Question

（8分）【物理—物理3-4】
（1）漁船常利用超聲波來探測遠外魚群的方位。已知某超聲波頻率為1.0×Hz，某時刻該超聲波在水中傳播的波動圖像如圖所示。

①從該時刻開始計時，畫出m處質點做簡諧運動的振動圖像（至少一個周期）。
②現測得超聲波信號從漁船到魚群往返一次所用時間為4s，求魚群與漁船間的距離（忽略船和魚群的運動）。
（2）如圖所示，一段橫截面為正方形的玻璃棒，中間部分彎成四分之一圓弧形狀，一細束單色光由MN端面的中點垂直射入，恰好能在弧面EF上發生全反射，然后垂直PQ端面射出。

①求該玻璃棒的折射率。
②若將入射光向N端平移，當第一次射到弧面EF上時_____（填“能”“不能”或“無法確定能否”）發生全反射。

Answer 1

（1）①如圖所示

②m
（2）①
②能

（1）①如圖所示

②由波形圖讀出波長m
由波速公式得
                 ①
魚群與漁船的距離為
                ②
聯立①②式，代入數據得
m              ③
（2）①如圖所示單色光照射到EF弧面上時剛好發生全反射，由全反射的條件得

               ④
由折射定律得
            ⑤
聯立④⑤式得
               ⑥
②能