Question

【題目】【物理選修3-4】（1）如圖所示，一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波的圖像，A、B、C是介質(zhì)中的三個(gè)質(zhì)點(diǎn)，已知波是向x正方向傳播，波速為v=20m/s，下列說法正確的是______（填正確答案標(biāo)號(hào)，選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分，每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0）

A．這列波的波長是10cm

B．質(zhì)點(diǎn)A的振幅為零

C．質(zhì)點(diǎn)B此刻向y軸正方向運(yùn)動(dòng)

D．質(zhì)點(diǎn)C再經(jīng)過0.15s通過平衡位置

E．質(zhì)點(diǎn)一個(gè)周期內(nèi)通過的路程一定為1.6cm

（2）在桌面上有一個(gè)倒立的玻璃圓錐，其頂點(diǎn)恰好與桌面相接觸，圓錐的軸（圖中虛線）與桌面垂直，過軸線的截面為等邊三角形，如圖所示，有一半徑為r=0.1m的圓柱形平行光束垂直入射到圓錐的桌面上，光束的中心軸與圓錐的軸重合，已知玻璃的折射率為n=1.73。則

（I）通過計(jì)算說明光線I能不能在圓錐的側(cè)面B點(diǎn)反射全反射

（II）光線1經(jīng)過圓錐側(cè)面B點(diǎn)后射到桌面上 某一點(diǎn)所用的總時(shí)間是多少？（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】CDE

【解析】（1）由圖知：這列波的波長是12m．故A錯(cuò)誤；圖示時(shí)刻A點(diǎn)的位移為零，但振幅為0.4cm，故B錯(cuò)誤；簡(jiǎn)諧橫波向x正方向傳播，波形向右平移，則知質(zhì)點(diǎn)B此刻向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，故C正確；該波的周期為： ，則，則知質(zhì)點(diǎn)C再經(jīng)過0.15s通過平衡位置，故D正確；質(zhì)點(diǎn)一個(gè)周期內(nèi)通過的路程一定為四倍振幅，即為4×0.4cm=1.6cm，故E正確。所以CDE正確，AB錯(cuò)誤。

(2)試題分析：當(dāng)半徑為r的圓柱形平行光束垂直入射到圓錐的地面上，經(jīng)過第一次折射時(shí)，由于入射角等于零，所以折射角也是零，因此折射光線不發(fā)生偏折．當(dāng)?shù)诙�次折射時(shí)，由于入射角等于60°，而玻璃的折射率為1.73，可得入射角與臨界角的大小，所以會(huì)發(fā)生光的全反射，反射光線卻恰好垂直射出；可根據(jù)幾何關(guān)系可確定光線在圓錐內(nèi)和外通過的路程，由求出光線在玻璃中的速度，即可求解

（I）臨界角與折射率間的關(guān)系為： ，

代入數(shù)據(jù)解得： ；

因?yàn)椋?/span> ° 即入射角大于臨界角

所以，光線I能在圓錐的側(cè)面B點(diǎn)發(fā)生全反射。

（II）根據(jù)幾何關(guān)系可知

所以，總時(shí)間