物理選修3-4
(1)近年來全球地震頻發(fā)已引起全球的高度關(guān)注.

某實(shí)驗(yàn)室一種簡易地震儀由豎直彈簧振子P和水平彈簧振子H組成.如圖1,在某次地震中同一震源產(chǎn)生的地震橫波和地震縱波的波長分別為10km和20km,頻率為0.5Hz.假設(shè)該地震波的震源恰好處在地震儀的正下方,觀察到兩振子相差5s開始振動,則地震儀中的兩個(gè)彈簧振子振動的頻率等于______.地震儀的豎直彈簧振子P先開始振動,震源距地震儀約______.
(2)“光纖之父”高錕獲得2009年諾貝爾物理學(xué)獎的理由為--“在光學(xué)通信領(lǐng)域光在光纖中傳輸方面所取得的開創(chuàng)性成就”.某有線制導(dǎo)導(dǎo)彈發(fā)射時(shí),在導(dǎo)彈發(fā)射基地和導(dǎo)彈間連一根細(xì)如蛛絲的特制光纖,它雙向傳輸信號,能達(dá)到有線制導(dǎo)作用.光纖由纖芯和包層組成,其剖面如圖2,為保證從光纖一端入射的光信號不會通過包層“泄漏”出去,光在光纖內(nèi)部由纖芯射向纖芯與包層的界面時(shí)須發(fā)生______,故纖芯的折射率一定______包層的折射率(填“大于”、“小于”或“等于”).若已知某光纖纖芯的折射率為n,光纖總長度為L,且暴露在空氣中.光從光纖一端以某一角度入射時(shí),恰好能使入射的光信號無“泄露”,求光在光纖內(nèi)部傳播所需要的時(shí)間(已知光在真空中的傳播速度為C).
【答案】分析:由于橫波的傳播速度小于縱波的傳播速度,在距離相同的情況下,縱波振子P先接收到地震信號,故縱波振子P先開始振動,設(shè)縱波振子P接收到地震波的時(shí)間為t,震源離地震儀距離為s=△Vt;發(fā)生全反射時(shí)光從折射率大的介質(zhì)進(jìn)入折射率小的介質(zhì),根據(jù)勻速運(yùn)動公式求時(shí)間.
解答:解:(1)當(dāng)?shù)卣鸩ǖ念l率與彈簧振子的頻率相同時(shí)發(fā)生共振,所以彈簧振子的頻率為0.5Hz,距離震源的距離:x=(20-10)×5=50Km.
(2)當(dāng)光在纖芯與包層的界面發(fā)生全反射時(shí),光信號不會泄露出去;而發(fā)生全反射的條件是從折射率大的介質(zhì)進(jìn)入折射率小的介質(zhì);光在光纖中的速度v=,設(shè)臨界角為C,則sinC=,由運(yùn)動學(xué)公式L=vtsinC=×t×,所以:t=
故答案為:(1)0.5Hz,50Km;(2)全反射,大于,
點(diǎn)評:解決本題的關(guān)鍵運(yùn)用運(yùn)動學(xué)公式判斷哪個(gè)波先到.屬于容易題.對全反射要抓住發(fā)生全反射的條件:光密進(jìn)入光疏,入射角大于臨界角.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

物理-選修3-4
(1)如圖1所示,兩束單色光a、b分別照射到玻璃三棱鏡AC面上,穿過三棱鏡后互相平行,則
BC
BC

A.a(chǎn)光頻率高
B.b光頻率高
C.a(chǎn)光穿過棱鏡時(shí)間短
D.b光穿過棱鏡時(shí)間短
(2)P、Q是一列簡諧橫波中的兩質(zhì)點(diǎn),P、Q兩點(diǎn)的平衡位置相距15m,各自的振動圖象如圖2所示.
①此列波的頻率是多少?
②如果P比Q離波源近,且P點(diǎn)和Q點(diǎn)平衡位置間的距離小于1個(gè)波長,畫出t=0時(shí)刻P、Q間的波形圖,在圖上標(biāo)出P、Q點(diǎn),并求出波速.

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[物理--選修3-4]
(1)如圖1所示,OO′是半圓柱形對稱面與紙面的交線.在圖內(nèi)有兩束與OO′平行且距OO′距離相等的單色光A和B,從玻璃磚射出后相交于OO′的下方的P點(diǎn).由此可以得出的結(jié)論是
A.A光在玻璃磚中的速度比B光在玻璃磚中的速度小
B.玻璃磚對A光的折射率比對B光的折射率小
C.在空氣中,A光的波長比B光的波長短
D.B光光子的能量比A光光子的能量小
(2)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,在t=0時(shí)刻的波形如圖2所示,已知在t=1.1s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P出現(xiàn)第三次波峰,試求質(zhì)點(diǎn)Q第一次出現(xiàn)波峰的時(shí)間.
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科目:高中物理 來源: 題型:

[物理---選修3-4]
(1)某學(xué)習(xí)小組在探究三棱鏡對光的色散的實(shí)驗(yàn)中,用一束含有兩種A、B不同顏色的光束以一定的角度從三棱鏡的一邊射入,并從另一面折射出,如圖1所示.由此我們可以知道
 

A.在同種介質(zhì)中,A光的波長比B光的波長長
B.從空氣中以相同的入射角射入同樣的介質(zhì)中,A光的折射角比B光的小
C.A、B兩種光在水中的速度一樣大
D.A、B兩種光從相同的介質(zhì)入射到空氣中,B光先發(fā)生全反射
(2)如圖2所示的實(shí)線是某時(shí)刻的波形圖象,虛線是經(jīng)過0.2s時(shí)的波形圖象.
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(1)假定波向左傳播,求它傳播的可能距離.
(2)若這列波向右傳播,求它的最大周期.
(3)假定波速是35m/s,求波的傳播方向.

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物理--選修3-4
(1)一列簡諧橫波沿直線ab傳播,ab=2m,a、b兩點(diǎn)的振動情況如圖所示,下列說法中正確的是
 

A.若波沿直線ab向右傳播,波速可能是
2
43
m/s
B.若波沿直線ab向右傳播,波長可能是
8
5
m
C.若波沿直線ab向左傳播,波速可能大于
2
3
m/s
D.若波沿直線ab向左傳播,波長可能大于8m
(2)如圖所示,由某種透明物質(zhì)制成的直角三棱鏡ABC,折射率為n,∠A=30°.一細(xì)束光線在紙面內(nèi)從O點(diǎn)射人棱鏡,光線與AB面間的垂線夾角為α,通過觀察發(fā)現(xiàn)此時(shí)無光線從AC面射出,有光線垂直于BC面從棱鏡射出.稍稍減小α,則可以觀察到AC面有光線從棱鏡射出.求:
①該透明物質(zhì)的折射率n.
②光線與AB面間的夾角α.(結(jié)果可以用夾角α的三角函數(shù)表示)
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[物理--選修3-4]
(1)如圖所示為半圓形的玻璃磚,C為AB的中點(diǎn).a(chǎn)、b兩束不同頻率的單色可見細(xì)光束垂直AB邊從空氣射入玻璃磚,且兩束光在AB面上入射點(diǎn)到C點(diǎn)的距離相等,兩束光折射后相交于圖中的P點(diǎn),以下判斷正確的是
BD
BD
(填入正確選項(xiàng)前的字母)
A.在真空中,a光的傳播速度大于b光的傳播速度
B.在真空中,a光的波長大于b光的波長
C.a(chǎn)光通過玻璃磚的時(shí)間大于b光通過玻璃磚的時(shí)間
D.若a、b兩束光從同一介質(zhì)射入真空過程中,a光發(fā)生全反射的臨界角大于b光發(fā)生全反射的臨界角
(2)如圖,質(zhì)點(diǎn)O在垂直x軸方向上做簡諧運(yùn)動,形成沿x軸正方向傳播的橫波.在t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)O開始向下運(yùn)動,經(jīng)0.4s第一次形成圖示波形,求位于x=5m處的質(zhì)點(diǎn)B再經(jīng)過多長時(shí)間第一次到達(dá)波峰?

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