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

A.t=0時,速度方向沿-y軸方向
B.t=0.1s時,速度最大
C.t=0.1s時,加速度方向沿-y軸方向
D.t=0.3s時,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.由零時刻P的運動方向來判斷零時刻Q的運動方向.再比較時間和周期的關(guān)系,根據(jù)簡諧運動的對稱性,判斷0.1s、0.3s時刻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

又因為t=0時刻時P點沿-y軸方向運動,所以該波向-x方向傳播.
故t=0時,Q點向+y軸方向運動.故A錯誤.
t=0.1s時,即經(jīng)過了
1
4
T
,Q點從平衡位置向上運動到了最高點,此時速度為零.故B錯.
t=0.1s時,Q點從平衡位置運動到了最高點,此時受回復(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,即經(jīng)過了
3
4
T
,此時Q點運動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.
故答案為C.
(2)設(shè)入射光線與1/4球體的交點為C,連接OC,OC即為入射點的法線.因此,圖中的角α為入射角.過C點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°
點評:(1)根據(jù)P點的振動方向判斷Q點的振動方向是突破口,還要清楚簡諧運動的對稱性.
(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.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【物理-選修3-4】
(1)如圖甲所示為一簡諧波在t=0時刻的圖象,圖乙所示為x=4m處的質(zhì)點P的振動圖象,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P點的位移為-0.2m
D.從t=0時刻開始P點的振動方程為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(入射點為B)進(jìn)入玻璃磚后在QP面上的F點(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,∠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F到Q點的距離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).

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?湖南一模)[物理--選修3-4]
(1)一列簡諧橫波以10m/s的速度沿x軸正方向傳播,t=0時刻這列波的波形如圖所示.則a質(zhì)點的振動圖象為
(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.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

[物理--選修3-4]
(1)一列簡諧橫波沿x軸正向傳播;從波傳到x=1.5m的P點時開始計時,此時P點從平衡位置開始沿y軸正方向振動.在t=1.1s時,PM間第一次形成圖示波形,此時x=5m的M點正好在平衡位置,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點振動方向沿y軸正方向
D.圖中P點的位移是y=5
2
cm
E.再過1.0s,質(zhì)元M點向沿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,若出射光線CD與MN的交點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.
精英家教網(wǎng)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

[物理--選修3-4]
(1)如圖1所示,OO′是半圓柱形對稱面與紙面的交線.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.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A光的折射率比對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)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,在t=0時刻的波形如圖2所示,已知在t=1.1s時刻,質(zhì)點P出現(xiàn)第三次波峰,試求質(zhì)點Q第一次出現(xiàn)波峰的時間.
精英家教網(wǎng)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【物理--選修3-4】
(1)如圖1所示,在平靜的水面上,當(dāng)振源O上下振動時,會形成以O(shè)點為圓心的圓形水波,已知M、N、O三點在一條直線上,OM間距離為4.0m,ON間距離為2.0m,某時刻O點處在波峰位置,觀察著發(fā)現(xiàn)2s后此波峰傳到M點,此時O點正通過平衡位置向下運動,OM之間還有一個波峰.可以將水波近似視作簡諧波,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的振動頻率為2Hz
D.振源O的振動頻率為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.已知水對頻率為f1的光的折射率為n1,對頻率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.求兩點光源間的距離.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案