2014年高考物理復(fù)習(xí) 第12章 第5課時(shí) 電磁波與相對(duì)論訓(xùn)練題 新人教版

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1、第5課時(shí)　電磁波與相對(duì)論 考綱解讀1.知道電磁波是橫波.2.了解電磁波的產(chǎn)生、傳播、發(fā)射和接收，熟記電磁波譜.3.了解狹義相對(duì)論的基本假設(shè)和幾個(gè)重要結(jié)論． 1． [關(guān)于電磁波譜問題]電磁波包含了γ射線、紅外線、紫外線、無線電波等，按波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短的排列順序是 (　　) A．無線電波、紅外線、紫外線、γ射線 B．紅外線、無線電波、γ射線、紫外線 C．γ射線、紅外線、紫外線、無線電波 D．紫外線、無線電波、γ射線、紅外線 答案　A 解析　電磁波的波長(zhǎng)范圍很廣，按波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短的順序排列，其順序是無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和γ射線．所以，A的

2、排列順序是正確的． 2． [相對(duì)論的理解]關(guān)于狹義相對(duì)論的說法，不正確的是 (　　) A．狹義相對(duì)論認(rèn)為在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的 B．狹義相對(duì)論認(rèn)為在一切慣性參考系中，光在真空中的速度都等于c，與光源的運(yùn)動(dòng) 無關(guān) C．狹義相對(duì)論只涉及無加速運(yùn)動(dòng)的慣性系 D．狹義相對(duì)論任何情況下都適用 答案　D 解析　狹義相對(duì)論認(rèn)為在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的，選項(xiàng)A正確；狹義相對(duì)論認(rèn)為在一切慣性參考系中，光在真空中的速度都等于c(光速不變?cè)?，與光源的運(yùn)動(dòng)無關(guān)，選項(xiàng)B正確；狹義相對(duì)論只涉及無加速運(yùn)動(dòng)的慣性系，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤． 考點(diǎn)梳理

3、1． 電磁波的特性 (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?。? (3)電磁波的頻率f、波長(zhǎng)λ和波速v的關(guān)系：v＝λf. (4)電磁波是橫波，具有波的特性，能產(chǎn)生干涉、衍射等現(xiàn)象． 2． 電磁波的發(fā)射與接收 (1)電磁振蕩(LC電路)的周期T＝2π，頻率f＝. (2)發(fā)射電磁波的條件：①振蕩電路要有足夠高的頻率．②振蕩電路應(yīng)采用開放電路． 發(fā)射電磁波需經(jīng)過調(diào)制過程，調(diào)制的方法分為調(diào)頻和調(diào)幅．接收電磁波需經(jīng)過解調(diào)過程，解調(diào)是調(diào)制的逆過程． 3

4、． 狹義相對(duì)論 (1)狹義相對(duì)論的基本假設(shè) ①在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的． ②真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的． (2)時(shí)間間隔的相對(duì)性Δt＝. (3)長(zhǎng)度的相對(duì)性l＝l0 . (4)相對(duì)論的速度變換公式u＝. (5)相對(duì)論質(zhì)量m＝. (6)質(zhì)能方程E＝mc2.、 考點(diǎn)一　電磁波譜分析及電磁波的應(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 無線 電波 <3× 1011 >10－3 波動(dòng)性強(qiáng)， 易發(fā)生衍射 無線電技術(shù) 紅外線 1011～ 1015 10－3～ 10－7 熱

5、效應(yīng) 紅外遙感 可見光 1015 10－7 引起視覺 照明、 攝影 紫外線 1015～ 1017 10－7～ 10－9 化學(xué)效應(yīng)、 熒光效應(yīng)、 滅菌消毒 醫(yī)用消毒、 防偽 X射線 1016～ 1019 10－8～ 10－11 貫穿本領(lǐng)強(qiáng) 檢查、醫(yī)用 透視 γ射線 >1019 <10－11 貫穿本領(lǐng) 最強(qiáng) 工業(yè)探傷、 醫(yī)用治療 特別提醒　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、γ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長(zhǎng)并

6、沒有很明顯的界線，如紫外線和X射線、X射線和γ射線都有重疊，但它們產(chǎn)生的機(jī)理不同． 例1　下列說法中正確的是 (　　) A．紅外線、紫外線、倫琴射線和γ射線在真空中傳播的速度均一樣，均為3×108 m/s B．紅外線應(yīng)用在遙感技術(shù)中，是利用它穿透本領(lǐng)強(qiáng)的特性 C．紫外線在水中的傳播速度小于紅外線在水中的傳播速度 D．日光燈是紫外線的熒光效應(yīng)的應(yīng)用 解析　不同波長(zhǎng)的電磁波在真空中的傳播速度均為c；紅外線在遙感技術(shù)中用到了它的衍射現(xiàn)象；紫外線在水中的傳播速度小于紅外線在水中的傳播速度；利用紫外線的熒光效應(yīng)可以制成日光燈．由此可知A、C、D正確． 答案　ACD

7、突破訓(xùn)練1　關(guān)于電磁波，下列說法正確的是(　　) A．雷達(dá)是用X光來測(cè)定物體位置的設(shè)備 B．使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫做解調(diào) C．用紅外線照射時(shí)，大額鈔票上用熒光物質(zhì)印刷的文字會(huì)發(fā)出可見光 D．變化的電場(chǎng)可以產(chǎn)生磁場(chǎng) 答案　D 解析　雷達(dá)是用微波測(cè)定物體的位置，A錯(cuò)；使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫調(diào)制，B錯(cuò)；使鈔票上的熒光物質(zhì)發(fā)出可見光的是紫外線，C錯(cuò)；根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，變化的電場(chǎng)可以產(chǎn)生磁場(chǎng)，D正確． 考點(diǎn)二　對(duì)狹義相對(duì)論的理解 1． 慣性系：如果牛頓運(yùn)動(dòng)定律在某個(gè)參考系中成立，這個(gè)參考系叫做慣性系．相對(duì)一個(gè)慣性系做勻速直線運(yùn)動(dòng)的另一個(gè)參考系也是慣性系． 2．

8、 光速的大小與選取的參考系無關(guān)，因?yàn)楣馑偈菑柠溈怂鬼f方程組中推導(dǎo)出來的，無任何前提條件． 3． 狹義相對(duì)論認(rèn)為物體的質(zhì)量m與物體的速度v有關(guān)，其關(guān)系式為m＝. 例2　如圖1所示，考慮幾個(gè)問題： 圖1 (1)如圖所示，參考系O′相對(duì)于參考系O靜止時(shí)，人看到的光速應(yīng)是多少？ (2)參考系O′相對(duì)于參考系O以速度v向右運(yùn)動(dòng)，人看到的光速應(yīng)是多少？ (3)參考系O相對(duì)于參考系O′以速度v向左運(yùn)動(dòng)，人看到的光速又是多少？ 解析　根據(jù)狹義相對(duì)論的一個(gè)基本假設(shè)：光速不變?cè)?，可知光速是不變的，都?yīng)是c. 答案　(1)c　(2)c　(3)c 突破訓(xùn)練2　據(jù)報(bào)導(dǎo)，歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(L

9、HC)已于2008年9月10日開啟，并加速了第一批質(zhì)子，該對(duì)撞機(jī)“開足馬力”后能把數(shù)以百萬計(jì)的粒子加速至每秒鐘30萬公里，相當(dāng)于光速的99.9%，粒子流每秒可在隧道內(nèi)狂飆11 245圈，單束粒子能量可達(dá)7萬億電子伏特．下列說法正確的是 (　　) A．如果繼續(xù)對(duì)粒子進(jìn)行加速，粒子的速度將能夠達(dá)到光速 B．如果繼續(xù)對(duì)粒子進(jìn)行加速，粒子的速度將能夠超過光速 C．粒子高速運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量將大于靜止時(shí)的質(zhì)量 D．粒子高速運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量將小于靜止時(shí)的質(zhì)量 答案　C 解析　根據(jù)公式u＝可知物體的速度u不可能等于或大于光速，所以A、B錯(cuò)誤．根據(jù)公式m＝可知高速運(yùn)動(dòng)的物體的質(zhì)量m大于靜

10、止時(shí)的質(zhì)量m0，所以C正確，D錯(cuò)誤. 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 高考題組 1． (2009·北京·15)類比是一種有效的學(xué)習(xí)方法，通過歸類和比較，有助于掌握新知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效率，在類比過程中，既要找出共同之處，又要抓住不同之處．某同學(xué)對(duì)機(jī)械波和電磁波進(jìn)行類比，總結(jié)出下列內(nèi)容，其中不正確的是 (　　) A．機(jī)械波的頻率、波長(zhǎng)和波速三者滿足的關(guān)系，對(duì)電磁波也適用 B．機(jī)械波和電磁波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象 C．機(jī)械波的傳播依賴于介質(zhì)，而電磁波可以在真空中傳播 D．機(jī)械波既有橫波又有縱波，而電磁波只有縱波 答案　D 2． (2011·江蘇·12B(1))

11、如圖2所示，沿平直鐵路線有間距相等的三座鐵塔A、B和C.假想有一列車沿AC方向以接近光速行駛，當(dāng)鐵塔B發(fā)出一個(gè)閃光，列車上的觀測(cè)者測(cè)得A、C兩鐵塔被照亮的順序是 (　　) 圖2 A．同時(shí)被照亮 B．A先被照亮 C．C先被照亮 D．無法判斷 答案　C 解析　列車上的觀察者看到的是由B出發(fā)后經(jīng)過A和C反射的光，由于列車在這段時(shí)間內(nèi)向C運(yùn)動(dòng)靠近C，而遠(yuǎn)離A，所以C的反射光先到達(dá)列車上的觀察者，看到C先被照亮，故只有C正確． 模擬題組 3． 下列關(guān)于紫外線的幾種說法中正確的是 (　　) A.紫外線是一種紫色的可見光

12、 B．紫外線的頻率比紅外線的頻率低 C．紫外線可使鈔票上的熒光物質(zhì)發(fā)光 D．利用紫外線可以進(jìn)行電視機(jī)等電器的遙控 答案　C 解析　紫外線的波長(zhǎng)比可見光中紫光的波長(zhǎng)還短，不能引起視覺，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；紫外線的頻率比紅外線的頻率高，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；紫外線有熒光作用，可激發(fā)鈔票上的熒光物質(zhì)發(fā)出熒光，選項(xiàng)C正確；電視機(jī)等電器都是利用紅外線遙控的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 4． 對(duì)于公式m＝，下列說法中正確的是 (　　) A．公式中的m0是物體以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量 B．當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速度v>0時(shí)，物體的質(zhì)量m>m0，即物體的質(zhì)量改變了，故經(jīng)典力學(xué)不 適用 C．當(dāng)物體以較小的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)量變化十

13、分微小，經(jīng)典力學(xué)理論仍然適用，只有當(dāng)物體以接近光速運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)量變化才明顯，故經(jīng)典力學(xué)僅適用于低速運(yùn)動(dòng)，而不適用于高速運(yùn)動(dòng) D．通常由于物體的速度太小，質(zhì)量的變化不能引起我們的感覺，在分析地球上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，不必考慮質(zhì)量變化 答案　CD 解析　公式中的m0是物體的靜止質(zhì)量，在v遠(yuǎn)小于光速時(shí)，經(jīng)典力學(xué)依然成立，故A、B錯(cuò)，C、D對(duì)． (限時(shí)：25分鐘) ?題組1　電磁波譜、電磁波及其應(yīng)用 1． 下列說法正確的是 (　　) A．麥克斯韋證明了光的電磁說的正確性 B．紅外線的顯著作用是熱作用，紫外線最顯著的作用是化學(xué)作用 C．X射線的穿透本領(lǐng)比γ射線更強(qiáng)

14、 D．X射線與γ射線的產(chǎn)生機(jī)理不同，因此它們的頻率范圍界線分明，不可能重疊 答案　B 解析　麥克斯韋提出了光的電磁說，赫茲用實(shí)驗(yàn)證明了光的電磁說的正確性．X射線是原子的內(nèi)層電子受激發(fā)而產(chǎn)生的，γ射線是原子核受激發(fā)而產(chǎn)生的，產(chǎn)生機(jī)理確實(shí)不同，但X射線和γ射線都有一個(gè)較大的頻率范圍，較高頻率的X射線與較低頻率的γ射線產(chǎn)生了重疊，其他相鄰電磁波間也存在重疊．綜上所述，A、D選項(xiàng)不正確，B選項(xiàng)與事實(shí)一致，C選項(xiàng)與事實(shí)相反．所以只有選項(xiàng)B正確． 2． 下列說法正確的是 (　　) A．火車過橋時(shí)要減速是為了防止火車發(fā)生共振 B．“聞其聲不見其人”是波的衍射現(xiàn)象 C．電

15、磁波譜中最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的是γ射線 D．利用雷達(dá)測(cè)出發(fā)射微波脈沖及接收到脈沖的時(shí)間間隔可以確定雷達(dá)和目標(biāo)的距離 答案　BD 解析　火車過橋時(shí)要減速是為了防止橋梁發(fā)生共振，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；“聞其聲不見其人”是聲波的衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)B正確；電磁波譜中最不容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的是γ射線，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；利用雷達(dá)測(cè)出發(fā)射微波脈沖及接收到脈沖的時(shí)間間隔可以確定雷達(dá)和目標(biāo)的距離，選項(xiàng)D正確． 3． 下列關(guān)于電磁波的說法正確的是 (　　) A．電磁波必須依賴介質(zhì)傳播 B．電磁波可以發(fā)生衍射現(xiàn)象 C．電磁波不會(huì)發(fā)生偏振現(xiàn)象 D．電磁波無法攜帶信息傳播 答案　B 解析　根據(jù)電磁波的

16、產(chǎn)生機(jī)理及傳播特性可知，電磁波的傳播不需要依賴介質(zhì)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；干涉、衍射是所有波都具有的共同特性，選項(xiàng)B正確；由于電磁波是橫波，故能發(fā)生偏振現(xiàn)象，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電磁波能夠攜帶圖象、聲音等信息進(jìn)行傳播，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 4． 電磁波與聲波比較 (　　) A．電磁波的傳播不需要介質(zhì)，聲波的傳播需要介質(zhì) B．由空氣進(jìn)入水中時(shí)，電磁波速度變小，聲波速度變大 C．由空氣進(jìn)入水中時(shí)，電磁波波長(zhǎng)變小，聲波波長(zhǎng)變大 D．電磁波和聲波在介質(zhì)中的傳播速度，都是只由介質(zhì)決定，與頻率無關(guān) 答案　ABC 解析　可以根據(jù)電磁波的特點(diǎn)和聲波的特點(diǎn)進(jìn)行分析，選項(xiàng)A、B均與事實(shí)相符，所以A、B

17、項(xiàng)正確；根據(jù)λ＝，電磁波速度變小，頻率不變，波長(zhǎng)變小；聲波速度變大，頻率不變，波長(zhǎng)變大，所以選項(xiàng)C正確；電磁波在介質(zhì)中的速度與介質(zhì)有關(guān)，也與頻率有關(guān)，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 5． 關(guān)于γ射線，以下說法中正確的是 (　　) A．γ射線比倫琴射線頻率更高，穿透能力更強(qiáng) B．γ射線可用來檢測(cè)金屬材料內(nèi)部傷痕、裂縫、氣孔等 C．利用γ射線穿透力強(qiáng)可制成金屬測(cè)厚計(jì)來檢測(cè)金屬板的厚度 D．“γ刀”是利用了γ射線的強(qiáng)穿透能力 答案　ABC 6． (2010·江蘇單科·12B(1))激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特點(diǎn)，在科學(xué)技術(shù)和日常生活中應(yīng)用廣泛．下面關(guān)于激光的敘述正確的是

18、 (　　) A．激光是縱波 B．頻率相同的激光在不同介質(zhì)中的波長(zhǎng)相同 C．兩束頻率不同的激光能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 D．利用激光平行度好的特點(diǎn)可以測(cè)量月球到地球的距離 答案　D 解析　電磁波是橫波，A項(xiàng)錯(cuò)；光在不同介質(zhì)中傳播速度不同，波長(zhǎng)也不同，B項(xiàng)錯(cuò)；相干光的條件是頻率相同，C項(xiàng)錯(cuò)，D項(xiàng)正確． 題組2　對(duì)狹義相對(duì)論的考查 7． 對(duì)相對(duì)論的基本認(rèn)識(shí)，下列說法正確的是 (　　) A．相對(duì)論認(rèn)為：真空中的光速在不同慣性參考系中都是相同的 B．愛因斯坦通過質(zhì)能方程闡明了質(zhì)量就是能量 C．在高速運(yùn)動(dòng)的飛船中的宇航員會(huì)發(fā)現(xiàn)飛船中的時(shí)鐘與他觀察到的地球上的時(shí)鐘走得同

19、樣快 D．我們發(fā)現(xiàn)豎直向上高速運(yùn)動(dòng)的球在水平方向上長(zhǎng)度變短了 答案　A 解析　真空中的光速在不同慣性參考系中都是相同的，選項(xiàng)A正確；愛因斯坦通過質(zhì)能方程闡明了質(zhì)量與能量的聯(lián)系，但不能認(rèn)為質(zhì)量就是能量，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)相對(duì)論可知運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘變慢，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；豎直向上高速運(yùn)動(dòng)的球在水平方向上長(zhǎng)度不變，沿運(yùn)動(dòng)方向上的長(zhǎng)度才會(huì)變短，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 8． 慣性系S中有一邊長(zhǎng)為l的正方形(如圖所示)．從相對(duì)S系沿x方向以接近光速勻速飛行的飛行器上測(cè)得此正方形的圖形是 (　　) 答案　C 解析　根據(jù)相對(duì)性原理，當(dāng)正方形沿x方向以接近光速勻速飛行時(shí)，在運(yùn)動(dòng)方向上會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)度收縮效應(yīng)

20、，而在垂直于運(yùn)動(dòng)方向上則不會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)度收縮效應(yīng)，故C正確． 9． 相對(duì)論認(rèn)為時(shí)間和空間與物質(zhì)的速度有關(guān)；在高速前進(jìn)中的列車的中點(diǎn)處，某乘客突然按下手電筒，使其發(fā)出一道閃光，該乘客認(rèn)為閃光向前、向后傳播的速度相等，都為c，站在鐵軌旁邊地面上的觀察者認(rèn)為閃光向前、向后傳播的速度________(選填“相等”或“不等”)．并且，車上的乘客認(rèn)為，電筒的閃光同時(shí)到達(dá)列車的前、后壁，地面上的觀察者認(rèn)為電筒的閃光先到達(dá)列車的________(選填“前”或“后”)壁． 答案　相等　后 解析　根據(jù)光速不變?cè)?，站在鐵軌旁邊地面上的觀察者認(rèn)為閃光向前、向后傳播的速度相等；地面上的觀察者認(rèn)為，由于列車運(yùn)動(dòng)，電筒

21、的閃光先到達(dá)列車的后壁． 題組3　機(jī)械波、光學(xué)與相對(duì)論的組合 10．(1)如圖1所示，豎直墻上掛著一面時(shí)鐘，地面上的靜止的觀察者A觀測(cè)到鐘的面積為S，另一觀察者B以0.8倍光速平行y軸正方向運(yùn)動(dòng)，觀測(cè)到鐘的面積為S′.則S和S′的大小關(guān)系是________．(填寫選項(xiàng)前的字母) A．S>S′ B．S＝S′ C．S