[物理--選修3-4]
(1)如圖1所示為xy平面內(nèi)沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖象,波速為1cm/s,此時(shí)P點(diǎn)沿-y軸方向運(yùn)動(dòng),關(guān)于圖上x=0.3cm處的Q點(diǎn)的說法正確的是
C
C

A.t=0時(shí),速度方向沿-y軸方向
B.t=0.1s時(shí),速度最大
C.t=0.1s時(shí),加速度方向沿-y軸方向
D.t=0.3s時(shí),加速度為零
(2)一半徑為R的
1
4
球體放置在水平面上,球體由折射率為
3
的透明材料制成.現(xiàn)有一束位于過球心O的豎直平面內(nèi)的光線,平行于桌面射到球體表面上,折射入球體后再從球體豎直表面射出,如圖所示.已知入射光線與桌面的距離為
3
R
2
.求出射角θ.
分析:(1)現(xiàn)根據(jù)波的圖象得出波長,再由公式T=
λ
v
求出周期.由零時(shí)刻P的運(yùn)動(dòng)方向來判斷零時(shí)刻Q的運(yùn)動(dòng)方向.再比較時(shí)間和周期的關(guān)系,根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性,判斷0.1s、0.3s時(shí)刻Q的位置.根據(jù)Q的位置進(jìn)一步判斷速度和加速度.
(2)作出光路圖,找出幾何關(guān)系,根據(jù)折射定律求解.
解答:解:(1)根據(jù)圖象可知該波的波長為0.4cm.
根據(jù)公式T=
λ
v
,則該波的周期T=
0.4cm
1cm/s
=0.4s

又因?yàn)閠=0時(shí)刻時(shí)P點(diǎn)沿-y軸方向運(yùn)動(dòng),所以該波向-x方向傳播.
故t=0時(shí),Q點(diǎn)向+y軸方向運(yùn)動(dòng).故A錯(cuò)誤.
t=0.1s時(shí),即經(jīng)過了
1
4
T
,Q點(diǎn)從平衡位置向上運(yùn)動(dòng)到了最高點(diǎn),此時(shí)速度為零.故B錯(cuò).
t=0.1s時(shí),Q點(diǎn)從平衡位置運(yùn)動(dòng)到了最高點(diǎn),此時(shí)受回復(fù)力向下,即-y軸方向,故加速度方向沿-y軸方向.故C正確.
t=0.3s時(shí),即經(jīng)過了
3
4
T
,此時(shí)Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到了向下的最大位移處,所受的回復(fù)力向上最大,故加速度向上最大.故D錯(cuò).
故答案為C.
(2)設(shè)入射光線與1/4球體的交點(diǎn)為C,連接OC,OC即為入射點(diǎn)的法線.因此,圖中的角α為入射角.過C點(diǎn)作球體水平表面的垂線,垂足為B.依題意,∠COB=α.又由△OBC知
sinα=
3
2
    …①
設(shè)光線在C點(diǎn)的折射角為β,由折射定律得
sinα
sinβ
=
3
…②
由①②式得β=30°
由幾何關(guān)系知,光線在球體的豎直表面上的入射角γ(見圖)為30°.由折射定律得
sinγ
sinθ
=
1
3

因此  sinθ=
3
2
,解得θ=60°
點(diǎn)評(píng):(1)根據(jù)P點(diǎn)的振動(dòng)方向判斷Q點(diǎn)的振動(dòng)方向是突破口,還要清楚簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性.
(2)能正確的作出光路圖,找出幾何關(guān)系是解決幾何光學(xué)問題的關(guān)鍵.
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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【物理-選修3-4】
(1)如圖甲所示為一簡(jiǎn)諧波在t=0時(shí)刻的圖象,圖乙所示為x=4m處的質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象,則下列判斷正確的是
ADE
ADE

A.這列波的波速是2m/s
B.這列波的傳播方向沿x正方向
C.t=3.5s時(shí)P點(diǎn)的位移為-0.2m
D.從t=0時(shí)刻開始P點(diǎn)的振動(dòng)方程為y=0.2sin(πt+π)m
E、若此波遇到另一列波并發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象,則該波所遇到的頻率為0.5Hz
(2)如圖丙所示,MNPQ是一塊截面為正方形的玻璃磚,其邊長MN=30cm.一束激光AB射到玻璃磚的MQ面上(入射點(diǎn)為B)進(jìn)入玻璃磚后在QP面上的F點(diǎn)(圖中未畫出)發(fā)生全反射,恰沿DC方向射出.其中B為MQ的中點(diǎn),∠ABM=30°,PD=7.5cm,∠CDN=30°.
①畫出激光束在玻璃磚內(nèi)的光路示意圖,求出QP面上的反射點(diǎn)F到Q點(diǎn)的距離QF;
②求出激光束在玻璃磚內(nèi)的傳播速度(真空中光速c=3×108m/s,sin37°=0.6).

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(2011?湖南一模)[物理--選修3-4]
(1)一列簡(jiǎn)諧橫波以10m/s的速度沿x軸正方向傳播,t=0時(shí)刻這列波的波形如圖所示.則a質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象為
(2)如圖所示,△ABC為一直角三棱鏡的截面,其頂角θ=30°,P為垂直于直線BCD的光屏,現(xiàn)一寬度等于AB的單色平行光束垂直射向AB面,在屏P上形成一條寬度等于
2
3
.
AB
的光帶,試作出光路圖并求棱鏡的折射率.

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[物理--選修3-4]
(1)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播;從波傳到x=1.5m的P點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí),此時(shí)P點(diǎn)從平衡位置開始沿y軸正方向振動(dòng).在t=1.1s時(shí),PM間第一次形成圖示波形,此時(shí)x=5m的M點(diǎn)正好在平衡位置,如圖所示.下列說法正確的是
 

A.這列波的傳播周期是0.8s
B.這列波的傳播速度是5m/s
C.圖中P點(diǎn)振動(dòng)方向沿y軸正方向
D.圖中P點(diǎn)的位移是y=5
2
cm
E.再過1.0s,質(zhì)元M點(diǎn)向沿x軸正向遷移5m
(2)如圖所示,MN是一條通過透明球體球心的直線,在真空中波長為λ0=564nm的單色細(xì)光束AB平行于MN射向球體,B為入射點(diǎn),若出射光線CD與MN的交點(diǎn)P到球心O的距離是球半徑的
2
倍,且與MN所成的夾角α=30°.求:
①透明體的折射率n;
②此單色光在透明球體中的波長λ.
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[物理--選修3-4]
(1)如圖1所示,OO′是半圓柱形對(duì)稱面與紙面的交線.在圖內(nèi)有兩束與OO′平行且距OO′距離相等的單色光A和B,從玻璃磚射出后相交于OO′的下方的P點(diǎn).由此可以得出的結(jié)論是
A.A光在玻璃磚中的速度比B光在玻璃磚中的速度小
B.玻璃磚對(duì)A光的折射率比對(duì)B光的折射率小
C.在空氣中,A光的波長比B光的波長短
D.B光光子的能量比A光光子的能量小
(2)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,在t=0時(shí)刻的波形如圖2所示,已知在t=1.1s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P出現(xiàn)第三次波峰,試求質(zhì)點(diǎn)Q第一次出現(xiàn)波峰的時(shí)間.
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【物理--選修3-4】
(1)如圖1所示,在平靜的水面上,當(dāng)振源O上下振動(dòng)時(shí),會(huì)形成以O(shè)點(diǎn)為圓心的圓形水波,已知M、N、O三點(diǎn)在一條直線上,OM間距離為4.0m,ON間距離為2.0m,某時(shí)刻O點(diǎn)處在波峰位置,觀察著發(fā)現(xiàn)2s后此波峰傳到M點(diǎn),此時(shí)O點(diǎn)正通過平衡位置向下運(yùn)動(dòng),OM之間還有一個(gè)波峰.可以將水波近似視作簡(jiǎn)諧波,則
AB
AB

A.此水波的傳播速度為2m/s
B.此水波的波長為3.2m
C.振源O的振動(dòng)頻率為2Hz
D.振源O的振動(dòng)頻率為1.6Hz
(2)如圖2所示,在水面MN下方同一豎直線上有兩個(gè)光源S1、S2,S1發(fā)出的頻率f1的單色光,S2發(fā)出頻率為f2單色光.已知水對(duì)頻率為f1的光的折射率為n1,對(duì)頻率f2的光的折射率為n2,且n2>n1.兩光源在水面上形成了半徑都為r的亮斑.求兩點(diǎn)光源間的距離.

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