2017-2018学年物理人教版选修3-4:模块综合检测
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  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)

  

  图1

  如图1,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3.0 m。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,他的眼睛到池面的高度为2.0 m。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)。

  解析:(1)水面波是一种机械波,说法A正确。根据题意得周期T= s= s,频率f==0.6 Hz,说法B错误。波长λ== m=3 m,说法C正确。波传播过程中,传播的是振动形式,能量可以传递出去,但质点并不随波迁移,说法D错误,说法E正确。

  (2)(ⅰ)如图,设到达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

  nsin i=sin θ①

  由几何关系有sin i=②

  式中,l=3.0 m,h是池内水的深度。联立①②式并代入题给数据得h= m≈2.6 m。③

  (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nsin i′=sin θ′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