江苏省徐州市第七中学2024-2025学年高二上学期11月期中考试物理试题
1.(2024高二上·贾汪期中)两个物体具有相同的动量,则它们一定具有( )
A.相同的速度 B.相同的质量
C.相同的运动方向 D.相同的动能
【答案】C
【知识点】动量
【解析】【解答】AB.动量大小为 ,即使质量和速度都不同,动量也可能相同,因此无法由相同的动量判断出质量或速度相同,AB不符合题意;
C.动量是矢量,动量相同,其大小和方向都得相同,而动量方向和速度方向一样,故具有相同的动量时,运动方向一定相同,C符合题意;
D.由 可知,动量相同,动能不一定相同,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】动量是矢量,动量方向和速度方向一样,故具有相同的动量时,运动方向一定相同。
2.(2024高二上·贾汪期中)篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球。接球时,两手随球迅速收缩至胸前,这样做可以( )
A.减小球对手的冲量 B.减小球的动量变化量
C.减小球对手的动量变化率 D.减小球的动能变化量
【答案】C
【知识点】动量定理
【解析】【解答】本题主要考查了动量定理的直接应用,要学会如何应用动量定理分析实际问题,明确动量、动量变化量以及动量变化率之间的关系。根据动量定理有
整理有
两手随球迅速收缩至胸前,这样做可以延长篮球与手的接触时间,从而达到减小手受到的作用力,即减小了球对手的动量变化率。
故选C。
【分析】先伸出两臂迎接,手接触到球后,两臂随球引至胸前,这样可以增加球与手接触的时间,根据动量定理即可分析。
3.(2024高二上·贾汪期中)一个做简谐振动的弹簧振子,t=0时位于平衡位置,振子机械能随时间变化的图像应为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】简谐运动
【解析】【解答】本题考查对弹簧振子的能量分析问题,要注意明确弹簧振子为理想化的物理模型,其机械能是保持不变的。简谐振动的弹簧振子,只有弹簧弹力做功,系统动能和弹性势能相互转化,系统总的机械能不变,故D正确,ABC错误。
故选D。
【分析】明确简谐运动的性质,知道弹簧振子振动过程中只有弹簧弹力做功,机械能不变。
4.(2024高二上·贾汪期中)两波源、在水槽中形成的波形如图所示,其中实线表示波峰,虚线表示波谷,则( )
A.a点的振动始终加强
B.a点的振动始终减弱
C.在两波相遇的区域中会产生干涉
D.在两波相遇的区域中不会产生干涉
【答案】D
【知识点】波的干涉现象
【解析】【解答】掌握干涉现象的特点和产生条件是解决此类题目的关键,知道当两列波的频率相同时即可发生干涉现象。CD.从图中看出,两列波的波长不同,而在同一介质中不同的机械波的波速相等,根据,可知两列水波的频率不同,两列波的频率相同时才能发生干涉现象,故在两波相遇的区域中不会产生干涉,故C错误,D正确;
AB.因不能发生稳定的干涉现象,a点的振动不能始终加强,也不能始终减弱,故AB错误。
故选D。
【分析】要判断能否发生稳定的干涉图样,主要是判定两列波的频率是否相同,根据在同一介质中不同的机械波的波速相等,而从图中看出,两列波的波长不同,从而判定频率不同故不能发生稳定的干涉图样。
5.(2024高二上·贾汪期中)固定在振动片上的金属丝周期性触动水面形成水波。当振动片在水面上水平匀速移动时拍得一幅如图所示的照片,其中A为水面上的质点,由照片可知( )
A.振动片在向左移动
B.振动片在向右移动
C.A的振动频率低于振动片的振动频率
D.A的振动频率等于振动片的振动频率
【答案】A
【知识点】多普勒效应
【解析】【解答】本题解题关键是分析出单位时间内在A处接收到的完全波个数多,振动频率大。AB.根据水波的波纹可知,左边形成的波纹比较密,右边的稀疏,所以振动片是向左侧移动,A正确,B错误;
CD.单位时间内在A处接收到的完全波个数比振动片所发出的完全波的个数多,所以A的振动频率大于振动片的振动频率,CD错误。
故选A。
【分析】根据波纹疏密,分析振动片移动方向;根据收到的完全波个数,分析振动频率。
6.(2024高二上·贾汪期中)如图为弹簧振子的频闪照片。频闪仪闪光的瞬间振子被照亮,从而得到闪光时小球的位置,拍摄时底片从下向上匀速运动,因此在底片上留下了小球和弹簧的一系列像。图中A为小球运动过程中的一个位置,此时小球( )
A.向左运动 B.回复力在增大
C.加速度方向向右 D.动能在增大
【答案】B
【知识点】简谐运动
【解析】【解答】能够根据图片得到小球正在向右运动是解题的关键。拍摄时底片从下向上匀速运动,可知此时小球向右运动,回复力在增大,加速度方向向左,速度在减小,动能在减小。
故选B。
【分析】根据底片从下向上匀速运动,确定小球的运动方向,进而确定小球的回复力变化、加速度方向和动能的变化。
7.(2024高二上·贾汪期中)渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列超声波在t=0时的波动图像如图1所示,图2为质点P的振动图像,则( )
A.该波的波速为1.5m/s
B.该波沿x轴负方向传播
C.0~1s时间内,质点P沿x轴运动了1.5m
D.0~1s时间内,质点P运动的路程为2m
【答案】D
【知识点】简谐运动的表达式与图象;横波的图象;波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】本题既要理解振动图像和波动图像各自的物理意义,由振动图像能判断出质点的速度方向,同时要把握两种图像的内在联系,能由质点的速度方向,判断出波的传播方向。
A.由图1可知,该波的波长,由图2可知周期T=1×10-5s,则该波的波速
A错误;
B.由图2可得,在t=0时刻,P质点沿y轴正方向振动,由波形的平移方式可知该波沿x轴正方向传播,B错误;
C.质点P只在平衡位置附近振动,不沿x轴运动,C错误;
D.质点P的振幅是5×10-6m,在0~1s时间内共振动了个周期,运动的路程是
s=4×5×10-6×105m=2m
D正确。
故选D。
【分析】由质点P的振动方向判断波的传播方向;波传播过程中,质点不会随波迁移;分别由波动图像和振动图像得波长和周期,根据求解波速。
8.(2024高二上·贾汪期中)某同学利用如图所示的装置做“验证动量守恒定律的实验”,已知两球的质量分别为、(且),关于实验,下列说法正确的是( )
A.斜槽轨道必须光滑
B.如果是的落点,则该同学实验过程中有错误
C.实验需要验证的是
D.实验需要秒表、天平、圆规等器材
【答案】B
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】本实验的一个重要的技巧是入射球和靶球从同一高度做平抛运动并且落到同一水平面上,故下落的时间相同,所以在实验的过程当中把本来需要测量的速度改为测量平抛过程当中水平方向发生的位移。A.在同一组的实验中要保证入射球和被碰球每次平抛的速度都相同,故每次入射球必须从同一高度由静止释放,由于摩擦作用对它们的影响相同,因此轨道是否光滑不影响实验,故A错误;
B.入射球要比被碰球质量大,因此质量为的小球为入射小球,其碰前落地点为P,碰后落地点为M,故B正确;
C.不管是入射小球还是被碰小球,它们开始平抛的位置都是O点,图中P是入射小球不发生碰撞时飞出的落地点,N是被碰小球飞出的落地点,M是入射小球碰撞后飞出的落地点,由于它们都是从同一高度做平抛运动,运动的时间相同,故可以用水平位移代表水平速度,故需验证表达式为,故C错误;
D.本实验不需要测小球平抛运动的速度,故不需要测运动的时间,不需要秒表,故D错误。
故选B。
【分析】要保证碰撞前后a球的速度方向保持不变,则必须让a球的质量m1大于b球的质量m2.为了保证每次小球运动的情况相同,故应该让入射小球a每次从同一位置滚下。本题要验证动量守恒定律定律即m1v0=m1v1+m2v2,故需验证m1 OP=m1 OM+m2 ON。
9.(2024高二上·贾汪期中)把一个筛子用四根弹簧支撑起来,筛子上装一个电动偏心轮,它每转一周,给筛子一个驱动力,这就做成了一个共振筛,如图甲所示。该共振筛的共振曲线如图乙所示。已知增大电压,可使偏心轮转速提高,增加筛子质量,可增大筛子的固有周期。现在,在某电压下偏心轮的转速是。为使共振筛的振幅增大,以下做法可行的是( )
A.降低输入电压同时减小筛子质量
B.降低输入电压同时增加筛子质量
C.增大输入电压同时减小筛子质量
D.增大输入电压同时增加筛子质量
【答案】A
【知识点】受迫振动和共振
【解析】【解答】本题考查了受迫运动相关知识,理解驱动力频率和固有频率的特点是解决此类问题的关键。根据题意,在某电压下,电动偏心轮的转速是90r/min,则
由题图乙可知筛子的固有频率为
由于驱动力的频率大于筛子的固有频率,故要使振幅变大,可以减小驱动力的频率,或增大筛子的固有频率,即可以降低输入电压或减小筛子的质量。
故选A。
【分析】根据驱动力频率和固有频率的特点分析求解。
10.(2024高二上·贾汪期中)A、B两个粒子都带正电,B的电荷量是A的2倍,B的质量是A的4倍,A以动能向静止的B粒子飞去,经过相互作用又被弹开,设作用前后它们的轨迹都在同一条直线上,则在作用过程中A、B两个粒子电势能的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】动量守恒定律;电势能
【解析】【解答】分析清楚粒子运动过程是正确解题的关键,应用动量守恒定律与能量守恒定律可以解题。设A的质量为,则B的质量为,当A、B两个粒子共速时,A、B两个粒子电势能的最大,根据动量守恒和能量守恒可得
又
联立解得
故选D。
【分析】当A、B两个粒子共速时,A、B两个粒子电势能的最大,根据动量守恒和能量守恒列式求解。
11.(2024高二上·贾汪期中)在“用单摆测量重力加速度实验”中
(1)以下三种组装方式最合理的是__________。
A.
B.
C.
(2)用游标卡尺测量摆球的直径,示数如图所示, 。
(3)使用光电门测量周期,光电门的摆放位置为 (选填“最高点”或“最低点”)
(4)如图为光电门传感器电流强度与的图像,则周期为( )
A. B. C. D.
(5)已知单摆在任意摆角时的周期公式可近似为,式中为摆角趋近于时的周期,为常数。为了用图像法验证该关系式,需要测量的物理量有 。
【答案】(1)C
(2)16.3
(3)最低点
(4)C
(5),
【知识点】用单摆测定重力加速度
【解析】【解答】本题关键掌握“用单摆测量重力加速度”的实验原理和游标卡尺的读数方法。
(1)单摆在摆动过程中,为减小空气阻力的影响,摆球应选钢球,为防止摆球摆动导致摆长改变,悬挂点应固定。
故选C。
(2)摆球的直径为
(3)单摆在摆动过程中,摆球在最低点速度最大,通过光电门的时间最短,测量误差小,故使用光电门测量周期,光电门的摆放位置为最低点。
(4)单摆运动一个周期经过平衡位置两次,根据图像可知周期为
故选C。
(5)为了用图像法验证该关系式,需要测量的物理量是不同摆角下的周期和对应的摆角。
【分析】 (1)根据减小误差分析判断;
(2)先确定游标卡尺的最小分度值再读数;
(3)单摆在摆动过程中,摆球在最低点速度最大,测量误差小;
(4)单摆运动一个周期经过平衡位置两次,结合图像分析;
(5)根据实验原理选择需要测量的物理量。
(1)单摆在摆动过程中,为减小空气阻力的影响,摆球应选钢球,为防止摆球摆动导致摆长改变,悬挂点应固定。
故选C。
(2)摆球的直径为
(3)单摆在摆动过程中,摆球在最低点速度最大,通过光电门的时间最短,测量误差小,故使用光电门测量周期,光电门的摆放位置为最低点。
(4)单摆运动一个周期经过平衡位置两次,根据图像可知周期为
故选C。
(5)为了用图像法验证该关系式,需要测量的物理量是不同摆角下的周期和对应的摆角。
12.(2024高二上·贾汪期中)如图,弹簧振子的平衡位置为点,在、两点之间做简谐运动。、两点相距,小球经过点向正方向运动时开始计时,经过首次到达点。求:
(1)4s内小球通过的路程;
(2)小球的位移-时间关系式。
【答案】(1)解:、两点相距,则
解得
小球经过点向正方向运动时开始计时,经过首次到达点,则
解得
4s内小球经历了两个周期,通过的路程为
(2)解:小球的位移-时间关系式
【知识点】简谐运动
【解析】【分析】(1)根据振动方程求4S末小球的位移。根据时间与周期的关系求5s内小球通过的路程;
(2)根据BC间的距离确定振幅A。由小球经过B点时开始计时,经过0.5s首次到达B点,确定周期,结合初相位,写出弹簧振子的振动方程。
(1)、两点相距,则
解得
小球经过点向正方向运动时开始计时,经过首次到达点,则
解得
4s内小球经历了两个周期,通过的路程为
(2)小球的位移-时间关系式
13.(2024高二上·贾汪期中)质量为的手机(包括外套)从高度处不小心跌落,由于手机外套的保护作用使手机与地面碰撞的时间为,取。求:
(1)下落过程重力对手机的冲量大小;
(2)碰撞过程中手机受到地面的平均作用力大小。
【答案】(1)解:手机做自由落体运动,则
下落过程重力对手机的冲量大小
联立解得
(2)解:手机与地面碰撞前的速度
下落过程,根据动量定理
解得
【知识点】动量定理;冲量
【解析】【分析】(1)根据速度—时间公式和冲量的定义求解手机从开始下落到速度为零的过程中手机重力的冲量大小;
(2)根据动量定理求解地面对手机的平均作用力大小。
(1)手机做自由落体运动,则
下落过程重力对手机的冲量大小
联立解得
(2)手机与地面碰撞前的速度
下落过程,根据动量定理
解得
14.(2024高二上·贾汪期中)已知在时刻简谐横波的波形如图中实线所示,在时刻该波的波形如图中虚线所示。。求:
(1)若已知,且图中质点在时刻的瞬时速度方向向上,求可能的波速;
(2)若已知,且从时刻起,图中质点比质点先回到平衡位置,求可能的波速;
(3)该波可能的传播速度。
【答案】(1)解:图中质点在时刻的瞬时速度方向向上,根据同侧法可知波向左传播,已知,则
波速为
(2)解:图中质点比质点先回到平衡位置,根据同侧法可知波向右传播,则
已知,则
波速为
(3)解:若波向右传播,则
传播速度为
若波向左传播,则
传播速度为
【知识点】波长、波速与频率的关系
【解析】【分析】(1)P质点速度向上,由此确定波的传播方向,根据t2-t1<T确定波的传播距离,再根据速度计算公式求解速度;
(2)“Q比R先回到平衡位置”,说明波只能是向右传播的,根据0.01s<T<0.02s,确定波的传播距离,再根据速度计算公式求解速度;
(3)根据波向左传播或者波向右传播讨论分析。
(1)图中质点在时刻的瞬时速度方向向上,根据同侧法可知波向左传播,已知,则
波速为
(2)图中质点比质点先回到平衡位置,根据同侧法可知波向右传播,则
已知,则
波速为
(3)若波向右传播,则
传播速度为
若波向左传播,则
传播速度为
15.(2024高二上·贾汪期中)如图,一长木板在光滑的水平面上以速度v0向右做匀速直线运动,将一小滑块无初速地轻放在木板最右端。已知滑块和木板的质量分别为m和2m,它们之间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。
(1)滑块相对木板静止时,求它们的共同速度大小;
(2)某时刻木板速度是滑块的2倍,求此时滑块到木板最右端的距离;
(3)若滑块轻放在木板最右端的同时,给木板施加一水平向右的外力,使得木板保持匀速直线运动,直到滑块相对木板静止,求此过程中滑块的运动时间以及外力所做的功。
【答案】解:(1)由于地面光滑,则木板与滑块组成的系统动量守恒,有
2mv0 = 3mv共
解得
v共 =
(2)由于木板速度是滑块的2倍,则有
v木 = 2v滑
再根据动量守恒定律有
2mv0 = 2mv木 + mv滑
联立化简得
v滑 =v0,v木 =v0
再根据功能关系有
- μmgx = × 2mv木2 +mv滑2 - × 2mv02
经过计算得
x =
(3)由于木板保持匀速直线运动,则有
F = μmg
对滑块进行受力分析,并根据牛顿第二定律有
a滑 = μg
滑块相对木板静止时有
v0 = a滑t
解得
t =
则整个过程中木板滑动的距离为
x' = v0t =
则拉力所做的功为
W = Fx' = mv02
【知识点】碰撞模型
【解析】【分析】(1)根据木板与小滑块组成的系统动量守恒求解;
(2)由功能关系可得,摩擦力在相对位移上所做的功等于系统动能的减少量列出等式求解;
(3)根据牛顿第二定律结合运动学公式解得滑块运动的时间,求得木板运动位移根据功的计算公式解得。
1 / 1江苏省徐州市第七中学2024-2025学年高二上学期11月期中考试物理试题
1.(2024高二上·贾汪期中)两个物体具有相同的动量,则它们一定具有( )
A.相同的速度 B.相同的质量
C.相同的运动方向 D.相同的动能
2.(2024高二上·贾汪期中)篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球。接球时,两手随球迅速收缩至胸前,这样做可以( )
A.减小球对手的冲量 B.减小球的动量变化量
C.减小球对手的动量变化率 D.减小球的动能变化量
3.(2024高二上·贾汪期中)一个做简谐振动的弹簧振子,t=0时位于平衡位置,振子机械能随时间变化的图像应为( )
A. B.
C. D.
4.(2024高二上·贾汪期中)两波源、在水槽中形成的波形如图所示,其中实线表示波峰,虚线表示波谷,则( )
A.a点的振动始终加强
B.a点的振动始终减弱
C.在两波相遇的区域中会产生干涉
D.在两波相遇的区域中不会产生干涉
5.(2024高二上·贾汪期中)固定在振动片上的金属丝周期性触动水面形成水波。当振动片在水面上水平匀速移动时拍得一幅如图所示的照片,其中A为水面上的质点,由照片可知( )
A.振动片在向左移动
B.振动片在向右移动
C.A的振动频率低于振动片的振动频率
D.A的振动频率等于振动片的振动频率
6.(2024高二上·贾汪期中)如图为弹簧振子的频闪照片。频闪仪闪光的瞬间振子被照亮,从而得到闪光时小球的位置,拍摄时底片从下向上匀速运动,因此在底片上留下了小球和弹簧的一系列像。图中A为小球运动过程中的一个位置,此时小球( )
A.向左运动 B.回复力在增大
C.加速度方向向右 D.动能在增大
7.(2024高二上·贾汪期中)渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列超声波在t=0时的波动图像如图1所示,图2为质点P的振动图像,则( )
A.该波的波速为1.5m/s
B.该波沿x轴负方向传播
C.0~1s时间内,质点P沿x轴运动了1.5m
D.0~1s时间内,质点P运动的路程为2m
8.(2024高二上·贾汪期中)某同学利用如图所示的装置做“验证动量守恒定律的实验”,已知两球的质量分别为、(且),关于实验,下列说法正确的是( )
A.斜槽轨道必须光滑
B.如果是的落点,则该同学实验过程中有错误
C.实验需要验证的是
D.实验需要秒表、天平、圆规等器材
9.(2024高二上·贾汪期中)把一个筛子用四根弹簧支撑起来,筛子上装一个电动偏心轮,它每转一周,给筛子一个驱动力,这就做成了一个共振筛,如图甲所示。该共振筛的共振曲线如图乙所示。已知增大电压,可使偏心轮转速提高,增加筛子质量,可增大筛子的固有周期。现在,在某电压下偏心轮的转速是。为使共振筛的振幅增大,以下做法可行的是( )
A.降低输入电压同时减小筛子质量
B.降低输入电压同时增加筛子质量
C.增大输入电压同时减小筛子质量
D.增大输入电压同时增加筛子质量
10.(2024高二上·贾汪期中)A、B两个粒子都带正电,B的电荷量是A的2倍,B的质量是A的4倍,A以动能向静止的B粒子飞去,经过相互作用又被弹开,设作用前后它们的轨迹都在同一条直线上,则在作用过程中A、B两个粒子电势能的最大值是( )
A. B. C. D.
11.(2024高二上·贾汪期中)在“用单摆测量重力加速度实验”中
(1)以下三种组装方式最合理的是__________。
A.
B.
C.
(2)用游标卡尺测量摆球的直径,示数如图所示, 。
(3)使用光电门测量周期,光电门的摆放位置为 (选填“最高点”或“最低点”)
(4)如图为光电门传感器电流强度与的图像,则周期为( )
A. B. C. D.
(5)已知单摆在任意摆角时的周期公式可近似为,式中为摆角趋近于时的周期,为常数。为了用图像法验证该关系式,需要测量的物理量有 。
12.(2024高二上·贾汪期中)如图,弹簧振子的平衡位置为点,在、两点之间做简谐运动。、两点相距,小球经过点向正方向运动时开始计时,经过首次到达点。求:
(1)4s内小球通过的路程;
(2)小球的位移-时间关系式。
13.(2024高二上·贾汪期中)质量为的手机(包括外套)从高度处不小心跌落,由于手机外套的保护作用使手机与地面碰撞的时间为,取。求:
(1)下落过程重力对手机的冲量大小;
(2)碰撞过程中手机受到地面的平均作用力大小。
14.(2024高二上·贾汪期中)已知在时刻简谐横波的波形如图中实线所示,在时刻该波的波形如图中虚线所示。。求:
(1)若已知,且图中质点在时刻的瞬时速度方向向上,求可能的波速;
(2)若已知,且从时刻起,图中质点比质点先回到平衡位置,求可能的波速;
(3)该波可能的传播速度。
15.(2024高二上·贾汪期中)如图,一长木板在光滑的水平面上以速度v0向右做匀速直线运动,将一小滑块无初速地轻放在木板最右端。已知滑块和木板的质量分别为m和2m,它们之间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。
(1)滑块相对木板静止时,求它们的共同速度大小;
(2)某时刻木板速度是滑块的2倍,求此时滑块到木板最右端的距离;
(3)若滑块轻放在木板最右端的同时,给木板施加一水平向右的外力,使得木板保持匀速直线运动,直到滑块相对木板静止,求此过程中滑块的运动时间以及外力所做的功。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】动量
【解析】【解答】AB.动量大小为 ,即使质量和速度都不同,动量也可能相同,因此无法由相同的动量判断出质量或速度相同,AB不符合题意;
C.动量是矢量,动量相同,其大小和方向都得相同,而动量方向和速度方向一样,故具有相同的动量时,运动方向一定相同,C符合题意;
D.由 可知,动量相同,动能不一定相同,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】动量是矢量,动量方向和速度方向一样,故具有相同的动量时,运动方向一定相同。
2.【答案】C
【知识点】动量定理
【解析】【解答】本题主要考查了动量定理的直接应用,要学会如何应用动量定理分析实际问题,明确动量、动量变化量以及动量变化率之间的关系。根据动量定理有
整理有
两手随球迅速收缩至胸前,这样做可以延长篮球与手的接触时间,从而达到减小手受到的作用力,即减小了球对手的动量变化率。
故选C。
【分析】先伸出两臂迎接,手接触到球后,两臂随球引至胸前,这样可以增加球与手接触的时间,根据动量定理即可分析。
3.【答案】D
【知识点】简谐运动
【解析】【解答】本题考查对弹簧振子的能量分析问题,要注意明确弹簧振子为理想化的物理模型,其机械能是保持不变的。简谐振动的弹簧振子,只有弹簧弹力做功,系统动能和弹性势能相互转化,系统总的机械能不变,故D正确,ABC错误。
故选D。
【分析】明确简谐运动的性质,知道弹簧振子振动过程中只有弹簧弹力做功,机械能不变。
4.【答案】D
【知识点】波的干涉现象
【解析】【解答】掌握干涉现象的特点和产生条件是解决此类题目的关键,知道当两列波的频率相同时即可发生干涉现象。CD.从图中看出,两列波的波长不同,而在同一介质中不同的机械波的波速相等,根据,可知两列水波的频率不同,两列波的频率相同时才能发生干涉现象,故在两波相遇的区域中不会产生干涉,故C错误,D正确;
AB.因不能发生稳定的干涉现象,a点的振动不能始终加强,也不能始终减弱,故AB错误。
故选D。
【分析】要判断能否发生稳定的干涉图样,主要是判定两列波的频率是否相同,根据在同一介质中不同的机械波的波速相等,而从图中看出,两列波的波长不同,从而判定频率不同故不能发生稳定的干涉图样。
5.【答案】A
【知识点】多普勒效应
【解析】【解答】本题解题关键是分析出单位时间内在A处接收到的完全波个数多,振动频率大。AB.根据水波的波纹可知,左边形成的波纹比较密,右边的稀疏,所以振动片是向左侧移动,A正确,B错误;
CD.单位时间内在A处接收到的完全波个数比振动片所发出的完全波的个数多,所以A的振动频率大于振动片的振动频率,CD错误。
故选A。
【分析】根据波纹疏密,分析振动片移动方向;根据收到的完全波个数,分析振动频率。
6.【答案】B
【知识点】简谐运动
【解析】【解答】能够根据图片得到小球正在向右运动是解题的关键。拍摄时底片从下向上匀速运动,可知此时小球向右运动,回复力在增大,加速度方向向左,速度在减小,动能在减小。
故选B。
【分析】根据底片从下向上匀速运动,确定小球的运动方向,进而确定小球的回复力变化、加速度方向和动能的变化。
7.【答案】D
【知识点】简谐运动的表达式与图象;横波的图象;波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】本题既要理解振动图像和波动图像各自的物理意义,由振动图像能判断出质点的速度方向,同时要把握两种图像的内在联系,能由质点的速度方向,判断出波的传播方向。
A.由图1可知,该波的波长,由图2可知周期T=1×10-5s,则该波的波速
A错误;
B.由图2可得,在t=0时刻,P质点沿y轴正方向振动,由波形的平移方式可知该波沿x轴正方向传播,B错误;
C.质点P只在平衡位置附近振动,不沿x轴运动,C错误;
D.质点P的振幅是5×10-6m,在0~1s时间内共振动了个周期,运动的路程是
s=4×5×10-6×105m=2m
D正确。
故选D。
【分析】由质点P的振动方向判断波的传播方向;波传播过程中,质点不会随波迁移;分别由波动图像和振动图像得波长和周期,根据求解波速。
8.【答案】B
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】本实验的一个重要的技巧是入射球和靶球从同一高度做平抛运动并且落到同一水平面上,故下落的时间相同,所以在实验的过程当中把本来需要测量的速度改为测量平抛过程当中水平方向发生的位移。A.在同一组的实验中要保证入射球和被碰球每次平抛的速度都相同,故每次入射球必须从同一高度由静止释放,由于摩擦作用对它们的影响相同,因此轨道是否光滑不影响实验,故A错误;
B.入射球要比被碰球质量大,因此质量为的小球为入射小球,其碰前落地点为P,碰后落地点为M,故B正确;
C.不管是入射小球还是被碰小球,它们开始平抛的位置都是O点,图中P是入射小球不发生碰撞时飞出的落地点,N是被碰小球飞出的落地点,M是入射小球碰撞后飞出的落地点,由于它们都是从同一高度做平抛运动,运动的时间相同,故可以用水平位移代表水平速度,故需验证表达式为,故C错误;
D.本实验不需要测小球平抛运动的速度,故不需要测运动的时间,不需要秒表,故D错误。
故选B。
【分析】要保证碰撞前后a球的速度方向保持不变,则必须让a球的质量m1大于b球的质量m2.为了保证每次小球运动的情况相同,故应该让入射小球a每次从同一位置滚下。本题要验证动量守恒定律定律即m1v0=m1v1+m2v2,故需验证m1 OP=m1 OM+m2 ON。
9.【答案】A
【知识点】受迫振动和共振
【解析】【解答】本题考查了受迫运动相关知识,理解驱动力频率和固有频率的特点是解决此类问题的关键。根据题意,在某电压下,电动偏心轮的转速是90r/min,则
由题图乙可知筛子的固有频率为
由于驱动力的频率大于筛子的固有频率,故要使振幅变大,可以减小驱动力的频率,或增大筛子的固有频率,即可以降低输入电压或减小筛子的质量。
故选A。
【分析】根据驱动力频率和固有频率的特点分析求解。
10.【答案】D
【知识点】动量守恒定律;电势能
【解析】【解答】分析清楚粒子运动过程是正确解题的关键,应用动量守恒定律与能量守恒定律可以解题。设A的质量为,则B的质量为,当A、B两个粒子共速时,A、B两个粒子电势能的最大,根据动量守恒和能量守恒可得
又
联立解得
故选D。
【分析】当A、B两个粒子共速时,A、B两个粒子电势能的最大,根据动量守恒和能量守恒列式求解。
11.【答案】(1)C
(2)16.3
(3)最低点
(4)C
(5),
【知识点】用单摆测定重力加速度
【解析】【解答】本题关键掌握“用单摆测量重力加速度”的实验原理和游标卡尺的读数方法。
(1)单摆在摆动过程中,为减小空气阻力的影响,摆球应选钢球,为防止摆球摆动导致摆长改变,悬挂点应固定。
故选C。
(2)摆球的直径为
(3)单摆在摆动过程中,摆球在最低点速度最大,通过光电门的时间最短,测量误差小,故使用光电门测量周期,光电门的摆放位置为最低点。
(4)单摆运动一个周期经过平衡位置两次,根据图像可知周期为
故选C。
(5)为了用图像法验证该关系式,需要测量的物理量是不同摆角下的周期和对应的摆角。
【分析】 (1)根据减小误差分析判断;
(2)先确定游标卡尺的最小分度值再读数;
(3)单摆在摆动过程中,摆球在最低点速度最大,测量误差小;
(4)单摆运动一个周期经过平衡位置两次,结合图像分析;
(5)根据实验原理选择需要测量的物理量。
(1)单摆在摆动过程中,为减小空气阻力的影响,摆球应选钢球,为防止摆球摆动导致摆长改变,悬挂点应固定。
故选C。
(2)摆球的直径为
(3)单摆在摆动过程中,摆球在最低点速度最大,通过光电门的时间最短,测量误差小,故使用光电门测量周期,光电门的摆放位置为最低点。
(4)单摆运动一个周期经过平衡位置两次,根据图像可知周期为
故选C。
(5)为了用图像法验证该关系式,需要测量的物理量是不同摆角下的周期和对应的摆角。
12.【答案】(1)解:、两点相距,则
解得
小球经过点向正方向运动时开始计时,经过首次到达点,则
解得
4s内小球经历了两个周期,通过的路程为
(2)解:小球的位移-时间关系式
【知识点】简谐运动
【解析】【分析】(1)根据振动方程求4S末小球的位移。根据时间与周期的关系求5s内小球通过的路程;
(2)根据BC间的距离确定振幅A。由小球经过B点时开始计时,经过0.5s首次到达B点,确定周期,结合初相位,写出弹簧振子的振动方程。
(1)、两点相距,则
解得
小球经过点向正方向运动时开始计时,经过首次到达点,则
解得
4s内小球经历了两个周期,通过的路程为
(2)小球的位移-时间关系式
13.【答案】(1)解:手机做自由落体运动,则
下落过程重力对手机的冲量大小
联立解得
(2)解:手机与地面碰撞前的速度
下落过程,根据动量定理
解得
【知识点】动量定理;冲量
【解析】【分析】(1)根据速度—时间公式和冲量的定义求解手机从开始下落到速度为零的过程中手机重力的冲量大小;
(2)根据动量定理求解地面对手机的平均作用力大小。
(1)手机做自由落体运动,则
下落过程重力对手机的冲量大小
联立解得
(2)手机与地面碰撞前的速度
下落过程,根据动量定理
解得
14.【答案】(1)解:图中质点在时刻的瞬时速度方向向上,根据同侧法可知波向左传播,已知,则
波速为
(2)解:图中质点比质点先回到平衡位置,根据同侧法可知波向右传播,则
已知,则
波速为
(3)解:若波向右传播,则
传播速度为
若波向左传播,则
传播速度为
【知识点】波长、波速与频率的关系
【解析】【分析】(1)P质点速度向上,由此确定波的传播方向,根据t2-t1<T确定波的传播距离,再根据速度计算公式求解速度;
(2)“Q比R先回到平衡位置”,说明波只能是向右传播的,根据0.01s<T<0.02s,确定波的传播距离,再根据速度计算公式求解速度;
(3)根据波向左传播或者波向右传播讨论分析。
(1)图中质点在时刻的瞬时速度方向向上,根据同侧法可知波向左传播,已知,则
波速为
(2)图中质点比质点先回到平衡位置,根据同侧法可知波向右传播,则
已知,则
波速为
(3)若波向右传播,则
传播速度为
若波向左传播,则
传播速度为
15.【答案】解:(1)由于地面光滑,则木板与滑块组成的系统动量守恒,有
2mv0 = 3mv共
解得
v共 =
(2)由于木板速度是滑块的2倍,则有
v木 = 2v滑
再根据动量守恒定律有
2mv0 = 2mv木 + mv滑
联立化简得
v滑 =v0,v木 =v0
再根据功能关系有
- μmgx = × 2mv木2 +mv滑2 - × 2mv02
经过计算得
x =
(3)由于木板保持匀速直线运动,则有
F = μmg
对滑块进行受力分析,并根据牛顿第二定律有
a滑 = μg
滑块相对木板静止时有
v0 = a滑t
解得
t =
则整个过程中木板滑动的距离为
x' = v0t =
则拉力所做的功为
W = Fx' = mv02
【知识点】碰撞模型
【解析】【分析】(1)根据木板与小滑块组成的系统动量守恒求解;
(2)由功能关系可得,摩擦力在相对位移上所做的功等于系统动能的减少量列出等式求解;
(3)根据牛顿第二定律结合运动学公式解得滑块运动的时间,求得木板运动位移根据功的计算公式解得。
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