1.(2020·四川绵阳四模)(1)如图所示,一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为θ经折射后射出a、b两束光线,则( ACE )
A.在真空中,a光的波长小于b光的波长
B.在玻璃中,a光的波长大于b光的波长
C.在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度
D.若改变光束的入射方向使θ角逐渐减小,则折射光线b首先消失
E.若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大,则折射光线a首先消失
(2)同一种均匀介质中沿x轴正方向传播的简谐横波上有两个质点M和N,其平衡位置分别是xM=10 cm和xN=22 cm.t1=14 s时刻,M离开平衡位置的位移是2 cm,N在波峰;t2=16 s时刻,质点M第一次回到平衡位置;t3=20 s时刻,质点N第一次回到平衡位置.求:
①简谐横波的波长:
②质点M离开平衡位置的位移y与时刻t的关系式.
【答案】 (2)①72 cm ②y=4sincm(t≥4 s)
【解析】 (1)光线a的偏折程度大,则a光的折射率大,说明a光的频率高,根据c=λν,a光在真空中的波长较短,故A正确;由v=可知,由于a光的折射率大,则在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度,由v=λν可知,由于在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度且a光的频率高,则在玻璃中,a光的波长小于b光的波长,故B错误,C正确;若改变光束的入射方向使θ角逐渐减小,则两光都不能发生全反射即都不会消失,故D错误;由公式sin C=可知,由于a光的折射率大,则a光的临界角小,所以改变光束的入射方向使θ角逐渐变大,则折射光线a首先消失,故E正确.故选ACE.
(2)①质点N,t1=14 s时刻在波峰,t3=20 s时刻第一次回到平衡位置,经过了四分之一个周期,设简谐波的周期为T,则=t3-t1
解得T=24 s
t2=16 s时刻,质点M第一次回到平衡位置,t3=20 s时,质点N第一次回到平衡位置,即波从M到N经过的时间为t3-t2,设波速为v,则v=
解得v=3 cm/s
设简谐横波的波长为λ,则λ=vT,解得λ=72 cm
(2)设质点M振幅为A,初相位为φ,则质点M离开平衡位置的位移x与时刻t的关系式是
y=Asin(t+φ)
将质点M在t1=14 s时刻位移2 cm,t2=16 s时刻质点M第一次回到平衡位置,代入有2=Asin
0=Asin
解得A=4 cm,φ=-
则y=0(0≤t≤4 s)
所以y=4sincm(t≥4 s)