Question

（選修模塊3-4）
（1）下列說法中正確的是______．
A．做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，其振動(dòng)能量與振幅無(wú)關(guān)
B．泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象，玻璃中的氣泡看起來(lái)特別明亮是光的全反射現(xiàn)象
C．真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，與光源的運(yùn)動(dòng)和觀察者的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)
D．在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果較為準(zhǔn)確，應(yīng)選用10cm長(zhǎng)的細(xì)線和小鐵球
（2）如圖1所示，一細(xì)束紅光和一細(xì)束藍(lán)光平行射到同一個(gè)三棱鏡上，經(jīng)折射后交于光屏上的同一個(gè)點(diǎn)M，若用n₁和n₂分別表示三棱鏡對(duì)紅光和藍(lán)光的折射率，則n₁______n₂（填“＞”，“＜”或“=”）；______為紅光．
（3）如圖2所示是一列簡(jiǎn)諧波在t=0時(shí)的波形和傳播距離．波沿x軸的正向傳播，已知從t=0到t=2.2s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P三次出現(xiàn)在波峰位置．且在t=2.2s時(shí)P質(zhì)點(diǎn)剛好在波峰位置．求：
①該簡(jiǎn)諧波的周期．
②從t=0開始經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間另一質(zhì)點(diǎn)Q第一次到達(dá)波峰

Answer 1

【答案】分析：（1）做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)的能量由振幅決定；泊松亮斑是光的衍射形成的；當(dāng)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)且入射角大于臨界角時(shí)，光會(huì)發(fā)生全反射；在不同的慣性參考系中，物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律不受影響；用單擺測(cè)重力加速度時(shí)，擺長(zhǎng)約為1m時(shí)，操作方便，測(cè)量結(jié)果較準(zhǔn)確．
（2）玻璃三棱鏡對(duì)藍(lán)光的折射率大于對(duì)紅光的折射率，經(jīng)過三棱鏡后，藍(lán)光的偏折角較大．
（3）簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播過程中，介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，根據(jù)波傳播方向判斷出此時(shí)P的點(diǎn)振動(dòng)方向，由從t=0到t=2.2s時(shí)間內(nèi)，P點(diǎn)第三次出現(xiàn)在波峰位置，據(jù)此求出波的周期．由圖象求出波長(zhǎng)，進(jìn)一步求出波速．波在同一均勻介質(zhì)中勻速傳播，由t=求出波由x=2.5cm處傳播到Q需要的時(shí)間，然后再求出質(zhì)點(diǎn)Q第一次到達(dá)波峰時(shí)間，最后求出從t=0開始經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間另一質(zhì)點(diǎn)Q第一次到達(dá)波峰的時(shí)間．
解答：解：（1）A、做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，其振動(dòng)能量由振幅決定，故A錯(cuò)誤；
B、泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象，玻璃中的氣泡看起來(lái)特別明亮是光的全反射現(xiàn)象，故B正確；
C、真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，與光源的運(yùn)動(dòng)和觀察者的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，故C正確；
D．在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果較為準(zhǔn)確，應(yīng)選用100cm長(zhǎng)的細(xì)線和小鐵球，故D錯(cuò)誤；
故選BC．
（2）同一介質(zhì)，對(duì)藍(lán)光的折射率大于對(duì)紅光的折射率，故n₁＜n₂；由圖1可看出，a光通過三棱鏡后偏折角較大，
b光的偏折角小，由此可知三棱鏡對(duì)a光的折射率較大，對(duì)b光的折射率小，則a為藍(lán)光，b為紅光．
（3）簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，由圖2可知，在圖示時(shí)刻P點(diǎn)的振動(dòng)方向向下；設(shè)波的周期為T，
則P經(jīng)過2個(gè)周期第三次達(dá)到波峰位置，即：2T=△t=2.2s，解得：T=0.8s．
由圖可知波長(zhǎng)λ=2cm，波速：v===2.5cm/s；
波從圖示時(shí)刻傳到Q點(diǎn)的位移：x=6cm-2.5cm=3.5cm，波的傳播時(shí)間：t₁===1.4s；
波傳到Q點(diǎn)后，Q點(diǎn)向下振動(dòng)，經(jīng)過：t₂=T=×0.8s=0.6s第一次達(dá)到波峰，
因此從t=0開始經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間另一質(zhì)點(diǎn)Q第一次到達(dá)波峰的時(shí)間：t=t₁+t₂=1.4s+0.4s=2s．
故答案為：（1）BC；（2）＜；b；
（3）①簡(jiǎn)諧波的周期為0.8s；②Q點(diǎn)第一次到達(dá)波峰所需時(shí)間為2s．
點(diǎn)評(píng)：（1）熟練掌握基礎(chǔ)知識(shí)即可正確解題；
（2）本題是光的色散問題，在七種色光中紫光的折射率最大，同樣條件下，其偏折角最大．可結(jié)合光的色散實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行記憶．
（3）可以根據(jù)波的形成過程分析：先求出振動(dòng)從x=2.5cm處傳到Q點(diǎn)的時(shí)間．Q點(diǎn)的起振方向向下，再經(jīng)過T時(shí)間形成第一次波峰，將兩個(gè)時(shí)間相加得到，Q點(diǎn)第一次到達(dá)波峰的時(shí)間．