精品解析：陕西省韩城市象山中学2024-2025学年高二下学期期中物理试卷

象山中学2024-2025学年度第二学期期中考试题 高二物理试题 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．测试范围：人教版2019选择性必修第一册。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 做简谐运动的物体受到的合力与位移大小成正比，方向与位移方向相反 B. 用同一实验装置观察双缝干涉实验，照射光束的波长越长，干涉条纹间距越大 C. 多普勒效应产生的原因是波源频率发生了变化 D. 波不仅能传递能量，参与振动的质点也可随波迁移 2. 下列四幅图为光的相关现象，关于它们说法正确的是（　　） A. 图甲中若改变复色光的入射角，则b光先在水珠中发生全反射 B. 图乙为光导纤维示意图，内芯的折射率比外套的折射率小 C. 图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的 D. 图丁中的M、N是偏振片，P是光屏。当M固定不动，缓慢转动N时，光屏P上的光亮度会发生变化，此现象表明光波是一种横波 3. 如图所示，虚线和实线分别为甲、乙两个单摆做简谐运动的图象，则（　　） A. 甲、乙两个单摆的振幅分别为2cm、－1cm B. 甲、乙两个单摆的机械能可能相等 C. 第4s末，甲乙两个摆球的加速度均为零 D. 第2s末甲的速度达到最大，乙的向心加速度达到最大 4. 一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则（　　） A. t=2s时物块的速率为1m/s B. t=2s时物块的速率为4m/s C. t=4s时物块的速率为3m/s D. t=4s时物块的速率为1m/s 5. 光照射到水雾上的光路图如图所示，已知a光与界面的夹角为30°。b光的折射率为，b光与法线的夹角为45°，光在空气中的传播速度为c，水雾半球的半径为R。则下列说法正确的是（　　） A. a光在水雾半球中的传播时间为 B. a光在水雾半球中的传播时间为 C. b光从水雾半球进入空气速度变快，波长变短 D. 在水雾半球中a光的速度比b光的速度大 6. 一列简谐横波沿直线传播，直线上相距10.5m的质点a、b的振动图像分别如图中a、b所示，质点a的振动滞后于质点b。下列说法正确的是（　　） A. 该波的振幅为20cm B. 该波由质点b传播到质点a可能历时3s C. 该波的波速大小不可能为10.5m/s D. 该波的波长可能为8.4m 7. 一个水平弹簧振子的振动图像如图所示，已知小球质量为10g，弹簧的劲度系数为20N/m，下列说法正确的是（　　） A. 小球位移随时间变化的关系式为cm B. 在第1s末到第2s末这段时间内，小球的动能在减少、弹性势能在增加 C. 小球的最大加速度为100m/s2 D. 该小球在0~50s内的位移为0cm，路程为2.5cm 8. 如图所示，一轻弹簧竖直放置，两端分别固定物体B和C，此时B、C处于静止状态，O点是弹簧处于原长时物体B上表面所处的位置，B、O间距离为x。把一物体A从静止释放，释放时A、B之间的距离为h，物体A和物体B的质量均为m，发生碰撞后粘在一起向下运动（以后不再分开），压缩弹簧然后上升到最高点时，物体B的上表面刚好到达D点，O、D之间距离也为x，重力加速度为g，物体C始终静止，下列说法正确的是（　　） A. 物体C的质量都不可能等于m B. 运动到D点时，A、B之间弹力为零 C. 碰撞后瞬间物体B的速度为 D. 碰撞后AB物体做简谐运动的振幅是2x 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9. 图甲是用力传感器对单摆做小角度摆动过程进行测量的装置图，图乙是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的F-t图像，其中F的最大值，已知摆球质量，重力加速度取，取9.8，不计摆线质量及空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 单摆周期为0.8s B. 单摆摆长为0.64m C. F的最小值 D. 若仅将摆球质量变为200g，单摆周期不变 10. 如图甲所示，光滑水平面上有P、Q两物块，它们在时发生碰撞，图乙是两者的位移—时间图像，已知物块P的质量为，由此可知（　　） A. 碰撞前P的动量大小为 B. 两物块的碰撞为弹性碰撞 C. 物块Q的质量为 D. 两物块碰撞过程中P对Q作用力的冲量大小是 11. 如图所示，质量分别为m、3m的两个小球A、B用长为L的轻质细绳连接，B球穿在光滑水平细杆上，初始时刻，细绳处于水平状态，将A、B由静止释放，空气阻力不计，A、B可视为质点。从释放到A球运动到最低点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. A、B组成的系统动量守恒 B. A球运动到最低点时，B球向右运动距离为 C. A球运动到最低点时，B球的速度为 D. A球运动到最低点的过程中，绳对B做的功为 三、实验题：本题共2小题，共15分。 12. 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，实验装置如图所示。 （1）某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察了实验现象后，总结出以下几点： A.灯丝与单缝和双缝必须平行放置 B.干涉条纹与双缝垂直 C.干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关 D.干涉条纹的间距与光的波长有关 以上几点中，你认为正确的是________； （2）当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时，手轮上的示数如图甲所示，该读数为______ mm； （3）如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图乙所示。则在这种情况下来测量干涉条纹的间距Δx时，测量值_______（选填“大于”“小于”或“等于”）实际值。 13. 某物理兴趣小组利用如图所示的装置验证动量守恒定律。并进行如下的实验操作：组装好实验器材，将小球1由图中的挡板处静止释放，记录小球1在竖直挡板上的撞击点；将直径相等的小球2放在导轨的末端（小球1的质量大于小球2的质量），记录在竖直挡板上的水平投影点O；然后将小球1由挡板处静止释放，记录小球1、小球2在竖直挡板上的撞击点。回答下列问题： （1）小球1与小球2相碰后，两球撞在竖直挡板上得到痕迹，其中小球1碰后撞在木板上的___________（填“a”“b”或“c”）点。 （2）为了完成实验的验证，需要测量的物理量有___________。（填字母） A.小球的直径d B.小球1、小球2的质量、 C.轨道末端与竖直挡板之间的距离x D.依次测量出图中a、b、c三点到O点的距离、、 （3）若两球碰撞过程动量守恒，则关系式___________成立。（用需要测量的物理量的符号表示） 四、计算题：本题共3小题，共35分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 14. 如图甲所示，为某一对简谐横波在时刻的图像，图乙是这列波上P质点从这一时刻起的振动图像。讨论： （1）波的传播方向和波速大小； （2）画出经过2.3 s后波的图像，并求出P质点的位移和运动的路程。 15. 如图所示，三角形ABC是横截面为直角三角形的三棱镜，其中∠A=60°，AB长度为L。一细束单色光从AC边上的D点射入棱镜，入射角的正弦值为，进入棱镜后折射到BC边的中点，已知D、C两点间距离为。求： （1）三棱镜材料对这束单色光的折射率； （2）该光束从棱镜中射出时折射角的正弦值。 （3）该光束在棱镜中传播的时间。 16. 如图所示，在光滑水平桌面EAB上有质量为M＝0.2 kg的小球P和质量为m＝0.1 kg的小球Q，P、Q之间压缩一轻弹簧（轻弹簧与两小球不拴接），桌面边缘E处放置一质量也为m＝0.1 kg的橡皮泥球S，在B处固定一与水平桌面相切的光滑竖直半圆形轨道。释放被压缩的轻弹簧，P、Q两小球被轻弹簧弹出，小球P与弹簧分离后进入半圆形轨道，恰好能够通过半圆形轨道的最高点C；小球Q与弹簧分离后与桌面边缘的橡皮泥球S碰撞后合为一体飞出，落在水平地面上的D点。已知水平桌面高为h＝0.2 m，D点到桌面边缘的水平距离为x＝0.2 m，重力加速度为g＝10 m/s2，求： （1）小球P经过半圆形轨道最低点B时对轨道的压力大小NB′； （2）小球Q与橡皮泥球S碰撞前瞬间的速度大小vQ； （3）被压缩的轻弹簧的弹性势能Ep。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 象山中学2024-2025学年度第二学期期中考试题 高二物理试题 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．测试范围：人教版2019选择性必修第一册。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 做简谐运动的物体受到的合力与位移大小成正比，方向与位移方向相反 B. 用同一实验装置观察双缝干涉实验，照射光束的波长越长，干涉条纹间距越大 C. 多普勒效应产生的原因是波源频率发生了变化 D. 波不仅能传递能量，参与振动的质点也可随波迁移 【答案】B 【解析】 【详解】A．物体做简谐运动时，回复力F=-kx，即回复力与位移大小成正比，方向相反，但回复力不一定等于合外力，故A错误； B．用同一实验装置观察双缝干涉实验，根据，可知照射光束的波长越长，干涉条纹间距越大，故B正确； C．产生多普勒效应的原因不是波源频率发生了变化，而是观察者相对于波源位置变化引起了听觉频率的变化，故C错误； D．机械波在传播振动形式的过程中，同时将能量由近及远传递，在机械波形成的过程中，介质中各质点只在各自的平衡位置附近做振动，并不随波一起迁移，故D错误； 故选B。 2. 下列四幅图为光的相关现象，关于它们说法正确的是（　　） A. 图甲中若改变复色光的入射角，则b光先在水珠中发生全反射 B. 图乙为光导纤维示意图，内芯的折射率比外套的折射率小 C. 图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的 D. 图丁中的M、N是偏振片，P是光屏。当M固定不动，缓慢转动N时，光屏P上的光亮度会发生变化，此现象表明光波是一种横波 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据图像可知，复色光能够进入水珠，根据光路的可逆性，两光不可能在水珠内发生全反射，A错误； B．图乙为光导纤维示意图，内芯的折射率比外套的折射率大，B错误； C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹陷的，C错误； D．图丁中的M、N是偏振片，P是光屏。当M固定不动，缓慢转动N时，光屏P上的光亮度会发生变化，发生偏振现象，此现象表明光波是一种横波，D正确。 故选D。 3. 如图所示，虚线和实线分别为甲、乙两个单摆做简谐运动的图象，则（　　） A. 甲、乙两个单摆的振幅分别为2cm、－1cm B. 甲、乙两个单摆的机械能可能相等 C. 第4s末，甲乙两个摆球的加速度均为零 D. 第2s末甲的速度达到最大，乙的向心加速度达到最大 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．振幅为偏离平衡位置的最大距离，故甲、乙两个单摆的振幅分别为2cm、1cm，A错误； B．甲、乙的周期分别为4s、8s，由单摆周期公式 可知，甲的摆长较短，但甲的振幅较大，机械能为摆球到达最大位移处的势能，且摆球质量未知，故可能相等，B正确； C．第4s末，两摆球均在平衡位置，故甲、乙两摆球切线方向的加速度均为零，但向心加速度均不为零，C错误； D．第2s末甲处于平衡位置，速度达到最大，乙处于最大位移处，速度为零，向心加速度为零，D错误。 故选B。 4. 一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则（　　） A. t=2s时物块的速率为1m/s B. t=2s时物块的速率为4m/s C. t=4s时物块的速率为3m/s D. t=4s时物块的速率为1m/s 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AB．对物块应用动量定理，0~2s内有 代入数据，得 故A错误；B错误； CD．对物块应用动量定理，0~4s内有 代入数据，得 故C错误；D正确。 故选D。 5. 光照射到水雾上的光路图如图所示，已知a光与界面的夹角为30°。b光的折射率为，b光与法线的夹角为45°，光在空气中的传播速度为c，水雾半球的半径为R。则下列说法正确的是（　　） A. a光在水雾半球中的传播时间为 B. a光在水雾半球中的传播时间为 C. b光从水雾半球进入空气速度变快，波长变短 D. 在水雾半球中a光的速度比b光的速度大 【答案】A 【解析】 【详解】AB．设光在水雾半球中的入射角，根据光的折射定律可知 代入数据解得 故a光的折射率 解得 a光在水雾半球中的速度，A正确，B错误； a光在水雾半球中的传播时间为 C．根据波长、频率、波速的关系可知，b光从水雾半球进入空气速度变快，频率不变，波长变长，故C错误； D．根据折射率与波速的关系 可知，在水雾半球中a光的速度为 在水雾半球中b光的速度为 显然，故D错误。 故选A。 6. 一列简谐横波沿直线传播，直线上相距10.5m的质点a、b的振动图像分别如图中a、b所示，质点a的振动滞后于质点b。下列说法正确的是（　　） A. 该波的振幅为20cm B. 该波由质点b传播到质点a可能历时3s C. 该波的波速大小不可能为10.5m/s D. 该波的波长可能为8.4m 【答案】D 【解析】 【详解】A．由振动图像可知，该波的振幅为10cm，A错误； BCD．由题意分析可知，质点a、b间的距离满足 （n=0，1，2，3，⋯） 可得 （n=0，1，2，3，⋯） 由振动图像可知，该波的周期为 则有波速为 （n=0，1，2，3，⋯） 该波由质点b传播到质点a可能经历的时间 s（n=0，1，2，3，⋯） 故该波由质点b传播到质点a不可能历时3s，波速大小可能为10.5m/s，波长可能为8.4m，BC错误，D正确。 故选D。 7. 一个水平弹簧振子的振动图像如图所示，已知小球质量为10g，弹簧的劲度系数为20N/m，下列说法正确的是（　　） A. 小球位移随时间变化的关系式为cm B. 在第1s末到第2s末这段时间内，小球的动能在减少、弹性势能在增加 C. 小球的最大加速度为100m/s2 D. 该小球在0~50s内的位移为0cm，路程为2.5cm 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知弹簧振子的振幅为5cm，振动周期为4s，可得小球位移随时间变化的关系式为 选项A错误； B．在第末到第末这段时间内，小球从最大位移处回到平衡位置，故小球的动能在增加、弹性势能在减少，选项B错误； C．当小球运动到最大位移处时，弹力最大，加速度最大，据牛顿第二定律可得 解得小球的最大加速度为 选项C正确； D．50s时间相当于，每个周期的路程为4A，故该小球在内的路程为 小球从平衡位置出发，后又恰好回到平衡位置，故位移为0，选项D错误。 故选C。 8. 如图所示，一轻弹簧竖直放置，两端分别固定物体B和C，此时B、C处于静止状态，O点是弹簧处于原长时物体B上表面所处的位置，B、O间距离为x。把一物体A从静止释放，释放时A、B之间的距离为h，物体A和物体B的质量均为m，发生碰撞后粘在一起向下运动（以后不再分开），压缩弹簧然后上升到最高点时，物体B的上表面刚好到达D点，O、D之间距离也为x，重力加速度为g，物体C始终静止，下列说法正确的是（　　） A. 物体C的质量都不可能等于m B. 运动到D点时，A、B之间弹力为零 C. 碰撞后瞬间物体B的速度为 D. 碰撞后AB物体做简谐运动的振幅是2x 【答案】C 【解析】 【详解】A．因为C始终静止，当运动至D点时，O、D之间距离也为x，由胡克定律可知弹簧的弹力等于物体B的受到的重力，所以物体C的质量要大于或等于m，故A错误； B．A、B运动到D点时，弹簧处于拉伸状态，设此时A、B的共同加速度为，对A受力分析，根据牛顿第二定律可得 A与B整体受力分析则有 结合上述分析可知 联立解得，故B错误； C．由运动学公式 可得碰撞前物体A的速度 根据动量守恒定律可得 解得碰撞后瞬间物体B的速度为 故C正确； D．设A、B简谐振动得平衡位置距O点为，则有， 解得 则碰撞后AB物体做简谐运动的振幅是，故D错误。 故选C。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9. 图甲是用力传感器对单摆做小角度摆动过程进行测量的装置图，图乙是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的F-t图像，其中F的最大值，已知摆球质量，重力加速度取，取9.8，不计摆线质量及空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 单摆周期为0.8s B. 单摆摆长为0.64m C. F的最小值 D. 若仅将摆球质量变为200g，单摆周期不变 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．根据单摆振动的规律可知，在一个周期内摆球会两次经过最低点，即摆线会出现两次拉力最大的时刻，则由题图乙可知单摆周期为1.6s，故A错误； B．根据单摆周期公式可得单摆摆长为 故B正确； C．设单摆的摆角为2θ，当摆球摆到最高点时摆线拉力最小，为 ① 设摆球运动至最低点时的速度大小为v，则根据机械能守恒定律有 ② 在最低点时，根据牛顿第二定律有 ③ 联立①②③解得 故C正确； D．根据单摆周期公式可知周期与摆球质量无关，所以若仅将摆球质量变为200g，单摆周期不变，故D正确。 故选BCD。 10. 如图甲所示，光滑水平面上有P、Q两物块，它们在时发生碰撞，图乙是两者的位移—时间图像，已知物块P的质量为，由此可知（　　） A. 碰撞前P的动量大小为 B. 两物块的碰撞为弹性碰撞 C. 物块Q的质量为 D. 两物块碰撞过程中P对Q作用力的冲量大小是 【答案】AD 【解析】 【详解】A．位移—时间图像的斜率表示速度，根据位移—时间图像可知，碰撞前P的速度 则碰撞前P的动量为 故A正确； B．根据位移—图像，碰撞后两者速度相同，说明碰撞为完全非弹性碰撞，故B错误； C．根据位移—时间图像的斜率可知，碰撞后，两者的共同速度为 则由动量守恒定律有 解得 故C错误； D．根据动量定理，两物块碰撞过程中P对Q作用力的冲量是 故D正确。 故选AD。 11. 如图所示，质量分别为m、3m的两个小球A、B用长为L的轻质细绳连接，B球穿在光滑水平细杆上，初始时刻，细绳处于水平状态，将A、B由静止释放，空气阻力不计，A、B可视为质点。从释放到A球运动到最低点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. A、B组成的系统动量守恒 B. A球运动到最低点时，B球向右运动距离为 C. A球运动到最低点时，B球的速度为 D. A球运动到最低点的过程中，绳对B做的功为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．A、B组成的系统在水平方向上不受外力，A、B组成的系统在水平方向上动量守恒，但系统受到的合外力不为零，系统的总动量不守恒，故A错误； B．A球运动到最低点时，取水平向左为正方向，水平方向由动量守恒定律得 两边同时乘以，则有 其中 解得B球向右运动距离为 故B错误； C．A球运动到最低点时，由A、B系统机械能守恒得 结合 联立求得 故C正确； D．A球运动到最低点的过程中，对B球由动能定理可得绳对B做的功为 故D正确。 故选CD。 三、实验题：本题共2小题，共15分。 12. 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，实验装置如图所示。 （1）某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察了实验现象后，总结出以下几点： A.灯丝与单缝和双缝必须平行放置 B.干涉条纹与双缝垂直 C.干涉条纹的疏密程度与单缝宽度有关 D.干涉条纹的间距与光的波长有关 以上几点中，你认为正确的是________； （2）当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时，手轮上的示数如图甲所示，该读数为______ mm； （3）如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图乙所示。则在这种情况下来测量干涉条纹的间距Δx时，测量值_______（选填“大于”“小于”或“等于”）实际值。 【答案】 ①. AD ②. 0.700 ③. 大于 【解析】 【详解】（1）[1] A．为了获得清晰的干涉条纹，灯丝与单缝和双缝必须平行放置，A正确； B．由干涉现象可知干涉条纹与双缝平行，B错误； CD．干涉条纹的疏密程度与单缝宽度无关，干涉条纹的间距与光的波长有关，C错误，D正确； （2）[2]根据螺旋测微器的读数规则可得，手轮的读数为 0.5 mm＋20.0×0.01 mm＝0.700 mm （3）[3]条纹与分划板中心刻线不平行时，实际值为 Δx实＝Δxcos θ θ为条纹与分划板中心刻线间的夹角，故 Δx实＜Δx 13. 某物理兴趣小组利用如图所示的装置验证动量守恒定律。并进行如下的实验操作：组装好实验器材，将小球1由图中的挡板处静止释放，记录小球1在竖直挡板上的撞击点；将直径相等的小球2放在导轨的末端（小球1的质量大于小球2的质量），记录在竖直挡板上的水平投影点O；然后将小球1由挡板处静止释放，记录小球1、小球2在竖直挡板上的撞击点。回答下列问题： （1）小球1与小球2相碰后，两球撞在竖直挡板上得到痕迹，其中小球1碰后撞在木板上的___________（填“a”“b”或“c”）点。 （2）为了完成实验的验证，需要测量的物理量有___________。（填字母） A.小球的直径d B.小球1、小球2的质量、 C.轨道末端与竖直挡板之间的距离x D.依次测量出图中a、b、c三点到O点的距离、、 （3）若两球碰撞过程动量守恒，则关系式___________成立。（用需要测量的物理量的符号表示） 【答案】 ①. c ②. BD##DB ③. 【解析】 【详解】（1）[1]由图可知，两个小球打在竖直挡板上，由于三次碰撞的水平位移大小相等，则可知水平速度越大，竖直方向下落的高度越小，由碰撞规律可知，碰后被碰小球的速度最大，则碰后小球2下落的高度最小，而碰后入射小球的速度最小，其下落的高度最大，由此可知碰后小球1在竖直挡板上的碰撞点为c； （2）[2]根据平抛运动规律可知，下落时间 则可知速度 碰前小球1的速度大小为 碰后小球1、小球2的速度分别为 若两球碰撞过程动量守恒，则应有 由以上整理得 因此需要测量小球1、球2的质量、及图中a、b、c三点到O点的距离、、，选项BD正确。 （3）[3]若两球碰撞过程动量守恒，则关系式 成立。 四、计算题：本题共3小题，共35分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 14. 如图甲所示，为某一对简谐横波在时刻的图像，图乙是这列波上P质点从这一时刻起的振动图像。讨论： （1）波的传播方向和波速大小； （2）画出经过2.3 s后波的图像，并求出P质点的位移和运动的路程。 【答案】（1）沿轴正方向传播，；（2） ， 【解析】 【详解】（1）由图乙可知P质点时刻位于平衡位置且向轴负方向运动，根据上下坡法可知波沿轴正方向传播，波速大小为 （2）在2.3 s中波经历了个周期，波形重复次再向轴正方向平移个波长，故经过2.3 s后波的图像如图所示 P质点的位移为 P质点运动的路程为 15. 如图所示，三角形ABC是横截面为直角三角形的三棱镜，其中∠A=60°，AB长度为L。一细束单色光从AC边上的D点射入棱镜，入射角的正弦值为，进入棱镜后折射到BC边的中点，已知D、C两点间距离为。求： （1）三棱镜材料对这束单色光的折射率； （2）该光束从棱镜中射出时折射角的正弦值。 （3）该光束在棱镜中传播的时间。 【答案】(1) ；(2) ；(3) 【解析】 【详解】(1)光路如图所示 由几何关系可得 由几何关系知△CDE是等腰三角形，所以光束在D点的折射角等于30°，则有 解得 (2)由几何关系知光束在E点的入射角为60°，临界角C满足 解得 所以光束在E点发生全反射，且反射后射到AB边的中点F，设折射角为θ，由折射定律可知 解得 所以光束从梭镜射出时的折射角的正弦值为； (3)由几何关系可知 由 可得光在棱镜中的传播速度为 该光束在棱镜中传播的时间 16. 如图所示，在光滑水平桌面EAB上有质量为M＝0.2 kg的小球P和质量为m＝0.1 kg的小球Q，P、Q之间压缩一轻弹簧（轻弹簧与两小球不拴接），桌面边缘E处放置一质量也为m＝0.1 kg的橡皮泥球S，在B处固定一与水平桌面相切的光滑竖直半圆形轨道。释放被压缩的轻弹簧，P、Q两小球被轻弹簧弹出，小球P与弹簧分离后进入半圆形轨道，恰好能够通过半圆形轨道的最高点C；小球Q与弹簧分离后与桌面边缘的橡皮泥球S碰撞后合为一体飞出，落在水平地面上的D点。已知水平桌面高为h＝0.2 m，D点到桌面边缘的水平距离为x＝0.2 m，重力加速度为g＝10 m/s2，求： （1）小球P经过半圆形轨道最低点B时对轨道的压力大小NB′； （2）小球Q与橡皮泥球S碰撞前瞬间的速度大小vQ； （3）被压缩的轻弹簧的弹性势能Ep。 【答案】（1）12 N；（2）2 m/s；（3）0.3 J 【解析】 【分析】 【详解】（1）小球P恰好能通过半圆形轨道的最高点C，则有 解得 对于小球P，从B→C，由动能定理有 解得 在B点，受力分析有 解得 由牛顿第三定律有NB′＝NB＝12N （2）设Q与S做平抛运动的初速度大小为v，所用时间为t， 根据公式 解得t＝0.2s 根据公式x＝vt 代入数据，得v＝1 m/s 碰撞前后Q和S组成的系统动量守恒，则有mvQ＝2mv 解得vQ＝2m/s （3）P、Q和弹簧组成的系统动量守恒，则有MvP＝mvQ 解得vP＝1m/s P、Q和弹簧组成的系统，由能量守恒定律有 解得Ep＝0.3J 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $