二、非選擇題
9.(2015·重慶理綜)如圖為一列沿x軸正方向傳播的簡諧機械橫波某時刻的波形圖,質(zhì)點P的振動周期為0.4s。求該波的波速并判斷P點此時的振動方向。
答案:2.5 m/s P點沿y軸正向振動
解析:由波形圖可知λ=1.0 m,
距v==2.5 m/s。
波沿x軸正方向,由同側(cè)法可知P點沿y軸正向振動。
10.(2015·江蘇單科)人造樹脂是常用的眼鏡鏡片材料.如圖所示,光線射在一人造樹脂立方體上,經(jīng)折射后,射在桌面上的P點。已知光線的入射角為30°,OA=5 cm,AB=20 cm,BP=12 cm,求該人造樹脂材料的折射率n。
答案:(或1.5)
解析:設(shè)折射角為γ,由折射定律有sin30°=nsinγ
由幾何關(guān)系知sinγ=,
且OP=
代入數(shù)據(jù)解得n=(或n≈1.5)
11.(2015·課標(biāo))甲、乙兩列簡諧橫波在同一介質(zhì)中分別沿x軸正向和負(fù)向傳播,波速均為v=25 cm/s。兩列波在t=0時的波形曲線如圖所示。求
(1)t=0時,介質(zhì)中偏離平衡位置位移為16cm的所有質(zhì)點的x坐標(biāo);
(2)從t=0開始,介質(zhì)中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為-16cm的質(zhì)點的時間。
答案:(1)x=(50+300n)cm n=0,±1,±2,…
(2)0.1 s
解析:(1)根據(jù)兩列波的振幅都為8cm,偏離平衡位置位移為16cm的質(zhì)點即為兩列波的波峰相遇。
根據(jù)波形圖可知,甲乙的波長分別為
λ乙=60cm,λ甲=50cm,
則甲乙兩列波的波峰的x坐標(biāo)分別為
x甲=50+k1×50(k1=0,±1,±2,±3,…)
x乙=50+k2×60(k2=0,±1,±2,±3,…)
綜上,所有波峰和波峰相遇的質(zhì)點坐標(biāo)為
x=(50+300n)cm,n=0,±1,±2,±3,…
(2)偏離平衡位置位移為-16cm是兩列波的波谷相遇的點,
t=0時,波谷之差Δx=(50+×60)-(50+×50),n=0,±1,±2,±3,…
整理可得Δx=10(6n1-5n2)+5
波谷之間最小的距離為Δx′=5cm,
兩列波相向傳播,相對速度為2v=50cm/s
所以出現(xiàn)偏離平衡位置位移為-16cm的最短時間t==0.1s。