(9分)如图所示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图。玻璃丝长为L,折射率为n,AB代表端面。已知光在真空中的传播速度为c。
(1) 为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面,求光线在AB端面上的入射角i应满足的条件;
(2) 求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间。
(9分)图为一个小型交流发电机的原理图,其矩形线圈abcd的面积为S,共有n匝,线圈总电阻为r,可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO′转动;线圈处于磁感应强度为B的匀强磁场中,线圈在转动时可以通过滑环K和电刷L保持与外电路电阻R的连接。在外力作用下线圈以恒定的角速度ω绕轴OO′匀速转动。(不计转动轴及滑环与电刷的摩擦)求:
(1)推导发电机线圈产生感应电动势最大值的表达式Em=nBSω;
(2)求线圈匀速转动过程中电压表的示数;
(3)求线圈匀速转动N周过程中发电机线圈电阻r产生的焦耳热。
(8分)如图所示,一列简谐横波沿x轴传播,实线为t1=0时的波形图,此时P质点向y轴负方向运动,虚线为t2=0.1s时的波形图。已知t2-t1<T,T为波的周期。求:
(1)波的传播方向和波长λ;
(2)这列波的传播速度;
(3)这列波的频率。
(6分)在“用单摆测重力加速度”的实验中,
(1)为了比较准确地测量出当地的重力加速度值,应选用下列所给器材中的哪些?将所选用的器材的字母填在题后的横线上。
(A)长1m左右的细绳;(B)长30cm左右的细绳; (C)直径2 cm的钢球;(D)直径2cm的木球; (E)秒表; (F)时钟; (G)最小刻度是厘米的直尺; (H)最小刻度是毫米的直尺。 所选择的器材是___________________。
(2)某同学测出不同摆长时对应的周期T,作出T2~L图线,如图所示,再利用图线上任两点A、B的坐标(x1,y1)、(x2,y2),可求得g= 。若该同学测摆长时漏加了小球半径,而其它测量、计算均无误,则用上述方法算得的g值和真实值相比是 的(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(6分)在“用双缝干涉测光的波长”实验中,
光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、 M 、 N 、 P 、遮光筒、毛玻璃、放大镜。如图所示。
(1)M、N、P三个光学元件依次为 ;
A.滤光片 、单缝、双缝 B.单缝 、滤光片、双缝
C.单缝 、双缝、滤光片 D.滤光片 、双缝、单缝
(2)对于某种单色光,为增加相邻亮纹(暗纹)间的距离,可采取的方法有 。
A.减小双缝间距离 B.增大双缝间距离
C.减小双缝到屏的距离 D.增大双缝到屏的距离
(3)如果测得双缝与屏的距离为L,双缝间距为d,相邻两条亮纹中心间的距离为△x,写出计算波长λ的表达式为________。
发电厂发电机的输出电压为U1,发电厂至用户的输电导线的总电阻为R,通过输电导线的电流为I,输电线末端的电压为U2,用上面的已知量表示输电导线上损耗的功率P损= 或 。(至少写出两种表示方法)