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1、课时作业十六1(1)下图甲为某沿x轴方向传播的简谐横波在t0时刻的波形图，a、b、c、d是横波上的四个质点；下图乙是横波上质点d的振动图象，则下列说法正确的是_(填正确答案标号选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分每选错1个扣3分，最低得分为0分)At0时质点a的速度大小比质点c的小Bt0时质点a的加速度大小比质点c的小C从t0时刻开始质点b比质点c先回到平衡位置D00.5 s时间内质点b的振动路程和质点a的相等E03 s时间内质点a、b的振动路程均为30 cm(2)如图所示为一半圆柱形玻璃砖，半圆形截面ABD的圆心为O，半径为R.现有平行光束平行ABD平面以入射角45射到长度为L、宽
2、为2R的长方形截面ABEF上，最终从下表面射出玻璃砖已知玻璃的折射率n，光在真空中传播的速度大小为c.求：()光在ABEF界面的折射角及全反射临界角C；()玻璃砖下表面有光射出部分的面积S.解析(1)在简谐横波中，质点离平衡位置越远，速度越小，t0时质点a的速度比质点c的小，选项A正确；质点离平衡位置越远，加速度越大，t0时，质点a的加速度比质点c的大，选项B错误；由质点d的振动图象可知，t0时质点d沿y轴负方向运动，结合波形图知，波沿x轴正方向传播，t0时，质点b沿y轴负方向运动，质点c沿y轴正方向运动，质点b比质点c先回到平衡位置，选项C正确；00.5 s时间内质点b的平均速率比质点a的大
3、，质点b的振动路程比质点a的大，选项D错误；由题图乙知周期T2 s，质点a、b的振动路程均为4A30 cm，选项E正确(2)()由n得，30由sin C得，C45()临界光线的光路如图所示， 则1180C(90)75290(C)15P1OP21801290SRLRL答案(1)ACE(2)()3045()RL2(2017湖北宜昌二模)(1)图甲为一列简谐横波在t0时刻的波形图，M、N是介质上的质点；乙图为质点N的振动图象，下列说法正确的是_(填正确答案标号选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分每选错1个扣3分，最低得分为0分)A该波沿x轴的正方向传播Bt0时刻，质点M向y轴负方向运动C经
4、过一个周期，质点N通过的路程为32 cmDt6.5 s时，质点M位于平衡位置E该波的传播速度不一定为102 m/s(2)如图所示，半圆形玻璃截面的圆半径OAR，一束细激光束平行于半径OD且垂直于平面AB射到半圆形玻璃上的C点，穿过玻璃后光线交OD的延长线于P点已知玻璃材料对激光束的折射率为，OC.()画出该激光束传播过程的光路图；()求OP两点的距离解析(2)()如图所示()入射角设为2，折射角设为1，由图中几何关系可得：sin 2解得230由折射定律可得：解得：160则OP2Rcos 30R答案(1)BCD(2)()见解析()R3(1)下列说法中正确的是_(填正确答案标号选对1个得2分，选对
5、2个得4分，选对3个得5分每选错1个扣3分，最低得分为0分)A遥控器发出的红外线脉冲信号可以用来遥控电视机、录像机和空调机B观察者相对于振动频率一定的声源运动时，接收到声波的频率小于声源频率C狭义相对论认为真空中光源的运动会影响光的传播速度D光的偏振现象说明光是一种横波E两列频率相同的机械波相遇时，在相遇区可能会出现稳定干涉现象(2)一列简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻的波形图如图所示，从该时刻开始计时()若质点P(坐标为x3.2 m)经0.4 s第一次回到初始位置，求该机械波的波速和周期；()若质点Q(坐标为x5 m)在0.5 s内通过的路程为(105) cm，求该机械波的波速和周期解析(1
6、)遥控器是利用其所发出的红外线脉冲信号来遥控电视机、录像机和空调机的，A正确；声源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率大于声源频率，B错误；狭义相对论的基本假设是：在不同的惯性参考系中真空中的光速是不变的；在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是等价的，C错误；偏振是横波的特有现象，光的偏振现象说明光是一种横波，D正确；只有频率相同的两列机械波相遇，才能出现稳定干涉现象，E正确(2)()由于波向右传播，当P点经0.4 s第一次回到初始位置，一定是x0 m处的振动状态传播到P点，则该机械波波速为：v m/s8 m/s由波形图可知，波长8 m则T s1 s()由波动图象可知，此时Q点的纵坐标为y
7、cm，当其通过的路程为(105) cm时，一定是x1 m处的质点振动状态传播到Q点，则该机械波波速为：v m/s12 m/s则T s s答案(1)ADE(2)()8 m/s1 s()12 m/s s4(2017湖北八校二联)(1)某实验小组的同学利用激光器将一束红色的激光束由空气(可看成真空)沿径向射入一块半圆柱形人造水晶，如下图(a)所示，然后通过传感器对其射出后的折射光束的强度进行记录，发现折射光束的强度随着的变化而变化，如下图(b)的图线所示由以上信息可得红色的激光束在人造水晶内发生全反射的临界角为_；人造水晶对该激光的折射率为_；如果该激光在水中的折射率为1.33，则该激光在人造水晶中
8、传播的速度_(填“小于”、“大于”或“等于”)该激光在水中的传播速度(2)如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波传到平衡位置在x5 m处的M质点时开始计时已知平衡位置在x1 m处的P质点连续两次到达波峰位置的时间间隔为0.4 s，求：()该波传播的速度大小；()平衡位置在x9 m处的Q质点在t0.5 s时的位移；()P质点在01.2 s内运动的路程解析(1)由题图(b)可知，当30时，激光发生全反射，故全反射的临界角为60，则n1.33，由v可知该激光在人造水晶中传播的速度大于该激光在水中的传播速度(2)()由题图得波长4 m，因为P质点连续两次到达波峰位置的时间间隔为0.4 s，故波的
9、周期T0.4 s波速v10 m/s()该波传到Q质点经过的时间t10.4 s，因为该波沿x轴正方向传播，t0时，M质点向下振动，所以Q质点在t0.5 s时第一次到达波谷位置，因此Q质点在t0.5 s时的位移为10 cm()P质点在01.2 s内，从平衡位置开始振动了3个周期，所以运动的路程为34 A120 cm答案(1)60大于(2)()10 m/s()10 cm()120 cm5(2017石家庄二模)(1)如图甲所示，O点为振源，OA10 m，t0时刻O点由平衡位置开始振动，产生向右沿直线传播的简谐横波图乙为从t0时刻开始描绘的质点A的振动图象，则下列说法正确的是_(填正确答案标号选对1个得
10、2分，选对2个得4分，选对3个得5分每选错1个扣3分，最低得分为0分)A振源的起振方向向下B该波的周期为5 sC该波的传播速度为2 m/sD该波的波长为5 mE该波很容易穿过宽度为1 m的小孔(2)如图所示是一种液体深度自动监测仪示意图，在容器的底部水平放置一平面镜，在平面镜上方有一光屏与平面镜平行激光器发出的一束光线以60的入射角射到液面上，进入液体中的光线经平面镜反射后再从液体的上表面射出，打在光屏上形成一亮点，液体的深度变化后光屏上亮点向左移动了2 dm，已知该液体的折射率n.真空中光速c3.0108 m/s，不考虑经液面反射的光线求：()液面高度的变化量；()液体的深度变化前后激光从发
11、出到打到光屏上的时间变化了多少？解析(1)A点的起振方向与O点起振方向相同，由乙图读出5 s时刻，A点的振动方向沿y轴正方向，所以振源的起振方向向上，故A错误；由乙看出，周期T10 s5 s5 s，故B正确；由乙看出，波从O点传到A点的时间为5 s，传播距离为10 m，则波速为v2 m/s，则波长为vT25 m10 m，故C正确，D错误；因为1 m比波长10 m小得多，所以该波很容易穿过宽度为1 m的小孔，故E正确(2)()光路如图所示，设入射角为，折射角，原来液面深度为h，液面深度增加h，屏上光点移动的距离s2 dm根据折射定律n得30由几何关系得2htan 2htan 2(hh)tan s
12、得h代入解得h1.5 dm()光在该液体中的传播速度为v108 m/s液体的深度变化前后激光从发出到打到光屏上的时间变化为t0答案(1)BCE(2)()1.5 dm()06(1)一列简谐横波沿x轴正向传播，t0时的波的图象如图所示，质点P的平衡位置在x8 m处该波的周期T0.4 s下列说法正确的是_(填正确答案标号选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分每选错1个扣3分，最低得分为0分)A该列波的传播速度为20 m/sB在01.2 s内质点P经过的路程24 mCt0.6 s时质点P的速度方向沿y轴正方向Dt0.7 s时质点P位于波谷E质点P的振动方程是y10sin 5t(cm)(2)一湖
13、面上有一伸向水面的混凝土观景台，右图所示是其截面图，观景台下表面恰好和水面相平，A为观景台右侧面在湖底的投影，水深h4 m在距观景台右侧面x4 m 处有一可沿竖直方向移动的单色点光源S，在该光源从距水面高3 m处向下移动到接近水面的过程中，观景台水下被照亮的最远距离为AC，最近距离为AB，且AB3 m求：()该单色光在水中的折射率；()AC的距离解析(1)由波的图象易知，8 m，由v20 m/s，选项A正确；s4A1.2 m，选项B错误；沿波的传播方向，“上坡下，下坡上”，故t0时质点P的运动方向沿y轴正方向，经过0.6 s，相当于T，再次回到平衡位置，速度方向沿y轴负方向，选项C错误；经过0
14、.7 s，相当于T，质点P运动到波谷位置，选项D正确；角速度，质点P的振动方程y10sin t(cm)10sin t(cm)10sin 5t(cm)，选项E正确(2)()如图所示，点光源S在距水面高3 m处发出的光在观景台右侧面与水面交接处折射到水里时，被照亮的距离为最近距离AB，则：由于n所以，水的折射率n()点光源S接近水面时，光在观景台右侧面与水面交接处折射到水里时，被照亮的距离为最远距离AC，此时，入射角为90，折射角为临界角C则n解得AC m(或AC4.5 m)答案(1)ADE(2)()() m7下列说法中正确的是_(填正确答案标号选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分每选错
15、1个扣3分，最低得分为0分)A不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的B水面上的油膜呈现彩色是光的衍射现象C双缝干涉实验中，若只减小屏到双缝间距离l，两相邻亮条纹间距离x将减小D声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率小于声源的频率E液晶显示器应用了光的偏振原理(2)如图所示，ABCD是一玻璃砖的截面图，一束光与AB面成30角从AB边上的E点射入玻璃砖中，折射后经玻璃砖的BC边反射后，从CD边上的F点垂直于CD边射出已知B90，C60，EB10 cm，BC30 cm.真空中的光速c3108 m/s，求：()玻璃砖的折射率；()光在玻璃砖中从E到F所用的时间(结果保留两位有
16、效数字)解析(1)根据相对论原理可知，不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的故A正确；水面上的油膜呈现彩色是光的薄膜干涉现象故B错误；双缝干涉实验中，若只减小屏到双缝间距离l，根据公式x可知，两相邻亮条纹间距离x将减小故C正确；声源向静止的观察者运动时，产生多普勒效应，则观察者接收到的频率大于声源的频率故D错误；液晶本身是不发光的，发光体是在液晶本身的后面，只有改变发光体的角度和方向，才能改变液晶光的偏振方向，故E正确(2) ()光在玻璃砖中传播光路如图所示，由几何关系可得i60，rBQECQF30由折射定律n得n()由n，得v108 m/s由几何关系得EQ2EB20 cmQFQCcos 30(BCBQ)cos 30(1515) cm则光在玻璃中从E到F所用时间t1.8109 s答案(1)ACE(2) ()()1.8109 s