Question

（選修模塊3-4）
（1）關(guān)于如圖1中四幅圖中所涉及物理知識(shí)的論述中，正確的是______

A．甲圖中的海市蜃樓是光的色散現(xiàn)象引起的
B．乙圖中的泊松亮斑說明光具有波動(dòng)性
C．丙圖中的波形是調(diào)頻波
D．丁圖中的實(shí)驗(yàn)表明：不論光源與觀察者之間做怎樣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，光速都是一樣的
（2）①慣性系S中一列列車相對(duì)S系沿水平方向接近光速勻速行駛，如圖2，車廂中央的光源發(fā)出一個(gè)閃光，閃光照到了車廂的前壁與后壁，下列說法正確的是______
A．車廂內(nèi)的觀察者認(rèn)為閃光先到達(dá)后壁，后到達(dá)前壁
B．車廂內(nèi)的觀察者認(rèn)為閃光同時(shí)到達(dá)前壁與后壁
C．車廂外相對(duì)S系靜止的觀察者認(rèn)為閃光先到達(dá)后壁，后到達(dá)前壁
D．車廂外相對(duì)S系靜止的觀察者認(rèn)為閃光同時(shí)到達(dá)前壁與后壁

②如圖3所示，一束單色光射入一玻璃球體，入射角為60°，已知光線在玻璃球內(nèi)經(jīng)一次反射后，再次折射回到空氣中時(shí)與入射光線平行，此玻璃的折射率為______

Answer 1

【答案】分析：（1）海市蜃樓是光在不停地發(fā)生全反射形成的；泊松亮斑說明光具有波動(dòng)性；電磁波的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變化，這樣的波稱為調(diào)幅波；邁克爾孫-莫雷實(shí)驗(yàn)得出光速不變?cè)�理�?br />（2）地面上的人、車廂中的人選擇的慣性系不一樣，但是光向前傳播和向后傳播的速度相同，從而發(fā)現(xiàn)傳播到前后壁的快慢不一樣．
②根據(jù)出射光線與入射光線平行，通過幾何關(guān)系求出入射光線的折射角，從而根據(jù)折射定律求出折射率的大小．
（3）①根據(jù)波的周期和波長，求出波速，從而得出P質(zhì)點(diǎn)通過平衡位置的時(shí)間，根據(jù)Asin（ωt+φ）=0，結(jié)合初始時(shí)刻縱坐標(biāo)為2cm，求出初相，從而得出P點(diǎn)的振動(dòng)方程．
②質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)振動(dòng)的路程為4A，求出質(zhì)點(diǎn)經(jīng)歷了多少個(gè)周期，從而得出運(yùn)動(dòng)的路程．
解答：解：（1）A、海市蜃樓是光在不停地發(fā)生全反射形成的．故A錯(cuò)誤．
B、泊松亮斑說明光具有波動(dòng)性．故B正確．
C、丙圖中振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變化，是調(diào)幅波．故C錯(cuò)誤．
D、丁圖中的實(shí)驗(yàn)得出光速不變?cè)�理，不論光源與觀察者之間做怎樣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，光速都是一樣的．故D正確．
故選BD．
（2）車廂中的人認(rèn)為，車廂是個(gè)慣性系，光向前向后傳播的速度相等，光源在車廂中央，閃光同時(shí)到達(dá)前后兩壁．地面上人以地面是一個(gè)慣性系，光向前向后傳播的速度相等，向前傳播的路程長些，到達(dá)前壁的時(shí)刻晚些．故B、C正確，A、D錯(cuò)誤．
故選BC．
②根據(jù)光的可逆原理知，出射光線與法線之間的夾角為60°，又因?yàn)槌錾涔饩�與入射光線平行，根據(jù)幾何關(guān)系知，折射角θ=30°，根據(jù)折射定律得，n=．
（3）①質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅A=4cm，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期等于波傳播的周期，T=2s，則圓頻率ω=．波速v=．
P質(zhì)點(diǎn)所在位置的縱坐標(biāo)為2cm，橫坐標(biāo)為0.5m，設(shè)P點(diǎn)經(jīng)過△t經(jīng)過平衡位置，則．
此時(shí)有Asin（ωt+φ）=0．又初始位置t=0，Asinφ=2，聯(lián)立兩式解得初相φ=．
則P點(diǎn)振動(dòng)方程為cm．
②該時(shí)刻開始在x=3m處質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置，質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)振動(dòng)的路程為4A，則s==40cm．
故答案為：A．（1）BD      （2）①BC ②（3）  40
點(diǎn)評(píng)：本題考查了光的折射定律、振動(dòng)和波動(dòng)以及相對(duì)論等知識(shí)點(diǎn)，難度不大，關(guān)鍵掌握這些知識(shí)點(diǎn)的基本概念和基本規(guī)律．