内蒙古包头市2017高二物理下学期期中.

2016-2017学年内蒙古包头高二(下)期中物理试卷

一.选择题(本题共15小题,其中1-10为单选题,每题3分;11-15每题4分.共50分)1.下列说法中正确的是()

A.光从一种介质进入到另一种介质,一定要发生偏折

B.光从空气进入介质,折射角大于入射角

C.光从空气进入介质,光速要减小

D.光从介质进入空气,折射角小于入射角

2.关于简谐运动的位移、速度和加速度的关系,下列哪些说法正确()

A.位移减小时,加速度增大,速度增大

B.位移方向总跟加速度的方向相反,跟速度方向相同

C.物体运动方向指向平衡位置时,速度方向跟位移方向相反;背向平衡位置时,速度方向跟位移方向相同

D.物体朝左运动时,加速度方向跟速度方向相同;朝右运动时,加速度的方向跟速度的方向相反

3.对于单缝衍射现象,下列说法正确的是()

A.缝的宽度d越小,衍射条纹越亮

B.缝的宽度d越小,衍射现象越明显

C.缝的宽度d越小,光的传播路线越接近直线

D.入射光的波长越短,衍射现象越明显

4.a、b两球分别悬在长l的两根细线上.将a球沿竖直方向举到悬挂点后轻轻释放,将b 球移开平衡位置后轻轻释放,使它作简谐运动.它们第一次到达平衡位置的时间分别设为t a、t b,则()

A.t a>t b B.t a<t b C.t a=t b D.无法比较

5.光线以30°入射角从玻璃中射到玻璃与空气的界面上,它的反射光线与折射光线的夹角为90°,则这块玻璃的折射率应为()

A.0.866 B.1.732 C.1.414 D.1.500

6.如图,是以质点P为波源的机械波沿着一条一端固定的轻绳传播到质点Q的波形图,则质点P刚开始振动时的方向为()

A.向上 B.向下 C.向左 D.向右

7.如图为两个相干波源发出的波相遇时某时刻情况,图中实线表示波峰,虚线表示波谷,相干波的振幅为5cm,波速和波长分别为1cm/s和0.5cm,C点为B、E连线的中点,则下列说法正确的是()

A.C、E两点都保持不动

B.图示时刻A、B两质点竖直高度差为20cm

C.图示时刻C点正处在平衡位置向上运动

D.从此时刻起经0.25s,质点B通过的路程为10cm

8.如图所示两束单色光a、b从水面下射向A点,光线经折射后合成一束光c,则下列说法正确的是()

A.a光的频率大于b光的频率

B.在水中a光的速度比b光的速度小

C.从水射向空气时a光的临界角大于b光的临界角

D.用a、b光分别做单缝衍射实验时它们的衍射条纹宽度都是均匀的

9.如图所示,两束平行的红光和紫光相距为d,斜射到玻璃砖上,当它们从玻璃砖的下面射出的()

A.两条出射光线仍平行,但距离大于d

B.两条出射光线仍平行,但距离小于d

C.两条出射光线仍平行,距离仍为d

D.两条出射光线不再平行

10.一细束白光通过玻璃三棱镜折射后,在竖直放置的光屏上形成了如图所示的光谱,其中、为光谱的边缘色光,关于a、b、c三种色光,下列说法正确的是()

A.玻璃对c色光的折射率最小

B.若分别让a、b、c三色光通过一双缝装置,则a光形成的干涉条纹的间距最大

C.a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小

D.若让a、b、c三色光以同一入射角,从空气中某方向射入一介质,b光恰能发生全反射,则a光也一定能发生全反射

11.如图是杨氏双缝干涉实验示意图,其中S1、S2为双缝,D为光屏,实验中观察到屏上O 点为中央亮纹的中心,P1为第一级亮纹的中心,若将双缝间的距离变小,其他条件不变,则下列说法正确的是()

A.屏上的干涉条纹的间距将变大

B.屏上的O点可能出现暗条纹

C.屏上P1位置仍然可能为亮条纹的中心

D.屏上P1位置可能为暗条纹的中心

12.一列简谐横波沿绳子传播时,绳上有相距3m的P点和Q点,它们的振动图线如图所示,其中实线为P点的图线,虚线为Q点的图线.则该列波的波长和波速的可能值为()

A.6m,30m/s B.6m,12m/s C.2m,12m/s D.2m,10m/s

13.如图所示分别为一列横波在某一时刻的图象和在x=6m处的质点从该时刻开始计时的振动图象,则这列波()

A.沿x轴的正方向传播B.沿x轴的负方向传播

C.波速为100m/s D.波速为2.5m/s

14.如图所示,半圆形玻璃砖放在空气中,三条同一颜色、强度相同的光线,均由空气射入到玻璃砖,到达玻璃的圆心位置.下列说法正确的是()

A.假若三条光线中有一条在O点发生了全反射,那一定是aO光线

B.假若光线bO能发生全反射,那么光线cO一定能发生全反射

C.假若光线bO能发生全反射,那么光线aO一定能发生全反射

D.假若光线aO恰能发生全反射,则光线bO的反射光线比光线cO的反射光线的亮度大15.如图,弹簧振子以O点为平衡位置做简谐运动,并从O点开始计时,振子第一次到达M 点用了0.3s时间,又经过0.2s第二次通过M点,则振子第三次通过M点,还要通过的时间可能是()

A. s B. s C.1.4s D.1.6s

二.简答计算题(写出必要的解题过程和作图过程,共50分)

16.如图所示,一列向右传播的简谐横波,波速大小为0.6m/s,P质点的横坐标x=0.96m,从图中状态开始计时,求:

(1)P质点刚开始振动时,振动方向如何?

(2)经过多长时间,P质点第一次到达波谷;

(3)经过多长时间,P质点第二次到达波峰.

17.如图所示,一个储油桶的底面直径与高均为d.当桶内没有油时,从某点A恰能看到桶底边缘的某点B.当桶内油的深度等于桶高的一半时,在A点沿AB方向看去,看到桶底上的C点,C、B相距d.求油的折射率和光在油中传播的速度.

18.一列简谐波在x轴上传播,如图中的实线波形与虚线波形对应的时刻分别是t1=0、t2=0.05s.

(1)若波沿+x方向传播,波速多大?

(2)若波沿﹣x方向传播,波速多大?

(3)若波速的大小是280m/s,波速方向如何?

19.如图所示,AOB是由某种透明物质制成的圆柱体横截面(O为圆心)折射率为.今有一束平行光以45°的入射角射向柱体的OA平面,这些光线中有一部分不能从柱体的AB 面上射出,设凡射到OB面的光线全部被吸收,也不考虑OA面的反射,求圆柱AB面上能射出光线的部分占AB表面的几分之几?

2016-2017学年内蒙古包头三十三中高二(下)期中物理试卷

参考答案与试题解析

一.选择题(本题共15小题,其中1-10为单选题,每题3分;11-15每题4分.共50分)1.下列说法中正确的是()

A.光从一种介质进入到另一种介质,一定要发生偏折

B.光从空气进入介质,折射角大于入射角

C.光从空气进入介质,光速要减小

D.光从介质进入空气,折射角小于入射角

【考点】H3:光的折射定律.

【分析】光从一种介质斜射入另一种介质中是传播方向一定会发生变化;光从空气斜射入介质,折射角小于入射角;光在真空中传播速度最大.由此分析即可.

【解答】解:A、若光从一种介质垂直进入另一种介质,则不发生偏折,故A错误;

B、光从空气斜射入介质,折射角小于入射角,故B错误;

C、光从空气进入介质,由v=知,n>1,故v<c,即光速要减小,故C正确;

D、光从介质进入空气,折射角大于入射角,故D错误;

故选:C

2.关于简谐运动的位移、速度和加速度的关系,下列哪些说法正确()

A.位移减小时,加速度增大,速度增大

B.位移方向总跟加速度的方向相反,跟速度方向相同

C.物体运动方向指向平衡位置时,速度方向跟位移方向相反;背向平衡位置时,速度方向跟位移方向相同

D.物体朝左运动时,加速度方向跟速度方向相同;朝右运动时,加速度的方向跟速度的方向相反

【考点】74:简谐运动的回复力和能量;1B:加速度.

【分析】物体做简谐运动,回复力的方向总是指向平衡位置,根据牛顿第二定律分析加速度方向.简谐运动的质点位移﹣时间图象是正弦曲线.速度方向有时与位移方向相反,有时与

位移方向相同.

【解答】解:A、位移增大时,加速度a=﹣增大,但物体做减速运动,速度减小,故A 错误;

BC、加速度a=﹣,负号表示加速度方向与位移方向总相反;靠近平衡位置是加速,位移方向与速度方向相反,故B错误,C正确;

D、加速度的方向总是与物体的位移方向相反,故D错误.

故选:C.

3.对于单缝衍射现象,下列说法正确的是()

A.缝的宽度d越小,衍射条纹越亮

B.缝的宽度d越小,衍射现象越明显

C.缝的宽度d越小,光的传播路线越接近直线

D.入射光的波长越短,衍射现象越明显

【考点】HA:光的衍射.

【分析】要使发生明显的衍射现象,必须使得孔或阻碍物的尺寸比水波的波长要小得多或相差不大.

【解答】解:A、缝的宽度d越小,衍射条纹越宽,但亮度变暗.故A错误;

B、缝的宽度d越小,衍射条纹越宽,衍射现象越明显,故B正确;

C、缝的宽度d越小,光的传播路线越偏离直线,故C错误;

D、入射光的波长越短,衍射条纹越小,衍射现象越不明显.故D错误;

故选:B

4.a、b两球分别悬在长l的两根细线上.将a球沿竖直方向举到悬挂点后轻轻释放,将b 球移开平衡位置后轻轻释放,使它作简谐运动.它们第一次到达平衡位置的时间分别设为t a、t b,则()

A.t a>t b B.t a<t b C.t a=t b D.无法比较

【考点】74:简谐运动的回复力和能量.

【分析】b做单摆运动,a做自由落体运动,由此分别可求到最低点时间.

【解答】解:a做自由落体运动,运动的时间为:

b做简谐振动,到达最低点的时间是单摆周期的,单摆的周期为:T=

所以: =.故ACD错误,B正确.故选:B

5.光线以30°入射角从玻璃中射到玻璃与空气的界面上,它的反射光线与折射光线的夹角为90°,则这块玻璃的折射率应为()

A.0.866 B.1.732 C.1.414 D.1.500

【考点】H4:折射率及其测定.

【分析】根据光的反射定律就会算出反射角,根据反射光线与折射的光线恰好垂直,就由几何知识算出折射角,再由折射定律求得折射率.

【解答】解:由图知,入射角i=30°,根据反射定律得知反射角i′=i=30°

由题意:反射光线与折射光线的夹角为90°,则得折射角r=60°,

所以折射率n===1.732

故选:B.

6.如图,是以质点P为波源的机械波沿着一条一端固定的轻绳传播到质点Q的波形图,则质点P刚开始振动时的方向为()

A.向上 B.向下 C.向左 D.向右

【考点】73:简谐运动的振动图象.

【分析】由题,p点为振源,波从右向左传播,介质中各质点起振的方向与振源起振方向相同,由图上最左端的质点的振动方向判断.

【解答】解:根据题意,波从右向左传播,图示时刻,波最左端的质点振动方向向上,则振源A质点刚开始振动时的方向为向上.

故选:A.

7.如图为两个相干波源发出的波相遇时某时刻情况,图中实线表示波峰,虚线表示波谷,相干波的振幅为5cm,波速和波长分别为1cm/s和0.5cm,C点为B、E连线的中点,则下列说法正确的是()

A.C、E两点都保持不动

B.图示时刻A、B两质点竖直高度差为20cm

C.图示时刻C点正处在平衡位置向上运动

D.从此时刻起经0.25s,质点B通过的路程为10cm

【考点】F7:波的干涉和衍射现象.

【分析】频率相同的两列水波的叠加:当波峰与波峰、可波谷与波谷相遇时振动是加强的;当波峰与波谷相遇时振动是减弱的,由波速和波长即可求出周期;从而即可求解.

【解答】解:A、由图,结合干涉的稳定图样可知,A、B、C、E在同一条振动加强的线上,各点都是振动的加强点,所以C与E不可能保持不动;故A错误;

B、由图,点A是波峰与波峰相遇,B点是波谷与波谷相遇,它们均属于振动加强点;由于两列波的振幅都是5cm,A点是波峰与波峰相遇,则A点相对平衡位置高10cm,而B点是波谷与波谷相遇,则B点相对平衡低10cm.所以A、B相差20cm,故B正确;

C、图示时刻点C处于最高点与最低点之间,正好处于平衡位置,结合该图的特点可知,下一个时刻C将向负的最大位移处移动,所以C运动的方向向下.故C错误;

D、该波的周期:T=s,经过0.25s=,质点B的路程一定等于2个振幅,B点开始时相对平衡低10cm,则其振幅是10cm,B的位移:s=2A′=2×10cm=20cm.故D错误;

故选:B

8.如图所示两束单色光a、b从水面下射向A点,光线经折射后合成一束光c,则下列说法

正确的是()

A.a光的频率大于b光的频率

B.在水中a光的速度比b光的速度小

C.从水射向空气时a光的临界角大于b光的临界角

D.用a、b光分别做单缝衍射实验时它们的衍射条纹宽度都是均匀的

【考点】H3:光的折射定律.

【分析】由光路图看出,a光的入射角大于b光的入射角,两束光的折射角相等,根据折射

定律分析折射率的关系,根据折射率越大,频率越大,分析频率的关系.由v=分析光在

水中速度的关系;根据临界角公式sinC=分析临界角关系;单缝衍射条纹是不均匀的.【解答】解:A、由光路图看出,a光的入射角大于b光的入射角,两束光的折射角相等,根据折射定律n=可知,a光的折射率比b光的折射率小,根据折射率越大,频率越大,可知b光的频率大于a光的频率.故A错误.

B、由v=分析可知,折射率越大,光在水中速度越小,所以在水中a光的速度比b光的速度大.故B错误.

C、根据临界角公式sinC=分析得知:从水射向空气时a光的临界角大于b光的临界角,故C正确.

D、单缝衍射条纹都是不均匀的.故D错误.

故选:C.

9.如图所示,两束平行的红光和紫光相距为d,斜射到玻璃砖上,当它们从玻璃砖的下面射出的()

A.两条出射光线仍平行,但距离大于d

B.两条出射光线仍平行,但距离小于d

C.两条出射光线仍平行,距离仍为d

D.两条出射光线不再平行

【考点】H3:光的折射定律.

【分析】光线通过平行玻璃砖时,要发生两次折射.由于玻璃砖上下两个表面平行,上表面的折射角等于下表面的入射角,根据光路的可逆性,分析出射光线与入射光线的关系.红光的折射率小于紫光的折射率,通过平行玻璃砖后红光的侧向位移小于紫光的侧向位移,即可判断d的变化.

【解答】解:光线通过平行玻璃砖时,要发生两次折射,由于玻璃砖上下两个表面平行,上表面的折射角等于下表面的入射角,根据光路的可逆性可知,下表面的折射角等于上表面的入射角,由几何知识可知,出射光线必定和入射光线平行,所以两条出射光线也平行.

由于紫光的折射率大于红光的折射率,紫光偏折的比红光明显,所以两束光线之间的距离将小于d.故B正确,ACD错误.

故选:B.

10.一细束白光通过玻璃三棱镜折射后,在竖直放置的光屏上形成了如图所示的光谱,其中、为光谱的边缘色光,关于a、b、c三种色光,下列说法正确的是()

A.玻璃对c色光的折射率最小

B.若分别让a、b、c三色光通过一双缝装置,则a光形成的干涉条纹的间距最大

C.a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小

D.若让a、b、c三色光以同一入射角,从空气中某方向射入一介质,b光恰能发生全反射,则a光也一定能发生全反射

【考点】H3:光的折射定律.

【分析】根据光线的偏折程度比较光的折射率大小,从而得出光的频率大小和在介质中传播的速度大小.根据双缝干涉条纹的间距公式,通过波长的大小得出干涉条纹间距的大小.根

据全反射的条件,结合临界角的大小判断能否发生全反射.

【解答】解:A、由光路图可知,c光的偏折程度最小,则玻璃对c光的折射率最小,故A 正确.

B、玻璃对a光的折射率最大,波长最短,c光的折射率最小,波长最长,根据双缝干涉条纹的间距与波长成正比,知a光形成的干涉条纹的间距最小,c光形成的干涉条纹的间距最大.故B错误.

C、玻璃对a光的折射率最大,c光的折射率最小,根据v=知,在水中,a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来大.故C错误.

D、根据sinC=知,a光的折射率最大,临界角最小,可知以同一入射角从空气中某方向射入一介质,b光恰能发生全反射,则a光一定能发生全反射.故D正确.

故选:AD

11.如图是杨氏双缝干涉实验示意图,其中S1、S2为双缝,D为光屏,实验中观察到屏上O 点为中央亮纹的中心,P1为第一级亮纹的中心,若将双缝间的距离变小,其他条件不变,则下列说法正确的是()

A.屏上的干涉条纹的间距将变大

B.屏上的O点可能出现暗条纹

C.屏上P1位置仍然可能为亮条纹的中心

D.屏上P1位置可能为暗条纹的中心

【考点】O4:用双缝干涉测光的波长.

【分析】当路程差是光波波长的整数倍时,出现亮条纹,路程差是半波长的奇数倍时,出现暗条纹;中央P点分别通过双缝到S的路程差为零,抓住该规律判断中央亮纹位置的移动.

【解答】解:A、C、D、根据公式可知,若将双缝间的距离变小,d变小,条纹间距变大,所以P1到双缝的光程差小于一个波长,不可能还是亮纹的中心,但可能为暗纹的中心,故AD正确,C错误;

B、双缝干涉实验中,若将双缝间的距离变小,通过双缝S1、S2的光仍然是相干光,到O点

的路程差仍然为零,仍然为中央亮纹的中心,故B错误;

故选:AD.

12.一列简谐横波沿绳子传播时,绳上有相距3m的P点和Q点,它们的振动图线如图所示,其中实线为P点的图线,虚线为Q点的图线.则该列波的波长和波速的可能值为()

A.6m,30m/s B.6m,12m/s C.2m,12m/s D.2m,10m/s

【考点】F5:波长、频率和波速的关系;F4:横波的图象.

【分析】由图象看出,P、Q两点的振动情况总是相反,它们之间的距离相距半个波长的奇

数倍,即可求出波长,由图读出周期,由波速公式v=求解波速.

【解答】解:由图象看出,P、Q两点的振动情况总是相反,则有:3m=(2n+1),(n=0,1,2,…)

当n=0时,λ=6m,

当n=1时,λ=2m.

由图读出,周期为 T=0.2s,则波速为:v===30m/s或v=.

故选:AD.

13.如图所示分别为一列横波在某一时刻的图象和在x=6m处的质点从该时刻开始计时的振动图象,则这列波()

A.沿x轴的正方向传播B.沿x轴的负方向传播

C.波速为100m/s D.波速为2.5m/s

【考点】F4:横波的图象;F5:波长、频率和波速的关系.

【分析】根据t=0时刻x=6m处质点的振动方向得到波的传播方向,由左图得到波长,右图

得到周期,根据v=求解波速.

【解答】解:AB、t=0时刻x=6m处质点的振动方向是向上,由波形平移法知,波沿x轴负方向传播,故A错误,B正确;

CD、由左图得到波长为λ=8cm,右图得到周期为T=0.08s,故波速v==100m/s,故C正确,D错误.

故选:BC.

14.如图所示,半圆形玻璃砖放在空气中,三条同一颜色、强度相同的光线,均由空气射入到玻璃砖,到达玻璃的圆心位置.下列说法正确的是()

A.假若三条光线中有一条在O点发生了全反射,那一定是aO光线

B.假若光线bO能发生全反射,那么光线cO一定能发生全反射

C.假若光线bO能发生全反射,那么光线aO一定能发生全反射

D.假若光线aO恰能发生全反射,则光线bO的反射光线比光线cO的反射光线的亮度大【考点】H3:光的折射定律;H5:全反射.

【分析】光发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质,入射角大于等于临界角.【解答】解:A、因为aO的入射角大于bO和cO的入射角,要发生全反射,一定是aO光线.故A正确.

B、假若光线bO能发生全反射,因为aO光线的入射角大于bO光线的入射角,知aO一定能发生全反射.cO的入射角小于bO的入射角,则光线cO不一定能发生全反射.故B错误,C 正确.

D、随着入射角的增大,反射光越来越强,折射光越来越弱,假若光线aO恰能发生全反射,bO和cO光线都未发生全反射,但是光线bO的反射光线比光线cO的反射光线的亮度大.故D正确.

故选:ACD.

15.如图,弹簧振子以O点为平衡位置做简谐运动,并从O点开始计时,振子第一次到达M

点用了0.3s时间,又经过0.2s第二次通过M点,则振子第三次通过M点,还要通过的时间可能是()

A. s B. s C.1.4s D.1.6s

【考点】73:简谐运动的振动图象.

【分析】根据振动周期的定义:振子完成一次全振动所用的时间,确定弹簧振子的周期,画出振子的运动路线,求出振子第三次通过M点还要经过的时间可能值.

【解答】解:如图,假设弹簧振子在水平方向BC之间振动,如图1,

若振子开始先向左振动,振子的振动周期为T=4×(0.3+s=1.6s,则振子第三次通过M 点还要经过的时间是t=1.6s﹣0.2s=1.4s.

如图2,若振子开始先向右振动,振子的振动周期为T=2×0.2s+s=,则振子第三

次通过M点还要经过的时间是t=0.2s+s=s.

故选:AC

二.简答计算题(写出必要的解题过程和作图过程,共50分)

16.如图所示,一列向右传播的简谐横波,波速大小为0.6m/s,P质点的横坐标x=0.96m,从图中状态开始计时,求:

(1)P质点刚开始振动时,振动方向如何?

(2)经过多长时间,P质点第一次到达波谷;

(3)经过多长时间,P质点第二次到达波峰.

【考点】F4:横波的图象;F5:波长、频率和波速的关系.

【分析】(1)由波的传播方向,判断出图中x=0.24m处质点的振动方向,即可知道质点P 刚开始振动时的振动方向.

(2)由图读出波长,求出周期,根据距离求出波传到P点的时间.波传到P点时向下振动,分析P点第二次达到波峰的时间,再求解总时间.

(3)P点开始振动方向向下,根据振幅和周期,作出图象.

【解答】解:(1)简谐横波向右传播,根据波形的平移法判断得知,图中x=0.24m处质点的振动方向向下,则介质中所有质点开始振动的方向均向下,故质点P刚开始振动时的振动方向向下.

(2)由图象可知,波长为λ=0.24m,则周期为T===0.4s

波从该时刻传播到P经历的时间t1==1.2s

P开始向下振动,P质点第一次到达波谷又经过的时间为t2=T=0.1s

故t=t1+t2=1.3s

(3)质点P第二次到达波峰又经历时间t3=1T=0.7s

所以t=t1+t3=1.9s

答:

(1)P质点刚开始振动时,振动方向向下.

(2)经过1.3s时间,P质点第一次到达波谷;

(3)经过1.9s时间,P质点第二次到达波峰.

17.如图所示,一个储油桶的底面直径与高均为d.当桶内没有油时,从某点A恰能看到桶底边缘的某点B.当桶内油的深度等于桶高的一半时,在A点沿AB方向看去,看到桶底上的C点,C、B相距d.求油的折射率和光在油中传播的速度.

【考点】H3:光的折射定律.

【分析】根据几何关系求出入射角和折射角,结合折射定律求出油的折射率,根据公式v=求出光在油中的传播速度.

【解答】解:(1)由题意知,底面直径与桶高相等,所以图中角r=45°

入射角i的正弦为:sini===

所以油的折射率为:n===≈1.6

(2)由于n=

所以光在油中的速度为:v==≈1.9×108m/s

答:油的折射率是1.6,光在油中传播的速度为1.9×108m/s.

18.一列简谐波在x轴上传播,如图中的实线波形与虚线波形对应的时刻分别是t1=0、t2=0.05s.

(1)若波沿+x方向传播,波速多大?

(2)若波沿﹣x方向传播,波速多大?

(3)若波速的大小是280m/s,波速方向如何?

【考点】F4:横波的图象;F5:波长、频率和波速的关系.

【分析】(1)、(2)根据波形的平移法,结合波的周期性,得出波传播的距离与波长的关系式,再由v=求解波速通项.

(3)当波速为280m/s时,求出△t=0.05s时间内波的传播距离,根据波形的平移法确定波传播方向.

【解答】解:(1)若波向右传播,由图象知在△t=t2﹣t1内波向右传播的距离为:

△x1=+nλ,(n=0,1,2,…)

则波速为:v1==

代入λ=8 m,△t=0.05s

得:v1=40(4n+1)m/s(n=0,1,2,…).

(2)若波向左传播,由图象知在△t内,波向左传播的距离为:

△x2=λ+nλ(n=0,1,2,…)

波速为:v2====40(4n+3)m/s,(n=0,1,2,…).

(3)已知波速v=280 m/s,故在△t内波传播的距离为:

△x=v△t=m=14m.

将△x与λ相比,得△x=1λ,故△x符合(2)中的△x2在n=1时的情况,所以波沿﹣x 方向传播.

答:(1)若波沿+x方向传播,波速为40(4n+1)m/s,(n=1,2,…).

(2)若波沿﹣x方向传播,波速为40(4n+3)m/s,(n=0,1,2,…)

(3)若波速的大小是280m/s,波沿﹣x方向传播.

19.如图所示,AOB是由某种透明物质制成的圆柱体横截面(O为圆心)折射率为.今有一束平行光以45°的入射角射向柱体的OA平面,这些光线中有一部分不能从柱体的AB

面上射出,设凡射到OB面的光线全部被吸收,也不考虑OA面的反射,求圆柱AB面上能射出光线的部分占AB表面的几分之几?

【考点】H3:光的折射定律.

【分析】画出光路图,当光线在AB弧面上发生全反射时,就没有光线从AB弧面射出,根据临界角确定出光线在AB弧面上恰好发生全反射时的入射点,由几何知识求解圆柱AB面上能射出光线的面积占AB表面积的几分之几.

【解答】解:从O点射入的光线,折射角为r,根据折射定律有:①

解得r=30° ②

从某位置P点入射的光线,折射到AB弧面上Q点时,入射角恰等于临界角C,有:

代入数据得:C=45° ④

△PQO中∠α=180°﹣90°﹣C﹣r=15°

所以能射出的光线区域对应的圆心角β=90°﹣α﹣r=45°⑥

能射出光线的部分占AB面的比例为⑦

答:圆柱AB面上能射出光线的部分占AB表面的.

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