2020_2021学年高中物理第十四十五章电磁波相对论简介章末综合检测含解析新人教版选修3_4

章末综合检测(第十四、十五章)
时间：60分钟　满分：100分
一、选择题(本题共15小题，1～9题为单项选择题，10～15题为多项选择题，每小题4分，共60分．)
1．建立完整的电磁场理论，并首先预言电磁波存在的科学家是(　　)
A．法拉第
B．奥斯特
C．赫兹
D．麦克斯韦
2．日出和日落时太阳看起来特别红．这是由于(　　)
A．光的色散
B．大气的全反射
C．大气的折射
D．红光的波长大
3．下列说法正确的是(　　)
A．电磁波在真空中以光速c传播
B．在空气中传播的声波是横波
C．声波只能在空气中传播
D．光需要介质才能传播
4．在电视发射端，由摄像机摄取景物并将景物反射的光转换为电信号，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
5．关于电磁波，下列说法正确的是(　　)
A．将低频声音信号从接收到的无线电信号中还原出来，称为调制
B．使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调
C．转换电视频道，选择电视节目，称为调制
D．变化的电场可以产生磁场
6．我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑．米波雷达发射无线电波的波长在1～10
m范围内，则对该无线电波的判断正确的是(　　)
A．米波的频率比厘米波频率高
B．和机械波一样须靠介质传播
C．同光波一样会发生反射现象
D．不可能产生干涉和衍射现象
7．某宇航员要到离地球5光年的星球上去旅行．如果地球指挥中心希望把这路程缩短为3光年，则他所乘飞船相对地球的速度为(　　)
A．0.5c
B．0.6c
C．0.8c
D．0.9c
8．电磁波已广泛运用于很多领域．下列关于电磁波的说法符合实际的是(　　)
A．电磁波不能产生衍射现象
B．常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机
C．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度
D．光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同
9．假设甲在接近光速的火车上看地面上乙的手中沿火车前进方向放置的尺，同时地面上的乙看甲的手中沿火车前进方向放置的相同的尺，则下列说法正确的是(　　)
A．甲看到乙的手中的尺长度比乙看到自己手中的尺长度大
B．甲看到乙的手中的尺长度比乙看到自己手中的尺长度小
C．乙看到甲的手中的尺长度比甲看到自己手中的尺长度大
D．乙看到甲的手中的尺长度与甲看到自己手中的尺长度相同
10．你站在一条长木杆的中央附近如图所示，并且看到木杆落在地上时是两头同时着地．所以，你认为这木杆是平着落到了地上．而此时飞飞同学正以接近光速的速度从木杆前面掠过，她看到B端比A端先落到地，因而她认为木杆是向右倾斜着落的．她的看法是(　　)
A．对的
B．错的
C．她应感觉到木杆在朝她运动
D．她应感觉到木杆在远离她运动
11．关于狭义相对论的两个假设，下列说法正确的是(　　)
A．在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的
B．在不同的惯性参考系中，力学规律都一样，电磁规律不一样
C．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
D．真空中的光速在不同的惯性参考系中是有差别的
12．有关电视机工作过程中各部件的作用，下列说法正确的是(　　)
A．接收天线只能接收要观看的电视台的电磁波
B．话筒是将电信号转化为声音信号
C．扬声器是将电信号还原为声音
D．显像管是将电信号转化为光信号
13．在LC振荡电路中，某时刻电路中的电流方向如图所示，且电流正在减小，则该时刻(　　)
A．电容器上极板带正电，下极板带负电
B．电容器上极板带负电，下极板带正电
C．电场能正在向磁场能转化
D．磁场能正在向电场能转化
14．目前雷达发射的电磁波频率多在200
MHz到1
000
MHz的范围内．下列关于雷达和电磁波的说法正确的是(　　)
A．题述雷达发射的电磁波在真空中的波长范围为0.3
m～1.5
m
B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的
C．根据发射电磁波到接收反射波的时间间隔及波速可以测定雷达和目标的距离
D．波长越短的电磁波，反射性能越强
15．在LC振荡电路中，电容器C带的电荷量q随时间t变化的图象如图所示．在1×10－6
s到2×10－6
s内，关于电容器的充(放)电过程及由此产生的电磁波的波长，正确的是(　　)
A．充电过程
B．放电过程
C．波长为1
200
m
D．波长为1
500
m
二、非选择题(本题共4个小题，共40分)
16．(6分)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________l(选填“大于”“等于”或“小于”)．当B向A发出一光信号，A测得该信号的速度为________．
17．(9分)一核弹含20
kg的钚，爆炸后生成的静止质量比原来小1/10
000.求爆炸中释放的能量．
18．(10分)一观察者测得一沿米尺长度方向匀速运动着的米尺的长度为0.5
m，求此米尺以多大的速度移动．(真空中的光速为3×108
m/s)
19．(15分)某收音机接收电磁波的波长范围在182～577
m之间，该收音机调谐电路的可变电容器的动片完全旋出时，回路的电容为39
pF.求：
(1)该收音机接收电磁波的频率范围．
(2)该收音机的可变电容器动片完全旋入定片间，回路中的电容是多大？
章末综合检测(第十四、十五章)
1．解析：麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹证实了预言的正确性．
答案：D
2．解析：太阳初升和西沉时，阳光通过较厚的空气层．紫光、蓝光的波长较短，被空气吸收较多；而红光的波长较长．被吸收最少，直射而来的红光也就最多．因此，这时候太阳呈现红色．
答案：D
3．解析：电磁波在真空中以光速c＝3×108
m/s传播，A项正确；在空气中传播的声波是纵波，B项错误；声波不仅可以在空气中传播，也可以在液体、固体等介质中传播，C项错误；光属于电磁波，可以在真空中传播，D项错误．
答案：A
4．解析：摄像机的摄像过程把光信号转化成了电信号，即把一幅图象按照各个部分的明暗情况，逐点地变为强弱不同的信号电流，然后通过天线把带有信号的电磁波发射出去，选项B正确．
答案：B
5．解析：将低频声音信号从接收到的无线电信号中还原出来，称为解调，A项错误；使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制，B项错误；转换电视频道，选择电视节目，称为调谐，C项错误；根据麦克斯韦电磁场理论可知，变化的电场可以产生恒定的或变化的磁场、变化的磁场可以产生恒定的或变化的电场，D项正确．
答案：D
6．解析：由f＝可知，波长越长，频率越低，故米波的频率比厘米波频率低，选项A错误；无线电波是电磁波，它的传播不须靠介质，选项B错误；无线电波与光波一样具有波的特性，会发生反射、折射、干涉和衍射现象，选项C正确，选项D错误．
答案：C
7．解析：由l＝l0，＝，解得v＝c，故C正确．
答案：C
8．解析：电磁波是一种波，波能发生干涉、衍射现象，A错误．遥控器通过发出的红外线来遥控电视，而非紫外线，B错误．地面监测站发出电磁波，由于多普勒效应，地面监测站接收到的反射波的频率也会发生相应的变化，根据这种变化可以确定遥远天体相对于地球的速度，C正确．光在真空中的传播速度是一个定值，与惯性参考系的选取无关，D错误．
答案：C
9．解析：由l＝l0可知，运动的观察者观察静止的尺和静止的观察者观察运动的尺子时，都发现对方手中的尺比自己手中的变短了，故B正确，A、C、D错误．
答案：B
10．解析：当飞飞同学掠过木杆时，在她看来，木杆不仅在下落，而且还在朝她运动，正好像星体朝你的飞船运动一样．因此，在你看来同时发生的两件事，在飞飞同学看来首先在B端发生．
答案：AC
11．解析：狭义相对论的两个基本假设分别是狭义相对性原理和光速不变原理，选项A、C正确．
答案：AC
12．解析：接收天线能够接收到空中传来的各种电磁波，只是将要观看的电视台的电磁波发生电谐振，使之在电路中产生的振荡电流最强，A错；话筒是将声音信号转化为电信号，而扬声器则是将电信号还原为声音，B错、C对；显像管是将电信号转化为光信号，D正确．
答案：CD
13．解析：电流正在减小说明磁场能转化为电场能，选项C错误，选项D正确；此时电容器正在充电，由电流方向知电容器上极板带负电，下极板带正电，选项B正确，选项A错误．
答案：BD
14．解析：由c＝λf可得λ1＝＝
m＝1.5
m，λ2＝＝
m＝0.3
m，故题述雷达发射的电磁波在真空中的波长范围为0.3
m～1.5
m，选项A正确；电磁波是由周期性变化的电场和磁场产生的，选项B错误；雷达和目标的距离是根据发射和接收电磁波的时间间隔及波速来测定的，选项C正确；波长越短的电磁波，其频率越高，能量越大，反射性能越强，选项D正确．
答案：ACD
15．解析：由题图可知，在1×10－6
s到2×10－6
s内，电容器C带的电荷量由0增加到最多，因此是充电过程．电磁振荡周期等于所发射的电磁波的周期，那么电磁波的波长为λ＝cT＝3×108×4×10－6
m＝1
200
m，故A、C正确．
答案：AC
16．解析：根据长度的相对性得l＝l0，所以A测得的两飞船距离l0＝＞l.根据狭义相对论的基本假设，光信号的速度为光速c.
答案：大于　c
17．解析：由爱因斯坦质能关系可得释放的能量．
爆炸前后质量变化
Δm＝×20
kg＝0.002
kg.
释放的能量为
ΔE＝Δmc2＝0.002×(3×108)2
J＝1.8×1014
J.
答案：1.8×1014
J
18．解析：根据长度变换公式有l＝l′，可得v＝c，又c＝3.0×108
m/s，l′＝1
m，l＝0.5
m，所以v＝0.866c＝2.6×108
m/s.
答案：2.6×108
m/s
19．解析：(1)由λ＝得f＝，c为真空中的光速，代入数据可解得其电磁波的频率范围为5.2×105～1.65×106
Hz.
(2)动片完全旋出时，电容最小C1＝39
pF，其振荡周期最小，对应接收的电磁波的波长最短为λ1＝182
m；动片完全旋入时，电容最大，设其为C2，其振荡周期最大，对应接收的电磁波的波长最长为λ2＝577
m
由f＝＝，得
＝
故C2＝C1＝（）2×39
pF＝392
pF
答案：(1)5.2×105～1.65×106
Hz　(2)392
pF
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