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选做题
(1)一列简谐横波沿x轴传播,某时刻t=0的图象如图1所示,经过△t=1.2s的时间,这列波恰好第三次重复出现图示的波形.精英家教网
(i)该列波的传播速度;
(ii)画出t=0.6s时刻的波形.
(2)DVD光盘由塑料保护层和信息记录层组成.如图2所示,激光束以入射角θ从空气入射到厚度为d、折射率为n的塑料保护层后,聚焦到信息记录层的光斑宽度为a,才能有效获取信息.
(i)写出sinθ应当满足的关系式
(ii)在保证a不变的前提下,减小激光束照到塑料保护层的宽l (l=a+2b),可采取哪些措施?(答出三条措施)
分析:(1)(i)由图读出波长.波每隔一个周期波形重复一次,根据经过△t=1.2s的时间,这列波恰好第三次重复出现图示的波形,确定周期与时间的关系,求出周期,再求出波速.
(ii)求出0.6s时间内波传播的距离,运用波形的平移法,作出t=0.6s时刻的波形.
(2)(i)根据数学知识求出折射角的正弦,由折射定律求出sinθ应当满足的关系式.
(ii)由几何知识和折射定律结合分析减小激光束照到塑料保护层的宽l的方法.
解答:解:(1)(i)从图象可知波长λ=8m,经过△t=1.2s时间,恰好第三次重复出现图示的波形,则有3T=△t,周期T=精英家教网0.4s,波速v=
λ
T
=20m/s 
(ii)虽然波的传播方向不确定,但由于t=0.6s=1.5T,波传播了1.5λ的距离,根据波形的平移法可以确定该时刻的波形图如图中虚线所示.
(2)(i)由折射定律得n=
sinθ
sinr

         式中r为折射角,sinr=
b
b2+d2

          解得sinθ=
nb
b2+d2

(ii)要保证a不变的前提下,减小宽度l,即减小b,方法有:
①由(i)的求解过程得b2=
d2
n2
sin2θ
-1
,故在θ和n不变时,减小d;
②在θ和d不变时,增大n;
③在n和d不变时,减小θ.
答:
(1)(i)v=20m/s;  (ii)t=0.6s时刻的波形如图中虚线所示                    
(2)(i)sinθ=
nb
b2+d2

(ii)①在θ和n不变时,减小d;②θ和d不变时,增大n;③在n和d不变时,减小θ.
点评:机械波的基本特点是周期性,即重复性,每隔整数倍周期时间,波的图象重合.几何光学往往是折射定律与几何知识的综合应用.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

本题包括A、B、C三小题,请选定其中两题,并在相应的答题区域内作答,若三题都做,则按A、B两题评分.
B.(选修模块3-4 )
(1)下列说法中正确的是
BD
BD

A.牛顿环是薄膜干涉的结果,当用频率更低的单色光照射时,牛顿环变密
B.电子表的液晶显示应用了光的偏振原理
C.雷达利用超声波来测定物体的距离和方位
D.狭义相对性原理认为:在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的
(2)如图甲所示,A、B、C为等腰棱镜,D为AB的中点.a、b两束不同频率的单色光垂直AB边射入棱镜,两束光在AB面上的入射点到D的距离相等,两束光通过棱镜折射后相交于图中的P点.则a光通过棱镜的时间
大于
大于
b光通过棱镜的时间(选填“大于”、“等于”或“小于”).a、b两束光从同一介质射入真空过程中,a光发生全反射临界角
小于
小于
b光发生全反射临界角(选填“大于”、“等于”或“小于”)
(3)一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形如图乙所示,经0.3s质点a第一次达到波峰位置,则质点b的起振方向为
+y轴方向
+y轴方向
,质点b的位移第一次为-5
2
cm的时刻为
0.65
0.65
s.

C.(选修模块3-5)
(1)(4分)下列说法正确的是
AD
AD

A.黑体辐射时电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关
B.比结合能越小,表示原子核中核子结合得越牢靠,原子核越稳定
C.宏观物体的物质波波长非常小,极易观察到它的波动性
D.用质子流工作的显微镜比用相同速度的电子流工作的显微镜分辨率高
(2)如图丙所示为氢原子的能级图.让一束单色光照射到大量处于基态(量子数n=1)的氢原子上,被激发的氢原子能自发地发出3种不同频率的色光,则照射氢原子的单色光的光子能量为
12.09
12.09
eV.用这种光照射逸出功为4.54eV的金属表面时,逸出的光电子的最大初动能是
7.55
7.55
eV.
(3)静止的
 
6
3
Li
核俘获一个速度v1=7.7×104m/s的中子而发生核反应,生成两个新核.其中
 
4
2
He
的速度大小为v2=2.0×104m/s,其方向与反应前中子速度方向相同.
①写出上述核反应方程
 
6
3
Li+
 
1
0
n→
 
4
2
He+
 
3
1
H
 
6
3
Li+
 
1
0
n→
 
4
2
He+
 
3
1
H

②求另-新核的速度大小和方向.

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(2011?无锡一模)选做题
B、(选修模块3-4)
(1)下列说法中正确的是:
AC
AC

A、水面上的膜在阳光照射下会呈现彩色,这是由于光的干涉造成的色散现象
B、根据麦克斯韦的电磁场理论可知,变化的电场周围一定可以产生稳定的磁场
C、相对论认为,相对于任何参考系,光速都是一样的
D、在测定单摆周期时,为减小实验误差,最好在小球经过最大位移处时开始计时
(2)一列简谐横波沿x轴传播,图甲是t=3s时的波形图,图乙是波上x=2m处质点的振动图线.则该横波的速度为
1
1
m/s,传播方向为


(3)半径为R的半圆柱形玻璃,横截面如图所示,O为圆心,已知玻璃的折射率为
2
,当光由玻璃射向空气时,发生全反射的临界角为多大?一束与MN平面成450的平行光束射到玻璃的半圆柱面上,经玻璃折射后,有部分光能从MN平面上射出.则从MN射出的光束的宽度为多少?
C、(选修模块3-5)
(1)以下有关近代物理内容的若干叙述中,正确的是:
C
C

A、一束光照射到某金属表面时,能发生光电效应,此时若减弱照射光的强度,则很有可能不能发生光电效应
B、物质波既是一种电磁波,又是一种概率波
C、氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,同时电子的动能增加,电势能减小
D、在核聚变反应中,由于要释放能量,发生质量亏损,所以聚变后的原子的总质量数要减少
(2)第一代核反应堆以铀235为裂变燃料,而在天然铀中占99%的铀238不能被利用,为了解决这个问题,科学家们研究出快中子增殖反应堆,使铀238变成高效核燃料.在反应堆中,使用的核燃料是钚239,裂变时释放出快中子,周围的铀238吸收快吕子后变成铀239,铀239(92239U)很不稳定,经过
次β次衰变后变成钚239(94239Pu),写出该过程的核反应方程式:
92239U→94239Pu+2-10e
92239U→94239Pu+2-10e

(3)如图所示,位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视为质点,质量分别为m和3m.Q与轻弹簧相连,若Q静止,P以某一速度v向Q运动,并与弹簧发生碰撞.求P、Q速度相等时两者的速度是多大?此时弹簧弹性势能多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

精英家教网(选做题)(请从A、B和C三小题中选定两小题作答,并在答题卡相应的答题区域内作答,如都作答则按A、B两小题评分)
A.(选修模块3-3)
封闭在气缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D,其体积V与热力学温度关T系如图所示,该气体的摩尔质量为M,状态A的体积为V0,温度为T0,O、A、D三点在同一直线上,阿伏伽德罗常数为NA
(1)由状态A变到状态D过程中
 

A.气体从外界吸收热量,内能增加
B.气体体积增大,单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少
C.气体温度升高,每个气体分子的动能都会增大
D.气体的密度不变
(2)在上述过程中,气体对外做功为5J,内能增加9J,则气体
 
(选“吸收”或“放出”)热量
 
J.
(3)在状态D,该气体的密度为ρ,体积为2V0,则状态D的温度为多少?该气体的分子数为多少?
B.(选修模块3-4)
(1)下列说法中正确的是
 

A.X射线穿透物质的本领比γ射线更强
B.在电磁波发射技术中,使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调谐
C.根据宇宙大爆炸学说,遥远星球发出的红光被地球接收到时可能是红外线精英家教网
D.爱因斯坦狭义相对论指出:真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
(2)如图所示,直角三角形ABC为一棱镜的横截面,∠A=30°,棱镜材料的折射率n=
3
.在此截面所在的平面内,空气中的一条光线平行于底边AB从AC边上的M点射入棱镜,经折射射到AB边.光线从AC边进入棱镜时的折射角为
 
,试判断光线能否从AB边射出,
 
(填“能”或“不能”).
(3)一列简谐横波由P点向Q点沿直线传播,P、Q两点相距1m.甲、乙分别为P、Q两质点的振动图象,如图所示,如果波长λ>1m,则波的传播速度为多少?
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C.(选修模块3-5)
(1)一个质子以1.0×107m/s的速度撞入一个静止的铝原子核后被俘获,铝原子核变为硅原子核,已知铝核的质量是质子的27倍,硅核的质量是质子的28倍,则下列判断中正确的是
 

A.核反应方程为1327Al+11H→1428Si
B.核反应方程为1327Al+01n→1428Si
C.硅原子核速度的数量级为107m/s,方向跟质子的初速度方向一致
D.硅原子核速度的数量级为105m/s,方向跟质子的初速度方向一致
(2)目前,日本的“核危机”引起了全世界的瞩目,核辐射放出的三种射线超过了一定的剂量会对人体产生伤害.三种射线穿透物质的本领由弱到强的排列是
 

A.α射线,β射线,γ射线
B.β射线,α射线,γ射线
C.γ射线,α射线,β射线
D.γ射线,β射线,α射线
(3)太阳能量来源于太阳内部氢核的聚变,设每次聚变反应可以看作是4个氢核(11H)结合成1个氦核(24He),同时释放出正电子(10e).已知氢核的质量为mP,氦核的质量为mα,正电子的质量为me,真空中光速为c.计算每次核反应中的质量亏损及氦核的比结合能.

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科目:高中物理 来源:2011年北京大学附中高考物理预测试卷(一)(解析版) 题型:解答题

选做题
(1)一列简谐横波沿x轴传播,某时刻t=0的图象如图1所示,经过△t=1.2s的时间,这列波恰好第三次重复出现图示的波形.
(i)该列波的传播速度;
(ii)画出t=0.6s时刻的波形.
(2)DVD光盘由塑料保护层和信息记录层组成.如图2所示,激光束以入射角θ从空气入射到厚度为d、折射率为n的塑料保护层后,聚焦到信息记录层的光斑宽度为a,才能有效获取信息.
(i)写出sinθ应当满足的关系式
(ii)在保证a不变的前提下,减小激光束照到塑料保护层的宽l (l=a+2b),可采取哪些措施?(答出三条措施)

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