模块3-4试题(1)一列简谐横波,沿x轴正向传播.位于原点的质点的振动图象如图1所示.①该振动的振幅是______cm;
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解题思路:(1)振幅是质点偏离平衡位置的最大距离,振幅等于y的最大值.由振动图象1读出周期及在t等于[1/4]周期时,位于原点的质点离开平衡位置的位移.由波动图象读出波长,由v=[λ/T]求出波速.经过半个周期后,A点走过的路为振幅的2倍.

(2)当线光源上某一点发出的光线射到未被遮光板遮住的液面上时,射到遮光板边缘O的那条光线的入射角最小.

将一光源沿容器底向望远镜一侧平移至A处时,通过望远镜刚好可能看到线光源底端,是底端发出的光线射到遮光板右边缘,折射角恰好等于90°,此时入射角α等于临界角,如图A位置.再将线光源沿同一方向移动8.0cm,刚好可以看到其顶端,作出光路图,如图BB1位置,此时折射角也等于90°,入射角α也等于临界角.根据几何知识∠AB1B=α,由数学知识求出sinα,再求解折射率.

(1)振幅是质点偏离平衡位置的最大距离.由图读出:振幅A=8cm.质点完成一个全振动的时间叫做一个周期,从振动图象中可以看出周期T=0.2s.当t=[1/4]T时,坐标原点的质点处在平衡位置向下运动.所以位移y=0.从图2中可以看出波长λ=2m,所以波速v=

λ

T=

2m

0.2s=10m/s.经过半个周期后,A点走过的路为振幅的2倍,即路程S=2A=-8cm.

(2)若线光源底端在A点时,望远镜内刚好可以看到此光源底端,设过O点液面的法线为OO1,则∠AOO1=α①

由题,α等于液体到空气的全反射临界角.由折射定律有sina=

1

n②

设线光源底端位于B点,顶端在B1点时,通过望远镜刚好可以看到此光源顶端,

则∠B1OO1

由图中几何关系可得sina=

.

AB

.

AB1③

联立②③式得n=

.

AB2+

.

BB12

.

AB ④

由题给条件可知

.

AB=8.0cm,

.

BB1=6.0cm

代入③式解得 n=1.3

故答案为:

(1)①8  ②0.2  ③0  ④10  ⑤-8

(2)液体的折射率n=1.3

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;全反射.

考点点评: 对于几何光学临界问题,关键是作出边界光线,完成光路图,由几何知识求出入射角的正弦和折射角的正弦,再求解折射率,是常用的思路.