高考物理一轮复习 专题54 电磁振荡与电磁波 相对论初步（讲）（含解析）1

专题54 电磁振荡与电磁波 相对论初步（讲）本章考查的热点有简谐运动的特点及图象、波的图象以及波长、波速、频率的关系，光的折射和全反射，题型以选择题和填空题为主，难度中等偏下，波动与振动的综合及光的折射与全反射的综合，有的考区也以计算题的形式考查复习时应注意理解振动过程中回复力、位移、速度、加速度等各物理量的变化规律、振动与波动的关系及两个图象的物理意义，注意图象在空间和时间上的周期性，分析几何光学中的折射、全反射和临界角问题时，应注意与实际应用的联系，作出正确的光路图；光和相对论部分，以考查基本概念及对规律的简单理解为主，不可忽视任何一个知识点1知道电磁波是横波2了解电磁波的产生、传播、发射和接收，熟记电磁波谱3了解狭义相对论的基本假设和几个重要结论1电磁波的特性（1）电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度是相同的（都等于光速）（2）不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越小（3）电磁波的频率f、波长和波速v的关系：vf（4）电磁波是横波，具有波的特性，能产生干涉、衍射等现象2电磁波的发射与接收（1）电磁振荡（LC电路）的周期T2，频率（2）发射电磁波的条件：振荡电路要有足够高的频率振荡电路应采用开放电路发射电磁波需经过调制过程，调制的方法分为调频和调幅接收电磁波需经过解调过程，解调是调制的逆过程3狭义相对论（1）狭义相对论的基本假设在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的（2）时间间隔的相对性（3）长度的相对性（4）相对论的速度变换公式（5）相对论质量（6）质能方程Emc2考点一电磁波谱分析及电磁波的应用电磁波谱频率/Hz真空中波长/m特性应用递变规律无线电波103波动性强，易发生衍射无线电技术红外线10111015103107热效应红外遥感可见光1015107引起视觉照明、摄影紫外线10151017107109化学效应、荧光效应、灭菌消毒医用消毒、防伪X射线101610191081011贯穿本领强检查、医用透视射线101910331011波长减小频率增大红外线热效应红外线遥感10310710111015可见光引起视觉照明、摄影1071015紫外线化学效应、荧光效应、能杀菌医用消毒、防伪10710910151017X射线贯穿性强检查、医用透视108101110161019射线贯穿本领最强工业探伤、医用治疗1019针对练习1（多选）图为L-C振荡电路中电容器极板上的电量q随时间t变化的图线，由图可知： （ ）A在时刻，电路中的磁场能最小B从到，电路中的电流值不断变小C从到，电容器不断充电D在时刻，电容器的电场能最小【答案】ACD【名师点睛】电路中由L与C构成的振荡电路，在电容器充放电过程就是电场能与磁场能相化过程q体现电场能，i体现磁场能针对练习2以下说法中不正确的有_。（选对一个给3分，选对两个给4分，选对3个给5分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）A作简谐运动的物体每次通过同一位置时都具有相同的加速度和速度B横波在传播过程中，波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期C一束光由介质斜射向空气，界面上可能只发生反射现象而没有折射现象D水面油膜呈现彩色条纹是光的干涉现象，这可以用光的波动理论来解释E在电场周围一定存在磁场，在磁场周围一定存在电场【答案】ABE【解析】 作简谐运动的物体每次通过同一位置时都具有相同的加速度，而速度有两种方向，可能不同故A错误横波在传播过程中，波峰上的质点只在自己的平衡附近振动，不向前移动故B错误一束光由介质斜射向空气，界面上若发生全反射，只发生反射现象而没有折射现象故C正确水面油膜呈现彩色条纹是光的干涉现象形成的，说明了光是一种波故D正确根据麦克斯韦电磁场理论得知，在变化的电场周围才存在磁场，在变化的磁场周围才存在电场故E错误；此题选不正确的，故选ABE【名师点睛】本题考查跟振动和波动有关的知识，基础题根据简谐运动的周期性分析物体通过同一位置时加速度和速度是否相同横波在传播过程中，质点不向前移动光由介质斜射向空气，界面上可能只发生反射现象而没有折射现象水面油膜呈现彩色条纹是光的干涉现象，这说明了光是一种波在电场周围不一定存在磁场，在磁场周围不一定存在电场。考点二对狭义相对论的理解1惯性系：如果牛顿运动定律在某个参考系中成立，这个参考系叫做惯性系相对一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系2光速的大小与选取的参考系无关，因为光速是从麦克斯韦方程组中推导出来的，无任何前提条件3狭义相对论认为物体的质量m与物体的速度v有关，其关系式为典型案例下列说法中正确的是_。（选对一个给3分，选对两个给4分，选对3个给5分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）A军队士兵过桥时使用便步，是为了防止桥发生共振现象B机械波和电磁波在介质中的传播速度仅由介质决定C拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃反射光的影响D假设火车以接近光速通过站台时，站台上旅客观察到车上乘客在变矮E赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在【答案】ACE【名师点睛】考查共振现象、机械波的传播；相对论初步及光的偏振现象等知识点的内容，理解各种现象的原理，注意当周期性驱动力的频率和物体的固有频率相等时振幅达到最大，即共振，注意尺缩效应的方向是解答的关键。针对练习1下列说法中正确的是： （ ）A变化的电场一定能够在其周围空间产生变化的磁场从而形成电磁波B当观察者向静止的声源运动时，接收到的声音的波长大于声源发出的波长C相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关D泊松亮斑是光的干涉现象，全息照相的拍摄利用了光的衍射原理【答案】C【解析】 周期性变化的电场一定能够在其周围空间产生周期性变化的磁场；均匀变化的电场能够在其周围空间产生稳定的磁场，故A错误；根据多普勒效应，当观察者向静止的声源运动时，接收到的声音的频率大于声源发出的频率，结合v=f可知，接收到的声音的波长小于声源发出的波长，故B错误；相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关，故C正确；根据光的衍射与干涉的特点，泊松亮斑是光的衍射现象；根据激光的应用可知，全息照相的拍摄利用了激光的相干性好的特点，与干涉原理有关，故D错误【名师点睛】周期性变化的电场一定能够在其周围空间产生周期性变化的磁场；根据多普勒效应分析波的频率的变化；相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关；泊松亮斑是光的衍射现象，全息照相的拍摄利用了光的干涉原理针对练习2以下说法中，不正确的是： （ ）A电磁波谱包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线B牛顿环是薄膜干涉的结果，当用频率更高的单色光照射时，同级牛顿环半径将会变大C遥远星系所生成的光谱都呈现“红移”，即光谱线都向红色部分移动了一段距离，由此现象可知宇宙在膨胀D迈克耳孙-莫雷实验结果表明：不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样【答案】B【名师点睛】本题考查了波动部分的基本知识电磁波谱、光的干涉、光的多普勒效应、爱因斯坦的狭义相对论，要加深理解，强化记忆。