题目内容
【题目】(1) 一列简谐横波在某均匀介质中沿x轴传播,从x=3 m处的质点a开始振动时计时,图甲为t0时刻的波形图且质点a正沿y轴正方向运动,图乙为质点a的振动图象,则下列说法中正确的是________。(三个选项全部选对,得5分,每选对一个得2分,每选错一个扣3分,扣到0分为止)
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A. 该波的频率为2.5 Hz
B. 该波的传播速率为200 m/s
C. 该波是沿x轴负方向传播的
D. 从t0时刻起,质点a、b、c中,质点b最先回到平衡位置
E. 从t0时刻起,经0.015 s质点a回到平衡位置
(2).如图所示,截面为直角三角形ABC,∠B=30°,斜边AB=a。棱镜材料的折射率为
。在此截面所在的平面内,一条光线在距A点为处的M点垂直AC射入棱镜,不考虑光线在AC面的反射,光线从棱镜的BC边的P点射出(P点未标出)。求:
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(i)光从棱镜射出时的射出点P距B多远;
(ii)从P点射向空气的光的方向。
【答案】(1)BDE (2)(i)
;(ii)有两束光从P点射出,分别为与BC面成45°斜向右上、与BC面成45°斜向左上
【解析】(1)由图乙可得:周期T=4×10-2s,故频率
,故A错误;由图甲可得:波长λ=8m,故波速v=
,故B正确;根据图甲所示时刻质点a正沿y轴正方向运动可得:波向右传播,故C错误;根据波向右传播可得:图甲所示t0时刻,a向波峰运动,b向平衡位置运动,c向波谷运动,故b最先回到平衡位置,故D正确;根据波向右传播,由图甲可得,平衡位置从x=0处传播到x=3m的质点a处时,质点a回到平衡位置,故质点a经过时间
回到平衡位置,故E正确;故选BDE。
(2)(i)作出光路图,如图所示
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由图可知光线在N点的入射角
,
设发生全反射的临时界角为C,则
,得
由图可知,光在N点全反射,
,故光在P点的入射角为30°.
设在P点的折射角为
,有
,解得
由几何关系知
,
,
在三角形QPB中有
,故
(ii)光在P点处折射角为45°,光线经反射后入射到AB面的Q点,恰好与AB面垂直,故经过Q点再次反射的光线回到P点,再次折射,入射角仍为30°,有
。
综上所述:有两束光从P点射出,分别为与BC面成45°斜向右上、与BC面成45°斜向左上