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(1)两列简谐横波的振幅都是20cm,传播速度大小相同.实线波的频率为2Hz,沿x轴正方向传播,虚线波沿x轴负方向传播.某时刻两列波在如图所示区域相遇,则

A.在相遇区域会发生干涉现象
B.平衡位置为x=6m处的质点此刻速度为零
C.平衡位置为x=8.5m处的质点此刻位移y>20cm
D.从图示时刻起再经过0.25s,平衡位置为x=5m处的质点的位移y<0
(2)DVD光盘由塑料保护层和信息记录层组成.如图所示,激光束以入射角θ从空气入射到厚度为d,折射率为n的塑料保护层后,聚焦到信息记录层的光斑宽度为a,才能有效获取信息.

(1)写出sinθ应当满足的关系式
(2)在保证a不变的前提下,减小激光束照到塑料保护层的宽度l(l=a+2b),可采取哪些措施?(答出三条措施)
【答案】分析:(1)两列简谐横波波速相同,波长不同,则周期不同,不能产生干涉.根据叠加原理分析质点的速度和位移.由波长关系求出虚线波的周期,根据时间与周期的关系,分析从图示时刻起再经过0.25s,平衡位置为x=5m处的质点的位置,确定位移的正负.
(2)(1)根据几何知识求出折射角的正弦值,由折射定律求解入射角的正弦值.(2)由数学变形得到b的表达式,再分析在保证a不变的前提下,减小激光束照到塑料保护层宽度l的措施.
解答:解:(1)A、由题,两列简谐横波波速相同,波长不同,由公式v=得知,两波的周期T不同,所以在相遇区域不会发生干涉现象.故A错误.
B、此刻两列波单独传播时都使得x=6m处的质点速度向上,叠加后该质点的速度大于零.故B错误.
C、由图看出,此刻两列波单独传播时x=8.5m处的质点的位移都大于10cm,叠加后总位移y>20cm.故C正确.
D、实线波的频率为2Hz,周期为0.5s;由波速公式v=分析得到,虚线波的周期为0.75s,从图示时刻起再经过0.25s,实线波单独传播时x=5m处的质点位于波谷,位移为y=-10cm虚线波单独传播时x=5m处的质点位于平衡位置上方,位移y<10cm,则根据波的叠加原理得知,从图示时刻起再经过0.25s,平衡位置为x=5m处的质点的位移y<0.
故选CD
(2)(i)由几何知识得:,式中r为折射角,由折射定律得,
解得
(ii)要保证a不变的前提下,减小宽度l,即减小b,由(i)的求解过程得,故在θ和n不变时,减小d,或在θ和d不变时,增大n,或在n和d不变时,减小θ.
故答案为
(1)CD;(2)(i);(ii)在θ和n不变时,减小d,或在θ和d不变时,增大n,或在n和d不变时,减小θ.
点评:第1题考查对波的叠加原理的理解和应用能力,可运用波形平移法分析一列波单独传播时质点的状态.第2题,由几何知识求出折射角的正弦,根据解析式进行讨论.
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(1)两列简谐横波的振幅都是20cm,传播速度大小相同.实线波的频率为2Hz,沿x轴正方向传播;虚线波沿x轴负方向传播.某时刻两列波在如图1所示区域相遇,则
 

(A)两列波在相遇区域会发生干涉现象
(B)平衡位置为x=6m处的质点此刻速度为零
(C)平衡位置为x=8.5m处的质点此刻位移y>20cm
(D)从图示时刻起再经过0.25s,平衡位置为x=5m处的质点的位移y>0
(2)如图2所示,△ABC为一直角三棱镜的截面,其顶角θ=30°,P为垂直于直线BCD的光屏,现一宽度等于AB的单色平行光束垂直射向AB面,在屏P上形成一条宽度等于
2
3
.
AB
的光带,求棱镜的折射率.
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(1)(5分)两列简谐横波的振幅都是20cm,传播速度大小相同。实线波的频率为2Hz,沿x轴正方向传播;虚线波沿x轴负方向传播。某时刻两列波在如图所示区域相遇,则_________。

A.在相遇区域会发生干涉现象

B.平衡位置为x=6m处的质点此刻速度为零

C.平衡位置为x=8.5m处的质点此刻位移y>20cm

D.从图示时刻起再经过0.25s,平衡位置为x=5m处的质点的位移y<0

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(A)两列波在相遇区域会发生干涉现象
(B)平衡位置为x=6m处的质点此刻速度为零
(C)平衡位置为x=8.5m处的质点此刻位移y>20cm
(D)从图示时刻起再经过0.25s,平衡位置为x=5m处的质点的位移y>0
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