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文档简介
…………○…………内…………○…………装…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………第=page22页,总=sectionpages22页第=page11页,总=sectionpages11页2025年浙教新版选择性必修1物理上册阶段测试试卷含答案考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______姓名:______班级:______考号:______总分栏题号一二三四五六总分得分评卷人得分一、选择题(共9题,共18分)1、关于机械波,下列说法不正确的是()A.在传播过程中能传递能量B.频率由波源决定C.能产生干涉、衍射现象D.能在真空中传播2、关于光的衍射现象,下列说法不正确的是()A.衍射条纹是光波相互叠加的结果B.光的衍射现象是光在传播过程中偏离直线传播绕过障碍物继续传播的现象C.光的衍射现象完全否定了光沿直线传播的结论D.光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据3、在激光的伤害中,以机体中眼睛的伤害最为严重。激光聚于感光细胞时,产生过量热量而引起的蛋白质凝固变性是不可逆的损伤,一旦损伤以后就会造成眼睛的永久失明,激光对眼睛的危害如此之大的主要原因是()A.单色性好B.高能量C.相干性好D.平行度好4、如图所示,实线是沿轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图,虚线是这列波在时刻的波形图。已知该波的波速是则下列说法正确的是()
A.这列波的波长是B.这列波的周期是C.这列波可能是沿轴正方向传播的D.时,处的质点速度沿轴负方向5、如图;质量为M的小车静止在光滑的水平面上,小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道,BC段是长为L的水平粗糙轨道,两段轨道相切于B点,一质量为m的滑块在小车上从A点静止开始沿轨道滑下,然后滑入BC轨道,最后恰好停在C点.已知小车质量M=3m,滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.则。
A.全程滑块水平方向相对地面的位移为R+LB.全程小车相对地面的位移大小C.最终小车和滑块一起向左运动D.μ、L、R三者之间的关系为R=4μL6、如图所示,一辆质量M=3kg的小车A静止在光滑的水平面上,A车上有一质量m=1kg的光滑小球B,将一左端固定于A上的轻质弹簧压缩并锁定(B与弹簧不栓接),此时弹簧的弹性势能Ep=6J,B与A右壁间距离为l。解除锁定;B脱离弹簧后与A右壁的油灰阻挡层(忽略其厚度)碰撞并被粘住,下列说法正确的是()
A.B碰到油灰阻挡层前A与B的动量相同B.B脱离弹簧时,A的速度大小为3m/sC.B和油灰阻挡层碰撞并被粘住的过程,B受到的冲量大小为3N·sD.解除锁定后,B移动的总距离为l7、光滑的水平面上叠放有质量分别为m和m/2的两木块,下方木块与一劲度系数为k的弹簧相连,弹簧的另一端固定在墙上,如图所示.已知两木块之间的最大静摩擦力为f;为使这两个木块组成的系统象一个整体一样地振动,系统的最大振幅为。
A.B.C.D.8、关于波下列说法正确的有()A.用光导纤维束传送信息是光的衍射的应用B.白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种干涉现象C.波源匀速靠近一静止的接收者,接收者接收到的频率比波源的频率小D.露珠的晶莹透亮现象,是由光的全反射引起的9、某同学用单色光进行双缝干涉实验;在屏上观察到如图甲所示的条纹,仅改变一个实验条件后,在屏上观察到如图乙所示的条纹。他改变的实验条件可能是()
A.减小双缝之间的距离B.增大光源与双缝的距离C.减小双缝到光屏间的距离D.换用频率更高的单色光源评卷人得分二、多选题(共9题,共18分)10、如图所示,质量为的足够长的木板置于水平地面上,质量为的小滑块以初速度滑上木板,已知小滑块与木板间的动摩擦因数为重力加速度为下列说法正确的是。
A.若木板与地面间光滑,则长木板的最终速度大小为B.若木板与地面间光滑,则小滑块与木板组成的系统最终能产生的内能为C.若木板与地面间的动摩擦因数也为则小滑块与木板组成的系统最终能产生的内能为D.若木板与地面间的动摩擦因数也为则在整个运动过程中地面对木板的摩擦力的冲量大小为11、华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理奖;他被誉为“光纤通讯之父”,光纤通讯中信号传播的主要载化开是光导纤维,图示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图,玻璃丝长为L,折射率为n,AB代表端面.已知光在真空中的传播速度为c,则下列说法正确的是()
A.为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面,光线在端面AB上的入射角应满足sini≥B.光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的时间与AB端面的入射角有关,入射角越大,传播时间越长C.光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间为D.只要光导纤维的折射率满足一定的要求,则无论AB端面的入射角怎样变化,光线都可在光纤与空气的界面上发生全反射12、如图所示是水平面上两列频率相同的简谐波在某时刻的叠加情况,图中实线为波峰,虚线为波谷。已知两列波的振幅均为2cm,波速为2m/s,波长为8cm,E点是B、D和A、C连线的交点。下列说法中正确的是()
A.A、C两处质点是振动减弱的点B.E处质点是振动减弱的点C.经0.02s,B处质点通过的路程是8cmD.经0.01s,D处质点偏离平衡位置的位移为零13、质量分别为的物体a、b在光滑水平面上发生正碰。若不计碰撞时间,它们碰撞前、后的图像如图所示。则下列说法正确的是()
A.碰撞前a物体的动量大小为B.碰撞前b物体的动量大小为C.在碰撞过程中,b物体受到的冲量为D.在碰撞过程中,a物体损失的动量大小为14、如图所示,某运动员正在水平冰面上把冰壶推出,若不考虑一切阻力,下列关于冰壶被运动员推出的短暂过程,说法正确的是()
A.运动员与冰壶的总动量保持不变B.冰壶对运动员的作用力和运动员对冰壶的作用力是一对平衡力C.运动员和冰壶的总动能增加D.运动员对冰壶做多少正功,冰壶对运动员就一定做多少负功15、一列简谐横波在介质中沿x轴正方向传播,波源位于坐标原点O,t=0时波源开始振动,t=4s时波源停止振动,如图为t=5s时靠近波源的部分波形图,其中质点a的平衡位置离原点O的距离为x=1.8m。下列说法中正确的是()
A.波的传播速度为1m/sB.波源起振方向沿y轴正方向C.在时,质点a运动方向沿y轴负方向D.从波源起振开始计时,s内质点a运动的总路程为2.2m16、在O点有一波源,t=0时刻开始向上振动,形成向右传播的一列横波.t1=4s时,距离O点为3m的A点第一次达到波峰;t2=7s时,距离O点为4m的B点第一次达到波谷.则以下说法正确的是()A.该横波的波长为2mB.该横波的周期为4sC.该横波的波速为1m/sD.距离O点为5m的质点第一次开始向上振动的时刻为6s末17、如图甲为某列横波在某时刻的波动图像,点是波源,横坐标为以波源开始振动为计时起点,图乙是横坐标为处的质点(未画出)的振动图像;下列说法正确的是()
A.该波的周期为B.质点第一次位于正向最大位移时,波源运动的路程为C.当与处的质量都开始振动时,两质点的运动方向始终相反D.若质点是与相同的振源,两列波都传播到坐标原点之后,再经过坐标原点处质点的位移为018、图甲为一简谐横波在t=0.10s时的波形图,P是平衡位置在x=0.5m处的质点,Q是平衡位置在x=2.0m处的质点;图乙为质点Q的振动图象。下列说法正确的是()
A.这列波沿x轴负方向传播B.这列波的传播速度为10m/sC.从t=0到t=0.15s,Q通过的路程为30cmE.该波在传播过程中若遇到直径为3m的球,能发生明显衍射现象E.该波在传播过程中若遇到直径为3m的球,能发生明显衍射现象评卷人得分三、填空题(共6题,共12分)19、速度为103m/s的氦核与静止的质子发生正碰,氦核的质量是质子的4倍,碰撞是弹性的,则碰后氦核和质子的速度大小分别为___________m/s和___________m/s.20、如图,一弹簧振子沿x轴做简谐运动,振子零时刻向右经过A点,后第一次到达B点,已知振子经过A、B两点时的速度大小相等,内经过的路程为0.4m。该弹簧振子的周期为________s,振幅为______m。
21、在研究某列简谐横波的传播时得到时的波形,如图所示,此时波刚好传到点,若该列简谐横波的波速为2.5m/s,且沿轴正方向传播,则此时处质点的速度方向沿轴______(选填“正方向”或“负方向”),该列简谐横波的周期是______s。
22、如图(a)所示,在固定的水平滑槽中,有一平台可左右滑动。平台下方竖直悬挂轻弹簧,两小球A、B间用细线连接,弹簧下端与小球A相连。现让平台与小球一起向右匀速运动,时剪断细线,小球A在竖直方向上做简谐运动。用频率为10Hz的频闪照相机记录小球A的位置,以剪断细线时小球A的位置为坐标原点,小球A的水平位移x为横坐标,小球A的竖直位移y为纵坐标。运动一段时间后,用平滑的曲线连接小球A的位置如图(b)所示。则平台向右运动的速度大小______m/s;时,小球A的加速度方向为_____;时,小球A的竖直位移大小为______cm。
23、单摆是一种理想模型,能看做单摆的条件是:摆线不可伸长,摆线质量远______摆球质量,摆线长度远_____________摆球直径(均填“大于”或“小于”).单摆的摆角小于5°时,可看做简谐运动,此时周期公式是__________.如图所示,在一半径为2.5m的光滑圆轨道上切下一段圆弧,放置于竖直平面内,将一个小钢珠置于圆轨道最低点附近并从静止释放.有同学说,这个小钢珠运动到最低点的最短时间可以用单摆的周期公式去求,他说的有道理吗?请判断并分析说明.______________________
24、一复色光中只含有a、b两种单色光,在真空中a光的波长大于b光的波长.
①在真空中,a光的速度__________(填“大于”“等于”或“小于”)b光的速度.
②若用此复色光通过半圆形玻璃砖且经圆心O射向空气时,下列四个光路图中可能符合实际情况的是__________.
评卷人得分四、作图题(共4题,共32分)25、O点是弹簧振子的平衡位置,在图上标出振子在B点的振动位移和在A点的加速度。
26、如图所示为一弹簧振子在A、C间振动;图中黑点为振子球心的位置。
(1)画出振子位于C点时离开平衡位置O的位移;
(2)标出振子位于A点时加速度的方向。
27、某一简谐横波在时刻的波形图如图所示。若波向右传播,画出后和前两个时刻的波的图像。___________
28、图中的横波正在沿轴的正方向传播,波速为分别画出经过和时刻的两个波形图。
评卷人得分五、实验题(共4题,共20分)29、某同学用如图所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来探究碰撞过程中的不变量,图中PQ是斜槽,QR为水平槽,实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次。图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点。
(1)在验证动量守恒定律的实验中,下列条件描述正确的是______。
A.轨道必须是光滑的。
B.轨道末端的切线必须是水平的。
C.入射小球A的质量必须小于被碰小球B
D.每次入射小球A只需从同一高度滚下即可。
(2)某次实验中,得出小球落点情况如图所示(单位是cm),P'、M、N分别是入射小球在碰前、碰后和被碰小球在碰后落点的平均位置(把落点圈在内的最小圆的圆心)。则入射小球A和被碰小球B质量之比为m1:m2=______________。30、洛埃德在1834年提出了一种中更简单的观察干涉的装置。如图所示,单色光从单缝射出,一部分入射到平面镜后反射到屏上,另一部分直接投射到屏上,在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。单缝通过平面镜成的像是
(1)通过洛埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹,这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致。如果S被视为其中的一个缝,___________相当于另一个“缝”;
(2)实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h=0.15mm,单缝到光屏的距离D=1.2m,观测到第3个亮条纹中心到第12个亮条纹中心的间距为22.78mm,则该单色光的波长λ=___________m(结果保留1位有效数字)
(3)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离___________
A.将平面镜稍向上移动一些。
B.将平面镜稍向右移动一些。
C.将光屏稍向右移动一些。
D.将光源由红色光改为绿色光。
(4)实验表明,光从光疏介质射向光密介质界面发生反射,在入射角接近90°时,反射光与入射光相比,相位有π的变化,称为“半波损失”。如果把光屏移动到和平面镜接触,接触点P处是___________(选填“亮条纹”或“暗条纹”)31、某同学为了探究动量守恒定律,设计了如下实验:实验器材:气垫导轨、滑块m1和m2(m2的左侧固定有轻质小弹簧);天平、两个压力传感器(侧面固定有轻质小弹簧)及其配件。实验装置示意图如图所示。
实验步骤:
①用天平测出两个滑块的质量m1、m2,且m1<m2;
②按图所示安装实验装置;调节气垫导轨水平,固定压力传感器;
③给气垫导轨充气,将滑块m1向左水平推动,使弹簧压缩一定长度。静止释放m1,m1和左侧弹簧分离后再与静止的m2碰撞,碰后m1向左弹回,m2则向右运动;分别挤压两侧弹簧。所有的碰撞均未超过弹簧的弹性限度;
④读取碰撞前左侧压力传感器示数最大值为F0;碰撞后左右两侧压力传感器示数的最大值分别为F1和F2。(已知弹簧具有的弹性势能为其中k、x分别为弹簧的劲度系数和形变量)
(1)请写出m1刚释放瞬间弹簧的弹性势能Ep=______(用F0和弹簧劲度系数k表达)
(2)请写出碰撞前,m1和左侧轻弹簧分离时的动量p=______(用F0、k、m1表达)
(3)实验要验证动量守恒的表达式为______(用F0、F1、F2、m1、m2表达)32、恢复系数是反映碰撞时物体形变恢复能力的参数,它只与碰撞物体的材料有关,两物体碰撞后的恢复系数为其中v1、v2分别为质量为m1和m2的物体碰撞前的速度,u1、u2分别为质量为m1和m2的物体碰撞后的速度.某同学利用如图所示的实验装置测定质量为m1和m2的物体碰撞后的恢复系数.
实验步骤如下:
①将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上,用来记录实验中质量为m1和m2的两球与木条的撞击点;
②将木条竖直放在轨道末端右侧并与轨道接触,让质量为m1的入射球从斜轨上A点由静止释放,摘击点为B′;
③将木条向右平移到图中所示位置,质量为m1的入射球仍从斜轨上的A点由静止释放;确定撞击点;
④质量为m2(m1>m2)的球静止放置在水平槽的末端,将质量为m1的入射球再从斜轨上A点由静止释放;确定两球相撞后的撞击点;
⑤目测得B′与撞击点N、P、M的高度差分别为h1、h2、h3.
(1)利用实验中测量的数据表示两小球碰撞后的恢复系数为e=___________________.
(2)若再利用天平测量出两小球的质量为m1、m2,则满足_____________________表示两小球碰撞前后动量守恒;若满足_____________________表示两小球碰撞前后机械能守恒.评卷人得分六、解答题(共3题,共24分)33、如图,在足够长的光滑水平面上,物体A、B、C位于同一直线上,A位于B、C之间,A的质量为m,B、C的质量都为M;三者都处于静止状态,现使A以某一速度向右运动,设物体间的碰撞都是弹性的。求:
(1)A与C第一次碰后C的速度大小;
(2)m和M之间满足什么条件才能使A只与B;C各发生一次碰撞。
34、如图,倾角的足够长光滑斜面固定在水平面上,斜面上某位置固定有垂直于斜面的挡板P,质量kg的凹槽A在外力作用下静止在斜面上,凹槽A下端与固定挡板间的距离凹槽两端挡板厚度不计;质量kg的小物块B紧贴凹槽上端放置,物块与凹槽间的动摩擦因数时撤去外力,凹槽与物块一起自由下滑;s时物块与凹槽发生了第一次碰撞,当物块与凹槽发生了第二次碰撞后立即撤去挡板。整个运动过程中,所有碰撞均为弹性碰撞,且碰撞时间极短,可忽略不计,物块可视为质点,重力加速度求:
(1)凹槽与挡板发生第一次碰撞前瞬间物块的速度大小;
(2)凹槽的长度;
(3)凹槽与物块发生第二次碰撞时物块到挡板P的距离;
(4)从凹槽与物块一起自由下滑开始();到物块与凹槽发生第二次碰撞后物块的速度再次减为0所经历的时间。
35、一列横波沿x轴正方向传播,t1与t2时刻的波形图如图所示,已知t2-t1=0.2s;求:
(1)这列波的速度大小。(写出列式;计算过程)
(2)取(1)中波速最小的情况,以t1时刻为计时起点,写出x=8米处的质点的振动方程;并定性画出振动图像。(至少画出一个周期)
参考答案一、选择题(共9题,共18分)1、D【分析】【分析】
【详解】
A.波传播振动这种运动形式的同时传递能量;故A正确,不符合题意;
B.波的频率是由波源决定的;故B正确,不符合题意;
C.干涉;衍射是波的特有现象;机械波在一定条件下也能发生干涉和衍射现象,故C正确,不符合题意;
D.机械波传播要借助于介质;真空中不能传播,故D错误,符合题意。
故选D。2、C【分析】【分析】
【详解】
A.衍射与干涉一样;都是光波叠加产生的,只不过干涉是两个相干光源发出的光进行叠加,而衍射是同一个光源的不同部分发出的光进行叠加,故A不符题意;
B.光在传播过程中偏离直线传播绕过障碍物继续传播的现象实际上就是行射现象的概念;故B不符题意;
C.光的行射现象并没有否定光沿直线传播;光沿直线传播就是明显衍射条件不能满足时的情况,故C符合题意;
D.衍射是波所特有的现象;而光的衍射现象正好证明光是一种波,故D不符题意;
故选C。3、B【分析】【分析】
【详解】
由题意可知;激光聚于感光细胞时产生过量热量而引起的蛋白质凝固变性是造成眼失明的原因,说明引起这一现象的主要原因是激光的高能量性。
故选B。4、D【分析】【分析】
【详解】
A.根据图像可得波长故A错误;
B.因为所以周期
故B错误;
C.经过即经过只看经过的振动情况即可,根据波形的平移法可得知,该波沿轴负方向传播;故C错误;
D.由于该波向左传播,所以根据振动和波动关系可知时刻,处的质点的速度沿轴负方向;故D正确。
故选D。5、B【分析】【详解】
设全程小车相对地面的位移大小为s,则滑块水平方向相对地面的位移x=R+L-s,选项A错误.取水平向右为正方向,由水平动量守恒得:即结合M=3m,解得s=(R+L),x=(R+L).故B正确.对整个过程,由动量守恒定律得:0=(m+M)v′,得v′=0则最终小车和滑块静止,选项C错误;由能量守恒定律得mgR=μmgL,得R=μL,故D错误.6、C【分析】【详解】
A.B碰到油灰阻挡层前A与B的动量大小相同;方向相反,故A错误;
B.设B脱离弹簧时,A、B的速度大小分别为v1、v2,根据动量守恒定律有①
根据能量守恒定律有②
联立①②解得③
故B错误;
C.根据动量守恒定律可知B和油灰阻挡层碰撞并被粘住后,A、B的速度都将变为零,对B根据动量定理可得B受到的冲量大小为④
故C正确;
D.从解除锁定到B和油灰阻挡层碰撞前瞬间,A、B的速度大小始终满足⑤
所以整个过程A、B的移动的距离满足⑥
根据位移关系有⑦
联立⑥⑦解得⑧
故D错误。
故选C。7、C【分析】【详解】
试题分析:对整体而言;回复力为弹簧的弹力,对上面的木块而言,回复力为静摩擦力.振幅最大时,回复力最大.
解:对整体最大振幅时有kA=(m+)a
a=
隔离分析;当最大振幅时,两木块间的摩擦力达到最大静摩擦力.
f=a=
所以A=.故C正确;A;B、D错误.
故选C.
【点评】解决本题的关键会分析物体做简谐运动的回复力是什么力.知道该题中最大振幅时两木块间的摩擦力达到最大静摩擦力.8、D【分析】【详解】
A.光导纤维束传送信息是光的全反射的应用,A错误。
B.白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种折射色散现象;B错误。
C.根据多普勒效应;波源匀速靠近一静止的接收者,接收者接收到的频率比波源的频率大,C错误。
D.露珠的晶莹透亮现象,是由光的全反射引起的,D正确9、A【分析】【分析】
【详解】
AC.双缝干涉两相邻亮条纹的间距为
由题意可知,条纹间距变大,可能是减小双缝之间的距离d,可能是增大双缝到光屏间的距离L;A正确,C错误;
B.条纹间距与光源与双缝的距离无必然关系;B错误;
D.由
可知;换用频率更高的单色光源,波长变短,条纹间距变小,D错误。
故选A。二、多选题(共9题,共18分)10、A:C【分析】【详解】
A.若地面光滑,则由动量守恒得最后的速度为:
产生的内能为:
故A正确;B错误;
C.若木板与地面间的动摩擦因数也为则小滑块与木板最后会静止于地面,组成的系统最终能产生的内能为地面对木板的冲量大小等于木块的初动量的大小,故C正确,D错误.11、B:C:D【分析】试题分析:根据折射定律求入射角的条件;利用全反射的条件和运动学知识求光线传播所用的最长时间.
解:A;设激光束在光导纤维端面的入射角为i;折射角为α,折射光线射向侧面时的入射角为β,要保证不会有光线从侧壁射出来,其含义是能在侧壁发生全反射.
由折射定律:n=
由几何关系:α+β=90°;sinα=cosβ
恰好发生全反射临界角的公式:sinβ=得cosβ=
联立得sini=故A错误;
要保证从端面射入的光线能发生全反射,应有sini≤
BC、光在玻璃丝中传播速度的大小为v=
光速在玻璃丝轴线方向的分量为vz=vsinβ
光线从玻璃丝端面AB传播到其另一端面所需时间为T=
光线在玻璃丝中传播;在刚好发生全反射时,光线从端面AB传播到其另一端面所需的时间最长;
联立得Tmax=故BC正确;
D;根据全反射条件;当光导纤维的折射率满足一定的要求,则无论AB端面的入射角怎样变化,光线都可在光纤与空气的界面上发生全反射,故D正确;
故选BCD.
【点评】考查了折射定律和全反射的条件,并对于几何光学问题作出光路图,正确的确定入射角和折射角,并灵活运用折射定律是解题的关键.12、A:C:D【分析】【分析】
【详解】
A.由题图可知,A、C两处质点是两列波波峰与波谷叠加的地方;是振动减弱的点,A正确;
B.B、D两处质点都是振动加强的点,它们的连线上各点也是振动加强点,所以E处质点是振动加强的点;B错误;
C.B处质点是振动加强点,振幅为
波的周期为
0.02s为半个周期,则B处质点经0.02s通过的路程是
C正确;
D.根据题意
而在时刻D处质点处于波峰,故再经过D处质点在平衡位置;偏离平衡位置的位移为零,D正确。
故选ACD。13、C:D【分析】【详解】
A.依题图可知,碰撞前a的速度
碰撞前a的动量
故A错误;
B.依题图可知,碰撞前b静止,碰撞前b的动量为零;故B错误;
C.依题图可知,碰撞后a、b的速度相等,为
碰撞后b的动量大小为
根据动量定理,碰撞过程中,b物体受到的冲量为
故C正确;
D.碰撞后a的动量大小为
碰撞过程中a物体的动量变化为
可知碰撞过程中a物体损失的动量大小为故D正确。
故选CD。14、A:C【分析】【详解】
A.不计冰面的摩擦;运动员和冰壶组成的系统所受合外力为零,系统动量守恒,由动量守恒定律可知,运动员与冰壶的总动量保持不变,故A正确;
B.冰壶对运动员的作用力和运动员对冰壶的作用力是一对作用力与反作用力;它们作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故B错误;
C.运动员把冰壶平稳推出的过程中运动员消耗体内的化学能转化为运动员和冰壶的动能;因此运动员和冰壶的总动能增加,故C正确。
D.运动员对冰壶的作用力与冰壶对运动员的作用力大小相等;在力的作用下,运动员的位移和冰壶的位移大小不相等,则运动员对冰壶做的功与冰壶对运动员做的功不一样多,故D错误。
故选AC。15、A:D【分析】【详解】
A.波的传播速度为
故A正确;
B.由于
周期为
波传到a点的时间为
则a点全振动的次数为
则a点此时的振动方向与波源的起振方向相同,沿y轴负方向;故B错误;
C.在时,a点又振动了0.5s的时间,则有
可知质点a运动方向沿y轴正方向;故C错误;
D.从波源起振开始计时,s内质点a振动了
则质点a运动的总路程为
故D正确。
故选AD。16、B:C【分析】【详解】
设波速为v,周期为T,由题意得:t1=+=4st2=+T=7s由以上两式得:v=1m/s,T=4s,B、C均正确,该波波长为λ=vT=4m,A项错误;波传播5m所用时间为t==5s,所以t=5s时,距离O点为5m的质点开始振动且振动方向向上,D项错误.17、B:D【分析】【分析】
【详解】
A.根据题意可知,时波向右正好传到处,说明内,波向右传播的距离为则波速
由图甲可知,波长由
得
A错误;
C.由图甲可知,处的质点与波源点的距离为处的质点与波源点的距离为
两质点与波源的运动方向始终相反;所以两质点的运动方向始终相同,C错误;
B.振动由波源传到点需要的时间为点的起振方向向下,说明点振动后需要
第一次到达正向最大位移处,则质点第一次位于正向最大位移处时,波源运动的时间为波源运动的路程为
结合可得
B正确;
D.若质点也是与相同的振源,两列波是相干波,两个波源与坐标原点的距离差
根据干涉规律可知;坐标原点是振动的减弱点,两列波均传播到坐标原点后,坐标原点处质点位移始终为0,D正确;
故选BD。18、A:C:E【分析】【分析】
【详解】
A.振动图象的斜率表示速度,由乙图读出,在t=0.10s时Q点的速度方向沿y轴负方向。由波形的平移法判断可知该波沿x轴负方向的传播;故A正确;
B.由甲图读出波长为λ=4m,由乙图读出周期为T=0.2s,则波速为v20m/s
故B错误;
CD.从t=0到t=0.15s,质点Q振动了个周期,通过的路程为x=3A=30cm
质点P没有在平衡位置和最大位移处;通过的路程不等于30cm,故C正确,D错误;
E.障碍物与波长相比;相差不大甚至比波长小,能够发生明显的衍射,故E正确。
故选ACE。三、填空题(共6题,共12分)19、略
【分析】【详解】
设质子的质量为m,则氦核的质量为4m,设氦核初速度方向为正,根据动量守恒:根据机械能守恒联立并代入数据得:【解析】6×1021.6×10320、略
【分析】【分析】
【详解】
[1]根据简谐运动对称性可知,振子零时刻向右经过A点,后第一次到达B点,已知振子经过A、B两点时的速度大小相等,则A、B两点关于平衡位置对称,而振动经过了半个周期的运动,则周期为
[2]从A到B经过了半个周期的振动,路程为而一个完整的周期路程为0.8m,为4个振幅的路程,有
解得振幅为【解析】40.221、略
【分析】【分析】
【详解】
[1]该列简谐横波沿轴正方向传播,结合图像可知,时刻,处质点由平衡位置沿轴负方向运动;
[2]由题图知,波长
由于波速
因此该波的周期【解析】①.负方向②.1.622、略
【分析】【详解】
[1]小球A相邻位置的时间间隔为
平台向右运动的速度大小为
[2]由图(b)可知,小球A的振动周期为
时,小球A处在平衡位置下方且向下振动;可知小球A的加速度方向竖直向上。
[3]设为原点,由图可知,振幅为10cm,则振动方程为
时,得
此时,小球A的竖直位移大小为【解析】2竖直向上23、略
【分析】【详解】
[1][2]把单摆看作简谐振动时;要忽略空气阻力的影响,重力沿弧线的分力提供回复力;故摆线应细一些并且不可伸长,摆线质量远小于摆球质量,摆线长度远大于摆球直径,摆球要选用体积较小密度大的金属球,以减小空气阻力与摆长变化对实验的影响.
[3]单摆周期公式:
[4]小球在光滑圆弧上的往复运动和单摆的受力情况相同,小球释放高度较小时,这个往复运动就是简谐运动,这时周期公式中的l应该是圆弧半径R.【解析】小于大于见解析24、略
【分析】【分析】
①在真空中所有色光的速度都相等;
②在真空中a光的波长大于b光的波长,分析它们频率关系,从而确定出玻璃对两种色光折射率的大小.光在分界面上会发生折射和反射,根据折射率的大小确定a、b两种单色光;以及注意当入射角大于等于临界角时,会发生全反射,根据折射率的大小,判断谁先会发生全反射.
【详解】
①在真空中所有色光的速度都相等,故在真空中,a光的速度等于b光的速度;
②由题,在真空中a光的波长大于b光的波长,则a光的频率小于b光的频率,玻璃对b光的折射率大于对a光的折射率,当光在分界面上同时发生折射和反射时,由折射定律得知,b光的折射角大于a光的折射角,B可能符合实际.故A错误,B正确.当入射角大于等于临界角时,会发生全反射,由于b光的折射率大;其临界角小,先发生全反射,故C可能符合实际.故C正确,D错误.故选BC
【点睛】
本题可将两种色光与红光、紫光类比,即可得到折射率关系,轻松分析可能发生的光现象.【解析】等于BC四、作图题(共4题,共32分)25、略
【分析】【分析】
【详解】
弹簧振子的位移由平衡位置指向振子的方向;加速度指向平衡位置,如图。
【解析】26、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)位移总是偏离平衡位置,振子位于C点时离开平衡位置O的位移s如图所示。
(2)加速度总是指向平衡位置,振子位于A点时加速度aA的方向如图所示【解析】(1)(2)27、略
【分析】【详解】
由题图我们可以知道,在质点振动的一个周期内,波向前传播一个完整的波形的距离,即传播的距离
因此在内,波向前传播了根据波的传播过程和传播的实质,若波向右传播,把波的原有图形向右移动的距离,就得到了后时刻的波形图,如图中的虚线甲所示;同理可以得到前时刻波的图像;如图中的虚线乙所示。
【解析】28、略
【分析】【详解】
ls内波向前传播的距离为0.5×1m=0.5m,1s后故x=0.5m位置的原图中x=0位置的振动情况相同;因此作出以下图形如图1虚线。
4s内波向前传播的距离为0.5×4m=2.0m,4s后故x=2.0m位置的原图中x=0位置的振动情况相同;因此图形与开始时是相同的,如图2
【解析】见解析。五、实验题(共4题,共20分)29、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)[1]A.轨道是否光滑;对实验无影响,选项A错误;
B.轨道末端的切线必须是水平的;以保证小球能做平抛运动,选项B正确;
C.入射小球A的质量必须大于被碰小球B;以防止碰后入射球A反弹,选项C错误;
D.每次入射小球A只需从同一高度无初速滚下即可;选项D错误。
故选B;
(2)[2]根据实验原理可得m1v0=m1v1+m2v2
又因下落时间相同,即可求得m1OP'=m1OM+m2ON
由图乙可知:OM=15.5cm、OP'=25.5cm、ON=40.0cm.代值可得m1:m2=4:1【解析】①.B②.4:130、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)[1]通过洛埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹,这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致。如果S被视为其中的一个缝,相当于另一个“缝”。
(2)[2]第3个亮条纹中心到第12个亮条纹中心的间距为22.78mm,则相邻亮条纹间距为
等效双缝间距的距离为
根据双缝干涉条纹间距公式
则有
(3)[3]根据双缝干涉条纹间距公式
可知,增大D,减小d,增大波长能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离,所以AC正确;BD错误;
故选AC。
(4)[4]如果把光屏移动到和平面镜接触,在入射角接近90°时,反射光与入射光相比,相位有π的变化,称为“半波损失”,所以接触点P处是暗条纹。【解析】6.0×10-7AC暗条纹31、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)[1]m1刚释放瞬间,弹簧的弹力为F0,则F0=k•△x0
此时弹簧的弹性势能
(2)[2]根据能量守恒可知,m1和左侧轻弹簧分离时的动能
(3)[3]根据动能和动量的关系,此时m1的动量
同理可得:碰撞后,m1的动量为
m2的动量为
选水平向右为正方向,根据动量守恒定律可得p=-p1+p2
整理可得【解析】32、略
【分析】【详解】
(1)[1]由图可知
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