A. 波速为4m/s

B. 波的频率为1.25Hz

C. x坐标为15m的质点在t=0.2s时恰好位于波谷

D. x的坐标为22m的质点在t=0.2s时恰好位于波峰

E. 当质点P位于波峰时，x坐标为17m的质点恰好位于波谷

【答案】BDE

【解析】任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s，则，解得

从图像中可知，所以根据公式，故A错误；根据公式可得波的频率为1.25Hz，B正确；x坐标为15m的质点和x坐标为3m的质点相隔12m，为波长的整数倍，即两质点为同相点，而x坐标为3m的质点经过t=0.2s即四分之一周期振动到平衡位置，所以x坐标为15m的质点在t=0.2s时振动到平衡位置，C错误；x的坐标为22m的质点和x的坐标为2m的质点为同相点，x的坐标为2m的质点经过t=0.2s即四分之一周期恰好位于波峰，故x的坐标为22m的质点在t=0.2s时恰好位于波峰，D正确；当质点P位于波峰时，经过了半个周期，而x坐标为17m的质点和x坐标为1m的质点为同相点，经过半个周期x坐标为1m的质点恰好位于波谷，E正确；

（2）一半径为R的半圆形玻璃砖，横截面如图所示。已知玻璃的全反射临界角r（r<）。与玻璃砖的底平面成（）角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上。经柱面折射后，有部分光（包括与柱面相切的入射光）能直接从玻璃砖底面射出。若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光，求底面透光部分的宽度。

【答案】

【解析】光路图如图所示，沿半径方向射入玻璃砖的光线，即光线①射到MN上时，根据几何知识入射角恰好等于临界角，即恰好在圆心O处发生全反射，光线①左侧的光线，经球面折射后，射到MN上的角一定大于临界角，即在MN上发生全反射，不能射出，光线①右侧的光线射到MN上的角小于临界角，可以射出，如图光线③与球面相切，入射角，从MN上垂直射出，

根据折射定律可得，

根据全反射定律，两式联立解得

根据几何知识，底面透光部分的宽度

17.模块3-5试题（12分）

（1）氢原子基态的能量为。大量氢原子处于某一激发态。由这些氢原子可能发出的所有光子中，频率最大的光子能量为0.96，频率最小的光子的能量为       eV（保留2位有效数字），这些光子可具有      种不同的频率。

【答案】，10

【解析】

频率最小的光子是从跃迁，即频率最小的光子的能量为

频率最大的光子能量为0.96，即，解得

即，从能级开始，共有，，，，，，，，，，10种不同频率的光子

（2）运动的原子核放出粒子后变成静止的原子核Y。已知X、Y和粒子的质量分别是M、和，真空中的光速为c，粒子的速度远小于光速。求反应后与反应前的总动能之差以及粒子的动能。

【答案】，

【解析】反应后由于存在质量亏损，所以反应前后总动能之差等于质量亏损而释放出的能量，

故根据爱因斯坦质能方程可得 ①

反应过程中三个粒子组成的系统动量守恒，故有，②

联立①②可得