高三物理一轮复习精品练习：14.1电磁波 相对论简介(人教版选修3-4)

第十四章电磁波相对论简介

1．当代人类的生活和电磁波紧密相关，关于电磁波，下列说法正确的是()

A．只要把带电体和永磁体放在一起，就会在周围空间产生电磁波B．电磁波在传播过程中，其波速始终保持不变

C．电视机、收音机和手机所接收的信号都属于电磁波

D．微波炉内所产生的微波不是电磁波，而是波长很短的机械波解析变化的磁场、电场才能产生电磁波，A错误；电磁波的传播速度与介质有关，B错误；电磁波能够携带信号，用于通讯，C正确；微波炉内的微波是波长较短的电磁波，D错误．

答案 C

2．下列关于紫外线的几种说法中，正确的是()

A．紫外线是一种紫色的可见光

B．紫外线的频率比红外线的频率低

C．紫外线可使钞票上的荧光物质发光

D．利用紫外线可以进行电视机等电器的遥控

解析本题考查紫外线的性质，能力要求Ⅰ级．紫外线是不可见光．其频率比可见光、红外线都高，紫外线的主要作用是化学作用、荧光效应，所以A、B选项错，C选项对；电视机等电器的遥控是利用红外线，所以D选项错．

答案 C

3．关于电磁波，下列说法中正确的是()

A．在真空中，频率高的电磁波传播速度较大

B．在真空中，电磁波的能量越大，传播速度越大

C．电磁波由真空进入介质，速度变小，频率不变

D．只要发射电路的电磁振荡一停止，产生的电磁波立即消失

解析任何频率的电磁波在真空中的传播速度都是c，故A、B都错．电磁波由真空进入介质，波速变小，而频率不变，C正确；变化的电场、磁场由变化区域向外传播就形成电磁波，发射电路的电磁振荡停止时，虽不再发射电磁波，但已发射出的电磁波还要继续传播，故D错．

答案 C

4．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

B．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

解析狭义相对论的两条假设分别是：在任何惯性系中真空中的光速不变和一切物理规律相同．

答案 A

5．电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是()

A．无线电波、红外线、紫外线、γ射线

B．红外线、无线电波、γ射线、紫外线

C．γ射线、红外线、紫外线、无线电波

D．紫外线、无线电波、γ射线、红外线

解析在电磁波家族中，按波长由长到短分别有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，所以A项对．

答案 A

6．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

解析电磁波的传播不需要介质，A项错误；衍射、偏振是波特有的现象，B项正确，C项错误；电磁波可以传递信息，D项错误．答案 B

7．在狭义相对论中，下列说法中正确的是()

①一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

②质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对状态而改变③惯性系中的观察者观察一个与他做匀速相对运动的时钟时，会看到这个时钟比与他相对静止的时钟走得慢些

A．①③B．①②

C．①②③D．②③

解析由爱因斯坦狭义相对论可知，①②③说法均对，故选C.

答案 C

8．家用微波炉是一种利用微波的电磁能加热食物的新型灶具，主要由磁控管、波导管、微波加热器、炉门、直流电源、冷却系统、控制系统、外壳等组成．接通电源后，220V交流电经变压器，一方面在次级产生3.4V交流电对磁控管加热，同时在次级产生2000V高压电经整流加到磁控管的阴、阳两极之间，使磁控管产生频率为2450mHz的微波．微波输送至金属制成的加热器(炉腔)，被来回反射，微波的电磁作用使食物内分子高频地运动而使食物加快受热，并能最大限度地保存食物中的维生素．有下述说法：

①微波是振荡电路中自由电子运动而产生的；②微波是原子外层

电子受到激发而产生的；③微波炉变压器的电压变化比为

11

100；④利用

微波加热食物是因为微波比红外线有更强的热作用．上述说法正确的是()

A．②和③B．①和③

C．③和④D．①和④

解析微波属于无线电波，是振荡电路中自由电子的运动产生的，

故①对，②错；由变压原理知变压比为220

2000＝

11

100，故③对；在各种电

磁波中，具有显著热作用的是红外线，而微波加热食物的原理是微波的频率更接近食物分子的固有频率，使食物分子产生共振，故④错．应选B.

答案 B

9．目前雷达发射的电磁波频率多在200MHz至1000MHz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0.3m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

答案ACD

10．下列说法正确的是()

A．声波从空气进入水中时，其波速增大，波长变长

B．纵波传播过程中各质点的运动方向与波的传播方向总是相同的

C．当波源与观察者相向运动时，波源自身的频率不变

D．均匀变化的磁场产生变化的电场，均匀变化的电场产生变化的磁场

E．只有频率相同的两列波才可能发生干涉现象

F．电子的运动速度很高时，它的质量将小于静止质量

解析本题考查机械波、电磁波、相对论的有关概念．声波从空气进入水中时，频率不变，波速变大，波长变长，A项正确；纵波是质点的振动方向与波的传播方向一致的波，并不是两个方向相同，B 项错误；均匀变化的电场产生恒定的磁场，D项错误；相干条件是两列波的频率相同，传播方向相同，E项正确；根据相对论电子高速运动时的质量将大于静止时的质量，F项错误．

答案ACE

11．某空间出现了如图所示的一组闭合的电场线，这可能是()

A．沿AB方向磁场在迅速减弱

B．沿AB方向磁场在迅速增强

C．沿BA方向磁场在迅速增强

D．沿BA方向磁场在迅速减弱

解析根据电磁感应理论，闭合回路中的磁通量变化时，使闭合电路中产生感应电流，该电流可用楞次定律来判断，其中感应电流的

方向和电场线的方向一致．

答案 AC

12．2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化．他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点．下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法中正确的是( )

A ．微波是指波长在10－3m 到10m 之间的电磁波

B ．微波和声波一样都只能在介质中传播

C ．黑体的热辐射实际上是电磁辐射

D ．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说

解析 由电磁波谱的划分可知，A 对；微波的本质是电磁波，可以在真空中传播，无需介质，而声波的本质是机械波，只能在介质中传播，B 错；黑体辐射可以辐射各种波长的电磁波，本质上是电磁辐射，C 对；根据普朗克的能量子假说推算出的黑体辐射规律和观测到的事实符合得相当好，D 对．

答案 ACD

13．某卫星地面站向地球同步通信卫星发送无线电波，经它立即转发到另一卫星地面站，测得从发送开始到地面站接收到电磁波的时间为0.24 s ，取地球半径6400 km.据此条件估算地球的质量为多少千克？(结果取1位有效数字，G ＝6.67×10－11 N·m 2/kg 2)

解析 由s ＝ct 可知同步卫星距离地面的高度h ＝12ct ＝12

×3×108×0.24m ＝3.6×107m.

由牛顿第二定律可知

GMm (R ＋h )2＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2(R ＋h )，

故地球质量

M ＝4π2

GT 2(R ＋h )3 ＝4×3.142×(6.4×106＋3.6×107)3

6.67×10－11×(24×3600)2

kg ＝6×1024 kg.

答案 6×1024 kg

14．麦克斯韦在1865年发表的《电磁场的动力学理论》一文中揭示了电、磁现象与光的内在联系及统一性，即光是电磁波．

一单色光波在折射率为1.5的介质中传播，某时刻电场横波图像如图所示，求该光波的频率．

解析 设光在介质中的传播速度为v ，波长为λ，频率为f ，则f ＝v λ，v ＝c n

联立以上两式得f ＝c nλ

从波形图上读出波长λ＝4×10－7m ，代入数据得

f ＝5×1014 Hz.

答案 5×1014 Hz