2013届高考物理一轮复习第十三章 光学与电磁波、 相对论简介 13.3 电磁波 相对论简介 高考押题

1.关于波动,下列说法正确的是( A.各种波均会发生偏振现象

)

B.用白光做单缝衍射与双缝干涉实验,均可看到彩色条纹 C.声波传播过程中,介质中质点的运动速度等于声波的传播速度 D.已知地震波的纵波波速大于横波波速,此性质可用于地震的预警 解析:偏振现象是横波特有的现象,纵波不会发生偏振现象,故选项 A 错误.用白 光做 单缝衍射实验和双缝干涉实验看到的都是彩色条纹,故选项 B 正确.声波在传播过程中,质 点在平衡位置附近振动,其振动速度周期性变化,而声波的传播速度是单位时间内声波传播 的距离,故选项 C 错误.地震波的纵波传播速度比横波 传播速度大,纵波可早到达地面,能 起到预警作用,故选项 D 正确. 答案:BD 2.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 C.C 先被照亮

B.A 先被照亮 D.无法判断
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解析:由 相对论和多普勒效应知,C 先被照亮,A、 B、D 错,C 对. 答案:C 3.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 C.物体的质量不变 B.时间间隔具有相对性 D.物体的能量与质量成 正比 )

解析:狭义相对论的基本假设有:(1)狭义相对论的相对性原理:一切彼此做匀速直线运 动的惯性参考系,对于描写运动的一切规律来说都是等价的;(2)光速不变原理:对任一惯性 参考系,真空中的光速都相等,所以只有 A 项正确. 答案:A 4. 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 )
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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 射线等,所以 A 项对. 答案:A 5.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:宇宙射线粒子在静止时的能量为:

6.(1)根据麦克斯韦电磁场理论,如果在空间某区域有周期性变化的电场,这个变化的电 场就会在周围产生________.不同波段的电磁波具有不同的特性,如红外线具有明显的 ________效应,紫外线具有较强的________效应. (2)如图是一个单摆的共振曲线,此单摆的固有周期 T 是________s,若将此单摆的摆长增 大,共振曲线的最大值将________(填“向左”或“向右”)移动.

解析:(1)周期性变化的电场会在周围产生周期性变化的磁场,不同波段的电磁波具有不 同的特性,红外线具有明显的热效应,紫外线具有较强的荧光效应. (2)由共振曲线知当驱动力的频率 f 驱=0.4 Hz 时,单摆的振幅最大,可知单摆频率 f=f 1 =0.4 Hz, T= =2.5 s f 若将单摆的摆长增大,其周期变大,频率变小,共振曲线的最大值将向左移动. 答案:(1)周期性变化的磁场 热 荧光


(2)2.5 向左 7.如图所示,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 C.0.9c

B.0.5c D.1.0c

解析:根据爱因斯坦相对论,在任何参考系中,光速不变.D 项正确. 答案:D 8.如图所示,考虑几个问题:
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(1)如图所示,参考系 O′相对于参考系 O 静止时,人看到的光速 应是多少? (2)参考系 O′相对于参考系 O 以速度 v 向右运动,人看到的光速应是多少? (3)参考系 O 相对于参考系 O′以速度 v 向左运动,人看到的光速又是多少? 解析:根据狭义相对论的光速不变原理:真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同 的,光速与光源、观察者间的相对运动没有关系. 因此三种情况下,人观察到的光速都是 c. 答案:(1)c (2)c (3)c
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9.(1)近年来军事行动中,士兵都配 带“红外夜视仪”,在夜间也能清楚地看清目标,这是 为什么? (2)根据热辐射理论,物体发出的最大波长 λm 与物体的绝对温度 T 的关系满足 Tλm= 2.90× 10
-3

m· K,若猫头鹰的猎物——蛇,在夜间体温为 27 ° C,则它发出光的最大波长为

________m,属于________波段. 解析:(1)一切物体都在不停地向外辐射红外线,不同物体辐射出来的红外线不同,采用 红外线接收器,可以清楚地分辨出物体的形状、大小和位置,不受白天和夜晚的影响. (2)最长波长 λm=2.90× 3/(273+27) m=9.7× 10 10 答案:(1)见解析 (2)9.7× 10
-6 - -6

m;查表知属于红外线波段.

红外线

10.太阳在不断地向外辐射能量,因而其质量也在不断地减少.若太阳每秒钟辐射的总 能量为 4× 26 J,试计算太阳在 1 s 内失去的质量,估算 5 000 年内其质量总共减小了多少, 10 并与太阳的总质量 2× 27 t 比较之. 10

ΔE 4× 26 10 4 解析: 由太阳每秒钟辐射的能量 ΔE 可得其在 1 s 内失去的质量为 Δm= 2 = kg= c ?3×1082 ? 9 × 10 kg. 10
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