问题 问答题

[物理选修-3-4]

(1)某振动系统的固有频率为f0,在周期性驱动力的作用下做受迫振动,驱动力的频率为f.若驱动力的振幅保持不变,下列说法正确的是______(填入选项前的字母,有填错的不得分)

A.当f<f0时,该振动系统的振幅堕f增大而减小

B.当f<f0时,该振动系统的振幅随f减小而增大

C.该振动系统的振动稳定后,振动的频率等于f0

D.该振动系统的振动稳定后,振动的频率等于f

(2)一棱镜的截面为直角三角形ABC,∠A=30°,斜边AB=a.棱镜材料的折射率为n=

2
.在此截面所在的平面内,一条光线以45°的入射角从AC边的中点M射入棱镜.画出光路图,并求光线从棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原路返回的情况).

答案

(1)A、当f=f0时,系统达到共振,振幅最大,故f<f0时,随f增大,振幅振大,f减小,振幅减小.故A错误、B错误;
C、该振动系统的振动稳定后,振动的频率等于驱动力的频率,故C错误;
D、系统的振动稳定后,系统的振动频率等于驱动力的频率,故振动频率等于f,故D正确
故选D.

(2)设入射角为i,折射角为r,由折射定律得:

sini
sinr
=n…①

解得:r=30°…②

①如果入射光线在法线的右侧,根据几何知识得知,光线与AB垂直,光路图如图所示.设出射点F,由几何关系得:AF=

3
8
a…③

即出射点在AB边上离A点

3
8
a的位置.

②如果入射光线在法线的左侧,光路图如图所示.设折射光线与AB的交点为D.

由几何关系可知,在D点的入射角:θ=60°…④

设全反射的临界角为C,则:sinC=

1
n
…⑤

由⑤和已知条件得:C=45°…⑥

因此,光在D点全反射.

设此光线的出射点为E,由几何关系得∠DEB=90°

BD=a-2AF…⑦

BE=DBsin30°…⑧

联立③⑦⑧式得:BE=

1
8
a

即出射点在BC边上离B点

1
8
a的位置.

答:如果入射光线在法线的右侧,出射点在AB边上离A点

3a
8
的位置.如果入射光线在法线的左侧,出射点在BC边上离B点
1
8
a
的位置.光路图如图所示.

判断题
判断题