物理（人教版選修34）練習階段質(zhì)量評估（四）電磁波相對論簡介

階段質(zhì)量評估(四)電磁波相對論簡介(時間：90分鐘滿分：100分)一、單項選擇題(每小題3分，共21分)1.如圖所示，在一個高速轉(zhuǎn)動的巨大轉(zhuǎn)盤上，放著A、B、C三個時鐘，下列說法正確的是()A．A時鐘走時最慢，B時鐘走時最快B．A時鐘走時最慢，C時鐘走時最快C．C時鐘走時最慢，A時鐘走時最快D．B時鐘走時最慢，A時鐘走時最快答案：C2．已知電子的靜止能量為0.511MeV，若電子的動能為0.25MeV，則它所增加的質(zhì)量Δm與靜止質(zhì)量m0的比值近似為()A．0.1 B．0.2C．0.5 D．0.9解析：設電子運動時的速度為v由題意知E0＝m0c2＝0.511MeV 電子運動時的能量E＝E0＋Ek＝0.761MeV ②又因為E＝mc2 ③m＝eq\f(m0,\r(1－\f(v2,c2))) ④將④式代入③式得E＝eq\f(m0c2,\r(1－\f(v2,c2)))＝eq\f(E0,\r(1－\f(v2,c2))) ⑤由④⑤式可知eq\f(m,m0)＝eq\f(E,E0)所以eq\f(m－m0,m0)＝eq\f(E－E0,E0)＝eq\f(0.761－0.511,0.511)＝0.5故選項C正確．答案：C3．下列關于電磁波的說法正確的是()A．電磁波必須依賴介質(zhì)傳播B．電磁波可以發(fā)生衍射現(xiàn)象C．電磁波不會發(fā)生偏振現(xiàn)象D．電磁波無法攜帶信息傳播解析：答案：B4．(2016·天津卷)我國成功研發(fā)的反隱身先進米波雷達堪稱隱身飛機的克星，它標志著我國雷達研究又創(chuàng)新的里程碑．米波雷達發(fā)射無線電波的波長在1～10m范圍內(nèi)，A．米波的頻率比厘米波頻率高B．和機械波一樣須靠介質(zhì)傳播C．同光波一樣會發(fā)生反射現(xiàn)象D．不可能產(chǎn)生干涉和洐射現(xiàn)象解析：從名稱上可判斷，米波的波長大于厘米波的波長，由波長與頻率、波速關系式λ＝c/f可知，米波的頻率小于厘米波的頻率，選項A錯誤．無線電波是電磁波，可以在真空中傳播，選項B錯誤．無線電波同光波一樣會發(fā)生反射現(xiàn)象，可以產(chǎn)生干涉和洐射現(xiàn)象，選項C正確，D錯誤．答案：C5．如圖所示，強強乘坐速度為0.9c(c為光速)的宇宙飛船追趕正前方的壯壯，壯壯的飛行速度為0.5c，強強向壯壯發(fā)出一束光進行聯(lián)絡，A．0.4c B．C．0.9c D．解析：由光速不變原理知光速與參考系無關，選項D正確．答案：D6．慣性系S中有一邊長為l的正方形如圖A所示，從相對S系沿x方向以接近光速勻速飛行的飛行器上測得該正方形的圖象是()解析：由l＝l0eq\r(1－\f(v2,c2))得，正方形沿x方向的長度變短，而沿y軸方向尺寸不受影響，所以選項C正確．答案：C7.如圖所示，i－t圖象表示LC振蕩電路的電流隨時間變化的圖象，在t＝0時刻，回路中電容器的M板帶正電．在某段時間里，回路的磁場能在減小，而M板仍帶正電，則這段時間是圖象中()A．Oa段 B．a(chǎn)b段C．bc段 D．cd段解析：由圖象知t＝0時，電容器開始放電，又M極板帶正電，結(jié)合i－t圖象可知，電流以逆時針方向為正方向，因此這段時間內(nèi)，電流為負，且正在減小，符合條件的只有圖象中的cd段，故選項D正確．答案：D二、多項選擇題(每小題6分，共18分)8．下列說法正確的是()A．在光導纖維束內(nèi)傳送圖像是利用光的全反射現(xiàn)象B．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加裝一個偏振片以增加透射光的強度C．在受迫振動中驅(qū)動力的頻率總是等于物體的固有頻率D．可見光只是電磁波中的一小部分，可見光的頻率低于X射線的頻率解析：拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加裝一個偏振片以減弱反射光的影響，故選項B錯誤；在受迫振動中物體振動的頻率總等于驅(qū)動力的頻率，故選項C錯誤．答案：AD9．下列關于紅外線說法正確的是()A．紅外烤箱中的紅光就是紅外線B．紅外線比可見光更容易發(fā)生衍射C．高溫物體輻射紅外線，低溫物體不輻射紅外線D．紅外線比可見光更容易引起固體物質(zhì)分子共振解析：紅外線是看不見的，紅外線比可見光的波長長，更容易發(fā)生衍射；一切物體，包括高溫物體和低溫物體都在輻射紅外線，只是物體溫度越高，它輻射的紅外線越強；紅外線的頻率比可見光更接近固體物質(zhì)分子的頻率，也就更容易使分子發(fā)生共振，因而紅外線熱作用顯著．答案：BD10．要提高LC振蕩電路輻射電磁波的本領，應采取的措施是()A．增大電容器極板間距B．使振蕩電容器的正對面積足夠大C．盡可能使電場和磁場分布開D．增加回路中的電容和電感解析：根據(jù)f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC))可知，當極板間距增大時，C變小，f增大，選項A正確；電場和磁場盡可能分布在較大空間，才能更多地輻射能量，從而提高輻射電磁波的本領，選項C正確．答案：AC三、填空題(每小題8分，共16分)11．設宇宙射線粒子的能量是其靜止能量的k倍．則粒子運動時的質(zhì)量等于其靜止質(zhì)量的_________倍，粒子運動速度是光速的_________倍．解析：宇宙射線粒子靜止時的能量為E0＝m0c2，運動時的能量為E＝mc2，所以k＝eq\f(E,E0)＝eq\f(m,m0)，即m＝km0；而相對論中的質(zhì)量m＝eq\f(m0,\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))2))，故eq\f(v,c)＝eq\f(\r(k2－1),k).答案：keq\f(\r(k2－1),k)12．在LC振蕩電路中，已知電容器的電容為C，振蕩電流i＝Imsinωt，則此電路中線圈的自感系數(shù)為___________．若該電路發(fā)射的電磁波在某種介質(zhì)中的波長為λ，則電磁波在這種介質(zhì)中的傳播速度為___________．解析：由振蕩電流的表達式可知該電流的周期T＝eq\f(2π,ω)，而LC回路的周期T＝2πeq\r(LC)，聯(lián)立上式解得自感系數(shù)L＝eq\f(1,Cω2).由波速公式得電磁波在這種介質(zhì)中的傳播速度為v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(λ,\f(2π,ω))＝eq\f(λω,2π).答案：eq\f(1,Cω2)eq\f(λω,2π)四、計算題(本題共4小題，共45分)13．(10分)在某LC振蕩回路中，電流隨時間變化的規(guī)律為i＝0.28sinl000tA，若該電路中線圈的自感系數(shù)為L＝50mH，則其電容器的電容為多少？振蕩電流的有效值為多大？解析：根據(jù)電流的表達式可知，振蕩電流的頻率為f＝eq\f(ω,2π)＝eq\f(1000,2π)Hz＝eq\f(500,π)Hz.又因為f＝eq\f(1,2π)eq\r(\f(1,LC))所以C＝eq\f(1,4π2f2L)＝eq\f(1,4π2×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(500,π)))2×500×10－3)F＝20μF振蕩電流的有效值I有效＝eq\f(Imax,\r(2))≈eq\f(0.28,1.4)A≈0.2A．答案：20μF0.214．(12分)如圖所示，線圈L的自感系數(shù)為25mH，電阻為零，電容器C的電容為40μF，燈泡D的規(guī)格是“4V2W”．開關S閉合后，燈泡正常發(fā)光，S斷開后，LC中產(chǎn)生振蕩電流．若從S斷開開始計時，求：(1)當t＝eq\f(π,2)×10－3s時，電容器的右極板帶何種電荷？(2)當t＝π×10－3s時，LC回路中的電流．解析：由T＝2πeq\r(LC)，知T＝2π×eq\r(25×10－3×40×10－6)s＝2π×10－3s.(1)t＝eq\f(π,2)×10－3s＝eq\f(1,4)T，斷開開關S時，電流最大，經(jīng)eq\f(T,4)，電流最小，電容器兩極板間電壓最大．在此過程中對電容器充電，右極板帶正電．(2)t＝π×10－3s＝eq\f(T,2)，此時電流亦為最大，與沒有斷開開關時的電流大小相等，則I＝eq\f(P,U)＝eq\f(2W,4V)＝0.5A．答案：(1)正電荷(2)0.515．(12分)地球上一觀察者，看見一飛船A以速度2.5×108m/s從他身邊飛過，另一飛船B以速度2.0×108m/s跟隨(1)A上的乘客看到B的相對速度；(2)B上的乘客看到A的相對速度．解析：(1)A上的乘客看到地球以－2.5×108m/s向后運動，B在地球上看到A以2.0×108m/s向前運動，則A上的乘客看B的速度為u＝eq\f(u′＋v,1＋\f(u′v,c2))＝eq\f(－2.5＋2.0,1＋\f(－2.5×2,32))×108m/s＝－1.125×10(2)B看A則相反為1.125×108答案：(1)－1.125×108m/s(2)1.125×16．(11分)一電子(m0＝9.1×10－31kg)以0.99c的速率運動．(1)電子的總能量是多大？(2)電子的經(jīng)典力學的動能與相對論的動能之