1、简答题 B.(选修模块?3?一?4?)?
(?1?)?在以下各种说法中,正确的是______.
A.真空中光速在不同的惯性参考系中是不同的,它与光源、观察者间的相对运动有关
B.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度
C.在光的双逢干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,则干涉条纹间距变宽
D.火车过桥要慢行,目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率,以免发生共振损坏桥梁
(?2?)如图1所示为一列简谐波在?t=0时刻的图象,已知质点?M?的振动方程为?y=5sin5πt?(?cm?),此波中质点?M?在t?2=______.时恰好第?3?次到达?y?轴正方向最大位移处,该波的波速为______m/s.
(?3?)?雨过天晴,人们常看到天空中出现彩虹,它是由阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象.在说明这个现象时,需要分析光线射人水珠后的光路.一细束光线射人水珠,水珠可视为一个半径为?R=10mm的球,球心?O?到人射光线的垂直距离为?d=8mm,水的折射率为?n=4/3.
(?a?)在图2上画出该束光线射人水珠后,第一次从水珠中射出的光路图?
(?b?)求这束光线从射向水珠到第一次射出水珠,光线偏转的角度.(sin37°=
,sing53°=)
参考答案:(1)A、根据光速不变原理知,光在不同的惯性参考系中速度相同.故A错误.
B、拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以减弱透射光的强度.故B错误.
C、根据双缝干涉条纹的间距公式知,△x=Ldλ,若仅将入射光由红光改为绿光,波长减小,则条纹间距变小.故C错误.
D、火车过桥要慢行,目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率,以免发生共振损坏桥梁.故D正确.
故选D.
(2)根据振动方程知,M点在t=0时刻向上振动,T=2πω=0.4s,质点M经过214T第三次y轴正向最大位移处,可知t=0.9s.波速v=λT=0.40.4m/s=1m/s.
(3)光路图如图所示.
由几何关系:sinθ1=dR=0.8,θ1=53°
由折射定律:sinθ1=nsinθ2,得sinθ2=0.6,θ2=37°.
则φ=2(θ1-θ2)=32°.
故答案为:(1)D? (2)0.9,1? (3)如图所示,32°
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 如图所示,铁道上每根钢轨长12.5 m,若支持车厢的弹簧和车厢组成的系统周期为0.6 s,求车厢振动的最厉害时列车的行驶速度.
参考答案:20.8 m/s
本题解析:本题应用共振产生的条件来求解.火车行驶时,每当通过铁轨的接缝处就受到一次冲击力,该力即为驱动力.当驱动力周期和车厢与弹簧的固有周期相等时,即发生共振,车厢振动得最厉害.车厢振动最厉害时发生共振,由共振条件得T驱=T固=0.6 s?①
又T驱=?②
将①式代入②,解得v==m/s=20.8 m/s.
本题难度:简单
3、选择题 一弹簧振子沿水平方向的x轴做简谐运动,原点O为平衡位置,在振动中某一时刻有可能出现的是(? )
A.位移与速度均为正值,加速度为负值
B.位移为负值,加速度和速度均为正值
C.位移与加速度均为正值,速度为负值
D.位移、速度、加速度均为负值
参考答案:AB
本题解析:弹簧振子做简谐运动从O→A(A为最大位移处)时,位移、速度均为正值,加速度为负值,当A′→O(A′为最小位移处)时,位移为负值,加速度和速度均为正值,在振动过程中,位移方向始终与加速度相反.
本题难度:简单
4、选择题 如图1-4-7所示,在光滑的水平面上,有一个绝缘的弹簧振子,小球带负电,在振动过程中当弹簧压缩到最短时,突然加上一个沿水平向左的恒定的匀强电场,此后(?)
图1-4-7
A.振子的振幅将增大
B.振子的振幅将减小
C.振子的振幅将不变
D.因不知电场强度的大小,所以不能确定振幅的变化
参考答案:A
本题解析:弹簧振子在加电场前平衡位置在弹簧原长处,设振幅为A.当弹簧压缩到最短时,突然加上一个沿水平向左的恒定的匀强电场,此位置仍为振动振幅处,而且振子的振动是简谐运动,只是振动的平衡位置改在弹簧原长右边,且弹簧伸长量x满足kx=qE.即振子振动的振幅A′=A+x,所以振子的振幅增大.正确答案为选项A.
本题难度:简单
5、选择题 一个摆在空气中做阻尼振动,下列说法中正确的是(?)
A.系统的机械能在逐渐转化为其他形式的能
B.后一时刻摆球的动能一定比前一时刻摆球的动能小
C.后一时刻摆球的势能一定比前一时刻摆球的势能小
D.后一时刻摆球的机械能一定比前一时刻摆球的机械能小
参考答案:AD
本题解析:阻尼振动就是振幅逐渐减小即振动的能量(机械能)逐渐减小的振动,故选项A、D正确.
本题难度:简单