高考物理大一轮总复习课件江苏专第12章机械振动机械波光第5课时电磁波与相对论

1、考纲解读,考点一,考点二,考点三,高考模拟,练出高分,1. 知道电磁波是横波. 2.了解电磁波的产生、传播、发射和接收，熟记电磁波谱. 3.了解狭义相对论的基本假设和几个重要结论,1麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生 ，变化的电场产生 2电磁场：变化的电场和变化的磁场总是相互联系成为一个 ，这就是电磁场 3电磁波：电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波 (1)电磁波是横波，在空间传播 介质 (2)vf对电磁波 (3)电磁波能产生反射、折射、 和衍射等现象,电场,磁场,的整体,完整,不需要,同样适用,干涉,4发射电磁波的条件： (1)要有足够高的 ； (2)电路必须 ，使振荡电路的电场

2、和磁场分散到尽可能大的 5调制：有 和 两种方法 6电磁波的传播： (1)三种传播方式：天波、 、空间波 (2)电磁波的波速：真空中电磁波的波速与光速相同，c m/s.,振荡频率,开放,空间,调幅,调频,地波,3108,7电磁波的接收： (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 ,相等,最强,调谐,调谐,检波,解调,调制,例1 (1)下列关于电磁波的说法正确的是() A均匀变化的磁场能够在空间

3、产生电场 B电磁波在真空和介质中传播速度相同 C只要有电场和磁场，就能产生电磁波 D电磁波在同种介质中只能沿直线传播,解析麦克斯韦理论：均匀变化磁场产生恒定电场,一定要变化的电磁场,A,电磁波在真空中传播速度为c，在介质中小于c,电磁波在同种均匀介质中才能沿直线传播,例1 (2)目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1000 MHz的范围内请回答下列关于雷达和电磁波的有关问题 雷达发射电磁波的波长范围是多少？ 能否根据雷达发出的电磁波确定雷达和目标间的距离？,电磁波测距的原理就是通过发射和接收电磁波的时间间隔来确定距离，所以可根据xvt/2确定雷达和目标间的距离,故雷达发出的电磁波的波长

4、范围是0.31.5 m.,变式题组,1.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,稳定的电场不产生磁场,D,均匀变化的电场产生恒定的磁场,若磁场(电场)的变化是振荡的，产生的电场(磁场)也是振荡的,2.如图所示为LC振荡电路某时刻的情况,以下说法中正确的是() A电容器正在充电 B电感线圈中的磁场能正在增加 C电感线圈中的电流正在增大 D此时刻自感电动势正在阻碍电流增大,解析用右手螺旋定则可以判断电路中的电流方

5、向如图,再结合电容器极板的电性，可知电容器正在放电,放电过程中，电容器极板上的电荷减少，电场能减小，线圈中的电流增大，磁场能变大,BCD,3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,解析空气进入水：,ABC,规律总结：,机械波与电磁波的比较,1定义：按电磁波的波长从长到短的排列顺序是 、红外 线、可见光、紫外线、X射线和射线，形成电磁波谱 2电磁波谱的特性、应用,无线电波,热效应,荧光

6、效应,例2下列关于电磁波谱各成员说法中正确的是() A最容易发生衍射现象的是无线电波 B紫外线有明显的热效应 CX射线穿透能力较强，所以可用来检查工件 D晴朗的天空看起来呈蓝色是光散射的结果,波长越长越容易衍射,天空呈蓝色是由于波长较短的光易被散射,红外线有明显热效应,X射线因其穿透能力较强常用于人体拍片和检查金属零件缺陷,ACD,变式题组,4.关于电磁波的应用，下列说法中正确的是() A医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒 B工业上利用射线检查金属部件内部有无砂眼和裂缝 C刑侦上用紫外线拍摄指纹照片，因为紫外线波长短、分辨率高 D卫星用红外遥感技术拍摄云图照片，因为红外线衍射能力较强,紫外

7、线杀菌消毒,BCD,射线穿透能力强,红外线波长长，容易衍射,不容易衍射,5.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,解析磁波谱波长由长到短的排列顺序是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和射线，A正确,A,6.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 DX射线波段,解析所有

8、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，故选B.,B,1两个基本假设 (1)相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都 是 (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,相同的,相同,2相对论的质速关系 (1)物体的质量随物体速度的增加而增大，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： (2)物体运动时

9、的质量m总要 静止时的质量m0. 3相对论的质能关系 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,例3如图所示，考虑几个问题： (1)如图，参考系O相对于参考系O静止时，人看到的光速应是多少？ (2)参考系O相对于参考系O以v向右运动，人看到的光速应是多少？ (3)参考系O相对于参考系O以v向左运动，人看到的光速又是多少？,解析根据狭义相对论的一个基本假设：,可知在三问中光速是不变的，都应是c=3108 m/s.,真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的。,答案 (1) c (2) c (3) c,变式题组,7.对于公式 ，下列说法中正确的是() A公式

10、中的m0是物体以速度v运动时的质量 B当物体运动速度v0时，物体的质量mm0，即物体的质量改变 了，故经典力学不再适用 C当物体以较小的速度运动时，质量变化十分微小，经典力学理 论仍适用，只有当物体以接近光速的速度运动时，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,质速关系,静止质量,CD,vc，经典力学仍适用，参照CD,8.关于狭义相对论的说法，不正确的是() 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

11、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狭义相对论任何情况下都适用,狭义相对论基本假设之一,不适用于非惯性系,D,狭义相对论基本假设之一,9.以下说法中正确的是() A.水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是光的干涉现象 B.麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，并通过实验加以证实 C.某种介质中振源振动的越快，机械波传播的就越快 D.运动物体速度可以大于真空中的光速,A,10.下列说法正确的是() A.雷达是利用无线电波测定物体位置的设备 B.用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点 C.根据狭义相对论的基本原理，光速在不同的参考系中都是相同的 D.

12、做简谐运动的质点所受的合外力总是指向平衡位置且大小恒定,AB,11.(1)下列说法正确的是() A.测定某恒星特定元素发出光的频率，对比地球上该元素的发光频率，可以推算该恒星远离地球的速度 B.无线电波没有偏振现象 C.红外线比无线电波更容易发生干涉和衍射现象 D.在一个确定的参考系中观测，运动物体上物理过程的时间进程跟物体运动速度有关,解析测定某恒星特定元素发出光的频率，对比地球上该元素的发光频率，可以根据多普勒效应推算该恒星远离地球的速度，A正确； 无线电波是横波，偏振现象是横波所特有的现象，故B错误； 根据电磁波谱可知红外线波长比无线电波的波长短，因而更不容易发生干涉和衍射，故C错误.

13、根据爱因斯坦相对论知，在一个确定的参考系中观测，运动物体上物理过程的时间进程跟物体运动速度有关，故D正确. 答案AD,(2)相对论认为时间和空间与物质的速度有关；在高速前进的列车的中点处，某乘客突然按下手电筒，使其发出一道闪光，该乘客认为闪光向前、向后传播的速度相等，都为c，站在铁轨旁边地面上的观察者认为闪光向前、向后传播的速度_(填“相等”或“不相等”).并且，车上的乘客认为，手电筒的闪光同时到达列车的前、后壁，地面上的观察者认为手电筒的闪光先到达列车的_(填“前”或“后”)壁.,解析车厢中的乘客认为，车厢是个惯性系，光向前、向后传播的速度相等，光源在车厢中央，闪光同时到达前、后两壁.地面上

14、的观察者以地面是一个惯性系，光向前、向后传播的速度相等，向前传播的路程长些，到达前壁的时刻晚些. 答案相等后,1(2014四川2)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,C,波都能产生衍射现象,遥远天体和地球的距离发生变化时，遥远天体的电磁波由于相对距离发生变化而出现多普勒效应，所以能测出遥远天体相对地球的运动速度,红外线,光速不变,2(2013江苏单科12B(2)如图所示，两艘飞船A、

15、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_(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_,解析根据尺缩效应：,地面上的人测得距离缩短（为L）；,飞船上的人测得距离不变（L）；,大于,根据速度不变原理：,A测得信号的速度为c,c,3下列有关光纤及光纤通信的说法正确的是() A光纤由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的小 B光在光纤中的传输利用了全反射的原理 C光纤通信是一种以光波为传输介质的通信方式，光波按其波长 长短，依次可分为红外线光、可见光和紫外线光，但红外线光 和紫外线光线光属不可见

16、光，它们都不可用来传输信息 D光波和无线电波同属电磁波，光波的频率比无线电波的频率低， 波长比无线电波的波长大，在真空中传播的速度都为3108 m/s,大,B,光都可以,光波频率比无线电波频率高,4下列说法正确的是() A麦克斯韦预言了电磁波，且首次用实验证实了电磁波的存在 B红外线是一种频率比紫外线还高的电磁波 C在干燥环境下，用塑料梳子梳理头发后，来回抖动梳子能产生 电磁波 D“和谐号”动车组高速行驶时，在地面上测得的其车厢长度明显 变短,赫兹证实,C,变化电场激发磁场，从而形成电磁波,红外线频率比紫外线低,动车速度没有接近光速 尺缩效应肉眼分辨不出,5下列说法不正确的是() A麦克斯韦预

17、言了光是横波，并且首次用实验验证了光是横波 B高速运动的飞船中的宇航员发现地面的时钟变慢了 C在磁场中做圆周运动的带电粒子会发出电磁波 D过强或过长时间的紫外辐射、X射线或射线的作用，会对人体 (眼镜、皮肤、血液、神经系统、生殖系统等)造成危害,A,马吕斯证明光是横波,钟慢效应,解析变化电场激发磁场，从而形成电磁波,X射线或射线等能量较高， 照射有危害,一、单项选择题 1.下列各选项中，不属于狭义相对论内容的是() A.光子的能量与光的频率成正比 B.物体的质量随着其运动速度的增大而增大 C.在不同的惯性参考系中，时间间隔具有相对性 D.在不同的惯性参考系中，长度具有相对性,3,4,5,6,7

18、,8,9,10,2,11,1,A,12,13,2.(2013浙江14)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,B,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，A选项错误；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，C选项错误；遥控器发出的红外线波长比X射线波长大得多，D选项错误，正确选项为B.,3,4,5,6,7,8,9,10,2,11,1,12,1

19、3,3红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来探测地面物体的状况地球大气中的水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)能强烈吸收某些波长范围的红外辐射，即地面物体发出的某些波长的电磁波只有一部分能够通过大气层被遥感卫星接收图为水和二氧化碳对某一波段不同波长电磁波的吸收情况，由图可知，在该波段红外遥感大致能够接收到的波长范围为() A2.53.5 m B44.5 m C57 m D813 m,3,4,5,6,7,8,9,10,2,11,1,12,13,解析由题图可知，水对红外辐射吸收率最低的波长范围是813 m；二氧化碳对红外辐射吸收率最低的波长范围是513 m.综上可知，选D.,D,答案,3,4,

20、5,6,7,8,9,10,2,11,1,12,13,4据报道，欧洲大型强子对撞机(LHC)已于2008年9月10日开启，并加速了第一批质子，该对撞机“开足马力”后能把数以百万计的粒子加速至30万千米每秒，相当于光速的99.9%，粒子流每秒可在隧道内狂飙11245圈，单束粒子能量可达7万亿电子伏特下列说法正确的是() A如果继续对粒子进行加速，粒子的速度将能够达到光速 B如果继续对粒子进行加速，粒子的速度将能够超过光速 C粒子高速运动时的质量将大于静止时的质量 D粒子高速运动时的质量将小于静止时的质量,3,4,5,6,7,8,9,10,2,11,1,12,13,解析根据公式 可知，物体的速度u不

21、可能等于或大于光速，所以A、B错误；根据公式 可知，高速运动的物体的质量m大于静止时的质量m0，所以C正确，D错误,C,答案,3,4,5,6,7,8,9,10,2,11,1,12,13,5据飞行国际报道称，中国制造的首款具有“隐身能力”和强大攻击力的第四代作战飞机“歼20”(如图)，于2011年1月11日1250进行了公开首飞它的首飞成功标志着中国继美国和俄罗斯之后，成为世界上进入到第四代战机研发序列中的国家隐形飞机的原理是：在飞机研制过程中设法降低其可探测性，使之不易被敌方发现、跟踪和攻击根据你所学的物理知识，判断下列说法中正确的是(),3,4,5,6,7,8,9,10,2,11,1,12,

22、13,A运用隐蔽色涂层，无论距你多近，即使你拿望远镜也不能看到它 B使用能吸收雷达电磁波的材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现 C使用吸收雷达电磁波涂层后，传播到复合金属机翼上的电磁波在机翼上不会产生感应电流 D主要是对发动机、喷气尾管等因为高温容易产生紫外线辐射的部位采取隔热、降温等措施，使其不易被对方发现,3,4,5,6,7,8,9,10,2,11,1,12,13,解析隐形飞机的原理是在飞机制造过程中使用能吸收雷达电磁波的材料，使反射的雷达电磁波很弱，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，飞机在雷达屏幕上很难被发现，故只有B正确,B,答案,3,4,5,6,7,8,9,10

23、,2,11,1,12,13,6.惯性系S中有一边长为l的正方形(如图A所示).从相对S系沿x方向以接近光速的速度匀速飞行的飞行器上测得此正方形的图形是(),解析根据相对性原理，当正方形沿x方向以接近光速的速度匀速飞行时，在运动方向上会出现长度收缩效应，而在垂直于运动方向上则不会出现长度收缩效应，故C正确,C,3,4,5,6,7,8,9,10,2,11,1,12,13,7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() A同时被照亮 BA先被照亮 CC先被照亮 D无法判断,解析

24、列车上的观测者看到的是由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测者，看到C先被照亮，故只有C正确,C,3,4,5,6,7,8,9,10,2,11,1,12,13,二、多项选择题 8.关于电磁波及其应用，下列说法正确的是() A.麦克斯韦首先通过实验证实了电磁波的存在 B.电磁波是横波且能够发生干涉和衍射现象 C.电磁波的接收要经过调谐和调制两个过程 D.微波能使食物中的水分子热运动加剧从而实现加热的目的,BD,3,4,5,6,7,8,9,10,2,11,1,12,13,9.列车上安装一个声源，发出一定频率的乐音.当列车与观察者都静止时，观察者记住了这个乐音的音调.在以下情况中，观察者听到这个乐音的音调比原来降低的是() A.观察者静止，列车向他驶来 B.观察者静止，列车离他驶去 C.列车静止，观察者靠近声源 D.列车静止，观察者远离声源,BD,3,4,5,6,7,8,9,10,2,11,1,12,13,10目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz到1000 MHz的范围内，下列关于雷达和电