选考部分
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
1.(1)(5分)如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,从波传到x=5 m处开始计时。已知x=1 m处的质点P连续两次位于波峰的时间间隔为0.4 s,则下面说法中正确的是________(选对1个给2分,选对2个给4分,选对3个给5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)。
A.该列波在0.1 s内向右传播的距离为1 m
B.质点P(x=1 m)在0.1 s内向右运动的位移大小为1 m
C.在0~0.1 s时间内,质点Q(x=1.5 m)通过的路程是10 cm
D.在t=0.2 s时,质点Q(x=1.5 m)的振动方向沿y轴正方向
E.质点N(x=9 m)经过0.5 s第一次到达波谷
(2)(10分)如图所示为一玻璃砖的截
面图,该截面是一直角边为20 cm的等腰直角三角形ABC,其中截面的AC边与接收屏PQ垂直,垂足为C。一束由a和b两种色光组成的复合色光由AB的中点垂直AB射向AC中点O处,结果在接收屏上出现了两个亮点。已知玻璃砖对a光的折射率n1=,对b光的折射率n2=。根据所学知识分析两亮点的颜色,并求两亮点之间的距离。
解析: (1)T=0.4 s,v==10 m/s,该列波在0.1 s内向右传播的距离为x=10×0.1 m=1 m,A正确;质点不会随波迁移,B错误;质点Q在0~0.1 s时间内通过的路程大于一个振幅,C错误;经过周期、质点Q位于x轴下方正在接近平衡位置,D正确;经过0.5 s,波谷第一次传播到坐标是4 m+0.5×10 m=9 m,E正确。
(2)
设a和b两种色光发生全反射的临界角分别为C1、C2,由折射定律可知
sin C1==
sin C2==
则C1=60°,C2=45°
复合色光到达AC边时的入射角i=45°=C2<C1
故b光在AC面发生全反射,而a光在AC面一部分折射,一部分反射
作出该复合色光经玻璃砖反射和折射后的光路,如图所示
由几何关系可知,反射光线与BC面垂直,所以亮点E为a色,亮点F为a和b两种的混合色
设a光经玻璃砖AC面折射的折射角为r,根据折射定律有n1=
解得sin r=
则CE==10 cm
△OCF为等腰直角三角形,则CF=10 cm
所以EF=(10+10)cm=10(1+) cm
答案: (1)ADE (2)亮点E为a色,亮点F为a和b两种的混合色 10(1+) cm
2.
(1)(5分)如图所示,ABCD为某棱镜的横截面,其中∠B=∠C=90°,∠D=75°。某同学想测量该棱镜的折射率,他用激光笔从BC边上的P点射入一束激光,激光从Q点射出时与AD边的夹角为45°,已知QE⊥BC,∠PQE=15°,则该棱镜的折射率为________,若改变入射激光的方向,使激光在AD边恰好发生全反射,其反射光直接射到CD边后________(填“能”或“不能”)从CD边射出。
(2)(10分)如图甲所示,在某介质中波源A、B相距d=20 m,t=0时二者同时开始上下振动,A只振动了半个周期,B连续振动,两波源的振动图象如图乙所示。两振动所形成的波沿AB连线相向传播,波速均为v=1.0 m/s,求:
(ⅰ)两振动所形成波的波长λA、λB;
(ⅱ)在t=0到t=16 s时间内从A发出的半个波在前进的过程中所遇到B发出波的波峰个数。