1、选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）考纲点击备考指导1变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场、电磁波及其传播 2电磁波的产生、发射和接收3电磁波谱4狭义相对论的基本假设5质速关系、质能关系6相对论质能关系式1了解麦克斯韦的电磁场理论。2了解电磁波的产生、发射、传播和接收。3掌握电磁波谱的排列顺序、特性及应用。4知道光是一种电磁波。5了解相对论的基本假设，能用相对论知识分析一些简单问题。选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）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
2、系？它们与电磁波的传播方向有何关系？【提示】垂直 垂直。选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）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选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）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：要有足够高的；电路必须，
3、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选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）电磁波谱的特性、应用：电磁波谱频率/Hz真空中波长/m特性应用递变规律无线电波31011103波动性强，易发生衍射无线电技术红外线10111015103107红外线遥感可见光1015107引起视觉照明、摄影紫外线10151017107109化学效应、能杀菌医用消毒、防伪X射线101610191081011贯穿性强检
4、查、医用透视射线10191011贯穿本领最强工业探伤、医用治疗热效应荧光效应选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）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选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）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选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物
5、理（JK）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。相同相同选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）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选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）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选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（
6、JK）选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）2电磁波与机械波的比较 名称项目 电磁波机械波研究对像电磁现像力学现像产生由周期性变化的电场、磁场产生由质点(波源)的振动产生波的特点横波纵波或横波波速在真空中等于光速(很大)(c3108 m/s)在空气中不大(如声波波速一般为340 m/s)介质需要不需要介质(在真空中仍可传播)必须有介质(真空中不能传播)能量传播电磁能机械能选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）【例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
7、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。选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）(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选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）【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
8、”，但不能说“变化的电场产生变化的磁场”。选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）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选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）【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
9、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。【答案】C选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）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。选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）【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
10、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都是相同的选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）【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选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）【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
11、，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。选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）变式训练2(2013四川理综)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
12、质量分布均匀的球体，绕其中心天体做匀速圆周运动，则()选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）【答案】B选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）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遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）【解析】电磁波、声波都能够传递信息，A项错误；手机通话时将
13、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选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）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选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）【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式，质
14、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选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）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选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）【答案】D选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）4
15、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选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）【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选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）5如图所示，沿平直铁路线
16、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无法判断选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）【解析】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C正确。【答案】C选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）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
17、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选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）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)A0.4cB0.5cC0.9cD1.0c【解析】由光速不变原理知光速与参考系无关，D正确。【答案】D选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）8(2013
18、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_。选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）【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)选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）9(1)下列关于电
19、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？选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）【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、大小和位置，不受白天和夜晚的影响，确认出目标可以采
20、取有效的行动。【答案】(1)B(2)见解析选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）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？选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）【答案】(1)B(2)10
21、m80 m选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）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选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）(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0.8c的速度离开地球，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？选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）【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。选修34 第三章 电磁波 相对论高考总复习 物理（JK）【答案】(1)C、D(2)3.75 m2的画(3)3昼夜
