選考部分選修3-4 第十三章第3單元電磁波相對論簡介智慧型演練場
1．(2009·江蘇高考)如圖13－3－1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.
強強向壯壯發出一束光進行聯絡，則壯壯觀測到該光束的傳播速度為填寫選項前的字母)
a．0.4c b．0.5cc．0.9c d．1.0c
解析：由光速不變原理知光速與參考係無關，d正確．
答案：d
2．(2009·天津高考)下列關於電磁波的說法正確的是
a．電磁波必須依賴介質傳播
b．電磁波可以發生衍射現象
c．電磁波不會發生偏振現象
d．電磁波無法攜帶資訊傳播
解析：電磁波可以在真空中傳播，具有波所有的特性，能發生干涉、衍射、偏振等現象，並且它可以傳遞資訊，可知只有b正確．
答案：b
3．(2009·北京高考)模擬是一種有效的學習方法，通過歸類和比較，有助於掌握新知識，提高學習效率．在模擬過程中，既要找出共同之處，又要抓住不同之處．某同學對機械波和電磁波進行模擬，總結出下列內容，其中不正確的是
a．機械波的頻率、波長和波速三者滿足的關係，對電磁波也適用
b．機械波和電磁波都能產生干涉和衍射現象
c．機械波的傳播依賴於介質，而電磁波可以在真空中傳播
d．機械波既有橫波又有縱波，而電磁波只有縱波
解析：電磁波是電磁場傳播形成的．在傳播過程中電場的電場強度e的方向和磁場的磁感應強度b的方向都與波的傳播方向垂直；場強e的方向可以理解為波的「振動」方向，所以電磁波應為橫波．故選d.
答案：d
4．電磁波的頻率範圍很廣，不同頻率的電磁波具有不同的特性，請從電磁波譜中任選兩種，分別寫出它們的名稱和一種用途．
(1)名稱________，用途
(2)名稱________，用途
解析：如無線電波可用於通訊，紅外線可用於紅外遙感，可見光可用於照明用等．
答案：見解析
5．(2008·海南高考)設宇宙射線粒子的能量是其靜止能量的k倍．則粒子運動時的質量等於其靜止質量的________倍，粒子運動速度是光速的________倍．
解析：依據愛因斯坦的質能方程e＝mc2，宇宙射線粒子的能量是其靜止能量的k倍，則其質量等於其靜止質量的k倍；再由相對論質量公式
m＝得＝.
答案：k
6．雷達是利用無線電波來測定物體位置的無線電裝置，目前雷達發射的電磁波的頻率
多在200 mhz至1000 mhz的範圍內．
(1)下列關於雷達的說法中正確的是
a．真空中上述雷達發射的電磁波的波長範圍在0.3 m至1.5 m之間
b．電磁波是由恆定不變的電場或磁場產生的
c．測出從發射電磁波到接收反射波的時間間隔可以確定雷達和目標的距離
d．波長越短的電磁波，反射效能越強
(2)設雷達向遠處發射無線電波．每次發射的時間是1 μs，兩次
發射的時間間隔為100 μs.顯示器上呈現出的尖形波如圖
13－3－2所示，已知圖中ab＝bc，則障礙物與雷達之間的距
離是多大？
解析：(1)根據λ＝c/f，在200 mhz至1000 mhz的頻率範圍內
電磁波的波長範圍在 0.3 m至1.5 m之間，故a正確．根據電
磁場理論，變化的電場產生磁場，變化的磁場產生電場，故b
錯誤．雷達是利用電磁波的反射原理，c正確．電磁波波長越短，越不易發生衍
射，反射效能越好，d正確．
(2)由ab等於bc可知，電磁波從發射到返回所用時間為50 μs.設雷達與障礙物之間的距離為x，電磁波往返的時間為t＝50 μs
由2x＝ct得
x＝ct/2＝3.0×108×50×10－6×m＝7.5×103 m.
答案：(1)acd (2)7.5×103 m
7．一電子(m0＝9.1×10－31 kg)以0.99c的速率運動．問：
(1)電子的總能量是多大？
(2)電子的經典力學的動能與相對論的動能之比是多大？
解析：(1)電子的總能量為：
e＝mc2＝·c2
＝×(3×108)2 j≈5.8×10－13 j.
(2)電子的經典力學動能為
ek＝m0v2＝m0(0.99c)2
相對論的動能為
ek′＝e－e0＝mc2－m0c2
＝＝≈0.08.
答案：(1)5.8×10－13 j (2)0.08
8．太陽在不斷地向外輻射能量，因而其質量也在不斷地減少．若太陽每秒鐘輻射的總能量為4×1026 j，試計算太陽在1 s內失去的質量，估算2023年內其質量總共減小了多少，並與太陽的總質量2×1027 t比較之．
解析：由太陽每秒鐘輻射的能量δe可得其在1 s內失去的質量為δm＝＝kg＝×1010 kg.
2023年內太陽總共減小的質量為
δm＝5000×365×24×3600××1010 kg
＝7.008×1020 kg.
與總質量相比p＝＝
＝3.504×10－10，比值很微小．
答案：×1010 kg 7.008×1020 kg 比太陽的總質量小得多
9．如圖13－3－3所示，考慮幾個問題：
(1)若參考係o′相對於參考係o靜止，人看到的光速應是多少？
(2)若參考係o′相對於參考係o以速度v向右運動，人看到的光速應是多少？
(3)若參考係o相對於參考係o′以速度v向左運動，人看到的光速又是多少？
解析：根據狹義相對論的光速不變原理：真空中的光速在不同的慣性參考係中都是相同的，光速與光源、觀察者間的相對運動沒有關係．
因此三種情況下，人觀察到的光速都是c.
答案：(1)c (2)c (3)c
第十三章單元評價檢測
45分鐘 100分 一 選擇題 本大題共8小題，每小題4分，共32分 1.2013 濟南中考 泉城四季，風景迥異。無論是一朵花 乙個麥穗，還是一粒沙 一片雪花 世間萬物皆由大量分子組成。下列現象能說明分子在永不停息運動的是 a.春 微風拂過，花香襲人 b.夏 暖風陣陣，麥浪翻滾 c.秋 狂風乍起，黃...
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第十三章內能單元測試
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