内层电子受激发产生的C红色激光是原子的外层电子受激发产生的DX 光是原子核受激发产生的解析：根据电磁波谱中各种电磁波产生的原理可知，紫外线， 红色激光( 属于可见光)是原子的外层电子受激发产生的， X 光是原子的内层电子受激发产生的，则 C 选项正确，B， D选项错误答案：C图 17图 1 是一个水平放置的玻璃圆环形的小槽，槽内光滑，槽的宽度和深度处处相同，现将一个直径略小于槽宽的带正电的小球放在槽中，让它获得一个初速度 v0，与此同时，有一个变化的磁场垂直穿过玻璃环形小槽外径所对
7、应的圆面积，磁感应强度的大小跟时间成正比例增大，方向竖直向下，设小球在运动过程中电荷量不变，则()A小球受到的向心力大小不变B小球受到的向心力大小不断增大C磁场力对小球做了功D小球受到的磁场力大小与时间成正比解析：由麦克斯韦电磁场理论可知，磁感 应强度随时间均匀增大 时，将 产生一个恒定的感应电场，由楞次定律可知，此 电场方向与小球初速度方向相同，由于小球 带正电，电场力对小球做正功，小球的速度逐 渐增大，向心力也随着增大，故 A 选项错误，B 选项正确洛 伦兹力对运动电荷不做功，C 选项错误带电小球所受洛伦兹力 FqBv，随着速度的增大而增大，同时 B 与 t 成正比，则 F 与 t 不成正
8、比，故 D 选项错误答案：B8爱因斯坦提出了质能方程，揭示了质量与能量的关系，关于质能方程，下列说法正确的是( )A质量和能量可以相互转化B当物体向外释放能量时，其质量必定减少，且减少的质量 m 与释放的能量 E 满足 Emc 2C如果物体的能量增加了 E，那么它的质量相应减少 m，并且 Emc 2Dmc 2 是物体能够放出能量的总和解析：由质能方程可知，能量与 质量之间存在着一定的必然 对应的关系，而不能 认为质量就是能量，能量就是质量，能量与质量是两个不同的概念只有在核反应过程中，对应着质量的减少，才有能量释放出来答案：B9下列说法中正确的是( )A在任何参考系中，物理规律都是相同的，这就
9、是广义相对性原理B在不同的参考系中，物理规律都是不同的，例如牛顿定律仅适用于惯性参考系C一个均匀的引力场与一个做匀速运动的参考系等价，这就是著名的等效原理D一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价，这就是著名的等效原理答案：AD10如果你以接近于光速的速度朝某一星体飞行，如图 2 所示，你是否可以根据下述变化发觉自己是在运动( )图 2A你的质量在增加B你的心脏跳动在慢下来C你在变小D你永远不能由自身的变化知道你的速度解析：相对论的基本概念是：当你被关在一个封闭的房子中时，你绝对无法知道房子是否在做匀速运动当房子突然停止运 动时，在其中的人是能够感知这一点的；当房子突然开始运动时，其内部
10、的人也能有感 觉；当房子旋转时，关在其内部的人也能说出它在转动但如果房子是在做匀速直线运动即没有任何加速度，则在其内部的人就无法知道房子是否在移动即使房子有一个窗户，你从窗户向外看，看见某些东西在朝你移动，但你仍说不出是你的房子在向这些东西移动，还 是这些东西在向你的房子移 动答案：D第卷(非选择题，共 60 分)二、填空题(本题共 2 小题，每题 8 分，共 16 分)11中国成功发射和回收了“神舟”号系列飞船，标志着中国运载火箭的技术水平已跻身于世界前列(1)图 A 为某火箭发射场，B 为山区，C 为城市，发射场正在进行某型号火箭的发射试验，该火箭起飞时质量为 2.20105 kg，起飞推
11、力为 2.75106 N，火箭发射塔高 100 m，则该火箭起飞时的加速度大小为_m/s 2；在火箭推力不变的情况下，若不考虑空气阻力及火箭质量的变化，火箭起飞后，经_ s 飞离火箭发射塔图 3(2)为了传播火箭发射的实况，在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号，已知传播无线电广播所用的电磁波的波长为 550 m，而传输电视信号所用的电磁波的波长为0.566 m，为了不让山区挡住信号传播，使城市居民能收听和收看火箭发射实况，必须通过建在山顶上的转发站来转发_( 填“无线电广播信号 ”或“电视信号”) ，这是因为：_.解析：(1)设火箭起飞的加速度大小为 a，则由牛顿第二定律有Fmgma 得
12、 a2.5 m/s 2.设火箭起飞后经 t 时间飞离发 射塔，由匀 变速直线运动规律有S ，t4 s8.94 s.at22 5(2)电视信号波长短，沿直 线传播，易受山坡阻挡，不易 传播答案：(1)2.5 8.94(2)电视信号；见解析12(2011镇江模拟)“世界物理年 ”决议的作出是与爱因斯坦的相对论时空观有关一个时钟，在它与观察者有不同相对速度的情况下，时钟的频率是不同的，它们之间的关系如图 4 所示由此可知，当时钟和观察者的相对速度达到 0.6c(c 为真空中的光速)时，时钟的周期大约为_在日常生活中，我们无法察觉时钟周期的变化的现象，是因为观察者相对于时钟的运动速度_若在高速运行的飞
13、船上有一只表，从地面上观察，飞船上的一切物理、化学过程和生命过程都变_(填“快”或“慢”)了图 4解析：根据图中数据可知，当 时钟和观察者的相对速度达到 0.6c 时，对应时钟的频率为 0.4 Hz，则周期 为 2.5 s日常生活中，我们无法察觉是因为运动速度远小于速度 c.在高速运行状态，时钟变慢答案：2.5 s 远小于光速 c慢三、计算题(本题共 4 小题， 13、14 题各 10 分，15、16 题各 12 分，共 44 分，计算时必须有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)13(2010广州模拟)如图 5 所示为某雷达的荧光屏，屏上标尺的最小刻度对应的时间为 2104 s雷
14、达天线朝东方时，屏上的波形如图甲；雷达天线朝西方时，屏上的波形如图乙问：雷达在何方发现了目标？目标与雷达相距多远？图 5答案：西方 300 km14人马星座 星是离太阳系最近的恒星，它距地球 4.31016m.设有一宇宙飞船自地球往返于人马星座 星之间若宇宙飞船的速度为 0.999c，按地球上的时钟计算，飞船往返一次需多少时间？如以飞船上的时钟计算，往返一次的时间又为多少？解析：以地球上的时钟计算t s2.8710 8 s9 年xv 24.310160.9993108若以飞船上的时钟计算：因为tt/ ，1 v/c2所以得 tt 2.8710 8 s1 v/c2 1 0.99921.2810 7
15、 s0.4 年答案：9 年 0.4 年15(1)冥王星绕太阳公转的线速率为 4.83103 m/s，求其静止质量为运动质量的百分之几？(2)星际火箭以 0.8c 的速率飞行，其静止质量为运动质量的多少倍？解析：(1)设冥王星的静止质量为 m0，运 动质量为 m，由公式 m 可得m01 vc2 100%99.9999%.m0mm0m01 4.831033.01082(2)设星际火箭的静止质量为 m 0，运 动质量为 m，则 0.6.m 0mm0m01 0.8cc2答案：(1)99.9999% (2)0.6 倍16目前电能都是通过电网采用有线方式传输的人们一直梦想能无线传输电能，梦想在日常生活中实现无线充电，甚至不用电池现在，一个科学研究小组在实验室中取得了可喜的进展，也许，人类的这一梦想不久就能实现(1)实现无线传输能量，涉及能量的_、传播和接收(2)科学家曾经设想通过高耸的天线塔，以无线电波的形式将电能输送到指定地点，但一直没有在应用层面上获得成功，其主要原因是这类无线电波()A在传输中很多能量被吸收B
