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1、選修3-4
1.以下說法中正確的有( )
A.做簡諧運動的質(zhì)點,其振動能量與振幅有關(guān)
B.兩列機械橫波相遇,在相遇區(qū)一定會出現(xiàn)穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象
C.電磁波是由均勻變化的電場或磁場產(chǎn)生的
D.物體做受迫振動達到穩(wěn)定時的周期等于外界驅(qū)動力的周期,與物體的固有周期無關(guān)
E.相對論認為空間和時間與物質(zhì)的運動狀態(tài)有關(guān)
2.下列說法正確的是( )
A.當波源與觀測者相互靠近時,觀測者接收到的振動頻率大于波源發(fā)出的波的頻率
B.在楊氏雙縫干涉實驗中,用紫光作為光源,遮住其中一條狹縫,屏上將呈現(xiàn)間距相等的條紋
C.某人在水面上方觀察水底同位置放置的紅、黃、綠三盞燈時,看到綠燈距水面最近
2、
D.照相機鏡頭前的增透膜、信號在光導纖維內(nèi)的傳播都是利用了光的全反射原理
E.電磁波與聲波由空氣進入水中時,電磁波波長變短,聲波波長變長
3.下列說法正確的是( )
A.一個質(zhì)點做往復運動時所受的力與它偏離平衡位置的位移大小成正比,這個質(zhì)點一定在做簡諧運動
B.單擺在周期性外力作用下做受迫振動,其振動周期與單擺的擺長無關(guān)
C.只有波長比障礙物的尺寸小或相差不多的時候才會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象
D.火車鳴笛時向我們駛來,聽到的笛聲頻率將比聲源發(fā)出的頻率高
E.向人體內(nèi)發(fā)射頻率已知的超聲波被血管中的血流反射后又被儀器接收,測出反射波的頻率編號就能知道血流的速度,這種方法應用的是多普勒
3、效應
4.下列說法正確的是( )
A.只有物體溫度較高時,才能向外輻射紅外線
B.物體做機械振動,不一定產(chǎn)生機械波
C.單擺具有等時性,即周期與振幅無關(guān)
D.X射線在磁場中偏轉(zhuǎn),穿透力較強,可用來進行人體透視
E.機械波從一種介質(zhì)傳播進入另一種介質(zhì)時,其頻率一定不變
5.一列簡諧橫波沿x軸傳播,振幅為 cm,波速為2 m/s.在t=0時刻,平衡位置在x=1 m處的質(zhì)點a 位移為1 cm,平衡位置在x=5 m處的質(zhì)點b的位移為-1 cm,兩質(zhì)點運動方向相反,其中質(zhì)點a沿y軸負方向運動,如圖1所示,已知此時質(zhì)點a、b之間只有一個波谷,則下列說法正確的是( )
圖1
A.該
4、列簡諧橫波的波長可能為 m
B.質(zhì)點b的振動周期可能為2 s
C.質(zhì)點a、b的速度在某一時刻可能相同
D.質(zhì)點a、b的位移在某一時刻可能都為正
E.當t=0.5 s時質(zhì)點a的速度可能最大也可能最小
6.如圖2甲所示,在水平面內(nèi),有三個質(zhì)點a、b、c分別位于直角三角形的三個頂點上,已知ab=6 m,ac=8 m.在t1=0時刻a、b同時開始振動,振動圖象均如圖乙所示,所形成的機械波在水平面內(nèi)傳播,在t2=4 s時c點開始振動,則( )
圖2
A.該機械波的傳播速度大小為2 m/s
B.c點的振動頻率先是與a點相同,兩列波相遇后c點的振動頻率增大
C.該列波的波長是2 m
5、
D.兩列波相遇后,c點振動加強
E.兩列波相遇后,c點振動減弱
7.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,如圖3所示實線為t=0時刻的波形圖,該時刻振動恰好傳到橫坐標為60 m的P點,a、b為波傳播方向上的兩質(zhì)點,b質(zhì)點的橫坐標為70 m;再過1.2 s振動恰好傳到橫坐標為90 m的Q點,虛線所示為t=0時刻后某時刻的波形,則下列說法正確的是( )
圖3
A.這列波的周期為1.6 s
B.這列波的波速為50 m/s
C.振動傳到Q點時,b質(zhì)點位于平衡位置且沿y軸負方向運動
D.t=2 s時刻,a質(zhì)點在y=-5 cm位置,且沿y軸負方向運動
E.虛線所示波形可能是t=6 s時刻的
6、波形
8.圖4甲為一列簡諧橫波在t=0時刻的波形圖,M、N是介質(zhì)上的質(zhì)點;圖乙為質(zhì)點N的振動圖象,下列說法正確的是( )
圖4
A.該波沿x軸的正方向傳播
B.t=0時刻,質(zhì)點M向y軸負方向運動
C.經(jīng)過一個周期,質(zhì)點N通過的路程為32 cm
D.t=6.5 s時,質(zhì)點M位于正向最大位移處
E.該波的傳播速度為×10-2 m/s
9.如圖5所示,一束由兩種色光混合的復色光沿PO方向射向一上下表面平行的厚玻璃磚的上表面,得到三束光線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,若玻璃磚的上下表面足夠?qū)挘铝姓f法正確的是( )
圖5
A.光束Ⅰ仍為復色光,光束Ⅱ、Ⅲ為單色光
B.玻璃對光束Ⅲ的折射
7、率大于對光束Ⅱ的折射率
C.改變α角,光束Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ仍保持平行
D.通過相同的雙縫干涉裝置,光束Ⅱ產(chǎn)生的條紋寬度要大于光束Ⅲ的
E.在真空中,光束Ⅱ的速度等于光束Ⅲ的速度
10.如圖6甲所示是一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時的波形圖,知波速v=2 m/s,質(zhì)點P、Q相距3.2 m.則:
圖6
(1)在圖乙中畫出質(zhì)點Q的振動圖象(至少畫出一個周期);
(2)從t=0到Q點第二次振動到波谷的這段時間內(nèi)質(zhì)點P通過的路程.
11.如圖7所示,在坐標軸x=0和x=20 m處有兩個連續(xù)振動的波源,在介質(zhì)中形成相向傳播的兩列波,t=0時刻兩列波剛好傳到x=2 m和x=16 m處,
8、已知兩列波的波速均為2.5 m/s.求:
圖7
(1)從t=0到t=2.5 s這段時間內(nèi),x=7 m處質(zhì)點運動的路程;
(2)t=10 s時,x=12 m處質(zhì)點的位移.
12.如圖8所示的實線是一列簡諧橫波在t1=0時刻的波形,虛線是這列波在t2=0.2 s時刻的波形.
圖8
(1)若波沿x軸正方向傳播,且這列波的周期T滿足:2T
9、次反射后,在光屏上形成兩個光斑.已知玻璃磚的厚度為h,玻璃對該單色光的折射率為n,光在真空中的速度為c.求:
圖9
(1)兩個光斑的間距d;
(2)兩個光斑出現(xiàn)的時間差Δt.
14.如圖10所示,MNPQ是一塊正方體玻璃磚的橫截面,其邊長MN=MQ=30 cm.與MNPQ在同一平面內(nèi)的一束單色光AB射到玻璃磚MQ邊的中點B后進入玻璃磚,接著在QP邊上的F點(圖中未畫出)發(fā)生全反射,再到達NP邊上的D點,最后沿DC方向射出玻璃磚.已知圖中∠ABM=30°,PD=7.5 cm,∠CDN=30°.(計算結(jié)果可保留根號)
圖10
(1)畫出這束單色光在玻璃磚內(nèi)的光路圖,求出QP邊上
10、的反射點F到Q點的距離QF;
(2)求出該玻璃磚對這種單色光的折射率;
(3)求出這束單色光在玻璃磚內(nèi)的傳播速度(已知真空中光速c=3×108 m/s).
15.如圖11所示,△ABC為等腰直角三棱鏡的截面圖,AB與水平屏幕MN垂直并接觸于A點.由紅光和紫光兩種單色光組成的復色光垂直BC邊射向AB中點O,在光屏MN上產(chǎn)生兩個亮斑,已知該介質(zhì)對紅光和紫光的折射率分別為n1=,n2=.
(1)請畫出光路圖,并分析出AM側(cè)亮斑的顏色;
(2)已知AB=10 cm,求兩個亮斑間的距離.
11、 圖11
16.如圖12所示,AOB為扇形玻璃磚,一細光束照射到AO面上的C點,入射角為60°,折射光線平行于BO邊,圓弧的半徑為R,C點到BO面的距離為,AD⊥BO,∠DAO=30°,光在空氣中的傳播速度為c,求:
圖12
(1)玻璃磚的折射率及光線在圓弧面上出射時的折射角;
(2)光在玻璃磚中傳播的時間.
答案精析
1.ADE 2.ACE 3.BDE 4.BCE 5.ACE 6.ACD
7.ACE [振動傳播的速度即為波速,v==25 m/s,B選項錯誤;由題圖知波長為40 m,周期T==1.6 s,A選項正確;振動傳到Q點時,b質(zhì)點振動時間為半個周期,各質(zhì)
12、點均沿y軸正方向起振,因此當振動傳到Q點時,b質(zhì)點位于平衡位置且沿y軸負方向運動,C選項正確;t=0時刻a質(zhì)點沿y軸正方向運動,經(jīng)過半個周期第一次到達y=-5 cm位置且沿y軸負方向運動,因此在t=2 s=1T時刻a質(zhì)點不在y=-5 cm位置,D選項錯誤;波沿x軸正方向傳播,虛線可以是t=(n+)T(n=1,2,3,…)時刻的波形,n=3時,t=6 s,E選項正確.]
8.BCE 9.ACE
10.(1)見解析圖 (2)0.22 m
解析 (1)圖象如圖所示
(2)從t=0到質(zhì)點Q第二次到達波谷所需時間
t=+T= s+0.8 s=2.2 s
(或由質(zhì)點Q的振動圖象得質(zhì)點Q在t=2
13、.2 s時第二次到達波谷)
在這2.2 s內(nèi)質(zhì)點P經(jīng)歷t=T=2T
因而通過的路程為s=2×4A=22 cm=0.22 m.
11.(1)(4+) cm (2)-2 cm
解析 (1)由題中圖象得左側(cè)波:λ1=2 m,A1=0.02 m
T1==0.8 s,ω1==2.5π rad/s
波源振動方程:y左=-0.02sin πt(m)
左側(cè)波經(jīng)2 s傳播到x=7 m處,該處的質(zhì)點從t=2 s開始振動;右側(cè)波經(jīng)3.6 s傳播到x=7 m處,2.5 s時還沒有傳播到x=7 m處,由左側(cè)波源的振動方程得x=7 m處的質(zhì)點在t=2.5 s時的位移:
y左′=-0.02sin π(t-2
14、)(m)= cm
則該質(zhì)點經(jīng)過的路程為s=2×2 cm+ cm=(4+)cm
(2)由題中圖象得右側(cè)波:λ2=4 m,A2=0.02 m
T2==1.6 s,ω2==π rad/s
波源振動方程:y右=-0.02sin πt(m)
左側(cè)、右側(cè)的波分別經(jīng)過4 s、1.6 s傳到x=12 m處,t=10 s時,左側(cè)波在x=12 m處的位移:
y左″=-0.02sin π(10-4)(m)=0
右側(cè)波在x=12 m處的位移:
y右″=-0.02sin π(10-1.6)(m)=-2 cm
根據(jù)波的疊加原理可得,此時該處質(zhì)點的位移為
y=y(tǒng)左″+y右″=-2 cm.
12.(1)
15、95 m/s (2)沿x軸負方向傳播
解析 (1)若波向右傳播,傳播距離Δx滿足Δx=kλ+λ(k=0,1,2,3,…)
由Δt=知傳播時間滿足Δt=kT+T(k=0,1,2,3,…)
由于2T
16、成的時間差即為折射光束在玻璃磚內(nèi)運動的時間,折射光束在玻璃磚內(nèi)運動的路程s=
光束在玻璃磚內(nèi)的速度v=
Δt=
解得:Δt= .
14.(1)光路圖見解析 20 cm (2) (3)×108 m/s
解析 (1)設光在B點的入射角為i、折射角為r,由已知條件有:i=60°,BQ=15 cm,PD=7.5 cm=BQ
光路示意圖如圖所示,反射點為F
由幾何關(guān)系得tan r==
代入數(shù)據(jù)得QF=20 cm
(2)易知tan r=
由數(shù)學知識推得sin r=0.6
由折射定律得n==
(3)由n=得單色光在玻璃磚內(nèi)的傳播速度v==×108 m/s.
15.(1)光路圖見解析
17、 紅色 (2)(+5) cm
解析 (1)設紅光和紫光的臨界角分別為C1、C2,復色光在AB面的入射角為i,由折射定律可知sin C1==,C1=60°
同理C2=45°,則有C2=i=45°