(2009年海南理综卷)
(I)(5分)如图,一透明半圆柱体折射率为,半径为R、长为L。一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入,从部分柱面有光线射出。求该部分柱面的面积S。
(II)(7分)有一种示波器可以同时显示两列波形。对于这两列波,显示屏上横向每格代表的时间间隔相同。利用此种示波器可以测量液体中的声速,实验装置的一部分如图1所示:管内盛满液体,音频信号发生器所产生的脉冲信号由置于液体内的发射器发出,被接受器所接受。图2为示波器的显示屏。屏上所显示的上、下两列波形分别为发射信号与接受信号。若已知发射的脉冲信号频率为,发射器与接收器的距离为,求管内液体中的声速。(已知所测声速应在1300~1600m/s之间,结果保留两位有效数字。)
(选修模块3-4)(12分)
(1)介质对某单色光的临界角为θ,则下列说法正确的是_____________
A.该介质对单色光的折射率等于
B.此单色光在该介质中的传播速度等于csinθ,式中c表示真空中的光速
C.此单色光在该介质中的波长是真空中波长的倍
D.此单色光在该介质中的频率是真空中频率的倍
(2)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0时刻的波形如图所示,已知在t=1.1s时刻,质点P出现第三次波峰,那么质点Q第一次出现波峰的时间是_____________s。
(3)如图所示,ABC为直角三棱镜,BC边长为16 cm,AB边长为32 cm,有一束很强的细光束OP射到BC边上,入射点P为BC的中点,OP与BC的夹角为30°,该光束从P点进入棱镜后再经AC面反射沿与AC平行的MN方向射出,其中M为AC边上的一点,AM=8cm。准确作出棱镜内部的光路图(不必写出作图过程),注明并求出棱镜的折射率是多少?
(1)如图甲所示为一列简谐横波在t=6.0×10-2s时的波形图,图乙是这列波中P质点的振动图象,两个图象对应着相同的时间起点。P点的平衡位置坐标是x=10m。
①这列波的传播速度为__________m/s,传播方向_____________
②试在图甲中画出t=9.5×10-2s时的波形图象。
(2)如图所示,一束光线以30°的入射角从玻璃中射到玻璃与空气的界面上,其反射光线与折射光线的恰好垂直。求:
①这块玻璃的折射率。
②没有光线从玻璃上表面射出来的条件。
(2009山东理综卷)
(1)图1为一简谐波在t=0时的波形图,介质中的质点P做简谐运动的表达式为y=4sin5t求该波的速度,并指出t=0.3s时的波形图(至少画出一个波长)
(2)一束单色光由左侧射入成有清水的薄壁圆柱内,图2为过轴线的截面图,调 整入射角α,光线恰好在水和空气的界面上发生全反射,已知水的折射角为,求α的值。
用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时,先在白纸上放好圆弧状玻璃砖,在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2,然后在玻璃砖的另一侧观察,调整视线使P1的像被P2的像挡住,接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4,使P3挡住P1和P2的像,P4挡住P3以及P1和P2的像,在纸上已标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓如图8所示(O为两圆弧圆心,图中已画出经过P1、P2点的入射光线)
(1)在图上补画出所需的光路。
(2)为了测出玻璃璃砖的折射率,需要测量入射角和折射角,请在图中的AB分界面上画出这两个角。
(3)用所测物理量计算折射率的公式n= 。
甲乙两人先后观察同一弹簧振子在竖直方向上下振动情况,(1)甲开始观察时,振子正好在平衡位置并向下运动.试在图甲中画出甲观察到的弹簧振子的振动图象.已知经过1 s后振子第一次回到平衡位置.振子振幅为5 cm(设平衡位置向上方为正方向,时间轴上每格代表0.5 s)。(2)乙在甲观察3.5 s后,开始观察并记录时间,试在图乙中画出乙观察到的弹簧振子的振动图象.