8．太陽在不斷地向外輻射能量，因而其質(zhì)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(jì)算太陽在1 s內(nèi)失去的質(zhì)量，估算5000年內(nèi)其質(zhì)量總共減小了多少，并與太陽的總質(zhì)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(nèi)失去的質(zhì)量為Δm＝＝ kg＝×10¹⁰ kg.

5000年內(nèi)太陽總共減小的質(zhì)量為

ΔM＝5000×365×24×3600××10¹⁰ kg

＝7.008×10²⁰ kg.

與總質(zhì)量相比P＝＝

＝3.504×10^－10，比值很微�。�

答案：×10¹⁰ kg　7.008×10²⁰ kg　比太陽的總質(zhì)量小得多

7．一電子(m₀＝9.1×10^－31 kg)以0.99c的速率運(yùn)動．問：

(1)電子的總能量是多大？

(2)電子的經(jīng)典力學(xué)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(jīng)典力學(xué)動能為

E_k＝m₀v²＝m₀(0.99c)²

相對論的動能為

E_k′＝E－E₀＝mc²－m₀c²

＝＝≈0.08.

答案：(1)5.8×10^－13 J　(2)0.08

6．雷達(dá)是利用無線電波來測定物體位置的無線電設(shè)備，目前雷達(dá)發(fā)射的電磁波的頻率

多在200 MHz至1000 MHz的范圍內(nèi)．

(1)下列關(guān)于雷達(dá)的說法中正確的是　　　　　　　　　　　　　　　　 (　)

A．真空中上述雷達(dá)發(fā)射的電磁波的波長范圍在0.3 m至1.5 m之間

B．電磁波是由恒定不變的電場或磁場產(chǎn)生的

C．測出從發(fā)射電磁波到接收反射波的時(shí)間間隔可以確定雷達(dá)和目標(biāo)的距離

D．波長越短的電磁波，反射性能越強(qiáng)

(2)設(shè)雷達(dá)向遠(yuǎn)處發(fā)射無線電波．每次發(fā)射的時(shí)間是1 μs，兩次

發(fā)射的時(shí)間間隔為100 μs.顯示器上呈現(xiàn)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(dá)之間的距

離是多大？

解析：(1)根據(jù)λ＝c/f，在200 MHz至1000 MHz的頻率范圍內(nèi)

電磁波的波長范圍在 0.3 m至1.5 m之間，故A正確．根據(jù)電

磁場理論，變化的電場產(chǎn)生磁場，變化的磁場產(chǎn)生電場，故B

錯(cuò)誤．雷達(dá)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(fā)生衍

射，反射性能越好，D正確．

(2)由ab等于bc可知，電磁波從發(fā)射到返回所用時(shí)間為50 μs.設(shè)雷達(dá)與障礙物之間的距離為x，電磁波往返的時(shí)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

5．(2008·海南高考)設(shè)宇宙射線粒子的能量是其靜止能量的k倍．則粒子運(yùn)動時(shí)的質(zhì)量等于其靜止質(zhì)量的________倍，粒子運(yùn)動速度是光速的________倍．

解析：依據(jù)愛因斯坦的質(zhì)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(zhì)量等于其靜止質(zhì)量的k倍；再由相對論質(zhì)量公式

m＝得＝.

答案：k　

4．電磁波的頻率范圍很廣，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：如無線電波可用于通信，紅外線可用于紅外遙感，可見光可用于照明用等．

答案：見解析

3．(2009·北京高考)類比是一種有效的學(xué)習(xí)方法，通過歸類和比較，有助于掌握新知識，提高學(xué)習(xí)效率．在類比過程中，既要找出共同之處，又要抓住不同之處．某同學(xué)對機(jī)械波和電磁波進(jìn)行類比，總結(jié)出下列內(nèi)容，其中不正確的是　　　　　 (　)

A．機(jī)械波的頻率、波長和波速三者滿足的關(guān)系，對電磁波也適用

B．機(jī)械波和電磁波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象

C．機(jī)械波的傳播依賴于介質(zhì)，而電磁波可以在真空中傳播

D．機(jī)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(qiáng)度E的方向和磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向都與波的傳播方向垂直；場強(qiáng)E的方向可以理解為波的“振動”方向，所以電磁波應(yīng)為橫波．故選D.

答案：D

2．(2009·天津高考)下列關(guān)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：電磁波可以在真空中傳播，具有波所有的特性，能發(fā)生干涉、衍射、偏振等現(xiàn)象，并且它可以傳遞信息，可知只有B正確．

答案：B

1．(2009·江蘇高考)如圖13－3－1所示，強(qiáng)強(qiáng)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(qiáng)強(qiáng)向壯壯發(fā)出一束光進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，則壯壯觀測到該光束的傳播速度為________．(填寫選項(xiàng)前的字母)

A．0.4c　　　　 B．0.5c　　　　　 C．0.9c　　　 　D．1.0c

解析：由光速不變原理知光速與參考系無關(guān)，D正確．

答案：D

7．一般認(rèn)為激光器發(fā)出的是頻率為ν的“單色光”．實(shí)際上它的頻率并不是真正單一的．激光頻率ν是它的中心頻率，它所包含的頻率范圍是Δν(也稱頻率寬度)．如圖13－2－8所示，讓單色光照射到薄膜表面a，一部分光從前表面反射回來(這部分光稱為甲光)，其余的光進(jìn)入薄膜內(nèi)部，其中的一小部分光從薄膜后表面b反射回來，再從前表面折射出(這部分光稱為乙光)，甲、乙這兩部分光相遇疊加而發(fā)生干涉，稱為薄膜干涉，乙光與甲光相比，要在薄膜中多傳播一小段時(shí)間Δt.理論和實(shí)踐都證明，能觀察到明顯穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的條件是：Δt的最大值Δt_m與Δν的乘積近似等于1，即只有滿足Δt_m·Δν≈1才會觀察到明顯穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象．

已知某紅寶石激光器發(fā)出的激光頻率ν＝4.32×10¹⁴

Hz，它的頻率寬度Δν＝8.0×10⁹ Hz.讓這束激光由空氣

斜射到折射率n＝的薄膜表面，入射時(shí)與薄膜表面成

45°角，如圖13－2－8所示．

(1)求從O點(diǎn)射入薄膜中的光的傳播方向及速率．

(2)估算在如圖13－2－8所示的情況下，能觀察到明顯　

穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的薄膜的最大厚度d_m.

解析：(1)設(shè)從O點(diǎn)射入薄膜中的光線的折射角為r，根據(jù)折射定律有：n＝，即sinr＝＝

所以r＝30°.

光在薄膜中的傳播速度v＝c/n≈2.12×10⁸ m/s.

(2)乙光在薄膜中經(jīng)歷的路程x＝

乙光通過薄膜所用時(shí)間Δt＝＝

當(dāng)Δt取最大值Δt_m時(shí)，對應(yīng)的薄膜厚度最大，

又因Δt_m·Δν≈1，所以≈.

解得：d_m≈1.15×10^－2 m.

答案：(1)折射角為30°，速度大小為2.12×10⁸ m/s

(2)1.15×10^－2 m

6．(2010·南京模擬)在柏油馬路和湖面上常常遇到耀眼的炫光，它使人的視覺疲勞．這些天然的炫光往往是光滑表面反射而來的鏡式反射光和從表面反射的漫反射光重疊的結(jié)果，漫反射光是非偏振光，而鏡式反射光一般是部分偏振光．由于它們是從水平面上反射的，光線的入射面是垂直的，所以反射光含有大量振動在水平方向的偏振光．要想消除這種炫光，只要將光線中的水平振動成分減弱些就可以了．

同理，要想消除從豎直面反射來的炫光，如玻璃窗反射來的炫光，所用偏振軸應(yīng)取水平方向．

請回答下列兩個(gè)問題：

(1)某些特定環(huán)境下照相時(shí)，常在照相機(jī)鏡頭前裝一片偏振濾光片使影像清晰，這是利用什么原理？

(2)市場上有一種太陽鏡，它的鏡片是偏振片，為什么不用普通的帶色玻璃片而用偏振片？安裝鏡片時(shí)它的透振方向應(yīng)該沿什么方向？

解析：(1)在某些特定環(huán)境下，如拍攝池水中的游動的魚時(shí)，由于水面反射光的干擾，影像會不清楚，在鏡頭前裝一片偏振片，清除反射光(反射光為偏振光)，影像就變得清晰．

(2)這種太陽鏡是為了消除柏油馬路和湖面上反射的耀眼的炫光，因此應(yīng)用偏振片而不是帶色的普通玻璃片．該反射光為水平方向的偏振光，故應(yīng)使鏡片的透振方向豎直．

答案：見解析