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题型:简答题
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简答题 · 12 分

(1)一列简谐横波沿直线传播,某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6m,且这两质点间的波峰只有一个,则该简谐横波可能的波长为

A.4 m、6 m和8 m           

B.6 m、8 m和12 m

C.4 m、6 m和12 m            

D.4 m、8 m和12 m

(2)利用半球柱形玻璃,可减小激光光束的发散程度。在题图所示的光路中,A为激光的出射点,O为半球柱形玻璃横截面的圆心,AO过半圆顶点。若某条从A点发出的与AO成α角的光线,以入射角i入射到半圆弧上,出射光线平行于AO,求此玻璃的折射率。

正确答案

(1)C

(2) 

解析

(1)符合题意的波形有三种,如图所示:

 λ1=12 m       λ2=6 m        λ3=4 m   因此选项C正确。

(2)如图所示,由几何关系知: i=α+r    所以r=i-α

所以此玻璃的折射率

知识点

波长、频率和波速的关系光的反和折射
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

(1)如图所示,沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和C。假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶,当铁塔B发出一个闪光,列车上的观测者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是

A. 同时被照亮

B. A先被照亮

C. C先被照亮

D. 无法判断

(2)一束光从空气射向折射率为的某种介质,若反向光线与折射光线垂直,则入射角为__________。真空中的光速为c ,则光在该介质中的传播速度为________________ 。

(3)将一劲度系数为K的轻质弹簧竖直悬挂,下湍系上质量为m的物块,将物块向下拉离平衡位置后松开,物块上下做简谐运动,其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期。请由单摆周期公式推算出物块做简谐运动的周期T。

正确答案

(1)C

(2)600;

(3)

解析

(1)当铁塔B发出一个闪光,同时到达A、C两铁塔被反射但列车沿AC方向以接近光速行驶,经铁塔A反射的光相对列车的速度远小于经铁塔C反射的光相对列车的速度,经铁塔C反射的光先到达观测者,看到C先被照亮,C正确。

(2)根据折射定律:  ,得 根据,得

(3)单摆周期公式,且,解得

知识点

简谐运动的描述光的反和折射狭义相对论
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

与通常观察到的月全食不同,小虎同学在2012年12月10日晚观看月全食时,看到整个月亮是暗红的。小虎画了月全食的示意图,并提出了如下猜想,其中最为合理的是

A地球上有人用红色激光照射月球

B太阳照射到地球的红光反射到月球

C太阳光中的红光经地球大气层折射到月球

D太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹

正确答案

C

解析

因大气层对红光的折射率较小,红光发生全反射的临界角较大,而其他色光的临界角较小,因此在同等条件下,红光比较难发生全反射,红光经大气层折射到月球,再经月球反射回地球,因此月球呈现暗红色。此题考查学生的推理能力和对知识的理解能力。

知识点

光的反和折射
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

如图,半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方。一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖,在O点发生反射和折射,折射光在光屏上呈现七色光带。若入射点由A向B缓慢移动,并保持白光沿半径方向入射到O点,观察到各色光在光屏上陆续消失。在光带未完全消失之前,反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是

A减弱,紫光

B减弱,红光

C增强,紫光

D增强,红光

正确答案

C

解析

同一介质对各色光的折射率不同,各色光对应的全反射的临界角也不同。七色光中紫光折射率最大,由n=可知紫光的临界角最小,所以入射点由A向B缓慢移动的过程中,最先发生全反射的是紫光,折射光减弱,反射增强,故C正确。

知识点

光的反和折射全反射
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

(1)(4分)一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。介质中x=2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin(5πt)cm。关于这列简谐波,下列说法正确的是______(填入正确选项前的字母。选对1个给2分,选对2个给4分;选错1个扣2分,最低得0分)。

A. 周期为4.0s                               

B. 振幅为20cm

C. 传播方向沿x轴正向                 

D. 传播速度为10m/s

(2)(8分)一赛艇停在平静的水面上,赛艇前端有一标记P离水面的高度为h1=0.6m,尾部下端Q略高于水面;赛艇正前方离赛艇前端s1=0.8m处有一浮标,示意如图。一潜水员在浮标前方s2=3.0m处下潜到深度为h2=4.0m时,看到标记刚好被浮标挡住,此处看不到船尾端Q;继续下潜△h=4.0m,恰好能看见Q。求:

(i)水的折射率n;

(ii)赛艇的长度l。(可用根式表示)

正确答案

(1)C D

(2)(i);(ii)3.3m

解析

(1)周期为: ,由波的图像得:振幅、波长,故波速为 ,p点在t=0时振动方向为正y方向,波向正x方向传播。

(2)(i)设过P点光线,恰好被浮子挡住时,入射角、折射角分别为:α、β则:

由①②③得:

(ii)潜水员和Q点连线与水平方向夹角刚好为临界角C,则:

cotC=

由④⑤得:

知识点

简谐运动的描述简谐运动的振动图象波的形成和传播光的反和折射
下一知识点 : 折射率及其测定
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