题目内容

(选修模块3-4)
(1)下列说法中正确的是
 
.
A.机械波和电磁波都能在真空中传播
B.铁路、民航等安检口使用红外线对行李内物品进行检测
C.根据狭义相对论的原理知,在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的
D.两列波叠加时产生干涉现象,其振动加强区域与减弱区域是稳定不变的
(2)如图1所示是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,已知波的传播速度v=2m/s,则x=1.5m处质点的振动函数表达式y=
 
cm,x=2.0m处质点在0-1.5s内通过的路程为
 
cm.
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(3)如图2所示,半圆玻璃砖的半径R=10cm,折射率n=
3
,直径AB与屏幕MN垂直并接触于A点.激光a以入射角i=60°射向玻璃砖圆心O,结果在屏幕MN上出现两光斑,求两光斑之间的距离L.
分析:(1)本题应抓住机械波和与电磁波的特点、相对论和干涉等知识进行分析.铁路、民航等安检口使用x射线对行李内物品进行检测.
(2)由图读出波长,由波速公式求出周期;根据x=1.5m处质点的振动状态,得到振动函数表达式y.根据时间1.5s与周期的倍数关系,求解质点通过的路程.
(3)画出光路图,求出光线在O点的折射角和反射角,由几何知识求出两个光斑之间的距离L.
解答:解:(1)A、机械波必须借助于介质才能传播,在真空中不能传播,而电磁波传播的是电磁场,电磁场本身就是一种物质,不需要借助于其他物质作为媒介传播,真空中也能传播.故A错误.
B、红外线热效应显著,而穿透本领较弱,不能用来安检,铁路、民航等安检口使用x射线线对行李内物品进行检测.故B错误.
C、根据相对论的基本原理得知:在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的.故C正确.
D、两列波发生干涉时,振动加强区域与减弱区域是相互间隔,是稳定不变的.故D正确.
故选CD
(2)由图读出波长λ=2m,由波速公式v=
λ
T
得该波的周期T=
λ
v
=
2
2
s=1s;该波的振幅为A=5cm.
t=0时刻,x=1.5m处质点处于负向最大位移处,它将余弦规律振动,则其振动函数表达式y=-Acos
2π
T
t
=-5cos2πt(cm)
时间t=1.5s=1.5T,质点在一个周期内通过的路程是四个振幅,则在1.5s时间内x=2m处质点通过的路程为S=1.5×4A=6×5cm=30cm
(3)画出如图精英家教网光路图,设折射角为r.
根据折射定律
n=
sini
sinr

解得r=30°
根据光的反射定律 反射角β=60°
由几何知识得,两个光斑PQ之间的距离L=PA+AQ=Rtan30°+Rtan60°=
40
3
3
cm≈0.23m
故答案为:
(1)CD
(2)-5cos2πt、30  
(3)两个光斑PQ之间的距离为0.23m.
点评:关于几何光学的问题,关键要能正确作出光路图.此题根据题意在水平屏幕MN上出现两个光斑是由于激光a在O点同时发生折射和反射形成的,作出光路图.
练习册系列答案
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A
A

A.反射和干涉B.全反射和干涉
C.反射和衍射D.全反射和衍射
(2)下列说法中正确的是
CD
CD

A.x射线穿透物质的本领比γ射线更强
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求:
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(1).人们在研究原子结构时提出过许多模型,其中比较有名的是枣糕模型和核式结构模型,它们的模型示意图如图所示.

下列说法中正确的是
B
B

A.α粒子散射实验与枣糕模型和核式结构模型的建立无关
B.科学家通过α粒子散射实验否定了枣糕模型,建立了核式结构模型
C.科学家通过α粒子散射实验否定了核式结构模型,建立了枣糕模型
D.科学家通过α粒子散射实验否定了枣糕模型和核式结构模型,建立了波尔的原子模型
(2)从氢气放电管可以获得氢原子光谱.1885年瑞士中学教师巴尔末对当时已发现的在可见光区的谱线做了分析,发现这些谱线的波长可以用一个公式表示.如果采用波长λ的倒数,这个公式可写作:
1
λ
=Rn(
1
22
-
1
n2
)(n=3,4,5,6,…)(RH
为常数)
自巴尔末系发现后,人们又在紫外区和红外区发现了一些新的谱线,这些谱线也可以用类似巴尔末的简单公式来表示,例如赖曼系公式:
1
λ
=RH(
1
12
-
1
n2
)(n=2,3,4,5,…)
(RH为常数)
1913年丹麦物理学家玻尔提出了著名的原子结构和氢光谱理论.上述两个公式中的n在波尔理论中被称为量子数.玻尔氢原子理论的能级图如图所示.

阅读了上面的资料后,你认为巴尔末系是氢原子能级图中的
B
B

A.线系I    B.线系II    C.线系III D.线系IV
(3)在光滑水平面上有一个静止的质量为M的木块,一颗质量为m的子弹以初速度v0水平射入木块而没有穿出,子弹射入木块的最大深度为d.设子弹射入木块的过程中木块运动的位移为s,子弹所受阻力恒定.试证明:s<d.

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