(9分)如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播着,振幅为2cm。t=0时刻平衡位置坐标分别为40m、100m的P、Q两质点的位移均为1cm,质点P的速度方向沿y轴负方向,质点Q与之相反。已知P、Q两质点间只有一个波峰,则
(1)这列波的波长为多少?画出包含P、Q在内的半个波形,在图上标出两个位于平衡位置的质点的坐标。
(2)从t=0时刻起,如果t1=0.5s时P质点第一次回到平衡位置,那么Q质点第一次回到平衡位置的时刻t2为多少?
(6分)通常,已知材料的折射率都为正值。现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料,其折射率可以为负值,称为负折射率材料。位于空气中的这类材料,入射角i与折射角r依然满足 但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值)。若该材料对于电磁波的折射率n=1.2,正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是
(9分)一竖直放置、缸壁光滑且导热的柱形气缸内盛有一定量的氮气,被活塞分隔成Ⅰ、Ⅱ两部分;已知活塞的质量为m,活塞面积为S,达到平衡时,这两部分气体的体积相等,如图(a)所示;为了求出此时上部气体的压强p10,将气缸缓慢倒置,再次达到平衡时,上下两部分气体的体积之比为3:1,如图(b)所示。设外界温度不变,重力加速度大小为g,求:图(a)中上部气体的压强p10
(6分) 下列说法正确的是 。
A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动
B.空气的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果
C. 单晶体中原子(或分子、离子)的排列具有空间周期性
D.对某物体做功必定会使该物体的内能增加
E.干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果
(13分)如图所示,固定在水平地面上的工件,由AB和BD两部分组成,其中AB部分为光滑的圆弧,AOB=37o,圆弧的半径R=0.5m,圆心O点在B点正上方;BD部分水平,长度为0.2m,C为BD的中点。现有一质量m=lkg,可视为质点的物块从A端由静止释放,恰好能运动到D点。(g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8)求:
(1)为使物块恰好运动到C点静止,可以在物块运动到B点后,对它施加一竖直向下的恒力F,F应为多大?
(2)为使物块运动到C点时速度为零,也可先将BD部分以B为轴向上转动一锐角,应为多大?(假设B处有一小段的弧线平滑连接,物块经过B点时没有能量损失)
(3)接上一问,求物块在BD板上运动的总路程。
(10分)如图所示的装置叫做阿特伍德机,是阿特伍德创制的一种著名力学实验装置,用来研究匀变速直线运动的规律。绳子两端的物体竖直运动的加速度大小总是小于自由落体的加速度g,同自由落体相比,下落相同的高度,所花费的时间要长,这使得实验者有较长的时间从容的观测、研究。已知物体A、B的质量相等均为M,,轻绳与轻滑轮间的摩擦不计,轻绳不可伸长且足够长,求:
(1)若物体C的质量为M/4,物体B从静止开始下落一段距离的时间与自由落体下落同样的距离所用时间的比值。
(2)如果连接AB的轻绳能承受的最大拉力为1.2Mg,那么对物体C的质量有何要求?