Question

模塊3-4試題
（1）一列簡諧橫波，沿x軸正向傳播。位于原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖1所示。①該振動(dòng)的振幅是 ______cm；②振動(dòng)的周期是_______s；③在t等于周期時(shí)，位于原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移是________ cm。圖２為該波在某一時(shí)刻的波形圖，Ａ點(diǎn)位于x=0.5m處。④該波的傳播速度為_______m/s；⑤經(jīng)過周期后，Ａ點(diǎn)離開平衡位置的位移是_______cm。

（2）如圖，置于空氣中的一不透明容器中盛滿某種透明液體。容器底部靠近器壁處有一豎直放置的6.0cm長的線光源。靠近線光源一側(cè)的液面上蓋有一遮光板，另一側(cè)有一水平放置的與液面等高的望遠(yuǎn)鏡，用來觀察線光源。開始時(shí)通過望遠(yuǎn)鏡不能看到線光源的任何一部分。將一光源沿容器底向望遠(yuǎn)鏡一側(cè)平移至某處時(shí)，通過望遠(yuǎn)鏡剛好可能看到線光源底端。再將線光源沿同一方向移動(dòng)8.0cm，剛好可以看到其頂端。求此液體的折射率n。

Answer 1

（1）（５分）　①　８　　②　0.2　　③　0　　④　10　　⑤　－8（填對一個(gè)給１分）
（2）n=1.3

（1）振幅是質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的最大距離。所以可以得出振幅為質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)完成一個(gè)全振動(dòng)的時(shí)間叫做一個(gè)周期。從圖中可以看出周期為。當(dāng)t等于周期時(shí)，坐標(biāo)原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)處在平衡位置向下運(yùn)動(dòng)。所以位移為0。從圖2中可以看出波長等于，所以有經(jīng)過半個(gè)周期后，A點(diǎn)走過的路為振幅的2倍，所以處在負(fù)的最大位移處，為。
（2）當(dāng)線光源上某一點(diǎn)發(fā)出的光線射到未被遮光板遮住的液面上時(shí)，射到遮光邊緣Ｏ的那條光線的入射角最小。

若線光源底端在Ａ點(diǎn)時(shí)，望遠(yuǎn)鏡內(nèi)剛好可以看到此光源底端，設(shè)過Ｏ點(diǎn)液面的法線為ＯＯ₁，則
               ①
其中a為此液體到空氣的全反射臨界角。由折射定律有
　　　　　　　　　　　②
同理，若線光源頂端在Ｂ₁點(diǎn)時(shí)，通過望遠(yuǎn)鏡剛好可以看到此光源頂端，則。設(shè)此時(shí)線光源底端位于Ｂ點(diǎn)。由圖中幾何關(guān)系可得
　　　　　　　　　　③
聯(lián)立②③式得
　　　　　　　④
由題給條件可知
　　　，
代入③式得
　　　n=1.3
評分參考：，①式2分，②式１分，③式2分,⑤式2分（n=1.2－1.3都給這2分）
機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波在高考中經(jīng)常考查圖像問題。幾何光學(xué)也是物理必考內(nèi)容。