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第3講　電磁波 板塊三限時規(guī)范特訓 　　時間：45分鐘　滿分：100分 一、選擇題(本題共10小題，每小題6分，共60分。其中1～4為單選，5～10為多選) 1．關于電磁波的頻率、波長、周期和波速之間的關系，正確的說法是(　　) A．在真空中波長越長的電磁波頻率越高 B．頻率越高的電磁波在真空中傳播速度越大 C．在真空中波長越短的電磁波周期越小 D．在真空中波長越短的電磁波周期越大 答案　C 解析　在真空中各種頻率的電磁波傳播速度相同，都為c，B錯誤；由c＝fλ知，波長與頻率成反比，A錯誤；T＝＝，周期與波長成正比，C正確，D錯誤。 2．以下有關在真空中傳播的電磁波的說法正確的是(　　) A．頻率越大，傳播的速度越大 B．頻率不同，傳播的速度相同 C．頻率越大，其波長越大 D．頻率不同，傳播速度也不同 答案　B 解析　所有電磁波在真空中的傳播速度相同，都等于c，B正確，A、D錯誤；由c＝λf可知，頻率f越大，其波長λ越小，C錯誤。 3．關于無線電波的發(fā)送和接收，下述說法中正確的是(　　) A．為了將信號發(fā)送出去，先要進行調諧 B．為了從各個電臺發(fā)出的電磁波中將需要的選出來，就要進行調制 C．為了從高頻電流中取出聲音訊號，就要進行調頻 D．以上說法都不對 答案　D 解析　為了將信號發(fā)送出去，先要進行調制，A錯誤；為了從各個電臺發(fā)出的電磁波中選出需要的，就要進行調諧，B錯誤；為了從高頻電流中取出聲音訊號，就要進行解調，C錯誤，所以D正確。 4．下列電磁波，其衍射能力由強到弱的順序排列正確的是(　　) A．紅外線、可見光、紫外線、γ射線 B．γ射線、可見光、紅外線、無線電波 C．可見光、紅外線、倫琴射線、γ射線 D．倫琴射線、紫外線、可見光線、紅外線 答案　A 解析　電磁波衍射能力是按它們的波長大小排序的，依次為紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線、γ射線，故A正確。 5．[2017東北三省四市二模]下列說法中正確的是(　　) A．做簡諧運動的質點，離開平衡位置的位移相同時，加速度也相同 B．做簡諧運動的質點，經過四分之一個周期，所通過的路程一定是一倍振幅 C．均勻變化的磁場可以產生穩(wěn)定的電場，均勻變化的電場可以產生穩(wěn)定的磁場 D．雙縫干涉實驗中，若只減小雙縫到光屏間的距離，兩相鄰亮條紋間距將變大 E．聲波從空氣傳入水中時頻率不變，波長變長 答案　ACE 解析　根據簡諧運動的受力特點F＝－kx，可知位移相同時，回復力相同，加速度相同，A正確；做簡諧運動的質點，經過四分之一個周期，若質點是在平衡位置或最大位移處振動，通過的路程是一倍振幅，在其他情況下通過的路程不是一倍振幅，B錯誤；均勻變化的磁場可以產生穩(wěn)定的電場，同樣，均勻變化的電場可以產生穩(wěn)定的磁場，C正確；雙縫干涉實驗中，條紋間距Δx＝λ，若只減小雙縫到光屏間的距離l，則兩相鄰亮條紋間距Δx將減小，D錯誤；聲波從空氣傳入水中時頻率不變，因為波速變大，由λ＝，可知波長變長，E正確。 6．[2017四川綿陽一診]以下說法正確的是(　　) A．太陽能的真空玻璃管采用鍍膜技術增加透射光，這是利用了光的干涉原理 B．在受迫振動中，驅動力的頻率不一定等于物體的固有頻率 C．拍攝玻璃櫥窗內的物品時，要在鏡頭前加裝一個偏振片以增加透射光的強度 D．宇航員駕駛宇宙飛船以接近光速經過地球時，地球上的人觀察到飛船上的時鐘變快 E．液晶顯示器應用光的偏振制成 答案　ABE 解析　太陽能真空玻璃管鍍上一層膜，入射光在膜的兩個面反射后產生干涉，使反射光強度最弱，增加透射光，這是利用了光的干涉原理，A正確；在受迫振動中，物體振動的頻率等于驅動力的頻率，與固有頻率不一定相等，B正確；拍攝玻璃櫥窗內的物品時，由于玻璃表面反射光的干擾，影像會不清楚，如果在鏡頭前加裝一個偏振片就可以減弱反射光的強度，C錯誤；宇航員駕駛宇宙飛船以接近光速經過地球時，根據時間的相對性Δt＝，知地球上的人觀察到飛船上的時間間隔變長，時鐘變慢，D錯誤；液晶顯示器應用光的偏振制成，E正確。 7．在狹義相對論中，下列說法正確的是(　　) A．所有慣性系中基本規(guī)律都是等價的 B．在真空中，光的速度與光的頻率、光源的運動狀態(tài)無關 C．在不同慣性系中，光在真空中沿不同方向傳播速度不相同 D．質量、長度、時間的測量結果不隨物體與觀察者的相對運動狀態(tài)的改變而改變 答案　AB 解析　根據相對論的原理：在不同的慣性系中，一切物理規(guī)律都是相同的，A正確；在一切慣性系中，光在真空中的傳播速度都相等，光速與光的頻率、光源的運動狀態(tài)無關，B正確，C錯誤；質量、長度、時間的測量結果會隨物體與觀察者的相對運動狀態(tài)的改變而改變，D錯誤。 8．下列說法中正確的是(　　) A．物質的引力使光線彎曲 B．光線彎曲的原因是介質不均勻而非引力作用 C．在強引力的星球附近，時間進程會變慢 D．廣義相對論可以解釋引力紅移現(xiàn)象 答案　ACD 解析　根據廣義相對論的幾個結論可知，A、C、D正確；光線彎曲的原因有的是介質不均勻，有的是引力作用，B錯誤。 9．下列關于電場、磁場及電磁波的說法中正確的是(　　) A．均勻變化的電場在周圍空間產生均勻變化的磁場 B．只要空間某處的電場或磁場發(fā)生變化，就會在其周圍產生電磁波 C．一個電子向一個固定不動的質子運動的過程中，向外發(fā)射電磁波 D．只要空間某個區(qū)域有振蕩變化的電場或磁場，就能產生電磁波 答案　CD 解析　均勻變化的電(磁)場產生恒定的磁(電)場，恒定的電(磁)場在其周圍空間不會產生磁(電)場，故A、B錯誤；電子向質子運動的過程中，加速度在越來越快地增大，電子在運動的空間會產生非均勻變化的電場，這個電場又激發(fā)出非均勻變化的磁場，變化的電場和變化的磁場交替產生，由近及遠地向外傳播，即發(fā)射電磁波，故C正確；振蕩變化的電(磁)場會產生振蕩變化的磁(電)場，這樣在空間即可形成電磁波，D正確。 10．A、B兩架飛機沿地面上一足球場的長軸方向在其上空高速飛過，且vA>vB，對于在飛機上的人的觀察結果，下列說法正確的是(　　) A．A飛機上的人觀察到足球場的長度比B飛機上的人觀察到的大 B．A飛機上的人觀察到足球場的長度比B飛機上的人觀察到的小 C．兩飛機上的人觀察到足球場的長度相同 D．兩飛機上的人觀察到足球場的寬度相同 答案　BD 解析　由l＝l0(其中l(wèi)0是相對足球場靜止時觀察到的長度)，可以看出，速度越大，“動尺變短”的效應越明顯，B正確；但是足球場的短軸與飛機速度方向垂直，所以兩飛機上的人觀察到足球場的寬度都與相對足球場靜止時觀察到的寬度相同，D正確。 二、非選擇題(本題共3小題，共40分) 11．[2018湖北武漢調研](8分)一枚靜止時長30 m的火箭以0.6c的速度從觀察者的身邊掠過，火箭上的人測得火箭的長度為________m，觀察者測得火箭的長度為________m。 答案　30　24 解析　根據相對論原理，火箭上的人測得火箭的長度不變，仍為30 m。觀察者測得火箭的長度為 l＝l0＝30 m＝24 m。 12．[2018臨沂模擬](20分)解答下列關于電磁波的問題： (1)在如圖甲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時刻為________；電場能轉化為磁場能的過程有________。 (2)列舉下列三種電磁波的一種應用： 紅外線_________________________________________________ 紫外線_________________________________________________ X射線_________________________________________________ (3)某居住地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，如圖乙所示。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： ①該中波和微波的波長各是多少？ ②發(fā)射站發(fā)出的電磁波是經過干涉還是衍射后到達居住地A處的？ ③若兩種波的接收效果不同，請說明哪一種波的接收效果更好？為什么？ 答案　見解析 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時刻為a、c、e。電容器放電時，電場能轉化為磁場能，此時應是電流增大的過程，即bc、de。 (2)紅外線具有熱效應，因此應用有紅外線探測器、紅外線烤箱等。 紫外線有熒光和殺菌作用，應用有驗鈔機、消毒柜等。 X射線有較強的穿透作用，應用有X射線透視儀。 (3)①由λ＝知，λ1＝750 m，λ2＝0.75 m。 ②無線電波繞過山脈到達A處，發(fā)生了衍射現(xiàn)象。 ③頻率為400 kHz的中波接收效果更好，因為它的波長長，衍射現(xiàn)象更明顯。 13．(12分)假想在2017年，有一太空船以0.8c的速度飛向月球，一科學家在月球上測量運動中的太空船長度為200 m，此太空船最后在月球上登陸，此科學家再度測量靜止的太空船的長度，測量的長度是多少？ 答案　約為333 m 解析　設在月球上測得運動的太空船的長度為l，靜止在月球上時的太空船長度為l0， 依據狹義相對論的長度收縮效應有 l＝l0， 所以l0＝＝ m≈333 m。