1、1(三)选考模块专练三 3-4(1)1.(1)一列简谐横波在 x轴上传播,波中 A、B 两质点平衡位置间的距离为 1.0 m,且小于一个波长,如图甲所示,A、B 两质点振动图像如图乙所示,由此可知 。 A.波中任意质点在一个周期内通过的路程为 8 cmB.若该波沿 x轴负方向传播,则波长为 4 mC.若波速为 1.0 m/s,则该波沿 x轴正方向传播D.在 0.51.5 s间,A、B 两质点的路程相等E.t=1.5 s时,A、B 两质点的振动速度相同(2)如图所示,置于空气中一透明正立方体截面 ABCD,BC面和 CD面均镀银,P、M、Q、N 分别为 AB边、BC边、CD 边、AD 边的中点。
2、从光源 S发出一条光线 SP与 PA面的夹角成 30,经折射、反射后从 N点射出,刚好回到 S点。(计算中可能会用到 =1.41, =2.45,sin 15=0.26)2 6面出光路图,并求出立方体的折射率 n;已知光在空气中的速度近似等于真空中的速度 c,正方形 ABCD的边长为 a,求该光线从 S点发出后回到 S点的时间。22.(1)周期为 4.0 s的简谐横波沿 x轴传播,该波在某时刻的图像如图所示,此时质点 P沿 y轴负方向运动。下列说法正确的是 。 A.该波沿 x轴正方向传播B.该波的波速为 v=10 m/sC.质点 P此刻的速度为 v=5 m/sD.当波源向着观测者运动时,观测者接
3、收到该波的频率将大于波源的实际频率E.当遇到直径为 20 m的圆形障碍物时,该波能够发生较明显的衍射现象(2)如图,是一个用折射率为 n的透明介质做成的三棱镜的截面示意图,其中A=90,B=C=45。一细光束从 D点垂直入射到 BC面上,已知 BDDC=13。()若该细光束在 AB面和 AC面外侧均无出射光,求 n的取值范围;()若 n取()问中的最小值,不计入射光在镜内经过三次或三次以上的反射光线。使该细光束绕D点顺时针转过 =30入射,如图中虚线所示,请分析说明该细光束在 AB面和 AC面外侧是否有出射光。3答案精解精析1. 答案 (1)ACE (2)见解析解析 (1)由振动图像可知振幅
4、A=2 cm,所以波中任意质点在一个周期内通过的路程为 42 cm=8 cm,故 A正确;若该波沿 x轴负方向传播,则 =1 m,波长 = m,故 B错误;若波速 v=1.0 m/s,则波长34 43=vT=1.04 m=4 m,所以该波沿 x轴正方向传播,故 C正确;在 0.51.5 s,即 T T间,A、B 两质点的路18 38程不相等,故 D错误;t=1.5 s= T时,由对称性可知 A、B 两质点的振动速度大小相等,方向相同,故 E正38确。(2)根据题意作光路图,光线在 P点发生折射时,入射角为 60,折射角为 45故正方体折射率 n= = =1.225sin60sin4562连接
5、PN,由几何关系可得PN、PM、QN、QM 的长均为 a22PSN=30,SN=SP=PN2sin15光在透明正方体中的速度 v=cn光在透明正方体中传播所用的时间 t1=PM+QM+QNv光在透明正方体外传播所用的时间 t2=SP+SNc故光从 S点发出后回到 S点所经历的总时间t=t1+t25.3ac2. 答案 (1)ADE(2)()n ()AB 面外侧无出射光,AC 面外侧有出射光2解析 (1)由上下坡法可知该波沿 x轴正方向传播,故 A正确;由题图可知波长 =20 m,所以波速v= =5 m/s,故 B错误;无法确定质点 P此刻的速度,故 C错误;当波源向着观测者运动时,由多普勒效应T可知观测者接收到该波的频率将大于波源的实际频率,故 D正确;当遇到直径为 20 m= 的圆形障碍物时,该波能够发生较明显的衍射现象,故 E正确。4(2)()因 AB、AC 面外侧均无出射光,则光路如图甲所示。设临界角为 ,由折射定律得 n=sin2sin为确保全反射,则必须 45可得 n 2()光路如图乙所示由于 n= ,则临界角为 0=452由几何关系可得2= =45+1 0=45180-45-(90-1 )故 AB面外侧无出射光同理可得3=90-2=45-1 0=45故 AC面外侧有出射光
