【物理——选修3—4】(15分)-答案和解析-微考场-微学网

【物理——选修3—4】(15分)

20.(5分)一列自右向左传播的简谐横波，在t=0时刻的波形图如图所示，此时坐标为(1，0)的质点刚好开始运动，在时刻，质点P在0时刻后首次位于波峰，Q点的坐标是(-3，0)，由此可知该波振源的起振方向沿y轴_________方向；在t=_______时刻，质点Q首次位于波谷．

21.(10分)如图所示：一蓄液池深为3 m，池边有竖直墙壁，在墙壁上距液面上方2m处有高为1m的窗口，窗口下方的池底有垂直墙的发光带，O点到墙的距离为，距窗口上边沿0.5m．已知池中液体的折射率为．求人眼在O点通过窗口能看到的池底发光带的长度．

第1小题正确答案及相关解析

正；0.7s

波向左传播，根据图象可知，坐标为（1，0）的质点开始运动的方向沿y轴正方向，所以这列波的波源起振方向沿y轴正方向；根据图象可知，波长λ=4cm，波向左传播，所以t=0时刻，P点向下振动，t1=0.3s时刻，P质点首次位于波峰，可得周期为T=0.4s，则波速,

当x=4cm的波形传到Q点时，Q点第一次到达波谷，所需时间

横波的图象；波长、频率和波速的关系

由波形图求出波长，根据P点的振动情况求出波的周期，然后求出波速大小，根据波的传播方向判断振动的振动方向，当x=4cm的波形传到Q点时，Q点第一次到达波谷.

抓住波的周期性，确定周期与时间的关系．当离Q最近的波谷的振动传到Q点时，Q点第一次到达波谷．介质中各质点的起振都与波源的起振方向相同.

第2小题正确答案及相关解析

根据光路可逆原理，如图所示:

连接OE，OF，E、F为窗子顶部和最下端，并延长与液体上表面交于A、B两点，画出A、B两点处的法线和折射光线AC、BD交液体下表面于C、D，则CD为人眼能看到的池底发光带的长度．根据几何关系求得A、B的折射角如图，根据折射定律有

，α是折射角，β是入射角

可得∠CAM=30°，

由几何关系可得：,,则:

光的折射定律

根据光路可逆原理，作出人眼能看到的池底发光带的区域，根据几何关系求出边界光线的入射角，根据折射定律求出边界光线的折射角，再结合几何关系求人眼在O点通过窗口能看到的池底发光带的长度.

关键是根据光路可逆原理，作出光路图，运用几何知识求相关角度和长度.

考察知识点