内容正文:
攀枝花市三中2027届高二年级(下)第一次月考
物理试卷
一、单选题:共7个小题,每小题4分,共28分。在每小题的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列关于物理现象与规律描述正确的是( )
A. 障碍物的尺寸小于波长情况下才能发生衍射
B. 警车靠近人过程中,人听到警报声越来越尖锐是因为警车发射声波的频率越来越大
C. 受迫振动稳定后周期与固有周期无关,阻尼振动的周期随振幅减小而逐渐减小
D. 水中的气泡看上去特别亮是光的全反射现象
【答案】D
【解析】
【详解】A.衍射是波特有的固有属性,任何条件下都可发生衍射,仅当障碍物尺寸与波长相近或小于波长时,衍射现象更明显,并非只有尺寸小于波长才能发生衍射,故A错误;
B.警车靠近人的过程属于多普勒效应,警车作为波源,其发射的声波频率是固定的,人听到声音变尖锐是因为二者相对靠近,人接收到的声波频率升高,并非波源发射频率变大,故B错误;
C.受迫振动稳定后周期等于驱动力周期,与固有周期无关;但阻尼振动的周期由振动系统本身性质决定,振幅减小的过程中周期保持不变,故C错误;
D.光从光密介质水射入气泡内的光疏介质空气时,若入射角大于临界角会发生全反射,大量反射光进入人眼,因此水中气泡看上去特别亮,属于光的全反射现象,故D正确。
故选D。
2. 折射率为的玻璃圆柱水平放置,平行于其横截面的一束光线从顶点入射,光线与竖直方向的夹角为,如图所示。该光线从圆柱内射出时,与竖直方向的夹角为(不考虑光线在圆柱内的反射)( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】
设光线射入圆柱体时的折射角为,根据光的折射定律可知
解得
如图,根据几何关系可知光线射出圆柱体时的入射角
则法线与竖直方向的夹角
根据光的折射定律可知
解得光线射出圆柱体时的折射角
光线从圆柱体内射出时,与竖直方向的夹角为
故选B。
3. 一列简谐横波在时的波形图如图甲所示,P、Q是介质中的两个质点,图乙是质点Q的振动图像。关于该简谐波下列说法中正确的是( )
A. 波速为8 cm/s B. 沿x轴正方向传播
C. 质点Q的平衡位置坐标 D. 在时质点P移动到O点
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题图甲可知该波的波长λ=36cm,由题图乙可以看出周期T=2s,波速,故A错误;
B.当时,Q点向上运动,结合题图甲根据“上下坡”法可得波沿x轴负方向传播,故B错误;
C.由题图甲可知,x=0处有
则
由题图乙可知,t=0时,质点Q处于平衡位置,经过 ,其振动状态向x轴负方向传播到P点处,则
得,故C正确;
D.波沿x轴负方向传播,质点P只会上下振动,故D错误。
故选C。
4. 一歌手在湖边唱歌,歌声通过空气和水传到距其2 km的湖对岸,空气中的声速为340 m/s,水中声速为1450 m/s,歌声可视为频率为400 Hz的声波,则下列说法正确的是( )
A. 在水中传播频率会改变
B. 由空气和水传到湖对岸的时间差约为4.5 s
C. 在空气中波长大于在水中的波长
D. 在水中的波长为5 m
【答案】B
【解析】
【详解】A.波的频率由波源决定,与传播介质无关,歌声在水中传播时频率不变,故A错误;
B.空气中传播时间
水中传播时间
时间差 ,故B正确;
C.由波长公式,频率相同时,波速越大波长越大,水中声速大于空气中声速,因此水中波长更大,故C错误;
D.水中波长 ,故D错误。
故选B。
5. 平衡位置在同一水平面上的两个振动完全相同的点波源,在均匀介质中产生两列波。若波峰用实线表示,波谷用虚线表示,P点位于其最大正位移处,曲线ab上的所有点均为振动减弱点,则下列图中可能满足以上描述的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意P点位于其最大正位移处,故可知此时P点位于两列波的波峰与波峰相交处;根据干涉规律可知,相邻波峰与波峰,波谷与波谷连线上的点都是加强点,故A图像中的曲线ab上的点存在振动加强点,不符合题意。
故选C。
6. 如图,一电动机带动轻杆在竖直框架平面内匀速转动,轻杆一端固定在电动机的转轴上,另一端悬挂一紫外光笔,转动时紫外光始终竖直投射至水平铺开的感光纸上,沿垂直于框架的方向匀速拖动感光纸,感光纸上就画出了描述光点振动的图像.已知轻杆在竖直面内长,电动机转速为.该振动的圆频率和光点在内通过的路程分别为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】紫外光在纸上的投影做的是简谐振动,电动机的转速为
因此角频率
周期为
简谐振动的振幅即为轻杆的长度,12.5s通过的路程为
故选C。
7. 如图(a),将一弹簧振子竖直悬挂,以小球的平衡位置为坐标原点O,竖直向上为正方向建立x轴。若将小球从弹簧原长处由静止释放,其在地球与某球状天体表面做简谐运动的图像如(b)所示(不考虑自转影响),设地球、该天体的平均密度分别为和,地球半径是该天体半径的n倍。的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设地球表面的重力加速度为,某球体天体表面的重力加速度为,弹簧的劲度系数为,根据简谐运动的对称性有
可得
可得
设某球体天体的半径为,在星球表面,有
联立可得
故选C。
【点睛】
二、多项选择题:本题共3个小题,每小题6分,共18分。在每小题的四个选项中,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,多选或选错得0分。
8. 共振现象是指一个物理系统在其自然的振动频率(所谓的共振频率)下趋于从周围环境吸收更多能量的趋势。自然中有许多地方有共振的现象。人类也在其技术中利用或者试图避免共振现象。如图所示为一个单摆在地面上做受迫振动的共振曲线(振幅与驱动力频率的关系),下列说法正确的是()( )
A. 此单摆的固有周期为2s
B. 此单摆的摆长约为2m
C. 若仅摆长增大,单摆的固有频率增大
D. 若仅摆长增大,共振曲线的峰将向左移
【答案】AD
【解析】
【详解】A.当驱动力的频率等于单摆的固有频率时,发生共振现象,振幅达到最大,由图知,驱动力的频率为0.5Hz时,振幅最大,则此单摆的固有频率为0.5Hz,固有周期为2s,故A正确;
B.根据单摆周期公式
则解得此单摆的摆长约为
故B错误;
CD.若仅摆长增大,根据单摆周期公式,单摆的固有周期增大,固有频率减小,共振曲线的峰将向左移,故C错误,D正确。
故选AD。
9. 图甲为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置。手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况,以向上为正方向,得到手机振动过程中加速度随时间变化的曲线为正弦曲线,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 时,弹簧弹力为0
B. 时,手机位于平衡位置下方
C. 从至,手机的动能增大
D. a随t变化的关系式为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由题图乙知,时,手机加速度为0,由牛顿第二定律得弹簧弹力大小为,A错误;
B.由题图乙知,时,手机的加速度为正,则手机位于平衡位置下方,B正确;
C.由题图乙知,从至,手机的加速度增大,手机从平衡位置向最大位移处运动,速度减小,动能减小,C错误;
D.由题图乙知
则角频率
则a随t变化的关系式为,D正确。
故选BD。
10. 均匀介质中分别沿x轴负向和正向传播的甲、乙两列简谐横波,振幅均为,波速均为,M、N为介质中的质点。时刻的波形图如图所示,M、N的位移均为。下列说法正确的是( )
A. 甲波的周期为 B. 乙波的波长为
C. 时,M向y轴正方向运动 D. 时,N向y轴负方向运动
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据题图可知甲波的波长
根据
可得
A错误;
B.设左边在平衡位置的质点与质点平衡位置的距离为,根据题图结合
又
可得,
B正确;
C.时即经过,结合同侧法可知M向y轴负方向运动,C错误;
D.同理根据
可得
根据同侧法可知时N向y轴负方向运动,时即经过时间,N仍向y轴负方向运动,D正确。
故选BD。
三、实验题:本题共2小题,共15分。
11. 某实验小组做“测量玻璃折射率”及拓展探究实验.
(1)为测量玻璃的折射率,按如图所示进行实验,以下表述正确的一项是________。(填正确答案标号)
A. 用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和
B. 在玻璃砖一侧插上大头针、,眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针,使把挡住,这样就可以确定入射光线和入射点。在眼睛这一侧,插上大头针,使它把、都挡住,再插上大头针,使它把、、都挡住,这样就可以确定出射光线和出射点
C. 实验时入射角应尽量小一些,以减小实验误差
(2)为探究介质折射率与光的频率的关系,分别用一束红光和一束绿光从同一点入射到空气与玻璃的分界面.保持相同的入射角,根据实验结果作出光路图,并标记红光和绿光,如图乙所示.此实验初步表明:对于同一种介质,折射率与光的频率有关.频率大,折射率________(填“大”或“小”)
(3)为探究折射率与介质材料的关系,用同一束微光分别入射玻璃砖和某透明介质,如图丙、丁所示。保持相同的入射角,测得折射角分别为、,则玻璃和该介质的折射率大小关系为n玻璃________n介质(填“”或“”)。此实验初步表明:对于一定频率的光,折射率与介质材料有关。
【答案】(1)B (2)大
(3)
【解析】
【小问1详解】
A.在白纸上画出一条直线a作为界面,把长方体玻璃砖放在白纸上,使它的一个长边与a对齐。用直尺或者三角板轻靠在玻璃砖的另一长边,按住直尺或三角板不动,将玻璃砖取下,画出直线代表玻璃砖的另一边,而不能用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和,故A错误;
B.在玻璃砖一侧插上大头针、,眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针,使把挡住,这样就可以确定入射光线和入射点。在眼睛这一侧,插上大头针,使它把、都挡住,再插上大头针,使它把、、都挡住,这样就可以确定出射光线和出射点,故B正确;
C.实验时入射角应尽量大一些,但也不能太大(接近),以减小实验误差,故C错误;
故选B。
小问2详解】
由图乙可知,入射角相同,绿光的折射角小于红光的折射角,根据光的折射定律
可知绿光的折射率大于红光的折射率,又因为绿光的频率大于红光的频率,所以频率大,折射率大。
【小问3详解】
根据折射定律可知,玻璃的折射率为
该介质的折射率为
其中
所以
12. 国标规定自来水在时电阻率应大于。某同学利用图甲电路测量的自来水的电阻率,其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管,细管上加有阀门K以控制玻璃管内自来水的水量,玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略),右端活塞固定,左端活塞可自由移动,可供选择的实验器材还有:
电源(电动势约3 V,内阻可忽略);
电压表(量程0~3 V,内阻很大);
电压表(量程0~3 V,内阻很大);
定值电阻(阻值4 kΩ);
定值电阻(阻值2 kΩ);
电阻箱R(最大阻值9999 Ω);
单刀双掷开关S,导线若干;
游标卡尺,刻度尺。
实验步骤如下:
A.用游标卡尺测量玻璃管的内径d;
B.向玻璃管内注满自来水,并用刻度尺测量水柱的长度L;
C.把开关S拨到1位置,记录电压表的示数;
D.把开关S拨到2位置,调整电阻箱阻值,使电压表的示数与电压表的示数相同,记录电阻箱的阻值R;
E.改变玻璃管内水柱的长度,重复实验步骤C、D,记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R;
F._________________________
(1)补充完整实验步骤___________。
(2)测玻璃管内径d时用游标卡尺________(选“外测量爪”或“内测量爪”),示数30.00 mm;
(3)玻璃管内水柱的电阻值的表达式为_____(用、、R表示)。
(4)利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据,绘制出如图乙所示的关系图像,则自来水的电阻率_____(保留两位有效数字)。
(5)实验中若电压表内阻不是很大,则自来水电阻率测量结果将_______(填“偏大”“不变”或“偏小”)。
【答案】(1)实验做完后,要断开S,整理好器材
(2)内测量爪 (3)
(4)14 (5)偏大
【解析】
【小问1详解】
实验做完后,要断开S,整理好器材
【小问2详解】
测玻璃管内径d时用游标卡尺内测量爪。
【小问3详解】
设把S拨到1位置时,电压表V1示数为U,则此时电路电流
电源电动势
当把S拨到2位置,调整电阻箱阻值,使电压表V2示数与电压表V1示数相同也为U,则此时电路中的电流
电源电动势
可得
解得
【小问4详解】
从图乙中可知,R=2.0×103Ω时,,此时玻璃管内水柱电阻
水柱横截面积m2
根据电阻定律有
代入数据可得ρ=14Ω·m
【小问5详解】
若电压表V1内阻不是很大,则把S拨到1位置时,此时电路干路电流大于,电源电动势将大于,
即
所以Rx的测量值大于Rx的真实值,因此自来水电阻率测量结果将偏大。
四、计算题:本题共3小题,共39分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,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。
13. 一列简谐横波沿x轴传播,a、b为x轴上相距0.5 m的两质点,如图甲所示。两质点的振动图像分别如图乙,丙所示。
(1)若该波在该介质中传播的速度为2.5 m/s,求该波的波长;
(2)若该波的波长大于,求可能的波速v。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
由图乙、丙可知,该波的周期
根据波速公式
可得波长
【小问2详解】
由图乙可知时质点经平衡位置向轴负方向振动,由图丙可知时质点处于波谷( )。若波由向传播,则间距离
即
解得( )
因,n无整数解。
若波由向传播,则间距离
即
解得
因,解得
此时
波速
14. 如图所示,一透明玻璃半球竖直放置,表示光轴(过球心与半球地面垂直的直线),O为球心,球半径为R,球左侧为圆面,右侧为半球面。现有一束平行光从其左侧垂直于圆面射向玻璃半球,玻璃半球的折射率为,设真空中的光速为c,不考虑光在玻璃中的多次反射,求:
(1)从左侧射入能从右侧射出的入射光束面积占入射面的比例;
(2)从距O点的入射光线经玻璃半球偏折后直到与对称轴相交的传播时间。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设从左侧的A点入射,光在右侧半球面刚好发生全反射,如图所示
由,
根据 ,
解得
【小问2详解】
设距O点光线射到半球面上的点为C点,入射角,设折射角为r,由
得
由图知,
光玻璃中传播速度
根据
解得
15. 如图所示,倾角为的粗糙斜面底端固定有一劲度系数为的轻质弹簧,弹簧上端连接一质量为的滑块B而处于静止状态,此时弹簧处于压缩状态且形变量为。在B的上方处由静止释放一质量也为的滑块A,随后A与B发生碰撞(未粘连),碰撞时间极短(可忽略不计),碰后AB一起向下运动,到达最低点后又向上弹回。已知A、B与斜面间的动摩擦因数均为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为,弹簧始终在弹性限度以内,弹簧振子的周期公式为,其中k为弹簧的劲度系数,M为振子的质量。试求:
(1)碰后瞬间AB的共同速度v;
(2)碰后AB一起向下运动的最大位移x;
(3)A从释放到速度第二次减为0所用的时间t。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
A自由下滑过程,根据动能定理
A、B碰撞,由动量守恒可得
代入数据,联立解得
【小问2详解】
设碰后AB一起向下运动的最大位移为x,则有
其中为最开始弹簧的弹力,有
为AB共同速度第一次减为零时弹簧的弹力,有
联立解得
【小问3详解】
①A自由下滑过程时间设为,则有
②碰后,对AB、弹簧组成的弹簧振子系统,其下滑阶段的平衡位置在B最开始位置的下方处,有
解得
则这个振动系统在下滑阶段的振幅为
设AB经过平衡位置时的相位为0,则系统在下滑阶段的初相位为
末相位为
故AB碰后到第一次速度减为零的过程所用的时间为
其中
③假设AB在随后的上滑过程中一直没有分离,设运动的距离为d,则有
其中为AB第二次速度减为零时弹簧的弹力,有
联立解得
即弹簧尚未恢复原长,AB尚未分离,假设成立。AB、弹簧组成的弹簧振子系统在上滑阶段振幅为
所用时间为
④A从释放到速度第二次减为0所用的时间为
联立解得
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攀枝花市三中2027届高二年级(下)第一次月考
物理试卷
一、单选题:共7个小题,每小题4分,共28分。在每小题的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列关于物理现象与规律描述正确的是( )
A. 障碍物的尺寸小于波长情况下才能发生衍射
B. 警车靠近人过程中,人听到警报声越来越尖锐是因为警车发射声波的频率越来越大
C. 受迫振动稳定后周期与固有周期无关,阻尼振动的周期随振幅减小而逐渐减小
D. 水中的气泡看上去特别亮是光的全反射现象
2. 折射率为的玻璃圆柱水平放置,平行于其横截面的一束光线从顶点入射,光线与竖直方向的夹角为,如图所示。该光线从圆柱内射出时,与竖直方向的夹角为(不考虑光线在圆柱内的反射)( )
A. B. C. D.
3. 一列简谐横波在时的波形图如图甲所示,P、Q是介质中的两个质点,图乙是质点Q的振动图像。关于该简谐波下列说法中正确的是( )
A. 波速为8 cm/s B. 沿x轴正方向传播
C. 质点Q的平衡位置坐标 D. 在时质点P移动到O点
4. 一歌手在湖边唱歌,歌声通过空气和水传到距其2 km的湖对岸,空气中的声速为340 m/s,水中声速为1450 m/s,歌声可视为频率为400 Hz的声波,则下列说法正确的是( )
A. 在水中传播频率会改变
B. 由空气和水传到湖对岸的时间差约为4.5 s
C. 在空气中波长大于在水中的波长
D. 在水中的波长为5 m
5. 平衡位置在同一水平面上的两个振动完全相同的点波源,在均匀介质中产生两列波。若波峰用实线表示,波谷用虚线表示,P点位于其最大正位移处,曲线ab上的所有点均为振动减弱点,则下列图中可能满足以上描述的是( )
A. B.
C. D.
6. 如图,一电动机带动轻杆在竖直框架平面内匀速转动,轻杆一端固定在电动机的转轴上,另一端悬挂一紫外光笔,转动时紫外光始终竖直投射至水平铺开的感光纸上,沿垂直于框架的方向匀速拖动感光纸,感光纸上就画出了描述光点振动的图像.已知轻杆在竖直面内长,电动机转速为.该振动的圆频率和光点在内通过的路程分别为( )
A. B. C. D.
7. 如图(a),将一弹簧振子竖直悬挂,以小球的平衡位置为坐标原点O,竖直向上为正方向建立x轴。若将小球从弹簧原长处由静止释放,其在地球与某球状天体表面做简谐运动的图像如(b)所示(不考虑自转影响),设地球、该天体的平均密度分别为和,地球半径是该天体半径的n倍。的值为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共3个小题,每小题6分,共18分。在每小题的四个选项中,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,多选或选错得0分。
8. 共振现象是指一个物理系统在其自然的振动频率(所谓的共振频率)下趋于从周围环境吸收更多能量的趋势。自然中有许多地方有共振的现象。人类也在其技术中利用或者试图避免共振现象。如图所示为一个单摆在地面上做受迫振动的共振曲线(振幅与驱动力频率的关系),下列说法正确的是()( )
A. 此单摆的固有周期为2s
B. 此单摆的摆长约为2m
C. 若仅摆长增大,单摆的固有频率增大
D. 若仅摆长增大,共振曲线的峰将向左移
9. 图甲为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置。手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况,以向上为正方向,得到手机振动过程中加速度随时间变化的曲线为正弦曲线,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 时,弹簧弹力为0
B. 时,手机位于平衡位置下方
C. 从至,手机的动能增大
D. a随t变化的关系式为
10. 均匀介质中分别沿x轴负向和正向传播的甲、乙两列简谐横波,振幅均为,波速均为,M、N为介质中的质点。时刻的波形图如图所示,M、N的位移均为。下列说法正确的是( )
A. 甲波的周期为 B. 乙波的波长为
C. 时,M向y轴正方向运动 D. 时,N向y轴负方向运动
三、实验题:本题共2小题,共15分。
11. 某实验小组做“测量玻璃的折射率”及拓展探究实验.
(1)为测量玻璃的折射率,按如图所示进行实验,以下表述正确的一项是________。(填正确答案标号)
A. 用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和
B. 在玻璃砖一侧插上大头针、,眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针,使把挡住,这样就可以确定入射光线和入射点。在眼睛这一侧,插上大头针,使它把、都挡住,再插上大头针,使它把、、都挡住,这样就可以确定出射光线和出射点
C. 实验时入射角应尽量小一些,以减小实验误差
(2)为探究介质折射率与光的频率的关系,分别用一束红光和一束绿光从同一点入射到空气与玻璃的分界面.保持相同的入射角,根据实验结果作出光路图,并标记红光和绿光,如图乙所示.此实验初步表明:对于同一种介质,折射率与光的频率有关.频率大,折射率________(填“大”或“小”)
(3)为探究折射率与介质材料的关系,用同一束微光分别入射玻璃砖和某透明介质,如图丙、丁所示。保持相同的入射角,测得折射角分别为、,则玻璃和该介质的折射率大小关系为n玻璃________n介质(填“”或“”)。此实验初步表明:对于一定频率的光,折射率与介质材料有关。
12. 国标规定自来水在时电阻率应大于。某同学利用图甲电路测量的自来水的电阻率,其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管,细管上加有阀门K以控制玻璃管内自来水的水量,玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略),右端活塞固定,左端活塞可自由移动,可供选择的实验器材还有:
电源(电动势约3 V,内阻可忽略);
电压表(量程0~3 V,内阻很大);
电压表(量程0~3 V,内阻很大);
定值电阻(阻值4 kΩ);
定值电阻(阻值2 kΩ);
电阻箱R(最大阻值9999 Ω);
单刀双掷开关S,导线若干;
游标卡尺,刻度尺。
实验步骤如下:
A.用游标卡尺测量玻璃管的内径d;
B.向玻璃管内注满自来水,并用刻度尺测量水柱的长度L;
C.把开关S拨到1位置,记录电压表的示数;
D.把开关S拨到2位置,调整电阻箱阻值,使电压表的示数与电压表的示数相同,记录电阻箱的阻值R;
E.改变玻璃管内水柱的长度,重复实验步骤C、D,记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R;
F._________________________
(1)补充完整实验步骤___________。
(2)测玻璃管内径d时用游标卡尺________(选“外测量爪”或“内测量爪”),示数30.00 mm;
(3)玻璃管内水柱的电阻值的表达式为_____(用、、R表示)。
(4)利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据,绘制出如图乙所示的关系图像,则自来水的电阻率_____(保留两位有效数字)。
(5)实验中若电压表内阻不是很大,则自来水电阻率测量结果将_______(填“偏大”“不变”或“偏小”)。
四、计算题:本题共3小题,共39分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,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。
13. 一列简谐横波沿x轴传播,a、b为x轴上相距0.5 m的两质点,如图甲所示。两质点的振动图像分别如图乙,丙所示。
(1)若该波在该介质中传播的速度为2.5 m/s,求该波的波长;
(2)若该波的波长大于,求可能的波速v。
14. 如图所示,一透明玻璃半球竖直放置,表示光轴(过球心与半球地面垂直的直线),O为球心,球半径为R,球左侧为圆面,右侧为半球面。现有一束平行光从其左侧垂直于圆面射向玻璃半球,玻璃半球的折射率为,设真空中的光速为c,不考虑光在玻璃中的多次反射,求:
(1)从左侧射入能从右侧射出的入射光束面积占入射面的比例;
(2)从距O点的入射光线经玻璃半球偏折后直到与对称轴相交的传播时间。
15. 如图所示,倾角为的粗糙斜面底端固定有一劲度系数为的轻质弹簧,弹簧上端连接一质量为的滑块B而处于静止状态,此时弹簧处于压缩状态且形变量为。在B的上方处由静止释放一质量也为的滑块A,随后A与B发生碰撞(未粘连),碰撞时间极短(可忽略不计),碰后AB一起向下运动,到达最低点后又向上弹回。已知A、B与斜面间的动摩擦因数均为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为,弹簧始终在弹性限度以内,弹簧振子的周期公式为,其中k为弹簧的劲度系数,M为振子的质量。试求:
(1)碰后瞬间AB的共同速度v;
(2)碰后AB一起向下运动的最大位移x;
(3)A从释放到速度第二次减为0所用的时间t。
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