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(1)两列简谐横波的振幅都是20cm,传播速度大小相同.实线波的频率为2Hz,沿x轴正方向传播;虚线波沿x轴负方向传播.某时刻两列波在如图1所示区域相遇,则(A)两列波在相遇区域

题目详情
(1)两列简谐横波的振幅都是20cm,传播速度大小相同.实线波的频率为2Hz,沿x轴正方向传播;虚线波沿x轴负方向传播.某时刻两列波在如图1所示区域相遇,则______
(A)两列波在相遇区域会发生干涉现象
(B)平衡位置为x=6m处的质点此刻速度为零
(C)平衡位置为x=8.5m处的质点此刻位移y>20cm
(D)从图示时刻起再经过0.25s,平衡位置为x=5m处的质点的位移y>0
(2)如图2所示,△ABC为一直角三棱镜的截面,其顶角θ=30°,P为垂直于直线BCD的光屏,现一宽度等于AB的单色平行光束垂直射向AB面,在屏P上形成一条宽度等于
2
3
.
AB
的光带,求棱镜的折射率.
▼优质解答
答案和解析

(1)A、由图看出,两列波的波长不同,而波速相等,则频率不等,不能产生干涉.故A错误.
B、根据两列波的传播方向判断得知,两列引起平衡位置为x=6m处的质点的运动方向都向上,则该质点此刻速度不为零.故B错误.
C、平衡位置为x=8.5m处的质点的位移等于两列波单独引起的位移的矢量和.根据数学知识得到实线波引起的位移为y1=Asin
π
4
=20×
2
2
cm=10
2
cm≈14.1cm,实线波引起的位移为y2=Asin
π
6
=10cm,则此刻平衡位置为x=8.5m处的质点的位移y=y1+y2=24.1cm>20cm.故C正确.
D、实线波的周期为0.5s,由波速公式v=
λ
T
得知,虚线波的周期为1.5×0.5s=0.75s.从图示时刻起再经过0.25s,实线波使平衡位置为x=5m处的质点的位移y=-20cm,虚线波使平衡位置为x=5m处的质点的位移20cm>y>0,则平衡位置为x=5m处的质点的位移y<0.故选D错误.
故选C
(2)平行光束经棱镜折射后的出射光束仍是平行光束,如下图所示.图中θ1、θ2为AC面上入射角和折射角,根据折
射定律,有nsinθ1=sinθ2,设出射光线与水平方向成α角,则   θ21
由于 
.
CC1
.
A′C′
=
2
3
.
AB

所以  
.
C1C2
=
1
3
.
AB

而 
.
AC2
=
.
BC
=
.
AB
tanθ
所以   tanα=
.
C1C2
作业帮用户 2016-12-10
问题解析
(1)根据频率是否相同,判断两波能否产生稳定的干涉现象.根据波的叠加原理分析x=6m处的质点此刻速度大小.两波相遇区域,质点的位移等于两列波单独引起的位移的矢量和.
(2)作出光路图,根据几何知识求出光线在AC面上的入射角和折射角,再求出折射率.
名师点评
本题考点:
光的折射定律;横波的图象;波长、频率和波速的关系.
考点点评:
第1题难点是运用数学知识分析质点的位移与时间的关系,可写出波动方程求解.第2题是关于折射率的计算题,运用几何知识求折射角是难点.
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