高中物理简答题

如图所示，△ABC为一直角三棱镜的截面，其顶角为θ=30°。P为垂直于直线BCD的光屏，现一宽度等于AB的单色平行光束垂直射向AB面，在屏P上形成一条宽度等于的光带，试作出光路图并求棱镜的折射率。（其中AC的右方存在有折射率为在的透明介质）

（1）一列简谐横波在时的波形图如图所示．介质中处的质点沿轴方向做简谐运动的表达式为．关于这列简谐波，下列说法正确的是

A．	周期为	B．	振幅为
C．	传播方向沿 轴正向	D．	传播速度为

（2）一赛艇停在平静的水面上，赛艇前端有一标记离水面的高度为，尾部下端略高于水面；赛艇正前方离赛艇前端处有一浮标，示意如图．一潜水员在浮标前方处下潜到深度为时，看到标记刚好被浮标挡住，此处看不到船尾端；继续下潜，恰好能看见．求
（ i）水的折射率；
（ ii）赛艇的长度．（可用根式表示）

有一真空中波长为6×10^﹣7m的单色光，普朗克常量为6.63×10^﹣34 J•s求此单色光的
（1）频率；
（2）的1个光子的能量．

（1）如图甲所示，在某一均匀介质中，A、B是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式均为，介质中P点与A、B两波源间的距离分别为4m和5m，两波源形成的简谐波分别沿AP、BP方向传播，波速都是10m/s。

①求简谐横波的波长。
②P点的振动         （填“加强”或“减弱”）。
（2）如图乙所示，ABCD是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入。已知棱镜的折射率，AB=BC=8cm，OA=2cm，∠OAB=60°。
①求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向。
②第一次的出射点距C      cm。

如图所示，一水平放置的矩形线圈 a b cd，在细长的磁铁 N 极附近竖直下落，保持 b c边在纸外， a b 边在纸内，由图中位置Ⅰ经位置Ⅱ到位置Ⅲ，这三个位置都靠得很近，且位置Ⅱ刚好在条形磁铁中心轴线上，在这个过程中穿过线圈的磁通量怎样变化？有无感应电流？

一个同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系，进行了如下实验：在离地面高度为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的一个小钢球接触．当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘，如图所示．让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面，小钢球在空中飞行后落在水平地面上，水平距离为s．

（1）请你推导出弹簧的弹性势能E_p与小钢球质量m、桌面离地面高度h、小钢球飞行的水平距离s等物理量之间的关系式：    ．
（2）弹簧的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表所示：

弹簧的压缩量x (cm)	1.00	1.50	2.00	2.50	3.00	3.50
小钢球飞行的水平距离s (cm)	1.01	1.50	2.01	2.49	3.01	3.50

根据上面的实验数据，请你猜测弹簧的弹性势能E_p与弹簧的压缩量x之间的关系为                ，并说明理由：   ．

如图l所示，导热性能良好的气缸放置在水平平台上，活塞质量为10 kg，横截面积50 cm²，厚度l cm，气缸全长25 cm，气缸质量20 kg，大气压强为1×10⁵Pa，当温度为17℃时，活塞封闭的气柱长10 cm。现在用一条细绳一端连接在活塞上，另一端通过两个光滑的定滑轮后连接在一个小桶上，如图2所示。开始时活塞静止。现不断向小桶中添加细沙，使活塞缓慢向上移动（g取l0m／s²）

①通过计算判断气缸能否离开台面。
②活塞缓慢向上移动过程中，气缸内气体是________（填“吸热”或放热“），气体的内能__________（填“增加”或“减少”或“不变”）

阅读《探海神器——“蛟龙”号》，回答问题。
探海神器——“蛟龙”号
2012年6月24日是个伟大的日子！“蛟龙”号载人潜水器深潜7020米新纪录诞生，“神舟九号”宇宙飞船与“天宫一号”手动交会对接成功，“蛟龙”与“神九”互致祝福，进行了穿越海天的对话，实现了“可上九天揽月，可下五洋捉鳖”的伟大梦想！

目前，“蛟龙”号具备了在全球99.8%的海洋深处开展科学研究、资源勘探的能力。“蛟龙”号的形状外观如图所示，部分参数见下方表格。

“蛟龙”号部分参数
长宽高	8.2米3.0 米 3.4米
自身质量	22吨
最大荷载	240公斤
载人	限3人
最大速度	25海里/小时
巡航速度	1海里/小时
最大工作设计深度	7000米
正常在水下工作时间	12小时

这次深潜纪录的创造反映了“蛟龙”号高端技术的创新与突破。
新技术突破——高速水声通信技术
电磁波在海水中传播的距离很有限，而普通水声传输又有延时长、复杂环境中有效提取信号难等严重缺陷，“蛟龙”号潜入深海数千米，如何实现实时通讯是个重要难题。中国科学院研发了具有世界先进水平的高速水声通信技术——利用通信声呐进行水下通信联络，成功解决了这一难题。通信声呐是由发射基阵和接收基阵组成，基阵又由换能器基元组成。换能器一般用压电陶瓷材料制成，可将发射机产生的电信号转换为声信号，也可以将接收机接收的声信号转换为电信号。此次“蛟龙”与“神九”成功实现穿越海天对话，高速水声通信技术功不可没。
新技术突破二——大容量充油银锌蓄电池
“蛟龙”号搭载的是我国自主研发的、储存电能超过110千瓦时的大容量充油银锌蓄电池，该电池的蓄电能力为美国同类潜水器蓄电池的2倍，成功解决了“蛟龙”号正常水下工作时间长，但又不能携带太重蓄电池的困难。
新技术突破三——悬停定位和自动航行
由于不同海域、不同深度的海水密度不同，“蛟龙”号在水中受到的浮力是变化的。按潜航员叶聪的说法，“这次7000米级海试的试验海域，根据测量，海面海水的密度是每立方米1021公斤，而7000米深的海水密度变成每立方米1059公斤。‘蛟龙’号自重22吨，算下来在7000米深度时受到的浮力大概比在海面时要大800多公斤力”（公斤力是工程中常用的力的单位，1公斤力大约等于10牛）。
浮力的变化要靠压载铁来平衡，所谓“压载铁”，就是给“蛟龙”号增加重量的铁块。“蛟龙”号海试团队用周密的数学模型，能根据在不同海域测得的海水温度、盐度和深度等参数精确地计算下潜时所需要的“压载铁”重量。
“蛟龙”号挂好所需压载铁，注水下潜，当下潜至预定深度时，“蛟龙”号能克服自身晃动、海底洋流等内外干扰，通过适时抛掉一定数量的压载铁，利用相关技术实现悬停。此外，“蛟龙”号还具备自动定向、定高、定深三大功能，能够在复杂环境中自动航行，在已公开的消息中，尚未有国外深潜器具备类似功能．当完成工作后，潜航员再抛掉适量的压载铁，实现上浮，可见，无论是下潜，悬停，还是上浮，压载铁的作用都是巨大的。
“祝愿中国载人深潜事业取得新的更大成就！祝愿我们的祖国繁荣昌盛！”，“神九”航天员景海鹏在太空向“蛟龙”号的祝贺，送出了全体中华儿女的心声！
⑴换能器可实现          信号与          信号的相互转换．
⑵潜艇下潜深度一般是几百米，而“蛟龙”号下潜深度一般是几千米，“蛟龙”号在深海中必须通过抛掉压载铁实现上浮，而不是像潜艇那样采用排水的方法实现上浮，请写出可能的原因及你的理由：        。
(3)请估算“蛟龙”号的体积大小，并写出估算过程。

如图所示，在MN的下方足够大的空间是玻璃介质，其折射率为n＝，玻璃介质的上边界MN是屏幕。玻璃中有一正三角形空气泡，其边长l＝40 cm，顶点与屏幕接触于C点，底边AB与屏幕平行。激光a垂直于AB边射向AC边的中点O，结果在屏幕MN上出现两个光斑。

①画出光路图。
②求两个光斑之间的距离L。

某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究。物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为 $50\mathrm{Hz}$ ，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。在A、B、C、D、E五个点中，打点计时器最先打出的是点，在打出C点时物块的速度大小为 $\mathrm{m}/\mathrm{s}$ （保留3位有效数字）；物块下滑的加速度大小为 $\mathrm{m}/s^2$ （保留2位有效数字）。

1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子．科学研究表明其核反应过程是：α粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核，复核发生衰变放出质子，变成氧核．设α粒子质量为m₁，初速度为v₀，氮核质量为m₂，质子质量为m₀，氧核的质量为m₃，不考虑相对论效应．
①写出卢瑟福发现质子的核反应方程_            
②α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间，复核的速度为多大？
③求此过程中释放的核能．

[选修3-3]
（1）如图所示，一圆柱气缸直立于水平地面上，用横截面积为S、质量为m的活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞处于静止状态，现通过气缸底部的电热丝给气体加热，活塞缓慢上升，则封闭气体        ；

A．状态变化是等压变化	B．内能不断减小
C．分子的平均动能不断增大	D．分子作用力是斥力

（2）在（1）的情况下，设电热丝电阻为R，通电电流为I，加热t时间后，活塞上升了h高度，同时气体向外传热Q，大气压强为p₀，此过程中气体对外做功为         ，气体内能变化为                    ；
（3）在“用油膜法测定分子的直径大小”的实验中，取1ml的油酸溶入1000ml的酒精中，再用滴管取1ml的油酸酒精溶液，测得共有99滴，然后让一滴溶液滴到表面撒有痱子粉的装水浅盘中，待油膜稳定后，测得油膜面积为253cm²，将油酸分子看成立方体模型，求：（保留一位有效数字）
①油酸分子直径d的大小；
②一滴溶液中所含的油酸分子数N。

[选修3-5]
（1）用大量具有12.5eV动能的电子撞击大量处于基态的氢原子，观察到了一定数目氢原子的光谱线，氢原子能级图如图所示，下列说法中正确的是        ；

A．实验中能产生三种谱线	B．波长最长的光子具有的能量为1.89eV
C．频率最高的光子具有的能量为12.5eV	D．电子撞击后的动能一定为2.3eV

（2）用（1）中氢发出的光照射光电管阴极，如图所示，闭合开关S，发现灵敏电流计中有电流通过，调节滑线变阻器，当电压表读数小于9.0V时，电流计读数不为零，当电压表读数大于或等于9.0V时，电流计读数为零，由此可知阴极材料的逸出功为      eV，若将电源（电动势足够大）极性反接，滑线变阻器滑片P从左端向右端移动时，电流计读数变化是               ；

（3）用速度为v₀的α粒子打击原来静止的产生并放出一个新粒子，放出的新粒子速度大小为2v₀，方向与α粒子初速度方向相反。
①写出该核反应的方程；
②求出的速度大小和方向。

(1)如图所示的装置,弹簧振子的固有频率是4 Hz. 现匀速转动把手,给弹簧振子以周期性的驱动力,测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1Hz,则把手转动的频率为_______.

A.1 Hz
B.3 Hz
C.4 Hz
D.5 Hz
(2)如图所示,两艘飞船A、B 沿同一直线同向飞行,相对地面的速度均为v(v 接近光速c). 地面上测得它们相距为L,则A 测得两飞船间的距离_______ (选填“大于”、“等于”或“小于”)L. 当B 向A 发出一光信号,A 测得该信号的速度为_______.

(3)如图为单反照相机取景器的示意图,ABCDE为五棱镜的一个截面,ABBC. 光线垂直AB 射入,分别在CD 和EA 上发生反射,且两次反射的入射角相等,最后光线垂直BC 射出.若两次反射都为全反射,则该五棱镜折射率的最小值是多少?(计算结果可用三角函数表示)

如图所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的截面图，圆弧CD为半径为R的四分之一的圆周，圆心为O，光线从AB面上的某点入射，入射角，它进入棱镜后恰好以临界角射在BC面上的O点。

(a)画出光线由AB面进入棱镜且从CD弧面射出的光路图；
(b)求该棱镜的折射率n；
(c)求光线在该棱镜中传播的速度大小(已知光在空气中的传播速度c＝3.0×10⁸m/s)。