Question

（選修模塊3-4）
（1）下列敘述中正確的有

ACD

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(chǎn)生干涉現(xiàn)象，則振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域與減弱區(qū)域交替變化
C．光的偏振現(xiàn)象說明光波是橫波
D．夜視儀器能在較冷的背景上探測(cè)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(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)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(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式：

x=5cos2πt

cm；
②x=0.5m處質(zhì)點(diǎn)在0～0.5s內(nèi)通過的路程為

10

cm．
（3）如圖2所示是光從介質(zhì) 1 進(jìn)入介質(zhì) 2 的折射情況，根據(jù)光路圖可知：兩種介質(zhì)相比較，介質(zhì)

1

是光密介質(zhì)；光在介質(zhì)中1的頻率

=

?在介質(zhì)中2的頻率（選填“＞”、“=”或“＜”）；若介質(zhì)2是空氣（視為真空），則在此界面發(fā)生全反射的臨界角的正弦值為

sinθ1

sinθ2

（用θ₁、θ₂表示）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)光速不變?cè)�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(chǎn)生干涉現(xiàn)象，形成穩(wěn)定的加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)．光的偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象說明光是橫波．熱物體紅外輻射比冷物體紅外輻射強(qiáng)，夜視儀器能在較冷的背景上探測(cè)出較熱物體的紅外輻射．
（2）根據(jù)波的波長(zhǎng)和波速，求出波的周期，波的周期等于質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期．根據(jù)x=Asin（ωt+φ）求出x=0.5m處的質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式．
質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)振動(dòng)的路程等于4A，根據(jù)該規(guī)律求出x=0.5m處質(zhì)點(diǎn)在0～0.5s內(nèi)通過的路程．
（3）光從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，折射角小于入射角，光從不同介質(zhì)中傳播時(shí)，頻率不變，根據(jù)sinC=

1

n

求出臨界角的大小．

解答：解：（1）A、根據(jù)光速不變?cè)�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(chǎn)生干涉現(xiàn)象，加強(qiáng)區(qū)始終是加強(qiáng)區(qū)，減弱區(qū)始終是減弱區(qū)．故B錯(cuò)誤．
C、光的偏振現(xiàn)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(cè)出較熱物體的紅外輻射．故D正確．
故選ACD．
（2）波的周期T=

λ

v

=

2

2

s=1s，則振動(dòng)的周期為1s．ω=

2π

T

=2π，A=5cm．
x=0.5m處的質(zhì)點(diǎn)在t=0時(shí)刻處于正向最大位移處，所以x=0.5m處的質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為x=5cos2πtcm．
t=0.5s=

1

2

T，質(zhì)點(diǎn)在0～0.5s內(nèi)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(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，所以介質(zhì)1是光密介質(zhì)．光從介質(zhì)1進(jìn)入介質(zhì)2頻率不變．
根據(jù)折射定律n=

sinθ2

sinθ1

，又sinC=

1

n

，所以sinC=

sinθ1

sinθ2

．
故答案為：（1）ACD （2）①x=5cos2πt，②10 （3）1、=、

sinθ1

sinθ2

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物理光學(xué)和幾何光學(xué)以及波動(dòng)和振動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)，要求學(xué)生熟悉教材中的基本知識(shí)和基本規(guī)律，該題屬于容易題．