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一、选择题
1.依据麦克斯韦的电磁场理论,下列说法中正确的是( )
A.在电场四周确定产生磁场,磁场四周确定产生电场
B.在变化的电场四周确定产生变化的磁场,在变化的磁场四周确定产生变化的电场
C.均匀变化的电场四周确定产生均匀变化的磁场
D.振荡的电场在四周空间确定产生同频率振荡的磁场
答案:D
2.对于机械波和电磁波的比较,下列说法中正确的是( )
A.它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象
B.它们在本质上是相同的,只是频率不同而已
C.它们可能是横波,也可能是纵波
D.机械波的传播速度只取决于介质,跟频率无关;电磁波的传播速度与介质无关,只跟频率有关
答案:A
3.电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等,按波长由长到短的排列挨次是( )
A.无线电波、红外线、紫外线、γ射线
B.红外线、无线电波、γ射线、紫外线
C.γ射线、红外线、紫外线、无线电波
D.紫外线、无线电波、γ射线、红外线
解析:选A.在电磁波谱中,按电磁波的波长由长到短的排列挨次是:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线,由此可知选项A正确.
4.(2022·高考四川卷)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.依据多普勒效应可以推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
解析:选C.干涉、衍射是波所特有的现象,所以电磁波能产生衍射现象,选项A错误;常用的遥控器是通过发出红外线来遥控电视机的,选项B错误;利用多普勒效应可以推断遥远天体相对地球的速度,选项C正确;依据光速不变原理,在不同的惯性系中,光速是相同的,选项D错误.
5.属于狭义相对论基本假设的是:在不同的惯性系中( )
A.真空中光速不变
B.时间间隔具有相对性
C.物体的质量不变
D.物体的能量与质量成正比
解析:选A.狭义相对论的两个基本假设是:(1)在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的;(2)真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的.故选项A正确.
6.关于γ射线,以下说法中正确的是( )
A.γ射线比伦琴射线频率更高,穿透力气更强
B.γ射线可用来检测金属材料内部伤痕、裂缝、气孔等
C.利用γ射线穿透力强可制成金属测厚计来检测金属板的厚度
D.“γ刀”是利用了γ射线的强穿透力气
答案:ABC
7.(2021·上海五校联考)假设地面上有一火车以接近光速的速度运行,车内站立着一个中等身材的人,站在路旁边的人观看车里的人,观看的结果是( )
A.这个人是一个矮胖子
B.这个人是一个瘦高个子
C.这个人矮但不胖
D.这个人瘦但不高
解析:选D.人是站着的,路旁的人观看到的车内的人沿车运动的方向上的长度(打算胖瘦)变短了,所以人变“瘦”,但人在垂直于车运动方向上的长度(打算身高)不变.
8.(2021·长春模拟)如图所示,一根10 m长的梭镖以相对论速度穿过一根10 m长的管子,它们的长度都是在静止状态下测量的,以下哪种叙述最好地描述了梭镖穿过管子的状况( )
A.梭镖收缩变短,因此在某些位置上,管子能完全遮住它
B.管子收缩变短,因此在某些位置上,梭镖从管子的两端伸出来
C.两者都收缩,且收缩量相等,因此在某个位置,管子恰好遮住梭镖
D.全部这些都与观看者的运动状况有关
解析:选D.假如你是在相对于管子静止的参考系中观看运动着的梭镖,那么梭镖看起来就比管子短,在某些位置梭镖会完全处在管子内部.然而当你和梭镖一起运动时,你看到的管子就缩短了,所以在某些位置,你可以看到梭镖两端都伸出管子.假如你在梭镖和管子之间运动,运动的速度是在梭镖运动的方向上,而大小是其一半,那么梭镖和管子都相对于你运动,且速度的大小一样;你看到这两样东西都缩短了,且缩短的量相同,所以你看到的一切都是相对的,依靠于你的参考系.
9.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两铁塔被照亮的挨次是( )
A.同时被照亮 B.A先被照亮
C.C先被照亮 D.无法推断
解析:选C.因列车沿AC方向接近光速行驶,依据“同时”的相对性,即前边的大事先发生,后边的大事后发生可知C先被照亮,答案为C.
10.对于公式m=,下列说法中正确的是( )
A.公式中的m0是物体以速度v运动时的质量
B.当物体运动速度v>0时,物体的质量m>m0,即物体的质量转变了,故经典力学不适用
C.当物体以较小的速度运动时,质量变化格外微小,经典力学理论照旧适用,只有当物体以接近光速运动时,质量变化才明显,故经典力学仅适用于低速运动,而不适用于高速运动
D.通常由于物体的速度太小,质量的变化不能引起我们的感觉,在分析地球上物体的运动时,不必考虑质量变化
解析:选CD.公式中的m0是物体的静止质量,在v远小于光速时,经典力学照旧成立,故A、B错误,C、D正确.
二、非选择题
11.(2021·高考江苏卷)如图所示,两艘飞船A、B沿同始终线同向飞行,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________(选填“大于”、“等于”或“小于”)L.当B向A发出一光信号,A测得该信号的速度为________.
解析:依据长度的相对性得L=L0
所以A测得两飞船间的距离L0= >L.
依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(或光速)
☆12.某雷达工作时,放射电磁波的波长λ=20 cm,每秒脉冲数n=5 000,每个脉冲持续时间t=0.02 μs.
(1)该电磁波的频率为多少?
(2)该雷达的最大侦察距离是多少?
解析:(1)依据c=λf可得
f== Hz=1.5×109 Hz.
(2)电磁波在雷达放射相邻两个脉冲间隔时间内传播的距离
s=cΔt=c
=3×108× m≈6×104 m
所以雷达的最大侦察距离s′==3×104 m=30 km.
答案:(1)1.5×109 Hz (2)30 km
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