综合题15.0分
物理

【物理一选修3-4】

36.一简谐横波在t=0.10s时的波形图,P是平衡位置在x=0.5m处的质点, Q是平衡位置在x=2.0m处的质点;图乙为质点Q的振动图像。下列说法正确的是_    。(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)

37.所示,一玻璃砖的截面为直角三角形ABC,其中,AB=9cm。现有两细束平行且相同的单色光a、b,分别从AC边上的D点、E点以角入射,且均能从AB边上的F点射出,已知AD=AF=3cm。求:

(i)玻璃砖的折射率;

(ii)D、E两点之间的距离。

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

BCE

解析

t=0.1s时Q点处在平衡位置上,且向上振动,由于t=0.1s=0.5T,则知Q点在t=0时刻处在平衡位置上,且向下振动,所以该波沿x轴的负方向传播,选项A错误;由a图得到该波的波长为4m,由b图得到该波的周期为0.2s,故波速为 ,选项B正确; 从t=0 到t=0.15s,这列波传播的距离为 ,选项C正确;从t=0.10s到t=0.15s,经历时间,由于t=0.10s时刻质点P不再平衡位置和最大位移处,所以通过路程不是A=10cm,选项D错误,从t=0.1s到t=0.2s,经过了半个周期,则t=0.15s质点P的速度方向向下,选项E正确 , 综上本题选:BCE。

考查方向

本题考查了波动图像和振动图象的知识点,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与物理学上简谐振动等知识点交汇命题。

解题思路

根据a、b两图可以读出该波的波长和周期,从而求出波速.t=0.1s时Q点处在平衡位置,由b图知判断其振动方向,从而确定了该波的传播方向.根据质点简谐运动的周期性求出t=4s内质点P通过的路程。

易错点

关键是会根据振动情况来判定波的传播方向,掌握波的周期性。

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

(i) ;(ii)12cm

解析

(i)光路图如图所示.

由于AD=AF,∠A=60°,则入射光a经AC边的折射角为:r=30°

玻璃砖的折射率为: ;

(ii)设光在玻璃砖中发生全反射的临界角为C,则有:,则有:C=45°由图可知,b光经AC边折射后,在BC边上的入射角为60°,大于临界角C,所以此光线在G点发生了全反射,由几何知识可知,四边形DEGF是平行四边形,由于∠BFG=60°,AF=3cm则有:BF=AB-AF=9cm-3cm=6cm,BF=FGcos60°又 FG=DE,联立解得:DE=12cm。

考查方向

本题考查了折射定律、全反射等知识点,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与物理学上几何等知识点交汇命题。

解题思路

(i)根据题意画出光路图,由数学知识求出入射光a经AC边的折射角,再由折射定律求玻璃砖的折射率。

(ii)根据,求出全反射临界角C,可知光线在BC边上发生了全反射,由几何知识求出D、E两点之间的距离。

易错点

关键要结合题意作出光路图,灵活运用几何知识帮助解决物理问题.还要掌握光的折射定律、全反射条件等光学基础知识。