(2011?晉中三模)(1)一列簡諧橫波,某時刻的波形圖象如圖甲所示,從該時刻開始計時,波上A質(zhì)點的振動圖象如圖乙所示,則
A.若此波遇到另一列簡諧橫波并發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象,則該波所遇到的波的頻率為1.25Hz
B.若該波能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,則該波所遇到的障礙物尺寸一定比20m大很多
C.從該時刻起,再經(jīng)過△t=0.4s,P質(zhì)點通過的路程為4m
D.從該時刻起,質(zhì)點P將比質(zhì)點Q先回到平衡位置
(2)如圖所示,為用某種透明材料制成的一塊長方體棱鏡的截面圖,O為BC的中心,光線從AB面入射,入射角為60°,光線進入棱鏡后射在O點并恰好不從BC面射出.已知真空中的光速c=3.0×108m/s.
①畫出光線從開始射入棱鏡到射出棱鏡后的完整光路圖.
②求該棱鏡的折射率和光線在棱鏡中傳播速度的大。ńY(jié)果可保留根號).
分析:(1)由乙圖讀出波的周期,求出頻率.當兩列波的頻率相同時才能發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象.由甲讀出波長,當障礙物的尺寸與波長差不多時或比波長小時能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象.根據(jù)時間與周期的關(guān)系,求解△t=0.4s,P質(zhì)點通過的路程.由乙圖讀出t=0時刻A質(zhì)點的振動方向,在甲圖判斷出波的傳播方向,分析質(zhì)點P與質(zhì)點Q回到平衡位置的先后.
(2)①光線進入棱鏡后射在O點并恰好不從BC面射出,說明光線在O點產(chǎn)生了全反射,畫出光路圖.
②根據(jù)折射定律和臨界角公式,以及幾何關(guān)系求出折射率,由v=
c
n
求出光線在棱鏡中傳播速度的大。
解答:解:(1)
A、由乙圖讀出波的周期為T=0.8s,頻率為f=
1
T
=1.25Hz,則此波遇到另一列簡諧橫波并發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象,該波所遇到的波的頻率必為1.25Hz.故A正確.
B、由甲讀出波長為λ=20m,若該波能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,則該波所遇到的障礙物尺寸一定比20m小或差不多.故B錯誤.
C、△t=0.4s=
T
2
,P質(zhì)點通過的路程為S=2A=4cm.故C錯誤.
D、由乙讀出A點在t=0時刻的振動方向向上,由甲圖判斷出波的傳播方向沿y軸負方向,圖中P點的振動方向向下,而Q點向上,則從該時刻起,質(zhì)點P將比質(zhì)點Q后回到平衡位置.故D錯誤.
故選A
(2))①光線進入棱鏡后射在O點并恰好不從BC面射出,說明光線在O點產(chǎn)生了全反射,畫出光路圖.
 ②在AB面,根據(jù)折射定律得:n=
si1
si2
 
     在O點 sinC=
1
n
   
    而由幾何知識得θ2+C=90°     
    聯(lián)立解得n=
7
2
           
光線在棱鏡中傳播速度的大小v=
c
n
=
3×108
7
2
=
6
7
7
×108m/s
答:
(1)A           
(2)①光路圖如圖所示.
    ②該棱鏡的折射率為
7
2
,光線在棱鏡中傳播速度的大小為
6
7
7
×108m/s.
點評:第1題考查理解和識別振動圖象和波動圖象以及把握它們之間聯(lián)系的能力.第2題作出光路圖是解題的基礎(chǔ).
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