高考物理总复习配套课件选343电磁波相对论

1、,知识点一电磁场与电磁波 想一想 电磁波在传播过程中，每处的电场方向与磁场方向有何关系？它们与电磁波的传播方向有何关系？ 【提示】 垂直垂直。,记一记 1电磁波的产生 (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。 电磁波是横波，在空间传播介质。 真空中电磁波的速度为m/s。,变化的电场,变化的磁场,统一体,不需要,3108,vf对电磁波。 电磁波能产生反射、折射、和衍射等现像。 2电磁波的发射与接收 (1)发射电磁波的条件： 要有足够高

2、的； 电路必须，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间。 (2)调制有和调频两种方式，解调是调制的逆过程。 (3)电磁波谱： 定义：按电磁波的波长从长到短分布是、红外线、可见光、紫外线、X射线和射线，形成电磁波谱。,适用,干涉,振荡频率,开放,调幅,无线电波,电磁波谱的特性、应用：,热效应,荧光效应,试一试 1下列说法正确的是() 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 CX射线的穿透本领比射线更强 DX射线与射线的产生机理不同，因此它们的频率范围界线分明，不可能重叠 【答案】 B,知识点二相对论 想一想 设宇宙射线粒子的能量是其静止能

3、量的k倍，则粒子运动时的质量等于其静止质量的多少倍？粒子运动速度是光速的多少倍？ 【提示】 k,记一记 1狭义相对论的基本假设 (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。 2时间和空间的相对性 (1)时间间隔的相对性：t 。 (2)长度的相对性：l。,相同,相同,3相对论的速度变换公式 u。 4相对论质量 m。 5质能方程 。,Emc2,试一试 2惯性系S中有一边长为l的正方形(如下图所示)，从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图像是() 【答案】 C,2电磁波与机械波的比较,【例1】

4、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 【解题探究】 (1)对电磁波中的电场和磁场有什么要求？ 【提示】 电磁波中的电场和磁场都是周期性变化的。,(2)影响电磁波传播速度的因素有哪些？ 【提示】 有波长、频率，其中波长与介质有关。 (3)同种介质一定是均匀的吗？举例说明。 【提示】 不一定，如地球周围的大气。 【自主解答】_ 【答案】 A,【总结提升】 电(磁)场的产生 变化的电场周围可以产生磁场，但此磁场可能稳定也可能变化，如果电场是均匀变化的，所产生的磁

5、场将稳定不变(此磁场不会再产生电场)，所以我们可以说“变化的电场产生磁场”，但不能说“变化的电场产生变化的磁场”。,变式训练1 (2013四川理综)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

6、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。 【答案】 C,3质能方程 Emc2。 含义：反映物体质量和能量之间的关系。 由此会有两种能量表达：静止时的能量和运动时的能量；两能量之差就是物体的动能Ek，即EkEE0。,【例2】 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 【解题探究】 (1)狭义相对论的第一条基本假设： 。 (2)狭义相对论的第二条基本假设： 。,在不同,的惯性参考系中，一切物理规律相同,真空中的光速在不同的,惯性参考系中

7、都是相同的,【自主解答】_ 【解析】 狭义相对论基本假设为：一是在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的；二是真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，即光速不变原理，由此可知A属于狭义相对论基本假设，故A正确，B、C、D均错误。 【答案】 A,【总结提升】 质能关系的三点说明 (1)质量和能量是物体不可分离的属性。 (2)当物体的质量减少或增加时，必然伴随着能量的减少或增加。 (3)如果用m表示物体质量的变化量，E表示能量的变化量，那么它们的关系可以表示为Emc2。该式表示，随着一个物体质量的减少，会释放出一定的能量；与此同时，另一个物体吸收了能量，质量也会随之增加。,变式训练2 (2

8、013四川理综)迄今发现的二百余颗太阳系外行星大多不适宜人类居住，绕恒星“Gliese581”运行的行星“Gl581c”却很值得我们期待。该行星的温度在0 到40 之间、质量是地球的6倍、直径是地球的1.5倍、公转周期为13个地球日。“Gliese581”的质量是太阳质量的0.31倍。设该行星与地球均视为质量分布均匀的球体，绕其中心天体做匀速圆周运动，则(),【答案】 B,1(2013浙江理综)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

9、线波长和医院“CT”中的X射线波长相同,【解析】 电磁波、声波都能够传递信息，A项错误；手机通话时将人的声音转化为电信号并通过电磁波传递，B正确；医院“B超”的超声波属于声波，传播速度远小于光速，C错误；红外线与X射线相比频率低，波长长，D错误。 【答案】 B,2对相对论的基本认识，下列说法正确的是() A相对论认为：真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的 B爱因斯坦通过质能方程阐明了质量就是能量 C在高速运动的飞船中的宇航员会发现飞船中的钟走得比地球上的慢 D我们发现竖直向上高速运动的球在水平方向上变扁了,【解析】 爱因斯坦的质能方程阐明了质量和能量的相互联系，质量和能量是物体存在的两种形

10、式，质量和能量是不同的概念，B错误；再由相对论的基本原理可知，选项A正确，C、D错误。 【答案】 A,3(2013扬州模拟)目前雷达发出的电磁波频率多在200 MHz1 000 MHz的范围内，下列关于雷达和电磁波的说法正确的是() A真空中，上述频率范围的电磁波的波长在30150 m之间 B电磁波是由均匀变化的电场或磁场产生的 C波长越短的电磁波，越容易绕过障碍物，便于远距离传播 D测出电磁波从发射到接收的时间，就可以确定障碍物的位置,【答案】 D,4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、衍射现像的是无线电波 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

11、善身体健康 CX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】 电磁波中无线电波的波长最长，最容易发生干涉、衍射现像，A对；紫外线的频率比可见光高，但长时间照射会伤害眼睛和皮肤，B错；X射线和射线的波长比较短，穿透力比较强，C对；温度低的物体也会辐射红外线，D错。 【答案】 AC,5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() A同时被照亮BA先被照亮 CC先被照亮 D无法判断,【解析】 列车上的观测者看到的是由B发出后

12、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C正确。 【答案】 C,6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】 在电磁波谱中，无线电波波长最长，射线波长最短。A正确，B、C、D错误。 【答案】 A,7(2009江苏单科)如图所示，强强乘坐速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c。强强向壮壮发出一束光进行

13、联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为_。(填写选项前的字母) A0.4c B0.5c C0.9c D1.0c 【解析】 由光速不变原理知光速与参考系无关，D正确。 【答案】 D,8(2013江苏单科)如图所示，两艘飞船A、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】 从飞船A测量时飞船B是静止的，从地面上测量时两飞船都是运动的，由相对论的“尺缩效应”知运动长度要缩短，故从地面测得的飞船间距小。由光速不变原理知光信号的传播速度与参考系是无

14、关的，故A测得该信号的速度仍为光速c。 【答案】 大于c(或光速),9(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像 C电磁波不会发生偏振现像 D电磁波无法携带信息传播 (2)近年来军事行动中，士兵都佩带“红外夜视仪”，在夜间也能清楚地看清目标，这是为什么？,【解析】 (1)电磁波具有波的共性，可以发生衍射现像，故B正确。电磁波是横波，能发生偏振现像，故C错。电磁波能携带信息传播，且传播不依赖介质，在真空中也可以传播，故A、D错。 (2)一切物体都在不停地向外辐射红外线，不同物体辐射出来的红外线不同，采用红外线接收器，可以清楚地分辨出物体的形状、大小

15、和位置，不受白天和夜晚的影响，确认出目标可以采取有效的行动。 【答案】 (1)B(2)见解析,10(1)某火箭在地面上的长度为L0，发射后它在地面附近高速(约0.3c)飞过，关于地面上的人和火箭中的人观察到的现像，以下说法正确的是() A下方地面上的人观察到火箭上的时间进程变快了 B下方地面上的人观察到火箭变短了 C火箭上的人观察到火箭变短了 D火箭上的人看到下方地面上的所有物体都变短了 (2)在一飞船上测得飞船的长度为100 m，高度为10 m。当飞船以0.60c的速度从你身边经过时，按你的测量，飞船有多高、多长？,【答案】 (1)B(2)10 m80 m,11(1)你站在一条长木杆的中央附近，并且看到木杆落在地上时是两头同时落地。所以，你认为这木杆是平着落到了地上。而此时飞飞同学正以接近光速的速度从木杆前面掠过，如图所示。她看到() A两端同时落地 BA端比B端先落地 CB端比A端先落地 D木杆是向右倾斜着落地的,(2)一张宣传画是边长为5 m的正方形，一高速列车以2108 m/s速度接近此宣传画，在司机看来，这张宣传画是什么样子？ (3)远方的一颗星以0.8