【物理-选修3-4】(1)如图1所示为一列在均匀介质中沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图,波速为2m/s,则A.

【物理-选修3-4】
(1)如图1所示为一列在均匀介质中沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图,波速为2m/s,则
A.质点P此时刻的振动方向沿y轴负方向
B.P点的振幅比Q点的小
C.经过△t=4s,质点P将向右移动8m
D.经过△t=4s,质点Q通过的路程是0.4m

(2)如图2所示,直角玻璃三棱镜置于空气中,已知∠A=60°,∠C=90°,一束极细的光于AC的中点D垂直AC面入射,AD的长度为a,棱镜的折射率为n=
2
,求:
(Ⅰ)光从棱镜第一次射入空气时的折射角;
(Ⅱ)光从进入棱镜到它第一次射入空气所经历的时间(设光在真空中的传播速度为c).
潜水uu鱼 1年前 已收到1个回答 举报

ruziniu 幼苗

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解题思路:(1)根据波的传播方向,通过比较质点振动的先后可判断质点的振动方向.简谐横波传播过程中各质点的振幅相同.波传播的过程中介质中质点不向前移动.由图读出波长,求出周期,根据给定的时间与周期的关系求出路程.
(2)(Ⅰ)画出光路图,由几何知识求出光线射到AB面上的入射角,判断能否发生全反射.若能,根据反射定律,求出射到BC面上的入射角,用相同的思路分析能否发生全反射,若不能,由折射定律求出折射角.
(Ⅱ)由v=[c/n]求出光在三棱镜内的速度v,由几何知识求出光线在三棱镜内通过的路程s,即可由t=[s/v]求光线在三棱镜中所经历的时间.

(1)A、波向x轴正方向传播,P点的振动比右侧x=5m处的波峰振动早,所以质点P此时刻的振动方向沿y轴负方向.故A正确.
B、简谐横波在均匀介质中传播,P点与Q点振幅相同.故B错误.
C、波传播的过程中介质中质点不向前移动,只在各自的平衡位置附近做简谐运动.故C错误.
D、由图读出波长λ=4m,则波的周期为T=[λ/T]=[4/2s=2s,因为△t=4s=2T,一个周期质点通过的路程是4A,A=5cm,则经过△t=4s,质点Q通过的路程是S=8A=40cm=0.4m.故D正确.
故选AD
(2)(Ⅰ)如图所示,由几何知识得:i1=60°.
设玻璃对空气的临界角为C,
则 sin C=
1
n]=
1

2,C=45°
∵i1>45°,∴光线在AB面上会发生全反射.
根据反射定律和几何关系得 i2=i1-30°=30°<C,则光线将第一次射入空气.
由折射定律有:[sinγ/sini2]=
2,所以γ=45°
(Ⅱ)三棱镜中光速为v=[c/n]=
c

2
由几何关系得:光线在三棱镜中通过的总路程为s=
3a+[a/cos30°]
所求时间为:t=[s/v]=
3[a/v]+[a/vcos30°]=
5
2a

3c=
5
6a
3c
故答案为:
(1)AD
(2)(Ⅰ)光从棱镜第一次射入空气时的折射角是45°;
(Ⅱ)光从进入棱镜到它第一次射入空气所经历的时间是
5
6a
3c.

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;折射率及其测定.

考点点评: 根据波的传播方向判断质点的振动方向,或者反过来,都是学习波动知识应具有的基本功.画光路图时,当光从光密介质射入光疏介质时,要判断能否发生全反射.

1年前

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