精品解析：河南省郑州市新郑双语高级中学2023-2024学年高二下学期期中物理试题

2023-2024学年下学期期中测评试卷 高二 物理 注意事项： 1.本试卷共6页，满分100分，考试时间75分钟。考生答题全部答在答题卡上，答在本试卷上无效。 2.请认真核对监考教师在答题卡上所粘贴条形码的姓名、准考证号是否与本人相符合，再将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水签字笔填写在答题卡及本试卷上。 3.答选择题必须用2B铅笔将答题卡上对应的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答非选择题必须用0.5毫米黑色墨水签字笔写在答题卡的指定位置，在其他位置答题一律无效。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 下列说法正确是（　　） A. 作用在静止的物体上的力的冲量一定为零 B. 物体做受迫振动达到稳定后，物体振动的频率等于物体的固有频率 C. 只有水波会发生干涉现象，声波、电磁波等其他波都不能发生干涉现象 D. 自然光在玻璃、水面等表面反射时，反射光和折射光都是偏振光 2. 垒球是一项集竞技性、观赏性和娱乐性为一体的运动项目。如图所示，一个质量为的垒球，以的水平速度飞向球棒，被球棒击打后，反向水平飞回。若球棒与垒球的作用时间为，球棒与垒球的平均作用力大小为，以沿垒球飞向球棒的方向为正方向，则下列说法正确的是（　　） A. 球棒对垒球的冲量为 B. 垒球对球棒的冲量为 C. 垒球的初动量为 D. 垒球被击出后的速度大小为 3. 有两个简谐运动，振动方程分别为和，下列有关它们的说法正确的是（　　） A. 它们的振幅之比为 B. 它们的周期之比为 C. 它们的频率均为 D. 它们的相位差 4. 如图所示为一列沿轴负方向传播的简谐横波在时刻的部分波形，为波上两个质点。下列说法正确的是（　　） A. 该波的波长为 B. 时，的速度大于的速度 C. 若简谐横波的周期为，则比早回到平衡位置 D. 若简谐横波的周期为，则时间内，沿轴移动 5. 如图所示，一竖直接收屏在A点与玻璃球体相切，玻璃球体的半径为R，O为球心，AB为直径。自B点发出的一光线沿方向在点射出，，出射光线平行于，照射在接收屏上的Q点。另一光线沿方向恰好在N点发生全反射，。下列说法正确的是（　　） A. 玻璃球体对光的折射率比对光的折射率大 B. 在玻璃球体中光的传播速度比光的传播速度小 C. 若光为黄光，则光可能是绿光 D. 用同一双缝干涉实验装置做实验，光的干涉条纹间距比光的干涉条纹间距小 6. 如图甲所示，处于静止状态的两个弹性球A和B放在光滑的水平面上，质量分别为和，其中。现给A球一个水平向右的瞬时冲量，使A、B两球发生弹性碰撞；以A、B碰撞瞬间为计时起点，图乙表示两球的速度随时间变化的规律，从图示信息可知（　　） A. 初始时刻，A球所受瞬时冲量大小为 B. 在时刻，B球的动量大小为 C. 在时刻，A球动量为 D. 在相互挤压的过程中产生的最大弹性势能为 7. 利用如图所示的实验装置，研究双缝干涉现象并测量出光的波长，下列说法中正确的有（　　） A. 若仅将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距将会从甲图变为乙图所示情况 B. 若仅将滤光片由紫色换成绿色，干涉条纹间距将会从甲图变为乙图所示情况 C. 若仅将遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许，干涉条纹会变宽 D. 若测量过程中误将7个条纹间距数成6个，波长测量值偏小 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，一列简谐横波在时刻的波形图如图甲所示，是平衡位置在处的质点，是平衡位置在处的质点，图乙为质点的振动图像。下列说法中正确的是（　　） A. 这列波沿轴正方向传播 B. 在时，质点偏离平衡位置的位移为 C. 在时，质点的加速度方向与轴正方向相同 D. 从到，质点沿波的传播方向移动的距离为 9. 下列四种光学现象，对其原理解释正确的是（　　） A. 抽掉图甲中薄片后，从上而下观察到干涉条纹的数目会增多 B. 图乙中央的亮点（泊松亮斑）是由光的干涉形成的 C. 图丙中观看立体电影的眼镜镜片是依据光的偏振原理制成的 D. 图丁中水中的气泡非常明亮，其原因是一部分光发生了全反射 10. 如图所示，光滑水平面上放置一质量为M的小车，固定在小车上的轻竖杆一端系一长为l的细绳，细绳的另一端固定质量为m的小球。将小球向右拉至细绳刚好水平后放手，则下列说法正确的是（　　） A. 小球摆到报低点时的速度大小为 B. 水平方向任意时刻小球与小车的动量总是等大反向或都为零 C 小球能向左摆到原高度 D. 小车向右移动的最大距离为 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学选用如图所示的单摆实验装置测定重力加速度。 （1）组装单摆时，应在下列器材中选用______。 A. 长度为左右的细线 B. 长度为左右的细线 C. 直径为d的塑料球 D. 直径为d的铁球 （2）组装好装置，用毫米刻度尺测摆线长，用游标卡尺测摆球直径d游标卡尺示数如图所示，则摆球直径______，记摆长。 （3）改变摆长，测量出多组周期和摆长的数值后，画出“的关系图像如下图所示，则当地的重力加速度______（用图中的字母及表示）。 （4）若在实验过程中，该同学误将摆球59次全振动的时间记作60次，则重力加速度的测量值会______（选填“不变”“偏大”或“偏小”）。 12. 用“碰撞实验器”验证动量守恒定律，如图所示。用两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞，测量碰撞前后的动量大小，比较碰撞前后动量关系来验证动量守恒定律。 （1）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？______。 A. 水平槽上未放被碰小球时，测量入射小球落点位置到O点的距离 B. 两球碰撞后，测量入射小球和被碰小球落点到O点的距离 C. 测量两球的直径 D. 测量两球的质量（或两球质量之比） E. 测量水平槽面相对于O点的高度 （2）实验中，关于入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法中正确的是______。 A. 释放点越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，误差越小 B. 释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量的相对误差越小，两球速度的测量越准确 C. 释放点越高，两球相碰时，相互作用的内力越大，碰撞前后动量之差越小，误差越小 D. 释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，轨道对被碰小球的阻力越小 （3）图中点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射小球多次从斜轨上位置由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置，测出平抛射程，然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分末端，仍将入射小球从斜轨上位置由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复该操作，入射小球与被撞小球平均落地点到点距离分别为。若入射小球质量为，被碰小球质量为，则关系式______（用及表示）成立，即表示碰撞中动量守恒。 13. 一列简谐横波在介质中沿轴正方向传播，波源位于坐标原点，时波源开始振动，时波源停止振动，如图为时靠近波源的部分波形图，其中质点的平衡位置离原点的距离为。求： （1）波的传播速度。 （2）判断波源的起振方向，并写出理由。 14. 如图所示，一个半径为的半圆柱透明体和相距为的另一个边长，的长方透明体平行放置。现让一束单色光沿半圆柱体的半径入射，当圆心处入射角时，恰好有光线从边中点射入长方透明体，在的面恰好发生全反射后，从面以出射角射出长方透明体（图中未画出），已知光在空气中的传播速度为，求： （1）半圆柱体P对该单色光的折射率； （2）长方透明体Q对该单色光的折射率； （3）光从半圆柱体P入射到从长方透明体Q射出所用的时间。 15. 有一右端带有光滑圆弧槽的质量为的长木板C静止在光滑水平面上，其水平部分上表面粗糙，水平部分长度为；在长木板C的左端放一质量为的滑块B（可视为质点），B的上方点用细绳悬挂着质量为的摆球A（摆长为），如图所示。现将摆球A从某一高度静止释放，在最低点刚好与滑块B发生弹性碰撞（摆球和滑块等高）。已知碰后滑块B以初速度水平向右运动，并以的速度滑离C轨道的水平部分，且恰好能到达C右侧圆弧槽的最高点。重力加速度为，求： （1）碰撞前瞬间摆球在最低点时细绳所受的拉力； （2）滑块B与长木板C上表面间的动摩擦因数； （3）滑块B从长木板圆弧槽滑下时长木板C的速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023-2024学年下学期期中测评试卷 高二 物理 注意事项： 1.本试卷共6页，满分100分，考试时间75分钟。考生答题全部答在答题卡上，答在本试卷上无效。 2.请认真核对监考教师在答题卡上所粘贴条形码的姓名、准考证号是否与本人相符合，再将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水签字笔填写在答题卡及本试卷上。 3.答选择题必须用2B铅笔将答题卡上对应的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答非选择题必须用0.5毫米黑色墨水签字笔写在答题卡的指定位置，在其他位置答题一律无效。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 作用在静止的物体上的力的冲量一定为零 B. 物体做受迫振动达到稳定后，物体振动的频率等于物体的固有频率 C. 只有水波会发生干涉现象，声波、电磁波等其他波都不能发生干涉现象 D. 自然光在玻璃、水面等表面反射时，反射光和折射光都是偏振光 【答案】D 【解析】 【详解】A．冲量等于力和力作用时间的乘积，力作用在静止的物体上一段时间后，冲量不为零，故A错误； B．物体做受迫振动达到稳定后，物体振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关，故B错误； C．不只有水波会发生干涉现象，声波、电磁波等一切波都能发生干涉现象，干涉现象是波所特有的属性，故C错误； D．自然光在玻璃、水面等表面反射时，反射光和折射光都是偏振光，入射角变化时偏振的程度也有变化，故D正确。 故选D。 2. 垒球是一项集竞技性、观赏性和娱乐性为一体的运动项目。如图所示，一个质量为的垒球，以的水平速度飞向球棒，被球棒击打后，反向水平飞回。若球棒与垒球的作用时间为，球棒与垒球的平均作用力大小为，以沿垒球飞向球棒的方向为正方向，则下列说法正确的是（　　） A. 球棒对垒球的冲量为 B. 垒球对球棒的冲量为 C. 垒球的初动量为 D. 垒球被击出后的速度大小为 【答案】A 【解析】 【详解】C．依据题意可知，沿垒球飞向球棒的方向为正方向，则垒球的初动量为 故C错误； AB．球棒对垒球的作用力的方向与垒球飞向球棒的方向相反，故球棒对垒球的冲量为 则垒球对球棒的冲量为，故A正确，B错误； D．对垒球，由动量定理知 则垒球被击出后的速度大小为 故D错误。 故选A。 3. 有两个简谐运动，振动方程分别为和，下列有关它们的说法正确的是（　　） A. 它们的振幅之比为 B. 它们的周期之比为 C. 它们的频率均为 D. 它们的相位差 【答案】C 【解析】 【详解】对简谐运动而言，其振幅，角速度，则周期 频率 初相位为。同理，对简谐运动而言，其振幅，角速度，则周期 频率 初相位为。两者相比可知，它们的振幅之比为 它们的周期之比为 它们的频率均为；它们的相位差 故选C。 4. 如图所示为一列沿轴负方向传播的简谐横波在时刻的部分波形，为波上两个质点。下列说法正确的是（　　） A. 该波的波长为 B. 时，的速度大于的速度 C. 若简谐横波的周期为，则比早回到平衡位置 D. 若简谐横波的周期为，则时间内，沿轴移动 【答案】C 【解析】 【详解】A．如图所示，质点的位移为，刚好是振幅的一半，则根据正弦函数关系，之间的距离刚好为半个波长的，即 解得波长 故A错误； B．图中和都在距离平衡位置的距离为的地方，此时刻两者的速度大小相等，方向相反，故B错误； C．根据 则简谐横波的传播速度 则简谐波从传播到需要的时间为 因此，比早回到平衡位置，故C正确； D．在时间内，简谐波沿轴负方向平移 但质点不会随波平移，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，一竖直接收屏在A点与玻璃球体相切，玻璃球体的半径为R，O为球心，AB为直径。自B点发出的一光线沿方向在点射出，，出射光线平行于，照射在接收屏上的Q点。另一光线沿方向恰好在N点发生全反射，。下列说法正确的是（　　） A. 玻璃球体对光的折射率比对光的折射率大 B. 在玻璃球体中光的传播速度比光的传播速度小 C. 若光为黄光，则光可能是绿光 D. 用同一双缝干涉实验装置做实验，光的干涉条纹间距比光的干涉条纹间距小 【答案】C 【解析】 【详解】A．设，，则；对光而言，根据几何关系和折射率的定义可知 同理，对光而言 则 解得 故玻璃球体对光的折射率比对光的折射率小，故A错误； B．在玻璃球体中，由知 由于玻璃球对光的折射率比对光的折射率小，则光的传播速度比光的传播速度大，故B错误； C．根据光的频率越大，折射率也越大，可知光的频率比光的频率小，黄光的频率比绿光的频率小，若光为黄光，则光可能是绿光，故C正确； D．用同一双缝干涉实验装置做实验，根据 知光波长比光波长长，光的干涉条纹间距比光的干涉条纹间距大，故D错误。 故选C。 6. 如图甲所示，处于静止状态的两个弹性球A和B放在光滑的水平面上，质量分别为和，其中。现给A球一个水平向右的瞬时冲量，使A、B两球发生弹性碰撞；以A、B碰撞瞬间为计时起点，图乙表示两球的速度随时间变化的规律，从图示信息可知（　　） A. 初始时刻，A球所受瞬时冲量大小为 B. 在时刻，B球的动量大小为 C. 在时刻，A球的动量为 D. 在相互挤压的过程中产生的最大弹性势能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．初始时刻，给A球一个水平向右的瞬时冲量，根据动量定理可得 由图乙知，，故球所受瞬时冲量大小为，故A错误； B．两球碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由图乙图线可知，时刻两球速度相等，为，由动量守恒定律得 解得 在时刻，B球的动量大小为，故B错误； C．两球碰撞后，再分开，对全过程而言，根据能量守恒定律可得 由动量守恒定律可得 联立求解可得 ， 所以在时刻，A球的动量为，故C错误； D．在时刻，相互挤压的过程中产生的弹性势能最大，根据能量守恒定律得 代入数值可得 故在相互挤压的过程中产生的最大弹性势能为，故D正确。 故选D。 7. 利用如图所示的实验装置，研究双缝干涉现象并测量出光的波长，下列说法中正确的有（　　） A. 若仅将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距将会从甲图变为乙图所示情况 B. 若仅将滤光片由紫色换成绿色，干涉条纹间距将会从甲图变为乙图所示情况 C. 若仅将遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许，干涉条纹会变宽 D. 若测量过程中误将7个条纹间距数成6个，波长测量值偏小 【答案】B 【解析】 【详解】A．在波的干涉中，干涉条纹的间距 由公式可得，条纹间距与波长、双缝到光屏之间的距离成正比，与双缝间的距离成反比。若仅将单缝向双缝移动一小段距离，不会影响上述三个变量，故干涉条纹间距不会发生变化，故A错误； B．若仅将滤光片由紫色换成绿色，绿色光的波长大，紫色光的波长小，故干涉条纹间距将变大，故B正确； C．若仅将遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许，则变小，干涉条纹间距变小，故C错误； D．若测量过程中误将7个条纹间距数成6个，则变大，据 知波长测量值偏大，故D错误。 故选B。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，一列简谐横波在时刻的波形图如图甲所示，是平衡位置在处的质点，是平衡位置在处的质点，图乙为质点的振动图像。下列说法中正确的是（　　） A. 这列波沿轴正方向传播 B. 在时，质点偏离平衡位置的位移为 C. 在时，质点的加速度方向与轴正方向相同 D. 从到，质点沿波的传播方向移动的距离为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据图像分析可知，时刻，质点振动方向沿轴负方向，根据波的传播规律，可判断该波沿轴负方向转播，故A错误； B．质点位于处，根据函数关系可知，质点位移 故B正确； C．这列波的周期为，从到，处振动恰好传到点，可知时质点位移为负，此时其加速度方向与轴正方向相同，故C正确； D．据波的传播规律知，质点不会随波逐流，故D错误。 故选BC。 9. 下列四种光学现象，对其原理解释正确的是（　　） A. 抽掉图甲中薄片后，从上而下观察到干涉条纹的数目会增多 B. 图乙中央的亮点（泊松亮斑）是由光的干涉形成的 C. 图丙中观看立体电影的眼镜镜片是依据光的偏振原理制成的 D. 图丁中水中的气泡非常明亮，其原因是一部分光发生了全反射 【答案】CD 【解析】 【详解】A．图甲中，如图所示 设空气膜顶角为，、为两相邻亮条纹对应的膜厚度，则 ， 解得 抽掉薄片后，减小，增大，从上而下观察到干涉条纹的数目会减少，故A错误； B．泊松亮斑是由光的衍射现象形成的，光绕过不透光圆盘的边沿，在不透光的圆板中心形成亮斑，故B错误； C．观看立体电影时，需要配戴偏振眼镜，是因为立体电影的左右播放机播放偏振方向不同的影片，只有通过偏振片后才能看到立体电影，故C正确； D．图丁中水中的气泡非常明亮，是由于光从水中射向气泡发生了全反射现象，故D正确。 故选CD。 10. 如图所示，光滑水平面上放置一质量为M的小车，固定在小车上的轻竖杆一端系一长为l的细绳，细绳的另一端固定质量为m的小球。将小球向右拉至细绳刚好水平后放手，则下列说法正确的是（　　） A. 小球摆到报低点时的速度大小为 B. 水平方向任意时刻小球与小车的动量总是等大反向或都为零 C. 小球能向左摆到原高度 D. 小车向右移动的最大距离为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．系统只是在水平方向所受的合力为零，竖直方向的合力不为零，故水平方向的动量守恒，水平方向任意时刻小球与小车的动量总是等大反向或都为零；当小球摆到最低点时有向左的动量，则此时小车必然有向右的速度，根据能量守恒定律可知 故A错误，B正确； C．根据水平方向的动量守恒及系统机械能守恒得，小球仍能向左摆到原高度，故C正确； D．小球相对于小车的最大位移为，根据“人船模型”规律知，系统水平方向动量守恒，设小球水平方向的平均速度为，小车水平方向的平均速度为，则 两边同时乘以运动时间，则 即 又 解得小车向右移动的最大距离为，故D错误。 故选BC。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学选用如图所示的单摆实验装置测定重力加速度。 （1）组装单摆时，应在下列器材中选用______。 A. 长度为左右的细线 B. 长度为左右的细线 C. 直径为d的塑料球 D. 直径为d的铁球 （2）组装好装置，用毫米刻度尺测摆线长，用游标卡尺测摆球直径d。游标卡尺示数如图所示，则摆球直径______，记摆长。 （3）改变摆长，测量出多组周期和摆长的数值后，画出“的关系图像如下图所示，则当地的重力加速度______（用图中的字母及表示）。 （4）若在实验过程中，该同学误将摆球59次全振动的时间记作60次，则重力加速度的测量值会______（选填“不变”“偏大”或“偏小”）。 【答案】（1）AD （2）19.95 （3） （4）偏大 【解析】 小问1详解】 尽量使摆线长一些，大约左右，这样摆球在摆动过程中测量时间的误差会小一点；而摆球要选用铁球或钢球，直径大约为左右， 故选AD。 【小问2详解】 图中游标卡尺的主尺读数为，游标尺的第19条线与主尺刻度对齐，读数为 因此，最后的读数为。 【小问3详解】 根据单摆的周期公式 变形得 由的关系图像可以看出 推出重力加速度 【小问4详解】 误将摆球59次全振动的时间记作60次，则计算出来的单摆周期将变小，根据 知，值偏大。 12. 用“碰撞实验器”验证动量守恒定律，如图所示。用两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞，测量碰撞前后的动量大小，比较碰撞前后动量关系来验证动量守恒定律。 （1）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？______。 A. 水平槽上未放被碰小球时，测量入射小球落点位置到O点的距离 B. 两球碰撞后，测量入射小球和被碰小球落点到O点的距离 C. 测量两球的直径 D. 测量两球的质量（或两球质量之比） E. 测量水平槽面相对于O点的高度 （2）实验中，关于入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法中正确的是______。 A. 释放点越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，误差越小 B. 释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量的相对误差越小，两球速度的测量越准确 C. 释放点越高，两球相碰时，相互作用的内力越大，碰撞前后动量之差越小，误差越小 D. 释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，轨道对被碰小球的阻力越小 （3）图中点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射小球多次从斜轨上位置由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置，测出平抛射程，然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分末端，仍将入射小球从斜轨上位置由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复该操作，入射小球与被撞小球平均落地点到点距离分别为。若入射小球质量为，被碰小球质量为，则关系式______（用及表示）成立，即表示碰撞中动量守恒。 【答案】（1）ABD （2）C （3） 【解析】 【小问1详解】 测量的数据有：两小球的质量，三个落点到点的距离。 故选ABD。 【小问2详解】 入射小球的释放点越高，入射小球碰前速度越大，相碰时内力越大，阻力影响越小，可以较好地满足动量守恒的条件，有利于减小误差。 故选C。 【小问3详解】 因平抛落地时间相同，可用水平位移代替速度，即 故关系式为 13. 一列简谐横波在介质中沿轴正方向传播，波源位于坐标原点，时波源开始振动，时波源停止振动，如图为时靠近波源的部分波形图，其中质点的平衡位置离原点的距离为。求： （1）波的传播速度。 （2）判断波源的起振方向，并写出理由。 【答案】（1）；（2）波源起振方向沿轴负方向，见解析 【解析】 【详解】（1）根据题意，波源在点，时波源停止振动，时波尾刚好传播到处；根据波的传播特点可知 （2）根据图像可知，波长，周期 根据题意可知，波源振动的时间，则波源做全振动的次数为 次 根据图像可知，波源起振方向应与点此时刻振动方向一致，即波源起振方向沿轴负方向。 14. 如图所示，一个半径为的半圆柱透明体和相距为的另一个边长，的长方透明体平行放置。现让一束单色光沿半圆柱体的半径入射，当圆心处入射角时，恰好有光线从边中点射入长方透明体，在的面恰好发生全反射后，从面以出射角射出长方透明体（图中未画出），已知光在空气中的传播速度为，求： （1）半圆柱体P对该单色光的折射率； （2）长方透明体Q对该单色光的折射率； （3）光从半圆柱体P入射到从长方透明体Q射出所用的时间。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）如图所示 画出光路图后，根据几何关系可知，光从半圆柱体射出后的折射角刚好也为，则根据折射定律知 解得 （2）光射入长方透明体后，根据几何关系知 联立求解得 （3）根据 可知光在半圆柱体中的传播速度 光在长方透明体中的传播速度 根据几何关系得，光在长方透明体中传播距离为 故光从半圆柱体入射到从长方透明体射出所用的时间 15. 有一右端带有光滑圆弧槽的质量为的长木板C静止在光滑水平面上，其水平部分上表面粗糙，水平部分长度为；在长木板C的左端放一质量为的滑块B（可视为质点），B的上方点用细绳悬挂着质量为的摆球A（摆长为），如图所示。现将摆球A从某一高度静止释放，在最低点刚好与滑块B发生弹性碰撞（摆球和滑块等高）。已知碰后滑块B以初速度水平向右运动，并以的速度滑离C轨道的水平部分，且恰好能到达C右侧圆弧槽的最高点。重力加速度为，求： （1）碰撞前瞬间摆球在最低点时细绳所受拉力； （2）滑块B与长木板C上表面间的动摩擦因数； （3）滑块B从长木板圆弧槽滑下时长木板C的速度大小。 【答案】（1），方向竖直向下；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）在最低点，对摆球和滑块B的弹性碰撞过程，根据动量守恒定律和能量守恒定律得 联立解得 ， 在最低点，对摆球A有 解得 根据牛顿第三定律可知，摆球在最低点时细绳所受的拉力大小为，方向竖直向下 （2）对滑块B和长木板C组成的系统而言，由动量守恒定律得 由能量守恒定律可得 联立两式可得 （3）设滑块B从长木板圆弧槽滑下时的速度为，此时长木板C的速度为，则对滑块B冲上圆弧到再次返回水平部分的过程，由动量守恒定律得 由能量守恒定律可得 解得 ， 故滑块B从长木板圆弧槽滑下时长木板C的速度大小为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$