(物理选修3-4)(1)如图所示,有三块等腰直角三角形的透明材料(图中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)恰好拼成一个正方形.从E点垂直于边射
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解题思路:(1)光从Ⅱ射向Ⅰ时发生全反射,则Ⅱ相对Ⅰ是光密介质.光从Ⅱ射向Ⅲ发生折射时,入射角大于折射角,则Ⅱ相对于Ⅲ是光疏介质,则可比较三种介质折射率的大小.由v=[c/n]比较光在三块材料的传播速率的大小.

(2)波可能向x正方向传播,也可能向x负方向传播,根据波形的平移和波的周期性,写出波传播距离的通项,再波传播的距离与时间的比值求出波速的通项.

(1)设Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ材料对光折射率分别为n1、n2、n3

根据全反射产生的条件可知:光从Ⅱ射向Ⅰ时发生了全反射,则n1<n2.由题,光从Ⅱ射向Ⅲ发生折射时,入射角大于折射角,则n2<n3.所以n1<n2<n3.根据光在介质中的速度公式v=可知,v与n成反比,则v1>v2>v3

故选D.

(2)(1)若波向传播

波传播的距离为s=2+nλ(m)(n=0,1,2,3,

波速v=[s/△t]=[2+nλ/△t]=(40+160n)m/s(n=0,1,2,3,)①

若波向x负方向传播

波传播的距离为s=6+nλ(m)(n=0,1,2,3,

波速v=[s/△t]=[6+nλ/△t]=(120+160n)m/s(n=0,1,2,3,)②

(2)将v=280m/s代入上述①②两式,由于n是整数,符合②式通项.可得:波向x负方向传播.

答:(1)D,

(2)(1)若波向x正方向传播时波速v=(40+160n)m/s(n=0,1,2,3,

若波向x负方向传播时波速v=(120+160n)m/s(n=0,1,2,3,

(2)当波速为280m/s时,波的传播方向沿x负方向.

点评:

本题考点: 光的折射定律;横波的图象;波长、频率和波速的关系.

考点点评: 对于全反射,要把握产生的必要条件:光必须从光密介质射入光疏介质,则根据全反射现象可比较两种介质折射率的大小.对于简谐波,要抓住双向性和周期性,不能漏解.