高考物理一輪復習學案49電磁波和相對論

高三物理學案班級姓名49電磁波和相對論【自主學習】一、電磁場與電磁波1、麥克斯韋的電磁場理論：（1）內(nèi)容：①變化的電場產(chǎn)生；②變化的磁場產(chǎn)生。③變化的電場和磁場總是相互聯(lián)系的，形成。（2）理解：①恒定的磁(電)場產(chǎn)生電(磁)場；②均勻變化的磁(電)場產(chǎn)生的電(磁)場；③周期性變化的磁(電)場產(chǎn)生的電(磁)場。說明：周期性變化的電場和周期性變化的磁場相互聯(lián)系，形成一個不可分離的統(tǒng)一的場，就是電磁場，由靜電場和靜磁場混合的空間是復合場，但不是電磁場。2、電磁波的形成和傳播（1）電磁場由近及遠地傳播，形成。（2）麥克斯韋從理論上預言了的存在，通過實驗證實了電磁波的存在。赫茲還通過實驗確認了電磁波是波，證實了電磁波的傳播速度與光速相同，并具有相類似的性質(zhì)，從而說明光是一種電磁波。3、電磁波的特點（1）電磁波在空間傳播介質(zhì)。（2）電磁波中的磁感應強度方向和電場強度的方向與傳播方向，電磁波是。（3）電磁波傳播的是電磁場的。（4）電磁波能發(fā)生反射、折射、、、多普勒效應等現(xiàn)象。（5）電磁波在真空中的傳播速度為3.0×108m/s。二、電磁波的發(fā)射和接收1、振蕩電路（1）作用：產(chǎn)生大小和方向都做變化的電流，從而產(chǎn)生變化的。（2）能有效發(fā)射電磁波的振蕩電路的特點：①振蕩頻率；②采用。2、無線電波的調(diào)制：使電磁波隨各種信號而改變的技術(shù)，有和兩種方式。3、無線電波的接收（1）電諧振：接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率時，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強。（2）調(diào)諧：使接收電路產(chǎn)生的過程。（3）解調(diào)：由調(diào)諧電路接收到的是高頻電流，需要將聲音或圖像信號從高頻電流中還原出來，這個過程叫解調(diào)，是的逆過程。三、電磁波譜1、電磁波譜：按波長由大到小分別為，、、可見光（）、、、。2、電磁波的特性和應用電磁波譜頻率/HZ真空中的波長/m特性應用無線電波<3×1011>10-3波動性強，易發(fā)生衍射無線電技術(shù)紅外線1011～101510-3～10-7熱效應紅外遙感、紅外加熱可見光101510-7引起視覺照明、攝影紫外線1015～101710-7～10-9化學效應、熒光效應、能殺菌醫(yī)用消毒、防偽X射線1016～101910-8～10-11貫穿性強檢查、醫(yī)用透視射線>1019<10-11貫穿本領(lǐng)最強工業(yè)探傷、醫(yī)用治療3、電磁波譜的產(chǎn)生機理（1）無線電波是中的周期性運動產(chǎn)生的。（2）紅外線、可見光、紫外線都是受到激發(fā)后躍遷產(chǎn)生的。（3）X射線是子受到激發(fā)后躍遷產(chǎn)生的。（4）γ射線是受到激發(fā)后躍遷產(chǎn)生的。四、相對論簡介1、狹義相對論的基本假設(shè)(1)狹義相對性原理：在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是的。(2)光速不變原理：真空中的光速在不同的慣性參考系中都是的。2、狹義相對論的幾個基本結(jié)論:（1）“同時”的相對性：由光速不變原理得到不同的時間間隔即對于運動的火車上同時發(fā)生的兩個事件，對于地面就不是同時的；地面上同時發(fā)生的兩個事件，對于運動的火車也不是同時的。（2）鐘慢效應：運動的鐘比靜止的鐘走得慢，而且，運動速度越快，鐘走得越慢，接近光速時，鐘就幾乎停止了。（3）尺縮效應：在尺子長度方向上，運動的尺子比靜止的尺子短，當速度接近光速時，尺子縮成一個點。3、相對論質(zhì)能關(guān)系：用m表示物體的質(zhì)量，E表示它具有的能量，則愛因斯坦質(zhì)能方程為:。【針對訓練】1．關(guān)于相對論時空觀與牛頓力學的局限性，下列說法中正確的是（）A．相對論和量子力學更加深入地研究運動規(guī)律，徹底否認了經(jīng)典力學B．相對論認為真空中的光速在不同的慣性參考系中是不同的C．牛頓定律不適用于研究中國空間站天和核心艙的高速發(fā)射D．經(jīng)典力學是相對論及量子力學在一定條件下的特例2．電磁波在生活中有著廣泛的應用，下列說法正確的是（）A．雷達是利用無線電波中的長波來測定物體位置B．太陽輻射在黃綠光附近輻射最強，人眼對黃綠光最敏感C．在電磁波的發(fā)射技術(shù)中，使載波隨各種信號而改變的技術(shù)叫調(diào)諧D．紫外線的波長比可見光的波長更長，具有較高的能量，可以用來滅菌消毒3．下列說法正確的是（）A．LC電路產(chǎn)生電磁振蕩的過程中，回路電流值最小時刻，磁場能最小B．變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場C．無線電波發(fā)射接收過程中，使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫做調(diào)諧D．空調(diào)遙控器是利用發(fā)射紫外線來控制空調(diào)4．現(xiàn)代生活中人類與電磁波結(jié)下了不解之緣，關(guān)于電磁波下列陳述中符合事實的是（）A．麥克斯韋首先用實驗證實了電磁波的存在B．在真空中電磁波的傳播速度小于真空中的光速C．空間有變化的電場（或磁場）存在，不一定能形成電磁波D．把手機放在抽成真空的玻璃盒中，撥打該手機號碼，手機由于接收不到電磁波信號而無法接通5．汽車的自適應巡航功能能夠幫助駕駛員減輕疲勞，毫米波雷達是其中一個重要部件。毫米波的波長比短波波長短，比紅外線波長長，則（）A．這三種電磁波，紅外線最容易發(fā)生明顯的衍射繞過粉塵B．這三種電磁波在真空中傳播，短波的傳播速度最小C．這三種電磁波中毫米波比紅外線更容易發(fā)生明顯衍射繞過粉塵D．這三種電磁波，短波頻率最高6．如圖所示是沿z軸方向傳播的電磁波的模型圖，箭頭線段長度表示了場強大小，已知光速為c。下列關(guān)于電磁波說法正確的有（）A．電磁波傳播空間，一定存在均勻變化的電場B．電磁波傳播空間，一定存在均勻變化的磁場C．圖示電磁波在真空中傳播的速度為cD．圖示電磁波若在真空中傳播則說明光頻率為7．電磁波在日常生活和生產(chǎn)中已經(jīng)被大量應用，下列說法正確的是（）A．銀行的驗鈔機和家用電器的遙控器發(fā)出的光都是紫外線B．高溫物體和低溫物體都能輻射紅外線C．手機通話使用的微波，波長比可見光的波長短D．在新冠肺炎診斷中，要用射線掃描肺部，是因為在電磁波中射線的穿透能力最強8．雪深雷達是2020珠峰高程測量主力設(shè)備之一，該系統(tǒng)主要利用天線發(fā)射和接收高頻電磁波來探測珠峰峰頂冰雪層厚度。下列說法正確的是（）A．雷達利用電磁波的干涉特性工作B．電磁波發(fā)射時需要進行調(diào)諧和解調(diào)C．電磁波從空氣進入雪地，頻率減小，波長增大D．在電磁波中，電場和磁場隨時間和空間做周期性變化9．為了消殺新冠病毒，防控重點場所使用一種人體感應紫外線燈，這種燈裝有紅外線感應開關(guān)，人來燈滅，人走燈亮，為人民的健康保駕護航，下列說法錯誤的是（）A．紅外線的光子能量比紫外線的大B．紅外線的衍射能力比紫外線的強C．紫外線能消殺病毒是因為紫外線具有較高的能量D．紅外線感應開關(guān)通過接收到人體輻射的紅外線來控制電路通斷10．愛因斯坦于1905年在德國《物理年鑒》發(fā)表了論文《論動體的電動力學》，論文首先提出狹義相對論。根據(jù)狹義相對論，下列說法正確的是（）A．真空中的光速在不同慣性參考系中是不相同的B．物體在接近光速運動時，它沿運動方向上的長度會變短C．質(zhì)量的測量結(jié)果與物體相對觀察者的相對運動狀態(tài)無關(guān)D．狹義相對論徹底推翻了牛頓的經(jīng)典物理學11．如圖所示，2020年11月13日，我國萬米深潛器“奮斗者號”再次深潛至地球的最深處——馬里亞納海溝。借助無線電波、激光等傳輸信號，實現(xiàn)深潛器艙內(nèi)和海底作業(yè)的電視直播。下列選項正確的是（）A．無線電波、激光都是橫波B．無線電波的波長比紅外線的波長短C．在真空中電磁波的傳播速度小于光速D．機械波的頻率、波長和波速三者滿足的關(guān)系，對電磁波不適用12．5G是“第五代移動通信網(wǎng)絡”的簡稱，目前世界各國正大力發(fā)展5G網(wǎng)絡。5G網(wǎng)絡使用的無線電波通信頻率在以上的超高頻段和極高頻段，比目前4G及以下網(wǎng)絡（通信頻率在間的特高頻段）擁有更大的帶寬和更快的傳輸速率。未來5G網(wǎng)絡的傳輸速率（指單位時間傳送的數(shù)據(jù)量大?。┛蛇_（為bitspersecond的英文縮寫，即比特率、比特/秒），是4G網(wǎng)絡的50-100倍。關(guān)于5G網(wǎng)絡使用的無線電波相比4G網(wǎng)絡，下列說法正確的是（）A．在真空中的傳播速度更快 B．在