【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2
【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...
【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8mD.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).
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(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=
=
s=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=
=
,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:
=
,所以γ=45°
(Ⅱ)三棱镜中光速为v=
=
由几何关系得:光线在三棱镜中通过的总路程为s=
a+
所求时间为:t=
=
+
=
=
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
.
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 |
2 |
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 | ||
|
∵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 |
(Ⅱ)三棱镜中光速为v=
c |
n |
c | ||
|
由几何关系得:光线在三棱镜中通过的总路程为s=
3 |
a |
cos30° |
所求时间为:t=
s |
v |
3 |
a |
v |
a |
vcos30° |
5
| ||
|
5
| ||
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
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3c |
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