2020版高考物理總復(fù)習(xí) 模塊綜合檢測（含解析）（選修3-4）

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1、模塊綜合檢測(時(shí)間:90分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共12小題,每小題4分,共48分.在每小題給出的選項(xiàng)中,有多個(gè)選項(xiàng)正確,全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯(cuò)或不選的得0分)1.下列說法正確的是(ACE)A.泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象,玻璃中的氣泡看起來特別明亮是光的全反射現(xiàn)象B.在電磁波接收過程中,使聲音信號或圖像信號從高頻電流中還原出來的過程叫調(diào)制C.一簡諧橫波以速度v沿x軸正方向傳播,t=0時(shí)傳播到坐標(biāo)原點(diǎn),此質(zhì)點(diǎn)正從平衡位置以速度v0向下振動,已知質(zhì)點(diǎn)的振幅為A,振動角速度為,則x軸上橫坐標(biāo)為處質(zhì)點(diǎn)的振動方程為y=-Asin (t-)(t)D.在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,若僅將

2、入射光由綠光改為紅光,則干涉條紋間距變窄E.真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的,與光源、觀察者間的相對運(yùn)動沒有關(guān)系解析:泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象,玻璃中的氣泡看起來特別亮是光發(fā)生了全反射的緣故,選項(xiàng)A正確;在電磁波接收過程中,使聲音信號或圖像信號從高頻電流中還原出來的過程叫解調(diào),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;波由坐標(biāo)原點(diǎn)傳播到x=處所需時(shí)間為,故x=處的質(zhì)點(diǎn)的起振時(shí)刻為,質(zhì)點(diǎn)的起振方向向下,則x=處質(zhì)點(diǎn)的振動方程為y=-Asin (t-)(t),選項(xiàng)C正確;在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,若僅將入射光由綠光改為紅光,則干涉條紋間距變寬,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;由光速不變原理知真空中的光速在不同的慣性參考系中都 是相同的,與光源

3、、觀察 者間的相對運(yùn)動沒有關(guān)系,選項(xiàng)E正確.2.下列五幅圖分別對應(yīng)五種說法,其中正確的是(BCE)A.圖A中,若勻速拉動木板的速度較大,則由圖像測得簡諧運(yùn)動的周期較大B.由圖B可知,系統(tǒng)的固有頻率為f0C.圖C中頻率相同的兩列波疊加,使某些區(qū)域的振動加強(qiáng),某些區(qū)域的振動減弱,這種現(xiàn)象叫做波的干涉D.圖D中泊松亮斑是小孔衍射形成的圖樣E.圖E中若簡諧波的波速為200 m/s,從圖示時(shí)刻開始質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)0.01 s通過的路程為0.4 m解析:演示簡諧運(yùn)動的圖像實(shí)驗(yàn)中,若勻速拉動木板的速度較大,會導(dǎo)致圖像的橫坐標(biāo)變大,但對應(yīng)的時(shí)間仍不變,簡諧運(yùn)動的周期與單擺的固有周期相同,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由圖B可知當(dāng)驅(qū)動力

4、的頻率f跟固有頻率f0相同時(shí),才出現(xiàn)共振現(xiàn)象,振幅才最大,距固有頻率f0相差越大,振幅越小,選項(xiàng)B正確;頻率相同的兩列波疊加,使某些區(qū)域的振動加強(qiáng),某些區(qū)域的振動減弱,這種現(xiàn)象叫做波的干涉,選項(xiàng)C正確;泊松亮斑是光繞過圓形擋板后衍射形成的圖樣,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;由圖E可知,該波的波長是4 m,則周期T= s=0.02 s,從圖示時(shí)刻開始,質(zhì)點(diǎn)a經(jīng) 0.01 s,即半個(gè)周期,a恰好到達(dá)負(fù)的最大位移處,通過的路程為0.4 m,選項(xiàng)E正確.3.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,周期為T.在t=0時(shí)的波形如圖所示,波上有P,Q兩點(diǎn),其縱坐標(biāo)分別為yP=2 cm,yQ=-2 cm,下列說法正確的是(ABE)A.P

5、點(diǎn)的振動形式傳到Q點(diǎn)需要B.P,Q在振動過程中,位移的大小總相等C.在內(nèi),P點(diǎn)通過的路程為20 cmD.經(jīng)過,Q點(diǎn)回到平衡位置E.在相等時(shí)間內(nèi),P,Q兩點(diǎn)通過的路程相等解析:由圖看出,P,Q兩點(diǎn)所對應(yīng)的平衡位置間的距離等于半個(gè)波長,因簡諧橫波傳播過程中,在一個(gè)周期內(nèi)傳播一個(gè)波長,則P點(diǎn)的振動形式傳到Q點(diǎn)需要半個(gè)周期,P,Q兩點(diǎn)的振動情況總是相反,所以在振動過程中,它們的位移大小總是相等,故選項(xiàng)A,B正確;若圖示時(shí)刻P點(diǎn)在平衡位置或最大位移處,在T內(nèi),P點(diǎn)通過的路程為s=5A=54 cm=20 cm,而實(shí)際上圖示時(shí)刻,P點(diǎn)不在平衡位置或最大位移處,所以在T內(nèi),P點(diǎn)通過的路程不是20 cm,故選項(xiàng)

6、C錯(cuò)誤;圖示時(shí)刻,Q點(diǎn)向下運(yùn)動,速度減小,所以從圖示位置運(yùn)動到波谷的時(shí)間大于,再從波谷運(yùn)動到平衡位置的時(shí)間為,所以經(jīng)過T,Q點(diǎn)沒有回到平衡位置,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤;由于P,Q兩點(diǎn)的振動步調(diào)總是相反,所以在相等時(shí)間內(nèi),P,Q兩點(diǎn)通過的路程相等,故選項(xiàng)E正確.4.某同學(xué)漂浮在海面上,雖然水面波正平穩(wěn)地以1.8 m/s的速率向著海灘傳播,但他并不向海灘靠近.該同學(xué)發(fā)現(xiàn)從第1個(gè)波峰到第10個(gè)波峰通過身下的時(shí)間間隔為15 s.下列說法正確的是(ACE)A.水面波是一種機(jī)械波B.該水面波的頻率為6 HzC.該水面波的波長為3 mD.水面波沒有將該同學(xué)推向岸邊,是因?yàn)椴▊鞑r(shí)能量不會傳遞出去E.水面波沒有將該同學(xué)

7、推向岸邊,是因?yàn)椴▊鞑r(shí)振動的質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移解析:水面波是由水面的水機(jī)械振動形成的;九個(gè)波峰傳播時(shí)間為15 s,則波的周期T= s= s,即頻率f=0.6 Hz;由v=f得= m=3 m;由于波向外傳播時(shí)振動質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移,因此水面波不會將該同學(xué)推向岸邊.故選項(xiàng)A,C,E正確.5.由波源S形成的簡諧橫波在均勻介質(zhì)中向左、右傳播.波源振動的頻率為20 Hz,波速為16 m/s.已知介質(zhì)中P,Q兩質(zhì)點(diǎn)位于波源S的兩側(cè),且P,Q和S的平衡位置在一條直線上,P,Q的平衡位置到S的平衡位置之間的距離分別為15.8 m、14.6 m,P,Q開始振動后,下列判斷正確的是(BDE)A.P,Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的方

8、向始終相同B.P,Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的方向始終相反C.當(dāng)S恰好通過平衡位置時(shí),P,Q兩點(diǎn)也正好通過平衡位置D.當(dāng)S恰好通過平衡位置向上運(yùn)動時(shí),P在波峰E.當(dāng)S恰好通過平衡位置向下運(yùn)動時(shí),Q在波峰解析:根據(jù)題意可得T= s=0.05 s,v=16 m/s,故波長為=vT=0.8 m,找P點(diǎn)關(guān)于S點(diǎn)的對稱點(diǎn)P,根據(jù)對稱性可知P和P的振動情況完全相同,P,Q兩點(diǎn)相距x=(-)=,為半波長的整數(shù)倍,所以兩點(diǎn)為反相點(diǎn),故P,Q兩點(diǎn)振動方向始終相反,即P,Q兩點(diǎn)振動方向始終相反,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;P點(diǎn)距離S點(diǎn)x=19,當(dāng)S恰好通過平衡位置向上振動時(shí),P點(diǎn)在波峰,同理Q點(diǎn)相距S點(diǎn)x=18,當(dāng)S恰好通過平衡位置向

9、下振動時(shí),Q點(diǎn)在波峰,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D,E正確.6.一列沿著x軸正方向傳播的橫波,在t=0時(shí)刻的波形如圖(甲)所示,圖(甲)中某質(zhì)點(diǎn)的振動圖像如圖(乙)所示.下列說法正確的是(ABD)A.圖(乙)表示質(zhì)點(diǎn)L的振動圖像B.該波的波速為0.5 m/sC.t=8 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)M的位移為零D.在4 s內(nèi)K質(zhì)點(diǎn)所經(jīng)過的路程為3.2 mE.質(zhì)點(diǎn)L經(jīng)過1 s沿x軸正方向移動0.5 m解析:如果圖(乙)是L點(diǎn)的振動圖像,由圖(乙)知,t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)L經(jīng)過平衡位置向上振動,由圖(甲),根據(jù)波形的平移法得知,波沿x軸正方向傳播,故A正確.由圖(甲)讀出波長=2 m,由圖(乙)讀出周期T=4 s,則該波的波速v=0.5

10、m/s,故B正確.t=8 s=2T,所以t=8 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)M的位移與開始時(shí)的位移相同,為負(fù)向最大值,故C錯(cuò)誤.T=4 s,所以在4 s內(nèi)K質(zhì)點(diǎn)所經(jīng)過的路程為4倍的振幅,為3.2 m,故D正確.橫波中,各質(zhì)點(diǎn)振動的方向與波的傳播方向垂直,所以不可能沿x軸的方向運(yùn)動,故E錯(cuò)誤.7.下列說法中正確的是(ACE)A.圖(甲)是一束復(fù)色光進(jìn)入水珠后傳播的示意圖,其中a束光在水珠中傳播的速度一定大于b束光在水珠中傳播的速度B.圖(乙)是一束單色光進(jìn)入平行玻璃磚后傳播的示意圖,當(dāng)入射角i逐漸增大到某一值后不會再有光線從bb面射出C.圖(丙)是雙縫干涉示意圖,若只減小屏到擋板間的距離l,兩相鄰亮條紋間距離將減小

11、D.圖(丁)是用干涉法檢測工件表面平整程度時(shí)得到的干涉圖樣,彎曲的干涉條紋說明被檢測的平面在此處是凸起的E.圖(戊)中的M,N是偏振片,P是光屏.當(dāng)M固定不動緩慢轉(zhuǎn)動N時(shí),光屏P上的光亮度將會發(fā)生變化,此現(xiàn)象表明光波是橫波解析:(甲)圖中a束光折射角大,折射率小,根據(jù)v=知a束光在水珠中的傳播速度大,選項(xiàng)A正確;(乙)圖中,光束在aa面的折射角等于在bb面的入射角,bb面的入射角一定小于臨界角,不會發(fā)生全反射,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;(丙)圖中,根據(jù)x=,若只減小l,則x減小,選項(xiàng)C正確;(丁)圖中的干涉條紋說明被檢測的平面在此處是凹陷的,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;光波的偏振現(xiàn)象,表明光波為橫波,選項(xiàng)E正確.8.在透明

12、均勻介質(zhì)內(nèi)有一球狀空氣泡,一束包含a,b兩種單色光的細(xì)光束從介質(zhì)射入氣泡,A為入射點(diǎn),之后a,b光分別從C,D點(diǎn)射向介質(zhì),如圖所示.已知A點(diǎn)的入射角為30,介質(zhì)對a光的折射率na=.下列判斷正確的是(ACE)A.在空氣中,光的波長avbC.a光射出空氣泡后相對于射入空氣泡前的偏向角為30D.光從該介質(zhì)射向空氣發(fā)生全反射時(shí),臨界角CaCbE.a,b光分別通過同一雙縫干涉裝置時(shí),屏上的條紋間距xaxb解析:由A點(diǎn)的折射可知,a光的偏折角大于b光的偏折角,a光的折射率大于b光的折射率,則a光的頻率大于b光的頻率,根據(jù)c=f得,在真空中,光的波長ab,故A正確;由v=得在該介質(zhì)中,a光的傳播速度比b光

13、的傳播速度小,即vavb,故B錯(cuò)誤;設(shè)光線在A點(diǎn)的入射角為i,折射角分別為ra,rb,由折射定律得,sin ra=nasin i=sin 30,解得,ra=45,根據(jù)光路可 逆性和幾何知識可知,a光線從C點(diǎn)射出時(shí),入射角和折射角分別等于A點(diǎn) 折射時(shí)折射角和入射角,則偏向角為=2(ra-i)=2(45-30)=30,故C正確;由臨界角公式sin C=,因a光的折射率大于b光的折射率,則a光的臨界角比b光的臨界角小,即CaCb,故D錯(cuò)誤;a光的波長小于b光的波長,根據(jù)x=,知雙縫干涉條紋的間距xaxb,故E正確.9.下列說法中正確的是(ABD)A.振源的振動頻率越高,則波傳播一個(gè)波長的距離所用的時(shí)

14、間越短B.1905年愛因斯坦提出的狹義相對論是以狹義相對性原理和光速不變原理這兩條基本假設(shè)為前提的C.調(diào)諧是電磁波發(fā)射應(yīng)該經(jīng)歷的過程,調(diào)制是電磁波接收應(yīng)該經(jīng)歷的過程D.寒冷的冬天,當(dāng)人們在火爐旁烤火時(shí),人的皮膚正在接受紅外線帶來的溫暖E.照相機(jī)等的鏡頭涂有一層增透膜,其厚度應(yīng)為入射光在真空中波長的;拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí),往往在鏡頭前加一個(gè)偏振片以增加透射光的強(qiáng)度解析:由T=可知,振源的振動頻率越高,則波傳播一個(gè)波長的距離所用的時(shí)間越短,A正確;1905年愛因斯坦提出的狹義相對論是以狹義相對性原理和光速不變原理這兩條基本假設(shè)為前提的,B正確;調(diào)制是發(fā)射過程中應(yīng)有的過程,而在接收時(shí)要進(jìn)行調(diào)諧,C

15、錯(cuò)誤;寒冷的冬天,當(dāng)人們在火爐旁烤火時(shí),人的皮膚正在接受紅外線帶來的溫暖,D正確;增透膜可以使光線更多地進(jìn)入鏡頭;而偏振片的作用是為了減少反射光的干擾,E錯(cuò)誤.10.下列說法正確的是(CDE)A.一根長為L的長桿相對觀察者以速度v運(yùn)動時(shí),觀察者測得的長度為LB.光的偏振現(xiàn)象說明了光是一種電磁波C.無線電波的發(fā)射能力與頻率有關(guān),頻率越高發(fā)射能力越強(qiáng)D.一個(gè)單擺在海平面上的振動周期為T,那么將其放在某高山之巔,其振動周期一定變大E.利用紅外攝影可以不受天氣(陰雨,大霧等)的影響,因?yàn)榧t外線比可見光波長長,更容易繞過障礙物解析:只有當(dāng)沿著 桿長方向,相對觀察 者以速度v運(yùn)動時(shí),觀察者測得的長度為L,

16、故A錯(cuò)誤;光的偏振現(xiàn)象說明了光是橫波,故B錯(cuò)誤;無線電波的發(fā)射能力與頻率成正比,頻率越高發(fā)射能力越強(qiáng),故C正確;單擺的周期公式T=2,將其放在某高山之巔,重力加速度變小,其振動周期一定變大,故D正確;因?yàn)榧t外線比可見光波長長,更容易發(fā)生衍射,則容易繞過障礙物,故E正確.11.如圖所示,一水平長繩上系著一個(gè)彈簧和小球組成的振動系統(tǒng),小球振動的固有頻率為2 Hz,現(xiàn)在長繩兩端分別有一振源P,Q同時(shí)開始以相同振幅A上下振動一段時(shí)間,某時(shí)刻兩個(gè)振源在繩上形成的波形如圖所示,兩列波先后間隔一段時(shí)間經(jīng)過彈簧振子所在位置,觀察到小球先后出現(xiàn)了兩次振動,小球第一次振動時(shí)起振方向向上,且振動并不顯著,而小球第二

17、次發(fā)生了顯著的振動,則以下說法正確的是(ADE)A.由P振源產(chǎn)生的波先到達(dá)彈簧處B.由Q振源產(chǎn)生的波先到達(dá)彈簧處C.兩列波可能形成干涉D.由Q振源產(chǎn)生的波的波速接近4 m/sE.繩上會出現(xiàn)振動位移大小為2A的點(diǎn)解析:P振源起振方向向上,Q振源起振方向向下,小球第一次振動時(shí)起振方向向上,故由P振源產(chǎn)生的波先到達(dá)彈簧處,A正確,B錯(cuò)誤;機(jī)械波的波速相同(由介質(zhì)決定),波長不同,故頻率不同,不會形成干涉,C錯(cuò)誤;Q晚到達(dá)彈簧振子處,且小球產(chǎn)生顯著的振動,根據(jù)共振的條件,Q的振動頻率接近2 Hz,波速v=f=4 m/s,故D正確;兩列波頻率不同,不會干涉,可以疊加,根據(jù)波的疊加原理,兩列波相遇時(shí),繩上

18、會出現(xiàn)振動位移大小為2A的點(diǎn),故E正確.12.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,在t時(shí)刻和(t+0.2 s)時(shí)刻,在x軸上(-3 m,3 m)區(qū)間的波形完全相同,如圖所示.并且圖中M,N兩質(zhì)點(diǎn)在t時(shí)刻的位移均為,下列說法中正確的是(ACE)A.該波的最小波速為20 m/sB.在(t+0.1 s)時(shí)刻,x=-2 m處的質(zhì)點(diǎn)位移一定是aC.從t時(shí)刻起,x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)比x=2.5 m的質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置D.從t時(shí)刻起,在質(zhì)點(diǎn)M第一次到達(dá)平衡位置時(shí),質(zhì)點(diǎn)N恰好到達(dá)波峰E.該列波在傳播過程中遇到寬度為d=3 m的狹縫時(shí)會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象解析:由題意知,0.2 s=nT(n=1,2,3,),傳播速度v=

19、20n m/s,所以該波的最小波速為20 m/s,故A正確;當(dāng)n=2時(shí),T=0.1 s,在(t+0.1 s)時(shí)刻,x=-2 m處的質(zhì)點(diǎn)位移是-a,故B錯(cuò)誤;由t時(shí)刻波形圖知,x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)在波谷沿y軸正方向振動,x=2.5 m的質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向振動,所以x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置,故C正確;由于質(zhì)點(diǎn)的振動是非勻變速運(yùn)動,所以當(dāng)質(zhì)點(diǎn)M第一次到達(dá)平衡位置時(shí),質(zhì)點(diǎn)N還沒有到達(dá)波峰,故D錯(cuò)誤;該波的波長大于狹縫的尺寸,故能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,所以E正確.二、非選擇題(共52分)13. (8分)某同學(xué)測量玻璃磚的折射率,準(zhǔn)備了下列器材:激光筆、直尺、刻度尺、一面鍍有反射膜的平行玻璃磚.如圖所示

20、,直尺與玻璃磚平行放置,激光筆發(fā)出的一束激光從直尺上O點(diǎn)射向玻璃磚表面,在直尺上觀察到A,B兩個(gè)光點(diǎn),讀出OA間的距離為20.00 cm,AB間的距離為6.00 cm,測得圖中直尺到玻璃磚上表面距離d1=10.00 cm,玻璃磚厚度d2=4.00 cm.則玻璃的折射率n=,光在玻璃中傳播速度v= m/s(光在真空中傳播速度c=3.0108 m/s,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).解析: 作出光路圖如圖所 示,根據(jù)幾何知識 可得入射角i=45,由于AB之間的距離等于CE之間 的距離, 所以折 射角r=37,故折射率n=1.2,故v=2.5108 m/s.答案:1.22.5108評分標(biāo)準(zhǔn):每空4分.14.

21、(8分)在“用雙縫干涉測光的波長”的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)裝置如圖(甲)所示.(1)某同學(xué)以線狀白熾燈為光源,對實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)并觀察了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后,總結(jié)出以下幾點(diǎn),正確的是.A.燈絲與單縫和雙縫必須平行放置B.干涉條紋與雙縫垂直C.干涉條紋的疏密程度與單縫寬度有關(guān)D.干涉條紋的間距與光的波長有關(guān)(2)當(dāng)測量頭中的分劃板中心刻線對齊某條紋的中心時(shí),手輪上的示數(shù)如圖(乙)所示,該讀數(shù)為 mm.(3)如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上,如圖(丙)所示.則在這種情況下來測量干涉條紋的間距x時(shí),測量值(填“大于”“小于”或“等于”)實(shí)際值.解析:(1)為了得到相干光源燈絲與單縫和雙縫必須平行放置

22、,A正確;干涉條紋與雙縫平行,B錯(cuò)誤;干涉條紋的間距x=與單縫寬度無關(guān),C錯(cuò)誤,D正確.(2)手輪的讀數(shù)為0.5 mm+20.00.01 mm=0.700 mm.(3)條紋與分劃板中心刻線不平行時(shí),實(shí)際值x實(shí)=x測cos ,為條紋與分劃板間的夾角,故x實(shí)x測.答案:(1)AD(2)0.700(3)大于評分標(biāo)準(zhǔn):(1)問2分(2)(3)問各3分.15.(8分)波源S的振動圖像如圖(甲)所示,由此產(chǎn)生的簡諧波向右傳播,已知波上兩點(diǎn)S,P相距1.5 m,如圖(乙)所示,波速v=6 m/s.(1)作出t=0.25 s時(shí)S,P間的波形圖;(2)求在t=0到t=0.5 s內(nèi),P點(diǎn)運(yùn)動的路程.解析: (1)

23、由圖(甲)可知該波的周期為T=0.2 s(1分)所以該波的波長=vT=1.2 m,又=1波由S點(diǎn)傳到P點(diǎn)用時(shí)t1=0.25 s(1分)則當(dāng)t=0.25 s時(shí),P點(diǎn)開始振動(向下振動),SP間的波形圖如圖所示.(2分)(2)在00.5 s內(nèi)P點(diǎn)振動的時(shí)間t2=t-t1=0.25 s(2分)運(yùn)動的路程為x=4A=5A=25 cm.(2分)答案:(1)見解析圖(2)25 cm16.(8分)一條長直光導(dǎo)纖維的長度l=15 km,內(nèi)芯的折射率n=1.6,在內(nèi)芯與包層的分界面發(fā)生全反射的臨界角C=60,一細(xì)光束從左端面中點(diǎn)射入內(nèi)芯,試求:(1)為使射入的光在內(nèi)芯與包層的界面恰好發(fā)生全反射,光在左端面的入射

24、角為多少?(2)若從左端射入的光能夠不損失地傳送到右端,則光在光導(dǎo)纖維內(nèi)傳輸?shù)臅r(shí)間最長和最短各為多少?(真空中光速c=3.0108 m/s;取sin 37=0.60,cos 37=0.80;結(jié)果取兩位有效數(shù)字)解析:(1)設(shè)光從左端面射入時(shí) 的入 射角為,折射 角為,則=90-C=30(1分)由折射定律得n=,(1分)則sin =nsin =1.6sin 30=0.8,解得=53.(1分)(2)光在內(nèi)芯的傳播速度v=,當(dāng)光射向左端面的入射角為0時(shí),光傳輸?shù)臅r(shí)間最短,最短時(shí)間tmin=8.010-5 s,(2分)當(dāng)光射到芯層與包層分界面的入射角等于臨界角C時(shí),光傳輸?shù)臅r(shí)間最長,此時(shí)光傳播的路程s

25、=(2分)則最長時(shí)間tmax=9.210-5 s.(1分)答案:(1)53(2)9.210-5 s8.010-5 s17. (10分)如圖所示是某種 透明物質(zhì)制成 的直角三棱鏡ABD,光在透明物質(zhì)中的傳播 速度為2.4108 m/s,一束光線在紙面內(nèi)垂直AB面射入棱鏡,發(fā)現(xiàn)光線剛好不能從AD面射出,光在真空中傳播速度為3.0108 m/s,sin 53=0.8,cos 53=0.6,求:(1)透明物質(zhì)的折射率和直角三棱鏡A的大小;(2)光線從BD面首次射出時(shí)的折射角.(結(jié)果可用的三角函數(shù)表示)解析:(1)由折射率與光速間的關(guān)系n=解出透明物質(zhì)的折射率n=1.25,(1分)由題意可知,光線從AB

26、面垂直射入,恰好在AD面發(fā)生全反射,光線從BD面射出,光路圖如圖所示.(1分)設(shè)該透明物質(zhì)的臨界角為C,由幾何關(guān)系可知sin C=(2分)解得C=A=53.(2分)(2)由幾何關(guān)系知=37(2分)由折射定律知n=,解得sin =.(2分)答案:(1)1.2553(2)sin =18.(10分)如圖所示實(shí)線是一列簡諧橫波在t1=0時(shí)刻的波形,虛線是這列波在t2=0.5 s時(shí)刻的波形.(1)若這列波的周期T符合:3Tt2-t14T,求波沿x軸正方向傳播,波速多大;若波沿x軸負(fù)方向傳播,波速多大;(2)若波速大小為74 m/s,波速方向如何.解析:(1)波沿x軸正方向傳播時(shí),傳播距離x滿足x=k+(

27、k=0,1,2,3,)(1分)由t=,波速v=知傳播時(shí)間滿足t=kT+T(k=0,1,2,3,)(1分)由3Tt2-t14T,可知k=3,故t=3T+T,解得T= s,(1分)由波形圖知=8 m,解得v=54 m/s.(1分)波沿x軸負(fù)方向傳播時(shí),傳播距離x滿足x=k+(k=0,1,2,3,),(1分)由波速v=,知傳播時(shí)間滿足t=kT+T(k=0,1,2,3,)(1分)由3Tt2-t14T,可知k=3,故t=3T+T,解得T= s,(1分)由=8 m,解得v=58 m/s.(1分)(2)波速大小為74 m/s時(shí),波在t時(shí)間內(nèi)傳播的距離為x=vt=740.5 m=37 m=4+,所以波沿x軸負(fù)方向傳播.(2分)答案:見解析- 12 -