Question

【题目】【物理选修3-4】（1）如图所示，一列简谐横波在某一时刻的波的图像，A、B、C是介质中的三个质点，已知波是向x正方向传播，波速为v=20m/s，下列说法正确的是______（填正确答案标号，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0）

A．这列波的波长是10cm

B．质点A的振幅为零

C．质点B此刻向y轴正方向运动

D．质点C再经过0.15s通过平衡位置

E．质点一个周期内通过的路程一定为1.6cm

（2）在桌面上有一个倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面相接触，圆锥的轴（图中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示，有一半径为r=0.1m的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的桌面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合，已知玻璃的折射率为n=1.73。则

（I）通过计算说明光线I能不能在圆锥的侧面B点反射全反射

（II）光线1经过圆锥侧面B点后射到桌面上 某一点所用的总时间是多少？（结果保留三位有效数字）

Answer 1

【答案】CDE

【解析】（1）由图知：这列波的波长是12m．故A错误；图示时刻A点的位移为零，但振幅为0.4cm，故B错误；简谐横波向x正方向传播，波形向右平移，则知质点B此刻向y轴正方向运动，故C正确；该波的周期为： ，则，则知质点C再经过0.15s通过平衡位置，故D正确；质点一个周期内通过的路程一定为四倍振幅，即为4×0.4cm=1.6cm，故E正确。所以CDE正确，AB错误。

(2)试题分析：当半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的地面上，经过第一次折射时，由于入射角等于零，所以折射角也是零，因此折射光线不发生偏折．当第二次折射时，由于入射角等于60°，而玻璃的折射率为1.73，可得入射角与临界角的大小，所以会发生光的全反射，反射光线却恰好垂直射出；可根据几何关系可确定光线在圆锥内和外通过的路程，由求出光线在玻璃中的速度，即可求解

（I）临界角与折射率间的关系为： ，

代入数据解得： ；

因为： ° 即入射角大于临界角

所以，光线I能在圆锥的侧面B点发生全反射。

（II）根据几何关系可知

所以，总时间