Question

[物理--選修3-4]

（1）（6分）沿x軸正向傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形如圖1所示，M為介質(zhì)中的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，該波的傳播速度為40m/s，則t=

1

40

s時(shí)______
A．質(zhì)點(diǎn)M對(duì)平衡位置的位移一定為負(fù)值
B．質(zhì)點(diǎn)M的速度方向與對(duì)平衡位置的位移方向相同
C．質(zhì)點(diǎn)M的加速度方向與速度方向一定相同
D．質(zhì)點(diǎn)M的加速度方向與對(duì)平衡位置的位移方向相反
（2）（9分）如圖2所示，一玻璃球體的半徑為R，O為球心，AB為直徑．來(lái)自B點(diǎn)的光線BM在M點(diǎn)射出，出射光線平行于AB，另一光線BN恰好在N點(diǎn)發(fā)生全反射．已知∠ABM=30°，求：
①玻璃的折射率．
②球心O到BN的距離．

Answer 1

（1）A、周期T=

4

40

s=

1

10

s，經(jīng)歷

1

40

s，則經(jīng)歷了

1

4

個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)M此時(shí)向上振動(dòng)，則經(jīng)過(guò)四分之一個(gè)周期位移為正值．故A錯(cuò)誤．
B、經(jīng)過(guò)四分之一個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，與位移的方向相反．故B錯(cuò)誤．
C、經(jīng)過(guò)四分之一個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)的加速度方向向下，速度方向向下，知加速度方向與速度方向相同．故C正確．
D、經(jīng)過(guò)四分之一個(gè)周期，加速度方向向下，位移方向向上，則質(zhì)點(diǎn)加速度方向與位移方向相反．故D正確．
故選CD．
（2）設(shè)光線BM在M點(diǎn)的入射角為i，折射角為r，由幾何知識(shí)可知，i=30°，r=60°，根據(jù)折射定律得
n=

sinr

sini

⑤
代入數(shù)據(jù)得
n=

3

⑥
光線BN恰好在N點(diǎn)發(fā)生全反射，則∠BNO為臨界角C．
sinC=

1

n

⑦
設(shè)球心到BN的距離為d，由幾何知識(shí)可知
d=RsinC ⑧
聯(lián)立⑥⑦⑧式得
d=

3

3

R
答：①玻璃的折射率為

3

．
②球心O到BN的距離為

3

3

R．