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1、该波源产生的简谐横波沿x轴正方向传播,波速为v,关于在x处的质点P,下列说故A错误。x,P与波源是反相点,若某时刻质点P的速度方向沿y轴负方向,专题检测(三十)振动与波动光电磁波(选修34)1(1)一振动周期为T,位于x0处的波源从平衡位置开始沿y轴正方向做简谐运动,3vT2法正确的是_。A质点P振动周期为T,速度的最大值为vB若某时刻质点P的速度方向沿y轴负方向,则该时刻波源速度方向沿y轴正方向C质点P开始振动的方向沿y轴正方向D当P开始振动后,若某时刻波源在波峰,则质点P一定在波谷E当P开始振动后,若某时刻波源在波谷,则质点P也一定在波谷(2)如图所示,某种透明材料做成的三棱镜,其横截面是
2、边长为a的等边三角形,现用一束宽度为a的单色平行光束,以垂直于BC面的方向正好入射到该三棱镜的AB及AC面上,结果所有从AB、AC面入射的光线进入后恰好全部直接到达BC面。求:()该材料对此平行光束的折射率;()这些直接到达BC面的光线从BC面折射而出后,如果照射到一块平行于BC面的屏上形成光斑,则当屏到BC面的距离d满足什么条件时,此光斑分为两条?解析:(1)质点P振动周期与波源振动周期相同,也为T,但其振动速度与波速不同,3vT322则该时刻波源速度方向沿y轴正方向,故B正确。根据波的特点:简谐波传播过程中,质点的起振方向都与波源的起振方向相同,故质点P开始振动的方向沿y轴正方向,故C正确
3、。P与波源是反相点,故若某时刻波源在波峰,则质点P一定在波谷,故D正确,E错误。(2)()由于对称性,我们考虑从AB面入射的光线,这些光线在棱镜中是平行于AC面的,由对称性和几何知识可得,光线进入AB面时的入射角和折射角分别为:60,30则材料的折射率为nsin3。sin()如图O为BC中点,紧靠B点从BC面射出的光线与直线AO交于D,由图可知:当光屏放在D点右侧时,根据1由几何关系有ODatan3a所以当光屏到BC距离d超过3a时,光斑分为两条。对称性,光屏上形成两条光斑。2666答案:(1)BCD(2)()3()d3a(2)如图所示,AOB是由某种透明物质制成的圆柱体横截面(O为圆2(20
4、18届高三青岛八校联考)(1)关于波的现象,下列说法正确的有_。A当波从一种介质进入另一种介质时,频率不会发生变化B光波从空气中进入水中后,更容易发生衍射C波源沿直线匀速靠近一静止接收者,则接收者接收到波信号的频率会比波源频率低D不论机械波、电磁波,都满足vf,式中三个参量依次为波速、波长、频率E电磁波具有偏振现象14心),折射率为2,今有一束平行光以45的入射角射向柱体的OA平面,这些光线中有一部分不能从柱体的AB面上射出,设凡射到OB面的光线全部被吸收,不考虑OA面的反射,求圆柱体AB面上能射出光线的部分占AB表面的几分之几。解析:(1)波在传播过程中波速和波长会变化,始终不变的量是频率,
5、A正确;光从空B气中进入水中后,波长减小,更不容易发生衍射,错误;根据多普勒效应可知,当波源与接收者之间的相对距离减小时,接收者接收到波信号的频率升高,C错误;公式vf适用任何波,D正确;电磁波是横波,横波具有偏振现象,E正确。(2)从O点射入的光线,设折射角为,根据折射定律,有:nsin45,解得:30sin设从某位置P点入射的光线,折射到AB弧面上的Q点时,在Q点的入射角恰等于临界角C,有:sinC1n代入数据得:C45PQO中,18090C152答案:(1)ADE(2)所以能射出光线区域对应的圆心角9045能射出光线的部分占AB面的比例为451。902123.(1)某同学利用平行玻璃砖测
6、量玻璃的折射率,按插针法步骤正确操作,借助刻度尺完成了光路图。该同学有圆规,却没有量角器,他就以O点为圆心,15.00cm为半径画圆,分别交入射光线于A点,交直线OO的延长线于C点,分别过A、C点作法线NN的垂线交NN于B、D点,如图所示。用刻度尺测得AB9.00cm,CD6.00cm,则玻璃的折射率n_(请用已知线段表示),代入数据求得n_。若玻璃砖前后两面并不平行,按正确实验操作,则他测出的折射率_(填“会”或“不会”)受到影响。(2)如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,图中的实线和虚线分别是该波在t0.02s和t0.08s时刻的波形图。AB9.001.5。由于在确定玻璃中的折射光线的
7、位置时与前后两面是否平行无由题意有3Ttt()在t0.02s时,求x0.9m处质点的振动方向及该波的最大周期;()若波传播的周期为T,且8Tt9T,求该波传播的波速大小。解析:(1)由题图可得sinAOBAB,sinDOCCD,OAOC,根据折射定律得nOAOCsinAOBsinDOCCD6.00关,所以只要操作正确,折射率的测量就不会受玻璃砖的形状的影响。(2)()该波沿x轴正方向传播,根据前一质点带动后一质点振动的原理,t0.02s时,x0.9m处的质点向y轴负方向振动。4max解得Tmax0.08s。()若8Tt9T,则依题意有tt64T33解得T0.08sv135m/s。9由题图可知该
8、波的波长1.2m,则波速TAB答案:(1)CD1.5不会(2)()沿y轴负方向0.08s()135m/s4(2017全国卷)(1)如图(a),在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1(0,4)和S2(0,2)。两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示。两列波的波速均为1.00m/s。两列波从波源传播到点A(8,2)的路程差为_m,两列波引起的点B(4,1)处质点的振动相互_(填“加强”或“减弱”),点C(0,0.5)处质点的振动相互_(填“加强”或“减弱”)。10m,点波源S(0,2)的振动形式传播到点A(8,2)的路程为L8m,两列波从波(2)如图,一玻璃工件的上半部是半径为R的
9、半球体,O点为球心;下半部是半径为R、高为2R的圆柱体,圆柱体底面镀有反射膜。有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入,该光线与OC之间的距离为0.6R。已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射)。求该玻璃的折射率。解析:(1)点波源S1(0,4)的振动形式传播到点A(8,2)的路程为L122L源传播到点A(8,2)的路程差为LL2m。由于两列波的波源到点B(4,1)的路程12相等,路程差为零,且t0时两列波的波源的振动方向相反,所以两列波到达点B时振动方向相反,引起点B处质点的振动相互减弱;由振动图线可知,波动周期为T2s,波长vT2m。由于两列波的波源到点C(0,0.5)
10、的路程分别为3.5m和2.5m,路程差为1m,而t0时两列波的波源的振动方向相反,所以两列波到达点C时振动方向相同,引起点C处质点的振动相互加强。4sini(2)如图,根据光路的对称性和光路可逆性,与入射光线相对于OC轴对称的出射光线一定与入射光线平行。这样,从半球面射入的折射光线,将从圆柱体底面中心C点反射。设光线在半球面的入射角为i,折射角为r。由折射定律有sininsinr由正弦定理有sinrsin(ir)2RR由几何关系,入射点的法线与OC的夹角为i。由题设条件和几何关系有LR式中L是入射光线与OC的距离。由式和题给数据得sinr6205由式和题给数据得n2.051.43。答案:(1)
11、2减弱加强(2)1.435(2017全国卷)(1)如图,一列简谐横波沿x轴正方向传播,实线为t0时的波形图,虚线为t0.5s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.5s。关于该简谐波,下列说法正确的是_。A波长为2mB波速为6m/sC频率为1.5HzDt1s时,x1m处的质点处于波峰Et2s时,x2m处的质点经过平衡位置O(2)如图,一半径为R的玻璃半球,点是半球的球心,虚线OO表示光轴(过球心O与半球底面垂直的直线)。已知玻璃的折射率为1.5。现有一束平行光垂直入射到半球的底面上,有些光线能从球面5()距光轴的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离。sT,可得周期Ts、频率fT1.5Hz,波速vT6m/s,B、C项正确;t0时刻,射出(不考虑被半球的内表面反射后的光线)。求()从球面射出的光线对应的入射光线与光轴距离的最大值;R3解析:(1)由图像可知简谐横波的波长为4m,A项错误;波沿x轴正向传播,t0.532143x1m处的质点在波峰,经过1s32T,一定在波谷,D项错误;t0时刻,x2m处的质点在平衡位置,经过2s3T,