1、(选修3-4)第14-15章电磁波、相对论简介单元检测试题(考试时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题包括12个小题,每小题5分,共60分。多选题已在题号后标出)1.(多选)下列关于伽利略相对性原理的说法中正确的是(CD)A.力学规律在任何参考系中都是相同的B.惯性系就是静止不动的参考系C.如果牛顿运动定律在某个参考系中成立,这个参考系叫作惯性系。相对一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系D.力学规律在任何惯性系中都是相同的2.下列说法正确的是(B)A.麦克斯韦证明了光的电磁说的正确性B.红外线的显著作用是热作用,紫外线最显著的作用是化学作用C.X射线的穿透本领比射线更强D.
2、X射线与射线的产生机理不同,因此它们的频率范围界限分明,不可能重叠3.间谍卫星上装有某种遥感照相机,可用来探测军用和民用目标。这种照相机能拍到晚上关灯行驶的汽车,即使车队离开,也瞒不过它。这种遥感照相机敏感的电磁波属于(B)A.可见光波段 B.红外波段 C.紫外波段 D.X射线波段4.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(C)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5.(多选)下列关于无线电广播要对电磁波进行调制的原因的说法中
3、正确的是(AD)A.经过调制后的高频电磁波向外辐射能量的本领更强B.经过调制后的电磁波在空间传播得更快C.经过调制后的电磁波在空间传播波长不变D.经过调制后的电磁波在空间传播波长改变6.如图所示,沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和C。假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶,当铁塔B发出一个闪光,列车上的观测者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是(C)A.同时被照亮B.A先被照亮C.C先被照亮D.无法判断7.根据爱因斯坦质能方程,以下说法错误的是(C)A.任何核反应,只要伴随能量的产生,则反应前后各物质的质量和一定不相等B.太阳不断地向外辐射能量,因而太阳的总质量一定不断减小C.虽然太阳不断地向外
4、辐射能量,但它的总质量是不可改变的D.若地球从太阳获得的能量大于地球向外辐射的能量,则地球的质量将不断增大8.如图所示,在一个高速转动的巨大转盘上,放着A、B、C三个时钟,下列说法正确的是(D)A.A时钟走得最慢,B时钟走得最快B.A时钟走得最慢,C时钟走得最快C.B时钟走得最慢,A时钟走得最快D.C时钟走得最慢,A时钟走得最快9.在地面上观测一个物体,由于物体以一定速度运动,发现该物体质量比静止时的质量增加了10%,求在地面上观测时,此物体相对于静止时的尺度在运动方向上缩短了(D)A.91%B.10% C.18%D.9.1%10.(多选)下列说法中正确的是(ABCD)A.由于太阳引力场的影响
5、,我们有可能看到太阳后面的恒星B.强引力作用可使光谱线向红端偏移C.引力场越强的位置,时间进程越慢D.由于物质的存在,实际的空间是弯曲的11.如果你以接近于光速的速度朝某一星体飞行,如图所示,你可以根据下述哪些变化发觉自己是在运动(D)A.你的身体在变瘦 B.你的心脏跳动在慢下来C.你的高度在变小D.你永远不能由自身的变化知道你的速度12.(多选)根据经典物理学知识,关于人们对时间和空间的认识,下列说法正确的是(AB)A.时间和空间是绝对的,与物质的存在和物质的运动都无关B.时间和空间可以脱离物质而独立存在,两者之间也无联系C.时间和空间可以脱离物质而独立存在,两者之间存在一定的联系D.时间和
6、空间不能脱离物质而独立存在,两者之间存在一定的联系二、计算题(本大题包括4小题,共40分。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)13.(10分)某雷达工作时,发射电磁波的波长=20cm,每秒钟脉冲数n=5000,每个脉冲持续时间t=0.02s,问电磁波的振荡频率为多少?最大的侦察距离是多少?【解析】根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形间的时间间隔,即可求得侦察距离,为此反射波必须在后一个发射波发出前到达雷达接收器。可见,雷达的最大侦察距离应等于电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播距离的一半。由f=,代入数据可得电磁波的振荡频率为1.5109Hz。 (3分)电磁波在雷达发射相
7、邻两个脉冲间隔时间内传播的距离s=ct=c(-t)=3108(-0.0210-6)m6104m (4分)所以,雷达的最大侦察距离s=3104m=30 km。 (3分)答案:1.5109Hz30 km14.(10分)半人马星座星是离太阳系最近的恒星,它距地球l。设有一宇宙飞船匀速往返于地球与半人马星座星之间。若宇宙飞船相对地球的速率为v,按地球上时钟计时,飞船往返一次需多少时间?如以飞船上时钟计时,往返一次的时间又为多少?【解析】按地球上的时钟计时,t= (2分)以飞船上的时钟计时,在地球看来,飞船是以速度v运动的,设记录时间为t,则t= (4分)所以t= (4分)答案: 15.(10分)在LC
8、振荡电路中,线圈的自感系数L=2.5mH,电容C=4F。(1)该电路的周期为多大?(2)设t=0时,电容器上电压最大,在t=9.010-3s时,通过线圈的电流是增大还是减小,这时电容器是处于充电过程还是放电过程?【解析】(1)振荡周期T=2=23.14s=6.2810-4s。 (4分)(2)在t=9.010-3s时,相当于14.33个周期。 (3分)因0.33T,此时LC回路中电容器处于反向充电过程。所以线圈中的电流减小。(3分)答案:(1)6.2810-4s(2)减小反向充电过程16.(10分)如果将电子由静止加速到速率为0.10c,需对它做多少功?如果将电子由速率为0.80c加速到0.90c,又需对它做多少功?【解题指南】解答本题时应明确以下三点:(1)电子的质量与运动速度有关;(2)由质能方程确定电子在不同状态的能量;(3)根据能量变化求所做的功。【解析】由相对论的动能表达式和质速关系可得当电子速率从v1增加到v2时,电子动能的增量为Ek=Ek2-Ek1=(m2c2-m0c2)-(m1c2-m0c2)=m0c2(-),(4分)根据动能定理,当v1=0,v2=0.10c时,外力所做的功为W=Ek=4.110-16J (4分)当v1=0.80c,v2=0.90c时,外力所做的功为W=Ek=5.110-14J。 (2分)答案:4.110-16J5.110-14J