专题15 光、电磁波、相对论
一、选择题
1.【福建省三明市2016届普通高中毕业班5月质量检查理科综合】）下列说法正确的是。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个
得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A.偏振光可以是横波，也可以是纵波
B.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
C.光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理
D.X射线在磁场中能偏转．穿透能力强，可用来进行人体透视
E声源与观察者相对靠近时，观察者所接收的频率大于声源振动的频率
【答案】BCE
【解析】
考点：考查了光的偏振，干涉，多普勒效应
【名师点睛】导纤维传播信号是利用光的全反射原理；光的偏振说明光的横波，反射光都是横波；光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象；声源与观察者相对靠近，观察者所接收的频率大于声源发出的频率
2.【河南省洛阳市第一高级中学2017届高三上学期第一次月考】）如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB=60°，两束平行于角平分线OM的单色光a和b由OA面射入介质，经OA面折射的光线都相交于M点，其中a光的折射光线恰好平行于0B，以下说法正确的是（）
A．该介质对a光的折射率为
B．a光的折射光线不能在AB面发生全反射
C．在同一介质中，a光的光速大于b光的光速
D．用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距大于b光的条纹间距
【答案】B
【解析】
考点：考查了光的折射，全反射，双缝干涉现象
【名师点睛】根据题意作出光路图，由几何知识求出入射角和折射角，即可由折射定律公式
sin sin i
n
r
求解折射率．由几何知识求出光线在M点的入射角，与临界角比较，分析能否发生全反射．再根据光速及波长和频率的关系可明确两光的光速大小，由干涉条纹间距公式可明确间距的大小
3.【河南省洛阳市第一高级中学2017届高三上学期第一次月考】）如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB=60°，两束平行于角平分线OM的单色光a和b由OA面射入介质，经OA面折射的光线都相交于M点，其中a光的折射光线恰好平行于0B，以下说法正确的是（）B
A．该介质对a光的折射率为
B．a光的折射光线不能在AB面发生全反射
C．在同一介质中，a光的光速大于b光的光速
D．用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距大于b光的条纹间距
【答案】B 【解析】
试题分析：由几何知识可知，入射角60i =?，折射角30r =?,根据折射定律得
sin sin 60
sin sin 30i n r ?
=
==?
故A 错误；由几何知识求出光线在M 点的入射角30sin 0.5i i '=?'=，
,
临界角的正弦为1sin sin C i n =
=>'，
即有i C '<,故折射光线中恰好射到M 点的光线不能发生全反射,故B 正确；由图可知，a 光的折射率要大于b 光，由c
v n
=
可知，a 光的光速小于b 光的光速,故C 错误；因a 光的折射率大，故a 光的波长小于b 光，由l
x d
λ=
可知，用同一装置进行双缝干涉实验，a 光的条纹间距小于b 光的条纹间距；故D 错误； 考点：考查了光的折射，全反射，双缝干涉现象
【名师点睛】根据题意作出光路图，由几何知识求出入射角和折射角，即可由折射定律公式
sin sin i
n r
=
求解折射率．由几何知识求出光线在M 点的入射角，与临界角比较，分析能否发生全反射．再根据光速及波长和频率的关系可明确两光的光速大小，由干涉条纹间距公式可明确间距的大小
4.【江苏省扬州市2015-2016学年度高三第四次模拟测试】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】
考点：考查了电磁波的产生、多普勒效应、相对论以及光的干涉
甲
乙 【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．
5.【江西省宜川市宜春中学、樟树中学、高安中学等五校2017届高三7月联考物理试卷】（3分）以下说法正确的是
A ．光的偏振现象说明光是一种横波
B ．雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的折射现象
C ．相对论认为空间和时间与物质的运动状态无关
D ．光导纤维中内层的折射率小于外层的折射率 【答案】A 【解析】
考点：光的偏振；光的干涉；相对论；光导纤维
6.【江西省宜川市宜春中学、樟树中学、高安中学等五校2017届高三7月联考物理试卷】（4分）如图甲所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆。当a 摆振动的时候，通过张紧的绳子给其他各摆施加驱动力，使其余各摆也振动起来，此时b 摆的振动周期 (选填“大于”、“等于”或“小于”)d 摆的周期。图乙是a 摆的振动图象，重力加速度为g ，则a 的摆长为 。
【答案】等于；2
2
πgt
【解析】
试题分析：a 摆摆动起来后，通过水平绳子对b 、c 、d
三个摆施加周期性的驱动力，使b 、c 、d 三摆做受迫振动，三摆做受迫振动的频率等于驱动力的频率，由于驱动力频率相同，则三摆
的周期相同．据乙图可知：T=2t 0，再据2T =可知，a 的摆长202gt L π=
考点：单摆
7.【重庆市巴蜀中学2017届高三上学期开学考试理科综合物理试题】实物粒子和光都具有波粒二象性性。下列事件中突出体现波动性的是 .（填正确答案标号） A ．电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样 B ．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹 C ．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构 D ．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构
E ．光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关 【答案】ACD 【解析】
考点：考查光的波粒二象性．
【名师点睛】本题考查了光的波粒二象性，有时波动性明显，有时粒子性明显．明确各种物理现象的实质和原理才能顺利解决此类题目．
8.【江西省赣州市厚德外国语学校2017届高三上学期第一次月考物理试题】如图所示，MM ′是空气与某种介质的界面，一条光线从空气射入介质的光路如图所示，那么根据该光路图做出下列判断中正确的是( )
A ．该介质的折射率为2
2
B ．光在介质中的传播速度2
3
c (c 真空中光速)
C ．光线从介质射向空气时有可能发生全反射
D ．光线由介质射向空气时全反射的临界角大于45° 【答案】BCD 【解析】
试题分析：由图知，入射角 i=60°，折射角r=45°，则折射率为6045sini sin n sinr sin ?=
==
?，
a b c
d
故A
错误．光在介质中的传播速度c v n =
==，故B 正确．光线从介质射向空气时，只要入射角大于等于临界角就能发生全反射，故C 正确．设光线由介质射向空气时全反射的临界角为C
，则145sinC sin n ==?，则得：C ＞45°，故D 正确；故选BCD. 考点：光的折射定律
9．【江西省赣州市厚德外国语学校2017届高三上学期第一次月考物理试题】在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样，图9中四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是（ ）
A ．a 、c
B ．b 、c
C ．a 、d
D ．b 、d 【答案】D 【解析】
试题分析：单缝衍射的条纹是不等间距，中央亮纹又宽又亮，故选D. 考点：单缝衍射
10. 【江西省赣州市厚德外国语学校2017届高三上学期第一次月考物理试题】2009年诺贝尔物理学奖授予英国华裔科学家高锟, 以表彰他在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”做出了突破性成就,高锟被誉为“光纤之父”.光纤通信是一种现代通信手段,它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务.目前我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络,下列说法正确的是( )
A.光导纤维传递光信号是利用光的干涉原理
B.光纤通信利用光作为载体来传递信号
C.目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝
D.光导纤维传递光信号是利用光的色散原理 【答案】BC 【解析】
c a
考点：光导纤维
11．【江西省赣州市厚德外国语学校2017届高三上学期第一次月考物理试题】一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光a 、b 。已知a 光的频率小于b 光的频率。下列哪个光路图可能是正确的？（ ）
【答案】B 【解析】
试题分析：因a 光的频率小于b 光的频率，则a 光的折射率小于b 光的折射率，射入玻璃后a 光的折射角较大；两种光从玻璃中岀射时应该平行射出，故选B. 考点：光的折射
12．【江西省赣州市厚德外国语学校2017届高三上学期第一次月考物理试题】图示为一直角棱镜的横截面，?=∠?=∠60,90abc bac 。一平行细光束从O 点沿垂直于bc 面的方向射入棱镜。已知棱镜材料的折射率n=2，若不考试原入射光在bc 面上的反射光，则有光线（ ）
A ．从ab 面射出
B ．从ac 面射出
C ．从bc 面射出，且与bc 面斜交
D ．从bc 面射出，且与bc 面垂直 【答案】BD 【解析】
考点：光的折射
13.市昌平区2016届高三第二次（5月）统一练习理科综合】一束单色光从真空斜射向某种介
质的表面，如图1所示。下列说法中正确的是
A ．介质的折射率等于2
B ．介质的折射率等于1.5
C ．介质的折射率等于2
2
D ．增大入射角，可能发生全反射现象 【答案】A 【解析】
考点：折射定律
二、非选择题
1.湖北省孝感高级中学2017届高三9月调考】有一玻璃球冠，右侧面镀银，光源S 就在其对称轴上，如图所示．从光源S 发出的一束光射到球面上，其中一部分光经球面反射后恰能竖直向上传播，另一部分光折入玻璃球冠内，经右侧镀银面第一次反射恰能沿原路返回．若球面半径为R ，玻璃折射率为
，求光源S 与球冠顶点M 之间的距离SM 为多大？
【答案】0.73R 【解析】
试题分析：如图所示，根据折射定律，有：12sin sin n θθ=
根据反射定律，有：13θθ=，
考点：光的折射定律
【名师点睛】处理几何光学相关的问题，关键是作出光路图，一定要用直尺准确作图，然后根据几何图形的特点求角或者线段的长度。
2.建省泉州市2016届高三第二次（5月）质量检查】(6分)如图，由a 、b 两种单色光组成的平行复色光，从空气中垂直射向玻璃半球的左侧平面上，在玻璃半球的右侧球面上会出现一个单色环形光带，已知玻璃半球的半径为R ，a 光在玻璃中的折射率为2，a 的频率小于b 的频率，由此可知，环形光带是 (选填“a ”或“b ”)色光，环形光带的外边缘半径为 。
【答案】a ， 2
【解析】
试题分析：a 的频率小于b 的频率，则玻璃对a 光的折射率小于b 光的折射率，由临界角公式
1
sinC n
=
知，a 光的临界角大于b 光的临界角．环形光带外侧边缘光线恰好发生全反射，入
射角等于临界角C ，则知环形光带是a 光．环形光带的外边缘半径1
r RsinC R R n ==?= 考点：全反射
【名师点睛】本题关键要掌握全反射的条件和临界角公式．对于临界角，当光线从光密介质射入光疏介质恰好发生全反射时，入射角等于临界角．
3.苏省扬州市2015-2016学年度高三第四次模拟测试】如图所示，ABCD 为一棱镜的横截面，∠A＝∠B＝90°，∠C＝60°，CD 面为镀银的反射面，BC 边长为L ，一束单色光垂直AB 面射入棱镜，从BC 面中点P 射出后垂直射到与水平方向成30°的光屏MN 上，光在真空中速度为
c ，求：
（1）棱镜材料的折射率； （2）光束在棱镜中传播的时间．
【答案】（12 【解析】
考点：考查了光的折射，传播
【名师点睛】解决光学问题的关键要掌握全反射的条件、折射定律sin sin i
n r
=
、临界角公式1
sin C n
=
、光速公式c v n =，运用几何知识结合解决这类问题．
4.西省赣州市厚德外国语学校2017届高三上学期第一次月考物理试题】如图所示，一根长直棒AB 竖直地插入水平池底，水深a=0.8m ，棒露出水面部分的长度b=0.6m ，太阳光斜射到水面上，与水面夹角α=37°，已知水的折射率n=
43
，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：
①太阳光射入水中的折射角β；②棒在池底的影长l．
【答案】①37°②1.4m
【解析】
考点：光的折射定律
5【江西省赣州市厚德外国语学校2017届高三上学期第一次月考物理试题】如图所示，一束截面为圆形半径为R的平行单色光，垂直射向一玻璃半球的平面，经折射后在屏幕S上形成一个圆形亮区，已知玻璃半球的半径为R，屏幕S到球心的距离为d（d>3R），不考虑光的干涉和衍射，玻璃对该光的折射率为n，求屏幕上被照亮区域的半径。
【答案】d nR 【解析】
试题分析：设光恰好要发生全反射时的临界光线照射到屏幕S 上的E 点到亮区中心O′点的距离r 就是所求最大半径，如图所示．设临界角为C ，有
n C 1
sin =
又C R
OF cos =
O′E=（d-OF ）cot θC
解得nR n d E O r --?='=12 考点：全反射
6.西省宜川市宜春中学、樟树中学、高安中学等五校2017届高三7月联考物理试卷】（8分）如图所示，直角棱镜ABC 置于空气中，∠A =30°，AB 边长为2a 。一束单色光从D 点垂直于BC 边射入棱镜，在AC 边上的E 点恰好发生一次全反射后，从AB 边中点F 处射出。已知真空中光速为c 。求：
①棱镜的折射率n ； ②单色光通过棱镜的时间t 。
【解析】
试题分析：在E 点恰好发生全反射，临界角C =60?
则此玻璃的折射率1sin n C =
=
传播的速度 c v n ==
光线在玻璃砖中传播的距离 a a a a x x x EF DE 2
3
)60cos (=?-+=+=
所用时间 x t v =
=
考点：光的折射定律；全反射
7.南省洛阳市第一高级中学2017届高三上学期第一次月考】）一玻璃三棱镜，其横截面为等腰三角形，顶角θ为锐角，折射率为2．现在横截面内有一光线从其左侧面上半部射入棱镜．不考虑棱镜内部的反射．若保持入射线在过入射点的法线的下方一侧（如图），且要求入射角为任何值的光线都会从棱镜的右侧面射出，则顶角θ可在什么范围内取值？
【答案】045θ<
考点：考查了光的折射，全反射
【名师点睛】作出光路图，根据光的折射定律结合光在另一侧面上折射时不能发生全反射，通过几何关系求出顶角的范围．
2018年高考物理学史总结 物理学史这部分内容在高考卷上通常以选择题形式出现（实验题中也会小概率出现），分值在6分以下，一般情况下不会出偏难怪的，毕竟这不是考纲里的重点。复习建议：以现有的生活经验常识为主，稍加了解就可以。现总结如下：1、伽利略 （1）通过理想实验推翻了亚里士多德“力是维持运动的原因”的观点 （2）推翻了亚里士多德“重的物体比轻物体下落得快”的观点 2、开普勒：提出开普勒行星运动三定律； 3、牛顿 （1）提出了三条运动定律。 （2）发现表万有引力定律； 4、卡文迪许：利用扭秤装置比较准确地测出了引力常量G 5、爱因斯坦 （1）提出的狭义相对论（经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体） （2）提出光子说，成功地解释了光电效应规律，并因此获得诺贝尔物理学奖（3）提出质能方程2 E ，为核能利用提出理论基础 MC 6、库仑：利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律。 7、焦耳和楞次 先后独立发现电流通过导体时产生热效应的规律，称为焦耳——楞次定律（这个很冷门！以教材为主！） 8、奥斯特 发现南北放置的通电直导线可以使周围的磁针偏转，称为电流的磁效应。 9、安培：研究电流在磁场中受力的规律(安培定则)，分子电流假说，磁场能对电流产生作用 10、洛仑兹：提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力（洛仑兹力）的观点。 11、法拉第 （1）发现了由磁场产生电流的条件和规律——电磁感应现象（教材上是这样的，实际不是有一定历史原因，以教材为主！） （2）提出电荷周围有电场，提出可用电场描述电场，提出电磁场、磁感线、电场线的概念 12、楞次：确定感应电流方向的定律，愣次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 13、亨利：发现自感现象（这个也比较冷门）。 14、麦克斯韦：预言了电磁波的存在，指出光是一种电磁波，为光的电磁理论奠定了基础。 15、赫兹： （1）用实验证实了电磁波的存在并测定了电磁波的传播速度等于光速。 （2）证实了电磁理的存在。 16、普朗克 提出“能量量子假说”——解释物体热辐射（黑体辐射）规律电磁波的发射和吸收不是连续的，而是一份一份的，即量子理论
电磁波和相对论 1．一艘太空飞船静止时的长度为30 m ，他以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 m B ．地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 m C ．飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于c D ．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 解析 飞船上的观测者测得飞船的长度不变，仍为30 m ，由l ＝l 01－(v c )2 第3讲电磁波 板块一主干梳理·夯实基础 【知识点1】变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场电磁波的产生、发射、接收及其传播Ⅰ 1.麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。 2．电磁场：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。 3．电磁波：电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波。 (1)电磁波是横波，在空间传播不需要介质。 (2)v＝λf对电磁波同样适用。 (3)电磁波能产生反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象。 4．发射电磁波的条件 (1)要有足够高的振荡频率； (2)必须是开放电路，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间。 5．调制：有调幅和调频两种方法。 6．电磁波的传播 (1)三种传播方式：天波、地波、空间波。 (2)电磁波的波速：真空中电磁波的波速与光速相同，c＝3.0×108 m/s。 7．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，接收电路中产生的振荡电流最强，这就是电谐振现象。 (2)使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐，能够调谐的接收电路叫作调谐电路。 (3)从经过调制的高频振荡电流中还原出调制信号的过程叫作解调，解调是调制的逆过程，调幅波的解调也叫作检波。 8．电磁波的应用 电视、雷达和移动电话。 【知识点2】电磁波谱Ⅰ 1．定义 按电磁波的波长从长到短排列顺序是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，形成电磁波谱。2．电磁波谱的特性、应用 【知识点3】 狭义相对论的基本假设'质速关系 爱因斯坦质能方程 Ⅰ 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．相对论的质速关系 (1)物体的质量随物体速度的增加而增大，物体以速度v 运动时的质量m 与静止时的质量m 0之间有如下关系： m ＝ m 0 1－? ?? ??v c 2。 (2)物体运动时的质量m 总要大于静止时的质量m 0。 高三物理选修3-5综合检测题 一、选择题（本题共10小题，每题4分，共40分） 1.人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程.卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的贡献.他们的主要成绩，下列说法中正确的是（） A．卢瑟福提出了原子的核式结构 B．查德威克发现了质子 C．卢瑟福把量子理论引入原子模型 D．玻尔提出自己的原子结构假说，成功的解释了氢原子光谱 2.在α粒子散射试验中，少数α粒子发生了大角度偏转，这些α粒子( ) A．一直受到重金属原子核的斥力作用 B．动能不断减小 C．电势能不断增大 D．出现大角度偏转是与电子碰撞的结果 【解析】α粒子一直受到斥力的作用，斥力先做负功后做正功，α粒子动能先减小后增大，势能先增大后减小.α粒子的质量远大于电子的质量，与电子碰后其运动状态基本不变.A项正确 3.某种放射性元素的半衰期为6天，则下列说法中正确的是（） A．10个这种元素的原子，经过6天后还有5个没有发生衰变 B．当环境温度升高的时候，其半衰期缩短 C．这种元素以化合物形式存在的时候，其半衰期不变 D．半衰期有原子核内部自身的因素决定 【解析】半衰期跟原子所处的物理环境和化学状态无关，由原子核自身决定，D项正确.半衰期是根据统计规律的出来的，对几个原子核是来说没有意义. 4．（改编题）甲球与乙球相碰，甲球的速度减少了5m/s，乙球的速度增加了3m/s，则甲、 乙两球质量之比m 甲∶m 乙是（ ） A 2∶1 B 3∶5 C 5∶3 D 1∶2 【解析】两个物体发生碰撞满足动量守恒时，一个物体动量的增量等于另一个物体动量的减小量，乙乙甲甲v m v m ?=?得m 甲∶m 乙=3∶5 5.科学研究表明，光子有能量也有动量，当光子与电子发生碰撞时，光子的一些能量转移给电子.假设光子与电子碰撞前的波长为λ，碰撞后的波长为λ'，则碰撞过程中（ ） A ． 能量守恒，动量守恒，且λ=λ' B ． 能量不守恒，动量不守恒，且λ=λ' C ． 能量守恒，动量守恒，且λ<λ' D ． 能量守恒，动量守恒，且λ>λ' 【解析】光子与电子的发生的是完全弹性碰撞，动量守恒，能量守恒.由于光子的能量转移给电子，能量减少，由hv E =，光子的频率减小，所以波长增大，C 项正确. 6．为了模拟宇宙大爆炸的情况，科学家们使两个带正电的重离子被加速后，沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞。若要使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能，应设法使离子在碰撞前的瞬间具有 ( ) A ．相同的速率 B ．相同的质量 C ．相同的动能 D ．大小相同的动量 7.如图40-5所示，带有斜面的小车A 静止于光滑水平面上，现B 以某一初速度冲上斜面，在冲到斜面最高点的过程中 （ ） A.若斜面光滑，系统动量守恒，系统机械能守恒 B.若斜面光滑，系统动量不守恒，系统机械能守恒 C.若斜面不光滑，系统水平方向动量守恒，系统机械能不守恒 D.若斜面不光滑，系统水平方向动量不守恒，系统机械能不守恒 【解析】若斜面光滑，因只有重力对系统做功和系统内的弹力对系统内物体做功，故系统机械能守恒，而无论斜面是否光滑，系统竖直方向动量均不守恒，但水平方向动量均守恒 8．“朝核危机”引起全球瞩目，其焦点就是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆．重水堆核电 图40-5 一、力学： 1、1638年，意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》中用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快；并在比萨斜塔做了两个不同质量的小球下落的实验，证明了他的观点是正确的，推翻了古希腊学者亚里士多德的观点（即：质量大的小球下落快是错误的）； 2、1654年，德国的马德堡市做了一个轰动一时的实验——马德堡半球实验； 3、1687年，英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了三条运动定律（即牛顿三大运动定律）。 牛顿第一定律—惯性定律：一切物体中保持匀速直线运动或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。（力是改变物体运动状态的原因） 牛顿第二定律：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向与作用力的方向相同。（作用力即合外力；F=ma） 牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。 4、17世纪，伽利略通过构思的理想实验指出：在水平面上运动的物体若没有摩擦，将保持这个速度一直运动下去；得出结论：力是改变物体运动的原因，推翻了亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因。 同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出：如果没有其它原因，运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。 5、英国物理学家胡克对物理学的贡献：胡克定律（F=kx）；经典题目：胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比（对） 6、17世纪，伽利略通过理想实验法指出：在水平面上运动的物体若没有摩擦，将保持这个速度一直运动下去；同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出：如果没有其它原因，运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。 7、人们根据日常的观察和经验，提出“地心说”，古希腊科学家托勒密是代表；而波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”，大胆反驳地心说。 8、17世纪，德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律； 开普勒第一定律（轨道定律）：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆的，太阳处在椭圆的一个焦点上。 开普勒第二定律（面积定律）：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等。 开普勒第三定律（周期定律）：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它轨道周期的二次方的比值都相等。 9、牛顿于1687年正式发表万有引力定律；1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量； 11、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适用于微观粒子和高速运动物体。 二、电磁学：（选修3-1、3-2） 1、1785年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律，并测出了静电力常量k的值。 2、1837年，英国物理学家法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场。 3、1913年，美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量，获得诺贝尔奖。 4、1826年德国物理学家欧姆（1787-1854）通过实验得出欧姆定律。 5、1911年，荷兰科学家昂尼斯（或昂纳斯）发现大多数金属在温度降到某一值时，都会出 第十四章 电磁波 相对论简介 课时作业39 电磁波 时间：45分钟 满分：100分 一、选择题(8×8′＝64′) 1．(2010·天津高考)下列关于电磁波的说法正确的是( ) A ．均匀变化的磁场能够在空间产生电场 B ．电磁波在真空和介质中传播速度相同 C ．只要有电场和磁场，就能产生电磁波 D ．电磁波在同种介质中只能沿直线传播 解析：电磁波在真空中传播速度最大，为c ＝3×108 m/s ，在介质中传播速度v ＝c n ，n 为介质折射率，选项B 错误；均匀变化的电场或磁场，不能产生电磁波，选项C 错误；电磁波在均匀介质中沿直线传播，选项D 错误． 答案：A 2．关于电磁波，下列说法中正确的是( ) A ．在真空中，频率越高的电磁波速度越大 B ．在真空中，电磁波的能量越大，传播速度越大 C ．电磁波由真空进入介质，速度变小，频率不变 D ．只要发射电路的电磁振荡停止，产生的电磁波立即消失 解析：电磁波在真空中的传播速度都是光速，与频率、能量无关，而在介质中的传播速度要小于在真空中的传播速度．一旦电磁波形成了，电磁场就会向外传播，当波源的电磁振荡停止了，只是不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会消失． 答案：C 3．关于γ射线，以下说法中正确的是( ) A ．比伦琴射线频率更高，穿透能力更强 B ．用来检测金属材料内部伤痕、裂缝、气孔等 C ．利用γ射线穿透力强制成金属测厚计来检测金属板的厚度 D ．“γ刀”是利用了γ射线的强穿透能力 解析：由于γ射线是一种比X 射线波长更短的电磁波，γ射线的能量极高，穿透能力比X 射线更强，也可用于金属探伤等，所以选项A 、B 、C 正确． 答案：ABC 专题十六 电磁波 相对论 12．(2013·高考江苏卷)(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________． 解析：(2)根据长度的相对性得L ＝L 0 1－????v c 2 所以A 测得两飞船间的距离L 0＝L 1－??? ?v c 2 >L . 根据狭义相对论的基本假设，光信号的速度为光速c . 答案：(2)大于 c (或光速) 14．(2013·高考浙江卷)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.声波、电磁波都能传递能量和信息，A 项错误；在手机通话过程中，既涉及电磁波又涉及声波，B 项正确；可见光属于电磁波，B 超中的超声波是声波，波速不同，C 项错误；红外线波长较X 射线波长长，故D 项错误． 1．(2013·高考四川卷) 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 解析：选C.电磁波的传播不需要介质，真空、空气以及其他介质都能传播电磁波，选项A 错误；根据麦克斯韦电磁场理论可知，均匀变化的电场产生稳定的磁场，只有不均匀变化的电场或不均匀变化的磁场才能产生电磁波，选项B 错误；做变速运动的电荷会产生变化的电场，故选项C 正确；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，选项D 错误． a P 广东省广州市2018届高三4月综合测试物理（二模） 二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第 14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 14．a 、b 两离子从平行板电容器两板间P 处垂直电场入射，运动轨迹如图。若a 、b 的 偏转时间相同，则a 、b 一定相同的物理量是 A ．荷质比 B ．入射速度 C ．入射动能 D ．入射动量 15．如图，轻绳的一端系在固定光滑斜面上的O 点，另一端系一小球。给小球一个初速 度使它在斜面上做完整的圆周运动，a 、b 分别为最低点和最高点，则小球 A ．重力的瞬时功率始终为零 B ．所受的向心力大小不变 C ．在b 点的速度不可能为零 D ．在a 点所受轻绳拉力一定大于小球重力 16．小球在光滑水平面上以速度v 0做匀速直线运动。某时刻开始小球受到水平恒力F 的作用，速度先减小后增大，最小速度v 的大小为0.5v 0，则小球 A ．可能做圆周运动 B ．速度变化越来越快 C ．初速度v 0与F 的夹角为60° D ．速度最小时，v 与F 垂直 17．如图，同一平面内有两根互相平行的长直导线M 和N ，通有等大反向的电流，该 平面内的a 、b 两点关于导线N 对称，且a 点与两导线的距离相等。若a 点的磁感应强度大小为B ，则下列关于b 点磁感应强度B b 的判断正确的是 A ．B B 2b >，方向垂直该平面向里 B ．B B 2 1b <，方向垂直该平面向外 C ．B B B < 6.3狭义相对论被人们接受的经过 由于人们的思想长期受到传统观念的束缚，一时难于接受崭新的时空观，爱因斯坦的论文发表后，相当一段时间受到冷遇，被人们怀疑甚至遭到反对。在法国，直到1910年几乎没有人提到爱因斯坦的相对论。在实用主义盛行的美国，最初十几年中也没有得到认真对待。迈克耳孙至死（1931年）还念念不忘“可爱的以太”，认为相对论是一个怪物。英国也不例外，在人们的头脑里以太的观念太深了，相对论彻底否定以太的必要性，被人们看成是不可思议的事。当时甚至掀起了一场“保卫以太”的运动。J.J.汤姆生在1909年宣称：“以太并不是思辨哲学家异想天开的创造，对我们来说，就象我们呼吸空气一样不可缺少”①。1911年美国科学协会主席马吉（M.F.Magie）说：“我相信，现在没有任何一个活着的人真的会断言，他能够想象出时间是速度的函数。”被爱因斯坦誉为相对论先驱的马赫，竟声明自己与相对论没有关系，“不承认相对论”。有一位科学史家叫惠特克（S.E.Whittaker）在写相对论的历史时，竟把相对论的创始人归于彭加勒和洛仑兹，认为爱因斯坦只是对彭加勒和洛仑兹的相对论加了一些补充。 爱因斯坦是1922年获诺贝尔物理奖的。不过不是由于他建立了相对论，而是“为了他的理论物理学研究，特别是光电效应定律的发现”。诺贝尔物理奖委员会主席奥利维亚（Aurivillus）为此专门写信给爱因斯坦，指明他获奖的原因不是基于相对论，并在授奖典礼上解释说：因为有些结论目前还正在经受严格的验证。 普朗克和闵可夫斯基（H.Minkowski）可以说是支持相对论的代表。正是普朗克，当时作为《物理学年鉴》的主编，认识到爱因斯坦所投论文的价值，及时地予以发表。所以人们常说，普朗克有两大发现，一是发现了作用量子，二是发现了爱因斯坦。他的学生劳厄在1911年就致力于宣传相对论，大概也是受了他的影响。闵可夫斯基本是爱因斯坦的老师，1908年发表《空间与时间》一文，把空时-时间合并成四维空间，重新处理了相对论的基本方程，把洛仑兹变换看成是空间-时间四维坐标的变换。这样就可以使相对论的规律以更加简洁的形式表达出来。 关于狭义相对论受人们怀疑和反对的情况，可以举电磁质量的实验检验来作些说明（注）。狭义相对论有一重要结果，就是预言电子质量会随运动速度增长。从经典电磁理论出发也可以得到类似的结论，因为运动电荷会产生磁场，电磁场的能量增大，相当于质量也增大。经典电磁理论家阿伯拉罕（M.Abraham）假设电子是一个有确定半径的钢性带电小球，它在运动中产生的磁场引起电磁质量，由此推出了电子的质量公式。1901年，实验物理学家考夫曼用β射线的高速电子流进行实验，证实电子的质量确实是随速度变化的。洛仑兹到1904年则根据收缩假说也推出了电子质量公式。后来证明洛仑兹公式与狭义相对论的结果一致。1906年，考夫曼宣布，他的量度结果证实了阿伯拉罕的理论公式，而“与洛仑兹-爱因斯坦的基本假定不相容”。这件事一度竟成了否定相对论的重要依 课时作业38 电磁波 相对论简介 时间：45分钟 满分：100分 一、选择题(8×8′＝64′) 1．(2020·天津高考)下列关于电磁波的说法正确的是( ) A ．均匀变化的磁场能够在空间产生电场 B ．电磁波在真空和介质中传播速度相同 C ．只要有电场和磁场，就能产生电磁波 D ．电磁波在同种介质中只能沿直线传播 解析：电磁波在真空中传播速度最大，为c ＝3×108 m/s ，在介质中传播速度v ＝c n ，n 为介质折射率，选项B 错误；均匀变化的电场或磁场，不能产生电磁波，选项C 错误；电磁波在均匀介质中沿直线传播，选项D 错误． 答案：A 2．关于电磁波，以下说法正确的是( ) A ．电磁波是能量存在的一种方式 B ．电磁波能够传递能量 C ．电磁波不是真实的物质 D ．微波炉就是用微波的能量来煮饭烧菜的 解析：场是一种看不见，摸不着，但真实存在的客观物质，电磁波是电磁场在周围空间中传播而形成的，所以也是一种客观物质，答案C 错误． 答案：ABD 3．关于γ射线，以下说法中正确的是( ) A ．比伦琴射线频率更高，穿透能力更强 B ．用来检测金属材料内部伤痕、裂缝、气孔等 C ．利用γ射线穿透力强制成金属测厚计来检测金属板的厚度 D ．“γ刀”是利用了γ射线的强穿透能力 解析：由于γ射线是一种比X射线波长更短的电磁波，γ射线的能量极高，穿透能力比X射线更强，也可用于金属探伤等，所以选项A、B、C正确．答案：ABC 4．关于电磁波的发射，下列说法中正确的是( ) A．各种频率的电磁振荡都能辐射电磁波，只是辐射的能量所占振荡总能量的比例不同罢了，振荡周期越大，越容易辐射电磁波 B．为了有效向外辐射电磁波，振荡电路必须采用开放电路，同时提高振荡频率C．为了有效向外辐射电磁波，振荡电路不需采用开放电路，但要提高振荡频率D．提高振荡频率和电路开放是发射电磁波的必要手段，振荡电路开放的同时，其振荡频率也随之提高 解析：电磁波的发射应该采用开放电路，同时频率越高，发射范围越大． 答案：B 图1 5．一根10m长的梭镖以相对速度穿过一根10 m长的管子，它们的长度都是在静止状态下测量的．以下哪种叙述最好地描述了梭镖穿过管子的情况？( ) A．梭镖收缩变短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它 B．管子收缩变短，因此在某些位置上，梭镖从管子的两端伸出来 C．两者都收缩，且收缩量相等，因此在某个位置，管子恰好遮住梭镖 D．所有这些都与观察者的运动情况有关 解析：如果你是在相对于管子静止的参考系中观察运动着的梭镖，那么梭镖看起来就比管子短，在某些位置梭镖会完全处在管子内部．然而当你和梭镖一起运动时，你看到的管子就缩短了，所以在某些位置，你可以看到梭镖两端都伸出管子．假如你在梭镖和管子之间运动，运动的速度是在梭镖运动的方向上，而大小是其一半；那么梭镖和管子都相对于你运动，且速度的大小一样；你看到这两样东西都缩短了，且缩短的量相同．所以你看到的一切都是相对的——依赖于你的参考系．答案：D 6．如图2所示，一辆由超强力电池供电的摩托车和一辆普通有轨电车，都被加 光学 电磁波 相对论 练习题 1．两束单色光A 、B 的波长分别为A λ、B λ，且A λ>B λ，则______（选填“A”或“B”）在水中发生全反射时的临界角较大．用同一装置进行杨氏双缝干涉实验时，可以观察到______（选填“A”或“B”）产生的条纹间距较大． 【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷） 【答案】 A A 2．如图，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“·”(图中O 点)，然后用横截面为等边三角形 ABC 的三棱镜压在这个标记上，小标记位于AC 边上。D 位于AB 边上，过D 点做AC 边的垂线交AC 于F 。该 同学在D 点正上方向下顺着直线DF 的方向观察。恰好可以看到小标记的像；过O 点做AB 边的垂线交直线 DF 于E ；DE =2 cm ，EF =1 cm 。求三棱镜的折射率。(不考虑光线在三棱镜中的反射) 【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国III 卷） 【答案】 【解析】试题分析 本题考查折射定律、光在三棱镜中传播及其相关的知识点。 解析过D 点作AB 边的发现 ，连接OD ，则 为O 点发出的光纤在D 点的入射角；设该光线在D 点的折射角为β，如图所示。根据折射定律有 考点定位】光的折射，全反射，几何光学 【名师点睛】本题考查的知识点较多，涉及光的折射、全反射、光电效应方程、折射率与波长的关系、横波和纵波的概念等，解决本题的关键是能通过光路图判断出两种光的折射率的关系，并能熟练利用几何关系。 4．【2017·新课标Ⅱ卷】（10分）一直桶状容器的高为2l ，底面是边长为l 的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD ′、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示。容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料。在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D 点射出的两束光线相互垂直， 第55讲电磁波相对论简介 考情剖析 (注：①考纲要求及变化中Ⅰ代表了解和认识，Ⅱ代表理解和应用；②命题难度中的A代表容易，B代表中等，C代表难) 知识 整合 知识网络 基础自测 一、麦克斯韦电磁场理论 1．麦克斯韦电磁场理论 (1)变化的磁场(电场)能够在周围空间产生________________________________________________________________________ ________________； (2)均匀变化的磁场(电场)能够在周围空间产生稳定的__________； (3)振荡的磁场(电场)能够在周围空间产生同________的振荡电场(磁场)． 2．电磁场和电磁波：变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一体，即为电磁场．__________由近及远的传播就形成了电磁波． 电磁波的特点： (1)电磁波是________________波．在传播方向的任一点E 和B 随时间作正弦规律变化，E 与B 彼此垂直且与传播方向垂直． (2)电磁波的传播速度v ＝λf ＝λ T ，在真空中的传播速度等于__________速． (3)__________预言了电磁波的存在．__________证实了电磁波，测出了波长和频率，证实传播速度等于光速；验证电磁波能产生反射、折射、衍射和干涉． 3．对麦克斯韦电磁场理论的进一步理解 二、电磁波的发射 1．有效地向外发射电磁波的振荡电路应具备的特点： (1)要有足够高的振荡__________．理论的研究证明，振荡电路向外界辐射能量的本领与频率的四次方成正比； (2)振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的__________，才能有效地把电磁场的能量传播出来． 2．发射电磁波的目的：传递信息(信号) 把要传递的低频率电信号“加”到高频电磁波上，使电磁波随各种信号而改变叫做调制．其中，使高频振荡的电磁波振幅随信号而改变叫做__________；使高频振荡的电磁波频率随信号而改变叫做__________． 三、电磁波的传播 电磁波以横波形式传播，其传播不需要__________，传播方式有天波、地波和空间波(又称直线波)．传播速度和频率、波长的关系为__________． 四、电磁波的接收 使接收电路产生电谐振的过程叫做________________________________________________________________________．使声音或图像信号从高频电流中还原的过程，即调制的逆过程，叫做________________________． 五、电磁波的传播及波长、频率、波速 (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)v＝λf，f是电磁波的频率，即为发射电磁波的LC振荡电路的频率f＝1 2πLC ，改变L或C即可改变f，从而改变电磁波的波长λ. 六、电磁波与机械波的比较 综 合 测 试 ㈠ （测试时间90分钟，满分100分） 一、选择题（8个小题，每小题4分，共32分。每小题只有一个正确答案） 1.蹦级是一种极限体育项目，可以锻炼人的胆量和意志。运动员从高处跳下，弹性绳被拉展前做自由落体运动，弹性绳被拉展后在弹性绳的缓冲作用下，运动员下落一定高度后速度减为零。在这下降的全过程中，下列说法中正确的是 A.弹性绳拉展前运动员处于失重状态，弹性绳拉展后运动员处于超重状态 B.弹性绳拉展后运动员先处于失重状态，后处于超重状态 C.弹性绳拉展后运动员先处于超重状态，后处于失重状态 D.运动员一直处于失重状态 2.如图㈠-1，一架梯子斜靠在光滑竖直墙和粗糙水平面间静止，梯子和竖直墙的夹角为α。当α再增大一些后，梯子仍然能保持静止。那么α增大后和增大前比较，下列说法中正确的是 A.地面对梯子的支持力增大 B.墙对梯子的压力减小 C.水平面对梯子的摩擦力增大 D.梯子受到的合外力增大 3.汽车刹车后开始做匀减速运动，第1秒内和第2秒内的位移分别为3m 和2m ，那么从2秒末开始，汽车还能继续向前滑行的最大距离是 A.1.5m B.1.25m C.1.125m D.1m 4.有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁高速行驶，做匀速圆周运动。图㈠-2中粗线圆表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h 。下列说法中正确的是 A.h 越高摩托车对侧壁的压力将越大 B.h 越高摩托车做圆周运动的向心力将越大 C.h 越高摩托车做圆周运动的周期将越小 D.h 越高摩托车做圆周运动的线速度将越大 5.已知地球的同步卫星的轨道半径为地球半径的 6.6倍，根据你知道的常识，可以估计出地球到月球的距离。这个距离最接近以下哪个答案 A.地球半径的40倍 B.地球半径的60倍 C.地球半径的80倍 D.地球半径的100倍 6.图㈠-3是在光滑水平面上沿同一条直线运动的 两个滑块a 、b 在发生碰撞前后的位移图象。下列说法中 正确的是 A.a 、b 的质量之比为1∶8 B.a 、b 的质量之比为1∶ 4 图㈠ -2 /s 图㈠-3 物理学史总结 一、力学 1、1638年，意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》中用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快；并在比萨斜塔做了两个不同质量的小球下落的实验，证明了他的观点是正确的，推翻了古希腊学者亚里士多德的观点（即：质量大的小球下落快是错误的）； 2、17世纪，伽利略通过构思的理想实验指出：在水平面上运动的物体若没有摩擦，将保持这个速度一直运动下去；得出结论：力是改变物体运动的原因，推翻了亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因。同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出：如果没有其它原因，运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。 3、1687年，英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了三条运动定律（即牛顿三大运动定律）。 4、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适用于微观粒子和高速运动物体。 5、1638年，伽利略在《两种新科学的对话》一书中，运用观察－假设－数学推理的方法，详细研究了抛体运动。 6、人们根据日常的观察和经验，提出“地心说”，古希腊科学家托勒密是代表；而波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”，大胆反驳地心说。 7、17世纪，德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律； 8、牛顿于1687年正式发表万有引力定律；1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量； 9、1846年，英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维烈应用万有引力定律，计算并观测到海王星，1930年，美国天文学家汤苞用同样的计算方法发现冥王星。 10、我国宋朝发明的火箭是现代火箭的鼻祖，与现代火箭原理相同； 俄国科学家齐奥尔科夫斯基被称为近代火箭之父，他首先提出了多级火箭和惯性导航的概念。 11、1957年10月，苏联发射第一颗人造地球卫星； 1961年4月，世界第一艘载人宇宙飞船“东方1号”带着尤里加加林第一次踏入太空。 二、电磁学 12、1785年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律，并测出了静电力常量k的值。 13、16世纪末，英国人吉伯第一个研究了摩擦是物体带电的现象。 18世纪中叶，美国人富兰克林提出了正、负电荷的概念。 1752年，富兰克林在费城通过风筝实验验证闪电是放电的一种形式，把天电与地电统一起来，并发明避雷针。 14、1913年，美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量，获得诺贝尔奖。 15、1837年，英国物理学家法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场。 16、1826年德国物理学家欧姆（1787-1854）通过实验得出欧姆定律。 17、1911年，荷兰科学家昂纳斯发现大多数金属在温度降到某一值时，都会出现电阻突然降为零的现象——超导现象。 第5课时 电磁波与相对论 导学目标 1.掌握麦克斯韦电磁场理论的两个要点，理解电磁波的概念.2.掌握电磁波的产生及其传播、发射和接收，掌握电磁波谱.3.掌握狭义相对论的基本假设和几个重要结论，以及相对论质能关系式． 一、电磁场与电磁波 [基础导引] 麦克斯韦关于电磁场理论的主要论点是什么？请用麦克斯韦的电磁场理论说明电磁波是怎样产生的． [知识梳理] 1．麦克斯韦电磁场理论 变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场． 2．电磁场 变化的电场在周围空间产生磁场，变化的磁场在周围空间产生电场，变化的电场和磁场成为一个完整的整体，这就是电磁场． 3．电磁波 电磁场(电磁能量)由近及远地传播形成电磁波． (1)电磁波是______波，在空间传播__________介质． (2)真空中电磁波的速度为________ m/s. 二、无线电波的发射和接收 [知识梳理] 1．发射电磁波的条件 (1)要有足够高的振荡频率； (2)电路必须开放，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间． 2．调制有________和________两种方式，________是调制的逆过程． 三、相对论的简单知识 [基础导引] 火箭以0.75c 的速度离开地球，从火箭上向地球发射一个光信号．火箭上测得光离开的速度是c ，根据过去熟悉的速度合成法则，光到达地球时地球上测得的光速是多少？根据狭义相对论原理呢？ [知识梳理] 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Δt ＝Δτ 1－????v c 2 . 3．长度的相对性l ＝l 01－??? ?v c 2. 专题14 光电磁波相对论 （2012 浙江）20、为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外面壳绝缘的两块平行金属板构成的电容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错误!未找到引用源。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 20【答案】BC 【考点】电容器 【解析】根据平行板电容的电容公式 4S C kd επ= ，知道液面上升，则板间的平均电介质ε 增大，得C 增大，B 项对；LC 振荡电路周期 ，在C 增大时，T 增大，所 以频率减小，C 项对。 （2012新课标）34.（2）（9分） 一玻璃立方体中心有一点状光源。今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜，以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体。已知该玻璃的折射率为2，求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值。 （2）【考点】全反射 解：如图，考虑从玻璃立方体中心O 点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃立方体上表面发生折射。根据折射定律有sin sin n θα= ① 式中，n 是玻璃的折射率，入射角等于θ，α是折射角。 现假设A 点是上表面面积最小的不透明薄膜边缘上的一点。由题意，在A 点刚好发生全反射，故2 A π α= ② 设线段OA 在立方体上表面的投影长为R A ，由几何关系有A 22 sin ()2 A A a R θ+③ 式中a 为玻璃立方体的边长，有①②③式得2 21 A R n = - 由题给数据得2 A a R = ⑤ 由题意，上表面所镀的面积最小的不透明薄膜应是半径为R A 的圆。所求的镀膜面积S ′ 2013届高三物理一轮复习（人教版）选修3－5 综合测试题 本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分， 考试时间90分钟． 第Ⅰ卷(选择题共40分) 一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分) 1．下面列出的是一些核反应方程： 30 15P―→3014Si＋X，94Be＋21H―→105B＋Y， 4 2He＋42He―→73Li＋Z. 其中() A．X是质子，Y是中子，Z是正电子 B．X是正电子，Y是质子，Z是中子 C．X是中子，Y是正电子，Z是质子 D．X是正电子，Y是中子，Z是质子 [答案] D [解析]由电荷数守恒和质量数守恒规律可知，X是正电子，Y 是中子，Z是质子，故D正确． 2．(2012·上海模拟)用α粒子轰击铝核(2713Al)，在变为磷核(3015P)的同时释放一个x粒子，磷核(3015P)具有放射性，它在衰变为硅核(3014Si)的同时释放一个y粒子，则x粒子和y粒子分别是() A．质子和电子 B．质子和正电子 C．中子和电子D．中子和正电子 [答案] D [解析]由核反应的质量数和电荷数守恒得42He＋2713Al→3015P＋10n， x粒子为中子；3015P→3014Si＋01e，y是正电子，D正确． 3．(2012·乌鲁木齐模拟)下列说法正确的是() A.15 7N＋11H→12 6C＋42He是α衰变方程 B.42He＋2713Al→3015P＋10n是β衰变方程 C.11H＋21H→32He＋γ是核聚变反应方程 D.238 92U→234 90Th＋42He是核裂变反应方程 [答案] C [解析]放射性元素的原子核发出α粒子，称之为α衰变，A选项错误；β衰变为10n→11H＋ 0－1e，B选项错误；铀的裂变反应方程为： 238 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n，D选项错误；C选项正确．4．如图所示， 一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块．木箱和小木块都具有一定的质量．现使木箱获得一个向右的初速度v0，则() A．小木块和木箱最终都将静止 专题十七光学、电磁波与相对论初步 考点一光的折射与全反射 1.[2018河南八市第一次测评,17(2)]如图所示,玻璃三棱镜的横截面是边长为a的等边三角形,BC面沿竖直方向,O点为BC的中点,现用一束宽为a的单色平行光束水平射向AB及AC面,若玻璃三棱镜对此平 行光束的折射率为√3。 ①求射向AB中点P的光线经折射后直接到达BC边的位置; a处放置一平行BC面的光屏,光屏上被照亮的竖直长度为多少? ②若距O点距离为√3 3 答案①BC边的中点②2a 2.(2019山西百日冲刺)同一材料制成的透明体由半径为R的半球体和长度为L、半径为R的圆柱体组成,截面图如图所示,O为半球体的球心。某细束单色光沿PO方向射向半球面,在BC边恰好发生全反射,最后沿与DC夹角为θ的方向从CD边射出,已知光在真空中的速度大小为c。求 ①透明体对该光的折射率n; ②该光在透明体中传播的时间t。 答案①该光在透明体中的光路如图所示,该光在BC边恰好发生全反射,α为临界角,则有: sinα=1 n 又:n=sin(90°?θ) sin(90°?α) 解得:n=√1+cos2θ ②由光的折射规律有:n=c v 该光沿AD方向的分速度大小为: v x=v sinα,且sinα=1 2 该光在透明体中传播时间为:t=Rsinα+L v x 解得:t=R√1+cos2θ+L(1+cos2θ) c 3.(2019安徽A10联盟2月联考)如图是某种玻璃材料制成的空心圆柱体的截面图,玻璃圆柱体的半径为2R,空心部分是半径为R的圆,两圆同心。一束单色光(平行于截面)从圆柱体外表面上的A点以入射角i射入玻璃材料中,光束经折射后恰好与内圆面相切于B点,已知该玻璃材料对此单色光的折射率为√2。 (Ⅰ)求入射角i; (Ⅱ)欲使该光束从A点入射后,恰好在内圆面上发生全反射,则入射角i'是多少? 答案(Ⅰ)45°(Ⅱ)30° 4.直角等腰玻璃三棱镜ABC的截面如图所示,∠ABC=∠ACB=45°,一条单色光从腰AB上的D点射入三棱镜,在玻璃内部折射光线为DE,折射角r=30°,折射光线传播到BC边上的E点。已知该玻璃三棱镜的折射率n=√2。 (ⅰ)求光线的入射角i(图中未标出); (ⅱ)判断光线能否在E点发生全反射。 答案本题考查了光的折射和全反射,体现了科学思维中科学推理要素。 (ⅰ)根据光的折射定律有 n=sini sinr 解得i=45° (ⅱ)根据几何关系有∠DEB=15° 光线在BC边的入射角为α=75° 设光线从玻璃射入空气发生全反射的临界角为C,则 sin C=1 n 可得C=45°(人教版)2020年高考物理一轮复习 第十六章 光与电磁波 相对论简介 第3讲 电磁波学案
高三物理选修3-5综合测试题
(完整版)人教版物理学史归纳
电磁波 相对论简介
专题十六 电磁波 相对论 高考真题集锦
广东省广州市2018届高三4月综合测试(二模)理综物理考试试题
物理学史6.3 狭义相对论被人们接受的经过
2020届高三物理总复习课时作业38 电磁波 相对论简介 新人教版
光学 电磁波 相对论 练习题
高中物理选修34第十四、十五章第55讲 电磁波 相对论简介
高三物理复习-综合测试(一)
物理学史总结
电磁波与相对论(含答案)
专题14光电磁波相对论
2013届高三物理一轮复习(人教版)选修3-5综合测试题
专题十七 光学、电磁波与相对论初步(试题部分)
相关主题
文本预览