内容正文:
三明一中2024-2025学年下学期第二次月考
高二物理科试卷
(总分∶ 100分; 考试时间∶ 75分钟)
一、单选题(每题4分,共16分。每题只有一个选项是正确的,多选或者错选不得分。)
1. 机械振动在介质中的传播称为机械波,常见的机械波有:水波、声波、地震波。关于波的反射和折射、波的干涉和衍射、多普勒效应,下列说法正确的是( )
A. “不见其人,先闻其声”意思是看不见人却听到声音,说明声波发生了衍射现象
B. 回音壁是北京天坛皇穹宇的围墙,回音壁的回音是由声音的折射形成的
C. 科学家利用激光测量月球与地球间的距离运用了多普勒效应原理
D. 泊松亮斑是干涉现象,阳光下肥皂膜上的彩色条纹是衍射现象
【答案】A
【解析】
【详解】A.“不见其人,先闻其声”意思是看不见人却听到声音,表明波绕过了障碍物,说明声波发生了衍射现象,故A正确;
B.回音壁是北京天坛皇穹宇的围墙,回音壁的回音是由声音的反射形成的,故B错误;
C.科学家利用激光测量月球与地球间的距离运用了光的反射原理,故C错误;
D.泊松亮斑是衍射现象,阳光下肥皂膜上的彩色条纹是干涉现象,故D错误。
故选A。
2. 如图甲,小明做摆角较小的单摆实验,O是它的平衡位置,B、C是摆球所能到达的左右最远位置,小明通过实验测出当地重力加速度, 并且根据实验情况绘制了单摆的振动图像如图乙,设图中单摆向右振动为正方向,则下列选项不正确的是( )
A. 此单摆的振动频率是2Hz
B. 单摆的摆长约为1m
C. 仅改变摆球质量,单摆周期不变
D. t=0时刻,摆球位于B点
【答案】A
【解析】
【详解】A.由题图可知,周期为,则此单摆的振动频率为,故A错误,满足题意要求;
B.根据,可得单摆的摆长为,故B正确,不满足题意要求;
C.根据,仅改变摆球质量,单摆周期不变,故C正确,不满足题意要求;
D.由题图可知,t=0时刻,摆球处于负向最大位移处,即摆球位于B点,故D正确,不满足题意要求。
故选A。
3. 如图所示,一束由红光和紫光组成的复色光,垂直等边三棱镜ABC的一边入射形成了如图所示的光路图。下列说法正确的是( )
A. 光线一定是沿EO的方向入射的
B. 光线OF、OE均为单色光
C. 沿OF方向的光线在棱镜的临界角较小
D. 沿OF方向的光线在三棱镜中传播速度较大
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据入射光线,反射光线,折射光线与法线的关系,DO为入射光线,OE为反射光线,OF折射光线,A错误;
B.沿OF光线对棱镜即发生了反射和折射,而另一种OE发生全反射,所以,OF光一定为单色光,OE光一定为复色光,B错误;
CD.沿OF光线对棱镜即发生了反射和折射,而另一种发生了全反射,所以,沿OF方向的光线对棱镜的临界角较大,折射率小,根据
沿OF方向的光线在三棱镜中传播速度较大,C 错误D正确。
故选D。
4. 图甲所示“反向蹦极”区别于传统蹦极,让人们在欢笑与惊叹中体验到了别样的刺激。情境简化为图乙所示,弹性轻绳的上端固定在点,下端固定在体验者的身上,多名工作人员将人竖直下拉并与固定在地面上的力传感器相连,人静止时传感器示数为。打开扣环,人从点像火箭一样被“竖直发射”,经速度最大位置上升到最高点。已知,人(含装备)总质量(可视为质点)。忽略空气阻力,重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 打开扣环前,人在点处于超重状态
B. 体验者在、间做简谐运动
C. 、两点间的距离为
D. 人在点的加速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A.打开扣环前,人静止在a点,既不超重也不失重,故A错误;
B.打开卡扣时,体验者所受回复力(即体验者所受重力与弹性绳弹力的合力)大小等于传感器的示数,即,因
所以体验者到达c点前弹性绳已经松弛,即体验者在、间的运动不是简谐运动,故B错误;
C.设弹性绳的劲度系数为k,体验者处于a点时弹性绳的伸长量为x,则有
体验者经过b点时有
两式联立得,
体验者由a点运动到c点过程中,由动能定理得
求得
故C正确;
D.人在点时只受重力,加速度大小为,即,故D错误。
故选C。
二、双选题(每小题6分,共24分。每小题有两个答案,单选得3分,错选不得分)
5. 如图所示,关于下列图片场景解释正确的有( )
A. 如图甲,内窥镜利用了光的全反射原理
B. 如图乙,肥皂膜上的彩色条纹是光的干涉现象
C. 如图丙,是单色平行光线通过狭缝得到的干涉图样
D. 如图丁,立体电影的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理均是光的偏振
【答案】AB
【解析】
【详解】A.如图甲,内窥镜中的光导纤维利用了光的全反射原理,故A正确;
B.如图乙,肥皂膜上的彩色条纹属于薄膜干涉,是光的干涉现象,故B正确;
C.如图丙,是单色平行光线通过狭缝得到的是单缝衍射图样,故C错误;
D.如图丁,立体电影的原理是光的偏振,照相机镜头表面涂上增透膜是光的干涉原理,故D错误。
故选AB。
6. 如图所示为双缝干涉实验装置示意图,当使用波长为λ的可见光做实验时,光屏上P点出现中央0级亮条纹,P1点为 P点上方相邻的亮条纹,则( )
A. P1点到双缝的距离之差为0.5λ
B. P1点到双缝的距离之差为1.0λ
C. 换用波长为 λ的可见光重复上述实验后,P1点处将出现暗条纹
D. 如果将单缝S下移,光屏的条纹将向下移动
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.点为P点上方相邻的亮条纹,可知点到双缝的距离之差为,故A错误,B正确;
C.换用波长为的可见光重复上述实验后,则可见光的波长变为
点到双缝的距离之差为,可知点处将出现暗条纹,故C正确;
D.如果将单缝S下移,通过双缝S1、S2的光仍是相干光,仍可产生干涉条纹。如图所示
对于中央亮纹来说,从单缝S经过S1、S2到中央亮纹的路程差仍等于0,则有,
则
所以中央亮纹O的位置略向上移动,即光屏的条纹将向上移动,故D错误。
故选BC。
7. 如图,是光学仪器中一种常用的半圆形玻璃砖。现有一束单色平行光与界面成角从其直径界面AO段入射。已知单色光在玻璃中的折射率为,玻璃砖的半径为,真空中的光速为。下列说法中正确的是( )
A. 从A点入射的光其折射角为
B. 从A点入射的光在玻璃中的传播时间为
C. 从O点入射的光在玻璃砖中传播的时间最长
D. 从O点发出的光达弧面时会发生全反射
【答案】AB
【解析】
【详解】A.根据折射定律
其中,
代入数据解得从A点入射的光其折射角为
A正确;
B.画出光路图如图所示
根据几何关系可
由于
所以光在、会发生全反射,根据几何关系可得光在玻璃砖中传播的路程为
光在玻璃砖中的速度
从A点入射的光在玻璃中的传播时间为
B正确;
CD.根据光的折射可知从O点入射的光在玻璃砖的折射光沿着半径方向,相当于从玻璃砖到空气中的入射角为0,不可能发生全反射,根据几何关系可知从O点入射的光在玻璃砖中传播的路程最短,则传播的时间最短,CD错误。
故选AB。
8. 频率相同的简谐波源、,接收点P位于、连线上如图甲,、到P的距离之差为9m。t=0时、同时开始垂直平面向上振动,P点的振动图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A. 两列波的波长为2m
B. 两列波的波速为3m/s
C. 、连线上一共有振动加强点11个
D. 两列波的振幅分别为3cm和1cm
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.由P点的振动图像可知,T=2s,4s末时第一列波传播至P点,7s末第一列波传播至P点。时间差,距离之差,故波速为3m/s,波长为6m,故A错误,B正确;
D.第一列波振幅3cm,合振动振幅1cm,为半波长奇数倍,P为振动减弱点,故第二列波振幅为2cm,故D错误;
C.,中央加强点在16.5m处,因相邻的加强点之间相差,则一半的距离()有5个加强点,根据对称性可知、连线上一共有振动加强点11个,故C正确。
故选BC。
三、填空题(每空1分共8分)
9. 如图所示,一竖直圆盘转动时,固定在圆盘上的小圆柱带动一T形支架在竖直方向振动,T形支架的下面系着一弹簧和小球组成的振动系统,小球浸没在水中。当圆盘转动一会静止后,小球做______(选填“阻尼”“自由”或“受迫”)振动。若弹簧和小球构成的系统振动频率约为5Hz,现使圆盘以8s的周期匀速转动,经过一段时间后,小球振动达到稳定,小球的振动频率为______Hz。逐渐改变圆盘的转动周期,当小球振动的振幅达到最大时,此时圆盘的周期为______s。
【答案】 ①. 阻尼 ②. ③.
【解析】
【详解】[1]由于水对小球有阻力的作用,因此圆盘停止转动后,小球做阻尼振动;
[2][3]圆盘转动时带动小球做受迫振动,因此小球振动稳定时的振动频率等于驱动力的频率,即小球的振动频率为
当驱动力的频率等于小球的固有频率时小球的振幅最大,即圆盘的转动频率应为,则圆盘的周期应为。
10. 如图为一列沿x轴正向传播的简谐横波在t=0时刻的图像,位于坐标原点的振源振动周期为1s。质点a的振幅为______cm,从t=0时刻起,质点a比质点c______(更早、更迟)回到平衡位置。
【答案】 ①. 4 ②. 更早
【解析】
【详解】[1]所有参与传播的质点振动的振幅都相同,由图可知,质点a的振幅为4cm;
[2]简谐横波沿x轴正向传播,根据“同侧法”可知,时刻,质点a向下运动,回到平衡位置的时间小于,而质点c向上运动,回到平衡位置的时间等于,故质点a比质点c更早回到平衡位置。
11. 如图所示,质量为m的物体被放到劲度系数为k弹簧上,并使其在竖直方向上做简谐运动,当振幅为A时,物体对弹簧的最大压力是物体重量的1.5倍,重力加速度为g。则该简谐运动的平衡位置离O点(弹簧处于原长时其上端的位置)的距离为_______;振动过程中物体对弹簧的最小压力为_________;要使物体在振动过程中不离开弹簧,振幅不能超过_______。
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】[1]物体处于平衡位置时,有
所以离点的距离为
[2]振动过程中物体对弹簧的最大压力时,弹簧相对平衡位置向下振动最大振幅,此时回复力
回复力竖直向上;振动过程中物体对弹簧的最小压力时,弹簧相对平衡位置向上振动最大振幅,有简谐运动的对称性可知,此位置回复力
方向竖直向下,故此时弹簧受到的弹力
由牛顿第三定律可知,振动过程中物体对弹簧的最小压力为;
[3]弹簧所受压力最小为0,回复力,所以振幅最大为。
四、实验题 (每空2分,共12分)
12. 如图所示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。
(1)图中A、B处分别安装的器材及滤光片的位置是_____
A. A处安装单缝,B处安装双缝,滤光片置于AB之间
B. A处安装双缝,B处安装单缝,滤光片置于目镜处
C. A处安装单缝,B处安装双缝,滤光片置于A与凸透镜之间
D. A处安装双缝,B处安装单缝,滤光片置于A与凸透镜之间
(2)若实验中已观察到较模糊的干涉条纹,要使条纹变得清晰,值得尝试的是___
A. 旋转测量头 B. 旋动测量头上的手轮
C. 增大单缝与双缝间的距离 D. 调节拨杆使单缝与双缝平行
(3)为方便观察条纹,想要减少从目镜中观察到的条纹条数,正确的做法是_______
A. 减小单缝与光源间的距离 B. 减小单缝与双缝间的距离
C. 增大透镜与单缝间的距离 D. 增大双缝与测量头间的距离
【答案】(1)C (2)D
(3)D
【解析】
【小问1详解】
该实验装置应在A处安装单缝,B处安装双缝,滤光片置于A与凸透镜之间,故选C;
【小问2详解】
若实验中已观察到较模糊的干涉条纹,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,故选D;
【小问3详解】
为方便观察条纹,想要减少从目镜中观察到的条纹条数,则需要增加条纹间距,根据可知正确的做法是增大双缝与测量头间的距离d;而增大透镜与单缝间的距离,减小单缝与光源间的距离以及减小单缝与双缝间的距离都不会影响条纹间距。
故选D。
13. 在“测玻璃的折射率”实验中:
(1)为了取得较好的实验效果,下列操作正确的是 ________________ 。
A.必须选用上下表面平行的玻璃砖
B.选择的入射角应尽量小些
C.大头针应垂直地插在纸面上
D.大头针和及和之间的距离适当大些
(2)甲同学由于没有量角器,在完成了光路图以后,以O点为圆心,10.00cm长为半径画圆,分别交线段OA于A点,交O和O′连线延长线于C点,过A点作法线NN′的垂线AB交NN′于B点,过C点作法线NN′的垂线CD交NN′于D点,如图所示,用刻度尺量得OB=8.00cm,CD=4.00cm,由此可得出玻璃的折射率n=________________。
(3)乙同学纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa′和bb′后,不小心碰了玻璃砖使它向aa′方向平移了少许,如图所示。则他测得的折射率比真实值 ________________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】 ①. CD##DC ②. 1.50 ③. 不变
【解析】
【详解】(1)[1]A.用插针法测折射率时,不一定要选用上下表面平行的玻璃砖,故A错误;
B.为了减小测量的相对误差,选择的入射角应尽量大些,故B错误;
C.为了准确确定入射光线和折射光线,大头针应垂直地插在纸面上,故C正确;
D.大头针和及和之间的距离适当大些,会减小角度测量误差,故D正确。
故选CD。
(2)[2]根据折射定律和几何关系可知
所以
(3)[3]如下图所示,红线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图,而黑线是作图时所采用的光路图
通过比较发现,入射角和折射角没有变化,则由折射定律可知这位同学测得的折射率将不变。
五、计算题 (14题12分, 15 题13分, 16题15分, 共40分)
14. 如图所示,直角梯形ABMD为由某种透明材料制成的柱体的横截面,一细束光垂直于MD从MD边的中点O射入,恰好在BM边发生全反射,最后从AB边射出。已知, ,,光在真空中的传播速度为c。求:
(1)画出光在介质中的光路图
(2)该透明材料对该光的折射率n;
(3)光从O点入射到从AB边射出所用的时间t。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
光路如图所示
【小问2详解】
由图可知单色光在 BM 边发生全反射的临界角 C=60°
根据临界角与折射率的关系有
解得
【小问3详解】
光在柱体中的传播距离
光在柱体中的传播速度
光在柱体中传播的时间
解得
15. 如图甲所示,a、b为沿x轴传播的一列简谐横波上的两质点,相距2m。a、b的振动图像分别如图乙、丙所示。
(1)若该波在介质中传播的速度为10m/s,求该波的波长;
(2)在(1)情形下,求0~2s时间内a质点运动的路程s;
(3)若该波的波长大于2m,求可能的波速v。
【答案】(1);(2);(3),
【解析】
【详解】(1)根据振动图像可得周期为
根据波速公式有
代入数据,解得
(2)由题意可知
所以质点a运动的路程为
(3)如果波沿方向传播,则有
而由于,可得
所以
代入公式
可得
如果波沿方向传播,则有
而由于,可得
解得
代入公式
可得
16. 如图所示,倾角为的光滑绝缘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不带电的滑块而处于静止状态,整个装置处于沿斜面向下的匀强电场中,场强大小。在的上方处由静止释放一质量为、电荷量为的滑块,运动一段时间后与发生碰撞,碰撞时间极短(可忽略不计),所带电荷量不会转移到。碰后、一起向下运动,到达最低点后又向上弹回。已知重力加速度为,弹簧始终处在弹性限度内,弹簧的弹性势能与形变量的关系为,弹簧振子的周期公式为,其中为弹簧的劲度系数,为振子的质量。
(1)求碰后瞬间、的共同速度大小;
(2)求碰后、一起向下运动的最大位移;
(3)试判断、碰后的运动过程中是否会分离。如果会分离,则求从释放到、第一次分离所用的时间;如果不会分离,则求从释放到、速度第二次减为零所用的时间。
【答案】(1)
(2)
(3)不会分离,
【解析】
【小问1详解】
设物块、碰撞前瞬间的速度为,根据动能定理有
解得
设碰后瞬间、的共同速度为,对、的碰撞过程,根据动量守恒定律
解得
【小问2详解】
初始时刻弹簧的压缩量为,受力平衡
得
设碰后、一起向下运动的最大位移为,对、碰后瞬间到二者到达最低点的过程,根据能量守恒定律
解得
另一值(,不符合题意舍去)
【小问3详解】
、不会分离。
、分离的临界条件是二者之间弹力为零且加速度相同。假设、碰后的运动过程中未分离,即上升到最高点时弹簧仍处于压缩状态,设此时弹簧的压缩量为,从碰后瞬间到最高点,根据能量守恒定律
解得
说明弹簧回复到原长时,到达最高点,此时、速度均为零。此后做简谐运动。
振幅为
由此可知、碰撞位置距离平衡位置
根据三角函数知识,、一起运动
这段距离经历的时间(T为简谐运动周期)
设释放到、碰撞经历的时间为,根据动量定理
设、碰撞到第二次为零经历的时间为,
从释放到、速度第二次减为零所用的时间
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三明一中2024-2025学年下学期第二次月考
高二物理科试卷
(总分∶ 100分; 考试时间∶ 75分钟)
一、单选题(每题4分,共16分。每题只有一个选项是正确的,多选或者错选不得分。)
1. 机械振动在介质中的传播称为机械波,常见的机械波有:水波、声波、地震波。关于波的反射和折射、波的干涉和衍射、多普勒效应,下列说法正确的是( )
A. “不见其人,先闻其声”意思是看不见人却听到声音,说明声波发生了衍射现象
B. 回音壁是北京天坛皇穹宇的围墙,回音壁的回音是由声音的折射形成的
C. 科学家利用激光测量月球与地球间的距离运用了多普勒效应原理
D. 泊松亮斑是干涉现象,阳光下肥皂膜上的彩色条纹是衍射现象
2. 如图甲,小明做摆角较小的单摆实验,O是它的平衡位置,B、C是摆球所能到达的左右最远位置,小明通过实验测出当地重力加速度, 并且根据实验情况绘制了单摆的振动图像如图乙,设图中单摆向右振动为正方向,则下列选项不正确的是( )
A. 此单摆的振动频率是2Hz
B. 单摆的摆长约为1m
C. 仅改变摆球质量,单摆周期不变
D. t=0时刻,摆球位于B点
3. 如图所示,一束由红光和紫光组成的复色光,垂直等边三棱镜ABC的一边入射形成了如图所示的光路图。下列说法正确的是( )
A. 光线一定是沿EO的方向入射的
B. 光线OF、OE均为单色光
C. 沿OF方向的光线在棱镜的临界角较小
D. 沿OF方向的光线在三棱镜中传播速度较大
4. 图甲所示“反向蹦极”区别于传统蹦极,让人们在欢笑与惊叹中体验到了别样的刺激。情境简化为图乙所示,弹性轻绳的上端固定在点,下端固定在体验者的身上,多名工作人员将人竖直下拉并与固定在地面上的力传感器相连,人静止时传感器示数为。打开扣环,人从点像火箭一样被“竖直发射”,经速度最大位置上升到最高点。已知,人(含装备)总质量(可视为质点)。忽略空气阻力,重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 打开扣环前,人在点处于超重状态
B. 体验者在、间做简谐运动
C. 、两点间的距离为
D. 人在点的加速度大小为
二、双选题(每小题6分,共24分。每小题有两个答案,单选得3分,错选不得分)
5. 如图所示,关于下列图片场景解释正确的有( )
A. 如图甲,内窥镜利用了光的全反射原理
B. 如图乙,肥皂膜上的彩色条纹是光的干涉现象
C. 如图丙,是单色平行光线通过狭缝得到的干涉图样
D. 如图丁,立体电影的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理均是光的偏振
6. 如图所示为双缝干涉实验装置示意图,当使用波长为λ的可见光做实验时,光屏上P点出现中央0级亮条纹,P1点为 P点上方相邻的亮条纹,则( )
A. P1点到双缝的距离之差为0.5λ
B. P1点到双缝的距离之差为1.0λ
C. 换用波长为 λ的可见光重复上述实验后,P1点处将出现暗条纹
D. 如果将单缝S下移,光屏的条纹将向下移动
7. 如图,是光学仪器中一种常用的半圆形玻璃砖。现有一束单色平行光与界面成角从其直径界面AO段入射。已知单色光在玻璃中的折射率为,玻璃砖的半径为,真空中的光速为。下列说法中正确的是( )
A. 从A点入射的光其折射角为
B. 从A点入射的光在玻璃中的传播时间为
C. 从O点入射的光在玻璃砖中传播的时间最长
D. 从O点发出的光达弧面时会发生全反射
8. 频率相同的简谐波源、,接收点P位于、连线上如图甲,、到P的距离之差为9m。t=0时、同时开始垂直平面向上振动,P点的振动图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A. 两列波的波长为2m
B. 两列波的波速为3m/s
C. 、连线上一共有振动加强点11个
D. 两列波的振幅分别为3cm和1cm
三、填空题(每空1分共8分)
9. 如图所示,一竖直圆盘转动时,固定在圆盘上的小圆柱带动一T形支架在竖直方向振动,T形支架的下面系着一弹簧和小球组成的振动系统,小球浸没在水中。当圆盘转动一会静止后,小球做______(选填“阻尼”“自由”或“受迫”)振动。若弹簧和小球构成的系统振动频率约为5Hz,现使圆盘以8s的周期匀速转动,经过一段时间后,小球振动达到稳定,小球的振动频率为______Hz。逐渐改变圆盘的转动周期,当小球振动的振幅达到最大时,此时圆盘的周期为______s。
10. 如图为一列沿x轴正向传播的简谐横波在t=0时刻的图像,位于坐标原点的振源振动周期为1s。质点a的振幅为______cm,从t=0时刻起,质点a比质点c______(更早、更迟)回到平衡位置。
11. 如图所示,质量为m的物体被放到劲度系数为k弹簧上,并使其在竖直方向上做简谐运动,当振幅为A时,物体对弹簧的最大压力是物体重量的1.5倍,重力加速度为g。则该简谐运动的平衡位置离O点(弹簧处于原长时其上端的位置)的距离为_______;振动过程中物体对弹簧的最小压力为_________;要使物体在振动过程中不离开弹簧,振幅不能超过_______。
四、实验题 (每空2分,共12分)
12. 如图所示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。
(1)图中A、B处分别安装的器材及滤光片的位置是_____
A. A处安装单缝,B处安装双缝,滤光片置于AB之间
B. A处安装双缝,B处安装单缝,滤光片置于目镜处
C. A处安装单缝,B处安装双缝,滤光片置于A与凸透镜之间
D. A处安装双缝,B处安装单缝,滤光片置于A与凸透镜之间
(2)若实验中已观察到较模糊的干涉条纹,要使条纹变得清晰,值得尝试的是___
A. 旋转测量头 B. 旋动测量头上的手轮
C. 增大单缝与双缝间的距离 D. 调节拨杆使单缝与双缝平行
(3)为方便观察条纹,想要减少从目镜中观察到的条纹条数,正确的做法是_______
A. 减小单缝与光源间的距离 B. 减小单缝与双缝间的距离
C. 增大透镜与单缝间的距离 D. 增大双缝与测量头间的距离
13. 在“测玻璃的折射率”实验中:
(1)为了取得较好的实验效果,下列操作正确的是 ________________ 。
A.必须选用上下表面平行的玻璃砖
B.选择的入射角应尽量小些
C.大头针应垂直地插在纸面上
D.大头针和及和之间的距离适当大些
(2)甲同学由于没有量角器,在完成了光路图以后,以O点为圆心,10.00cm长为半径画圆,分别交线段OA于A点,交O和O′连线延长线于C点,过A点作法线NN′的垂线AB交NN′于B点,过C点作法线NN′的垂线CD交NN′于D点,如图所示,用刻度尺量得OB=8.00cm,CD=4.00cm,由此可得出玻璃的折射率n=________________。
(3)乙同学纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa′和bb′后,不小心碰了玻璃砖使它向aa′方向平移了少许,如图所示。则他测得的折射率比真实值 ________________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
五、计算题 (14题12分, 15 题13分, 16题15分, 共40分)
14. 如图所示,直角梯形ABMD为由某种透明材料制成的柱体的横截面,一细束光垂直于MD从MD边的中点O射入,恰好在BM边发生全反射,最后从AB边射出。已知, ,,光在真空中的传播速度为c。求:
(1)画出光在介质中的光路图
(2)该透明材料对该光的折射率n;
(3)光从O点入射到从AB边射出所用的时间t。
15. 如图甲所示,a、b为沿x轴传播的一列简谐横波上的两质点,相距2m。a、b的振动图像分别如图乙、丙所示。
(1)若该波在介质中传播的速度为10m/s,求该波的波长;
(2)在(1)情形下,求0~2s时间内a质点运动的路程s;
(3)若该波的波长大于2m,求可能的波速v。
16. 如图所示,倾角为的光滑绝缘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不带电的滑块而处于静止状态,整个装置处于沿斜面向下的匀强电场中,场强大小。在的上方处由静止释放一质量为、电荷量为的滑块,运动一段时间后与发生碰撞,碰撞时间极短(可忽略不计),所带电荷量不会转移到。碰后、一起向下运动,到达最低点后又向上弹回。已知重力加速度为,弹簧始终处在弹性限度内,弹簧的弹性势能与形变量的关系为,弹簧振子的周期公式为,其中为弹簧的劲度系数,为振子的质量。
(1)求碰后瞬间、的共同速度大小;
(2)求碰后、一起向下运动的最大位移;
(3)试判断、碰后的运动过程中是否会分离。如果会分离,则求从释放到、第一次分离所用的时间;如果不会分离,则求从释放到、速度第二次减为零所用的时间。
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