综合题12.0分
物理

13.[选修3-4]

(1)如图所示,在一条张紧的绳子上挂几个摆,其中A、B的摆长相等.当A摆振动的时候,通过张紧的绳子给B、C、D摆施加驱动力,使其余各摆做受迫振动.观察B、C、D摆的振动发现_______.

A.C摆的频率最小    

B.D摆的周期最大

C.B摆的摆角最大

D.B、C、D的摆角相同

(2)如图所示,宽度为l的宇宙飞船沿其长度方向以速度u(u接近光速c)远离地球,飞船发出频率为的单色光.地面上的人接收到光的频率___________(选填“大于”、“等于”或“小于”),看到宇宙飞船宽度________(选填“大于 ” 、“等于”或“小于”)l.

(3)如图所示,光线沿半圆形玻璃砖的半径射到它的平直的边AB上,在这个边与空气界面上发生反射和折射.反射光线与AB边的夹角为60°,折射光线与AB边的夹角为45°,要使折射光线消失,求入射光线绕入射点O转动的角度.





正确答案及相关解析

正确答案

(1)C

(2)小于    等于

(3)解析:    C=45°,应该将入射光线顺时针转过15°

解析

(1)共振的条件是驱动力的频率与固有频率相同,此时振幅最大。显然,B摆与A摆摆长最接近,由单摆周期公式可知,摆长越接近,周期与频率就越接近,所以C选项正确。

(2)地球上的物体运动的速度远小于光速,故可忽略观察者速度,由多普勒效应公式可知地面上的人接收到光的频率为:ν'= < ν;所以地面上的人接收到光的频率小于原始频率;由狭义相对论“尺缩效应”可知,沿飞船长度方向以速度u远离地球时,观察到的飞船的长度为,但宽度不会发生改变。

(3)     C=45°,应该将入射光线顺时针转过15°

考查方向

本题考查单摆、外力作用下的振动(共振)、多普勒效应、折射定律以及全反射。

解题思路

见解析。

易错点

① 共振的条件是驱动力的频率与固有频率相同,此时振幅最大;

② 多普勒效应发生变化的是接受到的频率改变,而非波源的频率发生改变,本题未做考查,但应引起广大考生注意。

知识点

光的反和折射 全反射