综合题15.0分
物理

[物理——选修3-4](15分)

15.一简谐横波沿x轴正向传播,t=0时刻的波形如图(a)所示,x=0.30 m处的质点的振动图线如图(b)所示,该质点在t=0时刻的运动方向沿y轴______(填“正向”或“负向”)。已知该波的波长大于0.30 m,则该波的波长为______ m。

图(a)

图(b)

16.一竖直放置的玻璃圆柱体底面中心有一点状光源S。圆柱体高度为l,底面半径为2l,其圆周侧面和下表面镀上了不透明吸光材料,以致光源发出的光线只能从上表面射出.已知该玻璃的折射率为,求上表面透光的光斑面积大小。

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

正向;0.6

解析

:(1)由b图可知,0时刻质点的位移为0,所以此质点处于平衡位置处,此质点在下一时刻,位移大于0,所以质点的振动方向沿y轴正向;由于该波的波长大于0.30 m,简谐横波沿x轴正向传播,所以此质点在半波长处,因此则该波的波长为0.6m;

考查方向

本题考查了横波的图象;波长、频率和波速的关系等知识点,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与简谐运动的振动图象等知识点交汇命题。

解题思路

由图b质点的振动图线可知,质点沿y轴正向运动,根据振动方程及波速与波长周期关系结合题中条件即可求解波长;

易错点

本题关键掌握波的图象与振动图象的区别与物理意义,根据质点的振动图,结合波形图判断出质点的位置;

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

设全反射临界角为C.由,得:,得:C=45°,上表面透光部分为圆形,作出示意图所图所示:

设其半径为x,则有:,故上表面透光的光斑面积大小为:

考查方向

本题考查了光的折射定律知识点,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与全反射等知识点交汇命题。

解题思路

上表面不透光的部分光线发生了全反射,由求临界角,根据几何知识求上表面透光的光斑面积;

易错点

本题关键要掌握全反射现象及其产生条件,结合几何知识进行研究;