12_5电磁波与相对论简介 (1)
高考物理一轮复习：12-5 电磁波 相对论优质课件
◎自主检测 2．下列说法正确的是 A．振荡电路的频率越低，发射电磁波的本领越 大 B．使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调 C．当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的 频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强 D．电磁波无法携带信息传播 答案 C
三、电磁波谱 1．电磁波谱：按照电磁波的波长或频率大小 的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱． 2．电磁波谱按波长由大到小的排列顺序 为无线电波 、微__波__、红外线、可见光、紫外线、 X射线、γ射线． 3．各种电磁波的特性：红外线热效应显著； 紫外线化学、生理作用显著并能产生荧光效应； X射线穿透本领很大；γ射线穿透本领更大．
3．无线电波的接收 (1)当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波 的频率相同时，激起的振荡电流 最强 ，这就 是电谐振现象． (2) 使 接 收 电 路 产 生 电 谐 振 的 过 程 叫 做 调谐 ． (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 ．检波是 调制 的逆过程， 也叫做解调．
◎自主检测 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．振荡的电场周围空间产生的磁场也是振荡的 答案 D
二、无线电波的发射和接收
◎知识梳理
1．发射电磁波的条件 (1)要有足够高的 振荡频率 ； (2)电路必须 开放，使振荡电路的电场和磁场 分散到尽可能大的空间． 2．调制：有调幅和 调频 两种方式．
考点核心突破
考点一 对麦克斯韦电磁场理论和电磁波的理解
(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
第十二章第五节 电磁波 相对论简介
第五节电磁波相对论简介[学生用书P226])一、电磁波的产生、发射和接收1．麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场．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完整的整体，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，在空间传播不需要介质．(2)真空中电磁波的速度为3.0×108 m/s.(3)电磁波能产生干涉、衍射、反射和折射等现象．4．电磁波的发射(1)发射条件：足够高的频率和开放电路．(2)调制分类：调幅和调频．5．电磁波的接收(1)调谐：使接收电路产生电谐振的过程．(2)解调：使声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程．1.判断正误(1)电磁波以一定的速度在空间传播，在传播过程中满足v＝λf.()(2)电磁波同机械波一样能发生干涉、衍射、反射、折射等现象．()(3)电谐振就是电磁振荡中的“共振”．()(4)使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制．()(5)尺缩效应和钟慢效应都是观测结果，都是相对的，在不同的参考系中观测，结果可能不同．()(6)波长不同的电磁波在本质上不相同．()(7)接收电路产生电谐振的过程叫做调幅．()答案：(1)√(2)√(3)√(4)√(5)√(6)×(7)×二、电磁波谱无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等合起来构成了范围广阔的电磁波谱，如图所示．三、相对论的简单知识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，一切物理规律都是相同的． (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相同的，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增大，物体以速度v 运动时的质量m 与静止时的质量m 0之间有如下关系：m ＝m 01－⎝⎛⎭⎫v c 2． (2)物体运动时的质量m 总要大于静止时的质量m 0.3．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 ＝mc 2．2.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 ．狭义相对论任何情况下都适用答案：ABC电磁场理论 电磁波[学生用书P226]【知识提炼】1．对麦克斯韦电磁场理论的理解2．对电磁波的理解(1)电磁波是横波．电磁波的电场E、磁场B、传播方向v三者两两垂直，如图所示．(2)电磁波与机械波不同，机械波在介质中传播的速度与介质有关，电磁波在介质中传播的速度与介质和频率均有关．【典题例析】(2016·高考全国卷甲改编)关于电磁波，下列说法正确的是() A．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波B．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直C．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输D．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失[解析] 选AB.周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场又产生周期性变化的电场，它们相互激发向周围传播，就形成了电磁波，A项正确；电磁波是横波，因此其电场强度和磁感应强度均与传播方向垂直，B项正确；光是电磁波，利用光纤对光的全反射可以传播信息，C项错误；波源的电磁振荡停止后，已发出的电磁波不会立即消失，还要继续传播一段时间，D项错误．【跟进题组】考向1对电磁场理论的理解1．关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是()A．电磁波是纵波B．电磁波的传播需要介质C．电磁波能产生干涉和衍射现象D．电磁波中电场和磁场的方向处处相互垂直解析：选AB.电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，为横波，且电场和磁场的方向处处相互垂直，故A 错误、D 正确；电磁波的传播不需要介质，故B 错误；干涉和衍射是波特有的现象，故C 正确．考向2 对电磁波的理解2．(2016·高考北京卷)下列说法正确的是( )A ．电磁波在真空中以光速c 传播B ．在空气中传播的声波是横波C ．声波只能在空气中传播D ．光需要介质才能传播解析：选A. 电磁波在真空中以光速c ＝3×108 m/s 传播，A 项正确；在空气中传播的声波是纵波，B 项错误；声波不仅可以在空气中传播，也可以在液体、固体等介质中传播，C 项错误；光属于电磁波，可以在真空中传播，D 项错误．(1)波长不同的电磁波，表现出不同的特性，其中波长较长的无线电波和红外线等，易发生干涉、衍射现象；波长较短的紫外线、X 射线、γ射线等，穿透能力较强．(2)电磁波谱中，相邻两波段的电磁波的波长并没有很明显的界线，如紫外线和X 射线、X 射线和γ射线都有重叠，但它们产生的机理不同．狭义相对论[学生用书P227]【知识提炼】1．对“同时”的相对性的理解：“同时”具有相对性，即在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中观察就不一定是同时发生的．2．对“长度的相对性”的理解：狭义相对论中的长度公式：l ＝l 01－⎝⎛⎭⎫v c 2中，l 0是相对于杆静止的观察者测出的杆的长度，而l 可认为杆沿杆的长度方向以速度v 运动时，静止的观察者测量的长度，或观察者沿杆的长度方向以速度v 运动时测出的杆的长度．3．对“时间间隔的相对性”的理解：时间间隔的相对性公式：Δt ＝Δτ1－⎝⎛⎭⎫v c 2中Δτ是相对事件发生地静止的观察者测量同一地点的两个事件发生的时间间隔，而Δt 则是相对于事件发生地以速度v 运动的观察者测量同一地点的同样两个事件发生的时间间隔．也就是说：在相对运动的参考系中观测，事件变化过程的时间间隔变大了，这叫作狭义相对论中的时间膨胀．(动钟变慢)4．对相对论速度变换公式的理解：速度变换公式：u ＝u ′＋v 1＋u ′v c2.式中u 是物体相对静止参考系的速度，v 是运动参考系相对静止参考系的速度，u ′是物体相对运动参考系的速度(u ′与v 同向取正值，反之取负值)．【典题例析】(2016·高考江苏卷)一艘太空飞船静止时的长度为30 m ，他以0.6c (c 为光速)的速度沿长度方向飞行经过地球，下列说法正确的是( )A ．飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30 mB ．地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 mC ．飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于cD ．地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c[解析] 选B.飞船上的观测者相对飞船静止，则他测得的是飞船的静止长度，即为30 m ，A 项错误；地球上的观测者看到飞船是运动的，根据长度的相对性得他看到飞船长度比静止时的长度小，B 项正确；根据光速不变原理得飞船上的观测者和地球上的观测者，观测到的光信号速度均为c ，C 、D 项错误．狭义相对论问题的求解技巧(1)解决“同时”的相对性问题，可从三个方面入手：①令观察者静止，判断被观察者因相对运动而引起的位置变化．②结合光速不变原理，分析光传播到两个事件所用的时间．③光先传播到的事件先发生，光后传播到的事件后发生．(2)“动尺缩短”是沿运动方向上的长度比其相对静止时测量的长度要短一些，在垂直于运动方向上的长度没有变化．(3)“动钟变慢”是两个不同惯性系进行时间比较的结果，也是相对的，即两个惯性系中的观察者都发现对方的钟变慢了.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：根据长度的相对性得L ＝L 01－⎝⎛⎭⎫v c 2所以A 测得两飞船间的距离L 0＝L1－⎝⎛⎭⎫v c 2 >L . 根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)[学生用书P228])1.(2016·高考天津卷)我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑．米波雷达发射无线电波的波长在1～10 m 范围内，则对该无线电波的判断正确的是( )A ．米波的频率比厘米波频率高B ．和机械波一样须靠介质传播C ．同光波一样会发生反射现象D ．不可能产生干涉和衍射现象解析：选C.从名称上可判断，米波的波长大于厘米波的波长，由波长与频率、波速关系式λ＝c /f 可知，米波的频率小于厘米波的频率，选项A 错误．无线电波是电磁波，可以在真空中传播，选项B 错误．无线电波同光波一样会发生反射现象，可以产生干涉和衍射现象，选项C 正确，D 错误．2．下列关于电磁波的说法，不正确的是( )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：选ABD.电磁波可以在真空中传播，也可以在介质中传播，选项A 错误．电场随时间变化时一定产生磁场，但是不一定产生电磁波，选项B 错误．根据麦克斯韦电磁场理论，做变速运动的电荷相当于不均匀变化的电流，在周围产生不均匀变化的磁场，会在空间产生电磁波，选项C 正确．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，选项D 错误．3．(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 ．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判断遥远天体相对于地球的速度，选项C 正确；根据光速不变原理，在不同的惯性系中，光速是相同的，选项D 错误．4．惯性系S 中有一边长为l 的正方形，从相对S 系沿x 方向接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是( )解析：选C.由相对论长度公式l ＝l 01－⎝⎛⎭⎫v c 2得，运动方向上的边长变短，垂直运动方向的边长不变，故正确选项为C.5．关于电磁波谱，下列说法中正确的是( )A ．X 射线对生命物质有较强的作用，过量的X 射线辐射会引起生物体的病变B ．γ射线是波长最短的电磁波，它比X 射线的频率还要高C ．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射D．在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是γ射线解析：选AB.X射线的频率比较大，对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变，选项A正确；根据电磁波谱的排列顺序可知：γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高，选项B正确；在电磁波谱中从无线电波到γ射线，波长逐渐减小，频率逐渐增大，而波长越长，越容易发生衍射现象，因此紫光比紫外线更容易发生衍射现象，无线电波最容易发生衍射现象，选项C、D错误．6.如图所示，在地面上M点固定一光源，在离光源等距的A、B两点上固定有两个光接收器，今使光源发出一闪光，则在地面的参考系中观测________(选填“A先”“B先”或“A、B同时”)接收到光信号；在沿AB方向高速运动的火车参考系中观测________(选填“A 先”“B先”或“A、B同时”)接收到光信号．解析：在地面的参考系中观测，AM＝BM，光向A、B两点传播速度大小相等，故A与B同时接收到光信号．在沿AB方向高速运动的火车参考系中观测，由于以火车为参考系时，火车与B相互靠近，火车与A相互远离，而光速相同，故光信号先传到B点，后传到A点．答案：A、B同时B先[学生用书P357(独立成册)])一、选择题1．电磁波与机械波具有的共同性质是()A．都是横波B．都是纵波C．都能传输能量D．都能在真空中传播解析：选C.电磁波是横波，而机械波可能是横波，也可能是纵波，A、B错误；所有波都能传递能量，C项正确；机械波不能在真空中传播，D项错误．2．理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好．这里的“神灯”是利用() A．紫外线具有很强的荧光作用B．紫外线具有杀菌消毒作用C．X射线有很强的贯穿力D．红外线具有显著的热效应解析：选D.“神灯”又称红外线灯，主要是用于促进局部血液循环，它利用的是红外线的热效应，使人体局部受热，血液循环加快，因此选择D.3．下列选项与多普勒效应有关的是()A．科学家用激光测量月球与地球间的距离B．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速C．技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡D．交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度解析：选BD.当观察者与测量对象无相对运动时，不发生多普勒效应，A、C错误；当观察者与测量对象有相对运动时，发生多普勒效应，根据接收频率的变化来测速，故B、D 正确．4．下列说法中正确的是()A．做简谐运动的物体，其振动能量与振幅无关B．全息照相的拍摄利用了光的干涉原理C．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关D．医学上用激光作“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特点解析：选BCD.做简谐运动的物体的振幅由振动能量决定，所以A项错．全息照相利用了光的干涉原理，B项正确．根据爱因斯坦狭义相对论的光速不变原理，可知C项正确．因为激光具有亮度高、能量大的特点，医学上用其作“光刀”来进行手术，所以D项正确．5．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：选B.声波、电磁波都能传递能量和信息，A项错误；在手机通话过程中，既涉及电磁波又涉及声波，B项正确；可见光属于电磁波，“B超”中的超声波是声波，波速不同，C项错误；红外线波长较X射线波长长，故D项错误．6．下列关于红外线的说法中正确的是()A．不同的物体辐射红外线的波长和强度相同，所以不可以在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射B．可以利用红外线的热效应对物体进行烘干C．利用红外线波长较长，容易发生衍射的特点进行远距离和高空摄影D．纸币在红外线的照射下可以发出荧光解析：选BC.红外线是一种光波，一切物体都在不停地对外辐射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强一些．由于红外线的热效应，可用来烘干，又由于坦克、舰艇、人体等一切物体都在不停地发射红外线，并且不同的物体所辐射的红外线，其波长和强度不同，故在夜间或浓雾天气可通过红外线探测器来接收信号，并用电子仪器对接收到的信号进行处理，或用对红外线敏感的照相底片进行远距离摄影和高空摄影，就可察知物体的形状和特征．所以选项A错误，B、C正确．纸币在紫外线照射下能发生荧光，D错误．7．目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内．下列关于雷达和电磁波的说法正确的是()A．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3 m至1.5 m之间B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的C．测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离D．波长越短的电磁波，衍射性能越强解析：选AC.由公式v＝λf可得，λmin＝vf max＝3×1081 000×106m＝0.3 m，λmax＝vf min＝3×108200×106m＝1.5 m，A正确；电磁波是由周期性变化的电场或磁场产生的，B错误；由雷达的工作原理可知C正确；波长越短的电磁波，传播的直线性越好，衍射性能越差，而电磁波中的无线电波波长最长，最容易表现出衍射现象D错误．8．在以下各种说法中，正确的是()A．一单摆做简谐运动，摆球相继两次通过同一位置时的速度必相同B．机械波和电磁波本质上不相同，但它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象C．横波在传播过程中，相邻的波峰通过同一质点所用的时间为一个周期D．变化的电场一定产生变化的磁场；变化的磁场一定产生变化的电场解析：选BC.因速度是矢量具有方向性，相继两次经过同一位置时速度大小相同而方向不一定相同，A错．反射、折射、干涉和衍射现象是波的特性，B正确．波动周期等于质点的振动周期，C正确．均匀变化的电场产生恒定的磁场，D错．9．下列说法正确的是()A．麦克斯韦预言了光是横波，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γ射线的作用，会对人体(眼睛、皮肤、血液、神经系统、生殖系统等)造成危害解析：选BCD.麦克斯韦预言了光是电磁波，证明光是电磁波的是赫兹，马吕斯用光的偏振实验证明了光是横波，A错；由爱因斯坦的相对论可知，B对；在磁场中做圆周运动的带电粒子产生周期性变化的电场，又会产生周期性变化的磁场，并向外传播，即会产生电磁波，C对；过强或过长时间的紫外辐射、X射线或γ射线的作用，会对人体造成危害，D对．10.(2016·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情况()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．所有这些都与观察者的运动情况有关解析：选D.如果你是在相对于管子静止的参考系中观察运动着的梭镖，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，依赖于你的参考系．二、非选择题11．某雷达工作时，发射电磁波的波长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)根据c＝λf可得f＝cλ＝3×10820×10－2Hz＝1.5×109 Hz.(2)电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播的距离s ＝c Δt ＝c ⎝⎛⎭⎫1n －t＝3×108×⎝⎛⎭⎫15 000－0.02×10－6 m ≈6×104 m 所以雷达的最大侦察距离s ′＝s 2＝3×104 m ＝30 km. 答案：(1)1.5×109 Hz (2)30 km12.(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B ．A 端比B 端先落地C ．B 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2×108 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0.8c 的速度远离地球，在地球上测得它辐射出来的闪光按5昼夜的周期变化，求在此星球上测其闪光周期为多大？ 解析：(1)令飞飞同学所在的参考系静止，则人和杆所在的参考系将向BA 方向运动，在杆下落的同时，假设在AB 的中央有一光源开始发光，且光源向右运动经过杆落地时间后，B 距光源比A 距光源近了，根据光速不变原理可知，光到达B 所用时间比A 短，故B 事件先发生，即B 先落地；至于木杆向哪倾斜也是相对的，从飞飞的角度看，木杆是向右倾斜着落地的．(2)l ＝l 01－⎝⎛⎭⎫v c 2＝5× 1－⎝ ⎛⎭⎪⎫2×1083×1082 m ≈3.7 m ， 在垂直运动方向没有相对性，所以看到的是一张3.7×5 m 2的宣传画．(3)因为Δt ＝Δτ1－⎝⎛⎭⎫v c 2，所以Δτ＝Δt ·1－⎝⎛⎭⎫v c 2，Δt ＝5昼夜，v ＝0.8c ，所以Δτ＝5×1－（0.8）2＝3(昼夜)．答案：(1)CD(2)3.7×5 m2的宣传画(3)3昼夜。
高中物理：第14章电磁波相对论简介
第14章电磁波相对论简介版块一知识点1变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场'电磁波的产生、发射、接收及其传播Ⅰ1.麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。
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完整的整体，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，在空间传播不需要介质。
（2）v＝λf对电磁波同样适用。
（3）电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象。
4．发射电磁波的条件（1）要有足够高的振荡频率；（2）电路必须开放，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间。
5．调制：有调幅和调频两种方法。
6．电磁波的传播（1）三种传播方式：天波、地波、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＝3.0×108 m/s。
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相等时，激起的振荡电流最强，这就是电谐振现象。
（2）使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐，能够调谐的接收电路叫作调谐电路。
（3）从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程叫作检波，检波是调制的逆过程，也叫作解调。
8．电磁波的应用电视和雷达。
知识点2电磁波谱Ⅰ1.定义按电磁波的波长从长到短分布是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，形成电磁波谱。
最强医用治疗知识点3狭义相对论的基本假设质速关系、质能关系' 相对论质能关系式Ⅰ1.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，一切物理规律都是相同的。
（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相同的，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增大，物体以速度v 运动时的质量m 与静止时的质量m 0之间有如下关系： m ＝m 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2。
（2）物体运动时的质量m 总要大于静止时的质量m 0。
聚焦电磁波和相对论简介
聚焦电磁波和相对论简介电磁波和相对论是现代物理学的两个基本领域。
电磁波是一种由振荡的电场和磁场构成的波动，是电磁力的媒介。
电磁波可以分为许多不同的频率和波长，从无线电波到gamma射线均属于电磁波的范畴。
相对论是描述质点在高速运动时的物理学理论，是对于牛顿力学的一种补充，其中包括了时间和空间的相对性、质量与能量的等价性等概念。
下面我们来具体了解一下电磁波和相对论的基本特征和应用。
一、电磁波电磁波是由脉动的电场和磁场所组成的波动，它具有独特的波粒二象性。
在空间传播的过程中，电磁波会沿着垂直于自身传播方向的方向上振荡，这个方向被称为电磁波的偏振方向。
电磁波被广泛应用于通讯、医疗、卫星导航、遥感等领域。
根据电磁波的频率分布，可以将它们分为不同的类型。
常见的电磁波包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和gamma射线。
它们之间的区别在于波长和频率的不同。
例如，无线电波的波长非常长，相应的频率非常低，而 X射线和gamma射线的波长非常短，频率非常高。
电磁波是一种非常重要的物理现象，它在众多领域得到了广泛应用。
例如，电磁波在通讯和导航方面得到广泛应用。
移动电话、电视和计算机都利用了无线电波传输数据。
卫星导航也是利用电磁波进行定位的。
电磁波还被广泛应用于医疗、遥感以及其他科学领域。
二、相对论狭义相对论是描述质点在高速运动时的物理学理论。
相对论中包含有关时间和空间的相对性、质量与能量的等价性等基本概念。
相对论是将牛顿力学拓展到高速度和非静止的物体的理论框架。
2、相对论的主要概念（1）光速不变原理：在各参照系之间，光速是不变的，无论另一个物体是在相对静止状态还是在牛顿力学下的运动状态。
（2）时间对于不同的参考系而言是不同的，运动的物体的时间会相对于静止的物体的时间变得更加缓慢。
（3）空间长度也是相对的。
物体相对于参照系的运动状态决定了它被测量时的长度是不同的。
相对论的应用非常广泛。
它被应用到了许多现代物理研究领域中。
高考物理一轮复习第14章光电磁波相对论简介第1讲光的折射全反射课件
答案
解析 作出入射点和出射点的法线，如图所示，由几何关系有
r1＝θ＋α r2＝r3 r4＝β α＋β＝r2＋r3 又 n＝ssiinnrr21＝ssiinnrr43 r1＝60° 得 r4＝60°，β＝60° α＝r1－θ＝30° 由 α＋β＝r2＋r3 得：r2＝r3＝45°
即 n＝ssiinn6405°°＝ 26，v＝nc＝ 6×108 m/s。
解析
考点 2 全反射现象的理解和应用
1.发生全反射的条件 (1)光必须从光密介质进入光疏介质； (2)入射角必须大于或等于临界角。 2．全反射的理解 (1)如果光从光疏介质进入光密介质，则无论入射角多大，都不会发生 全反射现象。 (2)光的全反射遵循光的反射定律，光路是可逆的。
(1)玻璃球冠的折射率； (2)该光线在玻璃球冠中的传播时间(不考虑光线在玻璃球冠中的多次 反射)。
(1)要求玻璃球冠的折射率，需________________。 提示：先画光路图，再利用几何关系找出入射角和折射角
(2)要想求光线在玻璃球冠中的传播时间需要先求________________。 提示：传播距离和传播速度
1.对折射率的理解 (1)公式 n＝ssiinnθθ12中，光不论是从真空射入介质，还是从介质射入真空， θ1 都是指真空中的光线与法线间的夹角，θ2 都是指介质中的光线与法线间 的夹角。 (2)折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中 传播速度的大小，v＝nc。 (3)折射率由介质本身的性质和入射光的频率共同决定，与入射角的大 小无关。
解得 n＝ 3。
(2)由几何关系可得，在 N 点反射后的光线过 O 点垂直 BM 从球冠的 Q
点射出
该光线在球冠中的传播距离 s＝R＋cosR30°＋Rtan30°
相对论知识：相对论与电磁学——如何理解电磁波的性质
相对论知识：相对论与电磁学——如何理解电磁波的性质相对论与电磁学——如何理解电磁波的性质随着科技的发展，电子通信在我们的生活中起着越来越重要的作用。
在电子通信中，我们经常使用的是电磁波。
电磁波的存在和性质是电磁学的重要研究内容之一。
而相对论也为我们理解电磁波的性质提供了重要的基础。
在本文中，我们将探讨相对论与电磁学之间的联系，以及如何理解电磁波的性质。
1.相对论与电磁学的关系相对论是物理学中的一大分支，它主要研究的是质量、能量、时间和空间的相互关系。
在相对论中，爱因斯坦提出了“相对性原理”和“光速不变原理”，这为我们理解电磁波的性质提供了基础。
在爱因斯坦的相对性原理中，他指出物体的运动状态是相对的，不同的惯性系之间没有绝对的区别。
结合电磁学领域的研究，我们知道，电磁波具有两种性质：一是电场，它的存在还可以引起电荷的位移；二是磁场，它可以通过变化的电磁场和电流产生。
而这两种性质是相互关联的，也就是说，电场和磁场是相互转换的。
相对性原理的提出，让我们可以从不同的惯性系中观测到不同的电磁波状态，例如光速或波长、能量、频率等等。
在光速不变原理中，爱因斯坦指出，在任何物体中，光的速度是相同的，无论观测光速的相对位置如何。
由此，我们可以推知，电磁波的速度是不受观测平台运动状态影响的。
这也意味着，我们可以根据一系列电磁波研究结果来了解不同位置的物理属性。
总之，相对论和电磁学之间的联系十分密切，它们之间的联系是互相影响的。
相对论和电磁学的理论不仅为我们解释电磁波的性质提供了基础，而且也使得我们可以更加深入地研究和了解宇宙和自然界。
2.理解电磁波的性质电磁波是一种由垂直于导线运动的电子或电荷摆动而产生的电场和磁场的相互嵌套的波。
根据能量、频率和波长的不同，我们可以将电磁波分为不同的类型，例如：射频、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、伽马射线等。
电磁波的性质有很多，其中最重要的是传播速度、波长、频率、能量和极化状态等。
原创3：12.5 电磁波与相对论
第5课时 电磁波与相对论
基础自主温故
一、电磁波 电磁波谱 [考点自清]
1．电磁场和电磁波 (1)麦克斯韦电磁场理论 变化的磁场产生 电场 ，变化的电场产生 磁场 ． (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
完整的整体 ，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 不需要 介质． ②真空中电磁波的速度为 3×108 m/s. ③v＝λf对电磁波 同样适用 ． ④电磁波能产生反射、折射、 干涉 和衍射等现象．
【思路指导】 电磁波的传播不需要介质，但也可以在空气等 介质中传播，由麦克斯韦电磁场理论解决有关问题，赫兹利用 实验第一次验证了电磁波的存在．
【解析】 电磁波的传播不需要介质，能够在真空中传播，并 不是只能在真空中传播，选项A错误，均匀变化的电场产生恒 定的磁场，并不能产生电磁波，故选项B错误；如果做变速运 动的电荷，产生非均匀变化的磁场，可以产生电磁波，故选项 C正确；赫兹利用实验第一次验证了电磁波的存在，选项D错 误．
2．电磁波的发射和接收 (1)电磁波的发射 ①发射条件：足够高的振荡频率和 开放 电路． ②调制分类： 调幅 和 调频 ． (2)电磁波的接收 ①调谐：使接收电路产生 电谐振 的过程． ②解调：使声音或图象信号从高频电流 中还原出来的过程．
(3)电磁振荡 ①振荡电流：大小和方向都做 周期性 迅速变化的电流， 它是一种频率很高的交变电流．
②振荡电路：能够产生振荡电流的电路．最简单的振荡电路 就是LC电路．LC振荡电路是由 线圈 和 电容器 组成的电 路，简称LC电路．
③电磁振荡：在振荡电路产生振荡电流的过程中，电容 器极板上的电荷量q、电路中的电流i、电容器里的电场强度 E、磁感应强度B，都在周期性地变化着，这种现象叫电磁振 荡．
第4节电磁波与相对论19世纪60年代预言了电磁波的存在并
【解析】 根据狭义相对论理论，光速是不变的，都 应是c. 【答案】(1)c (2)c (3)c
1．(1)麦克斯韦电磁理论的内容是：变化的磁场产生 电场，变化的电场产生磁场 ． (2) 电磁波在传播过程中，每处的电场方向和磁场方向总 是 垂直 的，并和该处电磁波的传播方向 垂直 ，这 横 波． 就说明电磁波是____ (3)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．
①雷达发射电磁波的波长范围是多少？
②能否根据雷达发出的电磁波确定雷达和目标间的距离？
(3)“神灯”又称红外线灯，主要是用于促进局部血液 循环，它利用的是红外线的热效应，使人体局部受热， 血液循环加快，因此选择E.
【答案】(1)D (2)C (3)E
题型三：狭义相对论
例3 如图所示，考虑几个问题：
(1)如图所示，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 以速度 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′以速度 v 向左运动，人看 到的光速又是多少？
第 4节
电磁波与相对论
一、电磁场与电磁波 1．19世纪60年代， 麦克斯韦 预言了电磁波的存在，并 认为光是一种 电磁波 ，此后赫兹证实了电磁波． 2．麦克斯韦电磁场理论 电场 ，变化的电场能
变化的磁场能够在周围空间产生 够在周围空间产生 磁场 ．
3．电磁场：变化的 磁场 产生电场，变化的电场 产 生磁场，周期性变化的电场和周期性变化 的磁场总是 相互联系的，形成一个不可分离的统一体，这就是 电磁场 ．
u′＋v 3. 相对论速度变换公式：u＝ u′v 1＋ 2 c 公式中 v 为高速火车相对地的速度，u′为车上 的人相对于车的速度， u 为车上的人相对地面的速度． 4. 相对论质量：m＝ m0 v2 1－ c
《电磁波 相对论简介》复习01
色孵市树茶阳光实验学校电磁波相对论简介一、知识脉络二、知识梳理与例题讲练〔一〕电磁波的发现1．麦克斯韦的电磁场理论麦克斯韦电磁场理论的两大支柱：，。
2．电磁场：按照麦克斯韦的电磁场理论，变化的______和______总是相互联系的，形成一个不可别离的统一场，称为________。
电场和磁场只是这个统一的_______的两种具体表现。
3．电磁波变化的电场和磁场从产生的区域由近及远地向周围空间传播，就形成_________。
①电磁波是__________〔填“横波〞或“纵波〞〕。
在电磁波传播方向上的任一点，场强E和磁感强度B均与传播方向________且随时间变化。
②电磁波的传播不需要介质，在_________中也能传播。
在真空中的波速为c=_________m/s。
③波速和波长、频率的关系：c=_______【例1】以下关于电磁波的说法正确的选项是 ( CD )A.只要电场和磁场发生变化,就能产生电磁波B.电磁波传播需要介质C.停止发射电磁波,发射出去的电磁波仍能存在D.电磁波具有能量,电磁波的传播是伴随着能量向外传递的【例2】如下图, 一正离子在垂直匀强磁场的固光滑轨道内做逆时针匀速圆周运动,当磁场均匀增强时,离子的动能将 ( A )A.增大B.减小C.不变D.可能增大,也可能不变〔二〕电磁振荡1．振荡电路：大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做________，能够产生振荡电流的电路叫电磁波电磁波的发现：麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场→预言电磁波的存在赫兹证实电磁波的存在电磁振荡：周期性变化的电场能与磁场能周期性变化，周期和频率相对论简介相对论的诞生：伽利略相对性原理相对论的两个根本假设：相对性原理；光速不变原理时间和空间的相对性：“同时〞的相对性长度的相对性：2)(1cvll-=时间间隔的相对性：2)(1cvt-∆=∆τ相对论的时空观相对论的其他结论：相对论速度变换公式：21cvuvuu'+'=相对论质量：2)(1cvmm-=________，LC回路是一种简单的_________。
2020年高考复习微专题—相对论简介习题选编(一) 包含答案
微专题—相对论简介习题选编（一）一、多项选择题1．下列说法正确的是（ ）A ．β射线与γ射线一样都是电磁波，但β射线的穿透本领远比γ射线弱B ．狹义相对论表明物体运动时的质量总是要大于其静止时的质量C ．核泄漏事故污染物产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为1371375556Cs Ba X →+ 可以判断X 为β射线D ．“热核反应”是指重核裂变，反应的中子是“热中子”2．下列说法中正确的是（ ）A ．偏振光可以是横波，也可以是纵波B ．声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的频率大于声源振动的频率C ．相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关D ．雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的折射现象E ．光学镜头上的增透膜利用了光的干涉现象3．以下说法中正确的是（ ）A ．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在B ．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C ．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的多普勒效应D ．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4．以下物理学知识的相关叙述，其中正确的是（ ）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 ．由绿光和红光组成的一细光束从水中射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是绿光C ．在光的双缝干涉实验中，在光屏上某一位置会时而出现明条纹时而出现暗条纹D ．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E ．在“用单摆测重力加速度”的实验中，测量n 次全振动的总时间时，计时的起始位置应选在小球运动到最低点时为宜5．关于相对论，下列说法中正确的是（ ）A ．在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的B ．真空中的光速在不同的惯性参考系中不同C．一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度大D．微观粒子的运动速度很高，它的质量明显地大于静止质量E．在一个确定的参考系中观察，运动物体上面的物理过程的快慢跟物体的运动状态有关【答案】ADE6．以下关于物理学知识的相关叙述，符合实际的有（）A．单摆的振动周期随着摆球质量的增大而减小B．一艘太空飞船静止时的长度为30m，他以0.6c（c为光速）的速度沿长度方向飞行越过地球，地球上的观测者测得该飞船的长度小于30mC．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在D．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更加清晰【答案】BD7．下列说法中正确的是（）A．在任何参考系中，物理规律都是相同的，这就是广义相对性原理B．在不同的参考系中，物理规律都是不同的，例如牛顿运动定律仅适用于惯性参考系C．一个均匀的引力场与一个做匀速运动的参考系等价，这就是著名的等效原理D．一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价，这就是著名的等效原理【答案】AD8．关于质量和长度下列说法中正确的是（）A．物体的质量与位置、运动状态无任何关系，是物质本身的属性B．物体的质量与位置、运动状态有关，只是在速度较低的情况下，变化忽略不计C．物体的长度与运动状态无关，是物质本身的属性D．物体的长度与运动状态有关，只是在速度较低的情况下，变化忽略不计【答案】BD9．以下说法中错误的是（）A．矮星表面的引力很强B．时钟在引力场弱的地方比在引力场强的地方走得快些C．在引力场越弱的地方，物体长度越长D．在引力场强的地方，光谱线向绿端偏移【答案】CD10．下列关于对相对论的理解正确的是（）A．根据狭义相对论可知，竖直向上高速运动的球在水平方向上变扁了B．根据狭义相对论可知，时间进程和空间距离与物体的运动状态有关C．通常由于物体的速度太小，质量的变化引不起我们的感觉，因此在分析地球上物体的运动时，不必考虑物体质量的变化D．根据狭义相对论可知，物体的长度、时间间隔和物体的质量都是相对的E．在真空中，若光源向着观察者以速度v运动，则光相对于观察者的速度为c+v，其中c为光在真空中的速度【答案】BCD11．下列说法中正确的是（）A．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是光的干涉造成的B．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场周围一定可以产生变化的磁场C．狭义相对论认为，物体运动时的质量会随着物体运动速度的增大而增加D．沙漠中的“蜃景”现象是光的衍射引起的【答案】AC12．关于电磁波和相对论，下列说法正确的是（）A．由于高频电磁波向外界辐射能量的本领更强，所以经过调制的高频电磁波才能把我们要发射的信号发射出去B．电磁波是由恒定的电场和磁场产生的C．研究高速火车的运动必须利用相对论的知识D．研究速度接近于光速的粒子的运动利用相对论的知识【答案】AD13．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【答案】AD14．关于相对论，下列说法正确的是（）A．根据狭义相对论，物体运动的速度是可以大于光速的B．质量、长度的测量结果都随物体与观察者的相对运动状态而改变C．根据爱因斯坦的相对论，我们之前所学的物理知识、规律都是错误的D．惯性系中的观察者观察一个与他做匀速相对运动的时钟时，会看到这个时钟比与他相对静止的时钟走得慢些【答案】BD15．下列说法正确的是（）A．在真空中，频率越高的电磁波速度越大B．声源与观察者相对靠近时，观察者听到声音的频率大于声源振动的频率C．在双缝干涉实验中，若仅增加双缝间的距离，则干涉条纹宽度变小D．相对论认为空间和时间与物质的运动状态无关【答案】BC16．下列说法正确的是（）A．肥皂泡上出现彩色是由于肥皂水对光的折射造成的B．周期性变化的电场可以产生同周期变化的磁场C．无线发射和接收中的解调是将待传递的信号加到高频电磁波中的过程D．在真空中,红光和绿光的传播速度相等E．相对论认为:一条沿自身长度方向高速运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小【答案】BDE17．下列说法正确的是（）A．均匀变化的磁场在周围空间一定产生均匀变化的电场B．蝙蝠利用超声脉冲导航，当它飞向某一墙壁时，接收到的脉冲频率大于它发出的频率C．在光的折射现象中，光路是可逆的D．狭义相对论原理指出：在非惯性参考系中，一切物理规律都是相同的E．光的偏振现象说明了光是横波【答案】BCE18．关于经典时空观与相对论时空观，下列说法正确的（）A．任何情况下物体的质量与物体的运动状态都无关B．当物体的速度接近光速时，物体的质量随物体速度的增大而增大C．经典时空观认为位移的测量、时间的测量都与参考系有关D．相对论认为，同一过程的位移和时间的测量在不同参考系中是不同的【答案】BD19．下列说法正确的是（）A．拍摄玻璃橱窗里的物体时，在镜头前装偏振滤光片可以减弱玻璃表面反射光的影响B．相对论认为：真空中的光速在不同惯性参照系中是不相同的C．医院里用于检测的“彩超”的原理是：向病人体内发射超声波，经血液反射后被接收，测出反射波的频率变化，就可知血液的流速，这一技术应用了多普勒效应D．机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪使用的是紫外线【答案】AC20．下列说法正确的是（）A．医院里用于检测的彩超的原理是：向病人体内发射超声波，经血液反射后被接收，测出反射波的频率变化，就可知血液的流速，这一技术应用了多普勒效应B．单摆做简谐运动的回复力大小总与偏离平衡位置的位移大小成正比C．在水中的潜水员斜向上看岸边的物体时，看到的物体比物体所处的实际位置低D．水中的气泡，看起来很明亮，是因为光线从气泡中射向水中时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故E．地面上静止的人观察一条沿杆自身长度高速运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小【答案】ABE21．下列说法中正确的是（）A．真空中的光速与光源的运动有关B．X射线是比紫外线频率高的电磁波C．机械波和电磁波本质上不相同，但它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象D．在“用单摆测定重力加速度”的实验中，为使实验结果较为准确，应选用10cm长的细线和小铁球【答案】BC22．下列说法正确的是（）A．海豚有完善的声呐系统，海豚发出的声波比无线电波传播的速度快，方向性好B．蝙蝠利用超声脉冲导航，当它飞向某一墙壁时，接收到的脉冲频率大于它发出的频率C．声波击碎玻璃杯的实验原理是共振D．频率相同，相位差恒定的两列波能产生稳定的干涉E．狭义相对论原理指出：在不同的参与系中，一切物理规律都是相同的【答案】BCD23．在狭义相对论中，下列说法不正确的是（）A．所有惯性系中基本规律都是等价的B．在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关C．在不同惯性系中，光在真空中沿不同方向传播速度相同D．质量、长度、时间的测量结果不随物体与观察者的相对状态的改变而改变【答案】ABC24．下列说法中正确的有（）A．弹簧振子和单摆的固有周期均与重力加速度有关B．人体感觉器官可以直接感知电磁波C．第5代移动通讯系统（5G）是通过纵波传递信息的D．装载了铷原子钟的北斗导航卫星在进行定位服务时要考虑相对论效应【答案】BD25．关于机械波电磁波和相对论的下列说法中正确的是（）A．机械波和电磁波在介质中的传播速度仅由介质决定B．假设火车以接近光速的速度通过站台，站台上的旅客观察到车上的乘客变矮了C．简谐机械波传播时单位时间内经过介质中某点的完全波的个数就是这列波的频率D．用光导纤维束传播图象信息利用了光的全反射E．在真空中传播的两列电磁波，频率大的波长短【答案】CDE26．下列说法正确的是（）A．位移与时间关系符合正弦函数规律的运动是最简单、最基本的振动B．只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多，或者比波长更小时，才能发生衍射现象C．光导纤维传递信息是利用了光的干涉原理D．电磁波的接收是利用电谐振把有用的信号选择出来E．狭义相对论中不同惯性参考系的物理规律是相同的【答案】ADE27．下列说法中正确的是（）A．经典力学只适用于宏观、低速、弱引力的研究领域B．经典力学在任何情况下都适用C．相对论和量子力学否定了经典力学D．狭义相对论指出：质量要随着物体运动速度的增大而增大【答案】AD28．下列说法正确的是（）A．受迫振动的频率总等于振动系统的固有频率B．波长越长的电磁波越容易发生衍射C．利用超声波的多普勒效应，可测量心脏血液的流速D．宇航员在相对地面高速运动的飞船里观测到地面上的钟走的较快【答案】BC29．下列说法中正确的是（）A．根据爱因斯坦的相对论可判断物体的质量与运动快慢无关B．机械波的频率等于单位时间内经过介质中一点的完全波的个数C．在电磁波接收过程中，使声音信号或图象信号从高频电流中还原出来的过程叫调制D．偏振光的振动方向与偏振片的偏振化方向（也称透振方向）的夹角从0°增大到90°的过程中，透过的光的强度越来越弱E．赫兹在实验中发现，当电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使导线环的空隙中产生火花，由此证实了电磁波的存在【答案】BDE30．以下说法中正确的是（）A．在同一种玻璃中，频率越大的光速度越小B．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C．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在D．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的多普勒效应E．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【答案】ADE31．下列说法正确的是（）A．光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理B．肥皂泡呈现彩色是光的干涉现象，露珠呈现彩色是光的色散现象C．利用紫外线可以在飞机或人造地球卫星上勘测地热、寻找水源和监视森林火情D．照相机镜头上会镀一层膜，有时会在镜头前加一个偏振片，这样做都是为了增加光的透射强度E．火箭以接近光速的速度飞越地球，火箭上的人看到火箭的长度比地球上的人看到火的长【答案】ABE32．下列各说法中正确的是（）A ．对于受迫振动，驱动力的频率越大，受迫振动的振幅越大B ．摆钟偏慢时可缩短摆长进行校准C ．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源的运动和观察者的运动无关D ．火车鸣笛驶出站台时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高E ．频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并且加强区域和减弱区域相互间隔开来.【答案】BCE二、单项选择题33．下列说法中正确的是（ ）A ．把调准的摆钟，由北京移至赤道，这个钟将变慢，若要重新调准，应增加摆长B ．振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越长C ．1905 年爱因斯坦提出的狭义相对论是以相对性原理和光速不变原理这两条基本假设为前提的D ．照相机的镜头涂有一层增透膜， 其厚度应为入射光在真空中波长的14【答案】C34．某物体在静止时的质量为0m ，在速度为v 的高速（接近光速）情况下质量为m ，则由狭义相对论可知物体速度v 为（ ）A ．0m c m⋅ B cC ．01m c m ⎛⎫-⋅ ⎪⎝⎭ D c 【答案】B 35．经典力学只适用于“宏观世界”，这里的“宏观世界”是指（ ）A ．行星、恒星、星系等巨大的物质领域B ．地球表面上的物质世界C ．人眼能看到的物质世界D ．不涉及分子、原子、电子等微观粒子的物质世界【答案】D36．关于经典力学的适用范围和局限性，下列说法正确的是（ ）A ．经典力学过时了，应该被量子力学所取代B．由于超音速飞机的速度太大，其运动不能用经典力学来解释C．人造卫星的运动不适合用经典力学来描述D．当物体速度接近光速时，其运动规律不适合用经典力学来描述【答案】D37．有兄弟两人，哥哥乘坐宇宙飞船以接近光速的速度离开地球去遨游太空，经过一段时间返回地球，哥哥惊奇地发现弟弟比自己要苍老许多，该现象的科学解释是（）A．哥哥在太空中发生了基因突变，停止生长了B．弟弟思念哥哥而加速生长了C．由相对论可知，物体速度越大，物体上的时间进程越慢，生理进程也越慢D．这是神话，科学无法解释【答案】C38．一辆轿车在山区的高速公路上以接近光速行驶，穿过众多隧道，已知隧道口为圆形，在将要抵达隧道时，下列说法正确的是（）A．司机观察到的隧道口为椭圆形隧道的总长度变短B．司机观察到的隧道口为圆形，隧道的总长度不变C．司机观察到的隧道口为椭圆形，隧道的总长度不变D．司机观察到的隧道口为圆形，隧道的总长度变短【答案】D39．甲和乙为两个不同的惯性参考系，惯性参考系甲相对惯性参考系乙以速度v（v接近光速）运动。
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12.5 电磁波与相对论简介
1．关于波动，下列说法准确的是( )
A．各种波均会发生偏振现象
B．用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹
C．声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度
D．已知地震波的纵波波速大于横波波速，此性质可用于地震的预警
解析：偏振现象是横波特有的现象，纵波不会发生偏振现象，故选项A错误．用白光做单缝衍射实验和双缝干涉实验看到的都是彩色条纹，故选项B准确．声波在传播过程中，质点在平衡位置附近振动，其振动速度周期性变化，而声波的传播速度是单位时间内声波传播的距离，故选项C错误．地震波的纵波传播速度比横波传播速度大，纵波可早到达地面，能起到预警作用，故选项D准确．
答案：BD
2．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B．A先被照亮
C．C先被照亮D．无法判断
解析：由相对论和多普勒效应知，C先被照亮，A、B、D错，C对．
答案：C
3．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：狭义相对论的基本假设有：(1)狭义相对论的相对性原理：一切彼此做匀速直线运动的惯性参考系，对于描写运动的一切规律来说都是等价的；(2)光速不变原理：对任一惯性参考系，真空中的光速都相等，所以只有A项准确．
答案：A
4．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顺序是( )
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：在电磁波家族中，按波长由长到短分别有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ射线等，所以A 项对．
答案：A
5．设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k 倍．则粒子运动时的质量等于其静止质量的________倍，粒子运动速度是光速的________倍．
解析：宇宙射线粒子在静止时的能量为：
6．(1)根据麦克斯韦电磁场理论，如果在空间某区域有周期性变化的电场，这个变化的电场就会在周围产生________．不同波段的电磁波具有不同的特性，如红外线具有明显的________效应，紫外线具有较强的________效应．
(2)如图是一个单摆的共振曲线，此单摆的固有周期T 是________s ，若将此单摆的摆长增大，共振曲线的最大值将________(填“向左”或“向右”)移动．
解析：(1)周期性变化的电场会在周围产生周期性变化的磁场，不同波段的电磁波具有不同的特性，红外线具有明显的热效应，紫外线具有较强的荧光效应．
(2)由共振曲线知当驱动力的频率f 驱＝0.4 Hz 时，单摆的振幅最大，可知单摆频率f ＝f 驱＝0.4 Hz ， T ＝1f
＝2.5 s
若将单摆的摆长增大，其周期变大，频率变小，共振曲线的最大值将向左移动．
答案：(1)周期性变化的磁场热荧光
(2)2.5 向左
7．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实行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为________．(填写选项前的字母)
A．0.4c B．0.5c
C．0.9c D．1.0c
解析：根据爱因斯坦相对论，在任何参考系中，光速不变．D项准确．
答案：D
8．如图所示，考虑几个问题：
(1)如图所示，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以速度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′以速度v向左运动，人看到的光速又是多少？
解析：根据狭义相对论的光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，光速与光源、观察者间的相对运动没相关系．
所以三种情况下，人观察到的光速都是c.
答案：(1)c (2)c (3)c
9．(1)近年来军事行动中，士兵都配带“红外夜视仪”，在夜间也能清楚地看清目标，这是为什么？
(2)根据热辐射理论，物体发出的最大波长λm与物体的绝对温度T的关系满足
Tλm＝2.90×10－3 m·K，若猫头鹰的猎物——蛇，在夜间体温为27 °C，则它发出光的最大波长为________m，属于________波段．
解析：(1)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、大小和位置，不受白天和夜晚的影响．
(2)最长波长λm＝2.90×10－3/(273＋27) m＝9.7×10－6 m；查表知属于红外线波段．
答案：(1)见解析(2)9.7×10－6红外线
10．太阳在不断地向外辐射能量，因而其质量也在不断地减少．若太阳每秒钟辐射的总
能量为4×1026 J ，试计算太阳在1 s 内失去的质量，估算5 000年内其质量总共减小了多少，并与太阳的总质量2×1027 t 比较之．
解析：由太阳每秒钟辐射的能量ΔE 可得其在1 s 内失去的质量为Δm ＝ΔE c 2＝4×1026
3×1082 kg ＝49
×1010 kg.。