1、1课时作业 15 (选修 34)机械振动和机械波 光 电磁波1(1)下列说法正确的是_A机械波与电磁波都是波，具有相同的特性，都可以在真空中传播B波速、波长和周期的关系式 vT 对机械波和电磁波都适用C单摆在空气中摆动不会产生机械波D不仅声波具有多普勒效应，电磁波和其他机械波也具有多普勒效应E任何波的频率都等于波源的振动频率(2)如图所示是由半圆柱和长方体组成的透明体，半圆柱的半径 R20 cm，长方体的截面长为 2R，宽为 R， O 点为圆心， AO 为其中的一垂直于长方体的半径今有一束平行光沿平行于 AB 的方向射向透明体，已知真空中光速为 c3.010 8 m/s.()若沿 AB 的光线
2、从 A 到 B 传播的时间为 109 s，求透明体的折射率433()假如在该平行光中有一光线(非沿 AB 方向)经透明体折射后刚好到达 B 点，求该光线在透明体中的传播时间解析：(1)机械波与电磁波都是波，具有相同的特性，但是电磁波可以在真空中传播，而机械波只能在介质中传播，选项 A 错误；波速、波长和周期的关系式 vT 对机械波和电磁波都适用，选项 B 正确；单摆在空气中摆动，会引起周围空气振动，能够产生机械波，选项 C 错误；多普勒效应是波特有的，不仅声波具有多普勒效应，电磁波和其他机械波也具有多普勒效应，选项 D 正确；任何波的频率都等于波源的振动频率，选项 E 正确(2)()由 2R
3、vt，解得光在该透明体中的传播速度为 v 108 m/s3由 n ，得透明体的折射率 ncv 3()假设光线 PC 经折射后刚好到达 B 点，光路图如图所示设入射角为 ，折射角为 ，由折射定律有n sinsin 3由几何关系有 2 解得 60， 30则 BC2 Rcos R m335所以 tBCv代入数据得 t210 9 s答案：(1)BDE (2)() ()210 9 s32(1)下列说法中正确的是_2A如图甲所示，小球在倾角很小的光滑斜面上来回运动，小球做简谐运动B如图乙所示， a 是一束白光，射向半圆玻璃砖的圆心 O，经折射后发生色散，最左侧为紫光，最右侧为红光C如图丙所示为双缝干涉示意
4、图，双缝间距 d 越大，相邻亮条纹间距越大D如图丁所示为光导纤维示意图，内芯的折射率比外套的折射率大E如图戊所示为单色光单缝衍射示意图，如果换成白光，屏上得到的条纹是彩色的(2)如图所示， a、 b、 c、 d 是均匀介质中 x 轴上的四个质点相邻两点的间距依次为 2 m、4 m 和 6 m，一列简谐横波以 2 m/s 的波速沿 x 轴正向传播，在 t0 时刻到达质点 a 处，质点 a 由平衡位置开始竖直向下运动， t3 s 时质点 a 第一次到达最高点，此时位移为 2 cm.求：()从 0 时刻开始到质点 d 第一次到达最高点所需要的时间及此过程中质点 b 通过的路程；()质点 d 第一次到
5、达最高点时质点 b 的位移解析：(1)小球在某个光滑斜面上时，所受合外力恒定，故其运动不是简谐运动，选项A 错误；由双缝干涉条纹宽度公式 x ，知 d 越大， x 越小，选项 C 错误红光的1d波长比紫光长，频率比紫光小，红光的折射率小于紫光的折射率，偏转角也小于紫光的偏转角，故题图乙中最右侧为红光，最左侧为紫光，选项 B 正确；光在光导纤维中传播时发生全反射，光只有从折射率较大的介质进入折射率较小的介质中才会发生全反射，故题图丁中内芯的折射率大于外套的折射率，选项 D 正确；题图戊是单色光的单缝衍射示意图，白光是多种色光的混合光，若用白光做单缝衍射实验，则屏上显示的是彩色条纹，选项 E正确(
6、2)()设波从 a 点传到 b 点所用时间为 t1， t1 6 sxadv波刚传到质点 d 时，质点 d 的振动情况与波刚传到质点 a 时的振动情况相同， d 再经t23 s 后第一次到达最高点，故 t t1 t29 s根据质点 a 运动情况，可知 T4 s由 vT，得波长 8 m波经 t31 s 传到 b质点 b 运动的时间为 t t t38 s质点 b 运动的路程为 s8 A16 cm()质点 d 第一次运动到最高点时，波形如答图所示由此可知此时质点 b 的位移为 0答案：(1)BDE (2)()9 s 16 cm ()033(1)一列简谐横波沿直线传播 t0 时刻波源 O 由平衡位置开始
7、振动，在波的传播方向上平衡位置距 O 点 0.9 m 处有一质点 A，其振动图象如图所示下列说法正确的是_A波源起振方向沿 y 轴正方向B该简谐波波长为 4 mC该简谐波周期为 4 sD该简谐波波速度大小为 1.2 m/sE从振源起振开始，17 s 内质点 A 通过的路程为 2.8 m(2)如图所示为直角梯形玻璃砖 ABCD，其中 BCDE 是正方形， A30， BC a.现有一束单色光从 AD 的中点 M 平行 AB 边射入，折射光线恰好过 E 点求：()该玻璃砖的折射率 n；()光线第一次从玻璃砖射出的点到 B 点的距离解析：(1)由振动图象可知，3 s 时质点 A 刚好起振且振动方向沿
8、y 轴的正方向，因此波源的起振方向沿 y 轴的正方向，A 正确；由振动图象可知，波的周期为 4 s，则波源由起振到传播到 0.9 m 处的过程经历的时间为 个周期，因此 0.9 m 对应 个波长，即波长为34 341.2 m，B 错误、C 正确；由波速公式可知该波的波速为 v m/s0.3 m/s，D 错误； T 1.2417 s 为 4 个周期，质点 A 振动了 3 个周期，因此质点 A 通过的路程为振幅的 14 倍，即14 12通过的路程为 2.8 m，E 正确(2)()光线在玻璃砖内的光路图如图所示由几何关系可知光线在 AD 面上的折射角为 30折射率 n sinisinr sin60s
9、in30 3()在 AB 界面上，sin C ，入射角为 60大于临界角 C，故光线发生全反射1n 33设光从 BC 界面上 N 点射出，由几何关系可知BN atan30 a33答案：(1)ACE (2)() () a33344(1)一列简谐横波沿 x 轴负方向传播，振幅为 2 cm.已知在 t0 时刻位于 x130 cm、 x280 cm 的两质点 P、 Q 的位移都是 1 cm，但运动方向相反，其中质点 P 沿 y 轴负方向运动，如图所示，下列说法正确的是_A该列简谐横波波长最长为 75 cmB该列简谐横波波长可能为 25 cmC质点 P、 Q 的速度在某一时刻可以相同D当质点 Q 振动到
10、波峰时，质点 P 的加速度沿 y 轴正方向E当质点 P 振动到波峰时，质点 Q 的速度沿 y 轴负方向(2)一湖面上有一伸向水面的混凝土观景台，如图所示是其截面图，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，水的折射率为 n ，在距观43景台右侧面 x5 m 处有一可沿竖直方向移动的单色点光源 S.一潜水爱好者贴近湖底从 A点向左侧移动()当潜水爱好者向左移动 3 m 时能看见光源，再往前却看不到该光源，则此时点光源 S 离水面的距离是多少？()当该光源接近水面时，潜水爱好者离 A 多远时完全看不到点光源？解析：(1)分析可知 P、 Q 两点振动的相位差为 ，
11、则 P、 Q 之间的距离通式为43 50 cm，则波长的表达式为 cm(n 0,1,2，)；当 n0 时， 75 (n23) 1503n 2cm 且为最大值，选项 A 正确；当 25 cm 时 n 的取值不是正整数，选项 B 错误；在两质点振动时，若两点分别位于 x 轴上、下方时，两质点的速度可以相同，选项 C 正确；当质点 Q 振动到波峰时，质点 P 处于波谷与平衡位置之间，位移为负值，则加速度为正值，选项 D 正确；当质点 P 振动到波峰时，质点 Q 处于平衡位置与波谷之间且沿 y 轴正方向振动，速度沿 y 轴正方向，选项 E 错误(2)()如图所示，设点光源 S 在距水面高 H 处时，潜水爱好者恰好在距 A 点 3 m 处能看见光源，则 sinixH2 x2sinr3 mh2 3 m 2nsinisinr联立解得 H m1545()该光源接近水面时，设潜水爱好者与 A 点的距离为 s 时(刚好在 C 点)完全看不到点光源，光在观景台右侧面与水面交接处折射到水里时，入射角为 90，折射角为临界角C，则 n ，而 sinCsin90sinC ss2 h2解得 s m127 7答案：(1)ACD (2)() m () m154 127 7
