3.4多普勒效应及其应用（word版含答案）

选择性必修一 3.4 多普勒效应及其应用
一、单选题
1．警车向路上的车辆发射固定频率的超声波，同时探测反射波的频率．下列说法正确的是（　　）
A．当车辆匀速驶向停在路边的警车时，警车探测到的反射波频率增高
B．当车辆匀速驶离停在路边的警车时，警车探测到的反射波频率增高
C．当警车匀速驶向停在路边的汽车时，警车探测到的反射波频率降低
D．当警车匀速驶离停在路边的汽车时，警车探测到的反射波频率不变
2．下列说法正确的是（　　）
A．一位有经验的战士听到炮弹飞行的尖叫声越来越尖锐，可以判断炮弹正远离
B．干涉现象是波的特征，因此任何两列波相遇时都会产生干涉现象
C．光能发生偏振现象，说明光是一种纵波
D．因为可见光波长比通常障碍物尺寸小的多，所以不容易观察到可见光的明显衍射现象
3．一列迎面驶来的火车发出鸣笛，则静止的观察者听到声波变化正确的是（　　）
A．频率变高 B．频率不变 C．波速变大 D．波长不变
4．超声波是一种频率高于的声波，波长很短，只有几厘米，甚至千分之几毫米，它的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，因此有广泛的应用关于超声波，下列说法中正确的是（　　）
A．由于高频率超声波波长很短，因此衍射本领很强
B．空气中超声波传播速度远大于普通声波传播的速度
C．当超声波在介质中传播时，介质参与振动的频率等于超声波频率
D．超声波测速主要是利用超声波相干性好的特点
5．关于多普勒效应，下列说法正确的是（　　）
A．产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化
B．产生多普勒效应的原因是观察者的听力出现了问题
C．甲、乙两列车相向行驶，两车均鸣笛，且所发出的笛声频率相同，那么乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率低于他听到的乙车笛声频率
D．将哈勃太空望远镜接收到的来自于遥远星系上的某种原子光谱，与地球上同种原子的光谱相比较，光谱中各条谱线的波长均变长（称为哈勃红移），这说明该星系正在远离我们而去
6．如图甲所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，据图乙，下列关于女同学的感受的说法正确的是（　　）
A．女同学从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变低
B．女同学在从点C向左运动过程中，她感觉哨声音调变低
C．女同学在从点C向右运动过程中，她感觉哨声音调不变
D．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高
7．关于多普勒效应的叙述，下列说法中正确的是（　　）
A．多普勒效应说明波源的频率发生了变化
B．多普勒效应是由于波的干涉引起的
C．多普勒效应是波共有的特征
D．火车向你驶来时，你听到的汽笛声音调变低，火车离你远去时，你听到的汽笛声音调变高
8．下列说法错误的是（　　）
A．弹簧振子运动半个周期的路程一定等于两倍振幅
B．通过超声波被血流反射回来其频率发生变化可测血流速度，是利用了波的干涉
C．将摆钟从成都龙泉山的山脚移动到山峰，摆钟的周期将变大
D．“闻其声不见其人”是波的衍射现象
9．在同一均匀介质中有两列简谐横波，甲向右、乙向左，波速大小为，沿轴相向传播，时刻的波形如图所示，下列说法中正确的是（　　）
A．两列波相遇时能发生稳定的干涉
B．一观察者正经处沿轴负向匀速运动，在他看来，两波的频率可能相同
C．轴上横坐标为处的质点经过3s位移达到6cm
D．时刻，处的质点的振动方向与处的质点的振动方向相反
10．分析下列物理现象：①“空山不见人，但闻人语响”；②围绕发声的双股音叉走一圈，听到声音忽强忽弱；③当正在鸣笛的火车背离我们急驶而去时，我们听到汽笛声的音调变低；④雷声在云层里轰鸣不绝．这些物理现象分别属于波的（　　）
A．衍射、干涉、多普勒效应、反射 B．衍射、多普勒效应、干涉、折射
C．折射、干涉、多普勒效应、反射 D．衍射、折射、多普勒效应、干涉
11．在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v=200 m/s。已知t=0时，波刚好传播到x=40 m处，如图所示，在x=400 m处有一接收器（图中未画出），则下列说法正确的是_________。
A．波源开始振动时方向沿y轴正方向
B．从t=0开始经过0.15s，x=40m处的质点运动路程为0.6m
C．接收器在t=0.8s时才能接收到此波
D．若波源向x轴负方向运动，根据多普勒效应，接收器接收到的波源频率可能为11 Hz
12．下列说法正确的是（　　）
A．做简谐运动的物体，在平衡位置时合力为0
B．红光和蓝光在空中某位置相遇，一定发生干涉现象
C．当声源靠近观察者运动时，观察者接收到的频率大于声源发出的频率
D．发生地震时，传播的只有纵波，没有横波
13．根据多普勒效应，下列说法中正确的有（　　）
A．医生检查身体用的“B超”是根据超声波的多普勒效应制成的
B．一位有经验的战士听到飞行的炮弹尖叫声越来越尖锐，可以判断炮弹正向他远离
C．根据光波的多普勒效应，由地球接收到遥远天体发出的光波的频率越来越小，可以判断此天体正远离地球
D．当波源和观察者间有相对运动时，观察者接收到的频率一定和波源发出的频率不同
14．一列沿x轴正方向传播的横波，在t=0时刻的波形如图甲所示，图乙是图甲中某质点的振动图象，下列说法正确的是（　　）
A．该波的波速为4m/s
B．图乙表示质点S的振动图像
C．质点R在t=6s时的位移为13cm
D．一观察者沿x轴向波源运动时，他观测到的该波频率为0.25Hz
15．关于教材中插图所涉及的物理知识，描述正确的是（　　）
A． 一列水波通过狭缝时的折射现象
B． 单摆做受迫振动的周期与摆球质量有关
C． 水下多普勒测速仪可测海水流速
D． 水波干涉时振动加强点位移一定比振动减弱点位移大
二、填空题
16．如图表示产生机械波的波源P做匀速运动的情况，图中圆表示波峰，已知波源的频率为f0，该图表示波源正在向________(选填A、B、C或D)点移动；观察者在图中A点接收到的波的频率将________(选填大于、等于或小于)f0.
17．如图所示，在公路的十字路口东侧路边，甲以速度v1向东行走，在路口北侧，乙站在路边，一辆汽车以速度v2通过路口向东行驶并鸣笛，已知汽车笛声的频率为f0,车速v2＞v1.甲听到的笛声的频率为f1,乙听到的笛声的频率为f2，司机自己听到的笛声的频率为f3，则此三人听到笛声的频率由高至低顺序为________.
18．如图表示产生机械波的波源做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰。
（1）该图表示的是( )。
A．干涉现象 B．衍射现象 C．反射现象 D．多普勒效应
（2）波源正在移向( )。
A．点 B．点 C．点 D．点
（3）观察到的波的频率最小的点是( )。
A．点 B．点 C．点 D．点
19．高铁进站过程中，声音越来越尖锐，其原因是：当声源靠近人时，单位时间被人接收的声波的个数________（选填“大于”“小于”或“等于”）声源静止时的，导致人接收到的声音的________（选填“频率”“周期”或“波长”）变大。
三、解答题
20．为了理解多普勒效应，可以设想一个抛球的游戏（如图）。设想甲每隔向乙抛一个球，如果甲、乙都站着不动，乙每隔接到一个球。如果甲抛球时仍然站着不动，而乙以一定速度向甲运动，这时乙接球的时间间隔是否还是？如果乙靠向甲的速度增大，乙接球的时间间隔是否会有变化？
21．蝙蝠是通过声波的反射来判断前方是否有障碍物的。科学家在蝙蝠飞行的空间里横跨了很多系有铜铃的绳索，蝙蝠黑暗中在此空间飞行时不会碰撞这些绳索而导致铜铃发声。据此，你认为蝙蝠发出的声波频率应该具有怎样的特征？尽可能用数量级来描述你的估算。
22．请简要说明科学上利用多普勒效应测量太空中星球相对地球的运动速度的原理。
23．在高速公路上常用超声波测速仪测量汽车的速度，测速仪是根据它发出并接收超声波脉冲信号时间差来测出汽车速度的。设超声波测速仪发出的脉冲信号的时间间隔为，超声波在空气中传播的速度是。若汽车静止时，超声波测速仪所接收到的脉冲信号的时间间隔也为。问：
(1)当超声波测速仪所接收到的脉冲信号的时间间隔大于时，你能判定汽车是做怎样的运动吗？反之又怎样？
(2)若这一时间间隔为，则汽车行驶的速度是多少？
24． [物理——选修3-3]（15分）
（1）（5分）下列说法正确的是________（填正确答案标号，选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）。
A．温度、压力、电磁作用可以改变液晶的光学性质
B．只要对内燃机不断改进，就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能
C．布朗运动是液体分子对悬浮固体颗粒的碰撞作用不平衡造成的
D．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
E．外界对气体做正功，气体的内能一定增加
（2）（10分）如图所示，在一圆形管道内封闭有理想气体，用一固定绝热活塞K和质量为m的可自由移动的绝热活塞A将管内气体分割成体积相等的M、N两部分。温度都为T0=300 K，上部气体M压强为p0=1.0×105 Pa，活塞A产生的压强有（S为活塞横截面积）。现保持下部分气体N温度不变，只对上部分气体M缓慢加热，当活塞A移动到最低点B时（不计摩擦），求：
（i）上部分气体的温度；
（ii）保持上下部分M、N气体温度不变，释放一部分M气体，稳定后活塞A又回到了原来的位置，则释放气体质量与M气体原有质量之比。
[物理——选修3–4]（15分）
（1）（5分）下列说法正确的是________。（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）
A．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关
B．产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化
C．偏振光可以是横波，也可以是纵波
D．做简谐运动的质点，先后经过同一位置时，速度可能不同
E．肥皂泡在阳光下色彩缤纷是光的干涉现象
（2）（10分）一半圆柱形透明物体横截面如图所示，直径AOB镀银，O表示半圆截面的圆心，并建立图示坐标系。一束平行x轴（直径AOB）的激光在横截面内从M点入射，经过AB面反射后从N点垂直x轴（直径AOB）向上射出。已知，圆柱形半径。求：（sin15°=，计算结果可带根号）
（i）透明物体的折射率；
（ii）激光射出点N点的坐标。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
A．当车辆匀速驶向停在路边的警车时，两车之间的距离减小，产生多普勒效应，警车探测到的反射波频率增高，故A正确；
B．当车辆匀速驶离停在路边的警车时，两车之间的距离增大，产生多普勒效应，警车探测到的反射波频率降低，故B错误；
C．当警车匀速驶向停在路边的汽车时，两车之间的距离减小，产生多普勒效应，警车探测到的反射波频率增高，故C错误；
D．当警车匀速驶离停在路边的汽车时，两车之间的距离增大，产生多普勒效应，警车探测到的反射波频率降低，故D错误。
故选A。
2．D
【分析】
【详解】
A．据多普勒效应可知，炮弹飞行的尖叫声越来越尖锐，说明炮弹正靠近，A错误；
B．干涉现象是波的特征，频率相等的两列波相遇时会产生干涉现象，B错误；
C．光能发生偏振现象，说明光是一种横波，C错误；
D．发生明显衍射现象的条件是障碍物或空的尺寸比波长小，由于可见光波长比通常障碍物尺寸小的多，所以不容易观察到可见光的明显衍射现象，D正确。
故选D。
3．A
【分析】
【详解】
根据多普勒效应，波在波源移向观察者接近时接收频率变高，波长变短，波速不变，则一列迎面驶来的火车发出鸣笛，则静止的观察者听到声波变化是频率变高，波长变短，波速不变，所以A正确；BCD错误；
故选A。
4．C
【分析】
【详解】
A．高频率超声波的波长短，其衍射本领弱，故A错误；
B．声波的传播速度由介质决定，与声波的频率无关，故空气中超声波传播速度与普通声波传播的速度相等，故B错误；
C．波传播的是振动的形式和能量，介质中各点做的都是受迫振动，其振动频率由波源的频率决定，故当超声波在介质中传播时，介质参与振动的频率等于超声波频率，故C正确；
D．超声波测速利用了多普勒效应，故D错误。
故选C。
5．D
【分析】
【详解】
AB．产生多普勒效应的原因不是波源频率发生了变化，而是观察者相对波源的位置变化引起了听觉频率的变化，故选项AB错误；
C．甲、乙两列车相向行驶，两车均鸣笛，且发出的笛声频率相同，那么乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率高于他听到的乙车笛声频率，选项C错误；
D．将哈勃太空望远镜接收到的来自于遥远星系上的某种原子光谱，与地球上同种原子的光谱相比较，光谱中各条谱线的波长均变长（称为哈勃红移），即频率变小，这说明该星系正在远离我们而去，选项D正确；
故选D。
6．B
【详解】
A．女同学从A向B运动过程中，女同学靠近波源，由多普勒效应，她感觉哨声音调变高，A错误；
B．女同学在从点C向左运动过程中，女同学远离波源，由多普勒效应，她感觉哨声音调变低，B正确；
C．女同学在从点C向右运动过程中，女同学靠近波源，由多普勒效应，她感觉哨声音调变高，C错误；
D．女同学从E向D运动过程中，女同学远离波源，由多普勒效应，她感觉哨声音调变低，D错误。
故选B。
7．C
【分析】
【详解】
A．多普勒效应说明波源的相对运动，使观察者收到的频率发生了变化。故A错误；
B．根据上一选项分析，多普勒与波的干涉无关。故B错误；
C．多普勒效应是波共有的特征。故C正确；
D．根据多普勒效应可知，当波源和观察者间距变小，观察者接收到的频率一定比波源频率高，听到的声音音调变高，当波源和观察者间距变大，观察者接收到的频率一定比波源频率低，听到的声音音调变低，故D错误；
故选C。
8．B
【分析】
【详解】
A．弹簧振子在四分之一个周期里运动的路程不一定等于一个振幅，弹簧振子从平衡位置向下运动的过程中，在二分之一个周期里运动的路程等于二倍振幅，故A正确，不符合题意；
B．利用多普勒效应，当间距变化时，接收的频率与发出的频率不相同，则可测量血流速度，故B错误，符合题意；
C．根据单摆周期公式
摆钟移动时，周期将变大，故C正确，不符合题意；
D．隔墙有耳与只听其声不见其人都是波的衍射现象，故D正确，不符合题意。
故选B。
9．B
【详解】
A．同一介质中传播，波速相等，从图中可知波长不同，则频率不同，因此不能产生干涉现象，故A错误；
B．根据，，，观察者正经处沿轴负向匀速运动，在他看来，甲的频率增大，乙的频率降低，接受到的两波频率可能相同，故B正确；
C．波传播过程中，质点不随波迁移，此时图中两波峰所在位置在轴的中点在处，由于波速相等，同时到达，用时，故C错误；
D．时刻，处的质点的振动方向与处的质点的振动方向均向下，故D错误。
故选B。
10．A
【分析】
【详解】
“空山不见人，但闻人语响”即听到声音，却看不见人，这是声音的衍射；围绕发声的双股音叉走一圈，听到声音忽强忽弱，音叉发出两个相同频率的声波相互叠加，从而出现加强区于减弱区，这是声音的干涉；当正在鸣笛的火车背离我们急驶而去时，我们听到汽笛声的音调变低，因此这是多普勒效应；雷声在云层里轰鸣不绝这是由于波的反射，由于传播距离不同，传到人耳的时间不同导致，故A正确，BCD错误。
故选A。
11．B
【分析】
【详解】
A．根据波的图像和波的传播方向可知，波源开始振动时方向沿y轴负方向， A错误；
B．根据波的图像可知波长λ＝20 m，振幅A＝10 cm，周期
从t＝0开始经过0.15 s(1.5个周期)，x＝40 m处的质点运动路程为6个振幅，即
B正确；
C．接收器在
时能够接收到此波，C错误；
波源频率为
D．若波源向x轴负方向运动，根据多普勒效应，接收器接收到的波源频率小于10 Hz， D错误。
故选B。
12．C
【分析】
【详解】
A．简谐运动的位移是相对平衡位置的，故每次经过平衡位置时的位移为零，据F=-kx可知，回复力为零；单摆模型在平衡位置时，合力不为零，其加速度也不为零；而弹簧振子在平衡位置时，合力一定为零，加速度一定为零，故A错误；
B．两束光在相遇的区域内发生干涉现象需要具备的条件是①振动方向相同；②振动频率相同；③相位相同或相位差保持恒定，而红光和蓝光的频率不同，故B错误；
C．根据多普勒效应可知，当声源靠近观察者运动时，观察者接收到的声波频率大于声源发出的频率，故C正确；
D．发生地震时，传播的既有纵波也有横波，故D错误。
故选C。
13．C
【详解】
A．医生检查身体用的“B超”没有用到多普勒效应，而彩超用了多普勒效应，故A错误；
B．一位有经验的战士听到飞行的炮弹尖叫声越来越尖锐，可以判断炮弹正向他靠近，故B错误；
C．据光波的多普勒效应，由地球接收到遥远天体发出的光波的频率越来越小，可以判断此天体正远离地球，故C正确；
D．当波源和观察者相互靠近或者远离时，观察者接收到的频率一定和波源发出的频率不同，如果沿着波源做圆周运动，距离不变，频率不变，故D错误。
故选C。
14．C
【分析】
【详解】
A．由图甲可知λ=8m ， 由图乙可知 T=4s ，根据
A错误；
B．横波沿x轴正方向传播，根据上坡下振可知，在t=0时刻S点应向y轴负方向振动，由图乙可知在t=0时刻该质点沿y轴正方向振动， B错误；
C．由于
因而质点R在6s时处于波峰的位置，故此时位移最大为13cm， C正确；
D．该波的频率为
当观察者沿x轴向波源运动时，根据多普勒效应，观察者接收到的频率大于0.25Hz，D错误。
故选C。
15．C
【详解】
A．一列水波通过狭缝时的衍射现象，所以A错误；
B．根据单摆的周期公式
可知，单摆做受迫振动的周期与摆球质量无关，所以B错误；
C．水下多普勒测速仪可测海水流速，所以C正确；
D．水波干涉时振动加强点位移不一定比振动减弱点位移大，因为不管是加强点还是减弱点都在各自的平衡位置做周期性的振动，所以减弱点的位移可能大于加强点的位移，则D错误；
故选C。
16． B 小于
【详解】
[1]根据多普勒效应产生的原因，该图表示波源正在向B点移动；
[2]当波源和观察者间距变小，观察者接收到的频率一定比波源频率高．当波源和观察者距变大，观察者接收到的频率一定比波源频率低，因此观察者在图中A点接收波的频率将小于发出的频率，即f0．
17．f1＞f3＞f2
【详解】
由于，所以汽车和甲的相对距离减小，甲听到的频率变大，即，由于乙静止不动，则汽车和乙的相对距离增大，乙听到的频率变低，即.由于司机和汽车相对静止，所以司机听到的频率不变，即.综上所述，三人听到笛声的频率由高至低依次为.即
18． D A B
【分析】
【详解】
（1）由于题图所示波源左方的波面密集，右方的波面稀疏，可知该图表示的是多普勒效应中波源运动的情况，故ABC错误，D正确。
故选D。
（2）由于波源左方的波长被压缩，右方的波长被拉长，可知波源正在移向点，故A正确，BCD错误。
故选A。
（3）由于波源远离点，由题图分析可知在点观察到的波的频率最小，故B正确，ACD错误。
故选B。
19． 大于 频率
【详解】
[1][2]根据多普勒效应可知，当声源靠近人时，单位时间被人接收的声波的个数大于声源静止时的个数，从而导致人接收到的声音的频率变大。
20．乙以一定速度向甲运动，乙接球的时间间隔小于，如果乙靠向甲的速度增大，乙接球的时间间隔是会有变化
【详解】
当甲乙均不动时，相当于观察者乙与波源甲相对静止，观察到的频率等于波源震动的频率，当乙以一定的速度向甲运动，相当于观察者向波源靠近，由于间距缩短，观察着接收到的波的频率增大，乙接到球的时间会缩短，乙接球的时间间隔小于，如果乙靠向甲的速度增大，相当于观察者向波源靠近的比较快，间距缩短的较快，观察者接受到的波的频率增大的较快，乙接到球的时间会继续减小。
21．见解析
【详解】
我们人耳能听见的声音频率范围在到之间，蝙蝠发出的是超声波，频率大于。
22．见解析
【详解】
光波会由于多普勒效应而发生波长的变化。恒星的光谱中有一系列吸收线，如果恒星远离我们而去，我们观测到的这些吸收线就会向光波的红端（长波）方向移动，称为谱线红移。反之，当恒星朝向我们而来时，观测谱线会向光波的蓝端（短波）方向移动，称为谱线蓝移。测出谱线红移或蓝移的量，根据多普勒效应的公式，我们就可以得出恒星朝向或者远离我们的速度了。
23．(1)当超声波测速仪发出的脉冲信号的时间间隔大于时汽车在做远离测速仪的运动；反之，做接近测速仪的运动 (2)
【分析】
【详解】
（1）设第一次超声波信号从发出到被反射回来的时间间隔△t1，第二次超声波信号从发出到被反射回来的时间间隔△t2，第一次放出的超声波与汽车相遇时超声波前进距离为
第二次放出的超声波与汽车相遇时超声波前进距离为
若汽车静止，则x1=x2，△t1=△t2，超声波测速仪所接收到的脉冲信号的时间间隔也为1s．
当超声波测速仪所接收到的脉冲信号的时间间隔大于1s时，△t2＞△t1，结合两式可得
x2＞x1
所以汽车远离超声波测速仪；
反之，当超声波测速仪所接收到的脉冲信号的时间间隔小于1s时，△t2＜△t1，结合两式可得
x2＜x1
所以汽车向超声波测速仪运动．
（2）超声波测速仪所接收到的脉冲信号的时间间隔为1.2s时，两次脉冲运动的时间差：
△t2-△t1=1.2-1.0=0.2s
汽车运动的时间
则汽车在1.1s内的位移
所以汽车的速度
24．[物理——选修3-3]（15分）
（1）ACD（5分） （2）（i） （ii）
[物理——选修3–4]（15分）
（1）ADE（5分） （2）（i）（7分） （ii），y=5 cm（3分）
【详解】
[物理——选修3-3]（1）从液晶形成的条件可知温度、压力、电磁作用可以改变液晶构造与分布从而影响它的光学性质，选项A正确；由热力学第二定律知热机的效率不可能达到100%，选项B错误；包围悬浮固体颗粒的液体分子的无规则运动，形成对颗粒的无规则碰撞，撞击作用的不平衡，使颗粒受力无规则，进而表现为无规则运动（布朗运动）。选项C正确；液体表面张力作用的收缩现象使液体表面积最小，从而小露珠呈球形（表面积最小），选项D正确；做功和热传递是影响气体内能的两个方面，外界对气体做正功，如果同时放热，气体的内能不一定增加，故E错误。
（2）（i）对下部分气体N，做等温变化，初状态压强为： （1分）
体积为：
末状态:压强为p2，体积为：
根据玻意耳定律有：（1分）
对上部分气体M，当活塞A移动到最低点时，对活塞A受力分析可得出两部分气体的压强
（1分）
初状态：压强为p0，温度为T0，体积为V0
末状态：压强为，温度，体积为
根据理想气体状态方程，有：（2分）
代入数据解得：（1分）
（ii）设上部分气体M，等温变化，压强回到p0时体积为V3，根据玻意耳定律有：
（1分）
代入数据解得：（1分）
对应释放气体的等效体积为：（1分）
释放气体与原气体质量m0之比为： （1分）
[物理——选修3–4]（1）受迫振动的周期由周期性外力的频率决定，与单摆的摆长无关，故A正确；产生多普勒效应的原因是观察者与波源的相对运动导致接收到的波的频率发生变化，波源频率没有变化，故B错误；偏振光只能是横波，不可能是纵波，故C错误；做简谐运动的质点，先后经过同一位置时，速度的大小一定相同，但是方向不一定相同，故D正确；肥皂泡在阳光下的色彩是薄膜干涉形成的，故E正确。
（2）（i）如图，透明物体内部的光路为折线MPN（P为光线反射点），、点相对于底面AB对称，M、P和三点共线，设在M点处，光的入射角为i=60°，折射角为r，出射光线与法线夹角为，由几何关系得：
（1分）
根据折射定律有： （1分）
代入数据解得： （1分）
连接，即有
即得：，（1分）
于是由几何关系得：,则 （1分）
由上各式联立解得：（1分）
根据折射率公式有
解得：（1分）
（i）由于
N点坐标： （3分）
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页