题目内容
【题目】【物理——选修3-4】
(1)一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图所示,此时波传播到x= 10m处(图中未画出)。已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s。下列说法正确的是_______
A.波速为4m/s
B.波的频率为1.25Hz
C.当波传到x=10m处时,该处的质点向y轴正方向运动
D.t=1.2s时,x坐标为11 m的质点恰好位于波谷
E.t=1.2s时,x坐标为15m的质点恰好位于波峰
(2)如图,矩形ABCD为一水平放置的玻璃砖的截面,在截面所在平面有一细束激光照射玻璃砖,入射点距底面的高度为h,反射光线和折射光线与底面所在平面的交点到AB的距离分别l1和l2。保持激光束在AB面上入射点的高度不变,在截面所在平面内改变激光束的入射角的大小,当折射光线与底面的交点到AB的距离为l3时,光线恰好不能从底面射出,求l3 _________。
【答案】 BCE
【解析】(1)由题意可知,任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s,则周期为T=0.8s,频率为,故B正确;由图可知,该波的波长是4m,所以波速为: ,故A错误;由波传播的周期性可知x=10m的振动情况与x=2m的振动情况相同,根据“峰前质点上振”的原理,可知该处的质点向y轴正方向运动,故C正确;波由x=10m传到x=11m处所用的时间为:,此时质点向y轴正方向运动,还剩, 所以t=1.2s时,x坐标为11 m的质点恰好位于波峰,故D错误;波由x=10m传到x=15m处所用的时间为:,此时质点向y轴正方向运动,还剩,即t=1.2s时,x坐标为15m的质点恰好位于波峰,故E正确。所以BCE正确,AD错误。
(2)
试题分析:根据几何关系求出入射角和折射角的正弦值,再求得玻璃砖的折射率.光线恰好不能从底面射出时,入射角等于临界角C,由 求出临界角C,再由几何关系求l3。
设玻璃砖的折射率为n,入射角和折射角分别为θ1和θ2.由光的折射定律得:
根据几何关系有:
可得:
根据题意,折射光线在某一点刚好无法从底面射出,此时发生全反射,设底面发生全反射的入射角为θ3,则有:
由几何关系得:
解得: