河北省衡水中学2020届高三下学期一调试题物理(解析版)

河北省衡水中学2020届高三下学期一调试题

一、选择题

1.如图所示，一固定的细直杆与水平面的夹角为α=15°，一个质量忽略不计的小轻环C 套在直杆上，一根轻质细线的两端分别固定于直杆上的A 、B 两点，细线依次穿过小环甲、小轻环C 和小环乙，且小环甲和小环乙分居在小轻环C 的两侧．调节A 、B 间细线的长度，当系统处于静止状态时β=45°.不计一切摩擦．设小环甲的质量为m 1，小环乙的质量为m 2，则m 1∶m 2等于( )

A. tan 15°

B. tan 30°

C. tan 60°

D. tan 75°

【答案】C 【解析】

试题分析：小球C 为轻环，重力不计，受两边细线的拉力的合力与杆垂直，C 环与乙环的连线与竖直方向的夹角为600，C 环与甲环的连线与竖直方向的夹角为300，A 点与甲环的连线与竖直方向的夹角为300，

乙环与B 点的连线与竖直方向的夹角为600，根据平衡条件，对甲环：，

对乙环有：

，得

，故选C ．

【名师点睛】小球C 为轻环，受两边细线的拉力的合力与杆垂直，可以根据平衡条件得到A 段与竖直方向的夹角，然后分别对甲环和乙环进行受力分析，根据平衡条件并结合力的合成和分解列式求解．

考点：共点力的平衡条件的应用、弹力．

2.在平直公路上行驶的a 车和b 车，其位移--时间图象分别为图中直线a 和曲线b ，已知b 车的加速度恒定且等于22m /s 3s t -=，时，直线a 和曲线b 刚好相切，则（ ）

A. a 车做匀速运动且其速度为8

m /s 3

a v =

B. 0t =时，a 车和b 车的距离09m x =

C. 3s t =时，a 车和b 车相遇，但此时速度不等

D. 1s t =时，b 车的速度为10m/s 【答案】B 【解析】

【详解】A ．a 车图像是倾斜直线，所以该车作匀速直线运动，该车速度为

822m/s 3

x v t ?-=

==? 故A 错误； C ．3t

s =时，直线a 和曲线b 刚好相切，则b 车此时速度为2m/s ，故C 错误；

B ．由0v v at =+得，b 车的初速度为

()02238m/s v v at =-=--?=

b 车在第一秒内位移为

22011

81217m 22

x v t at =+=?-??=

则0t =时，a 车和b 车的距离

0729m x =+=

故B 正确；

D ．1s t =时，b 车的速度为8216m/s v =-?=，故D 错误。 故选B 。

3.2019年11月5日01时43分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功发射第49颗北斗导航卫星,标志着北斗三号系统3颗倾斜地球同步轨道卫星全部发射完毕。倾斜地球同步轨道卫星是运转轨道面与地球赤道面有夹角的轨道卫星,运行周期等于地球的自转周期,倾斜地球同步轨道卫星正常运行时,下列说法正确是

A. 此卫星相对地面静止

B. 如果有人站在地球赤道处地面上,此人的向心加速比此卫星的向心加速度大

C. 此卫星的发射速度小于第一宇宙速度

D. 此卫星轨道正下方某处的人用望远镜观测，可能会一天看到两次此卫星 【答案】D 【解析】

【详解】A ．由题意可知，倾斜地球同步轨道卫星相对地面有运动，故A 错误；

B ．由向心加速度2a r ω=，赤道处的人和倾斜面地球同步轨道卫星角速度相同，则人的向心加速度小，故B 错误；

C ．此卫星的发射速度大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，故C 错误；

D ．由题意可知，此卫星轨道正下方某处的人用望远镜观测，会一天看到两次此卫星，故D 正确。

4.如图所示，某生产厂家为了测定该厂所生产的玩具车的性能，将两个完全相同的玩具车A 、B 并排放在两平行且水平的轨道上，分别通过挂钩连接另一个与玩具车等质量的货车(无牵引力)，控制两车以相同的速度v 0做匀速直线运动。某时刻，通过控制器使两车的挂钩断开，玩具车A 保持原来的牵引力不变，玩具车B 保持原来的输出功率不变，当玩具车A 的速度为2v 0时，玩具车B 的速度为1.5v 0，运动过程中受到的阻力仅与质量成正比，与速度无关，则正确的是（ ）

A. 在这段时间内两车的位移之比为6∶5

B. 玩具车A 的功率变为原来的4倍

C. 两车克服阻力做功的比值为12∶11

D. 两车牵引力做功的比值为3∶1 【答案】C 【解析】

【详解】B ．设玩具车、货车质量都为m ，动摩擦因数为μ，那么两车的挂钩断开与货车分离，玩具车的速度为v 0，牵引力F =2μmg ，加速度为a=μg ，电机输出功率 P =Fv 0=2μmgv 0

变为原来的2倍，则B 错误；

A ．玩具车A 保持原来的牵引力不变前进，那么加速度不变，那么当玩具车A 的速度为2v 0时，位移

22

00

202322()A v S g a

v v μ-=＝

功率

P A ′=F ?2v 0=2P A 克服摩擦力做的功

2032

f A W mgS mv μ==

牵引力做的功：

W FA =Fs A =3mv 02；

玩具车B 保持原来的输出功率不变前进，当玩具车A 的速度为2v 0时，玩具车B 的速度为1.5v 0，由动能定理可得：

()2

20000

2111.522

B v v P mgS m v mv a μ-?

-=- 所以位移

20

118B v S g

μ＝

所以

s A ：s B =12：11； 则A 错误

CD ．克服摩擦力做的功：

2

118

fB B m W mgS v μ==

所以

W fA ：W fB =12：11； 牵引力做的功：

2

00022FB v v W P mv a

-=?

= 所以

W FA ：W FB =3：2

故C 正确，D 错误； 故选C 。

5.如图所示，一根固定的绝缘竖直长杆位于范围足够大且相互正交的匀强电场和匀强磁场中，电场强度大小为E =

2mg

q

，磁感应强度大小为B 。一质量为m 、电荷量为q 的带正电小圆环套在杆上，环与杆间的动摩擦因数为μ0现使圆环以初速度v 0向下运动，经时间to ，圆环回到出发点。若圆环回到出发点之前已经开始做匀速直线运动，不计空气阻力，重力加速度为g 。则下列说法中正确的是（ ）

A. 环经过

2

t 时间刚好到达最低点 B. 环的最大加速度为a m =g +0qv B

m

μ

C. 环在t 0时间内损失的机械能为12

m (2

0v -22222m g q B μ)

D. 环下降过程和上升过程摩擦力的冲量大小不相等 【答案】BC 【解析】

【详解】AB ．由题意可知，环在运动的过程中，受到的电场力大小为2F qE mg ==，方向始终竖直向上。假设竖直向下为正方向，则当环下滑的过程中，受力分析，根据牛顿第二定律得：

()mg qE qvB ma μ-+=

得：

qvB a g m μ?

?=-+ ??

?

负号代表该加速度与运动方向相反，故物体在下滑的过程中做加速度逐渐减小的减速运动；当环上升的过程中，根据牛顿第二定律

mg qvB qE ma μ+-'=

解得：

qvB a g m μ?

?=-- ???

'

环做加速度逐渐减小的减速运动，在到达原出发点前，加速度减为零，此时，

0a '=

mg v vB

μ=

开始以速度v 做匀速直线运动。

所以由于运动的不对称性可以确定，从开始下滑到最低点的时间不等于

2

t ; 整个运动过程中，加速度一直减小，所以在运动的最开始时，加速度最大，加速度大小的最大值为：

0m qv B

a g m

μ=+

则A 错误,B 正确；

C ．由以上计算，可知，整个过程中，系统损失的机械能

2222200222111222m g E mv mv m v q B μ???=-=- ???

C 正确；

D ．环上升和下降的过程中，摩擦力的冲量大小相等，D 错误。 故选BC 。

6.用轻杆通过铰链相连的小球A 、B 、C 、D 、E 处于竖直平面上，各段轻杆等长，其中小球A 、B 的质量均为2m ，小球C 、D 、E 的质量均为m ．现将A 、B 两小球置于距地面高h 处，由静止释放，假设所有球只在同一竖直平面内运动，不计一切摩擦，则在下落过程中

A. 小球A 、B 、C 、D 、E 组成的系统机械能和动量均守恒

B. 小球B 的机械能一直减小

C. 小球B 落地的速度大小为2gh

D. 当小球A 的机械能最小时，地面对小球C 的支持力大小为mg 【答案】CD 【解析】

【详解】小球A 、B 、C 、D 、E 组成的系统机械能守恒但动量不守恒，故A 错误；由于D 球受力平衡，所以D 球在整个过程中不会动，所以轻杆DB 对B 不做功，而轻杆BE 对B 先做负功后做正功，所以小球B 的机械能先减小后增加，故B 错误；当B 落地时小球E 的速度等于零，根据功能关系212

mgh mv = 可知小球B 的速度为2gh ，故C 正确；当小球A 的机械能最小时，轻杆AC 没有力，小球C 竖直方向上的力平衡，所以支持力等于重力，故D 正确，故选CD

7.如图所示,A 、B 两个矩形木块用轻弹簧和一条与弹簧原长相等的轻绳相连，静止在水平地面上，绳为非弹性绳且可承受的拉力足够大．弹簧的劲度系数为k,木块A 和木块B 的质量均为m ．现用一竖直向下的压力将木块A 缓慢压缩到某一位置，木块A 在此位置所受的压力为F(F>mg),弹簧的弹性势能为E,撤去力F 后，下列说法正确的是（ ）

A. 当A 速度最大时，弹簧仍处于压缩状态

B. 弹簧恢复到原长的过程中,弹簧弹力对A 、B 的冲量相同

C. 当B 开始运动时,A E mg F g m k

+- D. 全过程中,A 上升最大高度为3()44E mg F mg k

++ 【答案】AD 【解析】

【详解】由题意可知当A 受力平衡时速度最大，即弹簧弹力大小等于重力大小，此时弹簧处于压缩状态，故A 项正确；由于冲量是矢量，而弹簧弹力对A 、B 的冲量方向相反，故B 项错误；设弹簧恢复到原长时A 的速度为v ，绳子绷紧瞬间A 、B 共同速度为v 1，A 、B 共同上升的最大高度为h ，A 上升最大高度为H ，弹簧恢复到原长的过程中根据能量守恒得

21

2

mg F E mg mv K +=

+，绳子绷紧瞬间根据动量守恒定律得mv =2mv 1，A 、B 共同上升的过程中据能量守恒可得2

11()()2m m v m m gh +=+，mg F H h k +=+，可得B 开始运动时

A 的速度大小为22E mg F g m k

+-，A 上升的最大高度为

3()44E mg F mg k ++，故C 项错误，D 项正确．

8.如图，质量分别为m A =2kg 、m B =4kg 的A 、B 小球由轻绳贯穿并挂于定滑轮两侧等高H =25m 处，两球同时由静止开始向下运动，已知两球与轻绳间的最大静摩擦力均等于其重力的0.5倍，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力．两侧轻绳下端恰好触地，取g =10m/s 2，不计细绳与滑轮间的摩擦，则下列说法正确的是( )

A. A 与细绳间为滑动摩擦力，B 与细绳间为静摩擦力

B. A 比B 先落地

C. A,B 落地时的动能分别为400J 、850J

D. 两球损失的机械能总量250J 【答案】ACD 【解析】

【详解】A 项：由于A 、B 两球对细绳的摩擦力必须等大，且A 、B 的质量不相等，A 球由静止释放后与细绳间为滑动摩擦力，B 与细绳间为静摩擦力，故A 正确；

B 项：对A ：m A g-f A =m A a A ，对B ：m B g-f B =m B a B ，f A =f B ，f A =0.5m A g ，联立解得：2

5A m

a s =，

2

7.5B m

a s =

设A 球经ts 与细绳分离，此时，A 、B 下降的高度分别为h A 、h B ，速度分别为V A 、V B ，

则有：212A A h a t =

，21

2

B B h a t =，H=h A +h B ，V A =a A t ，V B =a B t 联立解得：t=2s ，h A =10m ，h B =15m ，V A =10m/s ，V B =15m/s ，

分离后，对A 经t 1落地，则有：2

11115102

t gt =+， 对B 经t 2落地，m 则有：222110152

t gt =+

解得：11t s =，2t =

，所以b 先落地，故B 错误； C 项：A 、B 落地时的动能分别为E kA 、E kB ，由机械能守恒，有：2

1()2

kA A A A A E m v m g H h =

+- 21()2

kB B B B B E m v m g H h =

+- 代入数据得：E kA =400J 、E kB =850J ，故C 正确；

D 项：两球损失的机械能总量为△

E ，△E=（m A +m B ）gH-E kA -E kB ，代入数据得：△E=250J ，故D 正确． 故应选：ACD ．

【点睛】解决本题的关键理清A 、B 两球在整个过程中的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁．要注意明确B 和绳之间的滑动摩擦力，而A 和绳之间的为静摩擦力，其大小等于B 受绳的摩擦力．

三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题～第32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33题～第38题为选考题，考生根据要求作答。

9.某小组设计了一个研究平抛运动的实验装置，在抛出点O 的正前方，竖直放置一块毛玻璃．他们利用不同的频闪光源，在小球抛出后的运动过程中光源闪光，会在毛玻璃上出现小球的投影点，在毛玻璃右边用照相机进行多次曝光，拍摄小球在毛玻璃上的投影照片如图1，小明在O 点左侧用水平的平行光源照射，得到的照片如图3；如图2，小红将一个点光源放在O 点照射重新实验，得到的照片如图4已知光源的闪光频率均为31Hz ，光源到玻璃的距离L=1.2m ，两次实验小球抛出时的初速度相等．根据上述实验可求出：(结果 均保留两位小数)

（1）重力加速度的大小为___________m/s2，投影点经过图3中M位置时的速度大小为

___________ m/s

（2）小球平抛时的初速度大小为_____________ m/s

【答案】(1). 9.61 0.62 (2). 9.30

【解析】

【详解】（1）若用平行光照射，则球在毛玻璃上的投影即为小球竖直方向上的位移，由2

h gT

?=得：2

9.61/

g m s

=

投影点经过图3中M位置时的速度大小

2

0.62/

v g m s

f

=?=

（2）设小球在毛玻璃上的投影NB=Y

则经过时间t后小球运动的水平位移为0

x v t

=；竖直位移为2

1

2

y gt

=，由相似三角形得：

2

1

2

gt

v t

L Y

=

则：

2

gL

Y t

v

=?

结合图4可得：09.30/

v m s

=

10.某多用表内部的部分电路如图所示，已知微安表表头内阻R g=100Ω，满偏电流I g=200μA，定值电阻R1=2.5Ω，R2=22.5Ω，电源电动势E=1.5V，则该多用表

（1）A接线柱应该是与___________（填“红”或“黑”）表笔连接；

（2）当选择开关接___________（填“a”或“b”）档时其对应的电阻档的倍率更高；

（3）若选a档测量电阻，则原表盘100μA，对应的电阻刻度值应当为_______Ω；原表盘50μA 的刻度，对应的电阻刻度值应当为______Ω．

【答案】(1). 黑(2). b(3). 150Ω 450Ω

【解析】

(1)当用欧姆表测电阻时，电源和表头构成回路，根据电源正负极连接方式可知，黑表笔与电源正极相连，故A接线柱应该是与“黑”表笔连接；

（2）整个回路最小电流min

E

I

R R

=

+

内外

，同时g g g

12

min

I R

I I

R R

+

+

＝，当选择开关接b 时，此时R外有最大值．当选择开关接b档时其对应的电阻档的倍率更高．

（3）用a档测量电阻，欧姆调零时，g g2

g

1

()

m10000A

I R R

I I

R

μ

+

+=

＝，此时

150

m

E

R

I

==Ω

内

，当1100A

g

Iμ

=，此时干路电流为12

1

1

()

5000A

g g

g

I R R

I I

R

μ

+

=+=，由于

E

I

R R

=

+

内外

，解得150

R R

==Ω

外内

；当表盘150A

g

Iμ

=时，此时干路电流为

12

1

1

()

2500A

g g

g

I R R

I I

R

μ

+

=+=，由于

E

I

R R

=

+

内外

，解得3450

R R

==Ω

外内

．

【点睛】本题主要考查：利用电阻的串并联关系，来解决电流表的扩量程的相关问题；熟悉欧姆表的工作原理，利用回路欧姆定律解决相关问题．

11.如图所示，半圆形光滑轨道竖直固定且与水平地面相切于A点，半径R＝0.1m，其右侧一定水平距离处固定一个斜面体。斜面C端离地高度h＝0.15m，E端固定一轻弹簧，原长

为

DE ，斜面CD 段粗糙而DE 段光滑。现给一质量为0.1kg 的小物块(可看作质点)一个水平初速，从A 处进入圆轨道，离开最高点B 后恰能落到斜面顶端C 处，且速度方向恰平行于斜面，物块沿斜面下滑压缩弹簧后又沿斜面向上返回，第一次恰能返回到最高点C 。物块与斜面CD 段的动摩擦因数3

6

μ=，斜面倾角θ＝30°，重力加速度g ＝10m/s 2，不计物块碰撞弹簧的机械能损失。求：

(1)物块运动到B 点时对轨道的压力为多大? (2)CD 间距离L 为多少米?

(3)小物块在粗糙斜面CD 段上能滑行的总路程s 为多长?

【答案】（1）2N ；（2）0.4m ；（3）1.6m 【解析】

【详解】（1）物块从B 到C 做平抛运动，则有： v y 2=2g （2R -h ） 在C 点时有：

y B

v tan v θ=

代入数据解得：

3m/s B v =

在B 点对物块进行受力分析，得：

2

B

v F mg m R

+=

解得： F =2N

根据牛顿第三定律知物块对轨道的压力大小为： F ′=F =2N

方向竖直向上。 （2）在C 点的速度为：

2m/s y C v v sin θ

=

=

物块从C 点下滑到返回C 点的过程，根据动能定理得：

2

12

20C

mgcos L mv μθ-?=- 代入数据解得： L =0.4m

（3）最终物块在DE 段来回滑动，从C 到D ，根据动能定理得：

2

102

C

mgLsin mgcos s mv θμθ-?=- 解得： s =1.6m

12.如图所示，光滑水平地面上方ABCD 区域存在互相垂直的匀强磁场和匀强电场，电场强度E =1×

106N/C ，方向竖直向上，AD 距离为2m ，CD 高度为1m ，一厚度不计的绝缘长木板其右端距B 点2m ，木板质量M =2kg ，在木板右端放有一带电量q =+ 1×

10-6C 的小铁块（可视为质点），其质量m =0.1kg ，小铁块与木板间动摩擦因数μ=0.4，现对长木板施加一水平向右的恒力F 1=12.4N ，作用1s 后撤去恒力，g 取10m/s 2． (1)求前1s 小铁块的加速度大小a m ，长木板加速度大小a M ；

(2)要使小铁块最终回到长木板上且不与长木板发生碰撞，求磁感强度B 的最小值； (3)在t =1s 时再给长木板施加一个水平向左的力F 2，满足（2）条件下，要使小铁块回到长木板时恰能相对长木板静止，求木板的最小长度（计算过程π取3.14）．

【答案】（1）4m/s 2；6m/s 2；（2）5410T ? ；（3）6925m 【解析】

【详解】（1）当F 作用在长木板上时，对小铁块由牛顿第二定律：m mg ma μ=，

解得：2

4/m a m s =

对长木板：M

F mg Ma

μ

-=

代入数据解得：2

6/

M

a m s

=

（2）由于mg qE

=，此后小铁块进入复合场做匀速圆周运动（如图所示），

当1

r m

>，铁块必定会与木板碰撞，当1

r<时有可能不会相撞，但B不是最小值，因此要使得小铁块与长木板不发生碰撞，其圆周运动半径r=1m，此时对应

的磁场强度最小根据：

2

m

m

v

qv B m

r

=

速度关系为：4/

m m

v a t m s

==

联立解得：5

410

m

mv

B T

qr

==?

（3）长木板运动1s末位移为：2

1

3

2

M M

x a t m

==

速度关系为：M M

v a t

=

小铁块运动1s末位移：2

1

2

2

m m

x a t m

==

撤去F后长木板减速运动，小铁块离开长木板后先在磁场中做匀速圆周运动，出场后竖直上抛，设小铁块离开长木板的总时间t?

小铁块在磁场中运动的总时间：10.785

2

T m

t s

qB

π

===

小铁块出场后上抛与下降的总时间：2

2

0.8

v

t s

g

==

所以：12 1.585

t t t s

?=+=

若小铁块回到木板时不发生滑动，则木板速度与小铁块相同，此过程木板匀速运动位移为：

7.9252

M m

M v v x t m +=

?= 此时小铁块从C 点滑上长木板，距木板右端()()12M m M x x x x ?=-+- 代入数据得木板的

最小长度：153 6.9254

x m m π??

?=+= ??

?

13.下列说法正确的是____________

A. 两个分子间的距离r 存在某一值r 0（平衡位置处），当r 大于r 0时，分子间斥力大于引力；当r 小于r 0时分子间斥力小于引力

B. 布朗运动不是液体分子的运动，但它可以反映出分子在做无规则运动

C. 用手捏面包，面包体积会缩小，说明分子之间有间隙

D. 随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，但最终还是达不到绝对零度

E. 对于一定质量的理想气体，在压强不变而体积增大时，单位时间碰撞容器壁单位面积的分子数一定减少 【答案】BDE

【详解】A 、两个分子间的距离r 存在某一值r 0（平衡位置处），当r 大于r 0时，分子间斥力小于引力；当r 小球r 0时分子间斥力大于引力，所以A 错误；

B 、布朗运动不是液体分子的运动，是固体微粒的无规则运动，但它可以反映出液体分子在做无规则运动，所以B 正确；

C 、用手捏面包，面包体积会缩小，只能说明面包内有气孔，所以C 错误；

D 、绝对零度只能无限接近，不能到达，所以D 正确；

E 、对于一定质量的理想气体，在压强不变而体积增大时，单位面积上分子数减小，则单位时间碰撞分子数必定减少，所以E 正确．

14.如图甲所示，玻璃管竖直放置，AB 段和CD 段是两段长度均为l 1＝25 cm 的水银柱，BC 段是长度为l 2＝10 cm 的理想气柱，玻璃管底部是长度为l 3＝12 cm 的理想气柱．已知大气压强是75 cmHg ，玻璃管的导热性能良好，环境的温度不变．将玻璃管缓慢旋转180°倒置，稳定后，水银未从玻璃管中流出，如图乙所示．试求旋转后A 处的水银面沿玻璃管移动的距离．

【答案】58cm 【解析】 【分析】

气体发生等温变化，求出两部分气体的状态参量，然后应用玻意耳定律求出气体的体积，再求出水银面移动的距离．

【详解】设玻璃管的横截面积为S ，选BC 段封闭气体为研究对象 初状态时，气体的体积为12V l S = 压强为P 1＝75 cmHg ＋25 cmHg ＝100 cmHg

末状态时，气体的体积为22V l S '

=

压强为P 2＝75 cmHg －25 cmHg ＝50 cmHg 根据1122PV PV = 可得l 2′＝20 cm

再选玻璃管底部的气体为研究对象，初状态时，气体的体积为33V l S = 压强为P 3＝75 cmHg ＋25 cmHg ＋25 cmHg ＝125 cmHg

末状态时，气体的体积为43V l S '=

压强为P 4＝75 cmHg －25 cmHg －25 cmHg ＝25 cmHg 根据3344PV PV = 可得l 3′＝60 cm

A 处的水银面沿玻璃管移动了

l ＝(l 2′－l 2)＋(l 3′－l 3)＝10 cm ＋48 cm ＝58 cm

15.从坐标原点O 产生简谐横波分别沿x 轴正方向和负方向传播，t=0时刻波的图像如图所示，此时波刚好传播到M 点，x=1m 的质点P 的位移为10cm ，再经0.1t s ?=，质点P 第一次回到平衡位置，质点N 坐标x=-81m （图中未画出），则__________________．

A ．波源的振动周期为1.2s

B ．波源的起振方向向下

C ．波速为8m/s

D ．若观察者从M 点以2m/s 的速度沿x 轴正方向移动，则观察者接受到波的频率变大

E ．从t=0时刻起，当质点N 第一次到达波峰位置时，质点P 通过的路程为5.2m 【答案】ABE 【解析】

AC 、由函数关系可得本题说对应的数学函数为：220sin

x

y πλ

= ，由题条件可知当x=1

时，y=10cm,代入解得12m λ= ，P 点在经过0.1t s ?=第一次回到平衡位置，所以在波的传播方向0.1s 前进了1m ，所以波速为110/0.1v m s == 周期12 1.210

T s v λ=== ，故A 正确；C 错误；

B 、t=0时刻波刚好传播到M 点，则M 点的振动方向即为波源的起振方向，结合波振动方向的判断方法知波源的起振方向向下，故B 正确；

D 、若观察者从M 点以2m/s 的速度沿x 轴正方向移动，由多普勒效应知观察者接受到波的频率变小，故D 错误；

E 、波传播到N 需要18112

6.910

s t s v -=

== ，刚传到N 点时N 的振动方向向下，那么再经过233 1.20.944t T s ==?= ，所以质点P 一共振动了7.8

7.8 6.51.2

t s T T ==

= 所以,在此过程中质点P 运动的路程为: 6.5420 5.2s cm m =??= 故E 正确； 综上所述本题答案是:ABE

点睛：根据波的传播方向得到质点P 的振动方向,进而得到振动方程,从而根据振动时间得到周期; 由P 的坐标得到波的波长,进而得到波速;根据N 点位置得到波峰传播距离,从而求得波的运动时间,即可根据时间求得质点P 的运动路程.

16.如图所示，真空中两细束平行单色光a和b从一透明半球的左侧以相同速率沿半球的平面方向向右移动，光始终与透明半球的平面垂直．当b光移动到某一位置时，两束光都恰好从透明半球的左侧球面射出（不考虑光在透明介质中的多次反射后再射出球面）．此时a和b都停止移动，在与透明半球的平面平行的足够大的光屏M上形成两个小光点．已知透明

半球的半径为R，对单色光a和b的折射率分别为

123 3

n=和22

n=，光屏M到透明半球

的平面的距离为L=（1

2

＋

3

2

）R，不考虑光的干涉和衍射，真空中光速为c,求：

（1）两细束单色光a和b的距离d

（2）两束光从透明半球的平面入射直至到达光屏传播的时间差△t

【答案】（1）31

R

-

（2）

23R

【解析】

(1)由

1

sin C

n

=得,透明半球对a光和b光的临界角分别为60°和30°，画出光路如图

A、B为两单色光在透明半球面的出射点,折射光线在光屏上形成光点为D和C,AD、BC 沿切线方向．由几何关系得

sin 60sin 30d R R =?-?=

(2) a

光在透明介质中的速度112

c v c n =

=

传播时间11cos603R t v c

?=

=

光屏M

到透明半球的平面的距离为12L R ?=

??

, cos 60FA L R R =-?=

/cos30AD AF R =?=

故a 光在真空中传播的时间1'AD R

t c c

==

则)

11

3'3a R t t t c

=+=

b 光在透明介质中的速度222

c c v n =

=,

传播时间22cos30R t v c

?=

=

在真空中,由几何关系得BC R =

2'R

t c

=

则)

22

1'b R t t t c

=+=

故b a t t t ?=-=

点睛：处理本题的关键：1、熟练掌握、应用几何光学基本公式①1

sin C n

=；②c v n =．2、

利用平面几何的知识找准光束通过的路程．