題目列表(包括答案和解析)
2008年2月22日,2008年跳水世界杯在“水立方”展開(kāi)第四日角逐。在男子雙人十米臺(tái)決賽中,中國(guó)組合林躍/火亮優(yōu)勢(shì)明顯,最終以總分482.46分成功折桂,幫助中國(guó)隊(duì)奪得第五枚金牌。如圖甲是林躍/火亮在跳臺(tái)上騰空而起的英姿。中國(guó)組合林躍/火亮站在距水面10m高的跳臺(tái)跳板上的最邊緣端,他們的重心離跳板板面的高度大約為1m,當(dāng)他們騰空躍起后其重心離跳板板面最大高度為2m,下降到手觸及水面時(shí)伸直雙臂做一個(gè)翻掌壓水花的動(dòng)作,如圖乙所示,這時(shí)他們的重心離水面大約為1m。(g取10m/s2,保留三位有效數(shù)字)
(1)請(qǐng)問(wèn)運(yùn)動(dòng)員在空中是依靠什么力來(lái)完成各種難度較大動(dòng)作的?這些力相互作用力對(duì)運(yùn)動(dòng)員的整體運(yùn)動(dòng)過(guò)程有影響嗎?為什么?請(qǐng)?jiān)囂骄啃曰卮穑?/p>
(2)不計(jì)空氣阻力,試估算從躍起到手觸及水面的過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員完成一系列動(dòng)作可利用的時(shí)間多長(zhǎng);
(3)忽略運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水面過(guò)程中受力的變化,入水后,運(yùn)動(dòng)員的重心能下沉到離水面約2.2m處,試估算水對(duì)運(yùn)動(dòng)員的平均阻力約是運(yùn)動(dòng)員自身重力的幾倍。
據(jù)2008年2月18日北京新聞報(bào)導(dǎo):北京地鐵10號(hào)線進(jìn)行運(yùn)行試驗(yàn)。為節(jié)約能源,一車(chē)站站臺(tái)建得高些,車(chē)輛進(jìn)站時(shí)要上坡將動(dòng)能轉(zhuǎn)換為重力勢(shì)能,出站時(shí)要下坡將重力勢(shì)能換為動(dòng)能,如圖所示。已知坡長(zhǎng)為x,坡高為h,重力加速度為g,車(chē)輛的質(zhì)量為m,進(jìn)站車(chē)輛到達(dá)坡下A處時(shí)的速度為v0,此時(shí)切斷電動(dòng)機(jī)的電源。
(1)車(chē)輛在上坡過(guò)程中,若只受重力和軌道的支持力,求車(chē)輛“沖”到站臺(tái)上的速度多大?
(2)實(shí)際上車(chē)輛上坡時(shí),還受到其它阻力作用,要使車(chē)輛能“沖”上站臺(tái),車(chē)輛克服其它阻力做的功最大為多少?
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高考真題
1.【解析】通過(guò)手指的縫隙觀察日光燈,看到彩色條紋,是光的衍射現(xiàn)象。D不正確。
【答案】D
2.【解析】由題可知單色光在玻璃球體發(fā)生了全反射,如圖24所示,
為光線在玻璃球內(nèi)的光路圖.A、C為折射點(diǎn),B為反射點(diǎn),作OD
平行于入射光線,故,所以,
玻璃的折射率.
【答案】C 圖24
3.【解析】依題意,畫(huà)出紅、藍(lán)光線經(jīng)過(guò)平板玻璃磚實(shí)的光路如圖25示。玻璃中的光速則為,設(shè)玻璃磚的厚度為d,在未發(fā)生全反射之前,光通過(guò)玻璃磚的時(shí)間為。由折射定律知,因此,,由于藍(lán)光的頻率大于紅光的頻率,故玻璃對(duì)紅光的折射率n1小于對(duì)藍(lán)光的折射率n2且都大于1.5,考慮以上因素,
圖25
由此式可知,在未發(fā)生全反射之前,t1<t2。
【答案】B
4.【解析】白光作楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn),屏上將呈現(xiàn)彩色條紋,A錯(cuò);用紅光作光源,屏上將呈現(xiàn)紅色兩條紋與暗條紋(即黑條紋)相間,B對(duì);紅光和紫光頻率不同,不能產(chǎn)生干涉條紋,C錯(cuò);紫光作光源,遮住一條狹縫,屏上出現(xiàn)單縫衍射條紋,即間距不等的條紋,D對(duì)
【答案】BD
5.【解析】金屬絲圈的轉(zhuǎn)動(dòng),改變不了肥皂液膜的上薄下厚的形狀,由干涉原理可知干涉條紋與金屬絲圈在該豎直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)無(wú)關(guān),仍然是水平的干涉條紋,D對(duì)。 圖4
【答案】D
6.【解析】吹出的肥皂泡卻是彩色的,證時(shí)了光的干涉現(xiàn)象,熱中子的德布羅意波長(zhǎng)與晶體中原子間距大致相同,說(shuō)明了光的波動(dòng)性.
【答案】BD
7.【解析】微波是電磁波,其波長(zhǎng)在10-3m到10m之間;黑體的熱輻射是輻射電磁波;普朗克在研究黑體的熱輻射問(wèn)題中提出了能量子假說(shuō)
【答案】ACD
8.【解析】光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)的是利用了幾何光學(xué)的全反射 ,全反射的條件是光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì),且入射角等于或大于臨界角
【答案】全反射 光疏介質(zhì) 臨界角
9.【解析】設(shè)入射光線與1/4球體的交點(diǎn)為C,連接OC,OC即為 入射點(diǎn)的法線。因此,圖中的角α為入射角。過(guò)C點(diǎn)作球體水平表面的垂線,垂足為B。依題意,∠COB=α。又由△OBC知sinα= 設(shè)光線在C點(diǎn)的折射角為β,
由折射定律得
由以上式得 圖26
由幾何關(guān)系知,光線在球體的豎直表面上的入射角γ(見(jiàn)圖26)為30°。由折射定律得 因此,所以
【答案】
10.【解析】(1)設(shè)光在介質(zhì)中的傳播速度為v,波長(zhǎng)為λ,頻率為f,則
f= ①
②
聯(lián)立①②式得 ③
從波形圖上讀出波長(zhǎng)m,代入數(shù)據(jù)解得
f=5×1014Hz
根據(jù)光線a在AC面的的入射角和折射角知玻璃磚的折射率,設(shè)此玻璃磚的臨界角為,解得,光線b在CD面上入射角和幾何關(guān)系可知為,因?yàn)?sub> ,故b在CD面上反生全反射;射到BD面的入射角由幾何關(guān)系可知為,因 ,故不會(huì)發(fā)生全反射而從BD面射出.根據(jù)折射定律可求得出射光線與界面法線的夾角為,故上述光路如
圖27所示。
【答案】(1)f=5×1014Hz(2)圖27所示
圖27
11.【解析】當(dāng)線光源上某一點(diǎn)發(fā)出的光線射到未被遮光板遮住的液面上時(shí),射到遮光邊緣O的那條光線的入射角最小。如圖28所示
若線光源底端在A點(diǎn)時(shí),望遠(yuǎn)鏡內(nèi)剛好可以看到此光源底端,
設(shè)過(guò)O點(diǎn)液面的法線為OO1,則
①
其中a為此液體到空氣的全反射臨界角。由折射定律有
、 圖28
同理,若線光源頂端在B1點(diǎn)時(shí),通過(guò)望遠(yuǎn)鏡剛好可以看到此光源頂端,則。設(shè)此時(shí)線光源底端位于B點(diǎn)。由圖中幾何關(guān)系可得
③
聯(lián)立②③式得 、
【答案】
名校試題
1.【解析】 紅光折射率小于藍(lán)光折射率,由折射率公式n=c/v知紅光在同種介質(zhì)中的速度較大,即V1>V2; 由全反射公式sinc=1/n知紅光折射率小臨界角大; 所以藍(lán)光發(fā)生全反射時(shí)紅光依然有折射現(xiàn)象。選C
【答案】C
2.【解析】由于沒(méi)有確定幾何尺寸,所以光線可能射向Q的右側(cè)面,也可能射向Q的下表面,A錯(cuò)誤;當(dāng)光線射向Q的下表面時(shí),它的入射角與在P中的折射角相等,由于nP<nQ,進(jìn)入空氣中的折射角大于進(jìn)入P上表面的入射角,那么出射光線與下表面的夾角一定小于θ,B、C錯(cuò)誤,D正確。
【答案】D
3.【解析】由能量守恒可知,A正確,B錯(cuò)誤;由光子學(xué)說(shuō)及光電效應(yīng)的規(guī)律可知,C錯(cuò)誤,D正確。
【答案】AD
4.【解析】?jī)蓧K捏緊的玻璃板表面看到彩色條紋是薄膜干涉,狹縫觀察發(fā)光的白熾燈也會(huì)看到彩色條紋是單縫衍射
【答案】C
5.【解析】單縫衍射的條紋是不等間距,中央亮紋又寬又亮
【答案】D
6.【解析】(1)ADEG
(2)如圖29所示,
x=d(tanr2-tanr1)=d
【答案】(1)ADEG (2)d
7.【解析】反射角60° ③
由折射定律
④
解得折射角r = 30° ⑤
因此反射光束1和透射光束2之間的夾角
【答案】
8.【解析】①連接BC,如圖30所示
在B點(diǎn)光線的入射角、折射角分別
標(biāo)為i、r,
Sini=5/10=/2, 所以, 圖30
i=45°
由折射率定律:
在B點(diǎn)有:
Sin r=1/2 故:r=30° BC=2Rcos r t= BCn/C=2Rncos r/C
t=(/3) ×10-9s
②由幾何關(guān)系
可知 α=30°
【答案】(1)t=(/3) ×10-9s (2)α=30°
9.【解析】①P3 應(yīng)刻的折射率
② 最靠近0C邊的是紫光;
增大入射角度,紫光在刻度盤(pán)上最先消失
【答案】(1) (2)紫光在刻度盤(pán)上最先消失
(3)該束光線第一次從CD面出射時(shí)的折射角。
(結(jié)果可用三角函數(shù)表示)
10.【解析】(1)設(shè)光在AD面的入射角、折射角分別為i、r r=30°
根據(jù)
得
(2)根據(jù)
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