Question

（1）(6分) 如圖所示，實(shí)線為空氣和水的分界面，一束藍(lán)光從空氣中的A點(diǎn)沿AO₁方向(O_l點(diǎn)在分界面上，圖中O_l點(diǎn)和入射光線都未畫(huà)出)射向水中，折射后通過(guò)水中的B點(diǎn)。圖中O點(diǎn)為A、B連線與分界面的交點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是      （填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得3分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得6分；每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）

A．O_l點(diǎn)在O點(diǎn)的右側(cè)

B．藍(lán)光從空氣中射入水中時(shí)，速度變小

C．若沿AO_l方向射向水中的是—束紫光，則折射光線有可能通過(guò)B點(diǎn)正下方的C點(diǎn)

D．若沿AO_l方向射向水中的是—束紅光，則折射光線有可能通過(guò)B點(diǎn)正上方的D點(diǎn)

E．若藍(lán)光沿AO方向射向水中，則折射光線有可能通過(guò)B點(diǎn)正上方的D點(diǎn)

（2）（9分）如圖所示，質(zhì)量為M=0.5kg的框架B放在水平地面上。勁度系數(shù)為k=100N/m的輕彈簧豎直放在框架B中，輕彈簧的上端和質(zhì)量為m=0.2kg的物體C連在一起。輕彈簧的下端連在框架B的底部。物體C在輕彈簧的上方靜止不動(dòng)。現(xiàn)將物體C豎直向下緩慢壓下一段距離x=0.03m后釋放，物體C就在框架B中上下做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，框架B始終不離開(kāi)地面，物體C始終不碰撞框架B的頂部。已知重力加速度大小為g=10m/s²。試求：當(dāng)物體C運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，物體C的加速度大小和此時(shí)物體B對(duì)地面的壓力大小。

 

 

Answer 1

【答案】

（1）BCD（2）框架B對(duì)地面的壓力大小為10N

【解析】

試題分析：（1）光由空氣射入水中，入射角大于折射角，如圖所示，所以在點(diǎn)的左側(cè)，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；由知，光速在介質(zhì)中的傳播速度減小，B選項(xiàng)正確；若沿AO_l方向射向水中的是—束紫光，而紫光的折射率大于藍(lán)光的折射率，折射角減小，則光線有可能通過(guò)B點(diǎn)正下方的C點(diǎn)，C選項(xiàng)正確；若沿AO_l方向射向水中的是—束紅光，而紅光的折射率小于藍(lán)光的折射率，折射角增大，則折射光線有可能通過(guò)B點(diǎn)正上方的D點(diǎn)，D選項(xiàng)正確；若藍(lán)光沿AO方向射向水中，則折射光線有可能通過(guò)B點(diǎn)正下方的C點(diǎn),故E選項(xiàng)錯(cuò)誤。

（2）物體C放上之后靜止時(shí)：設(shè)彈簧的壓縮量為x₀，

對(duì)物體C，有：mg=kx₀           （1分）

解得：x₀=0.02m          （1分）

當(dāng)物體C從靜止向下壓縮x后釋放，物體C就以原來(lái)的靜止位置為中心上下做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，振幅A=x=0.03m。         （1分）

當(dāng)物體C運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，

對(duì)物體C，有：k(x+x₀)-mg=ma         （2分）

解得：a=15m/s²            （1分）

當(dāng)物體C運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，設(shè)地面對(duì)框架B的支持力大小為F，

對(duì)框架B，有：F = Mg +k(x+x₀)       （2分）

解得：F=10N

所以框架B對(duì)地面的壓力大小為10N       （1分）

考點(diǎn)：折射率 光速 胡克定律 牛頓第二定律 物體平衡 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 振幅