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2019届河北省唐山市第一中学高三下学期冲刺(三)理科综合物理试卷(解析版)
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河北省唐山市第一中学2019届高三下学期冲刺(三)理科综合物理试题
二、选择题:本题共8题,每小题6分。在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一项符合题目要求,第19~21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,有选错的得0分。
1.在同一条平直公路上行驶的a车和b车,其速度﹣时间图象分别为图中直线a和曲线b,已知t=0时刻a车与b车在同一位置,t2时刻a车在b车前方,由图可知( )
A. a车与b车一定相遇一次
B. 在t2时刻b车的运动方向发生改变
C. t1到t2时间内两车之间的距离越来越小
D. 在0~t3时间内,t1时刻两车相距最远
【答案】C
【解析】
A.t=0时刻a车与b车在同一位置,t2时刻a车在b车前方,而t2时刻两车速度相等,之后a车的速度比b车的大,所以两车不可能相遇,故A错误;
B. 由图可知,b车的速度一直沿正方向,说明b车的运动方向没有发生变化,故B错误;
CD.t=0时刻a车与b车在同一位置,在0∼t1时间内,a车的速度大于b车的速度,两者间距增大.t1到t2时间内,a车的速度小于b车的速度,两车之间的距离不断减小.t2时刻之后a车的速度比b车的大,两车间距不断增大,所以不能确定何时两车间距最远,故C正确,D错误。
故选:C。
点睛:根据速度图象与时间轴所围成的面积表示位移,分析两车何时相遇.速度的正负表示速度的方向.明确v-t图象的性质,能根据坐标明确速度的变化,从而确定二者间距离的变化情况.
2.如图所示是氢原子的能级图,大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时,一共可以辐射出6种不同频率的光子;巴耳末系是指氢原子由高能级向n=2能级跃迁时释放的光子,则以下说法正确的是
A. 6种光子均比巴耳末系中所有光的频率高
B. 6种光子中波长最长的光子是从n=4激发态跃迁到基态时产生的
C. 若从n=2能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应,则从n=3能级跃迁到n=2能级释放的光子也一定能使该板发生光电效应
D. 使n=4能级的氢原子电离至少要0.85eV的能量
【答案】D
【解析】
【详解】A、6中光子中,从n=4跃迁到n=2和从n=3跃迁到n=2辐射的光子属于巴尔末系,另外四种光子的有些频率低,有些频率高;故A错误.
B、6种光子中,从n=4跃迁到n=3辐射的光子频率最小,波长最长;故B错误.
C、从n=2能级跃迁到基态释放的光子能量为13.6-3.4=10.2eV,若能使某金属板发生光电效应,从n=3能级跃迁到n=2能级释放的光子能量3.4-1.51=1.89eV<10.2eV,不一定能使该板发生光电效应;故C错误.
D、n=4能级的氢原子具有的能量为-0.85eV,故要使其发生电离能量变为0,至少需要0.85eV的能量;故D正确.
故选D.
3.如图所示,水平地面上有一楔形物块a,其斜面上有一小物块b,b与平行于斜面细绳的一端相连,细绳的另一端固定在斜面上.a与b之间光滑,a和b以共同速度在地面轨道的光滑段向左运动.当它们刚运行至轨道的粗糙段时可能正确的是
A. 绳张力减小,斜面对b的支持力不变
B. 绳的张力增加,斜面对b的支持力减小
C. 绳的张力减小,地面对a的支持力不变
D. 绳的张力增加,地面对a的支持力减小
【答案】C
【解析】
【详解】在光滑段运动时,物块a及物块b均处于平衡状态,对a、b整体受力分析,受重力和支持力,二力平衡;
对b受力分析,如图,受重力、支持力、绳子的拉力,
根据共点力平衡条件,有Fcosθ-FNsinθ=0 ①;
Fsinθ+FNcosθ-mg=0 ②;
由①②两式解得:F=mgsinθ,FN=mgcosθ;
当它们刚运行至轨道的粗糙段时,减速滑行,系统有水平向右的加速度,此时有两种可能;
①物块a、b仍相对静止,竖直方向加速度为零,由牛顿第二定律得到:
Fsinθ+FNcosθ-mg=0 ③;
FNsinθ-Fcosθ=ma ④;
由③④两式解得:F=mgsinθ-macosθ,FN=mgcosθ+masinθ;
即绳的张力F将减小,而a对b的支持力变大;
再对a、b整体受力分析竖直方向重力和支持力平衡,水平方向只受摩擦力,重力和支持力二力平衡,故地面对a支持力不变.
②物块b相对于a向上滑动,绳的张力显然减小为零,物体具有向上的分加速度,是超重,支持力的竖直分力大于重力,因此a对b的支持力增大,斜面体和滑块整体具有向上的加速度,也是超重,故地面对a的支持力也增大.
综合上述讨论,结论应该为:绳子拉力一定减小;地面对a的支持力可能增加或不变;a对b的支持力一定增加;故A,B,D错误,C正确.
故选C.
4.某兴趣小组的同学深入学习了静电场中关于电势的知识:若取无穷远处电势为零,在一带电荷量为+q的点电荷的电场中,与点电荷相距r处的电势为,如果某点处在多个点电荷所形成的电场中,则电势为每一个点电荷在该点所产生的电势的代数和.如图所示,AB是均匀带电的细棒,所带电荷量为+Q.C为AB棒附近的一点,CB垂直于AB.若取无穷远处电势为零,AB棒上的电荷所形成的电场中,C点的电势为φ0,φ0可以等效成AB棒上某点P处、电荷量为+Q的点电荷所形成的电场在C点的电势.该小组的同学将AB棒均分成两段,利用对称性,求得AC连线中点D处的电势为
A. 2φ0 B. φ0 C. φ0 D. φ0
【答案】A
【解析】
【详解】设φ0等效成AB棒上的电荷集中于AB中点P处,E是AP的中点,由几何知识知:;
带电量为+Q的点电荷所形成的电场在C点的电势为φ0,将AB棒均分成两段,并看成两个点电荷,每个点电荷的电荷量为,由可知,每个电荷量为的点电荷在D点产生电势为φ0,则两个点电荷在AC连线中点D处的电势为2φ0,故A正确,B,C,D错误;
故选A.
5.如图所示,水平面O点左侧光滑,O点右侧粗糙且足够长,有10个质量均为m完全相同的小滑块(可视为质点)用轻细杆相连,相邻小滑块间的距离为L,滑块1恰好位于O点,滑块2、3……依次沿直线水平向左排开,现将水平恒力F作用于滑块1,经观察发现,在第3个小滑块进入粗糙地带后到第4个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,小滑块做匀速直线运动,已知重力加速度为g,则下列说法正确的是
A. 粗糙地带与滑块间的动摩擦因数
B. 匀速运动过程中速度大小
C. 第一个滑块进入粗糙地带后,第二个滑块进入前各段轻杆的弹力大小相等
D. 在水平恒力F作用下,10个滑块全部可以进入粗糙地带
【答案】B
【解析】
【详解】A、对整体分析,根据共点力平衡得,F=3μmg,解得,故A错误.
B、根据动能定理得,解得,故B正确.
C、第一个滑块进入粗糙地带后,整体仍然做加速运动,各个物体的加速度相同,隔离分析,由于选择的研究对象质量不同,根据牛顿第二定律知,杆子的弹力大小不等,故C错误.
D、在水平恒力F作用下,由于第4个滑块进入粗糙地带,整体将做减速运动,设第n块能进入粗焅地带,由动能定理:,解得:n=7,所以10个滑块不能全部进入粗糙地带,故D错误。
故选B.
6.如图所示,一理想变压器原线圈匝数为n1=1000匝,副线圈匝数为n2=200匝,将原线圈接的交流电压上,副线圈上电阻R和理想交流电压表并联接入电路,现在AB两点间接入不同的电子元件,则下列说法正确的是
A. 在A、B两点间接入理想二极管,电压表读数为20V
B. 在A、B两点间串联一只电阻R,穿过铁芯的磁通量的最大变化率为0.2Wb/s
C. 在A、B两点间接入一只电容器,保持原线圈电压最大值不变而提高交流电频率,电压表读数减小
D. 在A、B两点间接入一只电感线圈,保持原线圈电压最大值不变而提高交流电频率,电阻R消耗的电功率减小
【答案】AD
【解析】
【详解】A、输入电压为200V,根据电压与匝数成正比知输出电压为40V,在A、B两点间接入理想二极管,会过滤负半周电流,设电压表读数为U,则根据有效值定义,解得电压表读数,故A正确;
B、在A、B两点间串联一只电阻R,输入电压最大值为,故平均每匝电压为,故磁通量的最大变化率为,故B错误;
C、在A、B两点间接入一只电容器,只提高交流电频率,电容器容抗减小,故R分得的电压增大,电压表读数增加,故C错误;
D、在A、B两点间接入一电感线圈,只提高交流电频率,感抗增加,故R分得的电压减小,电阻R消耗的电功率将缓慢减小,故D正确;
故选AD.
7.已知某卫星在赤道上空轨道半径为r1的圆形轨道上绕地运行的周期为T,卫星运动方向与地球自转方向相同,赤道上某城市的人每三天恰好五次看到卫星掠过其正上方.假设某时刻,该卫星如图在A点变轨进入椭圆轨道,近地点B到地心距离为r2.设卫星由A到B运动的时间为t,地球自转周期为T0,不计空气阻力.则
A.
B.
C. 卫星在图中椭圆轨道由A到B时,机械能不变
D. 卫星由图中圆轨道进入椭圆轨道过程中,机械能不变
【答案】BC
【解析】
【详解】A、赤道上某城市的人每三天恰好五次看到卫星掠过其正上方,则知三天内卫星转了8圈,则3T0=8T,解得;故A错误.
B、根据开普勒第三定律知,,解得;故B正确.
C、卫星在图中椭圆轨道由A到B时,只有万有引力做功,机械能守恒;故C正确.
D、卫星由圆轨道进入椭圆轨道,需要减速,则机械能减小,故D错误.
故选BC.
8.如图甲所示,在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线L1、L2、L3、L4,在L1L2之间、L3L4之间存在匀强磁场,大小均为1T,方向垂直于虚线所在平面.现有一矩形线圈abcd,宽度cd= 0.5m,质量为0.1kg,电阻为2Ω,将其从静止释放,速度随时间的变化关系如图乙所示,t=0时刻cd边与L1重合,t1时刻cd边与L2重合,t2时刻ab边与L3重合,t3时刻ab边与L4重合,已知t1~t2的时间间隔为0.6s,整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向.(重力加速度g取10m/s2)则
A. 线圈的长度ad=1m
B. 线圈匀速运动的速度大小为8m/s
C. 在0~t1时间内,通过线圈的电荷量为0.25C
D. 0~t3时间内,线圈产生的热量为1.8J
【答案】BCD
【解析】
【详解】B、根据平衡有:mg=BIL,而,联立两式解得:;故B正确;
A、t1~t2的时间间隔内线圈一直做匀加速直线运动,知ab边刚进上边的磁场时,cd边也刚进下边的磁场。设磁场的宽度为d,则线圈的长度L′=2d;线圈下降的位移为:x=L′+d=3d,则有:,将v=8m/s,t=0.6s,代入解得:d=1m,所以线圈的长度为L′=2d=2m;故A错误;
C、在0~t1时间内,cd边从L1运动到L2,通过线圈的电荷量为:;故C正确.
D、0~t3时间内,根据能量守恒得:;故D正确.
故选BCD.
第II卷
三、非选择题:包括必考题和选考题两部分。第22题~第32题为必考题,每个试题考生都必须做答。第33题~第38题为选考题,考生根据要求做答。
(一)必考题(共129分)
9.某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系.弹簧秤固定在一合适的木板上,桌面的右边缘固定一个光滑的定滑轮,细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接.在桌面上画出两个点P、Q,并测出P、Q间距d开始时将木板置于P处,现缓慢向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动为止,记下弹簧秤的示数F0,以此表示滑动摩擦力的大小.再将木板放回原处并按住,继续向瓶中加水后,记下弹簧秤的示数F1,然后释放木板,并用秒表记下木板运动到Q处的时间t.
①木板的加速度可以用d、t表示为a= _____;为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是(一种即可)________.
②改变瓶中水的质量重复实验,确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系.下列图象能表示该同学实验结果的是( )
③用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,它的优点是( )
A.可以改变滑动摩擦力的大小
B.可以更方便地获取多组实验数据
C.可以比较精确地测出摩擦力的大小
D.可以获得更大的加速度以提高实验精度
【答案】 (1). (2). F1不变,重复多次测量,求平均值; (3). c (4). BC
【解析】
【详解】①根据匀变速直线运动公式得:,解得;减小偶然误差的主要方法是保持F1不变,重复多次测量求平均值.
②当F1>F0时,木板才产生加速度.随着继续向瓶中加水后,矿泉水瓶的质量不断增加,矿泉水瓶的质量不能远小于木板的质量,那么水的重力与绳子的拉力差值越来越大,则图象出现弯曲.故a,b,d错误,c正确,故选c.
③A、不可以改变滑动摩擦力的大小;故A错误.
B、缓慢向瓶中加水,可以更方便地获取多组实验数据;故B正确.
C、缓慢向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动,可以比较精确地测出摩擦力的大小;故C正确.
D、并没有获得很大的加速度,可以获取多组实验数据以提高实验精度;故D错误.
故选BC.
10.指针式多用表欧姆档的内部电路是由直流电源、调零电阻和表头相串联而成,现设计一个实验,测量多用表“×1Ω”挡的内部电源的电动势和内部总电阻.给定的器材有:待测多用电表,量程为100mA的电流表,最大电阻为20Ω的滑动变阻器,鳄鱼夹,开关,导线若干.实验过程如下:
(1)实验前将多用电表调至“×1Ω”挡,将红黑表笔短接,调节旋钮,使指针指在_____(选填“电阻”、“电流”)的零刻度;
(2)用鳄鱼夹将红、黑表笔固定在如图甲的两接线柱上,请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整________;
(3)调节滑动变阻器,读出多用表示数R、毫安表示数I,求出电流倒数,记录在下面的表格中,请根据表格数据在图乙的坐标系中描点作图__________;
R/Ω
4
7
10
14
18
20
I/mA
78.0
67.0
60.0
52.0
45.0
43.0
I-1/A-1
12.8
14.9
16.7
19.2
22.2
23.2
(4)请通过图线求出多用表内部电源的电动势为______V;内部总电阻为_______Ω(结果保留三位有效数字);
(5)电流表存在一定的内阻,这对实验结果_______(选填“有影响”、“无影响”).
【答案】 (1). 电阻 (2). (3). (4). 1.50 (5). 15.0 (6). 无影响
【解析】
【详解】(1)在进行欧姆调零时,应将红黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指到电阻的零刻度处,即表盘的右侧零刻度线处;
(2)多用电表视为电源处理,根据测量电源的电动势和内电阻实验原理可知电路结构,注意多用电表内部电源的正极与黑表笔接触;同时滑动变阻器采用限流接法;测量电路如图所示:
(3)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后根据描出的点作出图象,图象如图所示:
(4)根据闭合电路欧姆定律可知,变形可得:,则由图可知:
图象的斜率表示电源的电动势,故;而当电阻为零时,则有,故多用电表的内阻.
(5)由于使用欧姆表直接读出了外部电阻中包含了电流表内阻,电流表内阻对实验没有影响.
11.如图所示,光滑水平面上放着质量都为m的物块A和B,A紧靠着固定的竖直挡板,A、B 间夹一个被压缩的轻弹簧(弹簧与A、B均不拴接),用手挡住B不动,此时弹簧弹性势能为.在A、B间系一轻质细绳,细绳的长略大于弹簧的自然长度.放手后绳在短暂时间内被拉断,之后B继续向右运动,一段时间后与向左匀速运动、速度为v0的物块C发生碰撞,碰后B、C立刻形成粘合体并停止运动,C的质量为2m.求:
(1)B、C相撞前一瞬间B的速度大小;
(2)绳被拉断过程中,绳对A所做的功W.
【答案】①2v0 ②mv02/2
【解析】
试题分析:(1)B与C碰撞过程中,动量守恒,以B的初速度方向为正,根据动量守恒定律得:
mvB-2mv0=0,
解得:vB=2v0
(2)弹簧恢复原长时,弹性势能全部转化为物块B的动能,则
EP=mvB02
解得:vB0=3v0,
绳子拉断过程,A、B系统动量守恒,以B的初速度方向为正,根据动量守恒定律得:
mvB0=mvB+mvA
解得:vA=v0
由动能定理可得,绳对A所做功
考点:动量守恒定律;动能定理
【名师点睛】本题主要考查了动量守恒定律以及动能定理的直接应用,要求同学们能正确分析物体的受力情况,知道弹簧恢复原长时,弹性势能全部转化为物块B的动能,明确应用动量守恒定律解题时要规定正方向,难度适中。
12.在竖直平面内建立一平面直角坐标系xoy,x轴沿水平方向,如图甲所示.第二象限内有一水平向右的匀强电场,场强为E1.坐标系的第一、四象限内有一正交的匀强电场和匀强交变磁场,电场方向竖直向上,场强E2=,匀强磁场方向垂直纸面.处在第三象限的某种发射装置(图中没有画出)竖直向上射出一个比荷=102C/kg的带正电的微粒(可视为质点),该微粒以v0=4m/s的速度从-x上的A点进入第二象限,并以v1=8m/s速度从+y上的C点沿水平方向进入第一象限.取微粒刚进入第一象限的时刻为0时刻,磁感应强度按图乙所示规律变化(以垂直纸面向外的磁场方向为正方向),g=10m/s2.试求:
(1)带电微粒运动到C点的纵坐标值h及电场强度E1;
(2)+x轴上有一点D,OD=OC,若带电微粒在通过C点后的运动过程中不再越过y轴,要使其恰能沿x轴正方向通过D点,求磁感应强度B0及其磁场的变化周期T0为多少?
(3)要使带电微粒通过C点后的运动过程中不再越过y轴,求交变磁场磁感应强度B0和变化周期T0的乘积B0T0应满足的关系?
【答案】(1)0.2N/C
(2)B0=0.2n(T)(n=1,2,3…);(n=1,2,3…)
(3)(kg/C).
【解析】
(1)将粒子在第二象限内的运动分解为水平方向和竖直方向,在竖直方向上做竖直上抛运动,在水平方向上做匀加速直线运动.
.
.
,
则qE1=2mg,计算得出E1=0.2N/C.
(2)qE2=mg,所以带电的粒子在第一象限将做匀速圆周运动,设粒子运动圆轨道半径为R,周期为T,则 可得.
使粒子从C点运动到D点,则有:.
计算得出: (n=1,2,3…).
,
(n=1,2,3…).
(3)当交变磁场周期取最大值而粒子不再越过y轴时可作如图运动情形:
由图可以知道
.
点睛:(1)将粒子在第二象限内的运动分解为水平方向和竖直方向,得出两个方向上的运动规律,结合运动学公式和牛顿第二定律求出带电微粒运动到C点的纵坐标值h及电场强度E1;
(2)若带电微粒在通过C点后的运动过程中不再越过y轴,要使其恰能沿x轴正方向通过D点,作出粒子的运动的轨迹图,根据洛伦兹力提供向心力,得出粒子在磁场中运动的半径大小,结合几何关系,求出磁感应度的通项表达式,再根据周期的关系求出磁场的变化周期T0的通项表达式.
(3)当交变磁场周期取最大值而粒子不再越过y轴时,根据几何关系求出圆心角的大小,从而求出T0的范围,以及B0 T0应满足的关系.
(二)选考题:共45分,请考生从给出的2道物理题,2道化学题、2道生物题中每科任选一题做答,并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑,注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致,在答题卡选答区域规定位置答题,如果多做,则每学科按所做的第一题计分。
13.下列说法正确的是____________。
A. 气体很容易充满整个容器,这是分子间存在斥力的宏观表现
B. 若两个分子间的势能增大,则一定是克服分子间的相互作用力做功
C. 两个物体的内能相同,则它们的温度一定相同
D. 摩尔质量为M(kg/mol)、密度为ρ(kg/m3)的1m3铜所含原子数为(NA为阿伏伽德罗常数)
E. 由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间的距离,液体表面层分子间表现为引力,所以液体表面具有收缩的趋势
【答案】BDE
【解析】
A:气体很容易充满整个容器,这是分子热运动的宏观表现。故A项错误。
B:若两个分子间的势能增大,一定是克服分子间的相互作用力做功。故B项正确。
C:物体的内能是物体内所有分子无规则热运动的分子动能和分子势能的总和;宏观上影响内能的因素是物质的量、物体的体积和物体的温度。两个物体内能相同,则它们的温度不一定相同。故C项错误。
D:密度为ρ(kg/m3)的1m3的铜,质量;所含原子数。故D项正确。
E:由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,液面分子间表现为引力,所以液体表面具有收缩的趋势。故E项正确。
14.如图所示,一气缸竖直放在水平地面上,缸体质量M=10kg,活塞质量m=4kg,活塞横截面积S=2×10-3m2,活塞上面封闭了一定质量的理想气体,活塞下面与劲度系数k=2×103N/m的竖直轻弹簧相连,气缸底部有气孔O与外界相通,大气压强p0=1.0×105Pa.当气缸内气体温度为127℃时,弹簧为自然长度,此时活塞距离气缸顶部的高度为L1=20cm.g取10m/s2,缸体始终竖直,活塞不漏气且与缸壁无摩擦.
①当活塞距离气缸顶部的高度为L2=24cm时,缸内气体温度为多少?
②缸内气体温度上升到T0以上,气体将做等压膨胀,则T0为多少?
【答案】①720K②1012.5 K
【解析】
【详解】(1)在气体温度为127℃时,对活塞根据平衡条件有p0S=mg+p1S
在气缸内气体长度L2=24 cm时,对活塞根据平衡条件有p0S+k(L2-L1)=mg+p2S
根据气体状态方程有:
代入解得:T2=720K
(2)当气体压强达到一定值时,气缸对地压力为零,此后再升高气体温度,气体压强不变,气体做等压变化.
设气缸刚好对地没有压力时弹簧伸长量为△x,则k△x=(m+M)g
对气缸,根据平衡条件有:p3S=Mg+p0S
根据气体状态方程有:
各式联立解得: T0=10125K
34.【物理选修3-4】(15分)
15.如图所示,a、b、c、d…为传播简谐横波的介质中一系列等间隔的质点,相邻两质点间的距离均为0.1m.若某时刻向右传播的波到达a质点,a开始时先向上运动,经过0.2s d质点第一次达到最大位移,此时a正好在平衡位置(已知质点振幅为2cm,ad沿传播方向上的距离小于一个波长).则该简谐横波在介质中的波速可能值为_______m/s,此时质点j的位移可能为________cm.
【答案】3或2 0
【解析】
试题分析:波从a传到d时,d开始向上振动,经过第一次达到最大位移,而a正好在平衡位置,可能经过平衡位置向下,也可能经过平衡位置向上.
若a正好经过平衡位置向下,则a已经振动了,波从a传到d的时间为,则ad间的距离为,即有,可得波长,且,得 T=0.4s,故波速.在时间内,波传播的距离为,所以波还没有传到j,j的位移为0.
若a正好经过平衡位置向上,则a已经振动了T,波从a传到d的时间为,则ad间的距离为,即有,可得波长,且T=0.2s,故波速,在T时间内,波传播的距离为λ=0.4m,所以波还没有传到j,j的位移为0.
综上,该简谐横波在介质中的波速可能值为3或2m/s,此时质点j的位移为0cm.
考点:考查了波长、频率和波速的关系;横波的图象.
【名师点睛】本题的关键要仔细研究波形成的过程,根据时间确定周期,根据距离确定波长,要知道波在一个周期内传播的距离等于一个波长.
16.如图,矩形ABCD为一水平放置的玻璃砖的截面,在截面所在平面内有一细束激光照射玻璃砖,入射点距底面的高度为h,反射光线和折射光线的底面所在平面的交点到AB的距离分别为l1和l2。在截面所在平面内,改变激光束在AB面上入射点的高度和入射角的大小,当折射光线与底面的交点到AB的距离为l3时,光线恰好不能从底面射出。求此时入射点距底面的高度H。
【答案】
【解析】
试题分析:设玻璃砖的折射率为n,入射角和反射角为θ1,折射角为θ2,由光的折射定律:
根据几何关系有:
因此求得:
根据题意,折射光线在某一点刚好无法从底面射出,此时发生全反射,设在底面发生全反射时的入射角为,
有:
由几何关系得
解得此时入射点距离底面的高度:
考点:光的折射定律.
【此处有视频,请去附件查看】
二、选择题:本题共8题,每小题6分。在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一项符合题目要求,第19~21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,有选错的得0分。
1.在同一条平直公路上行驶的a车和b车,其速度﹣时间图象分别为图中直线a和曲线b,已知t=0时刻a车与b车在同一位置,t2时刻a车在b车前方,由图可知( )
A. a车与b车一定相遇一次
B. 在t2时刻b车的运动方向发生改变
C. t1到t2时间内两车之间的距离越来越小
D. 在0~t3时间内,t1时刻两车相距最远
【答案】C
【解析】
A.t=0时刻a车与b车在同一位置,t2时刻a车在b车前方,而t2时刻两车速度相等,之后a车的速度比b车的大,所以两车不可能相遇,故A错误;
B. 由图可知,b车的速度一直沿正方向,说明b车的运动方向没有发生变化,故B错误;
CD.t=0时刻a车与b车在同一位置,在0∼t1时间内,a车的速度大于b车的速度,两者间距增大.t1到t2时间内,a车的速度小于b车的速度,两车之间的距离不断减小.t2时刻之后a车的速度比b车的大,两车间距不断增大,所以不能确定何时两车间距最远,故C正确,D错误。
故选:C。
点睛:根据速度图象与时间轴所围成的面积表示位移,分析两车何时相遇.速度的正负表示速度的方向.明确v-t图象的性质,能根据坐标明确速度的变化,从而确定二者间距离的变化情况.
2.如图所示是氢原子的能级图,大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时,一共可以辐射出6种不同频率的光子;巴耳末系是指氢原子由高能级向n=2能级跃迁时释放的光子,则以下说法正确的是
A. 6种光子均比巴耳末系中所有光的频率高
B. 6种光子中波长最长的光子是从n=4激发态跃迁到基态时产生的
C. 若从n=2能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应,则从n=3能级跃迁到n=2能级释放的光子也一定能使该板发生光电效应
D. 使n=4能级的氢原子电离至少要0.85eV的能量
【答案】D
【解析】
【详解】A、6中光子中,从n=4跃迁到n=2和从n=3跃迁到n=2辐射的光子属于巴尔末系,另外四种光子的有些频率低,有些频率高;故A错误.
B、6种光子中,从n=4跃迁到n=3辐射的光子频率最小,波长最长;故B错误.
C、从n=2能级跃迁到基态释放的光子能量为13.6-3.4=10.2eV,若能使某金属板发生光电效应,从n=3能级跃迁到n=2能级释放的光子能量3.4-1.51=1.89eV<10.2eV,不一定能使该板发生光电效应;故C错误.
D、n=4能级的氢原子具有的能量为-0.85eV,故要使其发生电离能量变为0,至少需要0.85eV的能量;故D正确.
故选D.
3.如图所示,水平地面上有一楔形物块a,其斜面上有一小物块b,b与平行于斜面细绳的一端相连,细绳的另一端固定在斜面上.a与b之间光滑,a和b以共同速度在地面轨道的光滑段向左运动.当它们刚运行至轨道的粗糙段时可能正确的是
A. 绳张力减小,斜面对b的支持力不变
B. 绳的张力增加,斜面对b的支持力减小
C. 绳的张力减小,地面对a的支持力不变
D. 绳的张力增加,地面对a的支持力减小
【答案】C
【解析】
【详解】在光滑段运动时,物块a及物块b均处于平衡状态,对a、b整体受力分析,受重力和支持力,二力平衡;
对b受力分析,如图,受重力、支持力、绳子的拉力,
根据共点力平衡条件,有Fcosθ-FNsinθ=0 ①;
Fsinθ+FNcosθ-mg=0 ②;
由①②两式解得:F=mgsinθ,FN=mgcosθ;
当它们刚运行至轨道的粗糙段时,减速滑行,系统有水平向右的加速度,此时有两种可能;
①物块a、b仍相对静止,竖直方向加速度为零,由牛顿第二定律得到:
Fsinθ+FNcosθ-mg=0 ③;
FNsinθ-Fcosθ=ma ④;
由③④两式解得:F=mgsinθ-macosθ,FN=mgcosθ+masinθ;
即绳的张力F将减小,而a对b的支持力变大;
再对a、b整体受力分析竖直方向重力和支持力平衡,水平方向只受摩擦力,重力和支持力二力平衡,故地面对a支持力不变.
②物块b相对于a向上滑动,绳的张力显然减小为零,物体具有向上的分加速度,是超重,支持力的竖直分力大于重力,因此a对b的支持力增大,斜面体和滑块整体具有向上的加速度,也是超重,故地面对a的支持力也增大.
综合上述讨论,结论应该为:绳子拉力一定减小;地面对a的支持力可能增加或不变;a对b的支持力一定增加;故A,B,D错误,C正确.
故选C.
4.某兴趣小组的同学深入学习了静电场中关于电势的知识:若取无穷远处电势为零,在一带电荷量为+q的点电荷的电场中,与点电荷相距r处的电势为,如果某点处在多个点电荷所形成的电场中,则电势为每一个点电荷在该点所产生的电势的代数和.如图所示,AB是均匀带电的细棒,所带电荷量为+Q.C为AB棒附近的一点,CB垂直于AB.若取无穷远处电势为零,AB棒上的电荷所形成的电场中,C点的电势为φ0,φ0可以等效成AB棒上某点P处、电荷量为+Q的点电荷所形成的电场在C点的电势.该小组的同学将AB棒均分成两段,利用对称性,求得AC连线中点D处的电势为
A. 2φ0 B. φ0 C. φ0 D. φ0
【答案】A
【解析】
【详解】设φ0等效成AB棒上的电荷集中于AB中点P处,E是AP的中点,由几何知识知:;
带电量为+Q的点电荷所形成的电场在C点的电势为φ0,将AB棒均分成两段,并看成两个点电荷,每个点电荷的电荷量为,由可知,每个电荷量为的点电荷在D点产生电势为φ0,则两个点电荷在AC连线中点D处的电势为2φ0,故A正确,B,C,D错误;
故选A.
5.如图所示,水平面O点左侧光滑,O点右侧粗糙且足够长,有10个质量均为m完全相同的小滑块(可视为质点)用轻细杆相连,相邻小滑块间的距离为L,滑块1恰好位于O点,滑块2、3……依次沿直线水平向左排开,现将水平恒力F作用于滑块1,经观察发现,在第3个小滑块进入粗糙地带后到第4个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,小滑块做匀速直线运动,已知重力加速度为g,则下列说法正确的是
A. 粗糙地带与滑块间的动摩擦因数
B. 匀速运动过程中速度大小
C. 第一个滑块进入粗糙地带后,第二个滑块进入前各段轻杆的弹力大小相等
D. 在水平恒力F作用下,10个滑块全部可以进入粗糙地带
【答案】B
【解析】
【详解】A、对整体分析,根据共点力平衡得,F=3μmg,解得,故A错误.
B、根据动能定理得,解得,故B正确.
C、第一个滑块进入粗糙地带后,整体仍然做加速运动,各个物体的加速度相同,隔离分析,由于选择的研究对象质量不同,根据牛顿第二定律知,杆子的弹力大小不等,故C错误.
D、在水平恒力F作用下,由于第4个滑块进入粗糙地带,整体将做减速运动,设第n块能进入粗焅地带,由动能定理:,解得:n=7,所以10个滑块不能全部进入粗糙地带,故D错误。
故选B.
6.如图所示,一理想变压器原线圈匝数为n1=1000匝,副线圈匝数为n2=200匝,将原线圈接的交流电压上,副线圈上电阻R和理想交流电压表并联接入电路,现在AB两点间接入不同的电子元件,则下列说法正确的是
A. 在A、B两点间接入理想二极管,电压表读数为20V
B. 在A、B两点间串联一只电阻R,穿过铁芯的磁通量的最大变化率为0.2Wb/s
C. 在A、B两点间接入一只电容器,保持原线圈电压最大值不变而提高交流电频率,电压表读数减小
D. 在A、B两点间接入一只电感线圈,保持原线圈电压最大值不变而提高交流电频率,电阻R消耗的电功率减小
【答案】AD
【解析】
【详解】A、输入电压为200V,根据电压与匝数成正比知输出电压为40V,在A、B两点间接入理想二极管,会过滤负半周电流,设电压表读数为U,则根据有效值定义,解得电压表读数,故A正确;
B、在A、B两点间串联一只电阻R,输入电压最大值为,故平均每匝电压为,故磁通量的最大变化率为,故B错误;
C、在A、B两点间接入一只电容器,只提高交流电频率,电容器容抗减小,故R分得的电压增大,电压表读数增加,故C错误;
D、在A、B两点间接入一电感线圈,只提高交流电频率,感抗增加,故R分得的电压减小,电阻R消耗的电功率将缓慢减小,故D正确;
故选AD.
7.已知某卫星在赤道上空轨道半径为r1的圆形轨道上绕地运行的周期为T,卫星运动方向与地球自转方向相同,赤道上某城市的人每三天恰好五次看到卫星掠过其正上方.假设某时刻,该卫星如图在A点变轨进入椭圆轨道,近地点B到地心距离为r2.设卫星由A到B运动的时间为t,地球自转周期为T0,不计空气阻力.则
A.
B.
C. 卫星在图中椭圆轨道由A到B时,机械能不变
D. 卫星由图中圆轨道进入椭圆轨道过程中,机械能不变
【答案】BC
【解析】
【详解】A、赤道上某城市的人每三天恰好五次看到卫星掠过其正上方,则知三天内卫星转了8圈,则3T0=8T,解得;故A错误.
B、根据开普勒第三定律知,,解得;故B正确.
C、卫星在图中椭圆轨道由A到B时,只有万有引力做功,机械能守恒;故C正确.
D、卫星由圆轨道进入椭圆轨道,需要减速,则机械能减小,故D错误.
故选BC.
8.如图甲所示,在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线L1、L2、L3、L4,在L1L2之间、L3L4之间存在匀强磁场,大小均为1T,方向垂直于虚线所在平面.现有一矩形线圈abcd,宽度cd= 0.5m,质量为0.1kg,电阻为2Ω,将其从静止释放,速度随时间的变化关系如图乙所示,t=0时刻cd边与L1重合,t1时刻cd边与L2重合,t2时刻ab边与L3重合,t3时刻ab边与L4重合,已知t1~t2的时间间隔为0.6s,整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向.(重力加速度g取10m/s2)则
A. 线圈的长度ad=1m
B. 线圈匀速运动的速度大小为8m/s
C. 在0~t1时间内,通过线圈的电荷量为0.25C
D. 0~t3时间内,线圈产生的热量为1.8J
【答案】BCD
【解析】
【详解】B、根据平衡有:mg=BIL,而,联立两式解得:;故B正确;
A、t1~t2的时间间隔内线圈一直做匀加速直线运动,知ab边刚进上边的磁场时,cd边也刚进下边的磁场。设磁场的宽度为d,则线圈的长度L′=2d;线圈下降的位移为:x=L′+d=3d,则有:,将v=8m/s,t=0.6s,代入解得:d=1m,所以线圈的长度为L′=2d=2m;故A错误;
C、在0~t1时间内,cd边从L1运动到L2,通过线圈的电荷量为:;故C正确.
D、0~t3时间内,根据能量守恒得:;故D正确.
故选BCD.
第II卷
三、非选择题:包括必考题和选考题两部分。第22题~第32题为必考题,每个试题考生都必须做答。第33题~第38题为选考题,考生根据要求做答。
(一)必考题(共129分)
9.某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系.弹簧秤固定在一合适的木板上,桌面的右边缘固定一个光滑的定滑轮,细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接.在桌面上画出两个点P、Q,并测出P、Q间距d开始时将木板置于P处,现缓慢向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动为止,记下弹簧秤的示数F0,以此表示滑动摩擦力的大小.再将木板放回原处并按住,继续向瓶中加水后,记下弹簧秤的示数F1,然后释放木板,并用秒表记下木板运动到Q处的时间t.
①木板的加速度可以用d、t表示为a= _____;为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是(一种即可)________.
②改变瓶中水的质量重复实验,确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系.下列图象能表示该同学实验结果的是( )
③用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,它的优点是( )
A.可以改变滑动摩擦力的大小
B.可以更方便地获取多组实验数据
C.可以比较精确地测出摩擦力的大小
D.可以获得更大的加速度以提高实验精度
【答案】 (1). (2). F1不变,重复多次测量,求平均值; (3). c (4). BC
【解析】
【详解】①根据匀变速直线运动公式得:,解得;减小偶然误差的主要方法是保持F1不变,重复多次测量求平均值.
②当F1>F0时,木板才产生加速度.随着继续向瓶中加水后,矿泉水瓶的质量不断增加,矿泉水瓶的质量不能远小于木板的质量,那么水的重力与绳子的拉力差值越来越大,则图象出现弯曲.故a,b,d错误,c正确,故选c.
③A、不可以改变滑动摩擦力的大小;故A错误.
B、缓慢向瓶中加水,可以更方便地获取多组实验数据;故B正确.
C、缓慢向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动,可以比较精确地测出摩擦力的大小;故C正确.
D、并没有获得很大的加速度,可以获取多组实验数据以提高实验精度;故D错误.
故选BC.
10.指针式多用表欧姆档的内部电路是由直流电源、调零电阻和表头相串联而成,现设计一个实验,测量多用表“×1Ω”挡的内部电源的电动势和内部总电阻.给定的器材有:待测多用电表,量程为100mA的电流表,最大电阻为20Ω的滑动变阻器,鳄鱼夹,开关,导线若干.实验过程如下:
(1)实验前将多用电表调至“×1Ω”挡,将红黑表笔短接,调节旋钮,使指针指在_____(选填“电阻”、“电流”)的零刻度;
(2)用鳄鱼夹将红、黑表笔固定在如图甲的两接线柱上,请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整________;
(3)调节滑动变阻器,读出多用表示数R、毫安表示数I,求出电流倒数,记录在下面的表格中,请根据表格数据在图乙的坐标系中描点作图__________;
R/Ω
4
7
10
14
18
20
I/mA
78.0
67.0
60.0
52.0
45.0
43.0
I-1/A-1
12.8
14.9
16.7
19.2
22.2
23.2
(4)请通过图线求出多用表内部电源的电动势为______V;内部总电阻为_______Ω(结果保留三位有效数字);
(5)电流表存在一定的内阻,这对实验结果_______(选填“有影响”、“无影响”).
【答案】 (1). 电阻 (2). (3). (4). 1.50 (5). 15.0 (6). 无影响
【解析】
【详解】(1)在进行欧姆调零时,应将红黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指到电阻的零刻度处,即表盘的右侧零刻度线处;
(2)多用电表视为电源处理,根据测量电源的电动势和内电阻实验原理可知电路结构,注意多用电表内部电源的正极与黑表笔接触;同时滑动变阻器采用限流接法;测量电路如图所示:
(3)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后根据描出的点作出图象,图象如图所示:
(4)根据闭合电路欧姆定律可知,变形可得:,则由图可知:
图象的斜率表示电源的电动势,故;而当电阻为零时,则有,故多用电表的内阻.
(5)由于使用欧姆表直接读出了外部电阻中包含了电流表内阻,电流表内阻对实验没有影响.
11.如图所示,光滑水平面上放着质量都为m的物块A和B,A紧靠着固定的竖直挡板,A、B 间夹一个被压缩的轻弹簧(弹簧与A、B均不拴接),用手挡住B不动,此时弹簧弹性势能为.在A、B间系一轻质细绳,细绳的长略大于弹簧的自然长度.放手后绳在短暂时间内被拉断,之后B继续向右运动,一段时间后与向左匀速运动、速度为v0的物块C发生碰撞,碰后B、C立刻形成粘合体并停止运动,C的质量为2m.求:
(1)B、C相撞前一瞬间B的速度大小;
(2)绳被拉断过程中,绳对A所做的功W.
【答案】①2v0 ②mv02/2
【解析】
试题分析:(1)B与C碰撞过程中,动量守恒,以B的初速度方向为正,根据动量守恒定律得:
mvB-2mv0=0,
解得:vB=2v0
(2)弹簧恢复原长时,弹性势能全部转化为物块B的动能,则
EP=mvB02
解得:vB0=3v0,
绳子拉断过程,A、B系统动量守恒,以B的初速度方向为正,根据动量守恒定律得:
mvB0=mvB+mvA
解得:vA=v0
由动能定理可得,绳对A所做功
考点:动量守恒定律;动能定理
【名师点睛】本题主要考查了动量守恒定律以及动能定理的直接应用,要求同学们能正确分析物体的受力情况,知道弹簧恢复原长时,弹性势能全部转化为物块B的动能,明确应用动量守恒定律解题时要规定正方向,难度适中。
12.在竖直平面内建立一平面直角坐标系xoy,x轴沿水平方向,如图甲所示.第二象限内有一水平向右的匀强电场,场强为E1.坐标系的第一、四象限内有一正交的匀强电场和匀强交变磁场,电场方向竖直向上,场强E2=,匀强磁场方向垂直纸面.处在第三象限的某种发射装置(图中没有画出)竖直向上射出一个比荷=102C/kg的带正电的微粒(可视为质点),该微粒以v0=4m/s的速度从-x上的A点进入第二象限,并以v1=8m/s速度从+y上的C点沿水平方向进入第一象限.取微粒刚进入第一象限的时刻为0时刻,磁感应强度按图乙所示规律变化(以垂直纸面向外的磁场方向为正方向),g=10m/s2.试求:
(1)带电微粒运动到C点的纵坐标值h及电场强度E1;
(2)+x轴上有一点D,OD=OC,若带电微粒在通过C点后的运动过程中不再越过y轴,要使其恰能沿x轴正方向通过D点,求磁感应强度B0及其磁场的变化周期T0为多少?
(3)要使带电微粒通过C点后的运动过程中不再越过y轴,求交变磁场磁感应强度B0和变化周期T0的乘积B0T0应满足的关系?
【答案】(1)0.2N/C
(2)B0=0.2n(T)(n=1,2,3…);(n=1,2,3…)
(3)(kg/C).
【解析】
(1)将粒子在第二象限内的运动分解为水平方向和竖直方向,在竖直方向上做竖直上抛运动,在水平方向上做匀加速直线运动.
.
.
,
则qE1=2mg,计算得出E1=0.2N/C.
(2)qE2=mg,所以带电的粒子在第一象限将做匀速圆周运动,设粒子运动圆轨道半径为R,周期为T,则 可得.
使粒子从C点运动到D点,则有:.
计算得出: (n=1,2,3…).
,
(n=1,2,3…).
(3)当交变磁场周期取最大值而粒子不再越过y轴时可作如图运动情形:
由图可以知道
.
点睛:(1)将粒子在第二象限内的运动分解为水平方向和竖直方向,得出两个方向上的运动规律,结合运动学公式和牛顿第二定律求出带电微粒运动到C点的纵坐标值h及电场强度E1;
(2)若带电微粒在通过C点后的运动过程中不再越过y轴,要使其恰能沿x轴正方向通过D点,作出粒子的运动的轨迹图,根据洛伦兹力提供向心力,得出粒子在磁场中运动的半径大小,结合几何关系,求出磁感应度的通项表达式,再根据周期的关系求出磁场的变化周期T0的通项表达式.
(3)当交变磁场周期取最大值而粒子不再越过y轴时,根据几何关系求出圆心角的大小,从而求出T0的范围,以及B0 T0应满足的关系.
(二)选考题:共45分,请考生从给出的2道物理题,2道化学题、2道生物题中每科任选一题做答,并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑,注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致,在答题卡选答区域规定位置答题,如果多做,则每学科按所做的第一题计分。
13.下列说法正确的是____________。
A. 气体很容易充满整个容器,这是分子间存在斥力的宏观表现
B. 若两个分子间的势能增大,则一定是克服分子间的相互作用力做功
C. 两个物体的内能相同,则它们的温度一定相同
D. 摩尔质量为M(kg/mol)、密度为ρ(kg/m3)的1m3铜所含原子数为(NA为阿伏伽德罗常数)
E. 由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间的距离,液体表面层分子间表现为引力,所以液体表面具有收缩的趋势
【答案】BDE
【解析】
A:气体很容易充满整个容器,这是分子热运动的宏观表现。故A项错误。
B:若两个分子间的势能增大,一定是克服分子间的相互作用力做功。故B项正确。
C:物体的内能是物体内所有分子无规则热运动的分子动能和分子势能的总和;宏观上影响内能的因素是物质的量、物体的体积和物体的温度。两个物体内能相同,则它们的温度不一定相同。故C项错误。
D:密度为ρ(kg/m3)的1m3的铜,质量;所含原子数。故D项正确。
E:由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,液面分子间表现为引力,所以液体表面具有收缩的趋势。故E项正确。
14.如图所示,一气缸竖直放在水平地面上,缸体质量M=10kg,活塞质量m=4kg,活塞横截面积S=2×10-3m2,活塞上面封闭了一定质量的理想气体,活塞下面与劲度系数k=2×103N/m的竖直轻弹簧相连,气缸底部有气孔O与外界相通,大气压强p0=1.0×105Pa.当气缸内气体温度为127℃时,弹簧为自然长度,此时活塞距离气缸顶部的高度为L1=20cm.g取10m/s2,缸体始终竖直,活塞不漏气且与缸壁无摩擦.
①当活塞距离气缸顶部的高度为L2=24cm时,缸内气体温度为多少?
②缸内气体温度上升到T0以上,气体将做等压膨胀,则T0为多少?
【答案】①720K②1012.5 K
【解析】
【详解】(1)在气体温度为127℃时,对活塞根据平衡条件有p0S=mg+p1S
在气缸内气体长度L2=24 cm时,对活塞根据平衡条件有p0S+k(L2-L1)=mg+p2S
根据气体状态方程有:
代入解得:T2=720K
(2)当气体压强达到一定值时,气缸对地压力为零,此后再升高气体温度,气体压强不变,气体做等压变化.
设气缸刚好对地没有压力时弹簧伸长量为△x,则k△x=(m+M)g
对气缸,根据平衡条件有:p3S=Mg+p0S
根据气体状态方程有:
各式联立解得: T0=10125K
34.【物理选修3-4】(15分)
15.如图所示,a、b、c、d…为传播简谐横波的介质中一系列等间隔的质点,相邻两质点间的距离均为0.1m.若某时刻向右传播的波到达a质点,a开始时先向上运动,经过0.2s d质点第一次达到最大位移,此时a正好在平衡位置(已知质点振幅为2cm,ad沿传播方向上的距离小于一个波长).则该简谐横波在介质中的波速可能值为_______m/s,此时质点j的位移可能为________cm.
【答案】3或2 0
【解析】
试题分析:波从a传到d时,d开始向上振动,经过第一次达到最大位移,而a正好在平衡位置,可能经过平衡位置向下,也可能经过平衡位置向上.
若a正好经过平衡位置向下,则a已经振动了,波从a传到d的时间为,则ad间的距离为,即有,可得波长,且,得 T=0.4s,故波速.在时间内,波传播的距离为,所以波还没有传到j,j的位移为0.
若a正好经过平衡位置向上,则a已经振动了T,波从a传到d的时间为,则ad间的距离为,即有,可得波长,且T=0.2s,故波速,在T时间内,波传播的距离为λ=0.4m,所以波还没有传到j,j的位移为0.
综上,该简谐横波在介质中的波速可能值为3或2m/s,此时质点j的位移为0cm.
考点:考查了波长、频率和波速的关系;横波的图象.
【名师点睛】本题的关键要仔细研究波形成的过程,根据时间确定周期,根据距离确定波长,要知道波在一个周期内传播的距离等于一个波长.
16.如图,矩形ABCD为一水平放置的玻璃砖的截面,在截面所在平面内有一细束激光照射玻璃砖,入射点距底面的高度为h,反射光线和折射光线的底面所在平面的交点到AB的距离分别为l1和l2。在截面所在平面内,改变激光束在AB面上入射点的高度和入射角的大小,当折射光线与底面的交点到AB的距离为l3时,光线恰好不能从底面射出。求此时入射点距底面的高度H。
【答案】
【解析】
试题分析:设玻璃砖的折射率为n,入射角和反射角为θ1,折射角为θ2,由光的折射定律:
根据几何关系有:
因此求得:
根据题意,折射光线在某一点刚好无法从底面射出,此时发生全反射,设在底面发生全反射时的入射角为,
有:
由几何关系得
解得此时入射点距离底面的高度:
考点:光的折射定律.
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