【高二】人教版物理选修3-4电磁波 相对论简介练习题及答案解析 《电磁波》《相对论简介》章末测试.docx

《电磁波》《相对论简介》章末测试
说明：本测试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，考试时间90分钟，满分100分．
第Ⅰ卷(选择题)
一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分．每小题至少有一个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分)
1．在电视发射端，由摄像管摄取景物并将景物反射的光转化为电信号，这一过程完成了(　　)
A．电、光转化　　　 B．光、电转化
C．光、电、光转化 D．电、光、电转化
答案　B
2．太阳表面温度约为6000 k，主要发出可见光；人体温度约为310 k，主要发出红外线；宇宙间的温度约为3 k，所发出的辐射称为“3 k背景辐射”，它是宇宙“大爆炸”之初在空间上保留下的余热．若要进行“3 k背景辐射”的观测，应选择下列哪一个波段(　　)
A．无线电波 B．紫外线
C．X射线 D．γ射线
解析　由题意可知物体的温度越高，辐射电磁波的波长越短，频率越高，所以“3 k背景辐射”的电磁波应比人体辐射的电磁波的频率还低，即无线电波．
答案　A
3．为了体现高考的公平、公正，很多地方高考时在考场使用手机信号屏蔽器，该屏蔽器在工作过程中以一定的速度由低端频率向高端频率扫描．该扫描速度可以在手机接收报文信号时形成乱码干扰，手机不能检测从基站发出的正常数据，使手机不能与基站建立连结，达到屏蔽手机信号的目的，手机表现为搜索网络无信号、无服务系统等现象．由以上信息可知(　　)
A．由于手机信号屏蔽器的作用，考场内没有电磁波了
B．电磁波必须在介质中才能传播
C．手机信号屏蔽器工作时基站发出的电磁波不能传播到考场内
4．如图所示为LC振荡电路在电磁振荡中电容器极板间电压随时间变化的U—t图象(　　)
A．t1～t2时间内，电路中电流不断变大
B．t2～t3时间内，电场能越来越小
C．t3时刻，磁场能为零
D．t3时刻，电流方向要改变
解析　在LC振荡电路中当电容器极板上电压减小的过程，就是电场能减小的过程，就是电流增大的过程，电场能最小时，磁场能就最大，t1～t2时间内电势差不断增大，电流不断减小，故A选项错误；t3时刻电势差为零，电流最大，磁场能最大，故C选项错误；t3～t4时间内电容器从放电到充电的过程电流方向不变，故D选项错误．
答案　B
5．(多选题)近年来高速发展的PDP(Plasma Display Panel)等离子显示屏，可以制造出大屏幕悬挂式彩色电视机，使电视机屏幕尺寸更大，图像更清晰，色彩更鲜艳，而本身的厚度只有8 cm左右．等离子显示屏PDP是一种以等离子管作为发光元件，并由大量的等离子管排列在一起构成的屏幕．每个等离子管的透明玻璃管内都充有低压的氖氙气体，管的两端各有一个电极，在两个电极间加上高电压后，封在管内的气体便产生某种肉眼看不见的射线，它激发显示屏上的红绿蓝三基色荧光粉发出可见光．每个等离子管作为一个像素，由这些像素的明暗和颜色变化的组合，便形成了各种灰度和色彩的图像，则(　　)
A．等离子管发光的微观机理是通过高电压使低压氖氙气体原子的外层电子受到激发而发光
B．等离子管发光的微观机理是通过高电压使低压氖氙气体原子的内层电子受到激发而发光
C．该射线使荧光粉发出可见光是利用了光的荧光效应
D．该射线使荧光粉发出可见光是利用了光的化学作用
解析　根据紫外线的产生机理、特点及应用可知是某种看不见的射线使荧光粉发光，看不见的射线应是紫外线，使荧光粉发光，这是紫外线的荧光效应．紫外线作为电磁波家族中的一员，它的产生机理与可见光和红外线的产生机理是相同的，都是原子的外层电子受到激发后产生的，所以正确的选项是A、C.
答案　AC
6．发射电视信号时通常采用波长较短的米波，在高楼密集的城市楼群中，电视机上经常出现重影，当电视天线接收到强信号后，接着又接收到弱信号，屏幕上出现强弱交替的影像，这是由于(　　)
A．电磁波的干涉 B．电磁波的衍射
C．电磁波的反射 D．电磁波的折射
解析　直接接收的是强信号，经反射后再由天线接收到弱信号，故出现重影．
答案　C

7．如图所示，LC回路中振荡周期为2 s，通过P点的电流按正弦规律变化，且把通过P点向右流动的电流方向规定为正方向从电容器上极板带正电，且电荷量最大开始计时，那么(　　)
A．0.5～1 s内，电容器C在放电
B．0.5～1 s内，C上极板带正电
C．1～1.5 s内，Q点比P点电势高
D．1～1.5 s内，磁场能正转化为电场能
解析　当电容器上极板带正电，而且最大开始，电容器开始放电，经过周期放电完毕，即0～0.5 s放电，0.5～1.0 s电容器充电，1.0～1.5 s电容器反向放电，1.5～2.0 s电容器充电，1.0～1.5 s电容器下极板带正电，Q点比P点电势高，C选项正确．
答案　C
8．下列关于变化的磁场产生电场的说法中正确的是(　　)
A．在变化的磁场中放一段导体，导体中的自由电荷不会定向移动
B．在变化的磁场中放一个闭合回路，电路中将会产生感应电流
C．变化的磁场产生电场，电场的电场线不闭合
D．变化的磁场产生电场，这个电场与静电场相同
答案　B
9．手机A拨手机B时，手机B发出铃声屏上显示A的号码．若将手机A置于一真空玻璃罩中，用手机B拨叫手机A，则(　　)
A．能听到A发出的铃声，并看到A显示B的号码
B．不能听到A发出铃声，但看到A显示B的号码
C．能听到A发出铃声，但不能显示号码
D．既不能听到A发出铃声，也不能显示号码
答案　B

10．如图所示，圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，场外有一带正电的粒子(重力不计)静止在某点处当磁场均匀增强时，该粒子的运动情况是(　　)
A．仍静止在某点处 B．将做匀速运动
C．将做加速运动 D．以上说法均不对
解析　当磁场增强，将在周围空间产生电场，带正电的粒子在电场力作用下做加速运动，故C选项正确．
答案　C
第Ⅱ卷(非选择题)
二、计算题(本题包括4小题，共50分，计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)[来源:学+科+网Z+X+X+K]
11．(10分)如图所示为某雷达的荧光屏，屏上标尺的最小刻度对应的时间为2×10－4 s，雷达天线朝东方时，屏上的波形如图①；雷达天线朝西方时，屏上的波形如图②.问：雷达在何处发现了目标？目标与雷达相距多远？

解析　(1)雷达朝东方发射电磁波时，没有反射回来的信号，向西方发射时，有反射回来的信号，所以目标在西方．
(2)d＝＝ m＝300 km.
答案　(1)西方
(2)300 km
12．(12分)在电视节目中，我们经常看到主持人与派到热带地区的记者通过同步通信卫星通话，他们之间每一问一答总是迟“半拍”，这是为什么？如果有两个手持卫星电话的人通过同步通信卫星通话，一方讲话，另一方至少要等多长时间才能听到对方的讲话？(已知地球的质量为6.0×1024 kg，地球半径为6.4×106 m，万有引力常量为6.67×10－11 N·m2·kg－2)
解析　主持人与记者之间通话的不合拍是因为电磁波是以有限的速度在空中传播的，利用电磁波传递信息是需要时间的．
设同步卫星高度为H，由万有引力定律及卫星做圆周运动的规律可得＝m(R＋H)
H＝ －R＝3.6×107m
则一方讲话，另一方听到对方讲话的最短时间
t＝＝0.24 s.
答案　原因见解析　0.24 s
13．(14分)(1)冥王星绕太阳公转的线速率为4.83×103 m/s，求其静止质量为运动质量的百分之几？
(2)星际火箭以0.8c的速率飞行，其静止质量为运动质量的多少倍？
解析　(1)设冥王星的静止质量为m0，
运动质量为m，
由公式m＝可得
＝×100%＝99.9999%.
(2)设星际火箭的静止质量为m0′，
运动质量为m′，
则＝＝0.6.
答案　(1)99.9999%　(2)0.6倍
14．(14分)太阳在不断地辐射能量，因而其质量不断地减少．若太阳每秒钟辐射的总能量为4×1026J，试计算太阳在一秒内失去的质量．估算5 000年内总共减少了多少质量，并与太阳的总质量2×1027t比较之．
解析　根据相对论的质能关系式E＝mc2，
可知，能量的任何变化必然导致质量的相应变化，即ΔE＝Δmc2.
由太阳每秒钟辐射的能量ΔE可得其每秒内失去的质量为Δm＝＝＝×1010 kg
5 000年内太阳总共减少的质量为：ΔM＝5 000×365×12×3 600××1010 kg＝3.504×1020 kg
与总质量的比值为：
P＝＝＝1.752×10－10
这个比值是十分微小的．
答案　×1010kg　3.504×1020kg　1.752×10－10，消耗的质量可以忽略