四川省宜宾市叙州区第二名校2023-2024高三上学期10月月考理综物理试题(原卷版+解析版)

叙州区二中高2021级高三上学期10月考试
理科综合试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.考试时间150分钟,满分300
一、选择题:本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一项符合题目要求,第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 幽门螺杆菌很容易诱发胃肠疾病,临床上常用的检测方法之一是做碳14()呼气试验。被检者口服含的胶囊后休息等待一段时间,再用吹气管向二氧化碳吸收剂中吹气,通过分析呼气中标记的的含量即可判断胃中幽门螺杆菌的存在情况。的半衰期是5730年,而且大部分是衰变,其衰变方程为。则下列说法正确的是(  )
A 新核X比少了一个中子
B 被检者发烧时会促使衰变加快,导致检测不准
C. 若有2个原子,则经过5730年后就一定会有1个发生衰变
D. 衰变产生的粒子可能是来自于药物化学反应中得失的电子
2. 2022年3月,中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在离地球表面约的“天宫二号”空间站上通过天地连线,为同学们上了一堂精彩的科学课。通过直播画面可以看到,在近地圆轨道上飞行的“天宫二号”中,航天员可以自由地漂浮,这表明他们(  )
A. 所受地球引力的大小近似为零
B. 所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零
C. 所受地球引力的大小与其随飞船运动所需向心力的大小近似相等
D. 在地球表面上所受引力的大小小于其随飞船运动所需向心力的大小
3. 如图所示为跳伞运动员在竖直下落过程中的v-t图像(取竖直向下为正方向)。下列关于跳伞运动员的位移y和重力势能Ep(选地面为零势能面)随下落的时间t,重力势能Ep和机械能E随下落的位移y变化的图像中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
4. 卫星M在轨道Ⅰ上做匀速圆周运动,一段时间后在A点变速进入轨道Ⅱ,运行一段时间后,在B点变速进入轨道半径为轨道Ⅰ轨道半径5倍的轨道Ⅲ,最后在轨道Ⅲ做匀速圆周运动,在轨道Ⅲ上的速率为v,则卫星在轨道Ⅱ上的B点速率可能是(  )
A. B.
C. D.
5. 如图所示,将一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在半球形容器最底部O'处(O为球心),弹簧另一端与质量为m的小球相连,小球静止于P点。已知容器半径为R,与水平地面之间的动摩擦因数为μ,OP与水平方向的夹角为θ=30°。下列说法正确的是( )
A. 容器受到水平地面的摩擦力为0 B. 容器对小球的作用力一定大小为mg
C. 弹簧原长一定为 D. 轻弹簧对小球的作用力一定大小为mg
6. 如图所示,足够长的斜面上A点,以水平速度抛出一个小球,不计空气阻力,它落到斜面上所用的时间为;运动的位移为.若将此球改用水平拋出,落到斜面上所用时间为,运动的位移为,则( )
A. B. C. D.
7. 如图甲所示,在水平地面上有一长木板B,其上叠放木块A。假定木板与地面之间、木块和木板之间的最大静摩擦力都和滑动摩擦力相等。用一水平力F作用于B,A、B的加速度与F的关系如图乙所示,重力加速度g取10m/s2,则下列说法中正确的是(  )
A. A的质量为0.5kg
B. B的质量为1.5kg
C. B与地面间的动摩擦因数为0.2
D. A、B间的动摩擦因数为0.2
8. 如图甲所示,置于水平地面上质量为m的物体,在竖直拉力F作用下,由静止开始向上运动,其动能Ek与距地面高度h的关系图像如图乙所示,已知重力加速度g,空气阻力不计。下列说法正确的是(  )
A. 在0~h0过程中,F大小始终为2mg
B. 在0~h0和h0~2h0过程中,F做功之比是15:7
C. 在0~2h0过程中,拉力F所做的功为4.4mgh0
D. 在2h0~5h0过程中,物体的机械能不断增加
二、非选择题:共174分。第22~32题为必考题,每个试题考生都必须作答。第33~38题为选考题,考生根据要求作答。(一)必考题:共129分。
9. 某同学探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系,在竖直木板上固定一张坐标纸,建立如图所示坐标系,横轴代表所挂钩码个数。实验时将弹簧挂一个钩码置于横轴为1的位置,待弹簧稳定后用笔在坐标纸上描出弹簧末端的位置;再将弹簧挂两个相同的钩码置于横轴坐标为2的位置,再次用笔在坐标纸上描出弹簧末端的位置;继续增加钩码,依次将弹簧置于3、4位置,再次描出两个点,如图中黑点所示。已知所挂钩码均相同,质量,重力加速度g取,弹簧劲度系数为k。回答以下问题:
(1)弹簧劲度系数为___________;
(2)弹簧原长为___________cm;
(3)图中黑点连线的斜率___________(用k、m、g表示)。
10. 在验证机械能守恒定律实验中,质量m=1kg重锤自由下落,在纸带上打出了一系列的点,如图所示,相邻记数点时间间隔为0.02s,长度单位是cm,g取9.8m/s2。求:
(1)打点计时器打下记数点B时,物体速度=___________。(保留两位有效数字)
(2)从点O到打下记数点B的过程中,物体重力势能的减小量=___________,动能的增加量=___________(保留两位有效数字)。
(3)即使在实验操作规范,数据测量及数据处理很准确的前提下,该实验测得的也一定略大于,这是实验存在系统误差的必然结果,试分析该系统误差产生的主要原因___________。
11. 如图所示,一小球自平台上水平抛出,恰好落在台的一倾角α=的光滑斜面顶端,并沿光滑斜面下滑而不反弹。已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8m,重力加速度g取10m/s2,sin=0.8,cos=0.6,问:
(1)斜面顶端与平台边缘的水平距离s是多少?
(2)若斜面顶端高H=20.8m,则小球离开平台后经多长时间到达斜面底端?
12. 2022年我国举办了第二十四届冬奥会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一、如图所示为某滑道示意图,长直助滑道AB与起跳平台BC平滑连接,C点是第二段倾斜雪坡(着陆坡)的起点,着陆坡与水平面的夹角θ = 37°。质量m=80kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑,加速度a = 4m/s2,到达B点时速度vB =30 m/s。经过一段时间后从C点沿水平方向飞出,在着陆坡上的D点着陆。已知CD间的距离L=75m,sin37°=0.60,cos37° = 0.80,取重力加速度g =10 m/s2,将运动员视为质点,忽略空气阻力的影响。
(1)求运动员在AB段运动的时间t;
(2)若运动员在BC段没有助滑,仅在摩擦力作用下运动,求BC段摩擦力所做的功;
(3)求运动员落在着陆坡上D点时所受重力做功的瞬时功率P。
[物理——选修3–3](15分)
13. 下列说法正确的是____________
A. 一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的
B. 使用钢笔难以在油纸上写字,这是因为钢笔使用的墨水与油纸不浸润
C. 增大气体的压强,可以使气体分子之间的斥力大于引力,使分子力表现为斥力
D. 对于一定量理想气体,如果体积不变,压强减小,那么它的内能一定减小,气体对外做功
E. 若容器中用活塞封闭着刚好饱和的一些水汽,当保持温度不变向下缓慢压缩活塞时,水汽的质量减少,压强不变
14. 如图所示,一定质量的某种理想气体在状态A时的体积为,从状态A到状态B,外界对该气体做的功为,从状态A到状态C,该气体从外界吸收的热量为,在图像中图线AC反向延长线通过坐标原点O。求:
(1)气体在状态C时的压强和在状态B时的体积;
(2)从状态A到状态B,气体与外界热交换的热量。
[物理——选修3–4](15分)
15. 一列简谐横波某时刻的波形图如图(a)所示,从该时刻开始计时(时),质点A开始振动,其之后的振动图像如图(b)所示。下列说法正确的是(  )
A. 该波的波速为
B. 时,质点P处在波谷位置
C. 内,波传播的距离为
D. 内,质点P运动的路程为
E. 时,的质点第二次位于波峰
16. 一个半球形玻璃砖,其正视图是半径为的半圆,为半圆的直径,O为圆心,如图所示。一束宽为的平行光线垂直下表面从射向玻璃砖,光线到达上表面后,可以从上表面射出的区域在平行于方向上的宽度为。
(1)玻璃的折射率n为多少?
(2)一束细光线在O点左侧与O相距处垂直于从下方入射,不考虑面的反射光,真空中光速为,求此光线从射入玻璃砖到射出玻璃砖所经历的时间(结果可以用根式表示)。叙州区二中高2021级高三上学期10月考试
理科综合试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.考试时间150分钟,满分300
一、选择题:本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一项符合题目要求,第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 幽门螺杆菌很容易诱发胃肠疾病,临床上常用的检测方法之一是做碳14()呼气试验。被检者口服含的胶囊后休息等待一段时间,再用吹气管向二氧化碳吸收剂中吹气,通过分析呼气中标记的的含量即可判断胃中幽门螺杆菌的存在情况。的半衰期是5730年,而且大部分是衰变,其衰变方程为。则下列说法正确的是(  )
A. 新核X比少了一个中子
B 被检者发烧时会促使衰变加快,导致检测不准
C 若有2个原子,则经过5730年后就一定会有1个发生衰变
D. 衰变产生的粒子可能是来自于药物化学反应中得失的电子
【答案】A
【解析】
【详解】A.由电荷数和质量数守恒得,新核X比多一个质子,质量数不变,即X比少了一个中子,A正确;
B.衰变快慢与原子核内部因素有关,与外部条件无关,B错误;
C.半衰期表示的是微观世界原子核的概率行为,并不能表示某个原子经过半衰期一定会发生衰变,C错误;
D.衰变的实质是原子核的一个中子变成质子的同时释放一个电子,这个过程是无法通过化学反应得到的,D错误。
故选A。
2. 2022年3月,中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在离地球表面约的“天宫二号”空间站上通过天地连线,为同学们上了一堂精彩的科学课。通过直播画面可以看到,在近地圆轨道上飞行的“天宫二号”中,航天员可以自由地漂浮,这表明他们(  )
A. 所受地球引力的大小近似为零
B. 所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零
C. 所受地球引力的大小与其随飞船运动所需向心力的大小近似相等
D. 在地球表面上所受引力的大小小于其随飞船运动所需向心力的大小
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.航天员在空间站中所受万有引力完全提供做圆周运动的向心力,飞船对其作用力等于零,故C正确,AB错误;
D.根据万有引力公式
可知在地球表面上所受引力的大小大于在飞船所受的万有引力大小,因此地球表面引力大于其随飞船运动所需向心力的大小,故D错误。
故选C。
3. 如图所示为跳伞运动员在竖直下落过程中的v-t图像(取竖直向下为正方向)。下列关于跳伞运动员的位移y和重力势能Ep(选地面为零势能面)随下落的时间t,重力势能Ep和机械能E随下落的位移y变化的图像中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据v-t图像可知在开始的一段时间内,运动员速度逐渐增大,当达到最大值后突然开始逐渐减小,且在一段时间内减小的变化率比增大时的变化率大,最后速度减至某一值后运动员做匀速直线运动。y-t图像的斜率表示速度,A项中图线表示运动员速度先逐渐增大,达到最大值后不断减小,但减小时的变化率和增大时的变化率几乎相同,且在图线末端斜率在趋于零,即速度趋于零,显然与v-t图像不符,故A不可能正确;
BC.设运动员开始时的重力势能为Ep0,则
所以图像应是斜率为负且存在纵截距的直线。在开始的一段时间内,运动员速度不断增大,y随t的变化率增大,则Ep随t的变化率不断增大,当运动员速度达到最大值后,y随t的变化率逐渐减小,则Ep随t的变化率不断减小,最后运动员做匀速直线运动,y随t的变化率不变且不为零,则Ep随t的变化率不变且不为零,故BC不可能正确;
D.根据v-t图像容易判断运动员下落时一定受到阻力作用,否则运动员将始终做自由落体运动,其v-t图像斜率将不变。根据功能关系可知运动员克服阻力做功等于其机械能的减少量,在开始的一段时间内,运动员加速度方向竖直向下,且逐渐减小,根据牛顿第二定律可知运动员所受阻力逐渐增大但小于重力,E随y的变化率逐渐增大,当运动员速度达到最大时,加速度方向突变为竖直向上,即阻力突然增至至比重力还大,之后阻力逐渐减小,最后减小至与重力大小相等,所以在阻力突变后,E随y的变化率应大于运动员加速运动时的变化率,最后E随y的变化率恒定。综上所述可知D可能正确。
故选D。
4. 卫星M在轨道Ⅰ上做匀速圆周运动,一段时间后在A点变速进入轨道Ⅱ,运行一段时间后,在B点变速进入轨道半径为轨道Ⅰ轨道半径5倍轨道Ⅲ,最后在轨道Ⅲ做匀速圆周运动,在轨道Ⅲ上的速率为v,则卫星在轨道Ⅱ上的B点速率可能是(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】令轨道Ⅰ轨道半径为R,则有
在轨道Ⅲ上有
解得
由A运动到B机械能守恒,则有
由于
解得
根据椭圆的对称性可知,椭圆在A、B两点的弯曲程度相同,即这两位置曲率圆的曲率半径相等,则有
解得
故选C。
5. 如图所示,将一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在半球形容器最底部O'处(O为球心),弹簧另一端与质量为m的小球相连,小球静止于P点。已知容器半径为R,与水平地面之间的动摩擦因数为μ,OP与水平方向的夹角为θ=30°。下列说法正确的是( )
A. 容器受到水平地面的摩擦力为0 B. 容器对小球的作用力一定大小为mg
C. 弹簧原长一定为 D. 轻弹簧对小球的作用力一定大小为mg
【答案】A
【解析】
【详解】A.以容器和小球整体为研究对象,分析受力可知整体只受重力、地面的支持力,容器相对于水平面无滑动趋势,地面对半球形容器没有摩擦力,故A正确;
BCD.容器对小球的作用力是弹力,指向球心O,如果容器内部光滑,由
可知,容器和弹簧对小球的作用力大小为mg,则有
则弹簧原长
如果容器内部不光滑,容器对小球的作用力与弹簧弹力夹角可能不等于120°,则以上结论都不成立,故BCD错误。
故选A。
6. 如图所示,足够长的斜面上A点,以水平速度抛出一个小球,不计空气阻力,它落到斜面上所用的时间为;运动的位移为.若将此球改用水平拋出,落到斜面上所用时间为,运动的位移为,则( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.小球落在斜面上有
解得运动的时间
因为初速度之比为1:2,则运动的时间之比为1:2.故A正确,B错误;
CD.根据,可知水平位移之比为1:4,根据几何关系可知运动位移之比也为1:4,故C正确,D错误;
故选AC。
7. 如图甲所示,在水平地面上有一长木板B,其上叠放木块A。假定木板与地面之间、木块和木板之间的最大静摩擦力都和滑动摩擦力相等。用一水平力F作用于B,A、B的加速度与F的关系如图乙所示,重力加速度g取10m/s2,则下列说法中正确的是(  )
A. A的质量为0.5kg
B. B质量为1.5kg
C. B与地面间的动摩擦因数为0.2
D. A、B间的动摩擦因数为0.2
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.由图可知,当时,A、B一起保持静止,当时,A、B一起运动,保持相对静止,地面对B的最大静摩擦力为
当时,A与B发生相对滑动,B对A的最大静摩擦力
当时,A、B的加速度为
当时,B的加速度为
联立解得

故A正确,B错误;
C.B与地面间的摩擦力为
解得B与地面间的动摩擦因数为
故C正确;
D.A、B间摩擦力为
解得A、B间的动摩擦因数为
故D错误。
故选AC。
8. 如图甲所示,置于水平地面上质量为m的物体,在竖直拉力F作用下,由静止开始向上运动,其动能Ek与距地面高度h的关系图像如图乙所示,已知重力加速度g,空气阻力不计。下列说法正确的是(  )
A. 在0~h0过程中,F大小始终为2mg
B. 在0~h0和h0~2h0过程中,F做功之比是15:7
C. 在0~2h0过程中,拉力F所做的功为4.4mgh0
D. 在2h0~5h0过程中,物体的机械能不断增加
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.Ek-h图像的斜率表示合力的大小,0~ h0过程中图像为一段直线,可知F恒定,由动能定理得
解得
即F大小始终为3mg,故A错误;
B. F在0~ h0过程中,对物体做的功为
在h0~2h0过程中,由动能定理代入数据可知
解得
因此在0~ h0和h0~2h0过程中,F做功之比为
故B正确;
C.在0~2h0过程中,F做功为
故C正确;
D.在2h0~5h0过程中,Ek-h图像为一段直线,F恒定,由动能定理得
解得
则拉力做正功,物体的机械能增加,故D正确。
故选BCD。
二、非选择题:共174分。第22~32题为必考题,每个试题考生都必须作答。第33~38题为选考题,考生根据要求作答。(一)必考题:共129分。
9. 某同学探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系,在竖直木板上固定一张坐标纸,建立如图所示坐标系,横轴代表所挂钩码个数。实验时将弹簧挂一个钩码置于横轴为1的位置,待弹簧稳定后用笔在坐标纸上描出弹簧末端的位置;再将弹簧挂两个相同的钩码置于横轴坐标为2的位置,再次用笔在坐标纸上描出弹簧末端的位置;继续增加钩码,依次将弹簧置于3、4位置,再次描出两个点,如图中黑点所示。已知所挂钩码均相同,质量,重力加速度g取,弹簧劲度系数为k。回答以下问题:
(1)弹簧劲度系数为___________;
(2)弹簧原长为___________cm;
(3)图中黑点连线的斜率___________(用k、m、g表示)。
【答案】 ①. 19.6 ②. 5.5 ③.
【解析】
【详解】(1)[1]由图可知,挂1个钩码时,弹簧长度为;挂4个钩码时,弹簧长度为;根据胡克定律可得,弹簧劲度系数为
(2)[2]设弹簧的原长为,挂1个钩码时,弹簧长度为;根据受力平衡可得
解得
(3)[3]图中黑点连线的斜率
根据胡克定律可得
解得
10. 在验证机械能守恒定律实验中,质量m=1kg的重锤自由下落,在纸带上打出了一系列的点,如图所示,相邻记数点时间间隔为0.02s,长度单位是cm,g取9.8m/s2。求:
(1)打点计时器打下记数点B时,物体的速度=___________。(保留两位有效数字)
(2)从点O到打下记数点B的过程中,物体重力势能的减小量=___________,动能的增加量=___________(保留两位有效数字)。
(3)即使在实验操作规范,数据测量及数据处理很准确的前提下,该实验测得的也一定略大于,这是实验存在系统误差的必然结果,试分析该系统误差产生的主要原因___________。
【答案】 ①. 0.97m/s ②. 0.48J ③. 0.47J ④. 纸带运动时受到的阻力和重锤受到的空气阻力
【解析】
【详解】(1)[1]根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则B点的瞬时速度为
(2)[2][3]从点O到打下计数点B的过程中,物体重力势能减小量为
=mgh=1×9.8×0.0486J=0.48J
动能的增加量为
(3)[4]由于纸带运动时受到的阻力和重锤受到的空气阻力,重力势能有相当一部分转化给摩擦产生的内能,所以重力势能的减小量略大于动能的增加量。
11. 如图所示,一小球自平台上水平抛出,恰好落在台的一倾角α=的光滑斜面顶端,并沿光滑斜面下滑而不反弹。已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8m,重力加速度g取10m/s2,sin=0.8,cos=0.6,问:
(1)斜面顶端与平台边缘的水平距离s是多少?
(2)若斜面顶端高H=20.8m,则小球离开平台后经多长时间到达斜面底端?
【答案】(1)1.2m;(2)2.4s。
【解析】
【详解】(1)由题意可知:小球落到斜面上并沿斜面下滑,说明此时小球速度方向与斜面平行,所以
由公式可得
由公式得
所以水平距离

(2)对物体受力分析,根据牛顿第二定律可得,小球沿斜面做匀加速直线运动的加速度
初速度为平抛运动的末速度

解得
所以

12. 2022年我国举办了第二十四届冬奥会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一、如图所示为某滑道示意图,长直助滑道AB与起跳平台BC平滑连接,C点是第二段倾斜雪坡(着陆坡)的起点,着陆坡与水平面的夹角θ = 37°。质量m=80kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑,加速度a = 4m/s2,到达B点时速度vB =30 m/s。经过一段时间后从C点沿水平方向飞出,在着陆坡上的D点着陆。已知CD间的距离L=75m,sin37°=0.60,cos37° = 0.80,取重力加速度g =10 m/s2,将运动员视为质点,忽略空气阻力的影响。
(1)求运动员在AB段运动的时间t;
(2)若运动员在BC段没有助滑,仅在摩擦力作用下运动,求BC段摩擦力所做的功;
(3)求运动员落在着陆坡上D点时所受重力做功的瞬时功率P。
【答案】(1)7.5s;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)由题意得,运动员在AB段运动的时间为
(2)从C点飞出后,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,由几何关系知
解得
所以从B到C由动能定理得
解得BC段摩擦力所做的功为
(3)因为落在着陆坡上D点时的竖直方向速度为
运动员落在着陆坡上D点时所受重力做功的瞬时功率为
[物理——选修3–3](15分)
13. 下列说法正确的是____________
A. 一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的
B. 使用钢笔难以在油纸上写字,这是因为钢笔使用的墨水与油纸不浸润
C. 增大气体的压强,可以使气体分子之间的斥力大于引力,使分子力表现为斥力
D. 对于一定量的理想气体,如果体积不变,压强减小,那么它的内能一定减小,气体对外做功
E. 若容器中用活塞封闭着刚好饱和的一些水汽,当保持温度不变向下缓慢压缩活塞时,水汽的质量减少,压强不变
【答案】ABE
【解析】
【详解】A.根据热力学第二定律可知,一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的,A正确.
B.使用钢笔难以在油纸上写字,这是因为钢笔使用的墨水与油纸不浸润,B正确.
C.气体分子间的距离非常大,分子间的作用力忽略不计,C错误.
D.对于一定量的理想气体,如果体积不变,压强减小,温度降低,分子平均动能降低,内能降低;气体体积不变,气体没有对外做功,D错误.
E.温度不变,水的饱和蒸汽压不变,分子数密度不变,缓慢压缩活塞,体积减小,分子数减小,水汽质量减小,E正确.
14. 如图所示,一定质量的某种理想气体在状态A时的体积为,从状态A到状态B,外界对该气体做的功为,从状态A到状态C,该气体从外界吸收的热量为,在图像中图线AC反向延长线通过坐标原点O。求:
(1)气体在状态C时的压强和在状态B时的体积;
(2)从状态A到状态B,气体与外界热交换的热量。
【答案】(1),;(2)
【解析】
【详解】(1)由题意,可知AC线为等容线,根据查理定律,有


根据理想气体状态方程,有


(2)由图像可知从状态A到状态C,气体等容变化,根据热力学第一定律可得
从状态B到状态C,气体等温变化,内能不变,所以可推知,从状态A到状态B,气体与外界热交换的热量
[物理——选修3–4](15分)
15. 一列简谐横波某时刻的波形图如图(a)所示,从该时刻开始计时(时),质点A开始振动,其之后的振动图像如图(b)所示。下列说法正确的是(  )
A. 该波的波速为
B. 时,质点P处在波谷位置
C. 内,波传播的距离为
D. 内,质点P运动的路程为
E. 时,的质点第二次位于波峰
【答案】ADE
【解析】
【详解】A.根据图像可知

则有
A正确;
B.波沿x轴向右传播,根据同侧法可知,时刻,质点P沿y轴负方向运动,由于
可知,时,质点P处在波峰位置,B错误;
C.内,波传播的距离
C错误;
D.由于
则内,质点P运动的路程
D正确;
E.根据同侧法可知,质点A的起振方向沿y轴负方向,则的质点的起振方向亦沿y轴负方向,的质点开始振动的时间
由于
可知,时,的质点第二次位于波峰,E正确。
故选ADE。
16. 一个半球形玻璃砖,其正视图是半径为的半圆,为半圆的直径,O为圆心,如图所示。一束宽为的平行光线垂直下表面从射向玻璃砖,光线到达上表面后,可以从上表面射出的区域在平行于方向上的宽度为。
(1)玻璃的折射率n为多少?
(2)一束细光线在O点左侧与O相距处垂直于从下方入射,不考虑面的反射光,真空中光速为,求此光线从射入玻璃砖到射出玻璃砖所经历的时间(结果可以用根式表示)。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)设在O点左侧从E点射入的光线,进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角,则区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出,如图所示
由全反射条件有
由几何关系有
由对称性可知
解得
(2)设该细光线从P点入射,第一次射到圆弧面上时入射角为,由几何关系有
解得
因为
所以会发生全反射,由全反射知识及对称性,作出该细光线在玻璃砖中传播的光路图如图所示
光从P点入射至点出射所走的光程
光在玻璃砖中传播的速度
所以光从入射玻璃砖到出射所经历的时间为

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