2．如图所示，木块A在光滑水平面上做简谐运动，D为其平衡位置，D、D为振动中最大位移处，则下述说法中正确的是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　　 )

　 　　　 A．木块A在振动中通过OD之间的任一位置P点时，

其加速度与位移都是相同的　

　　　 B．振动中通过DD之间的任一位置P点时，其动量

与动能都是相同的

　　　 C．当木块在C点时，有一个物体B由静止放在A上

并与A粘在一起，则振动到右侧可以到D点

　　　 D．当木块在D点时，有一个物体B由静止放在A上并与A粘在一起，则振动到右侧可以到D点

1．我国载人飞船“神舟七号”的顺利飞天，极大地振奋了民族精神。“神七”在轨道飞行过程中，宇航员翟志刚跨出飞船，实现了“太空行走”，当他出舱后相对于飞船静止不动时，以下说法正确的是　 　　　　　　　　　 (　　 )

　　　 A．他处于平衡状态　　 　　　　　　　　　　　　　 B．他不受任何力的作用

　　　 C．他的加速度不为零　　 　　　　　　　　　　　 D．他的加速度恒定不变

16.(12分)一辆实验小车可沿水平地面(图中纸面)上的长直轨道匀速向右运动.有一台发出细光束的激光器装在小转台M上，到轨道的距离MN为d=10 m，如图14-10所示，转台匀速转动，使激光束在水平面内扫描，扫描一周的时间为T=60 s，光束转动方向如图中箭头所示，当光束与MN的夹角为45°时，光束正好射到小车上，如果再经过Δt=2.5 s光束又射到小车上，则小车的速度为多少？(结果保留两位有效数字)

图14-10

解析:本题考查光的直线传播和匀速圆周运动规律，是一道设计新颖的好题，要求学生画出小车运动位置的示意图，才能求出符合题意的两个结果.在Δt内光束转过角度为(①式)，如图所示，有两种可能:

(1)光束照射小车时，小车正在接近N点，Δt内光束与MN的夹角从45°变为30°，小车走过l₁，速度应为(②式)；由图可知

l₁=d(tan45°－tan30°)(③式)

由②③两式并代入数值，得v₁=1.7 m/s(④式).

(2)光束照射小车时，小车正在远离N点，Δt内光束与MN的夹角从45°变为60°，小车走过l₂，速度应为(⑤式)

由图可知l₂=d(tan60°－tan45°)(⑥式)

由⑤⑥两式并代入数值，得v₂=2.9 m/s.

答案:(1)当光束照射小车时，小车正在接近N点，这时小车的速度应为1.7 m/s；(2)当光束照射小车时，小车正远离N点，这时小车的速度应为2.9 m/s.

15.(10分)用金属钠作阴极的光电管，如图14-9所示连入电路，已知能使电路中有光电流的最大波长为540 nm，若用波长为4.34×10^－7 m的紫外线照射阴极，求:

图14-9

(1)阴极所释放光电子的最大初速度为多少？

(2)将滑片C向左移动，使K的电势高于A的电势时，电流表中还有无光电流？当O、C间的电压U₁为多大时，电流表中的电流为零？

解析:(1)逸出功W＝hc/λ₀＝3.68×10^－19 J

最大初动能

则光电子最大初速度

v_m＝4.46×10⁵ m/s.

(2)当K极板电势高于A极时，还可能有光电流，因为K极板逸出的光电子尚有初动能，可克服电场力做功到达A板，从而形成光电流.但电压升高到U₁，使得时，就不能形成光电流了，即

答案:(1)4.4 6×10⁵ m/s

(2)可能有，也可能没有　0.56 V

14.(10分)为从军事工事内部观察外面的目标,在工事壁上开一长方形孔,设工事壁厚d=34.64 cm,孔的宽度L=20 cm,孔内嵌入折射率n=3的玻璃砖,如图148所示.试问:

图14-8

(1)嵌入玻璃砖后,工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少?

(2)要想使外界180°范围内的景物全被观察到,则应嵌入折射率多大的玻璃砖?

解析:工事内部的人从内壁左侧能最大范围观察右边的目标.光路如图所示.

已知d=34.64 cm,L=20 cm,,所以β=30°.

(1)由折射定律有得α=60°

即视野的张角最大为120°.

(2)要使视野的张角为180°,即α′=90°

由折射定律有所以n=2.

答案:(1)120°　(2)2

13.(10分)如图14-7所示，置于空气中的一个不透明容器内盛满某种透明液体.容器底部靠近器壁处有一竖直放置的6.0 cm长的线光源.靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板，另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜，用来观察线光源.开始时通过望远镜不能看到线光源的任何一部分.将线光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时，通过望远镜刚好可以看到线光源底端，再将线光源沿同一方向移动8.0 cm，刚好可以看到其顶端.求此液体的折射率n.

图14-7

解析:若线光源底端在A点时，望远镜内刚好可看到线光源的底端，则有:∠AOO′=α

其中α为此液体到空气的全反射临界角，由折射定律得:

同理，线光源顶端在B₁点时，望远镜内刚好可看到线光源的顶端，则:∠B₁OO′=α

由图中几何关系得:

解得:

答案:1.25

12.现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在图14-5所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长.

图14-5

(1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左到右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、__________、A.

(2)本实验的步骤有:

①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；

②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；

③用米尺测量双缝到屏的距离；

④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离.

在操作步骤②时还应注意_________和__________.

(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图14-6甲所示.然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图14-6乙中手轮上的示数__________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为________mm.

图14-6

(4)已知双缝间距d为2.0×10^－4 m，测得双缝到屏的距离l为0.700 m，由计算式λ=_________，求得所测红光波长为__________nm.

解析:(1)滤光片E是从白光中滤出单色红光，单缝屏作用是获取点光源，双缝屏作用是获得相干光源，最后成像在毛玻璃屏上.所以排列顺序为:C、E、D、B、A.

(2)在操作步骤②时应注意的事项有:放置单缝、双缝时，必须使缝平行；单缝、双缝间距离大约为5-10 cm.

(3)螺旋测微器的读数应该:先读整数刻度，然后看半刻度是否露出，最后看可动刻度，图乙读数为13.870 mm，图甲读数为2.320 mm，所以相邻条纹间距

(4)由条纹间距离公式得:代入数值得:λ=6.6×10^－7 m=6.6×10² nm.

答案:(1)E、D、B

(2)见解析

(3)13.870　2.310

(4)　6.6×10²

11.在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的明暗相间的图样，下列四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是(　)

14-4

A.a、c　　　　　 B.b、c　　　　　 C.a、d　　　　　 D.b、d

解析:根据衍射图样特点“条纹不等间距且中央条纹最亮最宽”可知本题正确选项为D.

答案:D

10.真空中有一平行板电容器，两极板分别由铂和钾(其极限波长分别为λ₁和λ₂)制成，板面积为S，间距为d.现用波长为λ(λ₁＜λ＜λ₂)的单色光持续照射两板内表面，则电容器的最终带电荷量Q正比于(　)

A.　　　　　　　 B.　　　　　　　 C.　　　　　　　　　　 D.

解析:根据题意可知，波长为λ的单色光能够使钾发生光电效应，根据光电效应方程有(①式)，Q=CU(②式)，(③式)，由①②③式联立有

答案:D

9.如图14-2所示为一块透明的光学材料的剖面图，在其上建立直角坐标系xOy，设该光学材料的折射率沿y轴正方向均匀减小.现有一束单色光a从原点O以某一入射角θ由空气射入该材料内部，则单色光a在该材料内部可能的传播途径是图14-3中的(　)

图14-2

图14-3

解析:我们可以将该光学材料分成水平的若干层，则光线每由下一层(光密介质)射入上一层(光疏介质)其折射角都会大于入射角，从而最终造成全反射，就如大气中的一种全反射(形成蜃景)一样，所以该单色光a在该材料内部可能的传播途径为D选项所示路线.本题正确选项为D.

答案:D