(共34张PPT)
专题分层突破练12 振动与波
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
基础巩固
13
1.(2024湖北武汉一模)“喷水鱼洗”是我国珍贵的古代文物,具有很高的科学价值、历史价值和艺术价值。鱼洗是在先秦时期普遍使用的一种金属制盥洗用具。“喷水鱼洗”大约出现在唐代。“喷水鱼洗”的大小像一个洗脸盆,底部是扁平的,盆沿左右各有一个把柄,称为双耳。“喷水鱼洗”最奇妙的地方是,用双手快速且有节奏地摩擦双耳,盆内水波荡漾;摩擦得法,可喷出水柱。
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
下列说法正确的是( )
A.该现象是波的衍射形成的
B.“喷水鱼洗”中的水位越低,振动越明显,喷出的水柱越高
C.“喷水鱼洗”做受迫振动,当摩擦力引起的振动频率和“喷水鱼洗”振动的频率相等或十分接近时,“喷水鱼洗”产生了共振而使水剧烈振荡
D.“喷水鱼洗”中的水做受迫振动,当摩擦力引起的振动频率和水波振动的频率相等或十分接近时,水产生了共振而剧烈振荡
答案 C
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析 “喷水鱼洗”做受迫振动,当摩擦力引起的振动频率和“喷水鱼洗”振动的频率相等或十分接近时,“喷水鱼洗”产生了共振而使水剧烈振荡,“喷水鱼洗”中的水位越低,则水与“喷水鱼洗”接触部分越少,水的振动越不明显,则越不容易喷出水柱,A、B、D错误,C正确。
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
2.(2024福建卷)某简谐运动的y-t图像如图所示,则以下说法正确的是( )
A.振幅为2 cm B.频率为2.5 Hz
C.0.1 s时速度为0 D.0.2 s时加速度方向竖直向下
答案 B
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析 由题图可知,该简谐运动的振幅是1 cm,周期是0.4 s,所以频率是f= =2.5 Hz,选项A错误,B正确。y-t图像的斜率大小表示速度大小,0.1 s时速度方向竖直向下,大小不为0,选项C错误。简谐运动的加速度方向与位移方向相反,故0.2 s时加速度方向竖直向上,选项D错误。
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
3.(2024浙江温州三模)蜻蜓在水面上“点水”激起一圈圈波纹,如图所示。水面上有一开有两小孔A、B的挡板,A、B离波源S的距离分别为30 cm、40 cm,AB间距为50 cm,O为AB中点,AB中垂线上的C点,距O点100 cm。波源在水面处振动形成的水波视为简谐横波,t=0时,波源自平衡位置起振。已知波速为20 cm/s,小孔A处质点第一次处于波谷时,小孔B处质点刚好第一次处于波峰,下列说法正确的是( )
A.波源S起振方向向下
B.t=4 s时,A、B两处质点振动方向相反
C.OC线段的中点为加强点
D.若蜻蜓点水的频率增大,则波速增大
答案 B
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析 A、B离波源S的距离分别为30 cm、40 cm,A离波源S较近,则A先振动,小孔A处质点第一次处于波谷时,小孔B处质点刚好第一次处于波峰,可知波源S起振方向向上,且A、B两处质点振动方向总相反,故t=4 s时,A、B两处质点振动方向相反,OC线段的中点到A、B两点距离相等,则该点为减弱点,A、C错误,B正确;波速只与介质有关,若蜻蜓点水的频率增大,波速不变, D错误。
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
4.(多选)(2024新课标卷)位于坐标原点O的波源在t=0时开始振动,振动图像如图所示,所形成的简谐横波沿x轴正方向传播。平衡位置在x=3.5 m处的质点P开始振动时,波源恰好第2次处于波谷位置,则( )
A.波的周期是0.1 s
B.波的振幅是0.2 m
C.波的传播速度是10 m/s
D.平衡位置在x=4.5 m处的质点Q开始振动时,质点P处于波峰位置
答案 BC
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析 本题考查简谐运动、简谐波以及相应图像的理解。
由题图可知,T=0.2 s,A=0.2 m,选项A错误,B正确。
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
5.(2023浙江6月选考)如图所示,置于管口T前的声源发出一列单一频率声波,分成两列强度不同的声波分别沿A、B两管传播到出口O。先调节A、B两管等长,O处探测到声波强度为400个单位,然后将A管拉长d=15 cm,在O处第一次探测到声波强度最小,其强度为100个单位。已知声波强度与声波振幅二次方成正比,不计声波在管道中传播的能量损失,则( )
A.声波的波长λ=15 cm
B.声波的波长λ=30 cm
C.两声波的振幅之比为3∶1
D.两声波的振幅之比为2∶1
答案 C
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
6.(2024河北模拟预测)鱼漂是垂钓时反映鱼儿咬钩讯息的工具。如图甲所示,当鱼漂静止时,P点恰好在水面处。将鱼漂缓慢向下压,松手后,鱼漂在竖直方向上做简谐运动,其振动图像如图乙所示,取竖直向上为位移的正方向,则( )
A.在t=0.3 s时刻,鱼漂的速度
方向竖直向下
B.在t=0.3 s时刻,鱼漂的加速度
方向竖直向上
C.鱼漂的振动频率为1.25 Hz
D.鱼漂在振动的过程中,存在速度和加速度均减小的时间段
答案 C
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析 由图乙可知在t=0.3 s时刻,鱼漂的速度方向竖直向上,此时鱼漂的位移竖直向上,则鱼漂的加速度方向竖直向下,A、B错误。鱼漂的振动频率为f= Hz=1.25 Hz,C正确。鱼漂离平衡位置越远,速度越小,位移越大,加速度越大;鱼漂离平衡位置越近,速度越大,位移越小,加速度越小;则鱼漂在振动的过程中,不存在速度和加速度均减小的时间段,D错误。
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
7.(2024山东聊城二模)甲、乙两列机械波在同一种介质中沿x轴相向传播,甲波波源位于O点,乙波波源位于x=8 m处,两波源均沿y轴方向振动。t=0时刻,甲波的波形图如图1所示,此时乙波波源开始振动,其振动图像如图2所示。已知乙波的传播速度v乙=2.0 m/s,质点P的平衡位置处于x=5 m处。若两波源一直振动,则下列说法正确的是( )
A.甲波的周期为2 s
B.t=2.0 s时,质点P开始振动
C.t=3.0 s时,质点P处于平衡
位置且向y轴负方向振动
D.在0~3.5 s时间内质点P运动
的路程为42 cm
C
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析 两列波传播速度大小相等,由图1可知,甲波的波长为2 m,所以周期为
=1.5 s,B错误;t=3 s时,若只有乙波,质点P经过平衡位置,且向下振动,若只有甲波,质点P也是经过平衡位置向下振动,所以t=3 s时,质点P处于平衡位置且向y轴负方向振动,C正确;由于两波源振动步调相反,质点P到两波源的波程差等于1 m,即半波长,所以质点P的平衡位置为振动加强点,其振幅为7 m,所以在0~3.5 s时间内,质点P的路程为s=2A乙+6(A甲+A乙)=48 cm,D错误。
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
8.(10分)发生地震时,我国地震局能记录地震过程中的振动图像和波的图像,图甲为传播方向上距离震源2 km的质点P的振动图像,图乙为地震发生后,质点P振动1.0 s时的地震简谐横波图像,假设地震简谐横波传播的速度大小不变,求:
(1)该地震简谐横波的传播方向和t=1.0 s时质点P的振动方向;
(2)该地震简谐横波传播的速度大小;
(3)质点P振动30 s后,该地震简谐横波
能到达的最远位置与震源之间的距离。
答案 (1)沿x轴正方向,沿y轴正方向
(2)4×103 m/s
(3)1.22×105 m
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析 (1)由振动图像和波的图像可知,该地震简谐横波的传播方向沿x轴正方向。t=1.0 s时,质点P沿y轴正方向振动。
(2)由振动图像和波的图像可知波长λ=4 km,周期T=1.0 s,有
解得v=4×103 m/s。
(3)质点P振动30 s后,波沿x轴正方向传播的距离为
Δx=vt
又dmax=Δx+x0
解得dmax=1.22×105 m。
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
综合提升
9.(2024湖南卷)如图所示,健身者在公园以每分钟60次的频率上下抖动长绳的一端,长绳自右向左呈现波浪状起伏,可近似为单向传播的简谐横波。长绳上A、B两点平衡位置相距6 m,t0时刻A点位于波谷,B点位于波峰,两者之间还有一个波谷。下列说法正确的是( )
A.波长为3 m
B.波速为12 m/s
C.t0+0.25 s时刻,B点速度为0
D.t0+0.50 s时刻,A点速度为0
答案 D
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
A.两列波可以发生干涉
B.t=0时,P(0,6,0)处质点的位移为0
C.t=0时,Q(-3 ,6,0)处质点的位移为0.2 m
D.t=0时,波源S1和S2的加速度相同
AB
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析 两列波的频率均为f= Hz,两列波的相位差为π,且都在z方向上振动,则两列波可以发生干涉,A正确;两波源产生的波相位差为π,而P点到两波源的距离之差为零,则P点为振动减弱点,振幅为零,则t=0时,P(0,6,0)处质点的位移为0,B正确;
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
11.(多选)(2024河北二模)如图所示,池塘分为A、B、C三个区域,浅水区A、C两部分水深相同,深水区B中水波波长是浅水区中水波波长的2倍,浅水区水深40 cm。O、N分别处于深浅两部分水面分界线上,xOM=xNP,xON=3 m,t=0时刻O处水波从平衡位置开始向上振动,t=2.5 s时O处水波第二次达到波峰,此时M处水波第一次达到波谷,设水波在三个区域的振幅均为A=6 cm,水波的速度v与水的深度h间的关系满足v= ,式中重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是( )
A.深水区水深80 cm
B.O、M间距离为2 m
C.t=1.25 s时P处水开始振动
BD
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
12.(多选)(2024山东济宁一模)位于x=-3 cm和x=13 cm处的两波源都只做了一次全振动,形成两列分别沿x轴正方向和负方向传播的简谐横波,振幅均为A=5 cm,t=0时刻的波形图如图甲所示,此时波刚好传到M、N两点,M、P、Q、N在x轴上的坐标分别为1 cm、3 cm、5 cm、9 cm,平衡位置在M处的质点振动图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.t=2 s时,平衡位置在M处的质点
刚好运动到P点
B.t=5 s时,平衡位置在Q处的质点
的位移为-10 cm
C.P处质点振动过程中的最大位移大小为5 cm
D.平衡位置坐标为x=4 cm的质点在振动过程中通过的总路程为10 cm
BC
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
根据题意可知,当沿x轴正方向传播的波刚离开P点时,沿x轴负方向传播的波刚好传到P点,以后P点只参与沿x轴负向传播的波引起的振动,故P处质点最大位移为振幅值,即5 cm,C正确;沿x轴正方向传播的波先传到x=4 cm的位置,振动半个周期后,即通过路程为10 cm后,沿x轴负方向的波传到x=4 cm的位置,此时两列波在该点叠加位移为零,然后沿x轴负方向的波在该处质点振动半个周期,路程为10 cm,则在振动过程中该处质点通过的总路程为20 cm,D错误。
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
13.(12分)均匀介质中质点A、B的平衡位置位于x轴上,坐标分别为0和xB=16 cm。某简谐横波沿x轴正方向传播,波速为v=20 cm/s,波长大于20 cm,振幅为y0=1 cm,且传播时无衰减。t=0时刻A、B偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同,运动方向相反,此后每隔Δt=0.6 s两者偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同。已知在t1时刻(t1>0),质点A位于波峰。求:
(1)从t1时刻开始,质点B最少要经过多长时间位于波峰;
(2)t1时刻质点B偏离平衡位置的位移。
答案 (1)0.8 s
(2)-0.5 cm
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
14.(12分)(2024山东烟台一模)如图所示,一列简谐横波沿x轴负方向传播,图中实线a是t=0时刻的波形图,虚线b为t=3 s时刻的波形图,实线c为t=5 s时刻的波形图。
(1)求t=0时刻,位于x=3 m处的质点偏离平衡位置的位移y;
(2)若该波传播速度小于20 m/s,求该波波速。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14(共34张PPT)
专题分层突破练13 光学
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
基础巩固
13
14
选择题:每小题6分,共60分
1.下列关于光学现象的说法正确的是( )
A.图甲,光信号在光导纤维中发生全反射,
则内芯的折射率小于外套的折射率
B.图乙观看3D电影时需要佩戴特殊的眼
镜,此过程利用了光的偏振现象,光是横波
C.让激光束通过一个狭缝,可能观察到光屏上
出现图丙所示的现象,波长越长,条纹间距越大
D.在图丁中,激光束沿液流传播,若改用折射率
更小的液体,则实验现象更明显
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解析 图甲,光信号在光导纤维中发生全反射,则内芯的折射率大于外套的折射率,A错误;观看3D电影时需要佩戴特殊的眼镜,此过程利用了光的偏振现象,光是横波,B正确;图丙是双缝干涉图样,让激光束通过一个狭缝,不可能观察到光屏上出现丙图所示的现象,C错误;在图丁中,激光束沿液流传播,若改用折射率更大的液体,光发生全反射时,临界偏角越小,光在液体中的路程更长,实验现象更明显,D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
2.(2024江苏泰州一模)微波炉是利用微波(高频电磁波)进行工作的。微波能穿透玻璃、陶瓷等容器,遇到金属炉壁会反射,遇到水和食物等会被吸收,并使食物内水分子剧烈振动而达到加热目的。某次利用微波炉加热食物时出现了受热不均的情况,造成该现象的主要原因是( )
A.电磁波在食物内部发生了干涉 B.电磁波在食物内部发生了折射
C.电磁波在食物表面发生了反射 D.电磁波经过食物时发生了衍射
答案 A
解析 利用微波炉加热食物时出现了受热不均的情况,造成该现象的主要原因是电磁波在食物内部发生了干涉,形成振动加强区和减弱区,从而使食物受热不均,A正确;B、C、D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
3.(2023江苏卷)地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大,太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲。下列光路图中能描述该现象的是( )
A
解析 光线越接近地面,折射率越大,折射角越小,选项A正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
4.我国唐代贾公彦是第一个提出指纹鉴别的人(指纹上凸出部位称为嵴,凹陷部位称为峪)。某款手机采用的是光学指纹识别,其识别原理示意图如图甲所示,手指按压指纹识别区时,与镜片接触的嵴线破坏接触区域的全反射,使得反射光线出现明暗分布,CCD图像传感器通过识别光线的强弱对指纹进行识别,如图乙所示。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
若镜片的折射率为n1=1.45,实验测得人手指折射率n2在1.50~1.56之间,下列说法正确的是( )
A.手指未按压指纹识别区时,光线在镜片的上表面不能发生全反射
B.手指按压指纹识别区时,光线在与镜片接触的嵴线处不能发生全反射
C.手指未按压指纹识别区时,入射角i越大,光线在镜片的上表面越不容易发生全反射
D.当光线垂直入射镜片下表面时,仍然可以实现指纹识别功能
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解析 手指未按压指纹识别区时,光线在镜片上表面能发生全反射,当手指按压指纹识别区时,因为n2>n1,故接触部分不能发生全反射,A错误,B正确;手指未按压指纹识别区时,入射角i越大,则折射角越大,故光线在镜片的上表面越容易发生全反射,C错误;当光线垂直入射镜片下表面时,入射角为0°,反射角也为0°,则无法识别指纹,D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
5.(2024山东卷)检测球形滚珠直径是否合格的装置如图甲所示,将标准滚珠a与待测滚珠b、c放置在两块平板玻璃之间,用单色平行光垂直照射平板玻璃,形成如图乙所示的干涉条纹。若待测滚珠与标准滚珠的直径相等为合格,下列说法正确的是( )
A.滚珠b、c均合格
B.滚珠b、c均不合格
C.滚珠b合格,滚珠c不合格
D.滚珠b不合格,滚珠c合格
答案 C
甲
乙
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解析 若滚珠b、c均合格,则平板玻璃间距离处处相等,不会产生干涉条纹。由题图乙干涉条纹可知,平板玻璃间存在高度差,形成劈尖干涉。由条纹分布可知,滚珠a、b处高度一致,滚珠c处与滚珠a、b处存在高度差,故选项C正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
6.(2024山东三模)导光管照明系统可以把太阳光或自然光传输到需要照明的地方,该系统主要由采光区、传输区和漫射区三部分组成,传输区为透明材料制成的实心传输通道。某导光管照明系统的直角传输区截面如图所示,采光区采集的光垂直于AD边进入传输区,经传输后在BC边垂直进入漫射区。已知∠A=53°,sin 53°= ,cos 53°= 。
要使传输区内传输的光不能从侧壁射出,
则传输区的折射率最小为( )
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解析 光在传输区发生全反射,当入射角最大时,对应折射率最小,
如图所示,当光垂直于AD边进入传输区,
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
7.(2023湖北卷)如图所示,楔形玻璃的横截面POQ的顶角为30°,OP边上的点光源S到顶点O的距离为d,垂直于OP边的光线SN在OQ边的折射角为45°。不考虑多次反射,OQ边上有光线射出部分的长度为( )
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
8.(10分)光纤通信已成为现代主要的有线通信方式。现有一长为1 km、直径为d=0.2 mm的长直光纤,一束单色平行光从该光纤一端沿光纤方向射入,经过5×10-6 s在光纤另一端接收到该光束。已知光速c=3×108 m/s。
(1)求该光纤的折射率。
(2)如图所示,该光纤绕圆柱转弯,若平行射入该光纤的光在转弯处均能发生全反射,求该圆柱体半径R的最小值。
答案 (1)1.5 (2)0.4 mm
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解得n=1.5。
(2)如图所示,当光纤中最下面的光线发生全反射,
则平行光在弯曲处全部发生全反射
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
综合提升
9.(2024福建厦门二模)2024年春节,厦门在赏笃湖举办了多场灯光展。如图为白鹭女神雕像灯光秀,展现了厦门的历史、文化和未来愿景。下列说法正确的是( )
A.红光的频率比蓝光的高
B.红光从湖水进入空气后传播速度变慢
C.在湖水中传播时,红光的速度比蓝光的大
D.从岸上看到湖水中彩灯的位置比实际位置深
答案 C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解析 红光的波长比蓝光的长,则红光的频率比蓝光的低,A错误;根据折射率与光速的关系有n= ,折射率大于1,可知红光从湖水进入空气后传播速度变快,B错误;在湖水中传播时,红光的折射率比蓝光的小,结合上述可知,红光的速度比蓝光的大,C正确;从岸上看湖水中的彩灯,彩灯发出的光经过界面进入空气,入射角小于折射角,人沿折射光反向延长线看过去,看到的虚像位于彩灯实际位置的上方,即从岸上看到湖水中彩灯的位置比实际位置浅,D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
10.(2024湖北武汉二模)如图所示,某透明介质(折射率n> )由两个半径分别为2R和R的半球叠合而成,O为二者的球心,OA为与两半球接触面垂直的半径。现有一束细单色光在纸面内从A点以入射角i射入介质,不考虑多次反射,要使折射光能从小半球面射出,
则入射角i的取值范围是( )
A.0°≤i<15°
B.0°≤i<30°
C.0°≤i<45°
D.0°≤i<60°
答案 B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解析 根据几何关系可知,入射角i越小,大半球的折射角越小,小半球界面的入射角越小,光越容易从小半球面射出,当入射角i达最大值时,光在小半球
解得imax=30°,即要使折射光能从小半球面射出,则入射角i的取值范围是0°≤i<30°,故选B。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
11.(多选)(2024广西卷)如图所示,S为单色光源,S发出的光一部分直接照在光屏上,一部分通过平面镜反射到光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的,由此形成了两个相干光源。设光源S到平面镜和到光屏的距离分别为a和l,a l,镜面与光屏垂直,单色光波长为λ。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
下列说法正确的是( )
AD
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
12.(10分)(2024河北唐山一模)在一水池底部水平放置一条长为1 m的细灯带,灯带能够发出红光,水对红光的折射率为 ,细灯带到水面的竖直高度为1 m,已知光在真空中的速度为c=3×108 m/s,不考虑水面对光线的反射。
(1)求能够射出水面的光线在水中传播的最短时间。
(2)计算水面上产生光斑的面积。(可用分数、根式表示)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
甲
乙
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
13.(10分)透明材料制成的一件艺术摆件的截面图如图所示,上半部分是半径为R的半圆形,一细光束沿径向射入,在底面B点恰好发生全反射,OA是圆心O到底面的高,已知lOA=lAB= ,光在真空中传播的速度为c,求:
(1)该透明材料的折射率;
(2)最终从透明艺术摆件射出的光线与最初的入射光线相比偏转的角度;
(3)光在透明艺术摆件中传播的时间。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
则∠DCO=α=45°
可得∠CDO=75°,
即最终从透明艺术摆件射出的光线与最初的入射光线相比偏转了105°。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
14.(10分)(2024山东淄博二模)某激光液位自动监测仪的示意图如图所示。矩形ABCD为长方体液池的截面,宽度d=6 m,装有深度为h=2 m的某种液体,在池底部水平放置宽度d'=5 m的平面镜,平面镜的右端与C点重合,在其正上方水平放置一长度等于池宽的标尺AB,池左壁高h0= m处有一激光器S,激光器发出的一束单色光与左池壁成α(0°<α<90°)角射到平面镜上,经平面镜反射后再从液体的上表面射出,打在标尺上形成一亮点。改变α角,测得此截面上能折射出光线的液面EF的长度为L=3( -1) m,不考虑光在液面上的反射光。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(1)求该液体的折射率n。
(2)若保持α=30°,发现液体的深度从h发生变化,变化后标尺上亮点向右移动了Δx= m,试问液面高度是上升还是下降 液面高度变化量是多少
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
解析 (1)当改变α角时,由题意可知,在F点发生全反射,光路图如图甲所示
甲
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(2)根据题意可知,亮点向右移动了,光路图如图乙所示
由图乙可知,液面下降,设下降后液面的高度为h',由几何关系可知
(h+h0)tan α=(h'+h0)tan α+Δx
解得h'=(2 -1) m
即液面高度变化量为Δh=h-h'=1 m。
乙
