4.2全反射—【新教材】人教版高中物理选择性必修第一册同步检测

4.2全反射
一、单选题
、两束单色光从水中射向空气发生全反射时，光的临界角大于光的临界角，下列说法正确的是
A.
以相同的入射角从空气斜射入水中，光的折射角大
B.
分别通过同一双缝干涉装置，光形成的相邻亮条纹间距大
C.
在水中，光的传播速度较小
D.
通过同一玻璃三棱镜，光的偏折程度大
光导纤维由“内芯”和“包层”两个同心圆柱体组成，其中心部分是内芯，内芯以外的部分为包层，光从一端进入，从另一端射出，下列说法正确的是
A.
内芯的折射率大于包层的折射率
B.
内芯的折射率小于包层的折射率
C.
不同频率的可见光从同一根光导纤维的一端传输到另一端所用的时间相同
D.
若紫光以如图所示角度入射时，恰能在内芯和包层分界面上发生全反射，则改用红光以同样角度入射时，也能在内芯和包层分界面上发生全反射
红、黄、绿三种单色光以相同的入射角从水中射向空气，若绿光在界面上恰好发生全反射，则下列判断正确的是
A.
黄光一定能发生全反射
B.
红光一定能发生全反射
C.
黄光在水中的波长比红光在水中的波长长
D.
这三种单色光相比，红光在水中传播的速率最大
某种介质对空气的折射率是，一束光从该介质射向空气，入射角是，则下列光路图中正确的是图中Ⅰ为空气，Ⅱ为介质
A.
B.
C.
D.
一光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，可看成一段直线，其内芯和外套的材料不同，光在内芯中传播，下列关于光导纤维的说法正确的是
A.
内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
B.
内芯的折射率比外套的大，光传播时在外套与外界的界面上发生全反射
C.
波长越长的光在光纤中传播的速度越小
D.
频率越大的光在光纤中传播的速度越大
二、计算题（本大题共2小题，共20.0分）
一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，如图所示。玻璃的折射率为。
一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为多少？
一细束光线在O点左侧与O相距处垂直于AB从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置。???????????????????????????????????
如图，某透明介质的截面为直角三角形ABC，其中，AC边长为L，一束单色光从AC面上距A为的D点垂直于AC面射入，恰好在AB面发生全反射．已知光速为则：
求出该介质的折射率n；
求出该光束从射入该介质到第一次穿出该介质经历的光程；
求出该光束从射入该介质到第一次穿出该介质经历的时间t．
三、综合题
如图所示为一用某种特殊透光材料制成的棱镜，棱镜的截面为等腰直角三角形。一束由红光和紫光组成的平行光从棱镜的AC面垂直入射，现用光屏承接从AB和BC平面出射的光线，发现从AB平面出射的光线中某种颜色的光线出现缺失，则
A.AB面出射的光线中一定缺失紫光
B.AB面出射的光线中一定缺失红光
C.BC面出射的光线一定为非平行光
D.BC面出射的光线一定为平行光
如图所示，波源位于图中O点，A、B、O三点位于同一条直线上，O点产生的横波可沿直线传到A、B两点。已知，求：
若O点左、右两侧为不同介质，向左、向右传播的波同时传到A、B两点，则向左，向右传播的两列波的波长之比；
若O点左、右两侧为同种介质，A点比B点先起振时间，A、B两点起振后振动方向始终相反，则波源的周期为多少。
下列有关机械振动和机械波的说法正确的是________填正确答案标号
A.弹簧振子做简谐运动时，若某两个时刻位移相同，则这两个时刻的速度也一定相同
B.单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关
C.火车鸣笛向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高
D.当水波通过障碍物时，若障碍物的尺寸与波长差不多，或比波长小得多时，将发生明显的衍射现象
E.在两列波的叠加区域，若质点到两列波源的距离相等，该质点的振动一定加强
如图所示，一个玻璃三棱镜的截面为直角三角形ABC，，，现有一束单色光垂直照射到AB面上，入射点为D，三棱镜对该单色光的折射率为。
判断单色光能否从BC面上射出；
求单色光在AC面的折射光线和反射光线间的夹角。
下列说法正确的是__________填正确答案标号。
A.在同一地点，单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比
B.弹簧振子做简谐振动时，振动系统的势能与动能之和保持不变
C.在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐振动的周期越小
D.系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率。
E.机械波从一种介质传入另一介质中时，频率可能发生变化。
如图，半径为R的半球形玻璃体置于水平光屏上方，半球的上表面水平，上表面与光屏间的距离为。一束细单色光经球心O从空气中射入玻璃体内入射面即纸面，入射角为，出射光线射在光屏上B点处。已知该玻璃的折射率为，光在真空的传播速度为c。求：
光束从O点到B点的时间
现将入射光束在纸面内向左平移，求射入玻璃体的光线在球面上恰好发生全反射时，光束在上表面的入射点到O点的距离。
一简谐横波沿x轴正方向传播，在时刻，该波的波形图如图所示，P、Q是介质中的两个质点。图表示介质中某质点的振动图象。下列说法正确的是
??
A.质点Q的振动图象与图相同
B.在时刻，质点P的速率比质点Q的大
C.在时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的大
D.平衡位置在坐标原点的质点的振动图象如图所示
E.在时刻，质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大如图所示，某透明介质的截面为直角三角形ABC，其中，AC边长为L，一束单色光从AC面上距A为的D点垂直AC面射入，恰好在AB面上发生全反射。已知光速为c，求：
该介质的折射率；
该光束从射入该介质到第一次穿出经历的时间t。
如图所示，一束含有两种频率的复色光a沿半径方向入射到半圆形玻璃砖的圆心O点，经过玻璃砖后有b、c两束光射出，下列说法正确的有________填正确答案标号．
A.b光折射率比c光折射率小
B.b光穿过玻璃砖所用的时间比c光穿过玻璃砖所用的时间长
C.入射光在O点的入射角从0开始增大，c光比b光先消失
D.在真空中b光的波长比c光的短
E.b光比c光更容易发生衍射现象
一列简谐横波在一均匀介质中传播的速度，P、Q是该波传播过程中的两个质点，它们的平衡位置相距，这列波的波长大于而小于如图表示在波的传播过程中P、Q两质点的振动图象．求：
波的能量在P和Q间传播所需要的时间；
该波的振动周期T．
如图甲所示为一列简谐横波在时的波形图，A是平衡位置为处的质点，如图乙所示为处质点的振动图象，则下列说法正确的是________。填正确答案标号。
A.该波的传播方向沿x轴负方向
B.该波的传播速度为
C.时坐标原点O处的质点第一次到达波峰
D.时质点A的速度方向沿y轴负方向
E.质点A的振动方程为
如图所示，在平静的水面下深H处有一个点光源A，由点光源A发出的某条光线射出水面时入射角为，其折射光线与水面的夹角也为，已知光在真空中的传播速度为c，求：
水面上有光线射出区域的面积S；
从水面上射出的光线在水中传播的最长时间t。
4.2全反射
一、单选题
、两束单色光从水中射向空气发生全反射时，光的临界角大于光的临界角，下列说法正确的是
A.
以相同的入射角从空气斜射入水中，光的折射角大
B.
分别通过同一双缝干涉装置，光形成的相邻亮条纹间距大
C.
在水中，光的传播速度较小
D.
通过同一玻璃三棱镜，光的偏折程度大
【答案】A
【解析】
【分析】
在光全反射时，由临界角与折射率间的关系判断两种色光在介质中的折射率的大小；从而由折射定律判断二者以相同角入射时的折射角大小；由两种色光的折射率的大小与频率的关系可得二者的频率关系，再由双缝干涉相邻明文间距公式判断；由爱因斯坦光电效应方程由二者的频率关系判断当a光照射某金属表面能发生光电效应，b
光是否也能发生光电效应；由光的偏折程度与折射率的关系判断二者的偏折程度大小；
本题主要考查光的全反射、折射、双缝干涉、光电效应的知识的综合应用，关键掌握光的折射率与波长、频率关系是解题的关键。难度一般。
【解答】
A.由于两束单色光从水中射向空气发生全反射时，a
光的临界角大于b
光的临界角；由临界角与折射率的关系：，可知a光的折射率较小，故二者以相同的入射角从空气斜射入水中时，由折射定律可知a
光的折射角大，A正确；
B.当二者分别通过同一双缝干涉装置时，由相邻明文间距：，由于a光的折射率较小，由折射率与频率的关系可知，其频率也较小，再由波长与频率关系可知，其波长较长，故由表达式可知，a光形成的相邻亮条纹间距大，B错误；
C.根据可知，光的折射率小于光的折射率，故a的传播速度大于b的传播速度，C错误；
D.由光的折射率、频率、偏折程度、波长的变化规律可知，折射率越小，其在三棱镜通过时的偏折程度越小；故通过同一玻璃三棱镜时，由于a
光的折射率较小，故其偏折程度小，D错误。
故选A。
光导纤维由“内芯”和“包层”两个同心圆柱体组成，其中心部分是内芯，内芯以外的部分为包层，光从一端进入，从另一端射出，下列说法正确的是
A.
内芯的折射率大于包层的折射率
B.
内芯的折射率小于包层的折射率
C.
不同频率的可见光从同一根光导纤维的一端传输到另一端所用的时间相同
D.
若紫光以如图所示角度入射时，恰能在内芯和包层分界面上发生全反射，则改用红光以同样角度入射时，也能在内芯和包层分界面上发生全反射
【答案】A
【解析】解：AB、光线在内芯和包层的界面上发生全反射，知光从光密介质进入光疏介质，则内芯的折射率大于包层的折射率．故A正确，B错误．
C、不同频率的光在界面上发生全反射，知经过的路程相同，根据，知光在介质中传播的速度不同，则传播的时间不同．故C错误．
D、根据，知折射率越大，临界角越小，红光的折射率小，则临界角大，若紫光恰能发生全反射，则红光不能在分界面上发生全反射．故D错误．
故选A．
发生全反射的条件是：1、光从光密介质进入光疏介质．2、入射角大于等于临界角．根据光在介质中的速度和路程求出光传播的时间，从而比较出时间的长短．
解决本题本题的关键在于掌握发生全反射的条件和全反射临界角．
红、黄、绿三种单色光以相同的入射角从水中射向空气，若绿光在界面上恰好发生全反射，则下列判断正确的是
A.
黄光一定能发生全反射
B.
红光一定能发生全反射
C.
黄光在水中的波长比红光在水中的波长长
D.
这三种单色光相比，红光在水中传播的速率最大
【答案】D
【解析】
【分析】
根据折射定律可知三种光的折射率大小，由临界角公式，分析临界角的大小；由判断光在该介质中速度关系．再由可得光在介质中的波长如何变化。
本题主要考查折射定律、临界角、全反射的条件。
【解答】
根据折射定律可知折射率最大的是绿光，最小的是红光，由临界角公式，临界角最小的是绿光，最大的是红光，由于绿光恰好发生全反射，所以黄光，红光一定不发生光的全反射，故AB错误；
D.由判断，可知，折射率越大的传播速度越小，所以绿光在介质中的传播速率最小，红光在水中传播的速率最大，故D正确；
C.
红光在水中的传播速率最大，同时红光的频率最小，由可知红光在水中的波长比黄光长，故C错误。
故选D。
某种介质对空气的折射率是，一束光从该介质射向空气，入射角是，则下列光路图中正确的是图中Ⅰ为空气，Ⅱ为介质
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】由题意知，光由光密介质射向光疏介质，由，得，故光在两介质的界面上会发生全反射，只有反射光线，没有折射光线。故选D。
一光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，可看成一段直线，其内芯和外套的材料不同，光在内芯中传播，下列关于光导纤维的说法正确的是
A.
内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
B.
内芯的折射率比外套的大，光传播时在外套与外界的界面上发生全反射
C.
波长越长的光在光纤中传播的速度越小
D.
频率越大的光在光纤中传播的速度越大
【答案】A
【解析】解析：选A
当内芯的折射率比外套的大时，光传播时在内芯与外套的界面上才能发生全反射，故选项A正确，B错误；波长越长的光，频率越小，介质对它的折射率n越小，根据公式，光在光纤中传播的速度越大，故选项C、D错误。
二、计算题（本大题共2小题，共20.0分）
一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，如图所示。玻璃的折射率为。
一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为多少？
一细束光线在O点左侧与O相距处垂直于AB从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置。???????????????????????????????????
【答案】解：
在O点左侧，设从E点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角，
则OE区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出，如图所示：
由全反射条件有：，
由几何关系有：，
由对称性可知，若光线都能从上表面射出，光束的宽度最大为：，
联立代入已知数据得：；
设光线在距O点的C点射入后，在上表面的入射角为，由几何关系和已知条件得：，
光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最后由G点射出，如图乙所示：
由反射定律和几何关系得：，
射到G点的光有一部分被反射，沿原路返回到达C点射出。
【解析】本题考查了全反射定律以及反射定律的应用，正确作出光路图，灵活运用几何知识求解是关键。
光不上表面射出，即从下表面射出，由全反射定律求出临界角C，然后由几何知识求出入射光束在AB上的最大宽度；
画出光路图，由几何知识求出光线在玻璃砖中的传播距离，进而可求出射位置。
如图，某透明介质的截面为直角三角形ABC，其中，AC边长为L，一束单色光从AC面上距A为的D点垂直于AC面射入，恰好在AB面发生全反射．已知光速为则：
求出该介质的折射率n；
求出该光束从射入该介质到第一次穿出该介质经历的光程；
求出该光束从射入该介质到第一次穿出该介质经历的时间t．
【答案】解：
由于光线垂直于AC面射入，故光线在AB面上的入射角为，由题意知，光线恰好在AB面上发生全反射，所以入射角等于临界角，则全反射临界角；
由全反射条件可求得：
如图所示光路图，
原光线垂直于AC面射入，即DF方向方向
由图可知，，，
，则，
故光在介质中的传播距离为：
光在介质中的传播速度：
光在介质中的传播时间：
【解析】据题意，光线恰好在AB面发生全反射，入射角等于临界角．根据几何关系求出临界角C，由求出折射率；
运用几何知识求出光线在介质中通过的路程s，由求出光在介质中的速度，由求解时间。
本题关键要理解全反射现象及其产生的条件，知道临界角其实是入射角，能灵活几何关系求解入射角和折射角。
三、综合题（本大题共6小题，共72.0分）
如图所示为一用某种特殊透光材料制成的棱镜，棱镜的截面为等腰直角三角形。一束由红光和紫光组成的平行光从棱镜的AC面垂直入射，现用光屏承接从AB和BC平面出射的光线，发现从AB平面出射的光线中某种颜色的光线出现缺失，则
A.AB面出射的光线中一定缺失紫光
B.AB面出射的光线中一定缺失红光
C.BC面出射的光线一定为非平行光
D.BC面出射的光线一定为平行光
如图所示，波源位于图中O点，A、B、O三点位于同一条直线上，O点产生的横波可沿直线传到A、B两点。已知，求：
若O点左、右两侧为不同介质，向左、向右传播的波同时传到A、B两点，则向左，向右传播的两列波的波长之比；
若O点左、右两侧为同种介质，A点比B点先起振时间，A、B两点起振后振动方向始终相反，则波源的周期为多少。
【答案】
解：由题意可知：
波速为两列波频率相等
则
设波源周期为T，由题意可知：
1，2，
得1，2，。
【解析】
【分析】
由知折射率大的光，临界角小，容易发生全反射；根据反射定律可知BC面出射的光线一定为平行光。
本题主要考查光的全反射、折射率、临界角、光的反射定律。
【解答】
面出射的光线中缺失的光是发生了全反射，由知折射率大的光，临界角小，容易发生全反射，红光和紫光比较，紫光折射率大，所以紫光容易发生全反射，所以AB面出射的光线中一定缺失紫光，故A正确，B错误；
根据反射定律可知反射角等于入射角，所以BC面出射的光线一定为平行光，故C错误，D正确。
故选AD。
本题主要考查波传播的周期性、波速、波长和频率。
由题意可知波速之比，根据波速、波长和频率的关系则可知两列波的波长之比；
根据波传播的周期性得出时间和周期的关系，即可求出波源的周期。
下列有关机械振动和机械波的说法正确的是________填正确答案标号
A.弹簧振子做简谐运动时，若某两个时刻位移相同，则这两个时刻的速度也一定相同
B.单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关
C.火车鸣笛向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高
D.当水波通过障碍物时，若障碍物的尺寸与波长差不多，或比波长小得多时，将发生明显的衍射现象
E.在两列波的叠加区域，若质点到两列波源的距离相等，该质点的振动一定加强
如图所示，一个玻璃三棱镜的截面为直角三角形ABC，，，现有一束单色光垂直照射到AB面上，入射点为D，三棱镜对该单色光的折射率为。
判断单色光能否从BC面上射出；
求单色光在AC面的折射光线和反射光线间的夹角。
【答案】；
解：光在玻璃三棱镜中传播的光路图如图所示，
设光在BC面上的入射角为i，由几何关系可得：
设光在BC界面发生全反射的临界角为C：
可得：，故光在BC面发生全反射，不能从BC面射出；
设光在AC面的入射角为，折射角为，反射角为，由几何关系可知：
解得：。
【解析】
【分析】
对简谐运动，若某两个时刻位移相同，这两个时刻的速度方向不一定相同；受迫振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率无关；根据多普勒效应判断接收频率与波源发出频率的关系；当波长与障碍物尺寸差不多，或比障碍物尺寸大，会发生明显的衍射；根据两列波发生干涉的条件判断振动加强或减弱。
本题考查了简谐运动、受迫振动、多普勒效应、干涉现象、衍射现象等基础知识点，关键要熟悉教材，牢记这些基础知识点。
【解答】
A.弹簧振子做简谐运动时，若某两个时刻位移相同，则这两个时刻的速度大小一定相等，但速度的方向不一定相同，故A错误；
B.单摆在周期性外力作用下做受迫振动，单摆的周期与驱动力的周期相等，与固有周期无关，因此与单摆的摆长无关，故B正确；
C.火车鸣笛向我们驶来时，根据多普勒效应知，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高，故C正确；
D.当水波通过障碍物时，若障碍的尺寸与波长差不多，或比波长小得多时，将发生明显的衍射现象，故D正确；
E.若两列波的波源频率相同，振动情况相同时，质点到两列波源的距离相等，该质点的振动一定加强，否则该质点的振动并不加强，故E错误。
故选BCD。
本题是几何光学问题，作出光路图是解题的关键之处，再运用几何知识求出入射角、折射角，即能很容易解决此类问题。
作出光线经BC面反射，在AC面上的折射与反射的光路图，由几何关系可求得光在BC面上的入射角，根据全反射临界角判断光能否在BC面上射出。
光在AC面上发生反射和折射，由几何关系求出折射光线和反射光线间的夹角。
下列说法正确的是__________填正确答案标号。
A.在同一地点，单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比
B.弹簧振子做简谐振动时，振动系统的势能与动能之和保持不变
C.在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐振动的周期越小
D.系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率。
E.机械波从一种介质传入另一介质中时，频率可能发生变化。
如图，半径为R的半球形玻璃体置于水平光屏上方，半球的上表面水平，上表面与光屏间的距离为。一束细单色光经球心O从空气中射入玻璃体内入射面即纸面，入射角为，出射光线射在光屏上B点处。已知该玻璃的折射率为，光在真空的传播速度为c。求：
光束从O点到B点的时间
现将入射光束在纸面内向左平移，求射入玻璃体的光线在球面上恰好发生全反射时，光束在上表面的入射点到O点的距离。
【答案】
解：当光线经球心O入射时，光路图如图所示。
由折射定律有
解得：
O、B之间的距离为
光在玻璃中的传播速度为??
光从O到B的时间为??
发生全反射时，临界角C满足
光线左移，恰好在玻璃体球面发生全反射时，光路图如图所示。设此时光线入射点为E，折射光线射到玻璃体球面的D点。由题意有
在内，根据正弦定理有
联立以上各式并利用题给条件得。
【解析】
【分析】
单摆做简谐运动的周期只与摆长有关，与摆球的质量、振幅无关。弹簧振子做简谐振动时，只有重力和弹力做功，机械能守恒；物体在周期性驱动力作用下做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率．与固有频率无关；由于波的频率就等于波源的振动频率，则当一列机械波从一种介质进人另一种介质时，其频率保持不变。
该题考查简谐振动与机械波的几个比较重要的知识点的内容，都是一些记忆性的知识点，在平时的学习中多加积累即可。
【解答】
单摆做简谐运动的周期公式是知，单摆做简谐运动的周期只与摆长有关，与摆球的质量、振幅无关，故A正确、C错误；
B.弹簧振子做简谐振动时，只有重力和弹力做功，机械能守恒，振动系统的势能与动能之和保持不变，故B正确；
D.物体在周期性驱动力作用下做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率无关，故D正确；
E.由于波的频率就等于波源的振动频率，则当一列机械波从一种介质进人另一种介质时，其频率保持不变，故E错误。
故选ABD。
解决本题的关键作出光路图，灵活运用数学知识，结合折射定律和全反射的知识进行求解，本题对数学几何能力要求较高，需加强这方面的训练。
根据折射定律求出折射角，由几何关系求出OB间的距离，从而求出光从O到B的时间；
在玻璃体球面上光线恰好发生全反射时，作出光路图，根据角度关系，运用正弦定理求出束在上表面的入射点到O点的距离。
一简谐横波沿x轴正方向传播，在时刻，该波的波形图如图所示，P、Q是介质中的两个质点。图表示介质中某质点的振动图象。下列说法正确的是
??
A.质点Q的振动图象与图相同
B.在时刻，质点P的速率比质点Q的大
C.在时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的大
D.平衡位置在坐标原点的质点的振动图象如图所示
E.在时刻，质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大如图所示，某透明介质的截面为直角三角形ABC，其中，AC边长为L，一束单色光从AC面上距A为的D点垂直AC面射入，恰好在AB面上发生全反射。已知光速为c，求：
该介质的折射率；
该光束从射入该介质到第一次穿出经历的时间t。
【答案】；
解：画出光路图，如图所示，
由几何知识可知光线在AB面上的入射角为，而光线恰好在AB面上发生全反射，入射角等于临界角C，所以，
该介质的折射率为：；
由图可知：?
故光在介质中传播距离为：
光束在介质中的传播速度为：
光在介质中传播时间为：。
答：该介质的折射率是2；
该光束从射入该介质到第一次穿出经历的时间t是。
【解析】
【分析】
根据简谐波的图像得到时刻质点Q的振动方向从而得到质点Q的振动图像；根据时刻质点P和质点Q的位置确定P、Q的速率和加速度以及它们与其平衡位置的距离。
把握简谐振动的描述和简谐波的形成和传播的性质是解题的关键。
【解答】
A.简谐机械波沿x轴正方向传播，在时刻，质点Q的振动方向向上，而在振动图象上在时刻质点的振动方向向下，所以图b不是质点Q的振动图象，故A错误；
B.在时刻，质点P位于波谷，速度为零，质点Q位于平衡位置，则质点P的速率比质点Q的小，故B错误；
C.在时刻，质点P的位移比质点Q的大，则质点P的加速度的大小比质点Q的大，故C正确；
D.在时刻，平衡位置在坐标原点的质点振动方向向下，与振动图象相符，所以平衡位置在坐标原点的质点的振动图象如图所示，故D正确；
E.在时刻，质点P位于波谷，质点Q位于平衡位置，则质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大，故E正确。
故选CDE。
本题关键要理解全反射现象及其产生的条件，知道临界角其实是一种入射角，能灵活运用几何关系求解入射角和折射角。
光线恰好在AB面发生全反射，入射角等于临界角。根据几何关系求出临界角C，由求出折射率。
由公式求出光束在介质中的传播速度。作出光路图，运用几何知识求出光线在介质中通过的路程s，再由公式求解传播的时间。
如图所示，一束含有两种频率的复色光a沿半径方向入射到半圆形玻璃砖的圆心O点，经过玻璃砖后有b、c两束光射出，下列说法正确的有________填正确答案标号．
A.b光折射率比c光折射率小
B.b光穿过玻璃砖所用的时间比c光穿过玻璃砖所用的时间长
C.入射光在O点的入射角从0开始增大，c光比b光先消失
D.在真空中b光的波长比c光的短
E.b光比c光更容易发生衍射现象
一列简谐横波在一均匀介质中传播的速度，P、Q是该波传播过程中的两个质点，它们的平衡位置相距，这列波的波长大于而小于如图表示在波的传播过程中P、Q两质点的振动图象．求：
波的能量在P和Q间传播所需要的时间；
该波的振动周期T．
【答案】；
解：机械波在同一种均匀介质中传播：，
解得：；
若波从P向Q传播：，即、1、，
由得：、1、，
因为，所以n只能取0和1，故周期为或，
同理，若波从Q向P传播：，即、1、，
则、1、，
因为，所以n只能取0，1，故周期为或。
【解析】
【分析】
本题考查了光的折射定律；解决该题的关键是能根据题中的光路图分析两光在玻璃砖中的偏转程度，知道折射率越大，频率越小，熟记光在介质中传播的速度的公式。
根据光线的偏折程度，比较光的折射率大小，从而得出光速、频率、波长、全反射临界角的大小关系，根据产生全反射的条件：光从光密介质射入光疏介质，且入射角大于临界角。
【解答】
A.根据几何光学知识可知，a光是含有两种频率的复色光，b光和c光是单色光，且b光折射率小，频率低，故A正确；
B.c光的折射率大，根据知，c光在介质中传播的速度较小，在玻璃中传播的时间较长，故B错误；
C.由可知，若入射光的入射角从0开始增大，c光比b光先消失，故C正确；
在同种介质中折射率大的频率高，由知频率大的波长短，即在真空中b光的波长比c光的长，b光比c光更容易发生衍射现象，故D错误、E正确。
故选ACE。
本题考查了波长、频率和波速的关系；机械振动问题中，一般根据振动图或质点振动得到周期、质点振动方向；再根据波形图得到波长和波的传播方向，从而得到波速及质点振动，进而根据周期得到路程。
根据波的传播速度由求出波的能量在P和Q间传播所需要的时间；
分析若波的可能传播分析，根据P、Q的平衡位置相距x，结合?求出该波的振动周期T。
如图甲所示为一列简谐横波在时的波形图，A是平衡位置为处的质点，如图乙所示为处质点的振动图象，则下列说法正确的是________。填正确答案标号。
A.该波的传播方向沿x轴负方向
B.该波的传播速度为
C.时坐标原点O处的质点第一次到达波峰
D.时质点A的速度方向沿y轴负方向
E.质点A的振动方程为
如图所示，在平静的水面下深H处有一个点光源A，由点光源A发出的某条光线射出水面时入射角为，其折射光线与水面的夹角也为，已知光在真空中的传播速度为c，求：
水面上有光线射出区域的面积S；
从水面上射出的光线在水中传播的最长时间t。
【答案】
解：由题意可知发出的某条光线的入射角为，折射角为，由折射定律得?
解得
设光线从水面射出的临界角为C，光路如图所示：
则
A发出的光线射出水面的区域为圆，设其半径为R，则?
联立解得；
从水面上射出的光线在水中传播的最长距离为
光线在水中的传播速度为?
所用时间为
联立解得。
【解析】
【分析】
结合波形图与振动图象可判断波的传播方向；由两图分别得出波长与周期，求出波速；由质点的振动情况求解坐标原点O处的质点第一次到达波峰的时间；时质点A向下振动，则可分析时质点A的速度方向；由振幅、周期结合A质点的振动情况得到A质点的振动方程。
掌握波的传播与质点的振动关系是求解的关键，如何将两个图象联系起来是求解的难点。
【解答】
A.由波形图和时处质点的振动方向可知该波沿x轴负方向传播，A项正确；
B.由波形图知该波的波长为，由振动图象知周期为，则波速为，B项错误；
C.坐标原点O处的质点第一次到达波峰的时间为，C项正确；
D.时质点A向下振动，经，质点A通过平衡位置向上振动，D项错误；
E.振幅为，则质点A的振动方程为，E项正确。
故选ACE。
当光在界面发生全反射时光线不能从水面上射出，结合几何关系求解水面上有光线射出区域的面积S；
因为光在水中传播速度一定，所以由几何关系求出光在水里传播最远距离，即可求解从水面上射出的光线在水中传播的最长时间t。
本题主要考查光的折射和全反射的综合应用，解题的关键是正确做出光路图，结合几何关系进行分析求解。
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