Question

（選修模塊3-4）
（1）下列說法正確的是______
A．X射線的頻率比無線電波的頻率高
B．用同一裝置觀察光的雙縫干涉現(xiàn)象，藍(lán)光的相鄰條紋間距比紅光的小
C．根據(jù)狹義相對論，地面上的人看到高速運(yùn)行的列車比靜止時(shí)變短且矮
D．做簡諧運(yùn)動(dòng)的單擺擺長增大為原來的2倍，其周期也增大為原來的2倍
（2）一列簡諧橫波在t=0時(shí)的波形圖如圖所示．介質(zhì)中x=3m處的質(zhì)點(diǎn)P沿y軸方向做簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y=5sin（5πt）cm．則此波沿x軸______（選填“正”或“負(fù)”）方向傳播，傳播速度為______m/s．

（3）如圖所示，折射率n=的半圓形玻璃磚置于光屏MN的上方，其平面AB到MN的距離為h=10cm．一束單色光沿圖示方向射向圓心O，經(jīng)玻璃磚后射到光屏上的O′點(diǎn)．現(xiàn)使玻璃磚繞圓心O點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，光屏上的光點(diǎn)將向哪個(gè)方向移動(dòng)？光點(diǎn)離O′點(diǎn)最遠(yuǎn)是多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）由光譜知識(shí)、相對論的知識(shí)及簡諧運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行分析；
（2）由簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式可求得其周期及P點(diǎn)在0時(shí)刻的振動(dòng)方向，則可確定波的傳播方向；由波形圖可確定波長，則可求得傳播速度；
（3）由全反射知識(shí)及幾何知識(shí)可求 得全反射的臨界角；由幾何關(guān)系可求得光點(diǎn)到O′之間的距離．
解答：解：（1）A、X光的頻率大于無線電波的波長，X光的能量要大于無線電波的能量，故A正確；
B、藍(lán)光的波長小于紅光，故藍(lán)光的條紋間的間距小于紅光的條紋間距，故B正確；
C、由相對論可知，列車的長度會(huì)變短，但列車的高度沒有相對運(yùn)動(dòng)，不會(huì)發(fā)生變化，故C錯(cuò)誤；
D、單擺的周期T=2π，故擺長變?yōu)?倍時(shí)，周期變?yōu)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131028201943341419929/SYS201310282019433414199012_DA/1.png">倍；
故選AB．
（2）由振動(dòng)公式可知，波的周期T==0.4s；0時(shí)刻時(shí)質(zhì)點(diǎn)在向正方向運(yùn)動(dòng)，故波應(yīng)向負(fù)方向傳播；
由波形圖可知，波長λ=4m
波速v==10m/s．
（3）光屏上的光點(diǎn)將向右移動(dòng)．
如圖，設(shè)玻璃磚轉(zhuǎn)過α角時(shí)光點(diǎn)離O′點(diǎn)最遠(yuǎn)，記此時(shí)光點(diǎn)位置為A，此時(shí)光線在玻璃磚的平面上恰好發(fā)生全反射，臨界角為C．由折射定律有   
由幾何關(guān)系知，全反射的臨界角C=α=45°    
光點(diǎn)A到O′的距離cm．
點(diǎn)評：本題考查選修3-4的內(nèi)容，主要有光譜及光譜的分析、振動(dòng)和波及光的折射定律，重點(diǎn)應(yīng)放在光的折射定律上．