高考物理一轮复习 机械振动 机械波 光 电磁波 相对论简介 基础课时5 电磁波与相对论课件（选修34）.ppt

基础课时5电磁波与相对论 知识梳理 知识点一 电磁场 电磁波 电磁波谱1 麦克斯韦电磁场理论变化的磁场能够在周围空间产生 变化的电场能够在周围空间产生 2 电磁场变化电场在周围空间产生磁场 变化磁场在周围空间产生电场 变化的电场和磁场总是相互联系成为一个完整的整体 这就是电磁场 电场 磁场 3 电磁波 1 电磁场在空间由近及远的传播 形成 2 电磁波的传播不需要 可在真空中传播 在真空中不同频率的电磁波传播速度是 的 都等于光速 3 不同频率的电磁波 在同一介质中传播 其速度是不同的 频率越高 波速越 4 v f f是电磁波的频率 4 电磁波的发射 1 发射条件 电路和 信号 所以要对传输信号进行 包括调幅和调频 2 调制方式 调幅 使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变 调幅广播 am 一般使用中波和短波波段 电磁波 介质 相同 小 开放 高频振荡 调制 调频 使高频电磁波的 随信号的强弱而变 调频广播 fm 和电视广播都采用调频的方法调制 5 无线电波的接收 1 当接收电路的固有频率跟接收到的无线电波的频率 时 激起的振荡电流 这就是电谐振现象 2 使接收电路产生电谐振的过程叫做 能够调谐的接收电路叫做 电路 3 从经过调制的高频振荡中 检 出调制信号的过程 叫做 检波是 的逆过程 也叫做 频率 相等 最强 调谐 调谐 检波 调制 解调 6 电磁波谱 知识点二 狭义相对论的基本假设质速关系 相对论质能关系式1 狭义相对论的两个基本假设 1 狭义相对性原理 在不同的惯性参考系中 一切物理规律都是 的 2 光速不变原理 真空中的光速在不同的惯性参考系中都是 的 光速与光源 观测者间的相对运动没有关系 2 相对论的质速关系 1 物体的质量随物体速度的增加而 物体以速度v运动时的质量m与静止时的质量m0之间有如下关系 m 相同 相同 增大 2 物体运动时的质量总要 静止时的质量m0 3 相对论质能关系用m表示物体的质量 e表示它具有的能量 则爱因斯坦质能方程为 e 大于 mc2 思考 下列说法是否正确 正确的画 错误的画 1 电磁波的传播需要介质 2 电场周围一定存在磁场 磁场周围一定存在电场 3 电谐振就是电磁振荡中的 共振 4 无线电波不能发生干涉和衍射现象 5 波长不同的电磁波在本质上完全相同 6 真空中的光速在不同惯性参考系中是不同的 答案 1 2 3 4 5 6 诊断自测 1 下列关于电磁波的说法正确的是 a 电磁波必须依赖介质传播b 电磁波可以发生衍射现象c 电磁波不会发生偏振现象d 电磁波无法携带信息传播解析电磁波的传播不需要介质 它能在真空中传播 故a错误 衍射是一切波都具有的现象 b正确 电磁波是横波 只要是横波就能发生偏振现象 c错误 电磁波是信息传递的一种载体 d错误 答案b 2 关于电磁波 下列说法正确的是 a 雷达是用x光来测定物体位置的设备b 使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调c 用红外线照射时 大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光d 均匀变化的电场可以产生恒定的磁场解析雷达是利用微波来定位的 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 紫外线检验钞票是利用紫外线的荧光作用 c项错误 均匀变化的电场可以产生恒定的磁场 d项正确 答案d 3 关于麦克斯韦的电磁场理论 下列说法正确的是 a 稳定的电场产生稳定的磁场b 均匀变化的电场产生均匀变化的磁场 均匀变化的磁场产生均匀变化的电场c 变化的电场产生的磁场一定是变化的d 振荡的电场在周围空间产生的磁场也是振荡的解析麦克斯韦的电磁场理论要点是 变化的磁场 电场 要在周围空间产生电场 磁场 若磁场 电场 的变化是均匀的 产生的电场 磁场 是稳定的 若磁场 电场 的变化是振荡的 产生的电场 磁场 也是振荡的 选项d正确 答案d 4 下列说法正确的是 a 红外线 紫外线 伦琴射线和 射线在真空中传播的速度均为3 0 108m sb 红外线应用在遥感技术中 是利用它穿透本领强的特性c 紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度d 日光灯是紫外线的荧光效应的应用解析所有电磁波在真空中的传播速度都等于光速 故a正确 红外线应用在遥感技术中是利用它有较强的衍射能力 故b错误 对同一介质紫外线比红外线的折射率大 故紫外线比红外线在水中的传播速度小 故c正确 日光灯应用了紫外线的荧光效应 故d正确 答案acd 5 如图1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方向以接近光速的速度行驶 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 图1a 同时被照亮b a先被照亮c c先被照亮d 无法判断 解析列车上的观察者看到的是由b发出后经过a和c反射的光 由于列车在这段时间内向c运动靠近c 而远离a 所以c的反射光先到达列车上的观察者 看到c先被照亮 故只有c正确 答案c 考点一电磁波和电磁波谱电磁波与机械波的比较 例1 下列关于电磁波的说法 正确的是 a 电磁波只能在真空中传播b 电场随时间变化时一定产生电磁波c 做变速运动的电荷会在空间产生电磁波d 麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在解析电磁波是电磁场这种物质在空间的传播 它既可在真空中传播 也可在介质中传播 a错误 当电场随时间均匀变化时产生稳定的磁场 稳定的磁场不能再产生电场 故也就不能形成电磁波 b错误 做变速运动的电荷产生变化的磁场 变化的磁场在其周围空间产生变化的电场 电场 磁场交替产生 向外传播的过程就形成了电磁波 c正确 麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在 赫兹通过实验证实了电磁波的存在 d错误 c 变式训练 1 电磁波与机械波的区别 电磁波与声波比较 下列说法中正确的是 a 电磁波的传播不需要介质 声波的传播需要介质b 由空气进入水中时 电磁波速度变小 声波速度变大c 由空气进入水中时 电磁波波长变小 声波波长变大d 电磁波和声波在介质中的传播速度 都是由介质决定的 与频率无关 答案abc 2 对电磁波谱的考查 关于电磁波谱 下列说法中正确的是 a 红外线比红光波长长 它的热作用很强b x射线就是伦琴射线c 阴极射线是一种频率极高的电磁波d 紫外线的波长比伦琴射线的长 它的显著作用是荧光作用 解析在电磁波谱中 红外线的波长比可见光的长 而红光属于可见光 故选项a正确 阴极射线与电磁波有着本质的不同 电磁波在电场 磁场中不偏转 而阴极射线在电场 磁场中可能会偏转 电磁波在真空中的速度是3 108m s 而阴极射线的速度总是小于3 108m s 阴极射线实际是高速电子流 故选项c错误 x射线就是伦琴射线 是高速电子流射到固体上产生的一种波长很短的电磁波 故选项b正确 紫外线的显著作用是荧光作用 而伦琴射线的显著作用是穿透作用 且紫外线的波长比伦琴射线的长 故选项d正确 答案abd 考点二狭义相对论的简单应用 例2 关于狭义相对论的说法 正确的是 a 狭义相对论认为在不同的惯性参考系中 一切物理规律都是相同的b 狭义相对论认为在一切惯性参考系中 光在真空中的速度都等于c 与光源的运动无关c 狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系d 狭义相对论在任何情况下都适用解析狭义相对论认为在不同的惯性参考系中 一切物理规律都是相同的 选项a正确 狭义相对论认为在一切惯性参考系中 光在真空中的速度都等于c 光速不变原理 与光源的运动无关 选项b正确 狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系 故选项c正确 d错误 abc 解析公式中的m0是物体的静止质量 在v远小于光速时 经典力学依然成立 故a b错误 c d正确 答案cd 1 电磁波包含了 射线 红外线 紫外线 无线电波等 按波长由长到短的排列顺序是 a 无线电波 红外线 紫外线 射线b 红外线 无线电波 射线 紫外线c 射线 红外线 紫外线 无线电波d 紫外线 无线电波 射线 红外线解析电磁波的波长范围很广 按波长由长到短的顺序排列 其顺序是无线电波 红外线 可见光 紫外线 x射线和 射线 所以 选项a正确 答案a 2 关于电磁波谱 下列说法正确的是 a 电磁波中最容易表现出干涉 衍射现象的是无线电波b 紫外线的频率比可见光低 长时间照射可以促进钙的吸收 改善身体健康c x射线和 射线的波长比较短 穿透力比较强d 红外线的显著作用是热作用 温度较低的物体不能辐射红外线解析无线电波的波长长 易发生衍射现象 a正确 紫外线的频率比可见光高 b错误 x射线和 射线的波长短 能量大 穿透能力强 故c正确 任何物体都能辐射红外线 d错误 答案ac 3 关于生活中遇到的各种波 下列说法正确的是 a 电磁波可以传递信息 声波不能传递信息b 手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波c 太阳光中的可见光和医院 b超 中的超声波传播速度相同d 遥控器发出的红外线波长和医院 ct 中的x射线波长相同解析电磁波和声波都能传递信息 比如人们之间的语言交流 选项a错误 太阳光中的可见光属于电磁波 而 b超 中的超声波属于机械波 它们的传播速度不同 选项c错误 遥控器发出的红外线波长比x射线波长大得多 选项d错误 答案b 4 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 a 可见光波段b 红外波段c 紫外波段d x射线波段解析所有的物体都能发出红外线 热的物体的红外线辐射比冷的物体强 间谍卫星上装的遥感照相机 实际上是红外线探测器 它能在较冷的背景上探测出较热物体的红外线辐射 这是红外线摄影的基础 再者 红外线波长比其他波 如可见光 紫外线 x射线 的长 有较好的穿透云雾的能力 选项b正确 答案b 5 以下物理学知识的相关叙述中正确的是 a 用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振b 变化的电场周围不一定产生变化的磁场c 测速仪通过发射超声波测量车速是利用了波的干涉原理d 狭义相对论认为 在惯性参考系中 光速与光源 观察者间的相对运动无关解析用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的薄膜干涉 选项a错误 在均匀变化的电场周围产生恒定的磁场 选项b正确 测速仪通过发射超声波测量车速是利用了波的反射原理 选项c错误 狭义相对论认为 在任何惯性参考系中 真空中的光速均不变 选项