综合题15.0分
物理

选考题二

27.图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图,P是平衡位置为x=1m处的质点,Q是平衡位置为x=4m处的质点,图乙为质点Q的振动图象,则下列说法正确的是(  )

28.如图所示,为某种透明介质的截面图,△AOC为等腰直角三角形,BC为半径R=10cm的四分之一圆弧,AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点.由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O,在AB分界面上的入射角i=45°,结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑.已知该介质对红光和紫光的折射率分别为n1=,n2=

①判断在AM和AN两处产生亮斑的颜色;

②求两个亮斑间的距离.

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

B

解析

A、由图乙知该波的周期是0.20s,故A错误;

B、由甲图知波长λ=8m,则波速为:,故B正确;

CD、在t=0.10s时,由乙图知质点Q正向下运动,根据波形平移法可知该波沿x轴负方向传播,故C、D正确;

E、该波沿x轴负方向传播,此时P点正向上运动.从t=0.10s到t=0.25s经过的时间为,由于t=0.10s时刻质点P不在平衡位置或波峰、波谷处,所以质点P通过的路程不是3A=30cm,故E错误;

考查方向

波长、频率和波速的关系;横波的图象

解题思路

根据甲、乙两图可以读出该波的波长和周期,从而求出波速,t=0.10s时Q点在平衡位置上,由乙图知下一时刻向下振动,从而确定了该波向左传播.根据时间与周期的关系,分析质点P的位置和加速度,求出通过的路程.

易错点

关键是会根据振动情况来判断波的传播方向,抓住振动图象和波动图象之间的内在联系.

教师点评

本题考查了波长、频率和波速的关系;横波的图象,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与质点的振动图象等知识点交汇命题.

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

①在AM处产生的亮斑为红色,在AN处产生的亮斑为红色与紫色的混合色;

解析

①设红光和紫光的临界角分别为C1、C2,得:C1=60°,同理C2=45°,i=45°=C2,i=45°<C1,所以紫光在AB面发生全反射,而红光在AB面一部分折射,一部分反射,且由几何关系可知,反射光线与AC垂直,所以在AM处产生的亮斑P1为红色,在AN处产生的亮斑P2为红色与紫色的混合色;

 ②画出如图光路图如图所示:

设折射角为r,两个光斑分别为P1、P2根据折射定律

解得:

由几何知识可得:

解得:

由几何知识可得△OAP2为等腰直角三角形,则AP2=10cm

所以 

考查方向

光的折射定律

解题思路

①由全反射临界角公式

可求出红光与紫光的临界角,则可判断是否能发生全反射,则可得出两光点的性质;

②由折射定律求出折射角,由几何知识可求得两光斑的距离.

易错点

关键正确作出光路图,掌握全反射的条件,应用几何关系和折射定律结合进行解答.

教师点评

本题考查了光的折射定律,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与全反射等知识点交汇命题.