Question

（選修3-4模塊）
（1）下列說法中正確的有
A．不管光源與觀察者是否存在相對運動，觀察者觀察到的光速是不變的
B．水面上的油膜呈現彩色是光的干涉現象
C．在光導纖維束內傳送圖象是利用光的色散現象
D．聲源向靜止的觀察者運動，觀察者接收到的頻率小于聲源的頻率
（2）如圖1所示為一個向右傳播的t=0時刻的橫波波形圖，已知波從O點傳到D點用0.2s，該波的波速為______ m/s，頻率為______ Hz；t=0時，圖中“A、B、C、D、E、F、G、H、I、J”各質點中，向y軸正方向運動的速率最大的質點是．
（3）圖示2是一透明的圓柱體的橫截面，其半徑R=20cm，折射率為，AB是一條直徑，今有一束平行光沿AB方向射向圓柱體，試求：
①光在圓柱體中的傳播速度；
②距離直線AB多遠的入射光線，折射后恰經過B點．

Answer 1

【答案】分析：（1）不管光源與觀察者是否存在相對運動，觀察者觀察到的光速是不變的．水面上的油膜呈現彩色是光的干涉現象．在光導纖維束內傳送圖象是利用光的全反射現象．聲源向靜止的觀察者運動，觀察者接收到的頻率大于聲源的頻率．
（2）已知波從O點傳到D點用0.2s，求出波速，讀出波長，再求出頻率．t=0時刻位于平衡位置的質點速度最大，由波的傳播方向確定質點的速度方向．
（3）①由v=求解光在圓柱體中的傳播速度；②畫出光路圖，根據折射定律和幾何關系求出入射角，再求出入射光線離直線AB的距離．
解答：解：
（1）A、根據相對認原理可知，不管光源與觀察者是否存在相對運動，觀察者觀察到的光速是不變的．故A正確．
B、水面上的油膜呈現彩色是光的干涉現象．故B正確．
C、在光導纖維束內傳送圖象是利用光的全反射原理．故C錯誤．
D、聲源向靜止的觀察者運動時，產生多普勒效應，則觀察者接收到的頻率大于聲源的頻率．故D錯誤．
故選AB
（2）已知波從O點傳到D點用0.2s，則波速為v==．由v=λf得：f===2.5Hz．t=0時，圖中“A、B、C、D、E、F、G、H、I、J”各質點中，向y軸正方向運動的速率最大的質點有D．
（3）①由v=得：光在圓柱體中的傳播速度為v=．
②設光線PC經過折射后恰好經過B點，作出光路圖如圖，由幾何知識得：α=2β，又n==
解得，α=60°
光線PC到直線AB的距離為CD=Rsinα=10
答：（1）AB；（2）10，2.5，D；（3）①光在圓柱體中的傳播速度是．②距離直線AB10cm的入射光線，折射后恰經過B點．
點評：本題考查光的全反射、干涉、多普勒、機械波和幾何光學等知識．幾何光學要作出光路圖進行分析．