题目内容
（选修模块3-4）
（1）关于如图1中四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是
A．甲图中的海市蜃楼是光的色散现象引起的
B．乙图中的泊松亮斑说明光具有波动性
C．丙图中的波形是调频波
D．丁图中的实验表明：不论光源与观察者之间做怎样的相对运动，光速都是一样的
（2）①惯性系S中一列列车相对S系沿水平方向接近光速匀速行驶，如图2，车厢中央的光源发出一个闪光，闪光照到了车厢的前壁与后壁，下列说法正确的是
A．车厢内的观察者认为闪光先到达后壁，后到达前壁
B．车厢内的观察者认为闪光同时到达前壁与后壁
C．车厢外相对S系静止的观察者认为闪光先到达后壁，后到达前壁
D．车厢外相对S系静止的观察者认为闪光同时到达前壁与后壁
②如图3所示，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°，已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行，此玻璃的折射率为
（3）一简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0时刻的波形如图4所示．已知介质中质点P的振动周期为2s，此时P质点所在位置的纵坐标为2cm，横坐标为0.5m．
①从该时刻起，P点振动方程为 cm；
②从该时刻开始在x=3m处质点5s内运动路程为 cm．
（1）关于如图1中四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是
A．甲图中的海市蜃楼是光的色散现象引起的
B．乙图中的泊松亮斑说明光具有波动性
C．丙图中的波形是调频波
D．丁图中的实验表明：不论光源与观察者之间做怎样的相对运动，光速都是一样的
（2）①惯性系S中一列列车相对S系沿水平方向接近光速匀速行驶，如图2，车厢中央的光源发出一个闪光，闪光照到了车厢的前壁与后壁，下列说法正确的是
A．车厢内的观察者认为闪光先到达后壁，后到达前壁
B．车厢内的观察者认为闪光同时到达前壁与后壁
C．车厢外相对S系静止的观察者认为闪光先到达后壁，后到达前壁
D．车厢外相对S系静止的观察者认为闪光同时到达前壁与后壁
②如图3所示，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°，已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行，此玻璃的折射率为
（3）一简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0时刻的波形如图4所示．已知介质中质点P的振动周期为2s，此时P质点所在位置的纵坐标为2cm，横坐标为0.5m．
①从该时刻起，P点振动方程为
②从该时刻开始在x=3m处质点5s内运动路程为
分析：（1）海市蜃楼是光在不停地发生全反射形成的；泊松亮斑说明光具有波动性；电磁波的振幅随信号的强弱而变化，这样的波称为调幅波；迈克尔孙-莫雷实验得出光速不变原理．
（2）地面上的人、车厢中的人选择的惯性系不一样，但是光向前传播和向后传播的速度相同，从而发现传播到前后壁的快慢不一样．
②根据出射光线与入射光线平行，通过几何关系求出入射光线的折射角，从而根据折射定律求出折射率的大小．
（3）①根据波的周期和波长，求出波速，从而得出P质点通过平衡位置的时间，根据Asin（ωt+φ）=0，结合初始时刻纵坐标为2cm，求出初相，从而得出P点的振动方程．
②质点在一个周期内振动的路程为4A，求出质点经历了多少个周期，从而得出运动的路程．
（2）地面上的人、车厢中的人选择的惯性系不一样，但是光向前传播和向后传播的速度相同，从而发现传播到前后壁的快慢不一样．
②根据出射光线与入射光线平行，通过几何关系求出入射光线的折射角，从而根据折射定律求出折射率的大小．
（3）①根据波的周期和波长，求出波速，从而得出P质点通过平衡位置的时间，根据Asin（ωt+φ）=0，结合初始时刻纵坐标为2cm，求出初相，从而得出P点的振动方程．
②质点在一个周期内振动的路程为4A，求出质点经历了多少个周期，从而得出运动的路程．
解答：解：（1）A、海市蜃楼是光在不停地发生全反射形成的．故A错误．
B、泊松亮斑说明光具有波动性．故B正确．
C、丙图中振幅随信号的强弱而变化，是调幅波．故C错误．
D、丁图中的实验得出光速不变原理，不论光源与观察者之间做怎样的相对运动，光速都是一样的．故D正确．
故选BD．
（2）车厢中的人认为，车厢是个惯性系，光向前向后传播的速度相等，光源在车厢中央，闪光同时到达前后两壁．地面上人以地面是一个惯性系，光向前向后传播的速度相等，向前传播的路程长些，到达前壁的时刻晚些．故B、C正确，A、D错误．
故选BC．
②
根据光的可逆原理知，出射光线与法线之间的夹角为60°，又因为出射光线与入射光线平行，根据几何关系知，折射角θ=30°，根据折射定律得，n=
=
．
（3）①质点振动的振幅A=4cm，质点的振动周期等于波传播的周期，T=2s，则圆频率ω=
=π．波速v=
=
m/s=3m/s．
P质点所在位置的纵坐标为2cm，横坐标为0.5m，设P点经过△t经过平衡位置，则△t=
=
s．
此时有Asin（ωt+φ）=0．又初始位置t=0，Asinφ=2，联立两式解得初相φ=
π．
则P点振动方程为4sin(πt+
π)cm．
②该时刻开始在x=3m处质点处于平衡位置，质点在一个周期内振动的路程为4A，则s=
×4A=40cm．
故答案为：A．（1）BD （2）①BC ②
（3）4sin(πt+
π) 40
B、泊松亮斑说明光具有波动性．故B正确．
C、丙图中振幅随信号的强弱而变化，是调幅波．故C错误．
D、丁图中的实验得出光速不变原理，不论光源与观察者之间做怎样的相对运动，光速都是一样的．故D正确．
故选BD．
（2）车厢中的人认为，车厢是个惯性系，光向前向后传播的速度相等，光源在车厢中央，闪光同时到达前后两壁．地面上人以地面是一个惯性系，光向前向后传播的速度相等，向前传播的路程长些，到达前壁的时刻晚些．故B、C正确，A、D错误．
故选BC．
②
根据光的可逆原理知，出射光线与法线之间的夹角为60°，又因为出射光线与入射光线平行，根据几何关系知，折射角θ=30°，根据折射定律得，n=| sin60° |
| sin30° |
| 3 |
（3）①质点振动的振幅A=4cm，质点的振动周期等于波传播的周期，T=2s，则圆频率ω=
| 2π |
| T |
| λ |
| T |
| 6 |
| 2 |
P质点所在位置的纵坐标为2cm，横坐标为0.5m，设P点经过△t经过平衡位置，则△t=
| 0.5 |
| 3 |
| 1 |
| 6 |
此时有Asin（ωt+φ）=0．又初始位置t=0，Asinφ=2，联立两式解得初相φ=
| 5 |
| 6 |
则P点振动方程为4sin(πt+
| 5 |
| 6 |
②该时刻开始在x=3m处质点处于平衡位置，质点在一个周期内振动的路程为4A，则s=
| 5 |
| 2 |
故答案为：A．（1）BD （2）①BC ②
| 3 |
| 5 |
| 6 |
点评：本题考查了光的折射定律、振动和波动以及相对论等知识点，难度不大，关键掌握这些知识点的基本概念和基本规律．
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（2）图甲为某一简谐横波在t=0时刻的波动图象，P为其传播方向上的一个质点，图乙为质点P的振动图象．根据图象可知：波的传播速度为