(9分)如图所示,一个半径为R的透明球体放置在水平面上,一束蓝光从A点沿水平方向射入球体后经B点射出,最后射到水平面上的C点。已知OA=,该球体对蓝光的折射率为。则:
①它从球面射出时的出射角β为多少?
②若光在真空中的传播速度为c,那么,请推导出光从A点传播到C点所需时间t的表达式(用c,R表示)
(6分)如图所示为某时刻从O点同时发出的两列简谐横波在同一介质中沿相同方向传播的波形图,P点在甲波最大位移处,Q点在乙波最大位移处,下列说法中正确的是 。(填正确答案标号。选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.两列波具有相同的波速
B.两列波传播相同距离时,乙波所用的时间比甲波的短
C.P点比Q点先回到平衡位置
D.在P质点完成20次全振动的时间内Q质点可完成30次全振动
E.甲波和乙波在空间相遇处不会产生稳定的干涉图样
(9分)某学校科技兴趣小组,利用废旧物品制作了一个简易气温计:在一个空葡萄酒瓶中插入一根两端开口的玻璃管,玻璃管内有一段长度可忽略的水银柱,接口处用蜡密封,将酒瓶水平放置,如图所示。已知该装置密封气体的体积为480cm3,玻璃管内部横截面积为0. 4 cm2,玻璃管在瓶口外的有效长度为48 cm。当气温为7℃时,水银柱刚好处在瓶口位置。
①求该气温计能测量的最高气温。
②假设水银柱从瓶口处缓慢移动到最右端的过程中,密封气体从外界吸收3J热量,则在这一过程中该气体的内能如何变化?变化了多少?(已知大气压为1 × 105 Pa)
(6分)下列说法正确的是 。(填正确答案标号。选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.不可能让热量由低温物体传递给高温物体而不引起其它任何变化
B.从单一热源吸取热量使之全部变成有用的机械功是不可能的
C.对于一定量的气体,当其温度降低时速率大的分子数目减少,速率小的分子数目增加
D.熵值越大,表明系统内分子运动越无序
E.热量是热传递过程中,内能大的物体向内能小的物体转移内能多少的量度
(18分)如图所示,竖直平面内有一直角坐标系,在y轴的右侧存在无限大的、场强大小为E、水平向左的匀强电场,在y轴的左侧同时存在一个垂直纸面向外、磁感应强度大小为B、水平宽度为a的匀强磁场Ⅰ.有一不计重力、带正电、比荷为的粒子由+x轴上某一位置无初速度释放.
(1)若其恰好经过磁场Ⅰ左边界上P点,求粒子射出磁场Ⅰ的速度v1的大小;
(2)若其恰好经过y轴上的Q点,求粒子从释放开始第一次到达Q所用的时间;
(3)若匀强磁场Ⅰ左侧同时存在一个垂直纸面向里、磁感应强度大小也为B的无限大匀强磁场Ⅱ,要使粒子第二次沿+x方向运动时恰经过y轴上的M点,试求其在+x轴上无初速度释放时的位置坐标.
【改编】(14分)如图所示,遥控赛车比赛中的一个规定项目是“飞跃壕沟”,比赛要求是:赛车从起点出发,沿水平直轨道运动,在B点飞出后越过“壕沟”,落在平台EF段.已知赛车的额定功率P=12.0W,赛车的质量m=1.0kg,在水平直轨道上受到的阻力f=2.0N,若比赛中赛车以额定功率运动,经过A点时速度vA=1m/s,AB段长L=10.0m,B、E两点的高度差h=1.25m,BE的水平距离x=1.5m.赛车车长不计,空气阻力不计.g取10m/s2.
(1)要使赛车越过壕沟,求赛车在B点速度至少多大;
(2)求赛车在A点时加速度大小.
(3)求赛车从A点运动到平台EF的时间