Question

（选修模块3-4）
（1）下列叙述中正确的有______
A．在不同的惯性参考系中，光在真空中的速度都是相同的
B．两列波相叠加产生干涉现象，则振动加强区域与减弱区域交替变化
C．光的偏振现象说明光波是横波
D．夜视仪器能在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射
（2）如图1所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=2m/s．试回答下列问题：
①写出x=0.5m处的质点做简谐运动的表达式：______cm；
②x=0.5m处质点在0～0.5s内通过的路程为______cm．
（3）如图2所示是光从介质 1 进入介质 2 的折射情况，根据光路图可知：两种介质相比较，介质______是光密介质；光在介质中1的频率______?在介质中2的频率（选填“＞”、“=”或“＜”）；若介质2是空气（视为真空），则在此界面发生全反射的临界角的正弦值为______（用θ₁、θ₂表示）

Answer 1

【答案】分析：（1）根据光速不变原理，判断在不同参考系中，光在真空中的速度．两列波相叠加产生干涉现象，形成稳定的加强区和减弱区．光的偏转现象说明光是横波．热物体红外辐射比冷物体红外辐射强，夜视仪器能在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射．
（2）根据波的波长和波速，求出波的周期，波的周期等于质点振动的周期．根据x=Asin（ωt+φ）求出x=0.5m处的质点做简谐运动的表达式．
质点在一个周期内振动的路程等于4A，根据该规律求出x=0.5m处质点在0～0.5s内通过的路程．
（3）光从光疏介质进入光密介质，折射角小于入射角，光从不同介质中传播时，频率不变，根据sinC=求出临界角的大小．
解答：解：（1）A、根据光速不变原理，在不同的惯性参考系中，光在真空中的速度都是相同的．故A正确．
B、两列波相叠加产生干涉现象，加强区始终是加强区，减弱区始终是减弱区．故B错误．
C、光的偏振现象说明光波是横波．故C正确．
D、夜视仪器能在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射．故D正确．
故选ACD．
（2）波的周期T=，则振动的周期为1s．ω=，A=5cm．
x=0.5m处的质点在t=0时刻处于正向最大位移处，所以x=0.5m处的质点做简谐运动的表达式为x=5cos2πtcm．
t=0.5s=，质点在0～0.5s内通过的路程s=2A=10cm．
（3）折射角大于入射角，所以光是从光密介质进入光疏介质，所以介质1是光密介质．光从介质1进入介质2频率不变．
根据折射定律n=，又sinC=，所以sinC=．
故答案为：（1）ACD （2）①x=5cos2πt，②10 （3）1、=、
点评：本题考查了物理光学和几何光学以及波动和振动的基础知识，要求学生熟悉教材中的基本知识和基本规律，该题属于容易题．