Question

[物理--選修3-4]
（1）下列說(shuō)法中正確的是

ADF

 
A．麥克斯韋預(yù)言空間可能存在電磁波，赫茲通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)證實(shí)了他的預(yù)言
B．紅光由空氣進(jìn)入水中，波長(zhǎng)變長(zhǎng)、顏色不變
C．在同種均勻介質(zhì)中傳播的聲波，頻率越高，波長(zhǎng)越長(zhǎng)
D．在“探究單擺的周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，為減小偶然誤差，應(yīng)測(cè)出單擺作n次全振動(dòng)的時(shí)間t，利用T=

t

n

求出單擺的周期
E．以某一速度向觀察者駛來(lái)一輛汽車，并發(fā)出鳴笛，觀察者感受到汽笛的頻率越來(lái)越大
F．用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的干涉現(xiàn)象
（2）如圖所示，在坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)有一橫截面為四分之一圓周的柱狀玻璃體OPQ，OP=OQ=R，一束單色光垂直O(jiān)P面射入玻璃體，在OP面上的入射點(diǎn)為A，OA=

R

2

，此單色光通過(guò)玻璃體后沿BD方向射出，且與x軸交于D點(diǎn)，OD=

3

R，求：
①該玻璃的折射率是多少？
②將OP面上的該單色光至少向上平移多少，它將不能從PQ面直接折射出來(lái)．

Answer 1

分析：（1）解答本題需掌握：
電磁波的發(fā)現(xiàn)過(guò)程：1864年，英國(guó)科學(xué)家麥克斯韋在總結(jié)前人研究電磁現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，建立了完整的電磁波理論；他斷定電磁波的存在，推導(dǎo)出電磁波與光具有同樣的傳播速度；1887年德國(guó)物理學(xué)家赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在．之后，1898年，馬可尼又進(jìn)行了許多實(shí)驗(yàn)，不僅證明光是一種電磁波，而且發(fā)現(xiàn)了更多形式的電磁波，它們的本質(zhì)完全相同，只是波長(zhǎng)和頻率有很大的差別；
波速、波長(zhǎng)和頻率關(guān)系公式v=λf；
多普勒效應(yīng)：波在波源移向觀察者時(shí)接收頻率變高，而在波源遠(yuǎn)離觀察者時(shí)接收頻率變低；
單擺周期公式T=2π

L g

；
光的干涉的條件：只有兩列光波的頻率相同，相位差恒定，振動(dòng)方向一致的相干光源，才能產(chǎn)生光的干涉；
（2）根據(jù)光的折射定律，畫出光路圖，找出全反射臨界光線后列式計(jì)算．

解答：解：（1）A、麥克斯韋預(yù)言空間可能存在電磁波，赫茲通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)證實(shí)了他的預(yù)言，故A正確；
B、紅光由空氣進(jìn)入水中，頻率不變，波速變小，根據(jù)公式v=λf，波長(zhǎng)變短，故B錯(cuò)誤；
C、同種均勻介質(zhì)中傳播的聲波，波速一定，根據(jù)公式v=λf，頻率越高，波長(zhǎng)越短，故C錯(cuò)誤；
D、在“探究單擺的周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，為減小偶然誤差，應(yīng)測(cè)出單擺作n次全振動(dòng)的時(shí)間t，利用T=

t

n

求出單擺的周期，即多次測(cè)量取平均，故D正確；
E、以某一速度向觀察者駛來(lái)一輛汽車，并發(fā)出鳴笛，觀察者感受到汽笛的頻率比靜止時(shí)大，為一個(gè)定值，故E錯(cuò)誤；
F、用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的干涉現(xiàn)象，即薄膜干涉，故F正確；
故選ADF；
（2）①在PQ面上的入射角 sinθ1=

OA

OB

=

1

2

，θ₁=30°

由幾何關(guān)系可得  θ₂=60°
折射率n=

sinθ2

sinθ1

=

3

②全反射臨界角sinC=

1

n

=

3

3

從OP面射入玻璃體的光，在PQ面的入射角等于臨界角時(shí)，剛好發(fā)生全反射而不能從PQ面直接射出．設(shè)光在OP面的入射點(diǎn)為M，在PQ面的反射點(diǎn)為NOM=ONsinC=

3

3

R
至少向上平移的距離d=OM-OA=

3

3

R-

R

2

≈0.077R
答：①該玻璃的折射率是

3

；
②將OP面上的該單色光至少向上平移0.077R，它將不能從PQ面直接折射出來(lái)．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電磁波的發(fā)現(xiàn)、多普勒效應(yīng)、光的折射、全反射等知識(shí)點(diǎn)，知識(shí)面廣，難度不大．