题目内容

(选修3-4模块)
(1)以下说法正确的是______
A.当观测者靠近或远离波源时,感受到的频率会发生变化
B.变化的电场不一定能产生出变化的磁场
C.如果质点所受合外力总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动
D.在波的干涉中,振动加强的点一定处在波峰或波谷的叠加处
(2)两个同学利用假期分别去参观北京大学和南京大学的物理实验室,各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”,他们通过校园网交换实验数据,并由计算机绘制了T2~L图象,如图甲所示.去北大的同学所测实验结果对应的图线是______(选填“A”或“B”).另外,在南大做探究的同学还利用计算机绘制了两种单摆的振动图象(如图乙),由图可知,两单摆摆长之比=______.
(3)如图丙所示,两面平行的玻璃砖下表面涂有反射物质,一束与上表面成30°入射的光线,在右端垂直标尺上形成了A、B两个光斑,A、B间距为4cm,已知玻璃砖的折射率为,画出形成两光斑的光路图,并求此玻璃砖的厚度d.
【答案】分析:(1)当观测者靠近或远离波源时,根据多普勒效应分析观察者的感受.变化的电场不一定能产生出变化的磁场.质点做简谐运动的条件是F=-kx.在波的干涉中,振动加强的点仍在做振动.
(2)根据单摆的周期公式推导出T2与L的表达式,由数学知识分析斜率与g的关系,再进行选择.由振动读出周期关系,求出摆长关系.
(3)作出光路图,根据光折射定律求出折射角,由几何知识求出玻璃砖的厚度d.
解答:解:(1)当观测者靠近或远离波源时,产生多普勒效应,
观察者感受到波的频率增大或减小.故A正确.
B、根据麦克斯韦电磁场理论得知,变化的电场一定能产生出的磁场,但不一定能产生变化的磁场,只有非均匀变化的电场才能产生变化的磁场.故B正确.
C、质点所受合外力总是指向平衡位置时,质点的运动不一定就是简谐运动,只有满足F=-kx的运动才是简谐运动.故C错误.
D、在波的干涉中,振动加强的点仍在做振动,位移随时间在周期性变化,不可能就处在波峰或波谷的叠加处.故D错误.
故选AB 
(2)根据单摆的周期公式T=2π得,,由数学知识得知T2~L图象的斜率k=,由于北大当地的重力加速度大于南大当地的重力加速度,所以北大的同学所测实验结果对应的图线是B.由振动图象读出a的周期为Ta=s.b的周期为Tb=2s,Ta:Tb=2:3,代入周期公式得到,两单摆摆长之比=
(3)作出光路图如图所示.光在玻璃砖上表面的入射角i=90°-30°=60°,
得:r=30°
由几何关系有:CEsin30°=ABsin60°
且CE=2dtanr
代入数据解得:d=6cm
故答案为:
(1)AB;
(2)B,
(3)光路图如图所示,此玻璃砖的厚度为6cm.
点评:对于单摆测定重力加速度的实验关键抓住实验原理:T=2π.几何光学是折射定律和几何知识的综合应用.
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m
M
N
m
M
N

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BC
BC

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