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    [物理--选修3-4]

    （1）（6分）沿x轴正向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图1所示，M为介质中的一个质点，该波的传播速度为40m/s，则t=
    140
     s时
    CD
    CD

    A．质点M对平衡位置的位移一定为负值
    B．质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同
    C．质点M的加速度方向与速度方向一定相同
    D．质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反
    （2）（9分）如图2所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB为直径．来自B点的光线BM在M点射出，出射光线平行于AB，另一光线BN恰好在N点发生全反射．已知∠ABM=30°，求：
    ①玻璃的折射率．
    ②球心O到BN的距离．
    分析：（1）根据波速和波长得出波的周期，波的周期等于质点振动的周期，根据时间确定质点的位置，从而确定质点此时的运动规律．
    （2）根据几何关系求出光线在M点折射的入射角和折射角，根据折射率公式求出玻璃的折射率．
    由于光线在N点恰好发生全反射，求出全反射的临界角，根据几何关系求出球心O到BN的距离．
    解答：解：（1）A、周期T=
    4
    40
    s=
    1
    10
    s    ，经历
    1
    40
    s，则经历了
    1
    4
    个周期，质点M此时向上振动，则经过四分之一个周期位移为正值．故A错误．
    B、经过四分之一个周期，质点向下振动，与位移的方向相反．故B错误．
    C、经过四分之一个周期，质点的加速度方向向下，速度方向向下，知加速度方向与速度方向相同．故C正确．
    D、经过四分之一个周期，加速度方向向下，位移方向向上，则质点加速度方向与位移方向相反．故D正确．
    故选CD．
    （2）设光线BM在M点的入射角为i，折射角为r，由几何知识可知，i=30°，r=60°，根据折射定律得
    n=
    sinr
    sini
        ⑤
    代入数据得
    n=
    		3
        ⑥
    光线BN恰好在N点发生全反射，则∠BNO为临界角C．
    sinC=
    1
    n
       ⑦
    设球心到BN的距离为d，由几何知识可知
    d=RsinC   ⑧
    联立⑥⑦⑧式得
    d=
    		3
    3
    R  
    答：①玻璃的折射率为
    		3
    ．
    ②球心O到BN的距离为
    		3
    3
    R．
    点评：本题考查了波动和振动的关系，以及光的折射和全反射，比较基础，难度不大，学生很容易掌握．
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【物理-选修3-4】
    （1）如图甲所示为一简谐波在t=0时刻的图象，图乙所示为x=4m处的质点P的振动图象，则下列判断正确的是
    ADE
    ADE

    A．这列波的波速是2m/s
    B．这列波的传播方向沿x正方向
    C．t=3.5s时P点的位移为-0.2m
    D．从t=0时刻开始P点的振动方程为y=0.2sin（πt+π）m
    E、若此波遇到另一列波并发生稳定的干涉现象，则该波所遇到的频率为0.5Hz
    （2）如图丙所示，MNPQ是一块截面为正方形的玻璃砖，其边长MN=30cm．一束激光AB射到玻璃砖的MQ面上（入射点为B）进入玻璃砖后在QP面上的F点（图中未画出）发生全反射，恰沿DC方向射出．其中B为MQ的中点，∠ABM=30°，PD=7.5cm，∠CDN=30°．
    ①画出激光束在玻璃砖内的光路示意图，求出QP面上的反射点F到Q点的距离QF；
    ②求出激光束在玻璃砖内的传播速度（真空中光速c=3×108m/s，sin37°=0.6）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2011?湖南一模）[物理--选修3-4]
    （1）一列简谐横波以10m/s的速度沿x轴正方向传播，t=0时刻这列波的波形如图所示．则a质点的振动图象为
    （2）如图所示，△ABC为一直角三棱镜的截面，其顶角θ=30°，P为垂直于直线BCD的光屏，现一宽度等于AB的单色平行光束垂直射向AB面，在屏P上形成一条宽度等于
    2
    3
    .
    AB
    的光带，试作出光路图并求棱镜的折射率．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    [物理--选修3-4]
    （1）一列简谐横波沿x轴正向传播；从波传到x=1.5m的P点时开始计时，此时P点从平衡位置开始沿y轴正方向振动．在t=1.1s时，PM间第一次形成图示波形，此时x=5m的M点正好在平衡位置，如图所示．下列说法正确的是
     
    ．
    A．这列波的传播周期是0.8s
    B．这列波的传播速度是5m/s
    C．图中P点振动方向沿y轴正方向
    D．图中P点的位移是y=5
    		2
    cm
    E．再过1.0s，质元M点向沿x轴正向迁移5m
    （2）如图所示，MN是一条通过透明球体球心的直线，在真空中波长为λ0=564nm的单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，若出射光线CD与MN的交点P到球心O的距离是球半径的
    		2
    倍，且与MN所成的夹角α=30°．求：
    ①透明体的折射率n；
    ②此单色光在透明球体中的波长λ．
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    [物理--选修3-4]
    （1）如图1所示，OO′是半圆柱形对称面与纸面的交线．在图内有两束与OO′平行且距OO′距离相等的单色光A和B，从玻璃砖射出后相交于OO′的下方的P点．由此可以得出的结论是
    A．A光在玻璃砖中的速度比B光在玻璃砖中的速度小
    B．玻璃砖对A光的折射率比对B光的折射率小
    C．在空气中，A光的波长比B光的波长短
    D．B光光子的能量比A光光子的能量小
    （2）一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0时刻的波形如图2所示，已知在t=1.1s时刻，质点P出现第三次波峰，试求质点Q第一次出现波峰的时间．
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【物理--选修3-4】
    （1）如图1所示，在平静的水面上，当振源O上下振动时，会形成以O点为圆心的圆形水波，已知M、N、O三点在一条直线上，OM间距离为4.0m，ON间距离为2.0m，某时刻O点处在波峰位置，观察着发现2s后此波峰传到M点，此时O点正通过平衡位置向下运动，OM之间还有一个波峰．可以将水波近似视作简谐波，则
    AB
    AB

    A．此水波的传播速度为2m/s
    B．此水波的波长为3.2m
    C．振源O的振动频率为2Hz
    D．振源O的振动频率为1.6Hz
    （2）如图2所示，在水面MN下方同一竖直线上有两个光源S1、S2，S1发出的频率f1的单色光，S2发出频率为f2单色光．已知水对频率为f1的光的折射率为n1，对频率f2的光的折射率为n2，且n2＞n1．两光源在水面上形成了半径都为r的亮斑．求两点光源间的距离．

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