【物理】2019届二轮复习电磁振荡与电磁波相对论初步学案（全国通用）

【物理】2019届二轮复习电磁振荡与电磁波相对论初步学案（全国通用）

第十四章 选修3-4‎ 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．‎ 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λ和波速v的关系：v＝λf.‎ ‎(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T＝2π，频率.‎ ‎(2)发射电磁波的条件：①振荡电路要有足够高的频率．②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．学 ‎ ‎3． 狭义相对论学 ]‎ ‎(1)狭义相对论的基本假设 ‎①在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．‎ ‎②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E＝mc2.‎ 考点一 电磁波谱分析及电磁波的应用 电磁 波谱 频率 ‎/H ‎ 真空中 波长/m 特性 应用 递变规律 无线 电波 ‎<3×1011‎ ‎>10－3‎ 波动性强，易发生衍射 无线电技术 ‎ + +k ]‎ ‎1011 1015 ‎ ‎10－3 10－7‎ 热效应 红外线 红外遥感 ]‎ 可见光 ‎1015‎ ‎10－7‎ 引起视觉 照明、‎ 摄影 紫外线 ‎1015 1017‎ ‎10－7 10－9‎ 化学效应、荧光效应、‎ 灭菌消毒 医用消毒、防伪 X射线 ‎1016 1019‎ ‎10－8 10－11‎ 贯穿本领强 检查、医用 透视 γ射线 ‎>1019‎ ‎<10－11‎ 贯穿本领 最强 工业探伤、‎ 医用治疗 特别提醒　1.波长不同的电磁波，表现出不同的特性．其中波长较长的无线电波和红外线等，易发生干涉、衍射现象；波长较短的紫外线、X射线、γ射线等，穿透能力较强．‎ ‎2．电磁波谱中，相邻两波段的电磁波的波长并没有很明显的界线，如紫外线和X射线、X射线和γ射线都有重叠，但它们产生的机理不同．‎ ‎★重点归纳★‎ 电磁波与机械波的比较 名称 项目 电磁波 机械波 研究对象 电磁现象 力学现象 产生 由周期性变化的电场、磁场产生 由质点(波源)的振动产生 波的特点 横波 纵波或横波 波速 在真空中等于光速(很大)(c＝3×‎108 m/s)‎ 在空气中不大(如声波波速一般为‎340 m/s)‎ 介质需要 不需要介质(在真空中仍可传播)‎ 必须有介质(真空中不能传播)‎ 能量传播 电磁能 机械能 ‎★典型案例★红外线、X射线、γ射线、紫外线中，波动现象最明显的是（ ）‎ A． 红外线 B． X射线 C． γ射线 D． 紫外线 ‎【答案】 A ‎【解析】‎ ‎【点睛】电磁波谱按照波长从大到小的顺序依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，再结合波长越长的，波动现象越明显．学 ‎ ‎★针对练习1★关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（ ）‎ A． 电磁波由真空进入介质，频率不变，速度变大 B． 均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场 C． 声波和电磁波都可在真空中传播 D． 雷达是用电磁波来测定物体位置的设备 ‎【答案】 D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎★针对练习2★隐形飞机的原理是：在飞机研制过程中设法降低其可探测性，使之不易被敌方发现、跟踪和攻击。根据你所学的物理知识，判断下列说法中正确的是(　　)‎ A． 运用隐蔽色涂层，无论距你多近的距离，即使你拿望远镜也不能看到它 B． 使用吸收雷达电磁波材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现 C． 使用吸收雷达电磁波涂层后，传播到复合金属机翼上的电磁波在机翼上不会产生感应电流 D． 主要是对发动机、喷气尾管等因为高温容易产生紫外线辐射的部位采取隔热、降温等措施，使其不易被对方发现和攻击 ‎【答案】 B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 明确隐形飞机是指飞机对雷达隐身，而隐形飞机的隐形原理是通过缩小自己的雷达反射截面来实现隐身的．‎ ‎【详解】‎ 现在还没有真正的隐蔽色，故A错误；使用吸收雷达电磁波材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现，故B正确；使用吸收雷达电磁波涂层后，传播到复合金属机翼上的电磁波在机翼上会产生感应电流，故C错误；紫色线的辐射能力是很强的，不容易隔热，故D错误；故选B。‎ ‎【点睛】‎ 本题借助于生活中的实例考查了光的反射定律，此类题目的特点是文字叙述较多，感觉不好处理，需要我们仔细阅读题目从中找出对我们有用的物理信息．‎ 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★对于时空观的认识，下列说法正确的是（ ）‎ A． 相对论给出了物体在低速运动时所遵循的规律 B． 相对论具有普遍性，经典物理学为它在低速运动时的特例 C． 相对论的出现使经典物理学在自己的适用范围内不再继续发挥作用 D． 经典物理学建立在实验的基础上，它的结论又受到无数次实验的检验，因此在任何情况下都适用 ‎【答案】 B ‎【点睛】经典力学是狭义相对论在低速（）条件下的近似，牛顿经典力学只考虑了空间，而狭义相对论既考虑了空间，也考虑了时间，牛顿经典力学只适用于宏观低速物体，而微观、高速物体适用于狭义相对论．学 ‎ ‎★针对练习1★如果真空中的光速为c=3.0×108 m/s，当一个物体的运动速度为v1=2.4×108 m/s时，质量为3 kg。当它的速度为1.8×108 m/s时，其质量是 （ ）‎ A． 2.25 kg B． 2.50 kg C． 3.00 kg D． 2.10 kg ‎【答案】 A ‎【解析】根据爱因斯坦相对论的公式： 可知， ，所以： ；当它的速度为时，质量为： ，选A. 学 ‎ ‎★针对练习2★一个原来静止的电子，经电压加速后，获得的速度v＝6×106 m/s.关于电子的质量的变化，下列说法正确的是(　　)‎ A． 不变 B． 减少 C． 增大了0.02 D． 增大了0.2 ‎ ‎【答案】 C