1、专题十八电磁波相对论,高考物理 (新课标专用),A组统一命题课标卷题组2016课标,34(1),5分(多选)关于电磁波,下列说法正确的是。A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波C.电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输E.电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失,五年高考,答案ABC电磁波在真空中的传播速度为3108 m/s,与频率无关,选项A正确;由麦克斯韦电磁场理论可知,选项B正确;变化的电场和磁场相互激发,且
2、相互垂直,形成的电磁波的传播方向与电场和磁场均垂直,选项C正确;电磁波可以通过电缆、光缆传输,选项D错误;电磁振荡停止后,电磁波可以在空间继续传播,直到能量消耗完为止,选项E错误。,易错点拨易错选E,认为波源停止振荡,波随即消失。,评析本题考查电磁波的产生与传播的相关知识,试题难度不大,考查学生的识记能力。,B组自主命题省(区、市)卷题组1.2017江苏单科,12B(1)(多选)接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟,飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢,下列说法正确的有。A.飞船上的人观测到飞船上的钟较快B.飞船上的人观测到飞船上的钟较慢C.地球上的人观测到地球上的钟较快D.地球上的
3、人观测到地球上的钟较慢,答案AC由狭义相对论的“钟慢效应”原理可知,飞船上的人观测到地球上的钟较慢,地球上的人观测到飞船上的钟较慢,故A、C正确,B、D错误。,知识链接钟慢效应某两个事件在不同参考系中的时间间隔t=,2.(2016北京理综,14,6分)下列说法正确的是()A.电磁波在真空中以光速c传播B.在空气中传播的声波是横波C.声波只能在空气中传播D.光需要介质才能传播,答案A声波是机械波,是纵波,在气体、固体、液体中都能传播,故B、C两项均错误;电磁波的传播不需要介质,能在真空中以光速传播,A项正确,D项错误。,知识归纳要把电磁波与机械波的共同点和不同点比较清楚。,3.(2016天津理综
4、,1,6分)我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星,它标志着我国雷达研究又创新的里程碑。米波雷达发射无线电波的波长在110 m范围内,则对该无线电波的判断正确的是()A.米波的频率比厘米波频率高B.和机械波一样须靠介质传播C.同光波一样会发生反射现象D.不可能产生干涉和衍射现象,答案C无线电波与光波均为电磁波,均能发生反射、干涉、衍射现象,故C正确、D错。电磁波在真空中传播速度最快,故B错。由c=f可知,频率与波长成反比,故A错。,知识归纳所有波共有的特性:能发生反射、折射、干涉、衍射和多普勒效应。,评析本题考查电磁波的基础知识,涉及的知识点虽多,但均为考生熟悉的知识点,故为容易题
5、。,4.(2016天津理综,6,6分)(多选)物理学家通过对实验的深入观察和研究,获得正确的科学认知,推动物理学的发展。下列说法符合事实的是()A.赫兹通过一系列实验,证实了麦克斯韦关于光的电磁理论B.查德威克用粒子轰击N获得反冲核O,发现了中子C.贝克勒尔发现的天然放射性现象,说明原子核有复杂结构D.卢瑟福通过对阴极射线的研究,提出了原子核式结构模型,答案AC1886年,德国科学家赫兹做了赫兹的电火花等一系列实验,证实了麦克斯韦关于光的电磁理论,A项正确;查德威克用粒子轰击Be获得反冲核C,发现了中子,B项错误;贝克勒尔发现天然放射性现象,原子序数大于或等于83的原子核在自然界中自发地发生衰
6、变,说明原子核有复杂结构,C项正确;卢瑟福通过粒子散射现象,提出了原子核式结构模型,D项错。,评析本题考查了物理学发展史,提到了赫兹、麦克斯韦、查德威克、贝克勒尔、卢瑟福这些伟大科学家的贡献,所以平时多看看物理学史非常必要。,5.(2014四川理综,2,6分)电磁波已广泛运用于很多领域。下列关于电磁波的说法符合实际的是()A.电磁波不能产生衍射现象B.常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机C.根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度D.光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同,答案C衍射现象是波特有的现象,故电磁波能发生衍射现象,A错误。遥控器是通过发出的红外线脉
7、冲信号遥控电视机的,B错误。根据多普勒效应,当天体相对地球运动时,我们接收到来自天体的电磁波频率发生变化,根据其变化可判断遥远天体相对地球的运动速度,C正确。光在真空中的速度是定值,在任何惯性系中测出的数值应相同,D错误。,6.(2013四川理综,1,6分)下列关于电磁波的说法,正确的是()A.电磁波只能在真空中传播B.电场随时间变化时一定产生电磁波C.做变速运动的电荷会在空间产生电磁波D.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在,答案C电磁波是电磁场这种物质在空间的传播,它既可在真空中传播,也可在介质中传播,A错误;当电场随时间均匀变化时产生稳定的磁场,稳定的磁场不能再产生电场,故也就不能形成
8、电磁波,B错误;做变速运动的电荷产生变化的磁场,变化的磁场在其周围空间产生变化的电场电场、磁场交替产生,向外传播的过程就形成了电磁波,C正确。麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在,赫兹通过实验证实了电磁波的存在,D错误。,7.(2013四川理综,4,6分)迄今发现的二百余颗太阳系外行星大多不适宜人类居住,绕恒星“Gliese581”运行的行星“Gl-581c”却很值得我们期待。该行星的温度在0 到40 之间、质量是地球的6倍、直径是地球的1.5倍、公转周期为13个地球日。“Gliese581”的质量是太阳质量的0.31倍。设该行星与地球均视为质量分布均匀的球体,绕其中心天体做匀速圆周运动,则()
9、A.在该行星和地球上发射卫星的第一宇宙速度相同B.如果人到了该行星,其体重是地球上的2倍C.该行星与“Gliese581”的距离是日地距离的倍D.由于该行星公转速率比地球大,地球上的米尺如果被带上该行星,其长度一定会变短,答案B由G=m得第一宇宙速度v=,则=2,A错误;由G重=有=,故B正确;由G=Mr()2有r=,则=,故C错误;相对论的“尺缩效应”是指物体在沿与观察者发生相对运动的方向上长度缩短,故D错误。,8.(2013浙江理综,14,6分)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
10、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,答案B电磁波、声波都能够传递信息,A项错误;手机通话时将人的声音转化为电信号并通过电磁波传递,B正确;医院“B超”的超声波属于声波,传播速度远小于光速,C错误;红外线与X射线相比频率低,波长长,D错误。,9.2013江苏单科,12B(2)如图所示,两艘飞船A、B沿同一直线同向飞行,相对地面的速度均为v(v接近光速c)。地面上测得它们相距为L,则A测得两飞船间的距离(选填“大于”“等于”或“小于”)L。当B向A发出一光信号,A测得该信号的速度为。,答案大于c(或光速),解析从飞船A测量时飞船B是静止的
11、,从地面上测量时两飞船都是运动的,由相对论的“尺缩效应”知运动长度要缩短,故从地面测得的飞船间距小。由光速不变原理知光信号的传播速度与参考系是无关的,故A测得该信号的速度仍为光速c。,C组教师专用题组1.(2012浙江理综,20,6分)(多选)为了测量储罐中不导电液体的高度,将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中,电容器可通过开关S与线圈L或电源相连,如图所示。当开关从a拨到b时,由L与C构成的回路中产生周期T=2的振荡电流。当罐中的液面上升时()A.电容器的电容减小B.电容器的电容增大C.LC回路的振荡频率减小D.LC回路的振荡频率增大,答案BC由C=可知,当液面上升时,r
12、增大,C增大,A错误,B正确。由T=2可知,T增大,频率减小,C正确,D错误。,2.2016江苏单科,12B(1)一艘太空飞船静止时的长度为30 m,它以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向飞行越过地球,下列说法正确的是。A.飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30 mB.地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 mC.飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于cD.地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c,答案B飞船上的观测者相对飞船是静止的,测得飞船长度为静止长度30 m,A错误。地球上的观测者相对飞船的速度为0.6c,测得飞船的长度l=l0=0.8l0=24 m,B正确。由光速不变原
13、理知光信号的速度与参考系无关,C、D皆错误。,选择题(每题6分,共48分)1.(2017三湘名校联盟三模,16)随着科技的不断发展,无线充电已经进入人们的视线。小到手表、手机,大到电脑、电动汽车的充电,都已经实现了从理论研发到实际应用的转化。下图给出了某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式无线充电的原理图。关于无线充电,下列说法正确的是()A.无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”B.只有将充电底座接到直流电源上才能对手机进行充电C.接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同D.只要有无线充电底座,所有手机都可以进行无线充电,三年模拟,A组 20152017年高考模拟
14、基础题组(时间：25分钟 分值：48分),答案C当充电底座的发射线圈中通有交变电流时,发射线圈产生交变的磁场,根据电磁感应原理,在接收线圈中产生感应电流,实现对充电设备的充电。无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电磁感应”,只有将充电底座接到交流电源上才能对手机进行充电,所以A、B选项错误。接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同,C选项正确。只有有无线充电功能的手机才可以进行无线充电,D错误。,2.2017河南百校联盟4月联考,34(1)(多选)下列说法正确的是()A.在真空中传播的电磁波,频率越大,波长越短B.让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置,绿光形成的干涉条纹间距较大C
15、.光纤通信、全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理D.要确定雷达和目标的距离需要直接测出电磁波从发射到被目标接收的时间E.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,答案ABE在真空中传播的不同频率的电磁波,传播速度均为c,由c=f可知,频率越大,波长越短,选项A正确;让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置,因绿光的波长大,因此绿光形成的干涉条纹间距较大,选项B正确;全息照相不是利用光的全反射原理,用的是光的干涉原理,选项C错误;雷达利用了电磁波的反射原理,雷达和目标的距离s=ct,需直接测出的是电磁波从发射到接收到反射回来电磁波的时间间隔t,选项D错误;
16、加偏振片的作用是减弱玻璃反射光的影响,选项E正确。,3.(2016上海浦东二模)从理论上预言光是一种电磁波的物理学家是()A.爱因斯坦B.麦克斯韦C.安培D.卢瑟福,答案B从理论上预言光是一种电磁波的物理学家是麦克斯韦。,4.(2016江苏盐城三模)(多选)下列说法正确的是()A.测定某恒星上特定元素发光的频率,对比地球上该元素发光的频率,可以推算该恒星远离地球的速度B.无线电波没有偏振现象C.红外线比无线电波更容易发生干涉和衍射现象D.在一个确定的参考系中观测,运动物体上物理过程的时间进程跟物体运动速度有关,答案AD偏振现象是横波所特有的现象,无线电波是横波,故B错误。根据电磁波谱可知红外线
17、的波长比无线电波的短,因而无线电波更容易发生干涉和衍射现象,B错误。,5.(2016江苏苏锡常镇四市二模)(多选)关于电磁波及其应用,下列说法正确的是()A.麦克斯韦首先通过实验证实了电磁波的存在B.电磁波是横波且能够发生干涉和衍射现象C.电磁波的接收要经过调谐和调制两个过程D.微波能使食物中的水分子的热运动加剧从而实现加热的目的,答案BD麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹首先通过实验证实了电磁波的存在,故A错误。电磁波的接收要经过调谐和解调两个过程,故C错误。,6.2015东北三校二联,34(1)(多选)下列说法正确的是()A.波的传播过程中,质点的振动频率等于波源的振动频率B.爱因斯坦狭义相
18、对论指出,真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的C.当某列声波产生多普勒效应时,相应声源的振动频率一定发生变化D.物体做受迫振动时,驱动力的频率越高,受迫振动的物体振幅越大E.X射线的频率比无线电波的频率高,答案ABE声波发生多普勒效应时,相应声源的振动频率不变,C错;物体做受迫振动时,驱动力的频率与物体的固有频率相同时,振幅最大,D错。,7.2015湖南六校联考,34(1)(多选)下列说法正确的是()A.泊松亮斑是光的衍射现象,玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象B.在电磁波接收过程中,使声音信号或图象信号从高频电流中还原出来的过程叫调制C.一简谐横波以速度v沿x轴正方向传播,t=
19、0时传播到坐标原点,此质点正从平衡位置以速度v0向下振动,已知质点的振幅为A,振动角频率为,则x轴上横坐标为处质点的振动方程为y=-A sin (t-)D.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为红光,则干涉条纹间距变窄E.真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,与光源、观察者间的相对运动没有关系,答案ACE在电磁波接收过程中,使声音信号或图象信号从高频电流中还原出来的过程叫解调,B错;在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为红光,则干涉条纹间距变宽,D错。,8.(2015河北邢台质检)(多选)下列说法中正确的是()A.在关于物质波的表达式=h和p=中,能量和动量p是描述物质的粒子
20、性的重要物理量,波长或频率是描述物质的波动性的典型物理量B.光电效应既显示了光的粒子性,又显示了光的波动性C.天然放射现象的发现,揭示了原子核有复杂的结构D.射线是波长很短的电磁波,它的穿透能力比射线要强E.一个氘核H)与一个氚H)聚变生成一个氦核He)的同时,放出一个质子,答案ACD物质的波粒二象性中,能量和动量p描述其粒子性,波长、频率描述其波动性,A正确;光电效应显示了光的粒子性,没有显示光的波动性,B错;天然放射现象的发现,揭示了原子核有复杂的结构,C正确;射线的波长很短,穿透能力很强,比射线强,D正确;一个氘核H)和一个氚核H)聚变生成一个氦核He)的同时,放出一个中子,即H+Hen
21、,故E错误。,选择题(每题6分,共48分)1.(2017广东佛山二模,14)以下说法正确的是()A.汤姆孙发现电子,说明了原子具有核式结构B.16个某种放射性元素的原子核,经过一个半衰期后,将会有8个原子核发生衰变C.20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不再适用于微观粒子和高速运动物体D.一个运动的物体,如果不再受力了,它总会逐渐停下来,这说明:静止状态才是物体不受力时的“自然状态”,B组 20152017年高考模拟综合题组(时间：25分钟 分值：48分),答案C卢瑟福的粒子散射实验说明了原子具有核式结构,A项错误。半衰期是对大量放射性原子核衰变的统计规律,半衰期对少
22、量原子核没有意义,B错误。一个运动的物体,如果不再受力,将会做匀速直线运动,D错误。,易错点评汤姆孙通过对阴极射线的研究,发现了电子,并提出枣糕模型。物体不再“受力”,它总会逐渐停下来。其中的“力”指的是动力,如推力、拉力等,没有考虑阻力的作用。实际“受力”应指受到的合外力。,2.(2016河北邢台质检)下列关于狭义相对论的说法中错误的是()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,答案D狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系,
23、故选项C的说法正确,D的说法错误。,3.(2016四川资阳二诊)在磁场周围欲产生电磁波,则该磁场应按图中的何种规律变化(),答案D依据变化的磁场可激发电场,则A错。均匀变化的磁场可激发恒定的电场,则B、C错。振荡的磁场可激发振荡的电场,形成电磁波,则D项正确。,4.(2016四川成都三模)(多选)关于电磁波和相对论,下列说法正确的是()A.由于高频电磁波向外界辐射能量的本领更强,所以经过调制的高频电磁波才能把我们要发射的信号发射出去B.电磁波是由恒定的电场和磁场产生的C.研究高速火车的运动必须利用相对论的知识D.研究速度接近于光速的粒子的运动利用相对论的知识,答案AD恒定的电场和磁场不能产生电
24、磁波,B错;高速火车的运动速度远小于光速,不必用相对论知识解决,可利用经典力学知识解决,则C错。,5.(2015福建福州质检,13)用于通信的无线电波能绕过建筑墙体从而保证手机能正常接收信号,而光波却不能绕过墙体实现正常照明功能,这是因为()A.无线电波是横波,光波是纵波B.无线电波的波速小于光波的波速C.无线电波的振幅大于光波的振幅D.无线电波的波长大于光波的波长,答案D波发生明显的衍射现象的条件是:孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相差不多,或都比波长小。用于通信的无线电波的波长较大,通常都能绕过建筑墙体,而发生明显衍射,而可见光的波长很小,不能绕过建筑墙体,故不能发生明显衍射,D正确。,6
25、.2015湖南十三校二联,34(1)(多选)下列说法中正确的有()A.不管光源与观察者是否存在相对运动,观察者观察到的光速是不变的B.水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象C.在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象D.声源向静止的观察者运动,观察者接收到的频率小于声源的频率,答案AB在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象,C错。声源向静止的观察者运动,观察者接收到的频率大于声源的频率,则D错。由爱因斯坦狭义相对论知,A正确。油膜呈现彩色是在光照下发生的,是一种薄膜干涉现象,B正确。,7.(2016河南郑州质检)(多选)下列说法中正确的是()A.做简谐运动的物体,其振动能量与振幅无关B.全息照
26、相的拍摄利用了光的干涉原理C.真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,与光源和观察者的运动无关D.医学上用激光作“光刀”来进行手术,主要是利用了激光的亮度高、能量大的特点E.机械波和电磁波都可以在真空中传播,答案BCD做简谐运动的物体的振幅由振动能量决定,所以A项错。全息照相利用了光的干涉原理,B项正确。根据爱因斯坦狭义相对论的光速不变原理,可知C项正确。因为激光具有亮度高、能量大的特点,医学上用其作“光刀”来进行手术,所以D项正确。因为机械波传播时需要介质,所以它不能在真空中传播,E项错误。,8.(2016河北邢台检测)(多选)在以下各种说法中,正确的是()A.一单摆做简谐运动,摆球相继
27、两次通过一同位置时的速度必相同B.机械波和电磁波本质上不相同,但它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象C.横波在传播过程中,相邻的波峰通过同一质点所用的时间为一个周期D.变化的电场一定产生变化的磁场;变化的磁场一定产生变化的电场E.相对论认为:真空中的光速大小在不同惯性参考系中都是相同的F.如果测量到来自遥远星球上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发光的波长长,这说明该星球正在远离我们而去,答案BCE因速度是矢量具有方向性,经过同一位置时速度大小相同而方向不一定相同,A错。反射、折射、干涉和衍射现象是波的特性,B正确。波动周期等于质点的振动周期,C正确。均匀变化的电场产生恒定的磁场,D错。由相对论可知E正确。在强引力场中时间变慢,光的频率变小,波长变长,不能说明星球正远离我们,所以F错。,
