- 单摆
- 共31题
(1)下列说法中不正确的是(选对一个给3分,选对两个给4分,选对3个给6分,每选错一个扣3分,最低得分为0分)
A、人耳能听见的声波比超声波更易发生衍射
B、麦克斯韦预言并用实验证实了电磁波的存在
C、在高速运动的火箭里的人认为火箭本身变短了
D、单摆在周期性外力作用下做受迫振动,其振动周期与单摆的摆长有关
E、肥皂液是无色的,吹出的肥皂泡却是彩色的,主要体现了光的波动性。
(2)麦克斯韦在1865年发表的(电磁场的动力学理论)一文中揭示了电、磁现象与光的内在联系及统一性,即光是电磁波。
①一单色光波在折射率为1.5的介质中传播,某时刻电场横波图象如图1所示.求该光波的频率。
②图2表示两面平行玻璃砖的截面图,一束平行于CD边的单色光入射到AC界面上,a、b是其中的两条平行光线。光线a在玻璃砖中的光路已给出。画出光线b从玻璃砖中首次出射的光路图.并标出出射光线与界面法线夹角的度数。
正确答案
见解析
解析
(1)BCD
(2)解析:(l)设光在介质中的传播速度为v,波长为λ.频率为f,则
①
②
联立①②式得 ③
从波形图上读出波长λ=4×10-7m,代人数据解得
f=5×1014Hz ④
(2)光路如图所示
知识点
(1)关于简谐运动与机械波的下列说法中,正确的是_______。
A.同一单摆,在月球表面简谐振动的周期大于在地面表面简谐振动的周期
B.受迫振动的振幅与它的振动频率无关
C.在同一种介质中,不同频率的机械波的传播速度不同
D.在波的传播过程中,质点的振动方向总是与波的传播方向垂直
(2)如图所示,一截面为直角三角形的玻璃棱镜ABC,A=30o。一条光线以45o的入射角从AC边上的D点射入棱镜,光线垂直BC边射出。求玻璃的折射率;画出光在玻璃棱镜中的传播路线。
正确答案
见解析。
解析
(1)AB
(2)由题意可作出光由AC面射入,从BC面射出的传播路线如图所示
由几何关系可知,光线进入AC面的折射角为30o
AB面的入射角为60o
对光在AC面的折射,由折射定律可知
则棱镜对空气的临界角为
因此,AB面无光线射出
知识点
在“用单摆测定重力加速度”的实验中,实验时用拉力传感器测得摆线的拉力大小F随时间t变化的图像如图所示,下列判断中正确的是( )
正确答案
解析
略
知识点
下列说法正确的是(选对一个得3分,选对两个得4分,选对3个得6分。每选错一个扣3分,最低得分为0分)( )
A.伽利略发现了单摆的等时性,并通过实验确定了单摆做简谐运动的周期公式
B.单摆的回复力是重力沿摆球运动轨迹切线方向的分力
C.麦克斯韦预言了电磁波的存在并通过实验进行了验证
D.根据狭义相对论,地面上的人看到高速运行的列车比静止时短
E.为了司机在夜间安全行驶,汽车前窗玻璃通常采用偏振玻璃
(2)如图所示,用折射率 的玻璃做成内径为 、外径为 的半球形空心球壳,一束平行光射向此半球的外表面,与中心对称轴 平行,试求:
①入射角 满足什么条件的光线可以射出内球面(不考虑多次反射);
②如果要使球壳内表面没有光线射出,在球壳左边至少用多大的遮光板,如何放置才行?
正确答案
见解析
解析
(1)BDE
(2)解①设光线 射入外球面,沿 方向射向内球面,
刚好发生全反射,则
在
即
则
又
得
当射向外球面的入射光线的入射角 时,这些光线都会射出内球面。
②由图中可知,
即至少用一个半径为R的遮光板,圆心过 轴,并垂直该轴放置,才可以挡住能够射出球壳的全部光线,这时,球壳内表面将没有光线射出。
知识点
某同学用单摆测量重力加速度,测得的结果比当地重力加速度的真实值偏大,可能的原因是
正确答案
解析
略
知识点
(1)关于振动和波动,下列说法正确的是________
A,单摆做简谐运动的周期与摆球的质量及当地的重力加速度有关
B,部队过桥不能齐步走而要便步走,是为了避免桥梁发生共振现象
C,在波的干涉中,振动加强的点位移不一定始终最大
D,各种波均会发生干涉、衍射、偏振等现象
E,我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长,可以判断该星球正在距离我
们远去
(2)如图所示,在MN的下方足够大的空间是玻璃介质,其折射率为n=,玻璃介质的上边界MN是屏幕。玻璃中有一正三角形空气泡,其边长l=40cm,顶点与屏幕接触于C点,底边AB与屏幕平行。激光a垂直于AB边射向AC边的中点O,结果在屏幕MN上出现两个光斑。
②画出光路图。
②求两个光斑之间的距离L。
正确答案
答案:(1)BCE
(2)见解析
解析
(2)解:①画出光路图如图所示 (反射光线、折射光线、折射角小于入射角各1分) (3分)
②在界面AC,a光的入射角
由光的折射定律有: (1分)
代入数据求得折射角 (1分)
由光的反射定律得反射角 (2分)
由几何关系易得:ΔODC是边长为的正三角形,ΔCOE为等腰三角形,CE=OC=
故两光斑之间的距离L=DC+CE=l=40cm (2分)
知识点
(1)下列说法正确的是
A. 两列频率不同的波可以产生干涉现象
B. 单摆的周期与摆球的质量有关,质量越大周期越小
C. 机械波的传播速度大小与介质有关
D. 根据麦克斯韦电磁场理论,变化的磁场可以产生电场
(2)如图所示,在MN的下方足够大的空间为玻璃介质,其折射率为,玻璃介质的上边界MN是屏幕。玻璃中有一正三角形空气泡,其边长=40cm,顶点与屏幕接触于C点,底边AB与屏幕平行。激光a垂直于AB边射向AC边的中点O,结果在屏幕MN上出现两个光斑。
①画出光路图。
②求两个光斑之间的距离L。
正确答案
见解析。
解析
(1)CD
(2)①光路图如图所示(反射光线、折射光线,折射角小于入射角)
②在界面AC处,a光的入射角
由折射定律
代入数据得折射角
由光的反射定律得反射角
由几何关系知
两光斑间距L=DC+CE=l=40cm
知识点
一端固定在房顶的一根细线垂到三楼窗沿下,某同学为了测量窗的上沿到房顶的高度,在线的下端系了一小球,发现当小球静止时,细线保持竖直且恰好与窗子上沿接触。打开窗子,让小球在垂直于窗口的竖直平面内摆动,如图所示。
(1)为了测小球摆动的周期,他打开手机里的计时器,在某次小球从窗外向内运动到达最低点时数1,同时开始计时,随后每次小球从外向内运动到最低点依次数2、3、4···,数到n时,手机上显示的时间为t,则小球摆动的周期T为_________;
(2)该同学用钢卷尺测量出摆动中小球球心到窗上沿的距离,记作L。则用小球摆动的周期T、L和当地的重力加速度g,可将窗的上沿到房顶的高度表示为__________。
正确答案
(1)
(2)
解析
略
知识点
一个单摆在竖直平面内做小幅振动,周期为2s。如果从单摆向右运动通过平衡位置时开始计时,则在t=1.6s至t=1.8s的过程中,摆球的( )
正确答案
解析
略
知识点
(1)下列说法正确的是_______。
a.两列频率不同的波可以产生干涉现象
b.单摆的周期与摆球的质量有关,质量越大周期越小
c.机械波的传播速度大小与介质有关
d.根据麦克斯韦电磁场理论,变化的磁场可以产生电场
(2)如图所示,用某种材料制成的直角三角形ABC,∠A=30°,∠B=60°,一单色光平行AB射入,结果光线垂直BC射出。
①作出光路图并求出该材料的折射率;
②求光在AB面能够发生全反射的临界角(用反三角函数表示)。
正确答案
见解析。
解析
(1)cd
(2)①光路如图所示。
根据光路图可得:α=30°
根据折射定律
得
②由
得临界角
知识点
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