(9分)如图,为某种透明材料做成的三棱镜横截面,其形状是边长为a的等边三角形,现用一束宽度为a的单色平行光束,以垂直于BC面的方向正好入射到该三棱镜的AB及AC面上,结果所有从AB、AC面入射的光线进入后恰好全部直接到达BC面.试求:
(i)该材料对此平行光束的折射率;
(ii)这些到达BC面的光线从BC面折射而出后,如果照射到一块平行于BC面的屏上形成光斑,则当屏到BC面的距离d满足什么条件时,此光斑分为两块?
(6分)一列简谐横波,某时刻的波形如图甲所示,从该时刻开始计时,波上A质点的振动图象如图乙所示,
①该列波沿x轴 传播(填“正向”或“负向”);
②该列波的波速大小为 m/s;
③若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象,则所遇到的波的频率为 Hz。
(9分)如图所示,绝热气缸封闭一定质量的理想气体,被重量为G的绝热活塞分成体积相等的M、N上下两部分,气缸内壁光滑,活塞可在气缸内自由滑动。设活塞的面积为S,两部分的气体的温度均为T0,M部分的气体压强为p0,现把M、N两部分倒置,仍要使两部分体积相等,需要把M的温度加热到多大?
(6分)以下说法正确的是______(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.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数,与单位体积内的分子数及气体分子的平均动能都有关
B.布朗运动是液体分子的运动,它说明分子不停息地做无规则热运动
C.当分子间的引力和斥力平衡时,分子势能最小
D.如果气体分子总数不变,而气体温度升高,气体的平均动能一定增大,因此压强也必然增大
E.当分子间距离增大时,分子间的引力和斥力都减小
(19分)如图甲所示,表面绝缘、倾角=30的斜面固定在水平地面上,斜面的顶端固定有弹性挡板,挡板垂直于斜面,并与斜面底边平行。斜面所在空间有一宽度D=0.40m的匀强磁场区域,其边界与斜面底边平行,磁场方向垂直斜面向上,磁场上边界到挡板的距离s=0.55m。一个质量m=0.10kg、总电阻R=0.25的单匝矩形闭合金属框abcd,放在斜面的底端,其中ab边与斜面底边重合,ab边长L=0.50m。从t=0时刻开始,线框在垂直cd边沿斜面向上大小恒定的拉力作用下,从静止开始运动,当线框的ab边离开磁场区域时撤去拉力,线框继续向上运动,并与挡板发生碰撞,碰撞过程的时间可忽略不计,且没有机械能损失。线框向上运动过程中速度与时间的关系如图乙所示。已知线框在整个运动过程中始终未脱离斜面,且保持ab边与斜面底边平行,线框与斜面之间的动摩擦因数=/3,重力加速度g取10 m/s2。
(1)求线框受到的拉力F的大小;
(2)求匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)已知线框向下运动通过磁场区域过程中的速度v随位移x的变化规律满足v=v0-(式中v0为线框向下运动ab边刚进入磁场时的速度大小,x为线框ab边进入磁场后对磁场上边界的位移大小),求线框在斜面上运动的整个过程中产生的焦耳热Q。
(13分)如图所示,M是水平放置的半径足够大的圆盘,可绕过其圆心的竖直轴OO’匀速转动,在圆心O正上方h处有一个正在间断滴水的容器,每当一滴水落在盘面时恰好下一滴水离开滴口。某次一滴水离开滴口时,容器恰好开始水平向右做速度为v的匀速直线运动,将此滴水记作第一滴水。不计空气阻力,重力加速度为g。求:
(1)相邻两滴水下落的时间间隔;
(2)要使每一滴水在盘面上的落点都在一条直线上,求圆盘转动的角速度。
(3)第二滴和第三滴水在盘面上落点之间的距离最大可为多少?