精品解析:江西抚州市金溪县第一中学2025-2026学年高二上学期期末物理试题
2026-05-07
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 江西省 |
| 地区(市) | 抚州市 |
| 地区(区县) | 金溪县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.16 MB |
| 发布时间 | 2026-05-07 |
| 更新时间 | 2026-05-07 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-07 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57737605.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2025-2026学年上学期高二物理学科阶段性作业
考试时间:75分钟 满分:100分
一、单项选择题:(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 随着微光夜视技术的发展,新一代夜视仪在月光下也能清晰成像。关于光现象及其应用,下列说法正确的是( )
A. 夜视仪利用红外线成像,主要是因为所有物体都在不停地向外辐射红外线
B. 光的衍射现象说明光具有粒子性,全息照相主要是利用了光的衍射现象
C. 电磁波和机械波均能发生偏振
D. 雨后彩虹是光的色散现象,本质上是由于不同颜色的光在空气中折射率不同
2. 某款蓝牙音箱播放音乐时,旁边桌上的水杯中水面也出现微小波纹。音箱扬声器振动频率为,水面上一质点的振动频率为。下列说法正确的是( )
A.
B. 扬声器振动频率越大,水面波纹的幅度一定越大
C. 水面离音箱近的点先开始振动
D. 若换一个更大的水杯,水面振动频率会改变
3. 虎鲸是海洋食物链的顶端掠食者之一,如图是摄影师抓拍的虎鲸用尾巴把一只海豹拍飞至20米高空的画面,海豹在空中的运动近似看作竖直上抛运动,海豹的质量为200千克,拍击过程的时间为0.05秒,重力加速度取,则虎鲸拍击海豹的平均作用力为( )
A. B. C. D.
4. 《三国志》中记载:“置象大船之上,而刻其水痕所至,称物以载之,则校可知矣。”这是著名的曹冲称象的故事。某同学学过动量守恒定律之后,欲利用卷尺测定大船的质量。该同学利用卷尺测出船长为L,然后缓慢进入静止的平行于河岸的船的船尾,再从船尾行走至船头,之后缓慢下船,测出船后退的距离d,已知该同学自身的质量为m,若忽略一切阻力,则船的质量为( )
A. B.
C. D.
5. 如图甲所示是在时刻一列沿轴传播的简谐横波,点的振动图像如图乙所示,由图可知( )
A. 这列波沿轴正方向传播
B. 这列波的波速为
C. 如果这列波能与另一列波发生稳定干涉,则另一列波的频率为
D. 在时间内,质点运动的路程为
6. 如图所示,在光滑的水平面上静止放一质量为m的木板B,木板表面光滑,左端固定一轻质弹簧。质量为2m的木块A以速度从板的右端水平向左滑上木板B,在木块A与弹簧相互作用的过程中,下列判断正确的是( )
A. 弹簧压缩量最大时,B板运动速率最大
B. 板的加速度一直增大
C. 弹簧给木块A的冲量大小为
D. 弹簧的最大弹性势能为
7. 如图所示的电路中,E为电源,其内阻为r,V为理想电压表,L为阻值恒定的小灯泡,R1为定值电阻,R3为半导体材料制成的光敏电阻(光照越强,电阻越小),电容器两极板处于水平状态,闭合开关S,电容器中心P点有一带电油滴处于静止状态,电源负极接地。则下列说法正确的是( )
A. 若将R2的滑片下移,电压表的示数增大
B. 若光照变强,则油滴会向下运动
C. 若光照变强,则灯泡变暗
D. 若将电容器上极板上移,则P点电势升高
二、多项选择题:(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全都选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 小华在音乐厅做物理实验,两个相同频率的扬声器同时发出声波。关于听到的声音,下列说法正确的是( )
A. 在厅内某些位置声音特别大,某些位置几乎听不到,这是声波的干涉现象
B. 提高扬声器的频率,声波更容易绕过障碍物(衍射现象更明显)
C. 声波从空气传入水中时,频率不变,波长变长
D. 声波是纵波,不能发生干涉现象
9. 为了打击酒驾、醉驾行为,保障交通安全,交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试,图1是某型号酒精测试仪,其工作原理如图2所示,为气敏电阻,其阻值随酒精气体浓度的增大而减小。电源的电动势为、内阻为,电路中的电表均为理想电表,为定值电阻且。酒驾驾驶员对着测试仪吹气过程中,下列说法正确的是( )
A. 饮酒量越多,电源的输出功率越大
B. 饮酒量越多,气敏电阻消耗的功率不一定越大
C. 电压表和电流表的示数都变小
D. 电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比变大
10. 如图所示,质量为的木板C静置在水平地面上,右端紧挨挡板P(初始被锁定),木板C与地面间的动摩擦因数为,质量为的物块A、质量为的物块B(均可视为质点)分别置于木板C的左端和中点处,物块与木板C之间的动摩擦因数均为,现给物块A一水平向右的初速度,物块、B发生碰撞后瞬间撤去挡板,物块B最终恰好未从木板C上滑落。碰撞为弹性碰撞,碰撞时间极短,重力加速度大小为。则在上述过程中( )
A. 木板C加速运动的加速度大小为
B. 木板C的长度为
C. 木板C的最大速度大小为
D. 物块A与木板C之间由于摩擦产生的热量为
三、实验题(16分)
11. 利用如图甲所示的电路测量某微安表的内阻,并将其改装成量程为0~1mA的电流表,实验室提供以下器材:
A.微安表(量程为,内阻约为5000Ω);
B.微安表(量程为,内阻约为2000Ω);
C.定值电阻(阻值为5000Ω);
D.滑动变阻器(阻值范围为0~20Ω);
E.干电池E(电动势约为1.5V,内阻很小);
F.开关S及导线若干。
(1)按如图甲所示的实验电路进行测量,测得的示数为,的示数为,改变滑动变阻器的滑片的位置,得到多组和的数值,以为纵坐标、为横坐标,画出的图像为过原点、斜率为k的直线,则微安表的内阻________(用k、表示);
(2)给微安表并联一个定值电阻改装成量程为0~1mA的电流表,用标准电流表A与其串联进行校准。当标准电流表A的示数为0.63mA时,微安表的示数如图乙所示,其示数为________,则改装后的电流表实际量程为0~________mA。
12. 为了测量当地的重力加速度,某同学设计了如图甲所示的双线摆,两轻质细线的上端系在固定的水平横杆上,下端系在小球上的同一点,静止时测得两细线长均为l,用量角器测得两细线之间的夹角为θ。
(1)用螺旋测微器测出小球的直径,示数如图乙所示,则小球直径d=_______mm;双线摆摆动时的等效摆长L=_______(用l、θ、d表示)。
(2)将双线摆拉开一个小角度,让摆球在竖直面内摆动,从小球经过最低点时开始计时并体记为“0”,测得小球第n次经过最低点时计时器记录的总时间为t,则小球摆动的周期T=_______。
(3)多次改变两细线在A、B上两悬点间的距离,从而改变两细线间的夹角θ,重复实验,从而测得多组T和θ,作T2-_______(选填“sinθ”“”“cosθ”或“”)图像,得到图像的斜率为k,则测得当地的重力加速度为g=_______(用π、l、k表示)。
四、计算题(总分38分)
13. 在如图所示的电路中,电源电动势,内阻,定值电阻,,电容器的电容,电容器原来不带电。求:
(1)闭合开关S后,电路稳定时,流过的电流大小;
(2)闭合开关S后,直至电路稳定过程中流过的总电荷量。
14. 小镇上的手工艺坊里,年轻的玻璃匠阿光正在制作一款特殊的棱镜灯饰。他发现有一道很特别的光线穿过棱镜后,竟与入射方向形成了某种对称的美感。为了精准设计灯饰的光路,他需要计算这种棱镜玻璃对特定色光的折射率,以及光线在其中穿行的时间。模型简化,如图所示,棱镜的横截面是直角三角形,其中角B是直角,某单色的细光束从边D点射入棱镜,入射光线与的夹角为,折射光线从边的点射出,出射光线与的夹角也为与的夹角为,B与间的距离为,光在真空中的传播速度为c。
(1)求棱镜对此单色光的折射率;
(2)求单色光从D到E的传播时间。
15. 如图所示,内壁光滑的圆轨道固定在光滑水平面上,轨道平面在水平面内,圆轨道的半径为,O为其圆心。以O为坐标原点建立平面直角坐标系,质量为的小球A静止在处,质量为的小球B静止在处。现使小球A获得的速度沿圆轨道内壁朝顺时针方向运动,两小球均可视为质点,它们的碰撞均为弹性正碰。求:
(1)A、B第一次碰撞之前,圆轨道对小球A的支持力大小;
(2)两小球第一次碰撞后经多长时间发生第二次碰撞?
(3)两小球第三次碰撞处的坐标。
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2025-2026学年上学期高二物理学科阶段性作业
考试时间:75分钟 满分:100分
一、单项选择题:(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 随着微光夜视技术的发展,新一代夜视仪在月光下也能清晰成像。关于光现象及其应用,下列说法正确的是( )
A. 夜视仪利用红外线成像,主要是因为所有物体都在不停地向外辐射红外线
B. 光的衍射现象说明光具有粒子性,全息照相主要是利用了光的衍射现象
C. 电磁波和机械波均能发生偏振
D. 雨后彩虹是光的色散现象,本质上是由于不同颜色的光在空气中折射率不同
【答案】A
【解析】
【详解】A.夜视仪利用红外线成像,因为所有物体均会自发辐射红外线,故A正确;
B.光的衍射现象是波动性的表现,而非粒子性;全息照相主要利用光的干涉,故B错误;
C.偏振是横波特有的性质。电磁波为横波,可发生偏振;机械波中横波可偏振,但纵波不能偏振,故C错误;
D.雨后彩虹是光的色散现象,但本质是由于不同波长的光在水滴中折射率不同,故D错误。
故选A。
2. 某款蓝牙音箱播放音乐时,旁边桌上的水杯中水面也出现微小波纹。音箱扬声器振动频率为,水面上一质点的振动频率为。下列说法正确的是( )
A.
B. 扬声器振动频率越大,水面波纹的幅度一定越大
C. 水面离音箱近的点先开始振动
D. 若换一个更大的水杯,水面振动频率会改变
【答案】C
【解析】
【详解】A.受迫振动中,质点振动频率等于驱动频率,故,故A错误;
B.波纹幅度(振幅)取决于驱动频率与水面固有频率的关系,当驱动频率远离固有频率时,振幅可能减小,故振幅不一定随频率增大而增大,故B错误;
C.声波在空气中以恒定速度传播,波前先到达离声源较近的点,因此近点先振动,故C正确;
D. 受迫振动的稳态频率由驱动频率决定,与水杯大小无关,故频率不会改变,故D错误。
故选C。
3. 虎鲸是海洋食物链的顶端掠食者之一,如图是摄影师抓拍的虎鲸用尾巴把一只海豹拍飞至20米高空的画面,海豹在空中的运动近似看作竖直上抛运动,海豹的质量为200千克,拍击过程的时间为0.05秒,重力加速度取,则虎鲸拍击海豹的平均作用力为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题可知,海豹竖直上抛时的速度
代入数据解得
对海豹受力分析,选取竖直向上为正方向,根据动量定理可得
解得虎鲸拍击海豹的平均作用力为
故选B。
4. 《三国志》中记载:“置象大船之上,而刻其水痕所至,称物以载之,则校可知矣。”这是著名的曹冲称象的故事。某同学学过动量守恒定律之后,欲利用卷尺测定大船的质量。该同学利用卷尺测出船长为L,然后缓慢进入静止的平行于河岸的船的船尾,再从船尾行走至船头,之后缓慢下船,测出船后退的距离d,已知该同学自身的质量为m,若忽略一切阻力,则船的质量为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设船的质量为,人和船组成的系统在水平方向动量守恒,设人行走时任意时刻的速度大小为,船后退的速度大小为,人从船尾到船头所用时间为,则根据动量守恒定律有
整理可得
在等式两边同乘以时间可得
即有
解得
故选D。
5. 如图甲所示是在时刻一列沿轴传播的简谐横波,点的振动图像如图乙所示,由图可知( )
A. 这列波沿轴正方向传播
B. 这列波的波速为
C. 如果这列波能与另一列波发生稳定干涉,则另一列波的频率为
D. 在时间内,质点运动的路程为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图乙可得,在时刻,点向下运动,根据同侧法可知,这列波沿轴负方向传播,A错误;
B.由图甲可得,这列波的波长为,由图乙可得,这列波的周期为0.8s,所以这列波的波速为,B错误;
C.发生稳定干涉的条件是频率相等,所以另一列波的频率为,C正确;
D.是一个周期,质点运动中的路程为,D错误。
故选C。
6. 如图所示,在光滑的水平面上静止放一质量为m的木板B,木板表面光滑,左端固定一轻质弹簧。质量为2m的木块A以速度从板的右端水平向左滑上木板B,在木块A与弹簧相互作用的过程中,下列判断正确的是( )
A. 弹簧压缩量最大时,B板运动速率最大
B. 板的加速度一直增大
C. 弹簧给木块A的冲量大小为
D. 弹簧的最大弹性势能为
【答案】C
【解析】
【详解】A.当木块与长木板速度相等时,弹簧的压缩量最大,此后弹簧要恢复原状,木板B受到向左的弹力,木板还要进一步加速,故A错误;
B.木块与木板发生弹性碰撞,弹簧压缩量先增大后减小,故B板受到的弹力先大后小,故B的加速度先增大后减小,故B错误;
C.木块与木板发生弹性碰撞,动量守恒,机械能也守恒,规定向左为正方向,则有
联立解得
对木块A,根据动量定理有
故弹簧给木块A的冲量大小为,故C正确;
D.当木块与长木板速度相等时,则有
联立解得弹簧的最大弹性势能,故D错误。
故选C。
7. 如图所示的电路中,E为电源,其内阻为r,V为理想电压表,L为阻值恒定的小灯泡,R1为定值电阻,R3为半导体材料制成的光敏电阻(光照越强,电阻越小),电容器两极板处于水平状态,闭合开关S,电容器中心P点有一带电油滴处于静止状态,电源负极接地。则下列说法正确的是( )
A. 若将R2的滑片下移,电压表的示数增大
B. 若光照变强,则油滴会向下运动
C. 若光照变强,则灯泡变暗
D. 若将电容器上极板上移,则P点电势升高
【答案】B
【解析】
【详解】A.由于电容器在直流电路中相当于断路,所以当电路稳定时,相当于导线,将的滑片上移时,电压表的示数保持不变,故A错误;
BC.若光照变强,光敏电阻减小,总电阻变小,电流变大,则通过小灯泡的电流变大,灯泡变亮;
电容器两端电压为
I变大,则变小,即电容器两板间的电压变小,场强变小,油滴所受的电场力变小,因此油滴要向下极板运动,故B正确,C错误;
D.由于电路电阻不变,则电容器板间电压不变,若将电容器上极板上移,电容器两极板的距离增大,根据可知场强变小,而P点与下极板的距离不变,则P点与下极板的电势差减小,而电势下极板的电势始终为0,因此P点电势降低,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。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全都选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 小华在音乐厅做物理实验,两个相同频率的扬声器同时发出声波。关于听到的声音,下列说法正确的是( )
A. 在厅内某些位置声音特别大,某些位置几乎听不到,这是声波的干涉现象
B. 提高扬声器的频率,声波更容易绕过障碍物(衍射现象更明显)
C. 声波从空气传入水中时,频率不变,波长变长
D. 声波是纵波,不能发生干涉现象
【答案】AC
【解析】
【详解】A.两个相干声波源会产生干涉,出现强弱固定的区域;故A正确;
B.频率越高波长越短,衍射现象越不明显,故B错误;
C.声波从空气到水中,波速变大,频率由波源决定不变,因此波长变长。故C正确;
D.干涉是波特有的现象,纵波也能发生干涉,故D错误。
故选AC。
9. 为了打击酒驾、醉驾行为,保障交通安全,交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试,图1是某型号酒精测试仪,其工作原理如图2所示,为气敏电阻,其阻值随酒精气体浓度的增大而减小。电源的电动势为、内阻为,电路中的电表均为理想电表,为定值电阻且。酒驾驾驶员对着测试仪吹气过程中,下列说法正确的是( )
A. 饮酒量越多,电源的输出功率越大
B. 饮酒量越多,气敏电阻消耗的功率不一定越大
C. 电压表和电流表的示数都变小
D. 电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比变大
【答案】AB
【解析】
【详解】A.电源的输出功率
当电源的内阻和外电阻相等时,电源的输出功率最大,当外电阻大于内电阻时,电源的输出功率随外电阻的减小而增大。由图像可知,因为,所以
所以当饮酒量越多时越小,导致外电路总电阻会减小,但外电路的总电阻始终是大于内阻的,所以随着的减小,电源的输出功率变大,故A正确;
B.将和看成等效内阻,即
所以气敏电阻消耗的功率相当于等效电源的输出功率。则当时气敏电阻消耗的功率最大。但由于的初始阻值与的大小关系未知,所以当气敏电阻减小时,气敏电阻消耗的功率不确定,即消耗的功率不一定越大也可能减小,故B正确;
C.因为气敏电阻的阻值随酒精气体浓度的增大而减小,当酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,气敏电阻的阻值减小,根据闭合电路的欧姆定律有
所以电路中的电流增大,即电流表示数变大;电压表示数为
所以电压表示数变小,故C错误;
D.根据电压表示数为
可得电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比为
所以保持不变,故D错误。
故选AB。
10. 如图所示,质量为的木板C静置在水平地面上,右端紧挨挡板P(初始被锁定),木板C与地面间的动摩擦因数为,质量为的物块A、质量为的物块B(均可视为质点)分别置于木板C的左端和中点处,物块与木板C之间的动摩擦因数均为,现给物块A一水平向右的初速度,物块、B发生碰撞后瞬间撤去挡板,物块B最终恰好未从木板C上滑落。碰撞为弹性碰撞,碰撞时间极短,重力加速度大小为。则在上述过程中( )
A. 木板C加速运动的加速度大小为
B. 木板C的长度为
C. 木板C的最大速度大小为
D. 物块A与木板C之间由于摩擦产生的热量为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.物块A、B碰撞前,物块B与木板C均静止,由于物块A、B与木板C之间的动摩擦因数均为,则撤去挡板P后,两物块在木板C上滑动时的加速度大小均为
设木板C加速过程中的加速度大小为,则有
解得,故A正确;
BC.设物块A、B碰撞前瞬间物块A的速度大小为,碰撞后瞬间物块A、B的速度分别为,由动量守恒和能量守恒得,
解得,
图像如图所示
设木板C加速运动时间后与物块B共速,则,
解得,
此时物块A的速度
即恰好三者达到共速,根据图中关系得,,,
解得,,故B错误,C正确;
D.设物块碰撞后,物块A相对木板C向左运动的距离为,则
物块A与木板C之间由于摩擦产生的热量
解得,故D正确。
故选ACD。
三、实验题(16分)
11. 利用如图甲所示的电路测量某微安表的内阻,并将其改装成量程为0~1mA的电流表,实验室提供以下器材:
A.微安表(量程为,内阻约为5000Ω);
B.微安表(量程为,内阻约为2000Ω);
C.定值电阻(阻值为5000Ω);
D.滑动变阻器(阻值范围为0~20Ω);
E.干电池E(电动势约为1.5V,内阻很小);
F.开关S及导线若干。
(1)按如图甲所示的实验电路进行测量,测得的示数为,的示数为,改变滑动变阻器的滑片的位置,得到多组和的数值,以为纵坐标、为横坐标,画出的图像为过原点、斜率为k的直线,则微安表的内阻________(用k、表示);
(2)给微安表并联一个定值电阻改装成量程为0~1mA的电流表,用标准电流表A与其串联进行校准。当标准电流表A的示数为0.63mA时,微安表的示数如图乙所示,其示数为________,则改装后的电流表实际量程为0~________mA。
【答案】(1)
(2) ①. 30 ②. 1.05
【解析】
【小问1详解】
根据欧姆定律可得
整理可得
可知的图像的斜率为
解得微安表的内阻为
【小问2详解】
[1]当标准电流表A的示数为0.63mA时,微安表的示数如图乙所示,其示数为;
[2]改装后当流过微安表的电流为时,改装后的表的总电流为0.63mA,则微安表表头的电流为时的电流即为其量程,则有
12. 为了测量当地的重力加速度,某同学设计了如图甲所示的双线摆,两轻质细线的上端系在固定的水平横杆上,下端系在小球上的同一点,静止时测得两细线长均为l,用量角器测得两细线之间的夹角为θ。
(1)用螺旋测微器测出小球的直径,示数如图乙所示,则小球直径d=_______mm;双线摆摆动时的等效摆长L=_______(用l、θ、d表示)。
(2)将双线摆拉开一个小角度,让摆球在竖直面内摆动,从小球经过最低点时开始计时并体记为“0”,测得小球第n次经过最低点时计时器记录的总时间为t,则小球摆动的周期T=_______。
(3)多次改变两细线在A、B上两悬点间的距离,从而改变两细线间的夹角θ,重复实验,从而测得多组T和θ,作T2-_______(选填“sinθ”“”“cosθ”或“”)图像,得到图像的斜率为k,则测得当地的重力加速度为g=_______(用π、l、k表示)。
【答案】(1) ①. 7.170##7.169##7.171 ②.
(2)
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
[1]螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和,所以小球的直径为
[2]等效摆长为
【小问2详解】
小球摆动的周期为
【小问3详解】
[1]由单摆的周期公式有
可得
所以作T2-的图像;
[2]由题意可知
解得
四、计算题(总分38分)
13. 在如图所示的电路中,电源电动势,内阻,定值电阻,,电容器的电容,电容器原来不带电。求:
(1)闭合开关S后,电路稳定时,流过的电流大小;
(2)闭合开关S后,直至电路稳定过程中流过的总电荷量。
【答案】(1)0.24A
(2)
【解析】
【小问1详解】
开关闭合后,外电路总电阻
干路电流
流过R3的电流
【小问2详解】
电容器两端电压
通过R4和电容器的电量
14. 小镇上的手工艺坊里,年轻的玻璃匠阿光正在制作一款特殊的棱镜灯饰。他发现有一道很特别的光线穿过棱镜后,竟与入射方向形成了某种对称的美感。为了精准设计灯饰的光路,他需要计算这种棱镜玻璃对特定色光的折射率,以及光线在其中穿行的时间。模型简化,如图所示,棱镜的横截面是直角三角形,其中角B是直角,某单色的细光束从边D点射入棱镜,入射光线与的夹角为,折射光线从边的点射出,出射光线与的夹角也为与的夹角为,B与间的距离为,光在真空中的传播速度为c。
(1)求棱镜对此单色光的折射率;
(2)求单色光从D到E的传播时间。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
在E点,根据折射率的公式可得
可得
【小问2详解】
由几何关系可得D、E两点间的距离为
由折射率的定义可得
单色光从D到E的传播时间
联立解得
15. 如图所示,内壁光滑的圆轨道固定在光滑水平面上,轨道平面在水平面内,圆轨道的半径为,O为其圆心。以O为坐标原点建立平面直角坐标系,质量为的小球A静止在处,质量为的小球B静止在处。现使小球A获得的速度沿圆轨道内壁朝顺时针方向运动,两小球均可视为质点,它们的碰撞均为弹性正碰。求:
(1)A、B第一次碰撞之前,圆轨道对小球A的支持力大小;
(2)两小球第一次碰撞后经多长时间发生第二次碰撞?
(3)两小球第三次碰撞处的坐标。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)据牛顿第二定律可得
解得圆轨道对小球A的支持力大小
(2)两小球第一碰撞的过程动量守恒,机械能守恒
解得
据题意,有
解得
(3)两小球第一次碰撞结束后,因小球B的速率是小球A的两倍,因此从第一次碰撞到第二次碰撞,小球A转过的圆心角为120°,小球B转过的圆心角为240°。设第二次碰撞时的坐标为,可得
解得P点坐标为,两小球发生第二次碰撞的过程,碰前B的速度方向为正方向,有
解得
由此可知第三次碰撞处的坐标仍为。
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