解题思路:(1)简谐横波沿x轴正方向传播,结合波形和两点的位置,分析P1和P2运动方向关系.(2)①当光线射到AB面上恰好发生全反射时,遮光板的最小高度等于光线在AB面上的入射以ON的距离,根据折射定律求出临界角,由几何知识求出遮光板的最小高度.②作出光路图,根据几何知识确定光线射到AB面上的入射角,由折射定律求出折射角,再由几何知识求出P点到O点的距离.
(1)A、B,若P1P2<[λ/2],则由题分析得知P1、P2应分别位于同一波峰的左右两侧,根据简谐横波沿x轴正方向传播分析得到,P1向下运动,P2向上运动.故A错误,B正确.
C、D,若P1P2>[λ/2],P1、P2应位于不同的波峰上,根据简谐横波沿x轴正方向传播分析得到,P1向上运动,P2向下运动.故C正确,D错误.
故选BC
(2)①如图1,当光线在AB面入射角大于临界角C时,将没有光线出射后射向BN平面,设遮光板高度为h,则
由折射定律有sinC=
1
n
由几何知识得h=RsinC
求得h=
R
n
②如图2,当光在AB面中点入射时,入射角为30°,设P点到O点的距离为S,
由折射定律[sinθ/sin30=n
得sinθ=
n
2],cosθ=
4−n2
2
在直角△OEP中,θ=30+γ
根据正弦定律有[S
sin(180−θ)=
R/sinγ]
因此S=R
sinθ
sinγ=R
sinθ
sin(θ−30)=R
sinθ
sinθcos30−sin30cosθ
代入θ的正弦值和余弦值,求得P点到O点的距离为S=
2nR
3n−
4−n2
答:
(1)BC;
(2)
①若在玻璃砖左侧竖直放置一遮光板,使水平面BN不被照亮,遮光板的最小高度是h=
R
n.
②撤去遮光板,从OA的中点射入的光,在MN上的P处留下一个光点,P点到O点的距离是S=
2nR
3n−
4−n2.
点评:
本题考点: 波长、频率和波速的关系;光的折射定律;全反射.
考点点评: 本题第(1)题考查对波动与质点的振动关系理解、分析能力.第(2)题是几何光学问题,关键是画出光路图,分析临界条件.