（江蘇專(zhuān)版）2022年高考物理總復(fù)習(xí) 第58講 電磁波相對(duì)論簡(jiǎn)介講義

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1、（江蘇專(zhuān)版）2022年高考物理總復(fù)習(xí) 第58講 電磁波相對(duì)論簡(jiǎn)介講義考情剖析考查內(nèi)容考綱要求考查年份考查詳情能力要求狹義相對(duì)論的基本假設(shè)狹義相對(duì)論時(shí)空觀與經(jīng)典時(shí)空觀的區(qū)別、同時(shí)的相對(duì)性長(zhǎng)度的相對(duì)性質(zhì)能關(guān)系16年T12B(1)選擇，長(zhǎng)度的相對(duì)性17年T12B(1)選擇，同時(shí)的相對(duì)性,理解知識(shí)整合一、麥克斯韋電磁場(chǎng)理論1麥克斯韋電磁場(chǎng)理論(1)變化的磁場(chǎng)(電場(chǎng))能夠在周?chē)臻g產(chǎn)生_；(2)均勻變化的磁場(chǎng)(電場(chǎng))能夠在周?chē)臻g產(chǎn)生穩(wěn)定的_；(3)振蕩的磁場(chǎng)(電場(chǎng))能夠在周?chē)臻g產(chǎn)生同_的振蕩電場(chǎng)(磁場(chǎng))2電磁場(chǎng)和電磁波：變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系的，形成一個(gè)不可分割的統(tǒng)一體，即為電磁場(chǎng)_由近及遠(yuǎn)的

2、傳播就形成了電磁波3電磁波的特點(diǎn)(1)電磁波是_波在傳播方向的任一點(diǎn)E和B隨時(shí)間作正弦規(guī)律變化，E與B彼此垂直且與傳播方向垂直(2)電磁波的傳播速度vf，在真空中的傳播速度等于_速(3)_預(yù)言了電磁波的存在_證實(shí)了電磁波，測(cè)出了波長(zhǎng)和頻率，證實(shí)傳播速度等于光速；驗(yàn)證電磁波能產(chǎn)生反射、折射、衍射和干涉4對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的進(jìn)一步理解二、電磁波的發(fā)射1有效地向外發(fā)射電磁波的振蕩電路應(yīng)具備的特點(diǎn)(1)要有足夠高的振蕩_理論的研究證明，振蕩電路向外界輻射能量的本領(lǐng)與頻率的四次方成正比；(2)振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)必須分散到盡可能大的_，才能有效地把電磁場(chǎng)的能量傳播出來(lái)2發(fā)射電磁波的目的：傳遞信息(信號(hào)

3、)把要傳遞的低頻率電信號(hào)“加”到高頻電磁波上，使電磁波隨各種信號(hào)而改變叫做調(diào)制其中，使高頻振蕩的電磁波振幅隨信號(hào)而改變叫做_；使高頻振蕩的電磁波頻率隨信號(hào)而改變叫做_三、電磁波的傳播電磁波以橫波形式傳播，其傳播不需要_，傳播方式有天波、地波和空間波(又稱(chēng)直線波)傳播速度和頻率、波長(zhǎng)的關(guān)系為_(kāi)四、電磁波的接收使接收電路產(chǎn)生電諧振的過(guò)程叫做_五、電磁波的傳播及波長(zhǎng)、頻率、波速1電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可在真空中傳播，在真空中不同頻率的電磁波傳播速度是相同的(都等于光速)2不同頻率的電磁波，在同一介質(zhì)中傳播，其速度是不同的，頻率越高，波速越小3vf，f是電磁波的頻率，即為發(fā)射電磁波的LC振蕩電路的頻

4、率f，改變L或C即可改變f，從而改變電磁波的波長(zhǎng).六、電磁波與機(jī)械波的比較名稱(chēng)項(xiàng)目電磁波機(jī)械波研究對(duì)象電磁現(xiàn)象力學(xué)現(xiàn)象產(chǎn)生由周期性變化的電場(chǎng)、磁場(chǎng)產(chǎn)生由質(zhì)點(diǎn)(波源)的振動(dòng)產(chǎn)生波的特點(diǎn)橫波縱波或橫波波速在真空中等于光速(很大)(c3108 m/s)在空氣中不大(如聲波波速一般為340 m/s)介質(zhì)需要不需要介質(zhì)(在真空中仍可傳播)必須有介質(zhì)(真空中不能傳播)能量傳播電磁能機(jī)械能七、電磁波譜1無(wú)線電波、_、可見(jiàn)光、_、倫琴射線、射線合起來(lái)構(gòu)成了范圍廣闊的電磁波譜，如圖所示說(shuō)明：波長(zhǎng)從大到小排列順序?yàn)椋簾o(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線、射線各種電磁波中，除可見(jiàn)光以外，相鄰兩個(gè)波段間都有_2電

5、磁波譜的特性、應(yīng)用電磁波譜頻率/Hz真空中波長(zhǎng)/m特性應(yīng)用遞變規(guī)律無(wú)線電波103波動(dòng)性強(qiáng)，易發(fā)生衍射無(wú)線電技術(shù)紅外線10111015103107紅外線遙感可見(jiàn)光1015107引起視覺(jué)照明、攝影紫外線10151017107109化學(xué)效應(yīng)、能殺菌醫(yī)用消毒、防偽X射線101610191081011貫穿性強(qiáng)檢查、醫(yī)用透視射線10191011貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)工業(yè)探傷、醫(yī)用治療,衍射能力減弱直線傳播能力增強(qiáng)3.對(duì)電磁波譜的兩點(diǎn)說(shuō)明(1)波長(zhǎng)不同的電磁波，表現(xiàn)出不同的特性其中波長(zhǎng)較長(zhǎng)的無(wú)線電波和紅外線等，易發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象；波長(zhǎng)較短的紫外線、X射線、射線等，穿透能力較強(qiáng)(2)電磁波譜中，相鄰兩波段的電磁波的波

6、長(zhǎng)并沒(méi)有很明顯的界線，如紫外線和X射線，X射線和射線都有重疊八、經(jīng)典時(shí)空觀1慣性參考系凡是牛頓定律成立的參考系，稱(chēng)為慣性參考系，簡(jiǎn)稱(chēng)慣性系2伽利略相對(duì)性原理對(duì)于所有的慣性系，力學(xué)規(guī)律都是相同的3經(jīng)典時(shí)空觀(絕對(duì)時(shí)空觀)時(shí)間和空間彼此獨(dú)立、互不關(guān)聯(lián)，且不受物質(zhì)或運(yùn)動(dòng)的影響4經(jīng)典力學(xué)的幾個(gè)基本結(jié)論(1)同時(shí)的絕對(duì)性；(2)時(shí)間間隔的絕對(duì)性；(3)空間距離的絕對(duì)性九、狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)1狹義相對(duì)論原理：在不同的慣性參考系中，一切物理定律都是_的2光速不變?cè)恚赫婵罩械墓馑僭诓煌膽T性參考系中都是_的十、狹義相對(duì)論的時(shí)空觀1_的相對(duì)性；2_的相對(duì)性(1)一條沿自身長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)的桿，其長(zhǎng)度總比桿靜

7、止時(shí)的長(zhǎng)度小(2)在垂直于運(yùn)動(dòng)方向上，桿的長(zhǎng)度沒(méi)有變化(3)長(zhǎng)度的變短是相對(duì)的如果兩條平行的桿在沿自己的長(zhǎng)度方向做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，與它們一起運(yùn)動(dòng)的兩位觀察者都會(huì)認(rèn)為對(duì)方的桿縮短了3時(shí)間間隔的相對(duì)性十一、質(zhì)能方程物體是具有能量的，并且物體的能量與其本身的質(zhì)量有關(guān)，且關(guān)系為_(kāi)，其中m是物體的質(zhì)量，E是物體具有的能量方法技巧釋難答疑的金鑰匙考點(diǎn)1麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的基本思想【典型例題1】根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，以下敘述中不正確的是() A教室中開(kāi)亮的日光燈周?chē)臻g必有磁場(chǎng)和電場(chǎng) B工作時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器必有磁場(chǎng)和電場(chǎng) C穩(wěn)定的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，穩(wěn)定的磁場(chǎng)激發(fā)穩(wěn)定的電場(chǎng) D電磁波在傳播過(guò)程中，電場(chǎng)方向、磁場(chǎng)方

8、向和傳播方向三者互相垂直考點(diǎn)2電磁波的特點(diǎn)【典型例題2】下列說(shuō)法中正確的是() A電磁波在真空中以光速c傳播 B在空氣中傳播的聲波是橫波 C聲波只能在空氣中傳播 D光需要介質(zhì)才能傳播考點(diǎn)3電磁波譜【典型例題3】電磁波在日常生活和生產(chǎn)中已經(jīng)被大量應(yīng)用了下面正確的是() A雷達(dá)是利用聲波的反射來(lái)測(cè)定物體位置的 B銀行的驗(yàn)鈔機(jī)和家用電器的遙控器發(fā)出的光都是紫外線 C微波爐能快速加熱食物是利用紅外線具有顯著的熱效應(yīng) D機(jī)場(chǎng)、車(chē)站用來(lái)檢查旅客行李包的透視儀是利用X射線的穿透本領(lǐng)考點(diǎn)4狹義相對(duì)論【典型例題4】用相對(duì)論的觀點(diǎn)判斷，下列說(shuō)法不正確的是() A時(shí)間和空間都是絕對(duì)的，在任何參考系中一個(gè)事件發(fā)生的時(shí)

9、間和一個(gè)物體的長(zhǎng)度總不會(huì)改變 B在地面上的人看來(lái)，以6 km/s的速度運(yùn)動(dòng)的飛船中的時(shí)鐘會(huì)變慢，但是飛船中的宇航員卻看到時(shí)鐘是準(zhǔn)確的 C在地面上的人看來(lái)，以6 km/s的速度運(yùn)動(dòng)的飛船在運(yùn)動(dòng)方向上會(huì)變窄，而飛船中的宇航員卻感覺(jué)到地面上的人看起來(lái)比飛船中的人扁一些 D當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度vc時(shí)，“時(shí)間膨脹”和“長(zhǎng)度收縮”效果可忽略不計(jì)1.(16年江蘇高考)一艘太空飛船靜止時(shí)的長(zhǎng)度為30 m，它以0.6c(c為光速)的速度沿長(zhǎng)度方向飛行越過(guò)地球，下列說(shuō)法正確的是() A飛船上的觀測(cè)者測(cè)得該飛船的長(zhǎng)度小于30 m B地球上的觀測(cè)者測(cè)得該飛船的長(zhǎng)度小于30 m C飛船上的觀測(cè)者測(cè)得地球上發(fā)來(lái)的光信號(hào)速度小

10、于c D地球上的觀測(cè)者測(cè)得飛船上發(fā)來(lái)的光信號(hào)速度小于c2.(17年江蘇高考)(多選)接近光速飛行的飛船和地球上各有一只相同的銫原子鐘，飛船和地球上的人觀測(cè)這兩只鐘的快慢，下列說(shuō)法正確的有() A飛船上的人觀測(cè)到飛船上的鐘較快 B飛船上的人觀測(cè)到地球上的鐘較慢 C地球上的人觀測(cè)到地球上的鐘較快 D地球上的人觀測(cè)到飛船上的鐘較慢當(dāng)堂檢測(cè)1.(多選)下列說(shuō)法正確的是() A麥克斯韋提出電磁場(chǎng)理論，并用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在 B變化的電場(chǎng)一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)一定產(chǎn)生變化的電場(chǎng) C隨身攜帶的移動(dòng)電話既有電磁波接收裝置，同時(shí)又有電磁波發(fā)射裝置 D聲音信號(hào)需要經(jīng)過(guò)“調(diào)制”過(guò)程，加到高頻的電磁波上才

11、能發(fā)射出去2現(xiàn)代生活中，人們已更多地與電磁波聯(lián)系在一起，并且越來(lái)越依賴(lài)于電磁波，關(guān)于電磁場(chǎng)和電磁波，以下說(shuō)法正確的是() A把帶電體和永磁體放在一起，即可以在其周?chē)臻g中產(chǎn)生電磁波 B手機(jī)、電視、光纖通信都是通過(guò)電磁波來(lái)傳遞信息的 C醫(yī)院中用于檢查病情的“B超”是利用了電磁波的反射原理 D車(chē)站、機(jī)場(chǎng)安全檢查時(shí)“透視”行李箱的安檢裝置是利用紅外線實(shí)現(xiàn)成像的3(多選)以速度u高速遠(yuǎn)離地球的宇宙飛船發(fā)出頻率為的單色光，已知真空中光速為c，則()第3題圖 A該光相對(duì)飛船的速度等于cu B該光相對(duì)飛船的速度等于c C地球上接受到該光的頻率大于 D地球上接受到該光的頻率小于4如圖所示，沿平直鐵路線有間距相

12、等的三座鐵塔A、B和C.假想有一列車(chē)沿AC方向以接近光速行駛，當(dāng)鐵塔B發(fā)出一個(gè)閃光，列車(chē)上的觀測(cè)者測(cè)得A、C兩鐵塔被照亮的順序是()第4題圖 A同時(shí)被照亮 BA先被照亮 CC先被照亮 D無(wú)法判斷5(16年南京模擬)如圖所示，寬度為l的宇宙飛船沿其長(zhǎng)度方向以速度v(v接近光速c)遠(yuǎn)離地球，飛船發(fā)出頻率為的單色光地面上的人接收到光的頻率_(選填“大于”、“等于”或“小于”)，看到宇宙飛船寬度_(選填“大于”、“等于”或“小于”)l.第5題圖第58講電磁波相對(duì)論簡(jiǎn)介知識(shí)整合基礎(chǔ)自測(cè)一、1.(1)電場(chǎng)(磁場(chǎng))(2)電場(chǎng)(磁場(chǎng))(3)頻率2電磁場(chǎng)3.(1)橫(2)光(3)麥克斯韋赫茲二、1.(1)頻率(

13、2)空間2.調(diào)幅調(diào)頻三、介質(zhì)cf四、調(diào)諧七、1.紅外線紫外線重疊九、1.相同2.相同十、1.同時(shí)2.長(zhǎng)度十一、Emc2方法技巧典型例題1 C【解析】教室中開(kāi)亮的日光燈、工作時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用的振蕩電流，在其周?chē)a(chǎn)生振蕩磁場(chǎng)和電場(chǎng)，故選項(xiàng)A、B正確；穩(wěn)定的電場(chǎng)不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電磁波是橫波，電場(chǎng)方向、磁場(chǎng)方向和傳播方向相互垂直，故選項(xiàng)D正確典型例題2A【解析】電磁波在真空中的傳播速度與光在真空中傳播速度相等，都等于光速c，故A正確；在空氣中傳播的聲波是縱波，故B 錯(cuò)誤；聲波不僅在空氣中可以傳播，在其他介質(zhì)中也可以傳播，故C 錯(cuò)誤；光在真空中也可以傳播，不需要介質(zhì)，故D錯(cuò)誤典型例題3D【解析

14、】雷達(dá)是利用微波的反射來(lái)測(cè)定物體位置的，A錯(cuò)誤遙控器采用的是紅外線不是紫外線；故B錯(cuò)誤；微波爐是利用了微波的頻率與水的頻率相接近，從而使水振動(dòng)而發(fā)熱的；故C錯(cuò)誤；機(jī)場(chǎng)、車(chē)站用來(lái)檢查旅客行李包的透視儀是利用X射線的穿透本領(lǐng)；故D正確；故選D.典型例題4A【解析】由相對(duì)論知，時(shí)間和空間都是相對(duì)的，所以A項(xiàng)不正確變式訓(xùn)練1B【解析】飛船上的觀測(cè)者測(cè)得該飛船的長(zhǎng)度是靜止時(shí)的長(zhǎng)度，等于30 m，故A錯(cuò)誤；地球上的觀測(cè)者測(cè)得該飛船的長(zhǎng)度ll024 m，所以B正確；根據(jù)狹義相對(duì)論的光速不變?cè)?，飛船上的觀測(cè)者測(cè)得地球上發(fā)來(lái)的光信號(hào)速度等于c，地球上的觀測(cè)者測(cè)得飛船上發(fā)來(lái)的光信號(hào)速度也等于c，故C、D錯(cuò)誤變式

15、訓(xùn)練2AC【解析】飛船相對(duì)于地球高速運(yùn)動(dòng)，所以地球上的人觀察飛船的時(shí)間較慢，而地球相對(duì)于飛船高速運(yùn)動(dòng)，所以飛船上的人認(rèn)為地球上的時(shí)鐘較慢，所以A、C正確，B、D錯(cuò)誤當(dāng)堂檢測(cè)1CD【解析】麥克斯韋提出電磁場(chǎng)理論，赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；變化的電場(chǎng)一定產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)一定產(chǎn)生電場(chǎng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；移動(dòng)電話能夠收到信息，同時(shí)也能發(fā)出信息；故既有電磁波接收裝置，同時(shí)又有電磁波發(fā)射裝置；故C正確；聲音信號(hào)需要經(jīng)過(guò)“調(diào)制”過(guò)程，加到高頻的電磁波上形成載波信號(hào)才能發(fā)射出去，故D正確；故選CD.2B【解析】要產(chǎn)生電磁波，必須要有變化的磁場(chǎng)與變化的電場(chǎng)，即電磁場(chǎng)，電磁場(chǎng)在介質(zhì)中傳播產(chǎn)生電磁波，

16、A錯(cuò)誤；通過(guò)電磁波可以實(shí)現(xiàn)各種通信，B正確；“B超”是利用了超聲波的反射原理，C錯(cuò)誤；車(chē)站、機(jī)場(chǎng)安全檢查時(shí)“透視”行李箱的安檢裝置是利用X射線實(shí)現(xiàn)成像的，D錯(cuò)誤3BD【解析】由光速不變?cè)砜芍?，該光相?duì)飛船的速度等于c，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；根據(jù)多普勒效應(yīng)，因飛船遠(yuǎn)離地球，則地球上接受到該光的頻率小于，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確故選BD.4C【解析】由相對(duì)論知從B發(fā)出的光到C、A的光速相同相對(duì)車(chē)內(nèi)的觀察者而言，A、B、C向左運(yùn)動(dòng)，所以C先被照亮，C對(duì)5小于等于【解析】當(dāng)遠(yuǎn)離地球時(shí)，由于多普勒效應(yīng)，地面上的人接收到光的頻率小于飛船發(fā)出光的頻率. 在地面上看宇宙飛船，由于“尺縮效應(yīng)” 沿運(yùn)動(dòng)方向的長(zhǎng)度小，但垂直于運(yùn)動(dòng)方向的寬度不變，仍為l.