内容正文:
高二物理试题
注意事项:
1.本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
2.满分100分,考试时间75分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共46分)
一、选择题(本题共10小题。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每个小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有错选或不答的得0分)
1. 关于分子动理论的理解,下列说法正确的是( )
A. 分子动理论中的分子包括组成物质的各种分子、原子和离子
B. 扩散现象是由外界作用,例如对流、重力作用等引起的
C. 布朗运动就是分子的无规则运动
D. 水结冰后,分子无规则的热运动即停止
2. 下列说法正确的是( )
A. 干簧管是一种由电场控制的开关
B. 光敏电阻能够把电信号转换成光信号
C. 用半导体材料做成的热敏电阻在温度升高时电阻减小
D. 楼道里的灯只有天黑时出现声音才亮,说明它的控制电路中只有声传感器
3. 某同学将一底面半径为、高为的圆柱形绝缘竹笼改造成仓鼠玩具。如图,在竹笼柱面上平行于轴线固定有一长为的轻质金属棒,其两端通过导线连接一电阻为的小灯泡,竹笼所在区域存在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。若仓鼠在竹笼中奔跑时,竹笼绕水平中轴线以角速度匀速转动,小灯泡电阻视为不变,不计其他电阻,则竹笼转动一圈小灯泡消耗的电能为( )
A. B. C. D.
4. 如图甲所示,某同学利用玻璃制成的实心“水晶球”模拟彩虹的形成,该同学让一细束复色光从点射入水晶球,最后分成两束单色光从水晶球射出,光路图如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 光的频率比光的频率高
B. 彩虹的形成是光的干涉现象
C. 在“水晶球”中,光的传播速度比光的大
D. 遇到同样的障碍物,光比光更容易发生明显的衍射现象
5. 如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比,原线圈接有滑动变阻器,副线圈接有定值电阻和小灯泡,小灯泡的阻值恒为,额定功率为。输入端接有效值的正弦交流电,关于该电路的分析,下列正确的是( )
A. 滑动变阻器的滑片向左滑动,原线圈两端的电压变大
B. 当滑动变阻器的阻值调为时,小灯泡正常发光
C. 当滑动变阻器的阻值调为时,的电功率达到最大值
D. 小灯泡正常工作时,副线圈两端电压最大值为
6. 检测球形滚珠直径是否合格的装置如图甲所示,将标准滚珠a与待测滚珠b、c放置在两块平板玻璃之间,用单色平行光垂直照射平板玻璃,形成如图乙所示的干涉条纹。若待测滚珠与标准滚珠的直径相等为合格,下列说法正确的是( )
A. 滚珠b、c均合格
B. 滚珠b、c均不合格
C. 滚珠b合格,滚珠c不合格
D. 滚珠b不合格,滚珠c合格
7. 如图所示,一列沿轴正方向传播的简谐横波,振幅为,波速为。在波的传播方向上两质点、的平衡位置相距(小于一个波长),在时刻,质点在波峰位置,质点在轴下方与轴相距的位置。下列说法正确的是( )
A. 该简谐横波的波长应为 B. 传播过程中,两质点、之间一定存在一个波峰
C. 质点在时间内传播的距离为 D. 经过,质点可能回到平衡位置
8. “中国天眼”通过接收来自宇宙深处的电磁波探索宇宙。关于电磁波,下列说法正确的是( )
A. 在LC振荡电路中,电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流最小
B. 根据麦克斯韦电磁场理论,变化的电场周围一定产生变化的磁场,变化的磁场周围也一定产生变化的电场
C. 在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长依次变短,速度依次变小
D. 红外线比紫外线更容易发生衍射现象
9. 下列关于分子动理论知识,说法正确的是( )
A. 图甲中茶叶蛋的蛋清呈灰黑色,原因是酱油的色素分子通过扩散运动到了蛋清中
B. 图乙为封闭容器内气体分子运动的示意图,若瓶内气体温度升高,则每个气体分子的动能都增加
C. 图丙为氧气分子在不同温度下的速率分布图像,由图可知状态③时的温度比状态①、②时都高
D. 图丁为分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化的关系图线,其中②表示分子间作用力随分子间距离r的变化关系图线,①表示分子势能随分子间距离r的变化关系图线
10. 如图所示,一束单色光平行于平面且与成角()射入长方体玻璃砖,在玻璃砖的上下表面均发生了反射和折射。、、、为光线上的四个点,其中为入射光线上的点且到的距离为,到的水平距离为,、连线平行于且、两点的距离为,、连线垂直于且、两点的距离为,已知光在真空中传播的速度为,下列说法正确的是( )
A. 玻璃砖的厚度为 B. 玻璃砖的折射率为1.5
C. 光在玻璃砖内的传播速度为 D. 过点的光线在玻璃砖中传播的时间为
第Ⅱ卷(非选择题 共54分)
二、非选择题(本题共5小题,共54分)
11. 物理实验一般涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作和实验分析等。
(1)用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平行。正确操作后,作出的光路图及测出的相关角度如图所示。则这块玻璃砖的折射率_____(用图中字母表示)。
(2)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时,油酸酒精溶液的浓度为每1000 mL溶液中有纯油酸0.1 mL,用注射器测得1 mL上述溶液有200滴,把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里,待水面稳定后,测得油酸膜的近似轮廓如图所示,图中正方形小方格的边长为1 cm,油酸膜内超过半格的小方格共40个。根据上述数据,估测出油酸分子的直径是__________m。(最后一空的结果保留1位有效数字)
(3)某同学探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。
进一步分析实验数据,发现副线圈电压总比理论值小,其原因可能是_________(答出一点即可)
12. 某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长,实验装置如图1所示。
(1)光具座上标注为a、b、c的仪器依次为( )
A. 滤光片、双缝和单缝 B. 滤光片、单缝和双缝
C. 单缝、滤光片和单缝 D. 双缝、滤光片和双缝
(2)下列说法中正确的是( )
A. 要使模糊的干涉条纹变得清晰可通过旋转测量头来实现
B. 使用间距更小的双缝,可增加从目镜中观察到的条纹个数
C. 测量某条亮纹位置时,应使测量头分划板刻线与该亮纹的中心对齐
(3)该同学调整好实验装置后,测出双缝间距,双缝到屏的距离,对干涉条纹进行测量,并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的螺旋测微器示数如图2所示,则所测光的波长为_________nm。
(4)该同学在实验操作中将一厚度为、折射率为1.5的透明薄片置于了双缝中的,如图3所示,他观察到的中点P处为( )
A. 亮纹 B. 暗纹
(5)若在凸透镜和滤光片之间加一个偏振片,在旋转偏振片一周的过程中,在目镜中将看到( )
A. 因无法干涉,视野中不再有条纹
B. 随着偏振片转动,视野中仍有条纹但亮度忽明忽暗
C. 随着偏振片转动,视野中仍有条纹且亮度不变化
D. 仅当偏振片转动至其透振方向与单、双缝平行时才有清晰条纹,而转至其他角度时条纹几乎无法看到
13. 如图所示,在高为的圆柱形容器中盛满某种透明液体,容器的直径,在容器底部圆心正上方高处有一点光源。已知透明液体对该光源发出光的折射率,求:
(1)水面有光射出的面积;(用、和常见的常量表示)
(2)要使整个液体表面都被照亮,可以在容器底部安装一块足够大的平面镜,求应该满足什么条件?
14. 如图所示,ACB为光滑弧形槽,弧形槽半径为R,C为弧形槽最低点,R≫.甲球从弧形槽的圆心处自由下落,乙球从A点由静止释放,问:(空气阻力不计)
(1)两球第1次到达C点的时间之比;
(2)若在弧形槽的最低点C的正上方h处由静止释放小球甲,让其自由下落,同时将乙球从弧形槽左侧由静止释放,欲使甲、乙两球在弧形槽最低点C处相遇,则甲球下落的高度h是多少?
15. 如图所示为某一新能源动力电池充电的供电电路图.升压变压器副线圈两端接有一理想电压表,示数,升压变压器原、副线圈的匝数比,降压变压器原、副线圈的匝数比。充电桩充电时的额定功率,额定电压,变压器均视为理想变压器.求:
(1)升压变压器原线圈两端电压以及降压变压器原线圈两端电压;
(2)通过输电线上的电流及输电线的总电阻;
(3)供电电路的效率。
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高二物理试题
注意事项:
1.本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
2.满分100分,考试时间75分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共46分)
一、选择题(本题共10小题。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每个小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有错选或不答的得0分)
1. 关于分子动理论的理解,下列说法正确的是( )
A. 分子动理论中的分子包括组成物质的各种分子、原子和离子
B. 扩散现象是由外界作用,例如对流、重力作用等引起的
C. 布朗运动就是分子的无规则运动
D. 水结冰后,分子无规则的热运动即停止
【答案】A
【解析】
【详解】A.分子动理论中的“分子”是对构成物质的微观微粒的统称,包括组成物质的分子、原子、离子,故A正确;
B.扩散现象的本质是分子的无规则热运动,与对流、重力等外界作用无关,故B错误;
C.布朗运动是悬浮在流体中的固体小颗粒的无规则运动,是分子无规则热运动的反映,本身不是分子的运动,故C错误;
D.分子无规则热运动永不停息,仅理论上的绝对零度时才会停止(绝对零度无法实现),水结冰后仅分子热运动的剧烈程度降低,并未停止,故D错误。
故选A。
2. 下列说法正确的是( )
A. 干簧管是一种由电场控制的开关
B. 光敏电阻能够把电信号转换成光信号
C. 用半导体材料做成的热敏电阻在温度升高时电阻减小
D. 楼道里的灯只有天黑时出现声音才亮,说明它的控制电路中只有声传感器
【答案】C
【解析】
【详解】A.干簧管是在玻璃管内封入了两个软磁性材料制成的簧片,当磁场靠近是,两个瓷片被磁化而接通,是由磁场控制的开关,故A错误;
B.光敏电阻是用电阻率与光照强度有关的材料制成的,当光照射时,电阻发生变化,是把光信号转化成电信号,故B错误;
C.热敏电阻是用电阻率与温度有关的材料制成的,当温度升高时,电阻减小,故C正确;
D.楼道里的灯只有天黑时出现声音才亮,说明它的控制电路中不仅有声传感器,还有光传感器,故D错误。
故选C。
3. 某同学将一底面半径为、高为的圆柱形绝缘竹笼改造成仓鼠玩具。如图,在竹笼柱面上平行于轴线固定有一长为的轻质金属棒,其两端通过导线连接一电阻为的小灯泡,竹笼所在区域存在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。若仓鼠在竹笼中奔跑时,竹笼绕水平中轴线以角速度匀速转动,小灯泡电阻视为不变,不计其他电阻,则竹笼转动一圈小灯泡消耗的电能为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据正弦式交流电产生原理可知,交流电最大值为
电压有效值为
竹笼转动一圈小灯泡消耗的电能为
故选B。
4. 如图甲所示,某同学利用玻璃制成的实心“水晶球”模拟彩虹的形成,该同学让一细束复色光从点射入水晶球,最后分成两束单色光从水晶球射出,光路图如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 光的频率比光的频率高
B. 彩虹的形成是光的干涉现象
C. 在“水晶球”中,光的传播速度比光的大
D. 遇到同样的障碍物,光比光更容易发生明显的衍射现象
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知,在点光的折射角较小,由折射定律可知,光的折射率较大,则光的频率比光的频率高,故A正确;
B.彩虹的形成是光的折射现象,故B错误;
C.由可知,由于光的折射率较大,则在“水晶球”中,光的传播速度比光的小,故C错误;
D.由于光的频率比光的频率高,则光的波长比光的波长短,遇到同样的障碍物,光比光更容易发生明显的衍射现象,故D错误。
故选A。
5. 如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比,原线圈接有滑动变阻器,副线圈接有定值电阻和小灯泡,小灯泡的阻值恒为,额定功率为。输入端接有效值的正弦交流电,关于该电路的分析,下列正确的是( )
A. 滑动变阻器的滑片向左滑动,原线圈两端的电压变大
B. 当滑动变阻器的阻值调为时,小灯泡正常发光
C. 当滑动变阻器的阻值调为时,的电功率达到最大值
D. 小灯泡正常工作时,副线圈两端电压最大值为
【答案】C
【解析】
【详解】A.滑片左移,滑动变阻器接入的阻值变大,变压器的等效阻值不变
根据串联电路特点,原线圈两端的电压减小,故A错误;
B.设原线圈电压为,原线圈电流为,副线圈电压为,副线圈电流为,小灯泡正常发光时,电流
电压
副线圈两端电压
由、
原线圈两端电压,
滑动变阻器此时阻值,故B错误;
C.当滑动变阻器的阻值等于变压器的等效阻值时,滑动变阻器消耗的功率最大,故C正确;
D.由B选项分析可得,副线圈端电压最大值为,故D错误。
故选C。
6. 检测球形滚珠直径是否合格的装置如图甲所示,将标准滚珠a与待测滚珠b、c放置在两块平板玻璃之间,用单色平行光垂直照射平板玻璃,形成如图乙所示的干涉条纹。若待测滚珠与标准滚珠的直径相等为合格,下列说法正确的是( )
A. 滚珠b、c均合格
B. 滚珠b、c均不合格
C. 滚珠b合格,滚珠c不合格
D. 滚珠b不合格,滚珠c合格
【答案】C
【解析】
【详解】b与a位于同一条干涉条纹上,说明两处空气膜的厚度相同,则滚珠b与标准滚珠a直径相等,所以合格;c与a位于不同干涉条纹上,说明两处空气膜的厚度不同,则滚珠c与标准滚珠a直径不相等,所以不合格。
故选C。
7. 如图所示,一列沿轴正方向传播的简谐横波,振幅为,波速为。在波的传播方向上两质点、的平衡位置相距(小于一个波长),在时刻,质点在波峰位置,质点在轴下方与轴相距的位置。下列说法正确的是( )
A. 该简谐横波的波长应为 B. 传播过程中,两质点、之间一定存在一个波峰
C. 质点在时间内传播的距离为 D. 经过,质点可能回到平衡位置
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意描述可知质点a、b之间波形图,可能情况如下图所示(以点为坐标原点建立坐标系)
情况一:
情况二:
由表达式
可得对应情况一:a、b之间有相位差
则根据
解得
同理可得对应情况二相位差,
A.根据上述分析可知该简谐横波的波长可能为1.2m或0.6m,故A错误;
B.一个完整的周期只存在一个波峰,两质点a、b之间距离小于波长,则传播过程中,两质点a、b之间不一定存在波峰,故B错误;
C.质点a只会在平衡位置上下振动不会随波迁移,故C错误;
D.经过0.125s,波传播的距离为
可知0.125s时点振动情况与时刻点左侧,即图中的位置振动情况一致,由分析可知情况二符合选项要求,经过0.125s,质点b回到平衡位置。故D正确。
故选D。
8. “中国天眼”通过接收来自宇宙深处的电磁波探索宇宙。关于电磁波,下列说法正确的是( )
A. 在LC振荡电路中,电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流最小
B. 根据麦克斯韦电磁场理论,变化的电场周围一定产生变化的磁场,变化的磁场周围也一定产生变化的电场
C. 在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长依次变短,速度依次变小
D. 红外线比紫外线更容易发生衍射现象
【答案】AD
【解析】
【详解】A.在LC振荡电路中,电容器极板上电荷量最大时,电场能最大,磁场能最小,而磁场能大小与电流大小正相关,因此电路中电流最小,故A正确;
B.根据麦克斯韦电磁场理论,均匀变化的电场产生恒定磁场,均匀变化的磁场产生恒定电场,只有非均匀变化的场才能产生变化的场,故B错误;
C.真空中所有电磁波的传播速度均为光速,无线电波、红外线、可见光、紫外线在真空中速度相同,故C错误;
D.波长越长越容易满足明显衍射的条件,红外线波长大于紫外线波长,因此红外线比紫外线更容易发生衍射现象,故D正确。
故选AD。
9. 下列关于分子动理论知识,说法正确的是( )
A. 图甲中茶叶蛋的蛋清呈灰黑色,原因是酱油的色素分子通过扩散运动到了蛋清中
B. 图乙为封闭容器内气体分子运动的示意图,若瓶内气体温度升高,则每个气体分子的动能都增加
C. 图丙为氧气分子在不同温度下的速率分布图像,由图可知状态③时的温度比状态①、②时都高
D. 图丁为分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化的关系图线,其中②表示分子间作用力随分子间距离r的变化关系图线,①表示分子势能随分子间距离r的变化关系图线
【答案】AC
【解析】
【详解】A.茶叶蛋蛋清呈灰黑色,是因为酱油中的色素分子发生扩散现象进入蛋清,故A正确;
B.温度是分子平均动能的标志,瓶内气体温度升高,气体分子的平均动能增加,但不是每个气体分子的动能都增加,故B错误;
C.由氧气分子在不同温度下的速率分布图像可知,温度越高,速率大的分子所占比例越大,状态③中速率大的分子所占比例比状态①、②大,所以状态③时的温度比状态①、②时都高,故C正确;
D.当分子间距离时,分子间作用力f=0,时分子间的作用力表现为引力,时分子间的作用力表现为斥力,当两个分子从无穷远处相互靠近的过程中,分子力先做正功后做负功,分子势能先减小后增大,时分子势能最小,分子势能最小。在图丁中,①在时f=0,表示分子间作用力随分子间距离r的变化关系图线;②在时达到最小值,表示分子势能随分子间距离r的变化关系图线,故D错误。
故选AC。
10. 如图所示,一束单色光平行于平面且与成角()射入长方体玻璃砖,在玻璃砖的上下表面均发生了反射和折射。、、、为光线上的四个点,其中为入射光线上的点且到的距离为,到的水平距离为,、连线平行于且、两点的距离为,、连线垂直于且、两点的距离为,已知光在真空中传播的速度为,下列说法正确的是( )
A. 玻璃砖的厚度为 B. 玻璃砖的折射率为1.5
C. 光在玻璃砖内的传播速度为 D. 过点的光线在玻璃砖中传播的时间为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.如图所示,,故,,,,,,
则玻璃砖的厚度,故A正确;
BC.,,所以,
玻璃砖的折射率为
光在玻璃砖内的传播速度为,故B错误,C正确;
D.过点的光线在玻璃砖中传播的距离为
传播的时间为 ,故D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷(非选择题 共54分)
二、非选择题(本题共5小题,共54分)
11. 物理实验一般涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作和实验分析等。
(1)用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平行。正确操作后,作出的光路图及测出的相关角度如图所示。则这块玻璃砖的折射率_____(用图中字母表示)。
(2)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时,油酸酒精溶液的浓度为每1000 mL溶液中有纯油酸0.1 mL,用注射器测得1 mL上述溶液有200滴,把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里,待水面稳定后,测得油酸膜的近似轮廓如图所示,图中正方形小方格的边长为1 cm,油酸膜内超过半格的小方格共40个。根据上述数据,估测出油酸分子的直径是__________m。(最后一空的结果保留1位有效数字)
(3)某同学探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。
进一步分析实验数据,发现副线圈电压总比理论值小,其原因可能是_________(答出一点即可)
【答案】(1)
(2)
(3)变压器不是理想变压器,有漏磁、铁芯发热、导线发热等能量损耗
【解析】
【小问1详解】
由折射定律可得这块玻璃砖的折射率
【小问2详解】
图中超过半格的小格数是40。油酸膜的面积
1滴油酸酒精溶液中含油酸的体积
油酸分子的直径是
【小问3详解】
变压器不是理想变压器,有漏磁、铁芯发热、导线发热等能量损耗。
12. 某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长,实验装置如图1所示。
(1)光具座上标注为a、b、c的仪器依次为( )
A. 滤光片、双缝和单缝 B. 滤光片、单缝和双缝
C. 单缝、滤光片和单缝 D. 双缝、滤光片和双缝
(2)下列说法中正确的是( )
A. 要使模糊的干涉条纹变得清晰可通过旋转测量头来实现
B. 使用间距更小的双缝,可增加从目镜中观察到的条纹个数
C. 测量某条亮纹位置时,应使测量头分划板刻线与该亮纹的中心对齐
(3)该同学调整好实验装置后,测出双缝间距,双缝到屏的距离,对干涉条纹进行测量,并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的螺旋测微器示数如图2所示,则所测光的波长为_________nm。
(4)该同学在实验操作中将一厚度为、折射率为1.5的透明薄片置于了双缝中的,如图3所示,他观察到的中点P处为( )
A. 亮纹 B. 暗纹
(5)若在凸透镜和滤光片之间加一个偏振片,在旋转偏振片一周的过程中,在目镜中将看到( )
A. 因无法干涉,视野中不再有条纹
B. 随着偏振片转动,视野中仍有条纹但亮度忽明忽暗
C. 随着偏振片转动,视野中仍有条纹且亮度不变化
D. 仅当偏振片转动至其透振方向与单、双缝平行时才有清晰条纹,而转至其他角度时条纹几乎无法看到
【答案】(1)B (2)C
(3)713 (4)B (5)C
【解析】
【小问1详解】
实验中通过滤光片获得单色光,通过单缝获得线光源,通过双缝获得相干光,可知,光具座上标注为a、b、c的仪器依次为滤光片、单缝和双缝。
故选B。
【小问2详解】
A.若粗调后看不到清晰的干涉条纹,看到的是模糊不清的条纹,则最可能的原因是单缝与双缝不平行,要使条纹变得清晰,值得尝试的是调节拨杆使单缝与双缝平行,故A错误;
B.根据相邻两亮(暗)干涉条纹的间距可知要增加观察到的条纹数,即越小,可使用间距更大的双缝,故B错误;
C.测量某条干涉亮纹位置时,应使测量头分划板刻线与该亮纹的中心对齐,故C正确。
故选C。
【小问3详解】
由题图2可知,螺旋测微器的读数分别为,
相邻亮条纹的间距
根据
可得所测光波的波长
【小问4详解】
S光源发出的光到、的距离相同,透明薄片相当于增加光程半波长的奇数倍,即、振动方向始终相反,P到、的距离相同,光程差,P点为减弱点,即为暗条纹。
故选B。
【小问5详解】
自然光垂直于传播方向的沿一切方向振动且各个方向振动的光波强度都相同,在凸透镜和滤光片之间加一个偏振片,在旋转偏振片一周的过程中,在目镜中将看到随着偏振片转动,视野中仍有条纹且亮度不变化。
故选C。
13. 如图所示,在高为的圆柱形容器中盛满某种透明液体,容器的直径,在容器底部圆心正上方高处有一点光源。已知透明液体对该光源发出光的折射率,求:
(1)水面有光射出的面积;(用、和常见的常量表示)
(2)要使整个液体表面都被照亮,可以在容器底部安装一块足够大的平面镜,求应该满足什么条件?
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,光刚好射出液面的光路图如图甲所示
设全反射临界角为C,由几何关系可得
刚好发生全反射时,由折射定律可得
联立可得
【小问2详解】
点光源S通过平面镜所成像为S',如图乙所示
要使整个液体表面都被照亮,即相当于像发出的光在液体表面不发生全反射,则最小时,反射光线反射到上边角,且入射角,得
由几何知识得
解得
综上可得
14. 如图所示,ACB为光滑弧形槽,弧形槽半径为R,C为弧形槽最低点,R≫.甲球从弧形槽的圆心处自由下落,乙球从A点由静止释放,问:(空气阻力不计)
(1)两球第1次到达C点的时间之比;
(2)若在弧形槽的最低点C的正上方h处由静止释放小球甲,让其自由下落,同时将乙球从弧形槽左侧由静止释放,欲使甲、乙两球在弧形槽最低点C处相遇,则甲球下落的高度h是多少?
【答案】(1)(2) (n=0,1,2…).
【解析】
【详解】(1)甲球做自由落体运动,由R=gt12,所以t1=
乙球沿圆弧做简谐运动(由于≪R,可认为摆角θ<5°).此运动与一个摆长为R的单摆运动模型相同,故此等效摆长为R,因此乙球第1次到达C处的时间为t2=,
所以t1∶t2=.
(2)甲球从离弧形槽最低点h高处自由下落,到达C点的时间为t甲=
由于乙球运动存在周期性,所以乙球到达C点的时间为
t乙= (2n+1) (n=0,1,2,…)
由于甲、乙在C点相遇,故t甲=t乙
联立解得(n=0,1,2…).
15. 如图所示为某一新能源动力电池充电的供电电路图.升压变压器副线圈两端接有一理想电压表,示数,升压变压器原、副线圈的匝数比,降压变压器原、副线圈的匝数比。充电桩充电时的额定功率,额定电压,变压器均视为理想变压器.求:
(1)升压变压器原线圈两端电压以及降压变压器原线圈两端电压;
(2)通过输电线上的电流及输电线的总电阻;
(3)供电电路的效率。
【答案】(1),
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据理想变压器两端电压与匝数的关系
得
额定电压,根据
得
【小问2详解】
充电桩充电时的额定功率,可知降压变压器的输入功率为,通过输电线上的电流
输电线电压降
输电线的总电阻
【小问3详解】
配电设施的输出功率
供电电路的效率
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