(2011?遼寧二模)(1)如圖1所示為波源的振動(dòng)圖象(在t=0時(shí)刻之前波源就已經(jīng)開(kāi)始振動(dòng)了),圖2為xy平面內(nèi)沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖象,t=0時(shí)刻P點(diǎn)向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),關(guān)于圖2上x(chóng)=0.4m處的Q點(diǎn)的說(shuō)法正確的是
B
B
.(填入正確選項(xiàng)前的字母)
A.t=0時(shí),速度最大,其大小為0.1m/s,方向沿y軸正方向
B.t=0到t=5s內(nèi),通過(guò)的路程為20cm
C.t=2s時(shí),運(yùn)動(dòng)到x=0.2m處
D.t=3s時(shí),加速度最大,且方向向下
(2)桌面上有一玻璃圓錐,圓錐的軸(圖中虛線)與桌面垂直,過(guò)軸線的截面為等邊三角形,此三角形的邊長(zhǎng)為L(zhǎng),如圖3所示,有一半徑
L
3
的圓柱形平行光束垂直底面入射到圓錐上,光束的中心軸與圓錐的軸重合.已知玻璃的折射率
3
,求:
①光在玻璃中的傳播速度是多少?
②光束在桌面上形成的光斑的面積是多少?
分析:(1)由振動(dòng)圖象1讀出周期,由波動(dòng)圖象2讀出波長(zhǎng),求出波速.t=0時(shí),Q點(diǎn)處于平衡位置速度最大,但其速度大小與波速大小不同.質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí),一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)的路程是四個(gè)振幅,根據(jù)時(shí)間與周期的關(guān)系,求解路程,確定Q的位移和加速度大小和方向.
(2)①由v=
c
n
求出光在玻璃中的傳播速度.
②作出光路圖,根據(jù)折射定律求出折射角,由幾何關(guān)系求出光斑的直徑,再求解其面積.
解答:解:(1)A、由振動(dòng)圖象1讀出周期為T=4s,由波動(dòng)圖象2讀出波長(zhǎng)為λ=0.4m,則波速為v=
λ
T
=0.1m/s.由圖2看出,t=0時(shí),Q點(diǎn)處于平衡位置,速度最大,方向沿y軸正方向,但其速度大小與波速是兩回事,不是0.1m/s,無(wú)法求出其速度大。蔄錯(cuò)誤.
B、t=0到t=5s內(nèi),經(jīng)歷的時(shí)間為△t=1
1
4
T
,Q點(diǎn)通過(guò)的路程為S=5A=20cm.故B正確.
C、t=2s時(shí),Q點(diǎn)再次運(yùn)動(dòng)到平衡位置,x=0.故C錯(cuò)誤.
D、t=3s時(shí),Q點(diǎn)到達(dá)波谷,加速度最大,且方向向上.故D錯(cuò)誤.
故選B
(2))①由v=
c
n
得,光在玻璃中的傳播速度為v=
c
3
=
3
×108m/s

(2)作出光路圖,如圖所示.由幾何知識(shí)得到:入射角θ1=60°,
根據(jù)折射定律得:n=
sinθ1
sinθ2
,代入解得,折射角θ2=30°.
由幾何關(guān)系可知,產(chǎn)生的光斑直徑為
L
3
,面積S=
1
4
π(
L
3
)2
=
πL2
36

故答案為:
(1)B;
(2)①光在玻璃中的傳播速度為
3
×108m/s
;②光斑面積為
πL2
36
點(diǎn)評(píng):對(duì)于機(jī)械波,要把握質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)與波動(dòng)之間的關(guān)系.幾何光學(xué)作出光路圖是解答的基礎(chǔ),要規(guī)范作出光路圖,結(jié)合幾何知識(shí)求解.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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在上述實(shí)驗(yàn)器材中,多余的器材是
天平
天平
;
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A.將長(zhǎng)木板放到水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,依圖安裝好實(shí)驗(yàn)器材;
B.先用一條橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn),把橡皮筋拉伸到一定的長(zhǎng)度,整理好紙帶,接通電源,放開(kāi)小車,打出一條紙帶,編號(hào)為1;
C.換用紙帶,改用2條、3條…同樣的橡皮筋進(jìn)行第2次、第3次…實(shí)驗(yàn),每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋的拉伸長(zhǎng)度都相等,打出的紙帶,分別編號(hào)為2、3…
D.由紙帶算出小車獲得的速度:根據(jù)記錄紙帶上打出的點(diǎn),求小車獲得的速度的方法,是以紙帶上第一點(diǎn)到最后一點(diǎn)的距離來(lái)進(jìn)行計(jì)算.
把第一次實(shí)驗(yàn)橡皮筋對(duì)小車做的功記為W0,則第2次、第3次…實(shí)驗(yàn)對(duì)小車做的功分別計(jì)記為2W0、3W0…,將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表格里.
E.對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行估計(jì),大致判斷兩個(gè)量可能的關(guān)系,然后以W為縱坐標(biāo)、v2(也可能是其他關(guān)系)為橫坐標(biāo)作圖;
F.整理實(shí)驗(yàn)器材.
以上實(shí)驗(yàn)步驟中有疏漏的步驟是:
A
A
,有錯(cuò)誤的步驟是
D
D
.(填寫(xiě)步驟前相應(yīng)的符號(hào))

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