Question

（選修模塊3-4）
（1）下列說(shuō)法中正確的是

 

A．牛頓環(huán)是薄膜干涉的結(jié)果，當(dāng)用頻率更低的單色光照射時(shí)，牛頓環(huán)變密
B．麥克爾孫-莫雷實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：不論光源與觀察者做怎樣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，光速都是一樣的
C．在康普頓效應(yīng)中，當(dāng)入射光子與晶體中的電子碰撞時(shí)，把一部分動(dòng)量轉(zhuǎn)移給電子，因此光子散射后波長(zhǎng)變長(zhǎng)．
D．調(diào)諧是電磁波發(fā)射應(yīng)該經(jīng)歷的過(guò)程，調(diào)制是電磁波接收應(yīng)該經(jīng)歷的過(guò)程
（2）如圖所示，A、B、C為等腰棱鏡，D為AB的中點(diǎn)，a、b兩束不同頻率額的單色光垂直AB邊射入棱鏡，兩束光在AB面上的入射點(diǎn)是D的距離相等，兩束光通過(guò)棱鏡折射后相交于圖中P點(diǎn)．則a光通過(guò)棱鏡的時(shí)間

 

b光通過(guò)棱鏡的時(shí)間（選填“大于”、“等于”或“小于”）．a(chǎn)、b兩束光從同一介質(zhì)射入真空過(guò)程中，a光發(fā)生全反射臨界角

 

b光發(fā)生全反射臨界角（選填“大于”、“等于”或“小于”）
（3）一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，t=0時(shí)刻的波形如圖所示，經(jīng)0.3s質(zhì)點(diǎn)a第一次達(dá)到波峰位置，則質(zhì)點(diǎn)b的起振方
向?yàn)?!--BA-->

 

，質(zhì)點(diǎn)b的位移大小為5

2

的時(shí)刻為

 

s．

Answer 1

分析：（1）牛頓環(huán)是薄膜干涉的結(jié)果，當(dāng)用頻率更低的單色光照射時(shí)，牛頓環(huán)變疏．麥克爾孫-莫雷實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：不論光源與觀察者做怎樣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，光速都是一樣的．在康普頓效應(yīng)中，當(dāng)入射光子與晶體中的電子碰撞時(shí)，把一部分動(dòng)量轉(zhuǎn)移給電子，根據(jù)物質(zhì)波波長(zhǎng)公式分析光子散射后波長(zhǎng)的變化．調(diào)諧是電磁波接收應(yīng)該經(jīng)歷的過(guò)程，調(diào)制是電磁波發(fā)射應(yīng)該經(jīng)歷的過(guò)程．
（2）根據(jù)光通過(guò)棱鏡后偏折角大小，判斷棱鏡對(duì)光的折射率的大小，由v=

c

n

分析光在棱鏡中速度大小，比較光通過(guò)棱鏡的時(shí)間的長(zhǎng)短．根據(jù)臨界角公式比較其大�。�
（3）由波的傳播方向判斷t=0時(shí)刻x=4m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，確定質(zhì)點(diǎn)b的起振方向．根據(jù)x=4m處質(zhì)點(diǎn)與b點(diǎn)距離和波速求出波傳到b點(diǎn)的時(shí)間，寫(xiě)出b點(diǎn)的振動(dòng)方程，再求解質(zhì)點(diǎn)b的位移大小為5

2

的時(shí)刻．

解答：解：
（1）A、牛頓環(huán)是薄膜干涉產(chǎn)生的，單色光越低，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，照射時(shí)牛頓環(huán)越疏．故A錯(cuò)誤．
B、麥克爾孫-莫雷實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：不論光源與觀察者做怎樣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，光速都是一樣的．故B正確．
C、在康普頓效應(yīng)中，當(dāng)入射光子與晶體中的電子碰撞時(shí)，把一部分動(dòng)量轉(zhuǎn)移給電子，由動(dòng)量守恒定律得知，光子的動(dòng)量P變小，根據(jù)物質(zhì)波波長(zhǎng)公式λ=

h

P

，分析得到光子散射后波長(zhǎng)變長(zhǎng)．故C正確．
D、調(diào)諧是電磁波接收應(yīng)該經(jīng)歷的過(guò)程，調(diào)制是電磁波發(fā)射應(yīng)該經(jīng)歷的過(guò)程．故D錯(cuò)誤．
故選BC
（2）由圖看出，a光經(jīng)過(guò)棱鏡折射后偏折角較大，說(shuō)明棱鏡對(duì)a光的折射率較大，由公式v=

c

n

得到，a光在棱鏡中傳播速度較小，a光在棱鏡中通過(guò)的距離又較長(zhǎng)，所以a光通過(guò)棱鏡的時(shí)間大于b光通過(guò)棱鏡的時(shí)間時(shí)間．根據(jù)臨界角公式sinC=

1

n

，a光發(fā)生全反射臨界角小于b光發(fā)生全反射臨界角．
（3）簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，t=0時(shí)刻x=4m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸正方向，說(shuō)明波源的起振方向沿y軸正方向，則質(zhì)點(diǎn)b的起振方向也沿y軸正方向．由題，經(jīng)0.3s質(zhì)點(diǎn)a第一次達(dá)到波峰位置，圖示時(shí)刻a點(diǎn)正沿y軸向下運(yùn)動(dòng)，則周期T=0.4s，波從x=4m傳到b點(diǎn)的時(shí)間為t=T=0.4s．b點(diǎn)的振動(dòng)方程為y=Asin

2π

T

（t-0.4）=10sin5π（t-0.4）cm，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)b的位移y=±5

2

cm，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)得到，t=（0.45+0.1n）s，（n=0，1，2…）
故答案為：
（1）BC；（2）大于，小于
（3）y軸正方向，（0.45+0.1n），（n=0，1，2…）

點(diǎn)評(píng)：第2題是光的色散現(xiàn)象，可根據(jù)偏折角的大小，由折射定律確定折射率的大小．機(jī)械波的特點(diǎn)之一是：介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的起振方向都與波源的起振方向相同．