题目内容
(1)一列沿x轴正方向传播的简谐横波,当波传到O点时开始计时,7.0s时的波形如图A所示,此时波刚好传播到x=3.5m处,据此可以判定______A.该波的振动周期为5.6s
B.波源的起振方向可能向上
C.该波的波速一定是0.5m/s
D.再经过1.2s,x=1.5m处的质点正在向上运动
(2)一束单色光斜着射向并穿过一厚度为d的玻璃砖.已知该玻璃砖对单色光的折射率为n,单色光的入射角为α,光在真空中的传播速度为c.求:该色光穿过玻璃砖所用的时间与入射角α和折射率n的关系.
【答案】分析:(1)由图知,波传播的距离为x=3.5m,所用时间为t=7s,由v=
求出波速.波源的起振方向与图示时刻x=3.5m处质点的振动方向相同,由波的传播方向判断.由v=
求出周期,根据时间1.2s与周期的关系,判断x=1.5m处质点的运动状态.
(2)根据折射定律求出折射角,由几何关系求光在玻璃中通过的路程s,光在玻璃中的速度为v=
,则该色光穿过玻璃砖所用的时间为t=
.
解答:解:(1)A、C该波的波速为v=
=
=0.5m/s,由图知波长为λ=2m,则周期为T=
=
.故A错误,C正确.
B、波源的起振方向与图示时刻x=3.5m处质点的振动方向相同,简谐横波沿x轴正方向传播,则知x=3.5m处质点的振动方向向下.故B错误.
D、图示时刻x=1.5m处的质点正经平衡位置向下运动,再经过t=1.2s=0.6T,x=1.5m处的质点正在向上运动.故D正确.
故选CD
(2)设折射角为r.由折射定律得,n=
设光透过玻璃所走的路程为s,所用时间为t,则
s=
,
光在玻璃中速度为v=
则该色光穿过玻璃砖所用的时间为t=
综合得:t=
答:(1)CD;(2)该色光穿过玻璃砖所用的时间为
.
点评:械波在同一介质中传播时速度可用v=
=
两个公式求解.介质中各质点的起振方向与波源的起振方向相同.根据折射定律n=
、光速公式v=
和几何知识结合研究几何光学.
(2)根据折射定律求出折射角,由几何关系求光在玻璃中通过的路程s,光在玻璃中的速度为v=
解答:解:(1)A、C该波的波速为v=
B、波源的起振方向与图示时刻x=3.5m处质点的振动方向相同,简谐横波沿x轴正方向传播,则知x=3.5m处质点的振动方向向下.故B错误.
D、图示时刻x=1.5m处的质点正经平衡位置向下运动,再经过t=1.2s=0.6T,x=1.5m处的质点正在向上运动.故D正确.
故选CD
(2)设折射角为r.由折射定律得,n=
设光透过玻璃所走的路程为s,所用时间为t,则
s=
光在玻璃中速度为v=
则该色光穿过玻璃砖所用的时间为t=
综合得:t=
答:(1)CD;(2)该色光穿过玻璃砖所用的时间为
点评:械波在同一介质中传播时速度可用v=
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