Question

（選修模塊3-4）
（1）下列敘述中正確的有______
A．在不同的慣性參考系中，光在真空中的速度都是相同的
B．兩列波相疊加產生干涉現象，則振動加強區域與減弱區域交替變化
C．光的偏振現象說明光波是橫波
D．夜視儀器能在較冷的背景上探測出較熱物體的紅外輻射
（2）如圖1所示是一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，已知波的傳播速度v=2m/s．試回答下列問題：
①寫出x=0.5m處的質點做簡諧運動的表達式：______cm；
②x=0.5m處質點在0～0.5s內通過的路程為______cm．
（3）如圖2所示是光從介質 1 進入介質 2 的折射情況，根據光路圖可知：兩種介質相比較，介質______是光密介質；光在介質中1的頻率______?在介質中2的頻率（選填“＞”、“=”或“＜”）；若介質2是空氣（視為真空），則在此界面發生全反射的臨界角的正弦值為______（用θ₁、θ₂表示）

Answer 1

【答案】分析：（1）根據光速不變原理，判斷在不同參考系中，光在真空中的速度．兩列波相疊加產生干涉現象，形成穩定的加強區和減弱區．光的偏轉現象說明光是橫波．熱物體紅外輻射比冷物體紅外輻射強，夜視儀器能在較冷的背景上探測出較熱物體的紅外輻射．
（2）根據波的波長和波速，求出波的周期，波的周期等于質點振動的周期．根據x=Asin（ωt+φ）求出x=0.5m處的質點做簡諧運動的表達式．
質點在一個周期內振動的路程等于4A，根據該規律求出x=0.5m處質點在0～0.5s內通過的路程．
（3）光從光疏介質進入光密介質，折射角小于入射角，光從不同介質中傳播時，頻率不變，根據sinC=求出臨界角的大小．
解答：解：（1）A、根據光速不變原理，在不同的慣性參考系中，光在真空中的速度都是相同的．故A正確．
B、兩列波相疊加產生干涉現象，加強區始終是加強區，減弱區始終是減弱區．故B錯誤．
C、光的偏振現象說明光波是橫波．故C正確．
D、夜視儀器能在較冷的背景上探測出較熱物體的紅外輻射．故D正確．
故選ACD．
（2）波的周期T=，則振動的周期為1s．ω=，A=5cm．
x=0.5m處的質點在t=0時刻處于正向最大位移處，所以x=0.5m處的質點做簡諧運動的表達式為x=5cos2πtcm．
t=0.5s=，質點在0～0.5s內通過的路程s=2A=10cm．
（3）折射角大于入射角，所以光是從光密介質進入光疏介質，所以介質1是光密介質．光從介質1進入介質2頻率不變．
根據折射定律n=，又sinC=，所以sinC=．
故答案為：（1）ACD （2）①x=5cos2πt，②10 （3）1、=、
點評：本題考查了物理光學和幾何光學以及波動和振動的基礎知識，要求學生熟悉教材中的基本知識和基本規律，該題屬于容易題．