Question

（1）渔船常利用超声波来探测远外鱼群的方位。已知某超声波频率为1.0×Hz，某时刻该超声波在水中传播的波动图像如图所示。

①从该时刻开始计时，画出m处质点做简谐运动的振动图像（至少一个周期）。

②现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4s，求鱼群与渔船间的距离（忽略船和鱼群的运动）。

（2）如图所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由MN端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF上发生全反射，然后垂直PQ端面射出。

①求该玻璃棒的折射率。

②若将入射光向N端平移，当第一次射到弧面EF上时_____（填“能”“不能”或“无法确定能否”）发生全反射。

Answer 1

解：（1）①如图所示

②由波形图读出波长m

由波速公式得

                  ①

鱼群与渔船的距离为

                 ②

联立①②式，代入数据得

m               ③

（2）如图所示单色光照射到EF弧面上时刚好发生全反射，由全反射的条件得

                ④

由折射定律得

             ⑤

联立④⑤式得

                ⑥

能