(9分)如图所示,横截面(纸面)为的三棱镜置于空气中,顶角A=60°。纸面内一细光束以入射角i射入AB面,直接到达AC面并射出,光束在通过三棱镜时出射光与入射光的夹角为φ(偏向角)。改变入射角i,当i=i0时,从AC面射出的光束的折射角也为i0,理论计算表明在此条件下偏向角有最小值φ0=30°。求三棱镜的折射率n。
(6分)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在x=12m处的质元的振动图线如图1所示,在x=18m处的质元的振动图线如图2所示。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.该波的周期为12s
B.x=12m处的质元在平衡位置向上振动时,x=18m处的质元在波峰
C.在0~4s内x=12m处和x=18m处的质元通过的路程均为6cm
D.该波的波长可能为8m
E.该波的传播速度可能为2m/s
(9分)如图所示,一直立气缸由两个横截面积不同的圆筒连接而成,活塞A.B间封闭有一定质量的理想气体,A的上方和B的下方分别与大气相通。两活塞用长为L=30cm的不可伸长的细线相连,可在缸内无摩擦地上下滑动。当缸内封闭气体的温度为T1=300K时,活塞A.B的平衡位置如图所示。已知活塞A.B的质量均为m=1.0kg,横截面积分别为SA=20cm2、SB=10cm2,大气压强为P0=1.0×105Pa,重力加速度为g=10m/s2。
(i)活塞A.B在图示位置时,求缸内封闭气体的压强;
(ii)现对缸内封闭气体缓慢加热,为使气缸不漏气,求缸内封闭气体的最高温度。
(6分)对于相同质量、体积、温度的氧气和氢气,在温度不太低、压强不太大时,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.两种气体分子的平均动能相同
B.两种气体的压强相同
C.两种气体的内能不同
D.两种气体分子热运动的平均速率不同
E、若氢气的温度升高,则每个氢气分子的动能都增大
(18分)如图所示,等腰直角三角形ACD的直角边长为2a,P为AC边的中点,Q为CD边上的一点,DQ=a。在△ACD区域内,既有磁感应强度大小为B.方向垂直纸面向里的匀强磁场,又有电场强度大小为E的匀强电场,一带正电的粒子自P点沿平行于AD的直线通过△ACD区域。不计粒子的重力。
(1)求电场强度的方向和粒子进入场区的速度大小v0;
(2)若仅撤去电场,粒子仍以原速度自P点射入磁场,从Q点射出磁场,求粒子的比荷;
(3)若仅撤去磁场,粒子仍以原速度自P点射入电场,求粒子在△ACD区域中运动的时间。
(14分)甲、乙两质点在同一时刻、从同一地点沿同一方向做直线运动。质点甲做初速度为零,加速度大小为的匀加速直线运动。质点乙做初速度为,加速度大小为的匀减速直线运动至速度减为零保持静止。甲、乙两质点在运动过程中的位置x—速度v图象如图所示,虚线与对应的坐标轴垂直。
(1)在x—v图象中,图线a表示质点 (填“甲”或“乙”)的运动,质点乙的初速度v0=
;
(2)求质点甲、乙的加速度大小、。