如图所示,透明介质球球心位于O,半径为R,光线DC平行于直径AOB射到介质球的C点,DC与AB的距离H=R,若DC光线进入介质球后经一次反射再次回到介质球的界面时,从球内折射出的光线与入射光线平行,作出光路图,并计算出介质的折射率.
(1)从分子动理论的角度看,对一定质量的理想气体,下列说法正确的是________.
A.若保持体积不变而温度升高,则压强一定增大 |
B.若保持压强不变而体积减小,则温度一定升高 |
C.若将该气体密闭在绝热容器里,则压缩气体时气体的温度一定升高 |
D.可以在体积、温度、压强这三个物理量中只改变一个 |
(2)如图所示,内壁光滑的汽缸竖直放置在水平桌面上,汽缸内封闭一定质量的气体,在活塞从A运动到B的过程中,气体吸收热量280 J,并对外做功120 J,气体的内能________(填“增加”或“减少”)了________J;若活塞在外力作用下从B返回到A,且返回A时温度与原来在A处的温度相同,此过程气体放出热量240 J,那么在返回的过程中________(填“气体对外”或“外界对气体”)做功________ J.
(3)某气体的摩尔质量为M、密度为ρ,用NA表示阿伏加德罗常数,求该气体分子间的平均距离.
(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1 Hz,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)图为单反照相机取景器的示意图,ABCDE为五棱镜的一个截面,AB⊥BC.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,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。
(1)下列说法中正确的是________.
A.光的偏振现象说明光是纵波 |
B.人耳能听见的声波比超声波更易发生衍射 |
C.光的双缝干涉实验中,若仅将入射光从红光改为紫光,则相邻亮条纹间距一定变大 |
D.光导纤维传播光信号利用了光的全反射原理 |
E.麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹用实验证实了电磁波的存在
(2)如图所示,MN是一条通过透明球体球心O的直线,在真空中波长为λ0=564 nm的单色细光束AB平行于MN射向球体,B为入射点,若出射光线CD与MN的交点P到球心O的距离是球半径的倍,且与MN所成的夹角α=30°.求:
①透明球体的折射率n;
②此单色光在透明球体中的波长λ.
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。
(1)如图给出氢原子最低的4个能级,一群氢原子处于量子数最高为4的能级,这些氢原子跃迁所辐射的光子的频率最多有________种,其中最小频率为________,要使基态氢原子电离,应用波长为________的光照射氢原子(已知h=6.63×10-34 J·s).
(2)光滑水平地面上停放着甲、乙两辆平板车,一根轻绳跨过乙车的定滑轮(不计定滑轮的质量和摩擦),绳的一端与甲车相连,另一端被甲车上的人拉在手中,已知每辆车和人的质量均为30 kg,两车间的距离足够远.现在人用力拉绳,两车开始相向运动,人与甲车保持相对静止,当乙车的速度为0.5 m/s时,停止拉绳.
①人在拉绳过程做了多少功?
②若人停止拉绳后,至少应以多大速度立即从甲车跳到乙车才能使两车不发生碰撞?
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)。
(1)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等,则它们的________也相等.
A.速度 | B.动能 | C.动量 | D.总能量 |
(2)根据玻尔原子结构理论,氦离子(He+)的能级图如图所示.电子处在n=3轨道上比处在n=5轨道上离氦核的距离________(选填“近”或“远”).当大量He+处在n=4的激发态时,由于跃迁所发射的谱线有________条.
(3)如图所示,进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80 kg和100 kg,他们携手远离空间站,相对空间站的速度为0.1 m/s.A将B向空间站方向轻推后,A的速度变为0.2 m/s,求此时B的速度大小和方向.
“热管”是20世纪80年代研制出来的一种导热本领非常大的装置。它比铜的导热本领大上千倍。“热管”的结构并不复杂,它是一根两端封闭的合金管,管内壁衬了一层多孔的材料,叫做吸收芯,吸收芯中充有酒精或其他易汽化的液体,如图所示,当管的一端受热时,热量会很快传到另一端,试分析其中的道理。
天气炎热时,地上洒一些水,有时会感到凉爽,有时却感到更热了,如何解释这种现象。
市场上有一种太阳镜,它的镜片是偏振片。查找资料或向有经验的人请教,回答以下问题。
为什么不用普通的带色玻璃而用偏振片?
安装镜片时它的透振方向应该沿什么方向?
利用偏振眼镜可以做哪些实验、哪些检测?
(1)下列说法正确的是( )
A.氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后,在向低能级跃迁时放出光子的频率一定等于入射光子的频率
B. Th(钍)核衰变为Pa(镤)核时,衰变前Th核质量等于衰变后Pa核与β粒子的总质量
C.α粒子散射实验的结果证明原子核是由质子和中子组成的
D.分别用X射线和绿光照射同一金属表面都能发生光电效应,则用X射线照射时光电子的最大初动能较大
(2)某宇航员在太空站内做了如下实验:选取两个质量分别为mA=0.1 kg、mB=0.2 kg的小球A、B和一根轻质短弹簧,弹簧的一端与小球A粘连,另一端与小球B接触而不粘连.现使小球A和B之间夹着被压缩的轻质弹簧,处于锁定状态,一起以速度v0=0.1 m/s做匀速直线运动,如图所示.过一段时间,突然解除锁定(解除锁定没有机械能损失),两球仍沿原直线运动.从弹簧与小球B刚刚分离开始计时,经时间t=3.0 s,两球之间的距离增加了x=2.7 m,求弹簧被锁定时的弹性势能Ep.
试题篮
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