[物理——选修3–4](15分)
(1)(5分)某同学漂浮在海面上,虽然水面波正平稳地以1.8m./s的速率向着海滩传播,但他并不向海滩靠近。该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15s。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分)
A.水面波是一种机械波
B.该水面波的频率为6Hz
C.该水面波的波长为3m
D.水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时能量不会传递出去
E.水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时振动的质点并不随波迁移
(2)(10分)如图,在注满水的游泳池的池底有一点光源A,它到池边的水平距离为3.0m。从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角,水的折射率为。
(i)求池内的水深;
(ii)一救生员坐在离池边不远处的高凳上,他的眼睛到地面的高度为2.0m。当他看到正前下方的点光源A时,他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°。求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保留1位有效数字)。
参考答案:
(1)ACE
(2)(i)
如图,设达到池边的光线的入射角为i。依题意,水的折射率n=,光线的折射角θ=90°。由折射定律有
nsini=sinθ①
由几何关系有
sini=②
式中,l=3m,h是池内水的深度。联立①②式并代入题给数据得
h=m≈2.6m③
(ii)设此时救生员的眼睛到池边的距离为x。依题意,救生员的视线与竖直方向的夹角为θ’=45°。由折射定律有
nsini’=sinθ’④
式中,i’是光线在水面的入射角。设池底点光源A到水面入射点的水平距离为a。由几何关系有
sini’=⑤
x+l=a+h’⑥
式中h’=2m。联立③④⑤⑥式得
⑦