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(1)(6分)如图,a.、b、c.、d是均匀媒质中x轴上的四个质点,相邻两点的间距依次为2m、4m和6m一列简谐横波以2m/s的波速沿x轴正向传播,在t=0时刻到达质点a处,质点a由平衡位

网友投稿  2022-11-23 00:00:00  互联网

◎ 题目

(1)(6分)如图,a.、b、c.、d是均匀媒质中x轴上的四个质点,相邻两点的间距依次为2m、4m和6m一列简谐横波以2m/s的波速沿x轴正向传播,在t=0时刻到达质点a处,质点a由平衡位置开始竖直向下运动,t=3s时a第一次到达最高点。下列说法正确的是     。(填正确答案标号。选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.在t=6s时刻波恰好传到质点d
B.在t=5s时刻质点c恰好到达最高点
C.质点b开始振动后,其振动周期为4s
D.在4s<t<6s的时间间隔内质点c向上运动
E.当质点d向下运动时,质点b一定向上运动
(2)(9分)图示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图,玻璃丝长为L,折射率为nAB代表端面。已知光在真空中的传播速度为c.

(i)为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面,求光线在端面AB上的入射角应满足的条件;
(ii)求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间。

◎ 答案

(1)ACD
(2)(i) (ii)

◎ 解析

(1)当t=6s时,由x=vt=12m,波刚好传播到距a点12m的d点,所以A正确;当波传到c质点需时间t1=3s,题意知,所以T=4s,c质点又振动回到平衡位置向上运动,所以B选项错误;由题意知,所以T=4s,各质点振动的周期均为4s,所以C正确;t1=3s时刻,c质点刚开始向下振动,又经1s,c质点到负向最大位移,再经2s,c质点到正向最大位移,所以的时间间隔内,c质点由负向最大位移向正向最大位移运动,所以D正确;b、d距离10m,波长,bd=,当d向下运动时b可能向下运动,也可能向上运动,所以E错误。
(2)(i)设入射角为折射角,光线到达上界面的入射角为,全反射临界角为C,由折射定律  ①,由几何关系 ②
 ③,当时发生全发射
由因为④, ⑤
联立①②③④⑤解得

(ii)当折射光线发生全反射后,光在介质中传播的速度 ⑦
在介质中传播的距离为⑧,越小sin也越小, 最小等于临界角C时光在介质中传播最长的距离Lm=
所以最长时间
【点评】第一问的关键是画出光路图找到的关系,利用,可解出入射角满足的条件,即。第二问的关键是找到最长的传播距离,由越小sin也越小,最小等于临界角C时光在介质中传播最长的距离Lm=,再由即可解出最长时间
【考点定位】波在均匀介质中匀速传播、波的传播规律、周期、波长。

◎ 知识点

    专家分析,试题“(1)(6分)如图,a.、b、c.、d是均匀媒质中x轴上的四个质点,相邻两点的间距依次为2m、4m和6m一列简谐横波以2m/s的波速沿x轴正向传播,在t=0时刻到达质点a处,质点a由平衡位…”主要考查了你对  【机械波的形成和传播】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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