Question

[物理--选修3-4]
（1）下列说法中正确的是

ADF

 
A．麦克斯韦预言空间可能存在电磁波，赫兹通过一系列实验证实了他的预言
B．红光由空气进入水中，波长变长、颜色不变
C．在同种均匀介质中传播的声波，频率越高，波长越长
D．在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中，为减小偶然误差，应测出单摆作n次全振动的时间t，利用T=

t

n

求出单摆的周期
E．以某一速度向观察者驶来一辆汽车，并发出鸣笛，观察者感受到汽笛的频率越来越大
F．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象
（2）如图所示，在坐标系的第一象限内有一横截面为四分之一圆周的柱状玻璃体OPQ，OP=OQ=R，一束单色光垂直OP面射入玻璃体，在OP面上的入射点为A，OA=

R

2

，此单色光通过玻璃体后沿BD方向射出，且与x轴交于D点，OD=

3

R，求：
①该玻璃的折射率是多少？
②将OP面上的该单色光至少向上平移多少，它将不能从PQ面直接折射出来．

Answer 1

分析：（1）解答本题需掌握：
电磁波的发现过程：1864年，英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上，建立了完整的电磁波理论；他断定电磁波的存在，推导出电磁波与光具有同样的传播速度；1887年德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在．之后，1898年，马可尼又进行了许多实验，不仅证明光是一种电磁波，而且发现了更多形式的电磁波，它们的本质完全相同，只是波长和频率有很大的差别；
波速、波长和频率关系公式v=λf；
多普勒效应：波在波源移向观察者时接收频率变高，而在波源远离观察者时接收频率变低；
单摆周期公式T=2π

L g

；
光的干涉的条件：只有两列光波的频率相同，相位差恒定，振动方向一致的相干光源，才能产生光的干涉；
（2）根据光的折射定律，画出光路图，找出全反射临界光线后列式计算．

解答：解：（1）A、麦克斯韦预言空间可能存在电磁波，赫兹通过一系列实验证实了他的预言，故A正确；
B、红光由空气进入水中，频率不变，波速变小，根据公式v=λf，波长变短，故B错误；
C、同种均匀介质中传播的声波，波速一定，根据公式v=λf，频率越高，波长越短，故C错误；
D、在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中，为减小偶然误差，应测出单摆作n次全振动的时间t，利用T=

t

n

求出单摆的周期，即多次测量取平均，故D正确；
E、以某一速度向观察者驶来一辆汽车，并发出鸣笛，观察者感受到汽笛的频率比静止时大，为一个定值，故E错误；
F、用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，即薄膜干涉，故F正确；
故选ADF；
（2）①在PQ面上的入射角 sinθ1=

OA

OB

=

1

2

，θ₁=30°

由几何关系可得  θ₂=60°
折射率n=

sinθ2

sinθ1

=

3

②全反射临界角sinC=

1

n

=

3

3

从OP面射入玻璃体的光，在PQ面的入射角等于临界角时，刚好发生全反射而不能从PQ面直接射出．设光在OP面的入射点为M，在PQ面的反射点为NOM=ONsinC=

3

3

R
至少向上平移的距离d=OM-OA=

3

3

R-

R

2

≈0.077R
答：①该玻璃的折射率是

3

；
②将OP面上的该单色光至少向上平移0.077R，它将不能从PQ面直接折射出来．

点评：本题考查了电磁波的发现、多普勒效应、光的折射、全反射等知识点，知识面广，难度不大．