1、课时训练39电磁波相对论简介一、选择题1建立经典电磁场理论，并预言了电磁波存在的物理学家和创立相对论的科学家分别是()A麦克斯韦法拉第B麦克斯韦爱因斯坦C赫兹爱因斯坦D法拉第麦克斯韦解析在19世纪60年代建立经典电磁场理论，并预言了电磁波存在的物理学家是麦克斯韦，创立相对论的科学家是爱因斯坦，选项B正确答案B2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变化的电场B电磁波在真空传播的速度一定比在介质中传播的速度大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一定沿直线传播解析根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场能够在空间产生恒定电场，选项A错误；根据相对论的假设，真
2、空中光速最大，所以电磁波在真空传播的速度一定比在介质中传播的速度大，选项B正确；有电场和磁场，不一定就能产生电磁波，选项C错误；若介质密度不均匀，电磁波在同种介质中也会发生偏折，选项D错误答案B3假设一接近光速运行的高速列车在轨道上运行，列车上的窗户高h，宽d，高速列车轨道旁边有一广告牌，广告牌高H，宽L.在高速列车上有一观察者甲，另一观察者乙站在高速列车轨道旁边，有关两位观察者的判断，下列说法正确的是()A站在高速列车旁边的观察者乙看到车窗高度小于hB站在高速列车旁边的观察者乙看到车窗宽度小于dC高速列车上的观察者甲看到轨道旁边的广告牌宽度大于LD高速列车上的观察者甲看到轨道旁边的广告牌高度
3、小于H解析根据相对论的推论，运动的“尺缩效应”，站在高速列车旁边的观察者乙看到车窗宽度小于d，车窗高度等于h，选项B正确，A错误；高速列车上的观察者甲看到轨道旁边的广告牌宽度小于L，广告牌高度等于H，选项C、D错误答案B4.据飞行国际报道称，中国制造的首款具有“隐身能力”和强大攻击力的第四代作战飞机“歼20”(如图)，于2012年3月10日再次试飞，已解决高端发动机瓶颈标志着中国继美国和俄罗斯之后，成为世界上第三个进入到第四代战机的研发序列中的国家隐形飞机的原理是：在飞机研制过程中设法降低其可探测性，使之不易被敌方发现、跟踪和攻击根据你所学的物理知识，判断下列说法中正确的是()A运用隐蔽色涂层
4、，无论距你多近的距离，即使你拿望远镜也不能看到它B使用吸收雷达电磁波材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现C使用吸收雷达电磁波涂层后，传播到复合金属机翼上的电磁波在机翼上不会产生感应电流D主要是对发动机、喷气尾管等因为高温容易产生紫外线辐射的部位采取隔热、降温等措施，使其不易被对方发现解析隐形飞机的原理是在飞机制造过程中使用吸收雷达电磁波的材料，使反射的雷达电磁波很弱，在雷达屏幕上显示的反射信息很小，飞机在雷达屏幕上很难被发现，故只有B正确答案B5在天文观测中，观察到宇宙中有一对质量相等的恒星甲、乙正在绕其连线中一点做速度大小为v的匀速圆周运动若甲速度方向朝向地球上的观察者，乙
5、速度方向背向地球上的观察者，则()A地球上的观察者观测到恒星甲发出光束的传播速度为cvB地球上的观察者观测到恒星乙发出光束的传播速度为cvC地球上的观察者观测到恒星甲发出光束的传播速度为cD地球上的观察者观测到恒星乙发出光束的传播速度为c解析根据狭义相对性原理，真空中的光速在不同惯性参照系中都是相同的，地球上的观察者观测到恒星甲发出光束的传播速度为c，观测到恒星乙发出光束的传播速度也为c，选项C、D正确答案CD6对于公式m，下列说法中正确的是()A式中的m0是物体以速度v运动时的质量B当物体运动速度v0时，物体的质量mm0，即物体的质量改变了，故经典力学不适用C当物体以较小速度运动时，质量变化
6、十分微弱，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速运动时，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的物体D通常由于物体的运动速度太小，质量的变化引不起我们的感觉，在分析地球上物体的运动时，不必考虑质量变化解析公式中m0是静止质量，m是物体以速度v运动时的质量，A不对由公式可知，只有当v接近光速时，物体的质量变化才明显，一般情况下物体的质量变化十分微小，故经典力学仍然适用，故B不对，C、D正确答案CD7某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中正确的是()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机械波能产生反射、折射、干涉和衍射现象，而电磁波只能
7、产生反射、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，而电磁波只有纵波解析机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用，选项A正确；机械波和电磁波都能产生反射、折射、干涉和衍射现象，选项B错误；机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播，选项C正确，机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有横波，选项D不正确答案AC8电子的电荷量为1.61019 C，质量为9.11031 kg，一个电子被电压为106 V的电场加速后，关于该电子的质量和速度，以下说法正确的是()A电子的质量不变B电子的质量增大C电子的速度可以达到1.9cD电子的速度不可能达到c
8、解析电子经高电压加速后，速度增大，但不可能达到c，由狭义相对论可知，电子的速度增大，质量增大，故B、D正确答案BD9关于电磁波和相对论，下列说法正确的是()A由于高频电磁波向外界辐射能量的本领更强，所以经过调制的高频电磁波才能把我们要发射的信号发射出去B电磁波是由恒定的电场和磁场产生的C研究高速火车的运动必须利用相对论的知识D研究速度接近于光速的粒子的运动利用相对论的知识解析由于高频电磁波向外界辐射能量的本领更强，所以经过调制的高频电磁波才能把我们要发射的信号发射出去，选项A正确电磁波是由变化的电场和磁场产生的，选项B错误高速火车的运动速度远远小于光速，不需要利用相对论的知识，利用经典物理知识
9、即可，选项C错误研究速度接近于光速的粒子的运动，经典物理不适用，必须利用相对论的知识，选项D正确答案AD10某电路中电场随时间变化的图象如图所示，能发射电磁波的电场是()解析由麦克斯韦电磁场理论，当空间出现恒定的电场时(如A图)，由于其不激发磁场，故无电磁波产生；当出现均匀变化的电场时(如B图、C图)，会激发出磁场，但磁场恒定，不会再在较远处激发起电场，故也不会产生电磁波只有周期性变化的电场(如D图)才会激发出周期性变化的磁场，其又激发出周期性变化的电场如此不断激发，便会形成电磁波答案D11.电磁波与声波比较()A电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质B由空气进入水中时，电磁波速度变小，声
10、波速度变大C由空气进入水中时，电磁波波长变小，声波波长变大D电磁波和声波在介质中的传播速度，都是由介质决定，与频率无关解析电磁波的传播不需要介质，声波(机械波)的传播需要介质，A正确电磁波在真空中传播速度最大，声波(机械波)在空气中传播速度最小，由vf可知，由空气进入水中时(频率不变)，电磁波波长变小，声波波长变大，B、C正确电磁波在介质中的传播速度与介质和频率都有关系，机械波在介质中的传播速度由介质决定，D错误答案ABC二、非选择题12.如图所示，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“
11、小于”)L.当B向A发出一光信号，A测得该信号的速度为_解析根据爱因斯坦的相对论可知，相对静止时测得的距离大于相对运动时测得的距离；根据光速不变原理，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，所以A测得该信号的速度仍为c.答案大于c(或光速)13在LC振荡电路中，若已知电容C，并测得电路的固有振荡周期T，即可求得电感L.为了提高测量精度，需多次改变C值并测得相应的T值现将测得的6组数据标示在以C为横坐标、T2为纵坐标的坐标纸上，即图中“”表示的点. (1)写出T、L、C的关系式；(2)根据图中给出的数据点作出T2与C的关系图线；(3)求L的值解析(1)T2(2)如图所示(图线为一直线，数据点
12、尽可能分布在直线两侧)(3)根据图线求出斜率k则根据T242LC，L，得出L值在0.035 1 H0.038 9 H范围内都正确答案(1)T2(2)、(3)见解析14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41026 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，并与太阳的总质量21027 t比较之解析由太阳每秒钟辐射的能量E可得其在1 s内失去的质量为m kg1010 kg.5 000年内太阳总共减小的质量为M5 000365243 6001010 kg7.0081020 kg.与总质量相比P3.5041010，比值很微小答案7.0081020 kg比太阳的总质量小得多