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1、12014 届高考物理一轮复习定时跟踪检测：第 13 章 第 3 单元电磁波相对论简介 （人教版）(时间：45 分钟满分：100 分)一、选择题(每小题 6 分，共 48 分)12013盐城模拟电磁波与声波比较不正确的是()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，电磁波波长变短，声波波长变长D. 电磁波和声波在介质中的传播速度都是由介质决定的，与频率无关解析：选项 A、B 均与事实相符，所以 A、B 项正确；根据 ，电磁波速度变小，vf频率不变，波长变短，声波速度变大，频率不变，波长变长，所以选项 C 正确；电
2、磁波在介质中的传播速度与介质有关，也与频率有关，所以选项 D 错误答案：D2关于 射线，以下说法中正确的是()A比伦琴射线频率更高，穿透能力更强B用来检测金属材料内部伤痕、裂缝、气孔等C利用 射线穿透力强制成金属测厚计来检测金属板的厚度D “ 刀”是利用了 射线的强穿透能力解析：由于 射线是一种比 X 射线波长更短的电磁波， 射线的能量极高，穿透能力比 X 射线更强，也可用于金属探伤等，所以选项 A、B、C 正确答案：ABC3目前雷达发射的电磁波频率多在 200 MHz 至 1000 MHz 的范围内下列关于雷达和电磁波说法正确的是()A真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在 0.3 m 至
3、1.5 m 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，反射性能越强解析：由 vT c/f 可知 A 正确根据电磁波的定义及电磁场理论可知 B 不正确根据电磁波的特点可知 C、D 正确答案：ACD4属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中()A真空中光速不变2B时间间隔具有相对性C物体的质量不变D物体的能量与质量成正比解析：狭义相对性的基本假设是：一切物理规律在不同的惯性参考系中都是相同的，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，所以选项 A 正确答案：A5把一个静止质量为 m0的粒子，由静止加速到 0.
4、6c(c 为真空中的光速)，需做的功为()A0.18 m0c2 B.0.25m0c2C0.36 m0c2 D1.25 m0c2解析：加速到 0.6 c 时， m 1.25 m0，粒子的动能为 Ek( m m0)m01 vc 2c20.25 m0c2.答案：B6应用麦克斯韦的电磁场理论判断如图所示的电场产生磁场(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()解析：均匀变化的电场产生稳定的磁场，B 对；电场和磁场最大时变化率为零，对应产生的磁场和电场就是 0，C 对答案：BC7下列关于电磁波的说法正确的是()A均匀变化的磁场能够在空间
5、产生电场B电磁波在真空和介质中传播速度相同C只要有电场和磁场，就能产生电磁波D电磁波在同种介质中只能沿直线传播解析：电磁波在真空中传播速度最大，为 c310 8 m/s，在介质中传播速度v ， n 为介质折射率，选项 B 错误；均匀变化的电场或磁场，不能产生电磁波，选项 Ccn3错误；电磁波在同种均匀介质中沿直线传播，选项 D 错误答案：A8如图所示，内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环口径的带正电的小球，正以速率 v0沿逆时针方向匀速转动若在此空间突然加上竖直向上、磁感应强度 B 随时间成正比例增加的变化磁场，设小球运动过程中的电量不变，那么()A小球对玻璃环的压力不断增大B小球
6、受到的磁场力不断增大C小球先沿逆时针方向做减速运动，过一段时间后，沿顺时针方向做加速运动D磁场力一直对小球不做功解析：由题可知感应产生的环形电场对小球的作用力与小球速度方向相反，小球先沿逆时针方向做减速运动，减速到零后，沿顺时针方向做加速运动答案：CD二、非选择题(共 52 分)9(9 分)设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的 k 倍则粒子运动时的质量等于其静止质量的_ 倍，粒子运动速度是光速的_ 倍解析：根据相对论有运动粒子的能量 E mc2，静止粒子的能量 E0 m0c2，由运动粒子的能量是其静止能量的 k 倍可知粒子运动时的质量等于其静止质量的 k 倍；由 m m0/ 可得 k1/ ，解得
7、粒子运动速度与光速的比值 1 vc 2 1 vc 2 vc.k2 1k答案： k k2 1k10(24 分)20 世纪 80 年代初，科学家发明了硅太阳能电池，如果在太空中设立太阳能电站卫星，可 24 h 发电，且不受昼夜气候影响如图所示，利用微波电能转换装置将电能转换成微波向地面发送，电站卫星最佳位置在离地 1100 km 的赤道上空，微波定向性很好，飞机通过微波区不会发生意外，但微波对飞鸟是致命的，可在地面接收站附近装上保护网或驱逐音响，不让飞鸟通过预计在 21 世纪初地球上空将升起电站卫星(地球半径 R6400 km)4(1)太阳能电池将实现哪种转换()A光能微波 B.光能内能C光能电能
8、 D电能微波(2)在 1100 km 高空电站卫星速度约为()A3.1 km/s B.7.2 km/sC7.9 km/s D11.2 km/s(3)微波指()A超声波 B次声波C电磁波 D机械波(4)飞机外壳对微波的哪种作用使飞机安全无恙()A反射 B.吸收C干涉 D.衍射(5)微波对飞鸟是致命的，这是因为微波的()A电离作用 B.穿透作用C生物电作用 D.产生强涡流(6)若太阳能收集板的硅片每片面积为 4 cm2，可提供电能 50 mW，巨大的收集板电池面积为 5000 km2，其发电功率是多少？解析：(1)硅光电池已作为人造地球卫星的电源，它是实现光能电能转化的装置(2)卫星电站绕地球做圆
9、周运动， v ，即 v ，GMr 1r根据上式求得 v7.2 km/s.(3)微波属于电磁波(4)微波波长短，它的衍射、干涉很难形成，反射特别显著，也称直线波，金属能反射电磁波，因而不受影响(5)微波是频率很高的电磁波，在生物体内可引起涡流，由于电站的功率很大，相应地涡流产生的热量足以将鸟热死(6)太阳能电池板的发电功率为5P 50103 W6.2510 8 kW.500010104答案：(1)C(2)B(3)C(4)A(5)D(6)6.25108 kW11(10 分)(1)冥王星绕太阳公转的线速度为 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 的速度
10、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 vc 2 100%99.9999%.m0mm0m01 4.831033.0108 2(2)设星际火箭的静止质量为 m 0，运动质量为 m，则 0.6.m0mm0m01 0.8cc 2答案：(1)99.9999%(2)0.6 倍12(12 分)设想地球上有一观察者测得一宇宙飞船以 0.60c 的速度向东飞行，5.0 s后该飞船将与一个以 0.80c 的速度向西飞行的彗星相碰撞试问：(1)飞船中的人测得彗星将以多大的速度向它运动？(2)从飞船中的时钟来看，还有多少时间允许它离开航线，
11、以避免与彗星碰撞？解析：(1)取地球为 S 系，飞船为 S系向东为 x 轴正向则 S系相对 S 系的速度v0.60 c，彗星相对 S 系的速度 ux0.80 c，由速度变换可得所求结果所以 u x0.946 c，即彗星以 0.946c 的速率向飞船靠近v uxvuxc2 1(2)把 t0 t 00 时的飞船状态视为一个事件，把飞船与彗星相碰视为第二个事件这两个事件都发生在 S系中的同一地点(即飞船上)，飞船上的观察者测得这两个事件的时间间隔 t5.0 s 比固有时间要长，根据时间延缓效应可求出 t.即 ts5 s，解得 t4.0 s，即从飞船上的时钟来看，尚有 4.0 s 的时间允许它 t1 v2c2离开原来的航线6答案：(1)0.946 c(2)4.0
