(2010?長沙縣模擬)(1)下列說法中正確的是
BD
BD

A.交通警通過發(fā)射超聲波測量車速,利用了波的干涉原理
B.電磁波的頻率越高,它所能攜帶的信息量就越大,所以激光可以比無線電波傳遞更多的信息
C.單縫衍射中,縫越寬,條紋越亮,衍射現(xiàn)象也越明顯
D.地面上測得靜止的直桿長為L,則在沿桿方向高速飛行火箭中的人測得桿長應(yīng)小于L
(2)平行光a垂直射向一半徑為R的玻璃半球的平面,其截面如圖所示,發(fā)現(xiàn)只有P、Q之間所對(duì)圓心角為60°的球面上有光射出,則玻璃球?qū)光的折射率為
2
2
,若僅將a平行光換成b平行光,測得有光射出的范圍增大,設(shè)a、b兩種色光在玻璃球中的速度分別為va和vb,則va
vb(選填“>”、“<”或“=”).
(3)一列簡諧橫波在t=0時(shí)刻的波形如圖所示,質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻沿-y運(yùn)動(dòng),經(jīng)過0.1s第一次到達(dá)平衡位置,波速為5m/s,那么:
①該波沿
-x
-x
(選填“+x”或“-x”)方向傳播;
②圖中Q點(diǎn)(坐標(biāo)為x=7.5m的點(diǎn))的振動(dòng)方程y=
5cos
3
t
5cos
3
t
cm;
③P點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x=
2.5c
2.5c
m.
分析:(1)交通警通過發(fā)射超聲波測量車速,利用了多普勒效應(yīng).電磁波的頻率越高,它所能攜帶的信息量就越大,激光可以比無線電波傳遞更多的信息.單縫衍射中,縫越寬,衍射現(xiàn)象越不明顯.地面上測得靜止的直桿長為L,則在沿桿方向高速飛行火箭中的人測得桿長應(yīng)小于L.
(2)由題,玻璃半球面上只有P、Q之間所對(duì)圓心角為60°的球面上有光射出,說明光線在P、Q兩點(diǎn)恰好發(fā)生全反射,由幾何知識(shí)求出臨界角,再求解折射率.將a平行光換成b平行光,測得有光射出的范圍增大,說明b光的臨界角大于a光的臨界角,由臨界角公式確定折射率的大。
(3)①質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻沿-y運(yùn)動(dòng),則知波沿-x方向傳播.②Q點(diǎn)此時(shí)的位移為5cm,求出周期,寫出振動(dòng)方程.③質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻沿-y運(yùn)動(dòng),經(jīng)過0.1s第一次到達(dá)平衡位置,根據(jù)時(shí)間與周期的關(guān)系,由波形的平移法確定P點(diǎn)的橫坐標(biāo)x.
解答:解:(1)A、交通警通過發(fā)射超聲波利用了多普勒效應(yīng)測量車速.故A錯(cuò)誤.
B、電磁波的頻率越高,它所能攜帶的信息量就越大,激光是可見光,其頻率比無線電波高,則激光可以比無線電波傳遞更多的信息.故B正確.
C、單縫衍射中,縫越寬,衍射現(xiàn)象越不明顯.故C錯(cuò)誤.
D、根據(jù)相對(duì)論尺縮效應(yīng)可知,地面上測得靜止的直桿長為L,在沿桿方向高速飛行火箭中的人測得桿長應(yīng)小于L.故D正確.
故選BD
(2)由題,玻璃半球面上只有P、Q之間所對(duì)圓心角為60°的球面上有光射出,說明光線在P、Q兩點(diǎn)恰好發(fā)生全反射,由幾何知識(shí)得到,光線在PQ兩點(diǎn)的臨界角為C=30°.
由sinC=
1
n
得,折射率n=
1
sinC
=2.
將a平行光換成b平行光,測得有光射出的范圍增大,說明b光的臨界角大于a光的臨界角,由n=
1
sinC
可知,b光的折射率小于a光的折射率,由v=
c
n
得,b光在玻璃球中的速度較大,即
va<vb
(3)①質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻沿-y運(yùn)動(dòng),則根據(jù)波形平移法判斷可知波沿-x方向傳播.
②由圖讀出波長為λ=6m,則該波的周期為T=
λ
v
=
6
5
s,ω=
T
=
3
rad/s,則圖中Q點(diǎn)的振動(dòng)方程y=5cos
3
t
;
③質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻沿-y運(yùn)動(dòng),經(jīng)過0.1s第一次到達(dá)平衡位置,時(shí)間t=0.1s=
1
12
T
,則波在0.1s時(shí)間內(nèi)波傳播的距離為△x=vt=0.5cm,根據(jù)波形平移法得到,P點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x=3cm-△x=2.5cm.
故答案為:(1)BD;(2)2,<;(3)①-x;  ②5cos
3
t
;  ③2.5.
點(diǎn)評(píng):本題是選修3-4內(nèi)容,波動(dòng)部分知識(shí).對(duì)于臨界角,當(dāng)光線從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)恰好發(fā)生全反射時(shí),入射角等于臨界角.對(duì)于機(jī)械波,波形平移法是常用的研究方法.
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①將拉力傳感器固定在小車上;
②平衡摩擦力,讓小車在沒有拉力作用時(shí)能做
勻速直線
勻速直線
運(yùn)動(dòng);
③把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上,另一端通過定滑輪與鉤碼相連;
④接通電源后自C點(diǎn)釋放小車,小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng),記錄細(xì)線拉力F的大小及小車分別到達(dá)A、B時(shí)的速率vA、vB;
⑤改變所掛鉤碼的數(shù)量,重復(fù)④的操作.
(2)下表中記錄了實(shí)驗(yàn)測得的幾組數(shù)據(jù),
v
2
B
-
v
2
A
是兩個(gè)速度傳感器記錄速率的平方差,則加速度的表達(dá)式a=
v
2
B
-v
2
A
2L
v
2
B
-v
2
A
2L
,請(qǐng)將表中第3次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填寫完整(結(jié)果保留三位有效數(shù)字);
次數(shù) F(N)
v
2
B
-
v
2
A
(m2/s2
a(m/s2
1 0.60 0.77 0.80
2    1.04 1.61 1.68
3 1.42 2.34 2.44
4 2.62 4.65 4.84
5 3.00 5.49 5.72
(3)由表中數(shù)據(jù),在圖2坐標(biāo)紙上作出a~F關(guān)系圖線;
(4)對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算得到的關(guān)系圖線(圖2中已畫出理論圖線),造成上述偏差的原因是
沒有完全平衡摩擦力或拉力傳感器讀數(shù)偏大
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1
6
.由此可以估算出它繞太陽公轉(zhuǎn)的周期最接近( 。

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