Question

【題目】【物理——選修3-4】

(1)一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形如圖所示，此時波傳播到x= 10m處(圖中未畫出)。已知任意振動質點連續2次經過平衡位置的時間間隔為0.4s。下列說法正確的是_______

A．波速為4m／s

B．波的頻率為1.25Hz

C．當波傳到x=10m處時，該處的質點向y軸正方向運動

D．t=1.2s時，x坐標為11 m的質點恰好位于波谷

E．t=1.2s時，x坐標為15m的質點恰好位于波峰

(2)如圖，矩形ABCD為一水平放置的玻璃磚的截面，在截面所在平面有一細束激光照射玻璃磚，入射點距底面的高度為h，反射光線和折射光線與底面所在平面的交點到AB的距離分別l1和l2。保持激光束在AB面上入射點的高度不變，在截面所在平面內改變激光束的入射角的大小，當折射光線與底面的交點到AB的距離為l3時，光線恰好不能從底面射出，求l3 _________。

Answer 1

【答案】 BCE

【解析】（1）由題意可知，任意振動質點連續2次經過平衡位置的時間間隔為0.4s，則周期為T=0.8s，頻率為，故B正確；由圖可知，該波的波長是4m，所以波速為： ，故A錯誤；由波傳播的周期性可知x=10m的振動情況與x=2m的振動情況相同，根據“峰前質點上振”的原理，可知該處的質點向y軸正方向運動，故C正確；波由x=10m傳到x=11m處所用的時間為：，此時質點向y軸正方向運動，還剩, 所以t=1.2s時，x坐標為11 m的質點恰好位于波峰，故D錯誤；波由x=10m傳到x=15m處所用的時間為：，此時質點向y軸正方向運動，還剩，即t=1.2s時，x坐標為15m的質點恰好位于波峰，故E正確。所以BCE正確，AD錯誤。

（2）

試題分析：根據幾何關系求出入射角和折射角的正弦值，再求得玻璃磚的折射率．光線恰好不能從底面射出時，入射角等于臨界角C，由 求出臨界角C，再由幾何關系求l3。

設玻璃磚的折射率為n，入射角和折射角分別為θ1和θ2．由光的折射定律得：

根據幾何關系有：

可得：

根據題意，折射光線在某一點剛好無法從底面射出，此時發生全反射，設底面發生全反射的入射角為θ3，則有：

由幾何關系得：

解得：