2021版高考物理教科版大一轮复习基础自查学案：选修3-43　电磁波　相对论

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第三章　电磁波　相对论

必备知识

一、电磁波的产生、发射、传播和接收

1.麦克斯韦电磁场理论与电磁场:

如图所示:变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场;变化的电场和变化的磁场总是相互联系成为一个完整的整体,这就是电磁场。

2.电磁波:

(1)电磁波的产生:变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远地传播的,这种变化的电磁场在空间的传播称为电磁波。

(2)电磁波的特点。

①电磁波是横波,电磁波在空间传播不需要介质。

②电磁波的波长、频率、波速的关系:v=λf。

③在真空中,电磁波的速度c=3.0×108 m/s。

④电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象。

(3)电磁波的发射。

①要有足够高的振荡频率。

②应采用开放电路,振荡电路的电场和磁场必须分散到足够大的空间。

(4)电磁波的接收。

①当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相等时,激起的振荡电流最强。

②从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程叫检波,检波是调制的逆过程,也叫解调。

二、电磁波谱

1.定义:按电磁波的波长从长到短分布是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线,形成电磁波谱。

2.电磁波谱中各波的特性与应用:

三、狭义相对论的基本假设　质能关系

1.狭义相对论的两个基本假设:

(1)狭义相对性原理:在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的。

(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相同的,光速与光源、观测者间的相对运动没有关系。

2.相对论质能关系:用m表示物体的质量,E表示它具有的能量,则爱因斯坦质能方程为:E=mc2。

基础小题

1.判断下列题目的正误。

(1)电磁波以一定的速度在空间传播,在传播过程中满足v=λf。 (　　)

(2)使电磁波随各种信号而改变的技术叫作调制。 (　　)

(3)在不同的参考系中观察到的光速一定不同。 (　　)

(4)波长不同的电磁波在本质上不同。 (　　)

(5)接收电路产生电谐振的过程叫作调幅。 (　　)

提示:(1)√。电磁波是一种波,传播过程中遵循波的传播规律,满足v=λf。

(2)√。调制就是对信号源的信息进行处理加到载波上,使其变为适合于信息传输的形式的过程,就是使载波随信号而改变的技术。

(3)×。根据光速不变原理,真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的。

(4)×。波长不同的电磁波在本质上是相同的。

(5)×。接收电路产生电谐振的过程叫作调谐。

2.关于电磁场理论,以下说法正确的是 (　　)

A.在电场周围一定会产生磁场

B.任何变化的电场周围空间一定会产生变化的磁场

C.均匀变化的电场会产生变化的磁场

D.周期性变化的电场会产生周期性变化的磁场

【解析】选D。变化的电场周围一定产生磁场,但若电场不发生变化,则不能在周围空间产生磁场,选项A错误;均匀变化的电场只能在周围空间产生稳定的磁场,只有不均匀变化的电场才能在周围空间产生变化的磁场,选项B、C错误;周期性变化的电场(或磁场)在周围空间产生周期性变化的磁场(或电场),选项D正确。

3.(教材改编题)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

【解析】选B。电磁波和声波都能传递信息,比如人们之间的语言交流,选项A错误;太阳光中的可见光属于电磁波,而“B超”中的超声波属于机械波,它们的传播速度不同,选项C错误;遥控器发出的红外线波长比X射线波长大得多,选项D错误,正确选项为B。

4.(多选)关于狭义相对论的说法,正确的是 (　　)

A.狭义相对论认为在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的

B.狭义相对论认为在一切惯性参考系中,光在真空中的速度都等于c,与光源的运动无关

C.狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系

D.狭义相对论在任何情况下都适用

【解析】选A、B、C。狭义相对论认为在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的,选项A正确;狭义相对论认为在一切惯性参考系中,光在真空中的速度都等于c(光速不变原理),与光源的运动无关,选项B正确;狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系,故选项C正确,D错误。

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