题目内容
3．
2015年12月，中国“可见光通信系统关键技术研究”获得重大突破-可见光通信的实时通信速率已经提高至50Gbps，相当于0.2s即可下载一部高清电影．（1）关于可见光，下列说法正确的是AC
A．可见光中的红光比紫光的频率低
B．可见光不能在真空中传播
C．可见光波长越长，越容易发生衍射
D．可见光能发生光的干涉和衍射现象，说明光是横波
（2）真空中一束波长为6×10-7m的可见光，频率为5×1014Hz，已知光在真空中的速度为3×108m/s．该光进入水中后，其波长与真空中的相比变变短（选填“长”或“短”）．
（3）可见光通信是利用LED灯的光线实现上网的新型高速数据传输技术．如图所示，ABCD是LED闪光灯的圆柱形封装玻璃体，其横截面的直径AB=d，厚度AD=$\frac{\sqrt{3}}{2}$d，LED灯（可视为点光源）固定在玻璃体CD面的圆心O，玻璃体的折射率为$\sqrt{2}$，光在真空中的传播速度为c．求：
①光在玻璃体中传播的速度；
②光线OA在AB面发生折射时的折射角．
分析 （1）可见光中红光的频率最低，紫光的频率最高．在真空中各种色光的传播速度相同．波长越长，越容易发生衍射．光的偏振现象说明光是横波．
（2）真空中光速为c=3×108m/s，由波速公式c=λf求光的频率．光进入水中后，频率不变，波速变小，由v=λf分析波长的变化．
（3）①根据v=$\frac{c}{n}$求出光在介质中传播的速度大小．②根据入射角的大小，结合玻璃的折射率，通过折射定律即可求出．
解答 解：（1）A、可见光中的红光比紫光的频率低．故A正确．
B、可见光能在真空中传播，故B错误．
C、可见光波长越长，波动性超强，越容易发生衍射，故C正确．
D、可见光能发生光的干涉和衍射现象，不能说明光是横波，只有光的偏振现象说明光是横波．故D错误．
故选：AC
（2）已知 λ=6×10-7m，由c=λf得：f=$\frac{c}{λ}$=$\frac{3×1{0}^{8}}{6×1{0}^{-7}}$=5×1014Hz
光进入水中后，频率不变，波速变小，由v=λf分析知，波长变短．
（3）①根据v=$\frac{c}{n}$得光在玻璃体中传播的速度为：
v=$\frac{3×1{0}^{8}}{\sqrt{2}}$=$\frac{3\sqrt{2}}{2}$×108m/s．
②设光线OA在AB面发生折射时的入射角为i，折射角为r．由题图可知：OD=$\frac{1}{2}$AB=$\frac{1}{2}$d
所以入射角的正切：tani=$\frac{OD}{AD}$=$\frac{\frac{1}{2}d}{\frac{\sqrt{3}}{2}d}$=$\frac{\sqrt{3}}{3}$
所以：r=30°
根据折射定律知：n=$\frac{sinr}{sini}$
所以：sinr=n•sini=$\sqrt{2}$×sin30°=$\frac{\sqrt{2}}{2}$
所以折射角：r=45°．
故答案为：（1）AC；（2）5×1014，变短；（3）①光在玻璃体中传播的速度是$\frac{3\sqrt{2}}{2}$×108m/s；②光线OA在AB面发生折射时的折射角是45°．
点评 该题是物理光学和几何光学的问题，解决本题的关键要掌握可见光频率、波长的关系，掌握光的折射定律n=$\frac{sini}{sinr}$，以及n=$\frac{c}{n}$，并能灵活应用．
| A． | （c）和（d）的情况下，导线所受到的安培力都大于（a）的情况 | |
| B． | （b）的情况下，导线不受力 | |
| C． | （b）、（c）的情况下，导线都不受力 | |
| D． | （a）、（b）、（d）情况下，导线所受安培力大小都相等 |
如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角α=30°，导轨上端跨接一定值电阻R，导轨电阻不计．整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，长为L的金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上，且与导轨保持接触良好，金属棒的质量为m，电阻为r，重力加速度为g，现将金属棒由静止释放，当金属棒沿导轨下滑距离为s时，速度达到最大值vm，则（ ）| A． | 金属棒开始运动时的加速度大小为α=gsinα | |
| B． | 金属棒受到的安培力方向平行斜面向上 | |
| C． | 金属棒沿导轨下滑距离为s的过程中，电阻R上产生的热量为$Q=\frac{mR（gs-v_m^2）}{2（R+r）}$ | |
| D． | 金属棒沿导轨下滑距离为s的过程中其加速度逐渐变小 |
图为一光导纤维（可简化为一长玻璃丝）的示意图，AB代表端面．若光线以入射角i从端面的O点射人，在D处恰好发生全反射．已知光在真空的传播速度为c．
| A． | 磁场对通电导线的作用力方向一定与磁场方向相同 | |
| B． | 磁场对运动电荷的作用力方向一定与速度方向垂直 | |
| C． | 带电粒子只受洛伦兹力作用时，其动能不变，速度不变 | |
| D． | 电荷在磁场中不可能做匀速直线运动 |
如图所示的电路中，当开关S1闭合S2断开时灯泡L正常发光．若再将开关S2闭合，则电流表的读数变大（选填“大”或“小”），电压表的读数变小（选填“大”或“小”）．
如图甲所示，两个点电荷Q1、Q2固定在x轴上距离为L的两点，其中Q1带正电荷位于原点O，a、b是它们的连线延长线上的两点，其中b点与O点相距3L．现有一带正电的粒子q以一定的初速度沿x轴从a点开始经b点向远处运动（粒子只受电场力作用），设粒子经过a，b两点时的速度分别为va、vb，其速度随坐标x变化的图象如图乙所示，则以下判断正确的是（ ）| A． | Q2带负电且电荷量小于Q1 | |
| B． | b点的场强一定为零 | |
| C． | a点的电势比b点的电势高 | |
| D． | 粒子在a点的电势能比b点的电势能大 |