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09 电磁波和相对论简介
基础知识
电磁波
1.电磁场、电磁波、电磁波谱
(1)麦克斯韦电磁场理论
变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场.
(2)电磁波
①电磁场在空间由近及远的传播，形成电磁波.
②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相同(都等于光速).
③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.
④v＝λf，f是电磁波的频率.
(3)电磁波的发射
①发射条件：开放电路和高频振荡信号，所以要对传输信号进行调制(调幅或调频).
②调制方式
a.调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变.
b.调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变.
(4)无线电波的接收
①当接收电路的固有频率跟接收到的无线电波的频率相等时，激起的振荡电流最强，这就是电谐振现象.
②使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐，能够调谐的接收电路叫做调谐电路.
③从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程，叫做检波.检波是调制的逆过程，也叫做解调.
(5)电磁波谱：按照电磁波的频率或波长的大小顺序把它们排列成谱叫做电磁波谱.
按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线.
相对论
(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，光速和光源、观测者间的相对运动没有关系.
(2)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m0之间有如下关系：
m＝.
②物体运动时的质量总要大于静止时的质量m0.
(3)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.
概念理解
1.对麦克斯韦电磁场理论的理解
2.对电磁波的理解
(1)电磁波是横波.电磁波的电场、磁场、传播方向三者两两垂直，如图所示.
(2)电磁波与机械波的比较
名称 项目 电磁波 机械波
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c＝3×108 m/s 在空气中不大(如声波波速在空气中一般为340 m/s)
是否需要 介质 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
典型例题
【典例1】(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
【答案】　ABC
【解析】　电磁波在真空中传播速度等于光速，与频率无关，A正确；电磁波是周期性变化的电场和磁场互相激发得到的，B正确；电磁波传播方向与电场方向、磁场方向均垂直，C正确；光是一种电磁波，光可在光导纤维中传播，D错误；电磁振荡停止后，电磁波仍会在介质或真空中继续传播，E错误.
【典例2】如图所示，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1～10 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
【解析】　根据f＝可知，电磁波的波长越大，频率越低，故米波的频率比厘米波的频率低，选项A错误；无线电波的传播不需要介质，选项B错误；无线电波同光波一样会发生反射现象，选项C正确；干涉和衍射是波特有的现象，故该无线电波也能发生干涉和衍射现象，选项D错误.
　【典例3】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).地面上的人测得它们相距为L，则飞船A上的人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，飞船A上的人测得该信号的速度为________.
【答案】　大于　c(或光速)　
【解析】　狭义相对论的两个基本原理之一就是光速不变原理，因此飞船A上的人测得信号的速度仍等于c(或光速)，以地面为参考系，在运动方向有尺缩效应现象，而B相对A是静止的，没有尺缩效应现象，则飞船A上的人测得两飞船距离应大于L.
热身训练
1．验钞机发出的光能使钞票上的荧光物质发光，电视机、空调的遥控器发出的光能控制电视机、空调的工作状态。对于它们发出的光，以下判断正确的是（ ）
A．它们发出的都是红外线
B．它们发出的都是紫外线
C．验钞机发出的是红外线，遥控器发出的是紫外线
D．验钞机发出的是紫外线，遥控器发出的是红外线
2．按频率由小到大，下列电磁波谱排列顺序正确的是
A．红外线、无线电波、紫外线、可见光、γ射线、X射线
B．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线
C．γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波
D．无线电波、紫外线、可见光、红外线、X射线、γ射线
【名师点拨】依照波长的长短的不同，电磁波谱可大致分为：无线电波，红外线，可见光，紫外线，X射线，射线。同时要知道它们的波长的大小关系和频率大小关系，以及知道各自的应用。
3．建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是（　　）
A．麦克斯韦 B．奥斯特 C．爱因斯坦 D．法拉第
4．最早测定电磁波在真空中的传播速度就是光速的物理学家是（　　）
A．法拉第 B．麦克斯韦 C．赫兹 D．惠更斯
5．按照麦克斯韦电磁场理论，以下说法中正确的是　　
A．电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
B．稳定的电场周围产生稳定的磁场，稳定的磁场周围产生稳定的电场
C．均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场
D．周期性变化的电场周围产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场周围产生周期性变化的电场
6．最先从理论上预言光是一种电磁波的科学家是（　　）
A．法拉第 B．爱因斯坦 C．赫兹 D．麦克斯韦
7．关于电磁波，下列说法正确的是
A．只要有周期性变化的电场，就可以形成电磁波
B．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关
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，但电磁波不能通过光缆传输
8．电视机的开启和关闭可以通过遥控器来实现，遥控器用来控制电视机的是（　　）
A．红外线 B．红光 C．紫光 D．紫外线
9．下列各过程中，没有利用到电磁波的是（　　）
A．用水银温度计测量体温 B．用通控器打开电视机
C．用手机接听电话 D．用微波炉加热面包
10．人们为了纪念德国科学家赫兹对人类的贡献,把频率的単位定为“赫兹”．赫兹对人类的突出贡献是 ．
A．通过实验证实了电磁波的存在
B．通过实验发现了磁场对通电导线有力的作用
C．通过实验发现了电荷之间相互作用力的规律
D．通过实验发现了电磁感应的规律
11．在高速行进的火车车厢正中的闪光灯发一次闪光向周围传播，闪光到达车厢后壁时，一只小猫在车厢后端出生，闪光到达车厢前壁时，两中小鸡在车厢前端出生．则（ ）
A．在火车上的人看来，一只小猫先出生
B．在火车上的人看来，两只小鸡先出生
C．在地面上的人看来，一只小猫先出生
D．在地面上的人看来，两只小鸡先出生
12．1905年爱因斯坦提出了狭义相对论，狭义相对论的出发点是以两条基本假设为前提的，这两条基本假设是（ ）
A．同时的绝对性与同时的相对性
B．运动的时钟变慢与运动的尺子缩短
C．时间间隔的绝对性与空间距离的绝对性
D．相对性原理与光速不变原理
13．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
14．在电场中某点，当放入正电荷时，受到的静电力方向向右；当放入负电荷时，受到的静电力方向向左，则下列说法中正确的是（　　）
A．当放入正电荷时，该点场强方向向右；当放入负电荷时，该点的场强方向向左
B．该点的场强方向向右
C．该点的场强方向向左
D．该点场强方向可能向右，也可能向左
15．以下说法中，正确的是（ ）
A．经典物理中的速度合成公式在任何情况下都是适用的
B．经典物理规律也适用于高速运动的物体
C．力学规律在一个静止的参考系和一个匀速运动的参考系中是不等价的
D．力学规律在任何惯性系里都是等价的
16．下列物理量中全部是矢量的是( )
A．位移、速度、平均速度、时间
B．速度、路程、平均速度、速率
C．位移、速度、加速度、瞬时速度
D．速度、加速度、路程、平均速率
17．下列说法正确的是（ ）
A．声波在空气中传播时是一种横波
B．波形曲线表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移
C．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围产生变化的磁场
D．由爱因斯坦的狭义相对论可知，真空中的光速对于任何惯性参考系都相同
18．如图所示，质量与身高均相同的甲、乙两人分别乘坐速度为0.6c和0.8c（c为光速）的飞船同向运动．则下列说法中正确的是（ ）
A．乙观察到甲身高变高
B．甲观察到乙身高变低
C．若甲向乙挥手，则乙观察到甲动作变快
D．若甲向乙发出一束光进行联络，则乙观察到该光束的传播速度为c
19．下列说法正确的有（ ）
A．光速不变原理是广义相对论的两个基本假设之一
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验证实了光的电磁理论
C．电磁波频率由低到高的排序为无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、X射线
D．在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的
20．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 kg09 电磁波和相对论简介
基础知识
电磁波
1.电磁场、电磁波、电磁波谱
(1)麦克斯韦电磁场理论
变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场.
(2)电磁波
①电磁场在空间由近及远的传播，形成电磁波.
②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相同(都等于光速).
③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.
④v＝λf，f是电磁波的频率.
(3)电磁波的发射
①发射条件：开放电路和高频振荡信号，所以要对传输信号进行调制(调幅或调频).
②调制方式
a.调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变.
b.调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变.
(4)无线电波的接收
①当接收电路的固有频率跟接收到的无线电波的频率相等时，激起的振荡电流最强，这就是电谐振现象.
②使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐，能够调谐的接收电路叫做调谐电路.
③从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程，叫做检波.检波是调制的逆过程，也叫做解调.
(5)电磁波谱：按照电磁波的频率或波长的大小顺序把它们排列成谱叫做电磁波谱.
按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线.
相对论
(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，光速和光源、观测者间的相对运动没有关系.
(2)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m0之间有如下关系：
m＝.
②物体运动时的质量总要大于静止时的质量m0.
(3)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.
概念理解
1.对麦克斯韦电磁场理论的理解
2.对电磁波的理解
(1)电磁波是横波.电磁波的电场、磁场、传播方向三者两两垂直，如图所示.
(2)电磁波与机械波的比较
名称 项目 电磁波 机械波
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c＝3×108 m/s 在空气中不大(如声波波速在空气中一般为340 m/s)
是否需要 介质 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
典型例题
【典例1】(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
【答案】　ABC
【解析】　电磁波在真空中传播速度等于光速，与频率无关，A正确；电磁波是周期性变化的电场和磁场互相激发得到的，B正确；电磁波传播方向与电场方向、磁场方向均垂直，C正确；光是一种电磁波，光可在光导纤维中传播，D错误；电磁振荡停止后，电磁波仍会在介质或真空中继续传播，E错误.
【典例2】如图所示，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1～10 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
【解析】　根据f＝可知，电磁波的波长越大，频率越低，故米波的频率比厘米波的频率低，选项A错误；无线电波的传播不需要介质，选项B错误；无线电波同光波一样会发生反射现象，选项C正确；干涉和衍射是波特有的现象，故该无线电波也能发生干涉和衍射现象，选项D错误.
　【典例3】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).地面上的人测得它们相距为L，则飞船A上的人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，飞船A上的人测得该信号的速度为________.
【答案】　大于　c(或光速)　
【解析】　狭义相对论的两个基本原理之一就是光速不变原理，因此飞船A上的人测得信号的速度仍等于c(或光速)，以地面为参考系，在运动方向有尺缩效应现象，而B相对A是静止的，没有尺缩效应现象，则飞船A上的人测得两飞船距离应大于L.
热身训练
1．验钞机发出的光能使钞票上的荧光物质发光，电视机、空调的遥控器发出的光能控制电视机、空调的工作状态。对于它们发出的光，以下判断正确的是（ ）
A．它们发出的都是红外线
B．它们发出的都是紫外线
C．验钞机发出的是红外线，遥控器发出的是紫外线
D．验钞机发出的是紫外线，遥控器发出的是红外线
【答案】D
【解析】紫外线有较强的荧光作用，能使荧光物质发出荧光，故验钞机发出的是紫外线；红外线被长较长，容易发生衍射，故能很方便地遥控家用电器．
A. 它们发出的都是红外线不符合题意
B. 它们发出的都是紫外线不符合题意
C. 验钞机发出的是红外线，遥控器发出的是紫外线不符合题意
D. 验钞机发出的是紫外线，遥控器发出的是红外线符合题意
2．按频率由小到大，下列电磁波谱排列顺序正确的是
A．红外线、无线电波、紫外线、可见光、γ射线、X射线
B．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线
C．γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波
D．无线电波、紫外线、可见光、红外线、X射线、γ射线
【答案】B
【解析】波长越长、频率越小，比可见光频率小，按照波长逐渐变小，即频率逐渐变大的顺序，电磁波谱可大致分为：无线电波，红外线，可见光，紫外线，X射线，射线（伽马射线）。
故B正确，ACD错误；
故选B。
【名师点拨】依照波长的长短的不同，电磁波谱可大致分为：无线电波，红外线，可见光，紫外线，X射线，射线。同时要知道它们的波长的大小关系和频率大小关系，以及知道各自的应用。
3．建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是（　　）
A．麦克斯韦 B．奥斯特 C．爱因斯坦 D．法拉第
【答案】A
【解析】建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是麦克斯韦。
故选A。
4．最早测定电磁波在真空中的传播速度就是光速的物理学家是（　　）
A．法拉第 B．麦克斯韦 C．赫兹 D．惠更斯
【答案】C
【解析】德国物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，并测定了电磁波的波长和频率，证实了电磁波的传播速度等于光速；麦克斯韦预言了电磁波的存在；法拉第首次发现电磁感应现象，并进而得到产生交流电的方法；惠更斯建立向心力定律，提出动量守恒原理，并改进了计时器，故A、B、D错误，C正确；
故选C。
5．按照麦克斯韦电磁场理论，以下说法中正确的是　　
A．电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
B．稳定的电场周围产生稳定的磁场，稳定的磁场周围产生稳定的电场
C．均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场
D．周期性变化的电场周围产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场周围产生周期性变化的电场
【答案】D
【解析】根据“按照麦克斯韦电磁场理论”可知，本题主要是考查麦克斯韦电磁场理论，根据麦克斯韦电磁场理论，稳定电场磁场不能产生磁场电场，均匀变化电场磁场周围产生稳定的磁场电场，周期性变化的电场磁场周围产生周期性变化的磁场电场．即可判断．
AB、稳定电场不能产生磁场，稳定磁场不能产生电场，故A错误、B错误；
C、均匀变化电场周围产生稳定的磁场，均匀变化磁场周围产生稳定的电场，故C错误；
D、根据麦克斯韦理论可知，周期性变化的电场周围产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场周围产生周期性变化的电场，故D正确；
故选D．
6．最先从理论上预言光是一种电磁波的科学家是（　　）
A．法拉第 B．爱因斯坦 C．赫兹 D．麦克斯韦
【答案】D
【解析】建立完整电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是麦克斯韦，而赫兹证实了电磁波的存在，对于法拉第首次提出场的概念，并发现电磁感应现象，爱因斯坦的相对论。故ABC错误，D正确。
故选D。
7．关于电磁波，下列说法正确的是
A．只要有周期性变化的电场，就可以形成电磁波
B．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关
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，但电磁波不能通过光缆传输
【答案】C
【解析】A．周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，才能产生电磁波，A错误．
B．电磁波在真空中的传播速度是定值，就是光速，与频率无关，B错误．
C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直，C正确．
D．电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可以实现无线传输，D错误．
8．电视机的开启和关闭可以通过遥控器来实现，遥控器用来控制电视机的是（　　）
A．红外线 B．红光 C．紫光 D．紫外线
【答案】A
【解析】红外线可以用来进行遥控，电视机遥控器的前端有一个发光二极管，按下不同的键时，可以发出不同的红外线，来实现电视机的遥控，故A正确，B、C、D错误；
故选A。
9．下列各过程中，没有利用到电磁波的是（　　）
A．用水银温度计测量体温 B．用通控器打开电视机
C．用手机接听电话 D．用微波炉加热面包
【答案】A
【解析】A．用水银温度计测量体温，用到了水银的热胀冷缩，故A符合题意；
B．用遥控器打开电视机，利用了红外线遥控技术，故B不符合题意；
C．用手机接听电话，利用了电磁波通讯，故C不符合题意；
D．用微波加热面包，用到了微波，属于电磁波，故D不符合题意；
故选A。
10．人们为了纪念德国科学家赫兹对人类的贡献,把频率的単位定为“赫兹”．赫兹对人类的突出贡献是 ．
A．通过实验证实了电磁波的存在
B．通过实验发现了磁场对通电导线有力的作用
C．通过实验发现了电荷之间相互作用力的规律
D．通过实验发现了电磁感应的规律
【答案】A
【解析】1886年，德国科学家赫兹制作了一套仪器，试图用它发射和接收电磁波，结果他成功了，赫兹在人类历史上第一次捉到了电磁波，即通过实验证实了电磁波的存在，人们为了纪念他，把频率的单位定为赫兹，故选A．
【名师点拨】麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，并预言了电磁波的存在，而赫兹首先验证了电磁波存在．
11．在高速行进的火车车厢正中的闪光灯发一次闪光向周围传播，闪光到达车厢后壁时，一只小猫在车厢后端出生，闪光到达车厢前壁时，两中小鸡在车厢前端出生．则（ ）
A．在火车上的人看来，一只小猫先出生
B．在火车上的人看来，两只小鸡先出生
C．在地面上的人看来，一只小猫先出生
D．在地面上的人看来，两只小鸡先出生
【答案】C
【解析】火车中的人认为，车厢是个惯性系，光向前向后传播的速度相等，光源在车厢中央，闪光同时到达前后两壁则在火车上的人看来，小猫和小鸡同时出生，故AB错误；地面上的人以地面是一个惯性系，光向前向后传播的速度相等，向前传播的路程长些，到达前壁的时刻晚些．故在地面上的人看来，一只小猫先出生，故C正确，D错误．所以C正确，ABD错误．
12．1905年爱因斯坦提出了狭义相对论，狭义相对论的出发点是以两条基本假设为前提的，这两条基本假设是（ ）
A．同时的绝对性与同时的相对性
B．运动的时钟变慢与运动的尺子缩短
C．时间间隔的绝对性与空间距离的绝对性
D．相对性原理与光速不变原理
【答案】D
【解析】爱因斯坦提出的狭义相对论两条基本假设是： 相对性原理与光速不变原理，其他内容均建立在这两点的基础之上；故选D.
13．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】A．光的偏振现象说明光是一种横波，选项A正确；
B．雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的干涉现象，选项B错误；
C．相对论认为空间和时间与物质的运动状态有关，选项C错误；
D．光导纤维中内层的折射率大于外层的折射率，选项D错误；
故选A．
14．在电场中某点，当放入正电荷时，受到的静电力方向向右；当放入负电荷时，受到的静电力方向向左，则下列说法中正确的是（　　）
A．当放入正电荷时，该点场强方向向右；当放入负电荷时，该点的场强方向向左
B．该点的场强方向向右
C．该点的场强方向向左
D．该点场强方向可能向右，也可能向左
【答案】B
【解析】电场强度是由电场本身决定，与试探电荷的有无，电量的大小，电性，电场力的大小，方向无关，电场强度的方向与正电荷所受电场力的方向相同，与负电荷所受电场力的方向相反，故该点的场强的方向向右，故B正确，ACD错误。
15．以下说法中，正确的是（ ）
A．经典物理中的速度合成公式在任何情况下都是适用的
B．经典物理规律也适用于高速运动的物体
C．力学规律在一个静止的参考系和一个匀速运动的参考系中是不等价的
D．力学规律在任何惯性系里都是等价的
【答案】D
【解析】在所有惯性系中，一切力学规律都是等价的，故D正确，C错误；经典物理规律是狭义相对论在低速状态下的一个近似，所以经典物理规律只适用于低速运动的物体，而经典物理中的速度合成公式也只适用于低速情况，故A、B均错误．
16．下列物理量中全部是矢量的是( )
A．位移、速度、平均速度、时间
B．速度、路程、平均速度、速率
C．位移、速度、加速度、瞬时速度
D．速度、加速度、路程、平均速率
【答案】C
【解析】时间没有方向为标量，故A错误；路程、速率、时间均为标量，故B错误；位移、速度、加速度、瞬时速度这四个物理量均有大小和方向，因此为矢量，故C正确；路程、平均速率只有大小没有方向，因此为标量，故D错误．所以C正确，ABD错误．
17．下列说法正确的是（ ）
A．声波在空气中传播时是一种横波
B．波形曲线表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移
C．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围产生变化的磁场
D．由爱因斯坦的狭义相对论可知，真空中的光速对于任何惯性参考系都相同
【答案】D
【解析】A.声波属于纵波，故A错误；
B.波形曲线表示在同一时刻，介质中所有质点偏移平衡位置的位移矢量末端的连线，故B错误；
C.根据麦克斯韦理论，均匀变化的电场产生恒定的磁场，周期性的变化的电场产生周期性变化的磁场，故C错误；
D.光速不变原理，是爱因斯坦狭义相对论的基本原理，即光速对于任何惯性参考系都相同，故D正确。
故选D。
18．如图所示，质量与身高均相同的甲、乙两人分别乘坐速度为0.6c和0.8c（c为光速）的飞船同向运动．则下列说法中正确的是（ ）
A．乙观察到甲身高变高
B．甲观察到乙身高变低
C．若甲向乙挥手，则乙观察到甲动作变快
D．若甲向乙发出一束光进行联络，则乙观察到该光束的传播速度为c
【答案】D
【解析】AB．因为人是垂直于物体速度方向的，竖直方向上没有尺缩效应，即甲乙观察对方身高时不变，故AB错误；
C．根据相对论的钟慢效应，可以推测两人在接近光速运动时，相对地球来说时间都变慢了，但乙相对于甲的速度更大，因此可以推测，乙观察到甲动作变慢，故C错误；
D．根据爱因斯坦光速不变原理，乙观察到该光束的传播速度仍为c，故D正确．
故选D．
19．下列说法正确的有（ ）
A．光速不变原理是广义相对论的两个基本假设之一
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验证实了光的电磁理论
C．电磁波频率由低到高的排序为无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、X射线
D．在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的
【答案】D
【解析】A．光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一，故A错误；
B．麦克斯韦预言了光的电磁理论，没有证实，故B错误；
C．电磁波频率由低到高的排序为无线电波，红外线，可见光，紫外线，X射线，γ射线（伽马射线），故C错误；
D．在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，故D正确．
故选D．
20．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.

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