教育出版網(wǎng)站二輪復(fù)習(xí)專題14電磁波相對論簡介

2022屆人教版高三物理二輪復(fù)習(xí)（教學(xué)案）導(dǎo)學(xué)案專題十四電磁波相對論簡介●高考命題趨勢從近三年的高考試題考點分布可以看出，本章復(fù)習(xí)時應(yīng)以課本為主，對每個考點的內(nèi)容都要熟練記憶，掌握最基本的知識和內(nèi)容即可．重點內(nèi)容是麥克斯韋的電磁理論、電磁波的傳播和電磁波譜，以及相對論的質(zhì)速關(guān)系、質(zhì)能關(guān)系．結(jié)合近三年高考的特點，預(yù)計本專題是2022年高考的必考內(nèi)容．1、考查麥克斯韋電磁場理論，電磁波的產(chǎn)生和特點．2、考查電磁波譜無線電波的發(fā)射和接收3、相對論的質(zhì)速關(guān)系、質(zhì)能關(guān)系考察多以選擇題的形式，考察基本概念，公式●必備知識梳理考點一：電磁波一、麥克斯韋電磁場理論1．麥克斯韋電磁場理論變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生① ，變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生② ．2．電磁場變化的電場在周圍空間產(chǎn)生磁場，變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生電場，變化的電場和磁場成為一個完整的整體，這就是③．一、答案：①電場②磁場③電磁場二、電磁波1．產(chǎn)生：變化的電場和① 磁場總是交替產(chǎn)生，由發(fā)生區(qū)域向周圍空間傳播開去，就形成② ．2．特點(1)電磁波的傳播不需要③ ，但可以在介質(zhì)中傳播．(2)如圖1所示，在電磁波中每處的電場強度和磁感應(yīng)強度的方向總是垂直的，并且都跟電磁波的傳播方向垂直，所以電磁波是④ ．(3)電磁波的波速等于光速，實際上，光就是特定頻率范圍內(nèi)的電磁波．3、波速：在真空中電磁波的波速與光速⑤，在介質(zhì)中傳播速度小于光速．電磁波的波長、頻率、波速三者之間的關(guān)系是，此式為真空中傳播的電磁波各物理量之間的關(guān)系二、答案：①變化的磁場②電磁波③介質(zhì)④橫波⑤相同三、電磁振蕩1．概念(1)振蕩電流：大小和方向發(fā)生周期性變化的電流．它是一種頻率很高的① ．(2)振蕩電路：能夠產(chǎn)生振蕩電流的電路．最簡單的振蕩電路，就是LC回路．LC振蕩電路是由電感線圈和電容器組成的電路，簡稱② ．(3)電磁振蕩：在振蕩電路產(chǎn)生振蕩電流的過程中，電容器極板上的電荷，通過線圈的電流，以及跟電流和電荷相聯(lián)系的磁場和電場都發(fā)生③ 變化，這種現(xiàn)象叫電磁振蕩．(4)周期和頻率：電磁振蕩完成一次周期性變化需要的時間叫做④ ，1s內(nèi)完成的周期性變化的次數(shù)叫做頻率．2、公式：（電磁振蕩的周期和頻率公式）,3、振蕩過程如圖2所示電路分析：甲圖：電場能達到最大，磁場能為零，電路感應(yīng)電流i＝0.甲→乙：電場能↓，磁場能↑，電路中電流i↑，電路中磁場能向電場能轉(zhuǎn)化，叫放電過程．乙圖：磁場能達到最大，電場能為零，電路中電流i達到最大．乙→丙：電場能↑，磁場能↓，電路中電流i↑，電路中磁場能向電場能轉(zhuǎn)化，叫充電過程．丙圖：電場能達到最大(與甲圖的電場反向)，磁場能為零，電路中電流為零．丙→丁：電場能↓，磁場能↑，電路中電流i↓，電路中電場能向磁場能轉(zhuǎn)化，叫放電過程．丁圖：磁場能達到最大，電場能為零，回路中電流達到最大(方向與原方向相反)．丁→戊：電場能↑，磁場能↓，電路中電流i↓，電路中磁場能向電場能轉(zhuǎn)化，叫反向充電過程．戊與甲是重合的，從而振蕩電路完成了一個周期．三、答案：①交變電流②LC回路③周期性④周期四、無線電波的發(fā)射和接收、電視和雷達1．無線電波的發(fā)射（1)發(fā)射電磁波的條件第一，要有足夠高的① ；第二，電路必須開放，使振蕩電路的電場和磁場分散到盡可能大的空間．(2)發(fā)射電磁波是利用它傳遞某種信號，因此必須進行調(diào)制．所謂調(diào)制，就是把要② 加在電磁波上的過程，有調(diào)幅和調(diào)頻兩種方式．2．無線電波的接收無線電波的接收過程是：調(diào)諧電路利用電諧振的原理接收所需的電磁波，再通過檢波器檢波得到電磁波所攜帶的信號．(1)當接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率③時，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強，這種現(xiàn)象叫電諧振．(2)使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫④．(3)從接收到的高頻信號中“檢出”所攜帶信號的過程叫⑤，也叫解調(diào)，它是調(diào)制的⑥ 3．電視的基本原理在電視發(fā)射端，由攝像管攝取景物并將景物反射的光轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕倪^程就是攝像，這個過程由攝像管完成．在電視接收端，由電視接收機的顯像管把電信號還原成景物的像，這一過程中要進行⑦等過程．電視信號的傳播主要是通過⑧ 傳播．4．雷達的基本原理雷達是利用⑨ 來判定物體位置的電子設(shè)備．雷達向某一方向發(fā)射電磁波時，在顯示器的熒光屏上呈現(xiàn)發(fā)射的尖形波，無線電波遇到障礙物反射回來，被雷達接收，在顯示器的熒光屏上出現(xiàn)第二個尖形波，根據(jù)兩個尖形波的距離，可得到障礙物到雷達站的距離，再根據(jù)發(fā)射電磁波的方向和仰角，便可判定障礙物的位置．利用多普勒效應(yīng)還可以測量移動物體的速度．雷達是利用電磁波譜的⑩段工作的．四、答案：①頻率②傳播的信號③相同④調(diào)諧⑤檢波⑥逆過程⑦調(diào)諧、檢波⑧直線⑨電磁波⑩微波五、電磁波譜1．電磁波按波長由大到小的順序為：① 、② ．2．不同電磁波產(chǎn)生機理不同：無線電波由振蕩電路中自由電子的③ 運動產(chǎn)生；可見光由原子的④ 受激后產(chǎn)生；X射線由原子的⑤ 受激后產(chǎn)生；γ射線是⑥ 受到激發(fā)后產(chǎn)生的．3．不同電磁波的特性不同：無線電波易發(fā)生⑦ 和⑧ ．紅外線有顯著⑨ ；可見光可引起視覺反應(yīng)；紫外線有顯著的⑩ ；X射線的eq\o\ac(○,11) 能力很強；γ射線的eq\o\ac(○,12) 能力更強．五、答案：①無線電波②紅外線、可見光、紫光線、X射線、γ射線③周期性④外層電子⑤內(nèi)層電子⑥原子核⑦干涉⑧衍射⑨熱作用⑩化學(xué)作用eq\o\ac(○,11)穿透eq\o\ac(○,12)穿透點二：相對論1.狹義相對論的兩個假設(shè)①在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是①的.這個假設(shè)通常稱為愛因斯坦②②真空中的光速在不同的慣性參考系中都是③的,與光源的運動和觀察者的運動沒有關(guān)系.這個假設(shè)通常叫做④.2.時間和空間的相對性：①時間間隔的相對性：②長度的相對性：l＝③相對論速度變換公式：④相對論質(zhì)量m＝eq\f(m0,\r(1－\f(v2,c2)))●方法技巧解讀題型一：對電磁場和電磁波的理解1、恒定的磁場周圍沒有電場產(chǎn)生，同理，恒定的電場周圍也沒有磁場產(chǎn)生2、變化的磁場產(chǎn)生電場(1)若磁場均勻變化，則產(chǎn)生恒定的電場．(2)若磁場不均勻變化，則產(chǎn)生變化的電場．(3)在振蕩電路中，周期性變化的磁場產(chǎn)生同頻率的周期性變化的電場．3、變化的電場產(chǎn)生磁場(1)若電場均勻變化，則產(chǎn)生恒定的磁場．(2)若電場不均勻變化，則產(chǎn)生變化的磁場．(3)在振蕩電路中，周期性變化的電場產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場．4．周期性變化的電場和周期性變化的磁場相互聯(lián)系，形成一個不可分離的統(tǒng)一的場，就是電磁場．【例1】下列關(guān)于電磁場的說法中正確的是()A．只要空間某處有變化的電場或磁場，就會在其周圍產(chǎn)生電磁場，從而形成電磁波B．任何變化的電場周圍一定有磁場C．振蕩電場和振蕩磁場交替產(chǎn)生，相互依存，形成不可分離的統(tǒng)一體，即電磁場D．電磁波的理論在先，實踐證明在后答案：BCD解析：根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論可知選項A錯誤，若電場或磁場的變化是均勻的，則不能形成電磁波，只能形成穩(wěn)定的磁場或電場，B項正確．若電場的變化是非均勻的，則可形成電磁場，由電磁場的定義可知C正確．英國物理學(xué)家麥克斯韋從理論上預(yù)見了電磁波的存在，并指出電磁波的特點．例如：電磁波的傳播不需要介質(zhì)，它在真空中的速度等于光速，電磁波是橫波等，進而說明光是電磁波家庭中的一員．二十多年后德國物理學(xué)家赫茲用實驗驗證了電磁波的存在．所以D正確．【點撥】緊緊抓住麥克斯韋電磁場理論的要點，并深刻理解是解決本類題的關(guān)鍵．題型二、電磁波與機械波的比較區(qū)別電磁波機械波研究對象電磁現(xiàn)象力學(xué)現(xiàn)象產(chǎn)生由周期性變化的電場、磁場產(chǎn)生由質(zhì)點(波源)的振動產(chǎn)生縱、橫波橫波縱波或橫波波速在真空中等于光速(很大)在空氣中很小(如聲波為340m/s)介質(zhì)需要不需要介質(zhì)(在真空中仍可傳播)必須有介質(zhì)(真空中不能傳播)能量傳播電磁能機械能說明：(1)同一電磁波在不同介質(zhì)中傳播時，頻率不變(頻率由波源決定)，波速、波長發(fā)生改變，在介質(zhì)中的速度都比在真空中速度?。?2)不同電磁波在同一介質(zhì)中傳播時，傳播速度不同，頻率高則波速?。?3)在真空中傳播時，不同頻率的電磁波的速度都相同，即等于光速．(4)電磁波可以脫離“波源”而獨立存在，電磁波發(fā)射出去以后，產(chǎn)生電磁波的波源停止發(fā)射后，在空間的電磁波仍繼續(xù)傳播．【例2】下列關(guān)于電磁波的敘述中，正確的是 ()A．電磁波是電磁場由發(fā)生區(qū)域向遠處的傳播B．電磁波在任何介質(zhì)中的傳播速度均為×108m/sC．電磁波由真空進入介質(zhì)傳播時，波長將變短D．電磁波不能產(chǎn)生干涉及衍射現(xiàn)象【答案】：AC【解析】：電磁波是電磁場由發(fā)生區(qū)域向遠處的傳播，選項A正確．電磁波在不同的介質(zhì)中傳播的速度不同，在真空中傳播的速度最大，為×108m/s，選項B錯誤．電磁波的波速、波長和頻率的關(guān)系：v＝λf，電磁波在不同介質(zhì)中傳播時頻率f不變，由真空進入介質(zhì)傳播時，由于速度變大，波長變短，選項C正確．電磁波是波，具有波的一切特性，能發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象，選項D錯誤．【點撥】本題考查電磁波與機械波的區(qū)別，熟記電磁波和機械波的特點是解題的關(guān)鍵．題型三相對論原理的應(yīng)用1．長度的相對性設(shè)靜止物體長為l0，在此長度方向上運動的速度為v，在此慣性系中測量長度為l，則由狹義相對論會得出如下式：理解：（1)不同慣性系中的觀測者對同一物體進行觀測，測得的結(jié)果并不相同．(2)雖然結(jié)果不同，物體本身并未收縮．(3)在垂直于運動方向不發(fā)生收縮效應(yīng)現(xiàn)象．(4)我們平常觀察不到這種長度收縮效應(yīng)，是因為我們生活在比光速低很多的低速世界里，這種現(xiàn)象極不明顯．因此，在低速運動中，長度收縮效應(yīng)可忽略不計．2．時間間隔的相對性對同一個物理事件，在靜止參考系中觀測所經(jīng)歷的時間為Δt，在高速運動的參考系中觀測所經(jīng)歷的時間為Δτ，則有理解：(1)一個相對我們做高速運動的慣性系中發(fā)生的物理過程，在我們看來，它所經(jīng)歷的時間比在這個慣性系中直接觀察到的時間長，慣性系速度越大，我們觀察到的過程所經(jīng)歷的時間越長．(2)由于運動是相對的，故在某一個參考系中觀察另一個不同參考系里發(fā)生的物理事件時，總感到時間的延緩效應(yīng)．3、相對論只能關(guān)系如果物體的靜止質(zhì)量為，則叫做物體的靜止能量，當物體具有速度V時，其質(zhì)量，而把稱為物體運動時的能量，以上兩式稱為相對論質(zhì)能關(guān)系式質(zhì)量和能量都是物體的重要屬性．質(zhì)量可以通過物體的慣性和萬有引力現(xiàn)象而顯示出來，能量則通過物體系統(tǒng)狀態(tài)變化時對外做功、傳遞熱量等形式而顯示出來．質(zhì)能關(guān)系式揭示了質(zhì)量和能量是不可分割的，這個公式建立了這兩個屬性在量值上的關(guān)系，它表示具有一定質(zhì)量的物體也必具有和這質(zhì)量相當?shù)哪芰浚ǔＫf的物體的動能僅是mc2和m0c愛因斯坦質(zhì)能方程E＝mc2，表明物體的質(zhì)量和能量間的關(guān)系，即物體具有的能量與其質(zhì)量成正比，當物體的能量增加或減少時，它的質(zhì)量也會相應(yīng)地增加或減少，即ΔE＝Δmc2.【例3】1947年，在用乳膠研究高空宇宙射線時，發(fā)現(xiàn)了一種不穩(wěn)定的基本粒子，稱作介子，質(zhì)量約為電子質(zhì)量的273倍，它帶有一個電子電荷量的正電荷或負電荷，稱作π＋或π－.若參考系中π±介子處于靜止，它們的平均壽命為τ＝×10－8s，設(shè)π±介子以0.9c(1)在實驗室參考系觀測到該粒子的平均壽命．(2)在實驗室參考系中觀測到該粒子運動的平均距離．(3)該粒子運動時的動能．【答案】15.85mJ【解析】（1）粒子運動時，在和粒子相對靜止的參考系中，粒子的壽命壽命仍為，而此時在實驗室中觀察到的壽命應(yīng)比大，滿足（2）平均距離（3）粒子的靜止質(zhì)量粒子的動能為●高考題型例析考點一：電磁波1.（2022·廣東模擬）磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的四種情況如圖所示，其中能產(chǎn)生電場的有________圖示的磁場，能產(chǎn)生持續(xù)電磁波的有________圖示的磁場．[答案]BCDBD[解析]根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，有如下分析：A圖的磁場是恒定的，不能產(chǎn)生新的電場，更不能產(chǎn)生電磁波；B圖中的磁場是周期性變化的，可以產(chǎn)生周期性變化的電場，因而可以產(chǎn)生持續(xù)的電磁波；C圖中的磁場是均勻變化的，能產(chǎn)生恒定的電場，而恒定的電場不能再產(chǎn)生磁場，不能產(chǎn)生電磁場，因此不能產(chǎn)生持續(xù)的電磁波；D圖所示磁場是周期性變化的，能產(chǎn)生周期性變化的電場，能產(chǎn)生電磁波．2．（2022上海物理7）．電磁波包含了射線、紅外線、紫外線、無線電波等，按波長由長到短的排列順序是（ ）（A）無線電波、紅外線、紫外線、射線（B）紅外線、無線電波、射線、紫外線（C）射線、紅外線、紫外線、無線電波（D）紫外線、無線電波、射線、紅外線【答案】A【解析】電磁波譜波長由長到短的排列順序是無線電波、紅外線、可見光、紫外線、射線，選項A正確．考點二：相對論1.（2022江蘇物理模擬）“世界物理年”決議的作出與愛因斯坦的相對論時空觀有關(guān)．一個時鐘，在它與觀察者有不同相對速度的情況下，時鐘的頻率是不同的，它們之間的關(guān)系如圖所示．由此可知，當時鐘和觀察者的相對速度達到0.6c(c為真空中的光速)時，時鐘的周期大約為________．在日常生活中，我們無法察覺時鐘周期性變化的現(xiàn)象，是因為觀察者相對于時鐘的運動速度________．若在高速運行的飛船上有一只表，從地面上觀察，飛船上的一切物理、化學(xué)過程和生命過程都變________(填“快”或“慢”[答案]遠小于光速c慢[解析]根據(jù)題圖中數(shù)據(jù)可知，當時鐘和觀察者的相對速度達到0.6c時，對應(yīng)時鐘的頻率為，則周期為.日常生活中，我們無法察覺是因為運動速度遠小于光速c2.（2022年江蘇物理12）．B（1）如圖甲所示，強強乘電梯速度為（為光速）的宇宙飛船追趕正前方的壯壯，壯壯的飛行速度為，強強向壯壯發(fā)出一束光進行聯(lián)絡(luò)，則壯壯觀測到該光束的傳播速度為．（填寫選項前的字母）【答案】C【解析】：光速不變原理●跟蹤練習(xí)薈萃1．關(guān)于電磁場和電磁波，下列說法中正確的是()A．均勻變化的電場在它的周圍產(chǎn)生均勻變化的磁場B．電磁波中每一處的電場強度和磁感應(yīng)強度總是互相垂直的，且與波的傳播方向垂直C．電磁波和機械波一樣依賴于介質(zhì)傳播D．只要空間中某個區(qū)域有振蕩的電場或磁場，就能產(chǎn)生電磁波解析：根據(jù)麥克斯韋電磁場理論可知，均勻變化的電場在它的周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，故選項A是錯誤的．因電磁波中每一處的電場強度和磁感應(yīng)強度總是互相垂直的．且與波的傳播方向垂直，所以電磁波是橫波，故選項B是正確的．電磁波可以在真空中傳播，故選項C是錯誤的．只要空間中某個區(qū)域有振蕩的電場或磁場，就在周期性變化的電場周圍產(chǎn)生同周期變化的磁場，周期性變化的磁場周圍產(chǎn)生同周期變化的電場，這樣由近及遠傳播，形成了電磁波，故選項D是正確的．答案：BD2．下列說法正確的是()A．光速不變原理是狹義相對論的兩個基本假設(shè)之一B．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加一個偏振片以增加透射光的強度C．光在介質(zhì)中的速度大于光在真空中的速度D．變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場；變化的磁場一定產(chǎn)生變化的電場解析：由相對論的知識知，A對；拍攝玻璃窗內(nèi)的物品時，在鏡頭前加一個偏振片是為了濾去反射光而不是增加透射光的強度，B錯；光在任何介質(zhì)中的傳播速度都比真空中小，C錯；由麥克斯韋的電磁理論，變化的電場一定產(chǎn)生磁場，但不一定產(chǎn)生變化的磁場，如隨時間均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，同樣，變化的磁場不一定產(chǎn)生變化的電場．答案：A3．“風云”二號衛(wèi)星發(fā)送回地面的紅外云圖是由衛(wèi)星上設(shè)置的可以接收云層輻射的紅外線的感應(yīng)器完成的，云圖上的黑白程度是由輻射紅外線的云層的溫度高低決定的，這是利用了紅外線的()A．穿透性 B．熱效應(yīng)C．可見性 D．化學(xué)效應(yīng)解析：紅外線是不可見光，人眼無法覺察到，所以C選項錯誤．它的波長長，頻率低，穿透能力較弱，A選項錯誤．它的主要作用是熱效應(yīng)，物體溫度越高，向外輻射的紅外線越強，正是利用這一性質(zhì)得到大氣層遙感圖的，故B選項正確，D選項錯誤．答案：B4．下列說法符合實際的是()A．醫(yī)院里常用X射線對病房和手術(shù)室消毒B．醫(yī)院里常用紫外線對病房和手術(shù)室消毒C．在人造衛(wèi)星上對地球進行拍攝是利用紫外線有較好的分辨能力D．在人造衛(wèi)星上對地球進行拍攝是利用紅外線有較好的穿透云霧煙塵的能力解析：紫外線有殺菌消毒的作用，紅外線的主要效應(yīng)是熱效應(yīng)，且紅外線的波長長，易衍射，穿透云霧煙塵的能力強．答案：BD5．關(guān)于電磁波譜，下列說法正確的是()A．倫琴射線是高速電子流射到固體上，使固體原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)而產(chǎn)生的B．γ射線是原子的內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生的C．在電磁波譜中，最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的是γ射線D．紫外線比紫光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象解析：在電磁波中，無線電波是振蕩電路產(chǎn)生的；紅外線、可見光、紫外線是原子外層電子受激發(fā)產(chǎn)生的；倫琴射線是原子內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生的；γ射線是原子核受激發(fā)后產(chǎn)生的．從無線電波到γ射線，頻率逐漸增大，波長逐漸減小，而波長越長，越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，因此，紫光比紫外線更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，無線電波最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象．答案：A6．太陽光中包含的某種紫外線的頻率為f1，VCD影碟機中讀取光盤數(shù)字信號的紅色激光的頻率為f2，人體透視使用的X光的頻率為f3，則下列結(jié)論正確的是()A．這三種頻率的大小關(guān)系是f1<f2<f3B．紫外線是原子的內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生的C．紅色激光是原子的外層電子受激發(fā)產(chǎn)生的D．X光是原子核受激發(fā)產(chǎn)生的解析：根據(jù)電磁波譜中各種電磁波產(chǎn)生的原理可知，紫外線，紅色激光(屬于可見光)是原子的外層電子受激發(fā)產(chǎn)生的，X光是原子的內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生的，則C選項正確，B，D選項錯誤．答案：C圖17．圖1是一個水平放置的玻璃圓環(huán)形的小槽，槽內(nèi)光滑，槽的寬度和深度處處相同，現(xiàn)將一個直徑略小于槽寬的帶正電的小球放在槽中，讓它獲得一個初速度v0，與此同時，有一個變化的磁場垂直穿過玻璃環(huán)形小槽外徑所對應(yīng)的圓面積，磁感應(yīng)強度的大小跟時間成正比例增大，方向豎直向下，設(shè)小球在運動過程中電荷量不變，則()A．小球受到的向心力大小不變B．小球受到的向心力大小不斷增大C．磁場力對小球做了功D．小球受到的磁場力大小與時間成正比解析：由麥克斯韋電磁場理論可知，磁感應(yīng)強度隨時間均勻增大時，將產(chǎn)生一個恒定的感應(yīng)電場，由楞次定律可知，此電場方向與小球初速度方向相同，由于小球帶正電，電場力對小球做正功，小球的速度逐漸增大，向心力也隨著增大，故A選項錯誤，B選項正確．洛倫茲力對運動電荷不做功，C選項錯誤．帶電小球所受洛倫茲力F＝qBv，隨著速度的增大而增大，同時B與t成正比，則F與t不成正比，故D選項錯誤．答案：B8．愛因斯坦提出了質(zhì)能方程，揭示了質(zhì)量與能量的關(guān)系，關(guān)于質(zhì)能方程，下列說法正確的是()A．質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化B．當物體向外釋放能量時，其質(zhì)量必定減少，且減少的質(zhì)量Δm與釋放的能量ΔE滿足ΔE＝Δmc2C．如果物體的能量增加了ΔE，那么它的質(zhì)量相應(yīng)減少Δm，并且ΔE＝Δmc2D．mc2是物體能夠放出能量的總和解析：由質(zhì)能方程可知，能量與質(zhì)量之間存在著一定的必然對應(yīng)的關(guān)系，而不能認為質(zhì)量就是能量，能量就是質(zhì)量，能量與質(zhì)量是兩個不同的概念．只有在核反應(yīng)過程中，對應(yīng)著質(zhì)量的減少，才有能量釋放出來．答案：B9．下列說法中正確的是()A．在任何參考系中，物理規(guī)律都是相同的，這就是廣義相對性原理B．在不同的參考系中，物理規(guī)律都是不同的，例如牛頓定律僅適用于慣性參考系C．一個均勻的引力場與一個做勻速運動的參考系等價，這就是著名的等效原理D．一個均勻的引力場與一個做勻加速運動的參考系等價，這就是著名的等效原理答案：AD10．如果你以接近于光速的速度朝某一星體飛行，如圖2所示，你是否可以根據(jù)下述變化發(fā)覺自己是在運動()圖2A．你的質(zhì)量在增加B．你的心臟跳動在慢下來C．你在變小D．你永遠不能由自身的變化知道你的速度解析：相對論的基本概念是：當你被關(guān)在一個封閉的房子中時，你絕對無法知道房子是否在做勻速運動．當房子突然停止運動時，在其中的人是能夠感知這一點的；當房子突然開始運動時，其內(nèi)部的人也能有感覺；當房子旋轉(zhuǎn)時，關(guān)在其內(nèi)部的人也能說出它在轉(zhuǎn)動．但如果房子是在做勻速直線運動．即沒有任何加速度，則在其內(nèi)部的人就無法知道房子是否在移動．即使房子有一個窗戶，你從窗戶向外看，看見某些東西在朝你移動，但你仍說不出是你的房子在向這些東西移動，還是這些東西在向你的房子移動．答案：D11．中國成功發(fā)射和回收了“神舟”號系列飛船，標志著中國運載火箭的技術(shù)水平已躋身于世界前列．(1)圖A為某火箭發(fā)射場，B為山區(qū)，C為城市，發(fā)射場正在進行某型號火箭的發(fā)射試驗，該火箭起飛時質(zhì)量為×105kg，起飛推力為×106N，火箭發(fā)射塔高100m，則該火箭起飛時的加速度大小為__________m/s2；在火箭推力不變的情況下，若不考慮空氣阻力及火箭質(zhì)量的變化，火箭起飛后，經(jīng)圖3(2)為了傳播火箭發(fā)射的實況，在發(fā)射場建立了發(fā)射臺用于發(fā)射廣播與電視信號，已知傳播無線電廣播所用的電磁波的波長為550m，而傳輸電視信號所用的電磁波的波長為0.566m，為了不讓山區(qū)擋住信號傳播，使城市居民能收聽和收看火箭發(fā)射實況，必須通過建在山頂上的轉(zhuǎn)發(fā)站來轉(zhuǎn)發(fā)__________(填“無線電廣播信號”或“電視信號”)，這是因為：____________.解析：(1)設(shè)火箭起飛的加速度大小為a，則由牛頓第二定律有F－mg＝ma得a＝2.5m/s2.設(shè)火箭起飛后經(jīng)t時間飛離發(fā)射塔，由勻變速直線運動規(guī)律有S＝eq\f(at2,2)，t＝4eq\r(5)s＝s.(2)電視信號波長短，沿直線傳播，易受山坡阻擋，不易傳播．答案：(1)(2)電視信號；見解析12．(2022·廣州模擬)如圖5所示為某雷達的熒光屏，屏上標尺的最小刻度對應(yīng)的時間為2×10－4s．雷達天線朝東方時，屏上的波形如圖甲；雷達天線朝西方時，屏上的波形如圖乙．問：雷達在何方發(fā)現(xiàn)了目標？目標與雷達相距多遠？圖5答案：西方300km13．人馬星座α星是離太陽系最近的恒星，它距地球×1016m.設(shè)有一宇宙飛船自地球往返于人馬星座α星之間．若宇宙飛船的速度為解析：以地球上的時鐘計算Δt＝eq\f(x,v)＝eq\f(2××1016,×3×108)s＝×108s＝9年若以飛船上的時鐘計算：因為Δt＝Δt′/eq\r(1－(v/c)2)，所以得Δt′＝Δteq\r(1－(v/c)2)＝×108×eq\r(1－s＝×107s＝年．答案：9年年14．(1)冥王星繞太陽公轉(zhuǎn)的線速率為×103m(2)星際火箭以0.8c解析：(1)設(shè)冥王星的靜止質(zhì)量為m0，運動質(zhì)量為m，由公式m＝eq\f(m0,\r(1－(\f(v,c))2))可得eq\f(m0,m)＝eq\f(m0,\f(m0,\r(1－(\f×103,×108))2)))×100%＝%.(2)設(shè)星際火箭的靜止質(zhì)量為m′0，運動質(zhì)量為m′，則eq\f(m′0,m′)＝eq\f(m0,\f(m0,\r(1－(\f,c))2)))＝.答案：(1)%(2)倍15．目前電能都是通過電網(wǎng)采用有線方式傳輸?shù)模藗円恢眽粝肽軣o線傳輸電能，夢想在日常生活中實現(xiàn)無線充電，甚至不用電池．現(xiàn)在，一個科學(xué)研究小組在實驗室中取得了可喜的進展，也許，人類的這一夢想不久就能實現(xiàn)．(1)實現(xiàn)無線傳輸能量，涉及能量的________、傳播和接收．(2)科學(xué)家曾經(jīng)設(shè)想通過高聳的天線塔，以無線電波的形式將電能輸送到指定地點，但一直沒有在應(yīng)用層面上獲得成功，其主要原因是這類無線電波()A