【题目】[选修3-4]
(1)如图,空气中有两块材质不同、上下表面平行的透明玻璃板平行放置;一细光束从空气中以某一角度θ(0<θ<90°)入射到第一块玻璃板的上表面.下列说法正确的是( )
A.在第一块玻璃板下表面一定有出射光
B.在第二块玻璃板下表面一定没有出射光
C.第二块玻璃板下表面的出射光方向一定与入射光方向平行
D.第二块玻璃板下表面的出射光一定在入射光延长线的左侧
E.第一块玻璃板下表面的出射光线一定在入射光延长线的右侧
(2)从两个波源发出的两列振幅相同、频率均为5Hz的简谐横波,分别沿x轴正、负方向传播,在某一时刻到达A、B点,如图中实线、虚线所示.两列波的波速均为10m/s.求
(i)质点P、O开始振动的时刻之差;
(ii)再经过半个周期后,两列波在x=1m和x=5m之间引起的合振动振幅极大和极小的质点的x坐标.
【答案】
(1)A,C,D
(2)
解:(i)该波的周期为 T= =
=0.2s
由图知,质点P、O开始振动的时刻之差为△t= =0.05s
(ii)该波的波长为 λ=vT=10×0.2m=2m
根据波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强,当波峰与波谷相遇时振动减弱,可知,两列波在x=1m和x=5m之间引起的合振动振幅极大的质点的x坐标为:2m、3m、3m、4m、5m.合振动振幅极小的质点的x坐标为1.5m、2.5m、3.5m、4.5m.
答:
(i)质点P、O开始振动的时刻之差为0.05s.
(ii)两列波在x=1m和x=5m之间引起的合振动振幅极大的质点的x坐标为:2m、3m、3m、4m、5m.合振动振幅极小的质点的x坐标为1.5m、2.5m、3.5m、4.5m.
【解析】解:(1)A、光线从第一块玻璃板中的上表面射入,在第一块玻璃板中上表面的折射角和下表面的入射角相等,根据光的可逆原理可知,光在第一块玻璃板下表面一定有出射光,同理,在第二个玻璃板下表面也一定有出射光,故A正确,B错误.
C、因为光在玻璃板中的上表面的折射角和下表面的入射角相等,根据光的可逆原理知,从下表面出射光的折射角和开始在上表面的入射角相等,即两光线平行,所以第二块玻璃板下表面的出射光方向一定与入射光方向平行,故C正确.
D、根据光线在玻璃板中发生偏折,由于折射角小于入射角,可知第二块玻璃板下表面的出射光一定在入射光延长线的左侧,故D正确,E错误.
故选:ACD.
【考点精析】解答此题的关键在于理解波的干涉和衍射的相关知识,掌握干涉时,振动加强区域或振动减弱区域的空间位置是不变的,加强区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之和,减弱区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之差,以及对波长、波速和频率的关系的理解,了解振动在一个周期里在介质中传播的距离等于一个波长;机械波的传播速率由介质决定,与波源无关;波的频率始终等于波源的振动频率,与介质无关;三者关系:v=λf.
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【题目】宇航员站在某一星球距离表面h高度处,以初速度v0沿水平方向抛出一个小球,经过时间t后小球落到星球表面,已知该星球的半径为R,引力常量为G,求:
(1)该星球表面重力加速度g的大小;
(2)小球落地时的速度大小;
(3)该星球的质量.
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【题目】如图,电阻R、电容C和电感L并联后,接入输出电压有效值、频率可调的交流电源.当电路中交流电的频率为f时,通过R、C和L的电流有效值恰好相等.若将频率降低为 f,分别用I1、I2和I3表示此时通过R、C和L的电流有效值,则( )
A.I1>I3
B.I1>I2
C.I3>I2
D.I2=I3
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【题目】如图所示,两个内壁光滑,半径不同的半球形碗放在不同高度的水平面上,使两碗口处于同一水平面,现将两个完全相同的小球a,b分别从两个碗左边的边缘处静止释放,在释放后的运动过程中,关于两球的机械能判断正确的是( )
A.球a的机械能始终等于球b的机械能
B.球a的机械能始终大于球b的机械能
C.球a的机械能始终小于球b的机械能
D.两球机械能的大小关系无法比较
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【题目】一轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的底部,另一端和质量为m的小物块a相连,如图所示.质量为 m的小物块b紧靠a静止在斜面上,此时弹簧的压缩量为x0 , 从t=0时开始,对b施加沿斜面向上的外力,使b始终做匀加速直线运动.经过一段时间后,物块a、b分离;再经过同样长的时间,b距其出发点的距离恰好也为x0 . 弹簧的形变始终在弹性限度内,重力加速度大小为g.求
(1)弹簧的劲度系数;
(2)物块b加速度的大小;
(3)在物块a、b分离前,外力大小随时间变化的关系式.
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【题目】如图所示为家用洗衣机的脱水桶,当它高速旋转时,能把衣物甩干.根据我们所学的知识,叙述正确的是( )
A.脱水桶高速运转时,水受到与运动方向一致的合外力作用飞离衣物
B.脱水桶高速运转时,衣物上的水受到的合外力不足以充当向心力,所以水滴做离心运动,通过小孔,飞离脱水桶
C.通过脱水流程,打开洗衣机,发现衣物集中堆放在桶的中央
D.通过脱水流程,打开洗衣机,发现衣物成螺旋状排列,主要集中在桶壁附近
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【题目】比较机械波和电磁波,下面结论正确的是
A.它们都可发生反射、折射、干涉和衍射现象
B.它们在本质上是相同的,只是频率不同而已
C.机械波的传播速度取决于介质,电磁波的传播速度取决于频率
D.机械波和电磁波的传播都需要介质
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【题目】在水平地面上固定一竖直的轻弹簧,弹簧上端与一个质量m=2.0 kg的物块相连,物块处于静止状态,如图所示.若再在上端轻放一个质量为M=5.0 kg的物块,系统再次平衡时,弹簧又向下压缩了0.10 m,求:
(1)弹簧的劲度系数;(g取10 m/s2)
(2)作出F-l图象,求物块下移0.10 m过程中增加的弹性势能.
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【题目】如图所示,一块橡皮用细线悬挂于O点,用钉子靠着线的左侧,沿与水平方向成30°的斜面向右以速度v匀速运动,运动中始终保持悬线竖直,则橡皮运动的速度( )
A.大小为v,方向不变和水平方向成60°
B.大小为 v,方向不变和水平方向成60°
C.大小为2v,方向不变和水平方向成60°
D.大小和方向都会改变
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