魯科版選修3-4第6章-章末小結(jié)相對(duì)論與天體物理

1、9兵力學(xué) 運(yùn)典力學(xué)的相對(duì)性原理 的局限性絕對(duì)時(shí)空觀狹義相對(duì)性原理 1光速不變?cè)?'同時(shí)”的相對(duì)性狹義相對(duì)論時(shí)間延緩效應(yīng)X=T八一二相對(duì)論與天體物理幾個(gè)重妄結(jié)論長(zhǎng)度縮短效應(yīng)2= io相對(duì)論的速度疊加K兩個(gè)基本原理廣義相對(duì)性原理I等效原理1NLiL H廣義相 對(duì)論實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)弓I力紅移現(xiàn)象I雷達(dá)回波延遲、探索宇宙“大爆炸”宇宙愎型廣義相對(duì)論的時(shí)空結(jié)兩水星近日點(diǎn)的進(jìn)成 廣義相對(duì)論的J光線在引力場(chǎng)中的彎曲狹義相對(duì)論狹義相對(duì)論的基本原理狹義相對(duì)性原理：物理規(guī)律 (力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)等)對(duì)于所有慣性系都具有相同的形式。(2)光速不變?cè)恚涸谌魏螒T性系中，光在真空中的速度恒為c,與光源的運(yùn)動(dòng)和觀測(cè)者的

2、運(yùn)動(dòng)無關(guān)。時(shí)間的相對(duì)性：運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘變慢：A t = -22o1-c2長(zhǎng)度的相對(duì)性：一條沿自身長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)的桿，其長(zhǎng)度總比靜止時(shí)的長(zhǎng)度小。公式為1-v2。u' + v(5)相對(duì)論的速度疊加：u =-vuc21 .設(shè)想地球上有一觀察者測(cè)得一宇宙飛船以0.60c的速率向東飛行，5.0 s后該飛船將與一個(gè)以 0.80c的速率向西飛行的彗星相碰撞，試問：(1)飛船中的人測(cè)得彗星將以多大的速率向它運(yùn)動(dòng)？(2)從飛船中的時(shí)鐘來看，還有多少時(shí)間允許它離開航線以避免與彗星碰撞？解析：(1)這是一個(gè)相對(duì)論速度變換問題。取地球?yàn)閟系，飛船為s'系，向西為正向，則s系相對(duì)s'系的速度v= 0.

3、60c,彗星相對(duì)s系的速度ux= 0.80c,由速度變換可得./UxUx+ v =0.946cVUx1- -即彗星以0.946c的速率向飛船靠近。(2)由時(shí)間間隔的相對(duì)性有解得 At ' =4.0 s 。答案：(1)0.946c(2)4.0 s廣義相對(duì)論1.廣義相對(duì)論的基本原理(1)廣義相對(duì)性原理：在任何參考系(包括非慣性系)中物理規(guī)律都是相同的。(2)等效原理：勻加速參考系中的慣性力場(chǎng)與均勻引力場(chǎng)不可區(qū)分。2.廣義相對(duì)論的時(shí)空結(jié)構(gòu)彎曲時(shí)空(1)引力場(chǎng)中，時(shí)鐘變慢。(2)在與引力垂直的方向上，空間間隔變短，發(fā)生了彎曲。2.以下說法中正確的是()A.矮星表面的引力很強(qiáng)B.在引力場(chǎng)弱的地方

4、比引力場(chǎng)強(qiáng)的地方，時(shí)鐘走得慢些C.在引力場(chǎng)越弱的地方，物體長(zhǎng)度越長(zhǎng)D.在引力場(chǎng)強(qiáng)的地方，光譜線向綠端偏移A對(duì)；根據(jù)廣義相對(duì)論的結(jié)論,解析：選 A因矮星體積很小，質(zhì)量很大，所以矮星表面引力很強(qiáng),B、C 錯(cuò);引力場(chǎng)越強(qiáng)，時(shí)間進(jìn)程越慢，在垂直引力方向上長(zhǎng)度變短，而引力方向上沒有這種效應(yīng)，所以在引力場(chǎng)強(qiáng)的地方，光譜線向紅端偏移，稱為引力紅移，D錯(cuò)。（時(shí)間：60分鐘滿分：100分）一、選擇題（共8小題，每小題6分，共48分）1.關(guān)于相對(duì)論的下列說法，正確的是 （）A.狹義相對(duì)論只研究力學(xué)規(guī)律B.狹義相對(duì)論只研究慣性系C.廣義相對(duì)論的等效原理是指慣性系和非慣性系等效D.強(qiáng)引力可導(dǎo)致光線和空間彎曲是狹義相對(duì)

5、論的結(jié)論解析：選B根據(jù)狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論的原理知，B項(xiàng)正確。2 .如圖所示，沿平直鐵路線有間距相等的三座鐵塔A B和Co假想有一列車沿 AC方向以接近光速行駛，當(dāng)鐵塔B發(fā)出一個(gè)閃光，列車上的觀測(cè)者測(cè)得A、C兩鐵塔被照亮的順序是（）B. A先被照亮D.無法判斷A.同時(shí)被照亮C. C先被照亮解析：選C因列車沿AC方向接近光速行駛，根據(jù)“同時(shí)”的相對(duì)性，即前邊的事件先發(fā)生，后邊的 事件后發(fā)生可知 C先被照亮，答案為 a3 .坐在做勻速直線運(yùn)動(dòng)的公共汽車上的售票員，觀察到車的前、后門是同時(shí)關(guān)上的，地面上的觀察 者觀察到的是（）A.同時(shí)關(guān)上B.前門先于后門關(guān)上C.后門先于前門關(guān)上D.不能確定解析：選

6、C由于車是運(yùn)動(dòng)的，后門的光先于前門的光傳至觀察者，因此地面上的人先看到后門關(guān)上。4 .假設(shè)地面上有一列火車以接近光速的速度運(yùn)動(dòng)，其內(nèi)站著一個(gè)中等身材的人，站在路旁的人觀察 車?yán)锏娜?，觀察的結(jié)果是（）A.這個(gè)人瘦但不高B.這個(gè)人矮但不胖C.這個(gè)人是個(gè)瘦高個(gè)兒D.這個(gè)人是個(gè)矮胖子解析：選A由狹義相對(duì)論知在運(yùn)動(dòng)方向上長(zhǎng)度變短，在垂直運(yùn)動(dòng)方向上長(zhǎng)度不變，故A項(xiàng)正確。5 .多選A、B兩架飛機(jī)沿地面上一足球場(chǎng)的長(zhǎng)度方向在其上空高速飛過，且va>vb,在飛機(jī)上的人觀察結(jié)果正確的是（）A. A飛機(jī)上的人觀察到足球場(chǎng)的長(zhǎng)度比B飛機(jī)上的人觀察到的小B. A飛機(jī)上的人觀察到足球場(chǎng)的寬度比B飛機(jī)上的人觀察到的小

7、C.兩飛機(jī)上的人觀察到足球場(chǎng)的長(zhǎng)度相同D.兩飛機(jī)上的人觀察到足球場(chǎng)的寬度相同解析：選AD因?yàn)楫?dāng)一個(gè)慣性系的速度比較大時(shí)，根據(jù) 1=10 J v 2知，沿飛行方向長(zhǎng)度減小，而且速度越大，長(zhǎng)度越小，故A正確，C錯(cuò)誤；而垂直于運(yùn)動(dòng)方向上，寬度是不隨速度而變化的，因此 B錯(cuò)誤，D正確。6.設(shè)某人在速度為 0.5c的飛船上，打開了一個(gè)光源，則下列說法正確的是（）A.飛船正前方地面上的觀察者看到這一光速為1.5cB.飛船正后方地面上的觀察者看到這一光速為0.5cC.在垂直飛船前進(jìn)方向地面上的觀察者看到這一光速可能小于cD.在地面上任何地方的觀察者看到的光速都是c解析：選D根據(jù)狹義相對(duì)論的基本假設(shè)“光速不變

8、原理”可知：真空中的光速在不同的慣性系中都 是相同的，所以真空中的光速相對(duì)于飛船的速度為c,相對(duì)于地面的速度也為 co7.多選經(jīng)典物理學(xué)家認(rèn)為，一條桿的長(zhǎng)度不會(huì)因?yàn)橛^察者是否與桿做相對(duì)運(yùn)動(dòng)而不同。但在相對(duì) 論理論中，對(duì)桿長(zhǎng)度的說法中正確的是（）A. 一條沿自身長(zhǎng)度運(yùn)動(dòng)的桿，其長(zhǎng)度總比桿靜止時(shí)的長(zhǎng)度小B. 一條沿自身長(zhǎng)度運(yùn)動(dòng)的桿，其長(zhǎng)度與靜止時(shí)桿的長(zhǎng)度相等C.在垂直于自身長(zhǎng)度方向上運(yùn)動(dòng)的桿，其長(zhǎng)度小于靜止時(shí)的長(zhǎng)度D.如果兩條平行的桿在沿自身的長(zhǎng)度方向上做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，與它們一起運(yùn)動(dòng)的兩位觀察者都會(huì)認(rèn)為對(duì)方的桿變短了解析：選 AD根據(jù)愛因斯坦的相對(duì)性原理可知在沿桿高速運(yùn)動(dòng)的方向上桿變短了，故A、D正確

9、，B錯(cuò)誤；但在垂直于運(yùn)動(dòng)方向上桿不發(fā)生長(zhǎng)度收縮效應(yīng)，故C錯(cuò)誤。8.宇宙飛船相對(duì)于地面以速度v做勻速直線飛行，某一時(shí)刻飛船頭部的宇航員向飛船尾部發(fā)出一個(gè)光訊號(hào)，經(jīng)過 At（飛船上的鐘）時(shí)間后，被尾部的接收器收到，則由此可知飛船的固有長(zhǎng)度為（）A. c A tB. v - A tC. c - A t - if- V/c 2 D. c- 121 v/c解析：選A 根據(jù)光速不變?cè)砑斑\(yùn)動(dòng)學(xué)公式，飛船的長(zhǎng)度為速度與時(shí)間之積。二、非選擇題（共4小題，共52分。解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。有數(shù) 值計(jì)算的要注明單位）9. （12分）寫出廣義相對(duì)性原理和等效原理。（1）廣義相對(duì)性原理：（

10、2）等效原理:答案：（1）在任何參考系（包括非慣性系）中物理規(guī)律都是相同的（2）勻加速參考系中的慣性力場(chǎng)與均勻引力場(chǎng)不可區(qū)分10. （12分）“世界物理年”決議的作出與愛因斯坦的相對(duì)論時(shí)空觀有關(guān)。根據(jù)愛因斯坦的理論，一把米尺，在它與觀察者有不同相對(duì)速度的情況下，米尺長(zhǎng)度是不同的，它們之間的關(guān)系如圖所示。由此可知，當(dāng)米尺和觀察者的相對(duì)速度達(dá)到0.8c（c為光速）時(shí)，米尺長(zhǎng)度大約是 mo在日常生活中，我們無法覺察到米尺長(zhǎng)度變化的現(xiàn)象，是因?yàn)橛^察者相對(duì)于米尺的運(yùn)動(dòng)速度解析：由題圖可知，當(dāng)橫坐標(biāo)為0.8c時(shí)，長(zhǎng)度為0.6 m。在日常生活中，觀察者相對(duì)于米尺的運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光速或速度很小。答案：0.6

11、 遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光速或速度很小11. （14分）假設(shè)宇宙飛船從地球射出，沿直線到達(dá)月球，距離是 3.84 X 108 m。它的速度在地球上被 測(cè)得為0.30c ,根據(jù)地球上的時(shí)鐘，這次旅行要用多長(zhǎng)時(shí)間？根據(jù)宇宙飛船所做的測(cè)量，地球和月球的距 離是多少？怎樣根據(jù)這個(gè)算得的距離，求出宇宙飛船上時(shí)鐘所讀出的旅行時(shí)間？解析：設(shè)地球和月球位于 K系x軸，地球位于 。處、月球位于L。處，飛船為K'系，相對(duì)K系以速度 v沿x軸正向運(yùn)動(dòng)。地球上的時(shí)鐘顯示的旅行時(shí)間為At = L0/V =4.27 s在飛船上測(cè)量地、月距離 L時(shí),K'系的L0是固有長(zhǎng)度，由“長(zhǎng)度收縮”效應(yīng):v 2L=L01- c= 3

12、.66 X 108 m飛船上的時(shí)鐘顯示的旅行時(shí)間為At ' =L/v=4.07 sAt' V At,即“動(dòng)鐘變慢”，對(duì)于飛船而言，“離開地球”和“到達(dá)月球”兩事件都發(fā)生在飛船上,所以飛船時(shí)鐘顯示的時(shí)間間隔是“固有時(shí)”。答案：4.27 s 3.66 X 10 8 m 4.07 s12. （14分）?？ń樽邮且徊环€(wěn)定粒子，平均壽命是2.6 X10-8 s（在它自己參考系中測(cè)得）。如果此粒子相對(duì)于實(shí)驗(yàn)室以0.8c的速度運(yùn)動(dòng)，那么在實(shí)驗(yàn)室坐標(biāo)系中測(cè)量的兀+介子壽命多長(zhǎng)?（2）兀+介子在衰變前運(yùn)動(dòng)了多長(zhǎng)距離?解析：（1）兀+介子在實(shí)驗(yàn)室中的壽命為AtA t =4 10 8 2 s =4.

13、3X10 8 sov 2、尸 08 c(2)粒子在衰變前運(yùn)動(dòng)的距離s = vAt = 0.8 X3X 10 8X4.3 X 10 8 m= 10.32 m 。答案：(1)4.3 X10 8 s(2)10.32 m（時(shí)間：100分鐘滿分：120分）1 .（15分）（1）（5 分）如圖所示，圖1是機(jī)械波的分類圖，圖2是機(jī)械波的傳播原理圖，圖3是波的干涉圖樣，則下列說法正確的是 。（填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì) 1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每題選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最 低得分為。分）A.由圖1可知，橫波比縱波更常見是因?yàn)闄M波比縱波能夠攜帶更多的能量和信息B.由圖2可知，同一列波向外傳播時(shí)各質(zhì)點(diǎn)的起

14、振方向都是相同的C.由圖3可知，兩列相干波的頻率必須相同D.圖2顯示的波的傳播方向可能向左，也可能向右E.圖1顯示的橫波的波長(zhǎng)大于縱波的波長(zhǎng)R=10 cm,的B點(diǎn)（2）（10 分）如圖，一圓形玻璃磚置于水平放置的白紙上，圓的半徑條光線沿水平方向從玻璃磚側(cè)面上的A點(diǎn)射入玻璃磚內(nèi)，從玻璃磚側(cè)面上射出時(shí)，用插針法記下 A、B兩點(diǎn)的位置和光線的方向，用相應(yīng)的器材測(cè)出 A B兩點(diǎn)間的距離為10/3 cm,出射光線與入射光線的夾角為30°。求玻璃磚的折射率；如果入射光線是在真空中波長(zhǎng)為600 nm的激光，則該激光在玻璃磚中的波長(zhǎng)是多少？解析：（1）橫波與縱波都能夠攜帶能量和信息，但不能確定兩者攜

15、帶的多少，故 A錯(cuò)誤；同一列波向 外傳播時(shí)所有質(zhì)點(diǎn)的起振方向都是相同的，B正確；機(jī)械波發(fā)生穩(wěn)定干涉的一個(gè)必要條件就是頻率相同，C正確；機(jī)械波的傳播都是前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，而后一個(gè)質(zhì)點(diǎn)總是重復(fù)前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，故由題圖2可以確定傳播方向是唯一的，D錯(cuò)誤；由題圖1可以看出，橫波的波長(zhǎng)是兩個(gè)相鄰波峰間的距離，縱波的波長(zhǎng)是兩個(gè)相鄰密部間的距離，E正確。（2）如圖所示，由幾何關(guān)系可知，折射角的正弦 sin r= 口R= 30°R2_ AB 2=2,故 r . 30°由光路可逆和對(duì)稱性可知：OCL AB,故有/ CAD= / CBD= 2 = 15所以入射角i = r + / C

16、AD= 45°sin i sin 45根據(jù)光的折射定律有2曠=病根據(jù)光速、頻率和波長(zhǎng)的關(guān)系有又n = c",故有n= v解得激光在玻璃磚中的波長(zhǎng)為入 0 600入= 廠n.'2nm= 300 '2nm。答案：（1）BCE （2）42 30酢 nm2. （15 分）（1）（5分）如圖所示，光液面?zhèn)鞲衅饔幸粋€(gè)像試管模樣的玻璃管，中央兩面反光的玻璃板，入射光線在玻璃管內(nèi)壁與反射光板之間來回發(fā)生反射， 玻璃管底部，然后在另一側(cè)反射而出（與光纖原理相同）。當(dāng)透明液體的折于管壁玻璃的折射率時(shí)，就可以通過光液面?zhèn)鞲衅鞅O(jiān)測(cè)出射光的強(qiáng)弱來判管是否被液體包住了，從而了解液面的高

17、度。以下說法錯(cuò)誤的是液畫插一塊進(jìn)入到射率大定玻璃（填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì) 1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每題選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）A.玻璃管被液體包住之前，折射光線消失B.玻璃管被液體包住之后，折射光線消失t=0.7 s 時(shí)，P點(diǎn)第二次發(fā)生 如果 出射C.玻璃管被液體包住之后，出射光線強(qiáng)度增強(qiáng)D.玻璃管被液體包住之后，出射光線強(qiáng)度減弱E.玻璃管被液體包住之后，出射光線強(qiáng)度不變(2)(10分)一列沿x軸負(fù)方向傳播的橫波在 t=0時(shí)的波形如圖所示，已知出現(xiàn)波峰。試計(jì)算:這列波的傳播速度多大？從t = 0時(shí)刻起，經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間 Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰？當(dāng)Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰時(shí)，P點(diǎn)通過的

18、路程為多少?解析：(1)玻璃管被液體包住之前，由于玻璃管外面是光疏介質(zhì)空氣，光線全反射，沒有光線從玻璃管壁中射出，A正確；當(dāng)玻璃管被透明液體包住之后，液體的折射率大于玻璃的折射率，光線不再發(fā)生全反射， 有一部分光線進(jìn)入液體,光線的強(qiáng)度會(huì)減弱， D正確，RC、E錯(cuò)誤。(2)由題圖可知：這列波的波長(zhǎng)入=4 m又 At =(T= 0.7 s ,得 T= 0.4 s入 4由波速公式得v=Y = 07 m/s=10 m/s。第一個(gè)波峰到 Q點(diǎn)的距離為x=11 m,振動(dòng)傳到Q點(diǎn)需2.5T ,因質(zhì)點(diǎn)起振方向向上，第一次到達(dá)波峰再需 4T,故仁2.5丁 + 4丁= 1.1 s。 1 一一， ,一一 1一一 ,

19、1振動(dòng)傳到p點(diǎn)需2T，所以當(dāng)Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰時(shí)，p點(diǎn)已振動(dòng)了 %則p點(diǎn)通過的路程為a%X4A= 9A= 0.9 m 。答案：(1)BCE (2) 10 m/s 1.1 s0.9 m3.(15分)(1)(5 分)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播，t = 0時(shí)的波的圖像所示，質(zhì)點(diǎn)P的平衡位置在x=8 m處。該波的周期 T= 0.4 s 。下列說法正(填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5每題選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分)A.該列波的傳播速度為20 m/sB.在01.2 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn) P經(jīng)過的路程 24 mC. t=0.6 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P的速度方向沿y軸正方向D. t=0.7 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P

20、位于波谷E.質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程是 y=10sin 5兀t(cm)(2)(10分)一湖面上有一伸向水面的混凝土觀景臺(tái)，如圖所示是其截面觀景臺(tái)下表面恰好和水面相平， A為觀景臺(tái)右側(cè)面在湖底的投影， 水深h=4 距觀景臺(tái)右側(cè)面x=4 m處有一可沿豎直方向移動(dòng)的單色點(diǎn)光源S,在該光距水面高3m處向下移動(dòng)到接近水面的過程中，觀景臺(tái)水下被照亮的最遠(yuǎn)距離為圖，m在源從AC,最近距離為 AB,且AB= 3 m。求:該單色光在水中的折射率;AC的距離。解析：(1)由波的圖像易知，入= 8 m,由v=-T=20 m/s,選項(xiàng) A正確；s=：x4A= 1.2 m,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；沿波的傳播方向，“上坡下，下坡上”，故 t

21、=0時(shí)質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正方向，經(jīng)過0.6 s ,相 ,3 一，一 ，一、，,7 一， 一，當(dāng)于2再次回到平衡位置，速度方向沿 y軸負(fù)方向，選項(xiàng) C錯(cuò)誤；經(jīng)過0.7 s,相當(dāng)于4T,質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到波谷位置，選項(xiàng)D正確；角速度3 = 2，質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程y=10sin wt(cm) = 10sin 2TLt(cm) = 10sin 5 7tt(cm),選項(xiàng) E正確。3m處發(fā)出的光在觀景臺(tái)右側(cè)面與水面交接處折射到水里時(shí),(2)如圖所示，點(diǎn)光源 S在距水面高被照亮的距離為最近距離 AB,則:i sin i由于n=-sin rx，22所以，水的折射率 n =加上 = 2。AB 3AB"+

22、h2點(diǎn)光源S接近水面時(shí)，光在觀景臺(tái)右側(cè)面與水面交接處折射到水里時(shí)，被照亮的距離為最遠(yuǎn)距離 AC,此時(shí)，入射角為90。，折射角為臨界角 Csin 90 °JAC2+ h2 4則 n = *=-sin C AC 3解得 AC=半W m（或 AC= 4.5 m）。答案：（1）ADE （2）4 12" m4. （15分）（1）（5 分）下列說法中正確的是 。（填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每題選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為。分）A.遙控器發(fā)出的紅外線脈沖信號(hào)可以用來遙控電視機(jī)、錄像機(jī)和空調(diào)機(jī)B.觀察者相對(duì)于振動(dòng)頻率一定的聲源運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收到聲波的頻率小于

23、聲源頻率C.狹義相對(duì)論認(rèn)為真空中光源的運(yùn)動(dòng)會(huì)影響光的傳播速度D.光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波E.兩列頻率相同的機(jī)械波相遇時(shí)，在相遇區(qū)可能會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定干涉現(xiàn)象（2）（10分）一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，某時(shí)刻的波形圖如圖所示，從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí)。若質(zhì)點(diǎn)P（坐標(biāo)為x=3.2 m）經(jīng)0.4 s第一次回到初始位置，求該機(jī)械波的波速和周期；若質(zhì)點(diǎn)Q（坐標(biāo)為x=5 m）在0.5 s內(nèi)通過的路程為（10+5，2）cm,求該機(jī)械波的波速和周期。解析：（1）遙控器是利用其所發(fā)出的紅外線脈沖信號(hào)來遙控電視機(jī)、錄像機(jī)和空調(diào)機(jī)的，A正確；聲源與觀察者相互靠近時(shí)，觀察者接收到的頻率大于聲源頻率，B錯(cuò)誤；狹義相對(duì)論的基本假

24、設(shè)是：在不同的慣性參考系中真空中的光速是不變的；在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是等價(jià)的，C錯(cuò)誤；偏振是橫波的特有現(xiàn)象，光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波，D正確；只有頻率相同的兩列機(jī)械波相遇，才能出現(xiàn)穩(wěn)定干涉現(xiàn)象，E正確。（2）由于波沿x軸正方向傳播，當(dāng) P點(diǎn)經(jīng)0.4 s第一次回到初始位置，一定是x=0處的振動(dòng)狀態(tài)傳播到P點(diǎn)，則該機(jī)械波波速為Ax 3.20v=ir=/丁 m/s=8 m/s由波形圖可知，波長(zhǎng) 入=8 m 入 8則 T= = " s = 1 s。v 8由波動(dòng)圖像可知，此時(shí) Q點(diǎn)的縱坐標(biāo)為y=- 22 cm,當(dāng)其通過的路程為（10 + 5/2）cm時(shí)，一定是x=-1m處的

25、質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)狀態(tài)傳播到Q點(diǎn)，則該機(jī)械波波速為入v'5 10.5 m/s=12 m/s=12 s = 3 s °答案：(1)ADE (2) 8 m/s 1 s 12 m/s 2 s3(15 分 )(1)(5下 列 說 法 中 正 確 的 是（填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì) 1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每題選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最 低得分為。分）A.軍隊(duì)士兵過橋時(shí)使用便步，是為了防止橋發(fā)生共振現(xiàn)象B.機(jī)械波和電磁波在介質(zhì)中的傳播速度均僅由介質(zhì)決定C.拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片以減弱玻璃反射光的影響D.假設(shè)火車以接近光速通過站臺(tái)時(shí)，站臺(tái)上旅客觀察到車上乘客變矮E

26、.赫茲第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在（2）（10分）一列簡(jiǎn)諧橫波在介質(zhì)中沿 x軸正向傳播，波長(zhǎng)不小于 10 cm。和A是介質(zhì)中平衡位置分別 位于x = 0和x=5 cm處的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)。t = 0時(shí)開始觀測(cè)，此時(shí)質(zhì)點(diǎn) 。的位移為y = 4 cm,質(zhì)點(diǎn)A處于波峰 位置；t=； s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)。第一次回到平衡位置，t = 1 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A第一次回到平衡位置。求 3簡(jiǎn)諧波的周期、波速和波長(zhǎng)；質(zhì)點(diǎn)。的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式。解析：（1）軍隊(duì)士兵過橋時(shí)使用便步，防止行走的頻率與橋的頻率相同，使橋發(fā)生共振現(xiàn)象，故A正確；機(jī)械波在介質(zhì)中的傳播速度由介質(zhì)決定，與波的頻率無關(guān)，電磁波在介質(zhì)中的傳播速度與介質(zhì)和波的 頻率

27、均有關(guān)，故 B錯(cuò)誤；加裝偏振片的作用是減弱反射光的強(qiáng)度，故 C正確；根據(jù)尺縮效應(yīng)，沿物體運(yùn)動(dòng) 的方向上的長(zhǎng)度將變短，火車以接近光速通過站臺(tái)時(shí)，站在站臺(tái)上旅客觀察車上乘客變瘦，而不是變矮， 故D錯(cuò)誤；赫茲第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，E正確。1 * 一（2）設(shè)振動(dòng)周期為To由于質(zhì)點(diǎn)A在0到1 s內(nèi)由最大位移處第一次回到平衡位置，經(jīng)歷的是4個(gè)周期，由此可知T= 4 s由于質(zhì)點(diǎn)。與A的距離5 cm小于半個(gè)波長(zhǎng)，且波沿 x軸正向傳播，O在t=1 s時(shí)回到平衡位置，而 3A在t = 1 s時(shí)回到平衡位置，時(shí)間相差 2 s。兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置的距離除以傳播時(shí)間，可得波的速度 v= 7.5 3cm/s 利用波

28、長(zhǎng)、波速和周期的關(guān)系得，簡(jiǎn)諧波的波長(zhǎng)入=30 cm。設(shè)質(zhì)點(diǎn)O的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系為y = Acos -T+（）0 將式及題給條件代入上式得4=Acos （）0,兀0= Acos - + 4 0 ,兀解得 4。= "3"，A= 8 cm 質(zhì)點(diǎn)。的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式為兀t 兀一y=0.08cos -2-+于（國(guó)際單位制）或y = 0.08sin -2十年1（國(guó)際單位制）。答案：（1）ACE（2）4 s 7.5 cm/s 30 cm兀t 兀一y=0.08cos -2-十萬（國(guó)際單位制）或y = 0.08sin 2 +-6-（國(guó)際單位制）6. （15分）（1）（5 分）關(guān)于光

29、現(xiàn)象及其應(yīng)用，下列說法正確的有 。（填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每題選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）A.用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的干涉現(xiàn)象B.光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào)是利用光的干涉現(xiàn)象C.分別用藍(lán)光和紅光在同一裝置上做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，用紅光時(shí)得到的條紋間距更寬D.玻璃內(nèi)氣泡看起來特別明亮，是因?yàn)楣饩€從氣泡中射出的原因E.在照相機(jī)鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時(shí)的景物，可使景象更清晰（2）（10分）一列簡(jiǎn)諧橫波，某時(shí)刻的波形圖像如圖甲所示，從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，波上A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖乙所示，則：從該時(shí)刻起，再經(jīng)過 At = 0.4 s , P質(zhì)點(diǎn)的

30、位移、通過的路程和波傳播的距離分別為多少?若t = 0時(shí)振動(dòng)剛剛傳到 A點(diǎn)，從該時(shí)刻起再經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間坐標(biāo)為45 m的質(zhì)點(diǎn)（未畫出）第二次位于波峰？解析：（1）用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的干涉，選項(xiàng)A正確；光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào)是利用光的全反射現(xiàn)象，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù) Ax=；X知，同一裝置，波長(zhǎng)越長(zhǎng)條紋間距越寬，d選項(xiàng)C正確；玻璃中的氣泡看起來特別明亮是因?yàn)楣鈴牟Ａ湎驓馀輹r(shí)，一部分光在界面上發(fā)生了全反射，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；在照相機(jī)鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時(shí)的景物，可減弱反射光，從而使景象更清晰，選項(xiàng)E正確。（2）由振動(dòng)圖像可以看出，此波的周期為 0.8 s ,所以頻率為1.25

31、Hz。因?yàn)锳t = 0.4 s =T,故經(jīng) 0.4 s P 質(zhì)點(diǎn)回到平衡位置，位移為 0質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為2A= 4 cm在T時(shí)間內(nèi)波傳播的距離為-2-= 10 m。，一入 20由A點(diǎn)在t=0時(shí)刻向上振動(dòng)知，波沿 x軸正方向傳播，波速 v=i = 0_8 m/s =25 m/sx= 45 m處的質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波峰的時(shí)間45-20 25=s25此質(zhì)點(diǎn)第二次位于波峰的時(shí)間t = 11+ T= 1.8 s 。答案：（1）ACE （2）0 4 cm 10 m 1.8 s7. （15分）（1）（5 分）一列簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形如圖所示，此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P的速度為v,經(jīng)過1 s后它的速度大小、方向第一次與v相

32、同，再經(jīng)過0.2 s它的速度大小、方向第二次與v相同，則下列判斷正確的是 O（填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì) 1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每題選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）A.波沿x軸負(fù)方向傳播，且周期為 1.2 sB.波沿x軸正方向傳播，且波速為10 m/sC.質(zhì)點(diǎn)M與質(zhì)點(diǎn)Q的位移大小總是相等，方向總是相反D.若某時(shí)刻N(yùn)質(zhì)點(diǎn)速度為零，則 Q質(zhì)點(diǎn)一定速度為零E.從圖示位置開始計(jì)時(shí)，在 3 s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn) M偏離平衡位置的位移 y = 10 cm(2)(10分)單色光以入射角i =45。射到折射率為 n=/的透明球體中, 內(nèi)經(jīng)一次反射后再折射后射出，入射和折射光路如圖所示。并在球在圖上大致

33、畫出光線在球內(nèi)的路徑和方向;求入射光與出射光之間的夾角“。解析：(1)根據(jù)圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn) P的速度為v,經(jīng)過1 s它的速度大小、方向第一次與 v相同，質(zhì)點(diǎn)動(dòng)到關(guān)于平衡位置對(duì)稱的位置，再經(jīng)過0.2 s它的速度大小、方向第二次與v相同時(shí)，回到原來位置,成一次全振動(dòng)，則 P振動(dòng)的周期T=1.2 s,根據(jù)回到對(duì)稱點(diǎn)時(shí)間長(zhǎng)，從對(duì)稱點(diǎn)回到原來位置時(shí)間短，可判斷初始P點(diǎn)在向下振動(dòng)，據(jù)此判斷波的傳播方向?yàn)檠?x軸負(fù)方向，選項(xiàng) A對(duì)B錯(cuò)。MQ之間的距離不是入帕2的奇數(shù)倍，不屬于反相點(diǎn)，故振動(dòng)步調(diào)不總是相反,C錯(cuò)誤。NQ之間的距離為-2-,為反相點(diǎn)，若某時(shí)刻5點(diǎn)速度為零，Q質(zhì)點(diǎn)一定速度為零， D正確。故從圖本位置開始計(jì)時(shí)，在 3 s時(shí)刻即經(jīng)過了 2T,根據(jù)對(duì)稱 性可得質(zhì)點(diǎn) M在y = - 10 cm處，E正確。(2)光線從入射到出射的光路