(2)(10分)在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一股水银柱,水银柱的两端各封闭有一段空气。当U形管两端竖直朝上时,左、右两边空气柱的长度分别为l1=18.0 cm和l2=12.0 cm,左边气体的压强为12.0 cmHg。现将U形管缓慢平放在水平桌面上,没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。求U形管平放时两边空气柱的长度。在整个过程中,气体温度不变。
34.[物理——选修3-4](15分)
(1)(5分)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0和t=0.20 s时的波形分别如图中实线和虚线所示。己知该波的周期T>0.20 s。下列说法正确的是______。(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.波速为0.40 m/s B.波长为0.08 m
C.x=0.08 m的质点在t=0.70 s时位于波谷 D.x=0.08 m的质点在t=0.12 s时位于波谷
E.若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s,则它在该介质中的波长为0.32 m ”(图中O点),(2)(10分)如图,某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“·然后用横截面为等边三角形ABC的三棱镜压在这个标记上,小标记位于AC边上。D位于AB边上,过D点做AC边的垂线交AC于F。该同学在D点正上方向下顺着直线DF的方向观察。恰好可以看到小标记的像;过O点做AB边的垂线交直线DF于E;DE=2 cm,EF=1 cm。求三棱镜的折射率。(不考虑光线在三棱镜中的反射)
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参考答案 14.B
15.C
16.D
17.A
18.CD 19.AC 20.AC 21.BD
22.(1)尺子
(2L?L1) (2)0.20 (3)多次测量取平均值;初始时乙的手指尽可能接近g23.(1)
?U2??1?R0 (6)48.2 (4)?U?1?24.(1)设甲种离子所带电荷量为q1、质量为m1,在磁场中做匀速圆周运动的半径为R1,
磁场的磁感应强度大小为B,由动能定理有
12q1U?m1v1①
2由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有
2v1q1v1B?m1②
R1由几何关系知
2R1?l③
由①②③式得
B?4U④ lv1(2)设乙种离子所带电荷量为q2、质量为m2,射入磁场的速度为v2,在磁场中
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做匀速圆周运动的半径为R2。同理有
q2U?12m2v2⑤ 22v2q2v2B?m2⑥
R2由题给条件有
2R2?l⑦ 2由①②③⑤⑥⑦式得,甲、乙两种离子的比荷之比为
q1q2:?1:4⑧ m1m225.答:(1)设水平恒力的大小为F0,小球到达C点时所受合力的大小为F。由力的合成
法则有 F0?tan?① mgF2?(mg)2?F02②
设小球到达C点时的速度大小为v,由牛顿第二定律得 v2F?m③
R由①②③式和题给数据得
3F0?mg④
4v?5gR⑤ 2(2)设小球到达A点的速度大小为v1,作CD?PA,交PA于D点,由几何关系得 DA?Rsin?⑥
⑦ CD?R(1?cos?)由动能定理有
11?mg?CD?F0?DA?mv2?mv12⑧
22由④⑤⑥⑦⑧式和题给数据得,小球在A点的动量大小为 p?mv1?m23gR⑨ 2(3)小球离开C点后在竖直方向上做初速度不为零的匀加速运动,加速度大小为g。
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设小球在竖直方向的初速度为v?,从C点落至水平轨道上所用时间为t。由运动学公式有
1v?t?gt2?CD⑩
211 v??vsin?○
由⑤⑦⑩○11式和题给数据得 t?35R12 ○
5g33.(1)BCD
(2)设U形管两端竖直朝上时,左、右两边气体的压强分别为p1和p2。U形管水平放置时,两边气体压强相等,设为p,此时原左、右两边气体长度分别变为l1′和l2′。由力的平衡条件有
p1?p2??g(l1?l2)①
式中?为水银密度,g为重力加速度大小。 由玻意耳定律有
p1l1=pl1′② p2l2=pl2′③ l1′–l1=l2–l2′④
由①②③④式和题给条件得
l1′=22.5 cm⑤ l2′=7.5 cm⑥
34.(1)ACE
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(2)过D点作AB边的发现NN?,连接OD,则?ODN??为O点发出的光纤在D点的入射角;设该光线在D点的折射角为β,如图所示。根据折射定律有
nsin?=sin?①
式中n为三棱镜的折射率 由几何关系可知 ??=60?②
?EOF?30?③
在?OEF中有 EF?OEsin?EOF④
由③④式和题给条件得 OE?2cm⑤
根据题给条件可知,OED为等腰三角形,有
V??30?⑥
由①②⑥式得 n?3⑦
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