(8分)用某种透明材料制成的一块柱体形棱镜的水平截面图如图所示,圆心为O,FD为 圆周。光线以入射角θ1=60°射到棱镜AB面,经折射后,光线到达BF面上的O点并恰好不从BF面射出。
(1)画出光路图;
(2)求该棱镜的折射率n和光线在棱镜中传播的速度大小v(光在真空中的传播速度c=3.0×108 m/s)。
(4分) 一列简谐横波沿x轴正方向传播,图甲是波传播到x=5 m的M点时的波形图,
乙是质点N(x=3 m)从此时刻开始计时的振动图象,Q是位于x=10 m处的质点,则Q点开始振动时,振动方向沿y轴 方向(填“正”或“负”);经过 s,Q点第一次到达波峰。
(8分) 如图,内径均匀的弯曲玻璃管ABCDE两端开口,AB、CD段竖直,BC、DE段水平,AB=100cm,BC=40cm,CD=50cm,DE=60cm。在水平段DE内有一长10cm的水银柱,其左端距D点10cm。在环境温度为300 K时,保持BC段水平,将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中,使A端在水银面下10 cm。已知大气压为75 cmHg且保持不变。
(1)若环境温度缓慢升高,求温度升高到多少K时,水银柱刚好全部溢出;
(2)若环境温度缓慢降低,求温度降低到多少K时,水银柱刚好全部进入CD段。
(4分)下列说法中正确的是 (填入正确选项前的字母。选对得4分,选不全得2分,错选或多选得0分)。
A.分子间的距离增大时,分子间的引力增大,斥力减小
B.物体的温度升高时,分子的平均动能将增大
C.物体吸热时,它的内能一定增加
D.根据热力学第二定律可知,热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
E.气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子之间存在斥力的缘故
如图,一个倾角θ=30°的光滑直角三角形斜劈固定在水平地面上,顶端连有一轻质光滑定滑轮。质量为m的A物体置于地面,上端与劲度系数为k的竖直轻弹簧相连。一条轻质绳跨过定滑轮,一端与斜面上质量为m的B物体相连,另一端与弹簧上端连接。调整细线和A、B物体的位置,使弹簧处于原长状态,且细绳自然伸直并与三角斜劈的两个面平行。现将B物体由静止释放,已知B物体恰好能使A物体刚要离开地面但不继续上升。求:
(1)B物体在斜面上下滑的最大距离x;
(2)B物体下滑到最低点时的加速度大小和方向;
(3)若将B物体换成质量为2m的C物体,C物体由上述初始位置静止释放,当A物体刚好要离开地面时,C物体的速度大小v。
我国月球探测计划“嫦娥工程”已经启动,科学家对月球的探索会越来越深入。
(1)若已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,月球绕地球运动的周期为T,月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动,试求出月球绕地球运动的轨道半径;
(2)若宇航员随登月飞船登陆月球后,在月球表面高度为h的某处以速度v0水平抛出一个小球,小球飞出的水平距离为x。已知月球半径为R月,引力常量为G,试求出月球的质量M月。