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‎2015年高考物理二轮复习电磁宝相对论训练（人教版）‎ 物理 ‎1.(2014四川，2，6分)电磁波已广泛运用于很多领域。下列关于电磁波的说法符合实际的是(　　)‎ A.电磁波不能产生衍射现象 B.常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机 C.根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度 D.光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同 ‎[答案] 1.C ‎[解析] 1.衍射现象是波特有的现象,故电磁波能发生衍射现象,A错误。遥控器是通过发出的红外线脉冲信号遥控电视机的,B错误。根据多普勒效应,当天体相对地球运动时,我们接收到来自天体的电磁波频率发生变化,根据其变化可判断遥远天体相对地球的运动速度,C正确。光在真空中的速度是定值,在任何惯性系中测出的数值应相同,D错误。‎ ‎2.（2012浙江理综，20，中）为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中，电容器可通过开关S与线圈L或电源相连，如图所示. 当开关从a拨到b时，由L与C构成的回路中产生周期T=2π的振荡电流. 当罐中的液面上升时（　　）‎ A. 电容器的电容减小 B. 电容器的电容增大 C. LC回路的振荡频率减小 D. LC回路的振荡频率增大 ‎[答案] 2.　BC　‎ ‎[解析] 2.由C=可知，当液面上升时，ε增大，C增大，A错误，B正确. 由T=2π可知，T增大，频率减小，C正确，D错误. ‎ ‎3.（2010天津理综，1，易）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 ‎[答案] 3. A ‎[解析] 3. 变化的磁场就能产生电场，A正确. 若只有电场和磁场而电场和磁场都稳定或电场、磁场仅均匀变化都不能产生电磁波，C错. 光也是电磁波，在真空和介质中传播的速度不同，可判断B错. D选项中没有强调是“均匀”介质，若介质密度不均匀会发生折射，故D错. ‎ ‎4.（2010上海单科，7，易）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 ‎[答案] 4. A ‎[解析] 4.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射线等，所以A项对. ‎ ‎5.（2009四川理综，14，易）关于电磁波，下列说法正确的是（　　）‎ A. 雷达是用X光来测定物体位置的设备 B. 使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调 C. 用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光 D. 变化的电场可以产生变化的磁场 ‎[答案] 5.　D　‎ ‎[解析] 5.均匀变化的电场产生稳定的磁场，而非均匀变化的电场产生变化的磁场，电场的变化有以上两种可能，故D正确. ‎ ‎6.（2011江苏单科，12B（1），中）如图所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和C. 假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶，当铁塔B发出一个闪光，列车上的观测者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是（　　）‎ A. 同时被照亮　　　　B. A先被照亮　　　　C. C先被照亮　　　　D. 无法判断 ‎[答案] 6. C ‎[解析] 6.因列车沿AC方向接近光速行驶，根据“同时”的相对性，即前边的事件先发生，后边的事件后发生可知C先被照亮，答案为C. ‎ ‎7.（2010北京理综，13，中）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 ‎[答案] 7.A　‎ ‎[解析] 7.狭义相对论的两条假设分别是：在不同的惯性参考系中，真空中的光速不变和一切物理规律相同. ‎ ‎8.（2009北京理综，15，中）类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率. 在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处. 某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是（　　）‎ A. 机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用 B. 机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象 C. 机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播 D. 机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波 ‎[答案] 8.　D　‎ ‎[解析] 8.电磁波是电磁场传播形成的. 在传播过程中电场的电场强度E和磁场的磁感应强度B的方向都与波的传播方向垂直，场强E的方向可以理解为波的“振动”方向，所以电磁波应为横波. 故选D. ‎ ‎9.（2009江苏单科，12B（1），中）如图甲所示，强强乘坐速度为0. ‎9c（c为光速）的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0. ‎5c. 强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为　　　　. （填写选项前的字母）‎ A. 0. ‎4‎c‎　　　　B. 0. ‎5c　　　　C. 0. ‎9c　　　　D. 1. ‎‎0c ‎[答案] 9. D ‎[解析] 9. 据光速不变原理知光速与参考系无关，D项正确. ‎ ‎10.（2008江苏单科，12B（2），中）惯性系S中有一边长为l的正方形（如图A所示），从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图像是　　　　. ‎ ‎[答案] 10. C ‎[解析] 10. 由l=l0可知，沿速度方向即x方向的长度变短了，而垂直于速度方向即y轴上的边长不变，故C对. ‎ ‎11.（2012天津理综，1，易）下列说法正确的是（　　）‎ A. 采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期 B. 由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子 C. 从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力 D. 原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量 ‎[答案] 11.B　‎ ‎[解析] 11.放射性元素的半衰期由元素的原子核来决定，与元素以单质或化合物的形式存在无关，与压强、温度无关，即与化学、物理状态无关，故A项错误. 由玻尔理论可知，氢原子从激发态跃迁到基态的过程放出光子，B项正确. 从高空对地面进行遥感摄影是利用红外线良好的穿透能力，C项错误. 核子结合成原子核放出核能，因此核子单独存在时的总质量大于结合成原子核时核的质量，D项错误. ‎ ‎12.（2012山西山大附中高三第一次模拟，34（1））关于振动和波动, 下列说法正确的是(填入正确选项前的字母. 选对1个给3分, 选对2个给4分, 选对3个给6分;选错1个扣3分, 最低得0分)(　　)‎ A. 单摆做简谐运动的周期与摆球的质量及当地的重力加速度有关 B. 部队过桥不能齐步走而要便步走, 是为了避免桥梁发生共振现象 C. 在波的干涉中, 振动加强的点位移不一定始终最大 D. 各种波均能发生干涉、衍射、偏振等现象 E. 电磁波是横波, 它能传递信息与能量 ‎[答案] 12.BCE ‎[解析] 12.由T=2π知T与g有关但与质量m无关,A错误.部队过桥齐步时会对桥产生周期性的驱动力,且其频率与桥梁的固有频率接近而易引发共振,故B正确.在波的干涉中,振动加强的点仍是振动的,其位移在0至最大值间变化,而振动减弱点的振幅不一定为0,故C正确.偏振是横波所特有的现象,D错误.电磁波是横波,且所有波都能传递信息与能量,E正确.‎ ‎13.（2012衡水高三第三次模拟，34(1)）下列说法正确的是(　　)‎ A. 一条沿自身长度方向运动的杆, 其长度总比杆静止时的长度小 B. 在LC振荡电路中, 当电容器两极板的电压正在增大时, 电容器处于充电状态 C. 做受迫振动的弹簧振子, 其振动周期等于它的固有周期 D. 全息照相的拍摄利用了光的干涉原理, 这就要求参考光和物光有很高的相干性, 因此激光出现以后全息照相技术得到了长足的发展 E. 电磁波谱中波长最短的是X射线, 利用X射线能透视人体的骨骼 ‎[答案] 13.ABD ‎[解析] 13.由爱因斯坦相对论中长度收缩效应可知A正确.电容器两极板的电压正在增大时,所带电荷量正在增加,故电容器一定是处于充电状态,B正确.受迫振动中物体的振动周期等于驱动力的周期,与物体的固有周期无关,C错误.全息照相利用激光的干涉记录了光的强度信息与相位信息,D正确.电磁波谱中波长最短的是γ射线,E错误.‎ ‎14.（2012陕西五校高三第三次模拟，34(1)）下列说法正确的是　　　　.‎ A. 根据麦克斯韦的电磁场理论, 在变化的电场周围一定产生变化的磁场, 在变化的磁场周围一定产生变化的电场 B. 发射电磁波的两个重要条件是采用高频和开放性LC电路 C. 用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象 D. 当物体以较小的速度运动时, 质量变化十分微小, 经典力学理论仍然适用, 只有当物体接近光速运动时, 质量变化才明显, 故经典力学适用于低速运动, 而不适用于高速运动 ‎[答案] 14.BD ‎[解析] 14.变化的磁场周围一定产生电场, 非均匀变化的磁场才产生变化的电场, 电场产生磁场时情况相同, A错误. 因电磁波辐射本领与频率的4次方成正比, 且开放电路能使电磁波处于更大空间范围内, 故B正确. 检查光学平面平整程度利用的是光的薄膜干涉, C错误. 由m=可见, 当v≪c时m≈m0, 故D正确.‎ ‎15.（2012河南六市二联（1））下列说法正确的是　　　　. （选对一个给3分, 选对两个给4分, 选对三个给6分. 每选错一个扣3分, 最低得分为0分） ‎ A. 在人类历史上赫兹首先证实了电磁波的存在 B. 在水中红光比紫光传播得快 C. 绿光比红光更容易发生衍射 D. 在不同的惯性系中观察到真空中的光速是不相同的 E. 在“利用单摆测重力加速度”的实验中, 测量单摆振动的周期应从小球摆到最低点时开始计时 ‎[答案] 15.ABE ‎[解析] 15.麦克斯韦预言了电磁波的存在, 赫兹首先从实验上加以证实, A正确. 紫光折射率大于红光折射率, 由v=知B正确. 绿光波长小于红光波长, 而波长越长波动性越显著, C错误. 光速不变是狭义相对论的两个基本原理之一, D错误. 小球经过最低点时速度最大, 滞留时间最短, 引起的测量误差小, 故E正确.‎ ‎16.（2012辽宁高考压轴卷（1））以下物理学知识的相关叙述, 其中正确的是（　　）‎ A. 用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振 B. 变化的电场周围不一定产生变化的磁场 C. 交警通过发射超声波测量车速是利用了波的干涉原理 D. 狭义相对论认为, 在惯性参考系中, 光速与光源、观察者间的相对运动无关 E. 在“用单摆测重力加速度”的实验中, 测量n次全振动的总时间时, 计时的起始位置应选在小球运动到最低点时为宜 ‎[答案] 16.BDE ‎[解析] 16.检查平面的平整度利用的是光的薄膜干涉, A错误. 均匀变化的电场产生恒定的磁场, 非均匀变化的电场才产生变化的磁场, B正确. 超声波测量车速是利用波的多普勒效应, C错误. 光速不变是狭义相对论的两条基本假设之一, D正确. 小球运动到最低点时速度最大, 滞留时间最短, 易于判定小球经过最低点的时刻, 测量误差较小, E正确.‎ ‎17.(四川成都市2013届高中毕业班第三次诊断性检测,1) 下列说法正确的是 A.在麦克斯韦预言的基础上，赫兹通过实验证实了电磁波的存在 B.所有波都能发生偏振现象 C.相对论质能关系式为E=mc D.1 µF=1X10‎‎-3 F ‎[答案] 17.A ‎[解析] 17.在麦克斯韦预言的基础上，赫兹通过实验证实了电磁波的存在, A项正确；偏振现象是横波特有的性质，B项错；相对论质能关系式为E=mc2，C项错；1 µF=1X10‎-6 F，D项错。‎ ‎18.（2013四川，1， 6分) 下列关于电磁波的说法, 正确的是(　　)‎ A. 电磁波只能在真空中传播　　‎ B. 电场随时间变化时一定产生电磁波 C. 做变速运动的电荷会在空间产生电磁波　　‎ D. 麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 ‎[答案] 18.C ‎[解析] 18.电磁波是电磁场这种物质在空间的传播, 它既可在真空中传播, 也可在介质中传播, A错误; 当电场随时间均匀变化时产生稳定的磁场, 稳定的磁场不能再产生电场, 故也就不能形成电磁波, B错误; 做变速运动的电荷产生变化的磁场, 变化的磁场在其周围空间产生变化的电场……电场、磁场交替产生, 向外传播的过程就形成了电磁波, C正确。麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在, 赫兹通过实验证实了电磁波的存在, D错误。‎ ‎19.（2013浙江，14， 6分) 关于生活中遇到的各种波, 下列说法正确的是(　　)‎ A. 电磁波可以传递信息, 声波不能传递信息 B. 手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波 C. 太阳光中的可见光和医院“B超” 中的超声波传播速度相同 D. 遥控器发出的红外线波长和医院“CT” 中的X射线波长相同 ‎[答案] 19.B ‎[解析] 19.电磁波、声波都能够传递信息, A项错误; 手机通话时将人的声音转化为电信号并通过电磁波传递, B正确; 医院“B超” 的超声波属于声波, 传播速度远小于光速, C错误; 红外线与X射线相比频率低, 波长长, D错误。‎ ‎20.（2011上海综合，41，易）“上海光源”是高性能的第三代同步辐射光源，其发出的电磁波波长覆盖了从远红外到硬X射线的宽广波段. 对于以下电磁波：①X射线，②红外线，③紫外线，按波长从大到小的排序是：　　　　. （填写编号）‎ ‎[答案] 20. ②③①‎ ‎[解析] 20. 电磁波谱的波长由长到短的顺序：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线. 故可知答案为②③①. ‎ ‎21.（2008海南单科，18（1），难）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. ‎ ‎[答案] 21. k　‎ ‎[解析] 21. 依据爱因斯坦的质能方程E=mc2，宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍，则其质量等于其静止质量的k倍；再由相对论质量公式m=得=. ‎ ‎22.（2011上海综合，42，易）“上海光源”发出的X射线，能清晰地拍出血管、神经等软组织照片，甚至能让普通X射线无法觉察的肿瘤初期细胞也暴露无遗，这有助于医生发现更早期的病变，提前介入治疗. 不同波长的电磁波具有不同的性质和用途，根据示例填写下表. ‎ 电磁波 用途 X射线 在医学上常用于医疗检查 成像用于夜间保安监视 紫外线 ‎[答案] 22. 红外线　医学上杀菌 ‎[解析] 22. 红外线成像不受可见光的影响，任何物体时刻都在向外辐射着红外线，所以红外拍摄不受白天黑夜影响；紫外线有杀菌的作用，也有化学作用，增强钙吸收，医学上主要是杀菌. ‎ ‎23.（2008山东理综，37（1），易）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. 若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. ‎ ‎[答案] 23. 5×1014 Hz ‎[解析] 23. 设光在介质中的传播速度为v，波长为λ，频率为f，则 f=‎ v=‎ 联立得f=‎ 从波形图上读出波长λ=4×10‎-7 m，代入数据解得 f=5×1014 Hz ‎24.（2013江苏，12，12分)A. 如图所示, 一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中, A→B和C→D为等温过程, B→C和D→A为绝热过程(气体与外界无热量交换) 。这就是著名的“卡诺循环” 。‎ ‎(1) 该循环过程中, 下列说法正确的是　　　　。 ‎ A. A→B过程中, 外界对气体做功 B. B→C过程中, 气体分子的平均动能增大 C. C→D过程中, 单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多 D. D→A过程中, 气体分子的速率分布曲线不发生变化 ‎(2) 该循环过程中, 内能减小的过程是　　　　(选填“A→B” 、“B→C” 、“C→D” 或“D→A”) 。若气体在A→B过程中吸收63 kJ的热量, 在C→D过程中放出38 kJ的热量, 则气体完成一次循环对外做的功为　　　　kJ。 ‎ ‎(3) 若该循环过程中的气体为1 mol, 气体在A状态时的体积为‎10 L, 在B状态时压强为A状态时的。求气体在B状态时单位体积内的分子数。(已知阿伏加德罗常数NA=6.0×1023 mol-1, 计算结果保留一位有效数字)‎ B. (1) 如题12B-1图所示的装置, 弹簧振子的固有频率是4 Hz。现匀速转动把手, 给弹簧振子以周期性的驱动力, 测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1 Hz, 则把手转动的频率为　　　　。 ‎ ‎(题12B-1图)‎ A. 1 Hz　　B. 3 Hz　　C. 4 Hz　　D. 5 Hz ‎(2) 如题12B-2图所示, 两艘飞船A、B沿同一直线同向飞行, 相对地面的速度均为v(v接近光速c) 。地面上测得它们相距为L, 则A测得两飞船间的距离　　　　(选填“大于” 、“等于” 或“小于”) L。当B向A发出一光信号, A测得该信号的速度为　　　　。 ‎ ‎(题12B-2图)‎ ‎(3) 题12B-3图为单反照相机取景器的示意图, ABCDE为五棱镜的一个截面, AB⊥BC。光线垂直AB射入, 分别在CD和EA上发生反射, 且两次反射的入射角相等, 最后光线垂直BC射出。若两次反射都为全反射, 则该五棱镜折射率的最小值是多少? (计算结果可用三角函数表示)‎ ‎(题12B-3图)‎ ‎　　C. (1) 如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等, 则它们的　　　　也相等。 ‎ A. 速度　　B. 动能　　C. 动量　　D. 总能量 ‎(2) 根据玻尔原子结构理论, 氦离子(He+) 的能级图如题‎12C-1图所示。电子处在n=3轨道上比处在n=5轨道上离氦核的距离　　　　(选填“近” 或“远”) 。当大量He+处在n=4的激发态时, 由于跃迁所发射的谱线有　　　　条。 ‎ ‎(题‎12C-1图)‎ ‎(3) 如题‎12C-2图所示, 进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为‎80 kg和‎100 kg, 他们携手远离空间站, 相对空间站的速度为‎0.1 m/s。A将B向空间站方向轻推后, A的速度变为‎0.2 m/s, 求此时B的速度大小和方向。‎ ‎(题‎12C-2图)‎ ‎[答案] 24.A. (1) C　(2) B→C　25　(3) n=4×‎1025 m-3‎ B. (1) A　(2) 大于　c(或光速)　(3) ‎ C. (1) C　(2) 近　6　(3) ‎0.02 m/s　离开空间站方向 ‎[解析] 24.A. (1) A→B体积增大, 气体对外做功, A错误; B→C体积增大, 气体对外做功, W 0, Q=0, ΔU> 0, T增大, 气体分子平均速率增大, D错误。‎ ‎(2) 由(1) 可知, B→C过程内能减小。经过一个循环, ΔU=0, 所以对外做功W=(63-38) kJ=25 kJ。‎ ‎(3) 等温过程pAVA=pBVB, 单位体积内的分子数n=。‎ 解得n=,‎ 代入数据得n=4×‎1025 m-3‎ ‎　　B. (1) 因把手每转动一周, 驱动力完成一次周期性变化, 即把手转动频率即为驱动力的频率。弹簧振子做受迫振动, 而受迫振动的频率等于驱动力的频率, 与振动系统的固有频率无关, 故A正确。‎ ‎(2) 从飞船A测量时飞船B是静止的, 从地面上测量时两飞船都是运动的, 由相对论的“尺缩效应” 知运动长度要缩短, 故从地面测得的飞船间距小。由光速不变原理知光信号的传播速度与参考系是无关的, 故A测得该信号的速度仍为光速c。‎ ‎(3) 由题意知, 光线经界面CD和界面EA两次反射后传播方向改变了90°, 光线在两界面上反射时入射角与反射角的和都为45°, 则对应的入射角为22.5°, 若此时恰好发生全反射, 则折射率为最小值, 即n==。‎ C. (1) 由德布罗意波长λ=知二者的动量应相同, 故C正确, 由p=mv可知二者速度不同, Ek=mv2=, 二者动能不同, 由E=mc2可知总能量也不同, A、B、D均错。‎ ‎(2) 量子数小的轨道半径小, 因此n=3的轨道比n=5的轨道离核近; 能级跃迁发射的谱线条数为==6条。‎ ‎(3) 以空间站为参考系, 以v0的方向为正方向, 由动量守恒定律 ‎(mA+mB) v0=mAvA+mBvB 解得vB=‎0.02 m/s 方向远离空间站方向。‎