解题思路:(1)交通警通过发射超声波测量车速,利用了多普勒效应.电磁波的频率越高,它所能携带的信息量就越大,激光可以比无线电波传递更多的信息.单缝衍射中,缝越宽,衍射现象越不明显.地面上测得静止的直杆长为L,则在沿杆方向高速飞行火箭中的人测得杆长应小于L.
(2)由题,玻璃半球面上只有P、Q之间所对圆心角为60°的球面上有光射出,说明光线在P、Q两点恰好发生全反射,由几何知识求出临界角,再求解折射率.将a平行光换成b平行光,测得有光射出的范围增大,说明b光的临界角大于a光的临界角,由临界角公式确定折射率的大小.
(3)①质点P此时刻沿-y运动,则知波沿-x方向传播.②Q点此时的位移为5cm,求出周期,写出振动方程.③质点P此时刻沿-y运动,经过0.1s第一次到达平衡位置,根据时间与周期的关系,由波形的平移法确定P点的横坐标x.
(1)A、交通警通过发射超声波利用了多普勒效应测量车速.故A错误.
B、电磁波的频率越高,它所能携带的信息量就越大,激光是可见光,其频率比无线电波高,则激光可以比无线电波传递更多的信息.故B正确.
C、单缝衍射中,缝越宽,衍射现象越不明显.故C错误.
D、根据相对论尺缩效应可知,地面上测得静止的直杆长为L,在沿杆方向高速飞行火箭中的人测得杆长应小于L.故D正确.
故选BD
(2)由题,玻璃半球面上只有P、Q之间所对圆心角为60°的球面上有光射出,说明光线在P、Q两点恰好发生全反射,由几何知识得到,光线在PQ两点的临界角为C=30°.
由sinC=[1/n]得,折射率n=[1/sinC]=2.
将a平行光换成b平行光,测得有光射出的范围增大,说明b光的临界角大于a光的临界角,由n=[1/sinC]可知,b光的折射率小于a光的折射率,由v=[c/n]得,b光在玻璃球中的速度较大,即
va<vb.
(3)①质点P此时刻沿-y运动,则根据波形平移法判断可知波沿-x方向传播.
②由图读出波长为λ=6m,则该波的周期为T=[λ/v]=[6/5]s,ω=[2π/T]=[5π/3]rad/s,则图中Q点的振动方程y=5cos
5π
3t;
③质点P此时刻沿-y运动,经过0.1s第一次到达平衡位置,时间t=0.1s=
1
12T,则波在0.1s时间内波传播的距离为△x=vt=0.5cm,根据波形平移法得到,P点的横坐标为x=3cm-△x=2.5cm.
故答案为:(1)BD;(2)2,<;(3)①-x;②5cos
5π
3t;③2.5.
点评:
本题考点: 光的折射定律;横波的图象;波长、频率和波速的关系;声波的干涉.
考点点评: 本题是选修3-4内容,波动部分知识.对于临界角,当光线从光密介质射入光疏介质恰好发生全反射时,入射角等于临界角.对于机械波,波形平移法是常用的研究方法.