(12分)雨滴接近地面的过程可以看做匀速直线运动,此时雨滴的速度称为收尾速度.某同学在一本资料上看到,雨滴的收尾速度v与雨滴的半径r成正比,由此该同学对雨滴运动中所受的阻力F作了如下几种假设:(1)阻力只与雨滴的半径成正比,即F=kr(k为常数).(2)阻力只与速度的平方成正比,即F=kv2(k为常数).(3)阻力与速度的平方和半径的乘积成正比,即F=krv2(k为常数).你认为哪种假设能够解释雨滴收尾速度与半径成正比这一关系?请写出推导过程.
一个右端开口左端封闭的U形玻璃管中装有水银,左侧封有一定质量的空气,如图8.1—11所示,已知,空气柱长是40cm,两侧水银面高度差56cm,若左侧距管顶66cm处的k点处突然断开,断开处上方水银能否流出?这时左侧上方封闭气柱将变为多高?(设大气压强为1.013×105Pa)
如图10所示,在双缝干涉实验中,S1和S2为双缝,P是光屏上的一点,已知P点与S1、S2距离之差为2.1×10-6m,分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验,问P点是亮条纹还是暗条纹?图10(1)已知A光在折射率为n=1.5的介质中波长为4×10-7m.(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10-7m,当B光从这种介质射向空气时,临界角为37°.(3)若让A光照射S1,B光照射S2,试分析光屏上能观察到的现象.
如图9所示是双缝干涉实验装置,使用波长为6.0×10-7m的橙色光源照射单缝S,在光屏中央P处(到双缝的距离相等)观察到亮条纹,在位于P点上方的P1点出现第一条亮条纹中心(即P1到S1、S2的路程差为一个波长),现换用波长为4.0×10-7m的紫色光照射单缝时,问:图9(1)屏上P处将出现什么条纹?(2)屏上P1处将出现什么条纹?
如图8所示,用频率为f的单色光垂直照射双缝,在光屏上P点出现第2条暗条纹,已知光速为c,则P点到双缝的距离之差(r2-r1)应为多大?图8
如图15-9所示,在清澈平静的水底,抬头向上观察,会看到一个十分有趣的景象:图15-9(1)水面外的景物(蓝天、白云、树木、房屋),都呈现在顶角θ=97.6°的倒立圆锥底面的“洞”内;(2)“洞”外是水底的镜像;(3)“洞”边呈彩色,且七色的顺序为内紫外红。试分析上述水下观天的奇异现象。