题目内容

(选修:3-4)
(1)如图所示为某介质中一列简谐横波的图象,若波的周期为2.0s,a、b、c 为介质中三个相同的质点.以下说法正确的是:
A.波的传播速度为4m/s
B.若这一时刻b点的速度方向沿y轴正方向,则波沿x轴负方向传播
C.图示时刻质点 a、b、c 的加速度大小之比为1:2:3
D.经过l.0s,质点 a、b、c 通过的路程均为60cm
(2)一半径为R 的
1
4
球体放置在水平面上,球体由折射率为
3
的透明材料制成.现有一束位于球心O的竖直平面内的光线,平行于桌面射到球体表面上,折射入球体后再从竖直表面射出,如图所示,已知入射光线与桌面的距离为
3
2
R
.求出射角θ.
分析:(1)由图读出波长,求出波速.根据质点的振动方向判断出波的传播方向.质点a、b、c的大小与位移大小成正比.半个周期内质点通过的路程是两个振幅.
(2)光线经过两次折射从球体竖直表面射出,根据几何知识求出光线在圆弧面上入射角的正弦,由折射定律求出第一次折射时的折射角,由几何知识求出光线的竖直面上的入射角,再根据折射定律求出出射角θ.
解答:解:(1)A、由图读出波长为λ=8m,则周期T=
λ
v
=
8
2
s=4s
.故A正确.
B、若这一时刻b点的速度方向沿y轴正方向,则波沿x轴正方向传播.故B错误.
C、图示时刻质点 a、b、c 的位移大小之比为:1:2:3,根据简谐运动的特征:a=-
kx
m
得到加速度大小之比为1:2:3.故C正确.
D、时间t=1.0s=
T
2
,质点通过的路程是两个振幅,即为为60cm.故D正确.
故选ACD
(2)设入射光线与
1
4
球体的交点为C,连接OC,OC即为入射点的法线.因此,图中的角α为入射角.过C点作球体水平表面的垂线,垂足为B.依题意,∠COB=α.
又由△OBC知sinα=
3
2
…①
设光线在C点的折射角为β,由折射定律得n=
sinα
sinβ
=
3
…②
由①②式得 β=30°…③
由几何关系知,光线在球体的竖直表面上的入射角γ(见图)为30°.
由折射定律得 
sinγ
sinθ
=
1
n
=
3
3

因此sinθ=
3
2
,解得:θ=60°.
答:出射角为60°.
点评:光线从球体入射时,法线是入射点C与球心O的连线;当光线射出时,法线与界面垂直,发生两次折射,两次使用折射定律可求出结果.
练习册系列答案
相关题目
选做题(请从A、B和C三小题中选定两小题作答,并在答题卡上把所选题目对应字母前的方框涂满涂黑.如都作答,则按A、B两小题评分.)
A.(选修模块3-3)
(1)下列说法正确的是
 

A.只要外界对气体做功,气体内能一定增大
B.物体由气态变成液态的过程,分子势能减小
C.当分子间距离增大时,分子间引力增大,而分子间斥力减小
D.液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的分子势能
(2)如图所示精英家教网,弹簧一端固定于水平面上,另一端与质量为m的活塞拴接在一起,开口向下、质量为M的气缸与活塞一起封闭了一定质量的气体.气缸和活塞均可与外界进行热交换.若外界环境的温度缓慢降低,则封闭气体的体积将
 
(填“增大”、“减小”或“不变”),同时将
 
(填“吸热”、“放热”或“既不吸热,也不放热”).
(3)某种油的密度为ρ,摩尔质量为M.取体积为V的油慢慢滴出,可滴n滴.将其中一滴滴在广阔水面上,形成面积为S的单分子油膜.试估算:①阿伏加德罗常数;②其中一滴油滴含有的分子数.
B.(选修模块3-4)
(1)以下说法中正确的是
 

A.隐形战机表面涂料利用了干涉原理,对某些波段的电磁波,涂料膜前后表面反射波相互抵消
B.全息照片往往用激光来拍摄,主要是利用了激光的相干性
C.根据宇宙大爆炸学说,遥远星球发出的红光被地球接收到时可能是红外线
D.海市蜃楼是光的色散现象引起的
(2)有两个同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室,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其在实验室
得到的两个单摆的振动图象(如图乙),由图可知,两单摆摆长之比
La
Lb
=
 
.
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(3)如图所示,半圆玻璃砖的半径R=10cm,折射率为n=
3
,直径AB与屏幕垂直并接触于A点.激光a以入射角i=30°射向半圆玻璃砖的圆心O,结果在水平屏幕MN上出现两个光斑.求两个光斑之间的距离L.
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C.(选修模块3-5)
(1)下列说法正确的有
 

A.卢瑟福的α粒子散射实验可以估测原子核的大小
B.氢原子辐射出一个光子后,氢原子的电势能增大,核外电子的运动加速度增大
C.物质波是一种概率波,在微观物理学中不可以用“轨迹”来描述粒子的运动
D.β衰变说明了β粒子(电子)是原子核的组成部分
(2)如图为氢原子的能级图,大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时,发出多个能量不同的光子,其中频率最大的光子能量为
 
eV,若用此光照射逸出功为2.75V的光电管上,则加在该光电管上的反向遏止电压为
 
V
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(3)查德威克通过α粒子轰击铍核的实验发现了中子.
完成下列核反应方程:24He+49Be→
 

通过在云室中让中子与静止的已知质量的核发生正碰的实验可以测定中子的质量,若已知被碰核氮核的质量为M,中子的入射速度大小为v,反弹速度大小为
13v
15
,氮核在碰撞中获得的速度大小为
2v
15
,则中子的质量多大?

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