广东省2017届高考物理一轮复习模拟试题:机械振动 Word版含解析
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湛江市2017年高考模拟测试题物理试卷(一)分值:110分时间:60分钟第Ⅰ卷二、选择题:本题共8小题,每小题6分。
在每小题给出的四个选项中,第14—17题只有一项符合题目要求,第18—21题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
14、在物理学发展的过程中,许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程.在以下几位物理学家所做科学贡献的叙述中,正确的是A.在对自由落体运动的研究中,伽利略巧妙的利用斜面实验来冲淡重力影响使得时间更容易测量,最后逻辑推理证明了自由落体的运动规律B.牛顿应用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德关于“力是维持物体运动的原因”的观点,并归纳总结了牛顿第一定律C.卡文迪许将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体,得出万有引力定律,并测出了引力常量G的数值D.法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了点电荷间的相互作用规律,并通过油滴实验测定了元电荷的电荷量15、某同学为了探究影响电荷间相互作用力的因素,进行了以下的实验:M是一个带正电的物体,把系在绝缘丝线上的带正电的轻质小球先后挂在P1、P2、P3位置,发现丝线偏离竖直方向的角度逐渐变小。
这个实验结果说明电荷之间的作用力( )A.随着电荷量的增大而增大B.与两电荷量的乘积成正比第15题图C.与电荷间距离的平方成反比D.随着电荷间距离的增大而减小16、如图所示,一小球由不可伸长的轻绳系于一竖直细杆的A点,当竖直杆以角速度ω匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动.关于小球到A点的竖直距离h与角速度ω的关系图线,正确的是( )A .B .C .D .17、在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A,A与竖直墙之间放另一截面也为半圆的柱状物体B,整个装置处于静止状态,截面如图所示.设墙对B的作用力为F1,B对A的作用力为F2,地面对A的作用力为F3.在B上加一物体C,整个装置仍保持静止,则( )A、F1保持不变,F3增大B.F1增大,F3保持不变C .F2增大,F3增大D .F2增大,F3保持不变18、我国“北斗二代”计划在2020年前发射35颗卫星,形成全球性的定位导航系统,比美国GPS 多5颗。
2017年广东省珠海市高考物理一模试卷二、选择题:本大题共8小题,每小题6分.在每小题给出的四个选项中,第1~4题只有一项是符合题目要求,第5~8题有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分.有选错的得0分.1.以下说法中正确的是()A.伽利略利用斜面“冲淡”时间,巧妙地研究自由落体规律B.法拉第首先用电场线形象地描述电场C.光电效应中,光电子的最大初动能与入射光频率成正比D.太阳内发生的核反应方程是U+n→Ba+Kr+3n2.如图,从S处发出的电子经加速电压U加速后垂直进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场中,发现电子向下极板偏转.设两极板间电场强度为E,磁感应强度为B.欲使电子沿直线从电场和磁场区域通过,只采取下列措施,其中可行的是()A.适当减小电场强度EB.适当减小磁感应强度BC.适当增大加速电压UD.适当增大加速电场极板之间的距离3.如图,理想变压器原线圈输入电压u=U m sinωt,副线圈电路中R0为定值电阻,R是滑动变阻器,V1和V2是理想交流电压表;A1和A2是理想交流电流表,示数分别用I1和I2表示.在滑片P向下滑动过程中,下列说法正确的是()A.I2变小、I1变小B.I2变小、I1变大C.I2变大、I1变小D.I2变大、I1变大4.设想探测火星时,载着登陆舱的探测飞船在以火星中心为圆心,半径为r1的圆轨道上运动,周期为T1,登陆舱和探测飞船的总质量为m1.随后登陆舱脱离飞船,变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动,此时登陆舱的质量为m2则()A.火星的质量为B.火星表面的重力加速度为C.登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比为D.登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期为5.如图,排球场总长为18m,设网的高度为2m,运动员站在离网3m远的线上正对网前竖直跳起,在高为2.5m处把作为质点的排球垂直于网水平击出.(设空气阻力不计,重力加速度g取10m/s2)则()A.若球未触网,排球飞行时间为sB.击球速度大于20m/s,球必定会出界C.击球速度小于10m/s,球必定会触网D.只要击球点高于2m,且击球速度合适,球总可以落到对方界内6.如图,质量为m的小球,用长为L的细线挂在O点,在O点正下方处有一光滑的钉子O′,把小球拉到与钉子O′在同一水平的位置,摆线被钉子拦住且张紧,现将小球由静止释放,当小球第一次通过最低点P瞬间()A.小球的角速度不变B.小球的线速度不变C.小球的向心加速度减小为原来的D.悬线受到的拉力减小为原来的7.如图,abcdef是位于某匀强电场中边长为1m的正六边形,已知a、b、c三顶点的电势分别为900V、600V、300V,则()A.e点的电势为600V B.f到c的电势差为600VC.电场强度方向沿ab方向 D.电场强度的大小为E=300V/m8.矩形线圈abcd,长ab=0.20m,宽bc=0.10m,匝数n=200,线圈回路总电阻R=5Ω.整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的匀强磁场穿过.若匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图,则()A.线圈回路中感应电动势随时间均匀变化B.线圈回路中产生的感应电流为0.2 AC.当t=0.30 s时,整个线圈的ab边所受的安培力大小为3.2 ND.在1 min内线圈回路产生的焦耳热为48 J三、解答题(共4小题,满分47分)9.某同学提出了仅运用一个已知质量为m的钩码和一把米尺进行测量的方案.首先,他把钩码直接悬挂在这种棉线上,结果棉线没有断,而且没有发生明显伸长.然后该同学利用如图的装置,得出了该棉线能承受的最大拉力(细线两端点A、B始终位于同一水平线).请你根据该同学已具有的上述器材,回答下列问题(已知重力加速度为g):(1)实验中需要测量的物理量是:;(2)棉线能承受的最大拉力F的表达式是:F=.10.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,额定功率为0.5W,此外还有以下器材可供选择:A.直流电源3V(内阻不计)B.直流电流表0~300mA(内阻约为5Ω)C.直流电流表0~3A(内阻约为0.1Ω)D.直流电压表0~3V(内阻约为30kΩ)E.滑动变阻器100Ω,0.5AF.滑动变阻器10Ω,2AG.导线和开关(1)实验中电流表应选用,滑动变阻器应选用;(须填写仪器前的字母)(2)在图甲的虚线框中画出正确的实验电路图(虚线框中已将部分电路画出,请补齐电路的其他部分);(3)根据实验数据,画出的小灯泡I﹣U图线如图乙所示.由此可知,当电压为0.5V时,小灯泡的灯丝电阻是Ω;若用电动势为2.0V,内阻为10Ω的电池直接给该小灯泡供电,则小灯泡耗电功率为W.(本小题两空均保留2位有效数字)11.如图,直角坐标系第Ⅰ、Ⅱ象限存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为m,电量为+q的粒子在纸面内以速度v从﹣y轴上的A点(0,﹣L)射入,其方向+x成30°角,粒子离开磁场后能回到A点,(不计重力).求:(1)磁感应强度B的大小;(2)粒子从A点出发到再回到A点的时间.12.如图甲,水平面以O点为界,左侧光滑、右侧粗糙.足够长木板A左端恰在O点,右端叠放着物块B.物块C和D间夹着一根被压缩的轻弹簧,并用细线锁定,两者以共同速度v0=6m/s向右运动,在物块C到达O之前突然烧断细线,C和弹簧分离后,某时与A碰撞并粘连(碰撞时间极短).此后,AC及B的速度图象如图乙,已知A、B、C、D的质量相等,且A、C与粗糙面的动摩擦因数相同,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.重力加速度g=10m/s2,求:(1)C与弹簧分离后D的速度v D;(2)A与间B动摩擦因数μ1及A与桌面间的动摩擦因数μ2;(3)最终B离A右端的距离.(二)选考题:共15分.请考生从给出的2道物理题中任选一题作答.如果多做,则每学科按所做的第一题计分.【物理--选修3-3】13.下列说法中正确的是()A.某气体的摩尔体积为V,每个分子的体积为V0,则阿伏伽德罗常数可表示为N A=B.布朗运动不是液体分子的运动,但它可以说明分子在永不停息地做无规则运动C.当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大D.理想气体对外做功,其内能可能增大E.第二类永动机不违反能量守恒定律,但违反了热力学第一定律14.如图,左端封闭、右端开口且两端平齐,粗细均匀的U型管竖直放置,管中储有部分水银,图中已标出一些有用尺寸.现在右管的开口处用一不计厚度的活塞封闭;将活塞缓慢下推,当左管液面上升△h=10cm时停止推动活塞.已知在推动活塞的过程中不漏气,大气压强为76cmHg,U形管导热良好、环境温度不变.求活塞在右管内下移的距离?.【物理--选修3-4】15.关于振动和波,下列说法正确的是()A.做简谐运动的质点,经过同一位置时速度相同B.单摆的周期与摆球的质量无关C.各种波均会发生干涉和衍射现象D.用白光做双缝干涉实验,可看到彩色条纹E.声波传播过程中,介质中质点的运动速度等于声波的传播速度16.如图,一光线一45°的入射角射到玻璃三棱镜侧面AB上,折射光线与AB面的夹角为60°.若三棱镜的令一侧面AC上折射光线恰好消失.求:①玻璃的折射率n;②临界角C;③三棱镜的顶角∠A.2017年广东省珠海市高考物理一模试卷参考答案与试题解析二、选择题:本大题共8小题,每小题6分.在每小题给出的四个选项中,第1~4题只有一项是符合题目要求,第5~8题有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分.有选错的得0分.1.以下说法中正确的是()A.伽利略利用斜面“冲淡”时间,巧妙地研究自由落体规律B.法拉第首先用电场线形象地描述电场C.光电效应中,光电子的最大初动能与入射光频率成正比D.太阳内发生的核反应方程是U+n→Ba+Kr+3n【考点】JJ:裂变反应和聚变反应;1U:物理学史.【分析】根据对自由落体运动的研究的物理学历程,结合伽利略的贡献分析A 选项,库仑发现了点电荷间相互作用力的大小规律,即库仑定律,法拉第提出了电场的概念,并首先用电场线形象地描述电场,根据爱因斯坦光电效应方程分析C选项,太阳内部的反应是聚变反应.【解答】解:A、自由落体运动的加速度比较大,运动比较快,时间的测量比较困难,所以伽利略在研究自由落体规律的斜面实验“冲淡”了重力的作用,便于测量小球的运动时间,故A错误;B、法拉第提出了电场的概念,并首先用电场线形象地描述电场,故B正确;C、根据爱因斯坦光电效应方程E km=hγ﹣W0,入射光的频率越大,光电子的最大初动能也越大,并不是成正比,故C错误;D、太阳内部的反应是聚变反应,而U+n→Ba+Kr+3n是裂变反应,故D错误.故选:B2.如图,从S处发出的电子经加速电压U加速后垂直进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场中,发现电子向下极板偏转.设两极板间电场强度为E,磁感应强度为B.欲使电子沿直线从电场和磁场区域通过,只采取下列措施,其中可行的是()A.适当减小电场强度EB.适当减小磁感应强度BC.适当增大加速电压UD.适当增大加速电场极板之间的距离【考点】CM:带电粒子在混合场中的运动;AK:带电粒子在匀强电场中的运动.【分析】根据eU=mv2可得v=;粒子在复合场中若做匀速直线运动的条件是:Eq=qvB.根据左手定则可知电子所受的洛伦兹力的方向竖直向下,故电子向下极板偏转的原因是电场力小于洛伦兹力,因此要么电场力变大,要么洛伦兹力变小.【解答】解:根据左手定则可知电子所受的洛伦兹力的方向竖直向下,故电子向下极板偏转的原因是电场力小于洛伦兹力;根据要使粒子在复合场中做匀速直线运动,故Eq=qvB.所以要么减小洛伦兹力,要么增大电场力.A、适当减小电场强度E,即可以减小电场力,电子的受力不变平衡.故A错误.B、适当减小磁感强度B,可以减小洛伦兹力,电子的受力可以平衡,故B正确.C、根据eU=mv2可得v=;粒子故适当增大加速电压U,可以增大电子在复合场中运动的速度v,从而增大洛伦兹力,故C错误.D、适当增大加速电场极板之间的距离,根据eU=mv2可得v=;由于粒子两者间的电压没有变化,所以电子进入磁场的速率没有变化,因此没有改变电场力和洛伦兹力的大小.故D错误.故选:B3.如图,理想变压器原线圈输入电压u=U m sinωt,副线圈电路中R0为定值电阻,R是滑动变阻器,V1和V2是理想交流电压表;A1和A2是理想交流电流表,示数分别用I1和I2表示.在滑片P向下滑动过程中,下列说法正确的是()A.I2变小、I1变小B.I2变小、I1变大C.I2变大、I1变小D.I2变大、I1变大【考点】E8:变压器的构造和原理.【分析】在交流电中电表显示的都是有效值,滑片P向下滑动过程中,总电阻减小,输入电压和匝数有关,U2不变,I2变大,根据输入功率等于输出功率,得到电流表的示数变化情况;【解答】解:在滑片P向下滑动的过程中,变阻器接入电路的电阻变小,副线圈回路的电阻变小,副线圈中的电流变大,输出功率变大,输入功率变大.输入电压不变,所以原线圈电流变大,即变大,变大,故D正确,ABC错误;故选:D4.设想探测火星时,载着登陆舱的探测飞船在以火星中心为圆心,半径为r1的圆轨道上运动,周期为T1,登陆舱和探测飞船的总质量为m1.随后登陆舱脱离飞船,变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动,此时登陆舱的质量为m2则()A.火星的质量为B.火星表面的重力加速度为C.登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比为D.登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期为【考点】4F:万有引力定律及其应用.【分析】根据万有引力提供向心力求出星球的质量,通过万有引力提供向心力,得出线速度、周期与轨道半径的关系,从而求出线速度大小之比以及登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期.【解答】解:A、根据G得,M=.故A正确.B、由于火星的半径未知,则无法求出星球表面的重力加速度.故B错误.C、根据得,v=,则.故C错误.D、根据,解得T=,则,所以登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期为T2=T1.故D错误.故选:A5.如图,排球场总长为18m,设网的高度为2m,运动员站在离网3m远的线上正对网前竖直跳起,在高为2.5m处把作为质点的排球垂直于网水平击出.(设空气阻力不计,重力加速度g取10m/s2)则()A.若球未触网,排球飞行时间为sB.击球速度大于20m/s,球必定会出界C.击球速度小于10m/s,球必定会触网D.只要击球点高于2m,且击球速度合适,球总可以落到对方界内【考点】43:平抛运动.【分析】排球飞出后做平抛运动,则由竖直高度可确定时间,则由水平位移可求得排球的速度范围;由题意可知满足条件的临界值,则由平抛运动的规律可得正确结果.【解答】解:A、若排球未触网,排球做平抛运动,根据,得排球飞行时间为,故A正确;B、由此得排球越界的临界击球速度值为:所以击球速度大于20m/s,球必定会出界,故B正确;C、若球恰好触网,则球在球网上方运动的时间为:由此求得排球触网的临界击球速度为:,即击球速度小于,球必定会触网,故C错误;D、设击球点的高度为h,当h较小时,击球速度过大会出界,击球速度过小又会触网,情况是球刚好擦网而过,落地时又恰压底线上,则有:,代入数据:解得:H=2.13m,击球高度不超过此值时,球不是出界就是触网,故D错误;故选:AB6.如图,质量为m的小球,用长为L的细线挂在O点,在O点正下方处有一光滑的钉子O′,把小球拉到与钉子O′在同一水平的位置,摆线被钉子拦住且张紧,现将小球由静止释放,当小球第一次通过最低点P瞬间()A.小球的角速度不变B.小球的线速度不变C.小球的向心加速度减小为原来的D.悬线受到的拉力减小为原来的【考点】48:线速度、角速度和周期、转速;49:向心加速度.【分析】当球第一次通过P点时,线速度的大小不变,转动的半径变大,根据线速度、角速度、向心加速度的关系分析判断,根据牛顿第二定律分析摆线张力的变化.【解答】解:A、B、当球第一次通过P点时,线速度的大小不变,由于线速度大小不变,根据知,转动的半径变大,则角速度减小,故A错误,B正确.C、根据a=知,线速度大小不变,转动的半径变大为原来的2倍,则向心加速度突然减小原来的,故C正确.D、根据牛顿第二定律得,,线速度大小不变,转动半径变大为原来的2倍,则摆线张力变小,但大于原来的,故D错误.故选:BC7.如图,abcdef是位于某匀强电场中边长为1m的正六边形,已知a、b、c三顶点的电势分别为900V、600V、300V,则()A.e点的电势为600V B.f到c的电势差为600VC.电场强度方向沿ab方向 D.电场强度的大小为E=300V/m【考点】AD:电势差与电场强度的关系;AC:电势.【分析】在匀强电场中,沿着任意方向前进相同距离,电势的降落必定相等,根据这个特点并结合几何关系就可以得到e点的电势;匀强电场的等势面是一系列的平行且等间距的直线,电场线必定与等势面垂直,且从高等势面指向低等势面,结合以上特点就可以画出电场线.然后结合电场强度与电势差的关系即可求出.【解答】解:在该题的匀强电场中,ac之间的电势差为900﹣300=600V,结合匀强电场的特点可知,ac中点处N的电势:V可知N点的电势与b点的电势相等,则N、b处于同一个等势面上,理解Nb并延长,由几何关系可知,则延长线经过e点,如图:A、由以上的分析可知,b、N、e在同一个等势面上,所以e点的电势也等于600V.故A正确;B、由于:af∥be∥cd,可知af和cd也是该匀强电场的等势面,所以a与f的电势也相等,所以f与c的电势差等于a与c的电势差,等于600V.故B正确;C、b、N、e在同一个等势面上,由几何关系可知,该匀强电场的电场的方向沿ac的方向.故C错误;D、由几何关系可知:m所以该电场的电场强度:E=V/m.故D错误.故选:AB8.矩形线圈abcd,长ab=0.20m,宽bc=0.10m,匝数n=200,线圈回路总电阻R=5Ω.整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的匀强磁场穿过.若匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图,则()A.线圈回路中感应电动势随时间均匀变化B.线圈回路中产生的感应电流为0.2 AC.当t=0.30 s时,整个线圈的ab边所受的安培力大小为3.2 ND.在1 min内线圈回路产生的焦耳热为48 J【考点】D8:法拉第电磁感应定律;BB:闭合电路的欧姆定律;CC:安培力.【分析】线圈在变化的磁场中,产生感应电动势,形成感应电流,由法拉第电磁感应定律来求出感应电动势大小.借助于闭合电路的殴姆定律来算出感应电流大小.通电导线处于磁场中受到安培力,则由公式F=BIL可求出安培力的大小.由于磁通量的变化,导致线圈中产生感应电流,根据焦耳定律可得回路中的产生热量.【解答】解:A、由法拉第电磁感应定律,则有:E==nS可知,由于线圈中磁感应强度的变化率:==0.5T/S;为常数,则回路中感应电动势为E==200×0.5×0.2×0.1V=2V,且恒定不变,故选项A错误;B、回路中感应电流的大小为I==A=0.4A,选项B错误;C、当t=0.3 s时,磁感应强度B=0.2 T,则安培力为F=NBIL=200×0.2×0.4×0.2=3.2N;,故选项C正确;D、1 min内线圈回路产生的焦耳热为Q=I2Rt=0.42×5×60 J=48 J,选项D正确.故选:CD.三、解答题(共4小题,满分47分)9.某同学提出了仅运用一个已知质量为m的钩码和一把米尺进行测量的方案.首先,他把钩码直接悬挂在这种棉线上,结果棉线没有断,而且没有发生明显伸长.然后该同学利用如图的装置,得出了该棉线能承受的最大拉力(细线两端点A、B始终位于同一水平线).请你根据该同学已具有的上述器材,回答下列问题(已知重力加速度为g):(1)实验中需要测量的物理量是:AB之间的长度2l1和绳子的长度2l2;(2)棉线能承受的最大拉力F的表达式是:F=.【考点】M7:探究弹力和弹簧伸长的关系.【分析】(1)根据实验的要求即可判断出需要测量的物理量;(2)根据共点力平衡求解绳子的最大拉力.【解答】解:(1)当绳子断时,测出AB之间的长度2l1和绳子的长度2l2,根据共点力平衡求出绳子的最大拉力.(2)绳子与竖直方向夹角的正弦值为:sin,则有:cos,根据平衡有:2Fcosθ=mg解得最大拉力为:F=.故答案为:(1)AB之间的长度2l1和绳子的长度2l2;(2)10.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,额定功率为0.5W,此外还有以下器材可供选择:A.直流电源3V(内阻不计)B.直流电流表0~300mA(内阻约为5Ω)C.直流电流表0~3A(内阻约为0.1Ω)D.直流电压表0~3V(内阻约为30kΩ)E.滑动变阻器100Ω,0.5AF.滑动变阻器10Ω,2AG.导线和开关(1)实验中电流表应选用B,滑动变阻器应选用F;(须填写仪器前的字母)(2)在图甲的虚线框中画出正确的实验电路图(虚线框中已将部分电路画出,请补齐电路的其他部分);(3)根据实验数据,画出的小灯泡I﹣U图线如图乙所示.由此可知,当电压为0.5V时,小灯泡的灯丝电阻是 5.0Ω;若用电动势为2.0V,内阻为10Ω的电池直接给该小灯泡供电,则小灯泡耗电功率为0.09W.(本小题两空均保留2位有效数字)【考点】N5:描绘小电珠的伏安特性曲线.【分析】(1)由灯泡的额定电流即可选择电流表;根据实验要求明确电路接法,则可选择滑动变阻器;(2)根据实验要求明确接法的选择,则可得出原理图;(3)图中坐标表示灯泡的电流值及电压值;由欧姆定律可求得电阻;在灯泡的I﹣U图象中作出电源的伏安特性曲线,两图的交点为灯泡的工作点,由P=IU可求得灯泡功率.【解答】解:(1)灯泡的额定电流I==0.2A=200mA;故电流表选择B;因本实验只能接用分压接法,故滑动变阻器选择小电阻F;(2)根据实验要求可知,滑动变阻器采用分压接法,并且测量电路应与滑动变阻器的左半部分并联;电流表采用外接法;原理图如下;(3)由画出的伏安特性曲线可知,U=0.5V时,电流I=0.10A,则对应的电阻R==5.0Ω;在伏安特性曲线中做出电源的伏安特性曲线,如图所示,两者的交点表示灯泡的工作点,则由图可知,电压为U=0.75V,电流I=0.125A,则功率P=UI=0.75×0.125=0.09W;故答案为:(1)B;F;(2)如图所示;(3)5.0;0.09.11.如图,直角坐标系第Ⅰ、Ⅱ象限存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为m,电量为+q的粒子在纸面内以速度v从﹣y轴上的A点(0,﹣L)射入,其方向+x成30°角,粒子离开磁场后能回到A点,(不计重力).求:(1)磁感应强度B的大小;(2)粒子从A点出发到再回到A点的时间.【考点】CI:带电粒子在匀强磁场中的运动.【分析】粒子从A点出发做匀速直线运动到达x轴后做匀速圆周运动,那么当粒子在回到x轴时必定与x轴成30°,这样要使粒子再来到A点,则粒子做圆周运动的圆心一定在y轴上,由此画出其运动轨迹,由几何关系关系找到半径,再根据洛仑兹力提供向心力就能求出磁感应强度的大小.由偏转角能求出在磁场中运动的时间,在场外做匀速直线运动的时间也很容易求得,两者之和就是第二问所求.【解答】解:(1)粒子做匀速圆周运动的轨迹如图所示,由几何关系知:洛仑兹力提供向心力:联立得到:B=(2)粒子做匀速直线运动运动的时间:在磁场中偏转了300°,所用时间:粒子从出发到再回到A点的时间t=t1+t2=答:(1)磁感应强度B的大小为.(2)粒子从A点出发到再回到A点的时间为.12.如图甲,水平面以O点为界,左侧光滑、右侧粗糙.足够长木板A左端恰在O点,右端叠放着物块B.物块C和D间夹着一根被压缩的轻弹簧,并用细线锁定,两者以共同速度v0=6m/s向右运动,在物块C到达O之前突然烧断细线,C和弹簧分离后,某时与A碰撞并粘连(碰撞时间极短).此后,AC及B的速度图象如图乙,已知A、B、C、D的质量相等,且A、C与粗糙面的动摩擦因数相同,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.重力加速度g=10m/s2,求:(1)C与弹簧分离后D的速度v D;(2)A与间B动摩擦因数μ1及A与桌面间的动摩擦因数μ2;(3)最终B离A右端的距离.【考点】37:牛顿第二定律;1E:匀变速直线运动的位移与时间的关系.【分析】(1)C与A碰撞,动量守恒,求得碰撞前C的速度,弹簧伸长过程中CD组成的系统动量守恒,求得速度;(2)根据乙图求得加速度,结合牛顿第二定律求得摩擦因数;(3)根据乙图求得达到共同速度各自前进的位移,达到共同速度后,Ab做减速运动,根据牛顿第二定律求得各自的加速度,利用速度位移公式求得减速到零前进的位移,即可求得最终B离A右端的距离【解答】解:(1)C与A碰撞时间,根据动量定理可知mv C=2mv,解得v C=12m/s,CD烧断的过程中,根据动量定理2mv0=mv+mv D,解得v D=0(2)C与A碰撞后,由乙图可知AC的加速度B的加速度对B受力分析,根据牛顿第二定律可知μ1mg=ma2,解得μ1=0.1对AC组成的系统,根据牛顿第二定律可知μ1mg+μ2•3mg=2ma1,解得μ2=0.3(3)在v﹣t图象中,A前进的位移为B前进的位移为达到共同速度后,B的加速度大小为AC的加速度大小为故B减速到零前进的位移为AC前进的位移为故最终B离A右端的距离为△x=x A﹣x B﹣(x′A﹣x′B)=2.625m答:(1)C与弹簧分离后D的速度v D为0(2)A与间B动摩擦因数μ1为0.1,A与桌面间的动摩擦因数μ2为0.3(3)最终B离A右端的距离为2.625m.(二)选考题:共15分.请考生从给出的2道物理题中任选一题作答.如果多做,则每学科按所做的第一题计分.【物理--选修3-3】13.下列说法中正确的是()A.某气体的摩尔体积为V,每个分子的体积为V0,则阿伏伽德罗常数可表示为N A=B.布朗运动不是液体分子的运动,但它可以说明分子在永不停息地做无规则运动C.当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大D.理想气体对外做功,其内能可能增大E.第二类永动机不违反能量守恒定律,但违反了热力学第一定律【考点】8H:热力学第二定律;8A:物体的内能.【分析】热力学第一定律公式:△U=W+Q;气体的体积远大于分子的体积的和;第二类永动机违反了热力学第二定律不违反能量守恒定律.【解答】解:A、若气体的摩尔体积为V,每个分子的体积为V0,由于气体分子之间的距离远大于分子的直径所以阿伏伽德罗常数不能表示为,气体此式不成立,故A错误;B、布朗运动不是液体分子的运动,但它可以说明分子在永不停息地做无规则运动,故B正确;C、当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大,故C正确;D、做功和热传递都可以改变物体的内能,若理想气体对外做功,同时吸收热量,其内能可能增大,故D正确;E、第二类永动机不违反能量守恒定律,但违反了热力学第二定律.故E错误故选:BCD14.如图,左端封闭、右端开口且两端平齐,粗细均匀的U型管竖直放置,管中储有部分水银,图中已标出一些有用尺寸.现在右管的开口处用一不计厚度的。
1.【2017·天津卷】手持较长软绳端点O 以周期T 在竖直方向上做简谐运动,带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播,示意如图。
绳上有另一质点P ,且O 、P 的平衡位置间距为L 。
t =0时,O 位于最高点,P 的位移恰好为零,速度方向竖直向上,下列判断正确的是A .该简谐波是纵波B .该简谐波的最大波长为2LC .8Tt =时,P 在平衡位置上方D .38Tt =时,P 的速度方向竖直向上 【答案】C【考点定位】机械振动和机械波【名师点睛】本题应注意波的周期性,要从波长入手。
2.【2017·北京卷】某弹簧振子沿x 轴的简谐运动图象如图所示,下列描述正确的是A .t =1 s 时,振子的速度为零,加速度为负的最大值B .t =2 s 时,振子的速度为负,加速度为正的最大值C .t =3 s 时,振子的速度为负的最大值,加速度为零D .t =4 s 时,振子的速度为正,加速度为负的最大值 【答案】A【考点定位】振动图象【名师点睛】根据振动图象判断质点振动方向的方法:沿着时间轴看去,“上坡”段质点向上振动,“下坡”段质点向下振动。
3.【2017·新课标Ⅲ卷】(5分)如图,一列简谐横波沿x 轴正方向传播,实线为t =0时的波形图,虚线为t =0.5 s 时的波形图。
已知该简谐波的周期大于0.5 s 。
关于该简谐波,下列说法正确的是_______(填正确答案标号。
选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。
每选错1个扣3分,最低得分为0分)。
A .波长为2 mB .波速为6 m/sC .频率为1.5 HzD .t =1 s 时,x =1 m 处的质点处于波峰E .t =2 s 时,x =2 m 处的质点经过平衡位置 【答案】BCE【解析】由波形图可知,波长为4 m ,A 错误;实线为t =0时的波形图,虚线为t =0.5 s 时的波形图,波沿x 轴正方向传播,又该波的周期大于0.5 s ,则0~0.5 s 时间内波传播的距离34x λ∆=,30.5 s 4T =,故周期2s 3T =,频率为1.5 Hz ,波速 6 m/s v f λ==,BC 正确;由31 s=2T ,t =0时,x =1 m 处的质点在波峰位置,t =1时,该质点应该在平衡位置向上振动,D 错误;由2 s 3T =,t =0时,x =2 m 处的质点在平衡位置,t =2 s 时,该质点同样经过平衡位置,E 正确。
专题十四 机械振动与机械波A 卷 全国卷机械振动1.(2012·全国卷,25,19分)(难度★★★)一单摆在地面处的摆动周期与在某矿井底部摆动周期的比值为k 。
设地球的半径为R 。
假定地球的密度均匀。
已知质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零,求矿井的深度d 。
解析 根据万有引力定律,地面处质量为m 的物体的重力为mg =G mMR2式中,g 是地面处的重力加速度,M 是地球的质量,设ρ是地球的密度,则有M =43πρR 3摆长为l 的单摆在地面处的摆动周期T =2πl g若该物体位于矿井底部,则其重力mg ′=G mM ′(R -d )2式中g ′是矿井底部的重力加速度,且M ′=43πρ(R -d )3在矿井底部此单摆的周期为T ′=2πl g ′由题意得T =kT ′联立以上各式得d =(1-k 2)R 答案 (1-k 2)R机械波2.[2016·全国卷Ⅰ,34(1),5分](难度★★)某同学漂浮在海面上,虽然水面波正平稳地以1.8 m/s 的速率向着海滩传播,但他并不向海滩靠近。
该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s 。
下列说法正确的是________。
(填正确答案标号。
) A .水面波是一种机械波 B .该水面波的频率为6 Hz C .该水面波的波长为3 mD .水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时能量不会传递出去E .水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时振动的质点并不随波迁移解析 水面波是机械振动在水面上传播,是一种典型机械波,A 对;从第一个波峰到第十个波峰中经历了九个波形,时间间隔为15秒,所以其振动周期为T =159 s =53 s ,频率为0.6 Hz ,B 错;其波长λ=vT =1.8 m/s×53 s =3 m ,C 对;波中的质点都上下振动,不随波迁移,但是能量随着波的向前传播而传递出去,D 错,E 对。
2017年广东省深圳市高考物理一模试卷一、选择题:本题共8小题,每小题6分.在每小题给出的四个选项中,第1~4题只有一项符合题目要求,第5~8题有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.1.(6分)解决物理疑难问题的过程,往往伴随新理论的建立,在物理学史中,下列现象与物理新理论的建立不存在必然联系的是()A.行星绕太阳运动与万有引力B.电荷间作用力与电场C.光电效应现象与光子说D.氢原子光谱与质能方程2.(6分)如图,一个轻型衣柜放在水平地面上,一条光滑轻绳两端分别固定在两侧顶端A、B上,再挂上带有衣服的衣架。
若保持绳长和左端位置点不变,将右端依次改在C点或D点后固定,衣柜一直不动,下列说法正确的是()A.若改在C点,绳的张力大小不变B.若改在D点,衣架两侧绳的张力不相等C.若改在D点,衣架两侧绳的张力相等且不变D.若改在C点,衣柜对地面的压力将会增大3.(6分)用电压为U的正弦交流电源通过甲、乙两种电路给额定电压为U0的同一小电珠供电,如图甲中R为滑动变阻器,图乙中理想变压器的原、副线圈匝数分别为n1,n2,若电珠均能正常工作,则()A.变压器可能是升压变压器B.n1:n2=U0:UC.甲乙电路消耗功率之比为U2:U02D.R两端的电压最大值为(U﹣U0)4.(6分)人造卫星a的圆形轨道离地面高度为h,地球同步卫星b离地面高度为H,h<H,两卫星共面且旋转方向相同.某时刻卫星a恰好出现在赤道上某建筑物c的正上方,设地球赤道半径为R,地面重力加速度为g,则()A.a、b线速度大小之比为B.a、c角速度之比为C.b、c向心加速度大小之比D.a下一次通过c正上方所需时间等于t=2π5.(6分)如图所示,物块A和圆环B用绕过定滑轮的轻绳连接在一起,圆环B套在光滑的竖直固定杆上,开始时连接B的绳子处于水平.零时刻由静止释放B,经时间t,B下降h,此时,速度达到最大.不计滑轮摩擦和空气的阻力,则()A.t时刻B的速度大于A的速度B.t时刻B受到的合力等于零C.0~t过程A的机械能增加量大于B的机械能减小量D.0~t过程A的重力势能增加量大于B的重力势能减小量6.(6分)如图甲所示,质量m=1kg、初速度v0=6m/s的物块受水平向左的恒力F作用,在粗糙的水平地面上从O点开始向右运动,O点为坐标原点,整个运动过程中物块速率的平方随位置坐标变化的关系图象如图乙所示,g=10m/s2,下列说法中正确的是()A.t=2 s时物块速度为零B.t=3 s时物块回到O点C.恒力F大小为2 ND.物块与水平面间的动摩擦因数为0.17.(6分)如图,质量为M的木板放在光滑的水平面上,木板的左端有一质量为m的木块,在木块上施加一水平向右的恒力F,木块和木板由静止开始运动,木块相对地面运动位移x后二者分离.则下列哪些变化可使位移x增大()A.仅增大木板的质量MB.仅增大木块的质量mC.仅增大恒力FD.仅稍增大木块与木板间的动摩擦因数8.(6分)如图所示,竖直平行线MN、PQ 间距离为a,其间存在垂直纸面向里的匀强磁场(含边界PQ),磁感应强度为B,MN上O处的粒子源能沿不同方向释放比荷为的带负电粒子,速度大小相等,方向均垂直磁场,粒子间的相互作用及重力不计,设粒子速度方向与射线OM夹角为θ,当粒子沿θ=60°射入时,恰好垂直PQ射出,则()A.从PQ边界射出的粒子在磁场中运动的最短时间为B.沿θ=120°射入的粒子,在磁汤中运动的时间最长C.粒子的速度为D.PQ边界上由粒子射出的长度为2a二、非选择题:本卷包括必考题和选考题两部分.第9~12题为必考题,每个试题考生都必须作答.第13~16题为选考题,考生根据要求作答.(一)必考题9.(5分)如图表示“探究加速度与力的关系”的实验装置。
机械振动一、选择题(本题共10个小题,每小题7分,共70分,每小题只有一个选项正确,请将正确选项前的字母填在题后的括号内) 1.下列说法中不正确的是( )A .将单摆从地球赤道移到南(北)极,振动频率将变大B .将单摆从地面移至距地面高度为地球半径的高度时,其振动周期将变到原来的2倍C .将单摆移至绕地球运转的人造卫星中,其振动频率将不变D .在摆角很小的情况下,将单摆的振幅增大或减小,单摆的振动周期保持不变解析:由单摆周期T =2πlg,南北两极处的重力加速度比赤道处大,周期变小,频率 变大,A 正确;由mg =G Mmr 2知,从地面移至距地面高度为地球半径高度时,重力加速度将变为原来的14,则周期变为原来的2倍,B 正确.人造卫星中的物体处于完全失重状态,单摆不摆动,C 错误,单摆的周期与振幅无关,D 正确. 答案:C2.单摆的摆球做简谐运动,它经过平衡位置时正好遇到空中飘落下来的一些小雨滴,小雨滴的速度可以忽略而质量不能忽略.小雨滴均匀附着在摆球表面上,则摆球在以后的振动中有关物理量的变化情况是( )A .最大速度不变,振幅不变,周期不变B .最大速度会略变小,振幅会略变小,周期也略变小C .最大速度会略变大,振幅会略变大,周期不变D .最大速度会略变小,振幅会略变小,周期不变解析:小雨滴与摆球相互作用的过程动量守恒,最大速度v 会略变小.由v 2=2gh 知, 振幅会略变小.但摆长不变,故周期不变. 答案:D3.两个相同的单摆静止于平衡位置,使摆球分别以水平初速v 1、v 2(v 1>v 2)在竖直平面内做小角度摆动,它们的频率与振幅分别为f 1,f 2和A 1,A 2,则( )A .f 1>f 2,A 1=A 2B .f 1<f 2,A 1=A 2C .f 1=f 2,A 1>A 2D .f 1=f 2,A 1<A 2解析:单摆的频率由摆长决定,摆长相等,频率相等,所以A 、B 错误;由机械能守恒,小球在平衡位置的速度越大,其振幅越大,所以C 正确、D 错误. 答案:C4.如图所示,质量为m 的A 和质量为M 的B 两物块用线捆在一起,B 与竖直悬挂的轻弹 簧相连,它们一起在竖直方向上做简谐运动.在振动中两物块的接触面总处在竖直面内,设弹簧的劲度系数为 k .当物块组振动中通过平衡位置时A 受到的静摩擦力大 小为Ff 0,当它们向下离开平衡位置的位移为x 时,A 受到的 静摩擦力大小为Ff x ,则应有( )A .Ff 0=0B .Ff 0=(M -m )gC .Ff x =mg +mM +m kxD .Ff x =mM +mkx -mg解析:当物块组通过平衡位置时,回复力为零,故Ff 0=mg ,当它们向下离开平衡位置 的位移为x 时,对A 、B 整体,有kx =(M +m )a ;对A ,则有Ff x -mg =ma ,两式联立 解得Ff x =mg +mkxM +m .答案:C5.我们经常见到这样的现象,正在脱水的洗衣机,脱水桶转得较快时,机身振动并不强烈,但切断电源后,某时刻t ,洗衣机机身振动反而强烈起来,随着脱水桶转速变慢,机身振动又减弱,这种现象说明( ) A .t 时刻,洗衣机惯性最大 B .洗衣机出现了故障,需维修C .在t 时刻,转动周期等于洗衣机固有周期而发生共振D .脱水桶衣物太多解析:t 时刻机身质量不变,惯性不变,A 错.t 时刻振动强烈的根本原因是发生了共振, 并非出现了故障或衣物过多,故B 、D 均错,C 正确. 答案:C6.劲度系数为20 N/cm 的弹簧振子的振动图象如图所示,在图中A 点对应的时刻( )A.振子所受的弹力大小为0.5 N,方向指向x轴负方向B.振子的速度方向为x轴正方向C.在0~4 s内振子做了1.75 次全振动D.在0~4 s内振子通过的路程为0.35 cm,位移为0解析:由图可知A时刻在t轴上方,位移x=0.25 cm,所以弹力F=-kx=-5 N,即弹力大小为5 N,方向指向x轴负方向,选项A不正确;过A点作图线的切线,该切线与x轴的正方向的夹角小于90°,切线斜率为正值,即振子的速度方向为x轴正方向,选项B正确.由图可知振子周期为2 s,故0~4 s内做了2次全振动,C错;0~4 s内路程为8×0.5 cm=4 cm,位移为0,故D错.答案:B7.细长轻绳下端拴一小球构成单摆,在悬挂点正下方12摆长处有一个能挡住摆线的钉子A,如图所示.现将单摆向左方拉开一个小角度,然后无初速地释放,对于以后的运动,下列说法中正确的是()A.摆球往返运动一次的周期比无钉子时的单摆周期大B.摆球在左、右两侧上升的最大高度一样C.摆球在平衡位置左右两侧走过的最大弧长相等D.摆线在平衡位置右侧的最大摆角是左侧的两倍解析:由T=2πlg知,l减小时T减小,摆球摆至右侧时,摆长减小,周期变小,故A错.因摆动中机械能守恒,故左、右两侧上升的最大高度相同,即选项B对.由几何知识知,摆球向右摆的最大偏角小于左侧最大偏角的两倍,故左、右两侧走过的最大弧长不相等,故C、D错.答案:B8.一质点做简谐运动的图象如图所示,下列说法正确的是()A.质点振动频率是4 HzB.在10 s内质点经过的路程是20 cmC.第4 s末质点的速度是零D.在t=1 s和t=3 s两时刻,质点位移大小相等、方向相同解析:由图象得T=4 s,f=0.25 Hz;A=2 cm,选项A错误.在第4 s末质点处于平衡状态,速度最大,C错误,在10 s内质点的路程为s=tT·4A=20 cm,B正确.在t=1 s 和t=3 s的时刻,质点位移大小相等、方向相反,D错误.答案:B9.如图所示,两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上,已知甲的质量大于乙的质量.当细线突然断开后,两物块都开始做简谐运动,在运动过程中()A.甲的振幅大于乙的振幅B.甲的振幅小于乙的振幅C.甲的最大速度小于乙的最大速度D.甲的最大速度大小乙的最大速度解析:由题意知,在细线末断之前两个弹簧所受到的弹力是相等的,所以当细线断开后,甲、乙两个物体做简谐运动的振幅是相等的,A、B错;两物体在平衡位置时的速度最大,此时的动能等于弹簧刚释放时的弹性势能,所以甲、乙两个物体的最大动能是相等的,则质量大的速度小,所以C正确、D错误.答案:C10.一个质点在平衡位置O点附近做简谐运动,若从O点开始计时,经过3 s质点第一次经过M点(如图所示);再继续运动,又经过2 s它第二次经过M点;则该质点第三次经过M 点还需的时间是()A .8 s 或14 sB .4 s 或8 sC .14 s 或103 sD.103s 或8 s解析:设题图中a 、b 两点为质点振动过程的最大位移处,若开始计时时刻质点从O 点 向右运动,O →M 运动过程历时3 s ,M →b →M 过程历时2 s ,显然T4=4 s ,T =16 s .质点第三次经过M 点还需要的时间Δt 3=T -2=16-2=14 s .若开始计时时刻质点从O 点向左运动,O →a →O →M 运动过程历时3 s ,M →b →M 运动过程历时2 s ,显然,T2+T 4=4 s ,T =163 s .质点第三次再经过M 点所需要的时间Δt 3′=T -2 s =163 s -2 s =103 s ,故C 正确. 答案:C二、非选择题(本题共2小题,共30分,解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,有数值计算的要注明单位)11.(15分)将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力,图甲中O 点为单摆的悬点,现将小球(可视为质点)拉到A 点,此时细线处于张紧状态,释放摆球,则摆球在竖直平面内的ABC 之间来回摆动,其中B 点为运动中最低位置.∠AOB =∠COB =α,α小于10°且是未知量,图乙表示由计算机得到细线对摆球的拉力大小F 随时间变化的曲线,且图中t =0时刻为摆球从A 点开始运动的时刻,据力学规律和题中信息(g 取10 m/s 2)求:(1) 单摆的周期和摆长;(2)摆球质量及摆动过程中的最大速度.解析:(1)由图乙可知:单摆周期T =0.4π s .由公式 T =2πlg可求得摆长l =0.4 m. (2)mg cos α=F min =0.495 N.mg (l -l cos α)=12m v 2m ,F max -mg =m v 2ml .解得:m =0.05 kg, v m ≈0.283 m/s.答案:(1)0.4π s 0.4 m (2)0.05 kg 0.283 m/s12.(15分)如图所示,A 、B 两物体的质量都为m ,拉A 物体的细线与水平方向的夹角为30°时处于静止状态,不考虑摩擦力,设弹簧的劲度系数为k ,若悬线突然断开后,A 在水平面上做周期为T 的简谐运动,当B 落地时,A 恰好将弹簧压缩到最短,求:(1)A 振动时的振幅; (2)B 落地时的速度.解析:(1)线断前,线的拉力F =mg ,设此时弹簧伸长为x 0,F cos 30°=kx 0,得x 0= 3 mg2k线断后,在弹力作用下,A 做简谐运动的振幅为: A =x 0=3mg 2k. (2)A 将弹簧压缩到最短经历的时间t 为 t =(12+n )T (n =0,1,2…)在t 时间末B 落地,速度v 为 v =gt =(2n +1)2gT (n =0,1,2…)答案:(1) 3 mg 2k (2)(2n +1)2gT (n =0,1,2…)。
2017年广东省广州市高考模拟试卷物理二、选择题:本题共8小题,每小题6分。
在每小题给出的四个选项中,第1~4题只有一项符合题目要求,第5~8题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.(6分)根据伽利略理想斜面实验,利用如图所示的轨道装置做实验:在斜轨上先后铺垫三种粗糙程度不同的材料,小球从左侧斜轨上的O点由静止释放后沿斜轨向下运动,并沿右侧斜轨上升到的最高位置依次为1、2、3.对比这三次实验可知( )A.第一次实验中小球接触的材料是最光滑的B.第二次实验中小球的机械能守恒C.第三次实验中小球的惯性最大D.第三次实验中小球对轨道最低点的压力最大解析:A、如果斜面光滑,则小球应到达等高的位置,则由图可知,三次实验中小球均受到阻力作用,故机械能不守恒,斜面不光滑,故AB错误;C、由于不知道小球的质量,故不能明确小球的惯性大小,故C错误;D、第三次实验中小球到达最低点的速度最大,则根据向心力公式可知,小球对轨道最低点的压力最大,故D正确。
答案:D2.(6分)阻值均为R的四个电阻、电容为C的电容器及电动势为E的电源(不计内阻)连接成如图所示的电路。
开关K闭合且电路稳定时,以下说法正确的是( )A.电容器两板间电压为B.电容器极板上的电荷量为C.减小电容器两极板正对面积,极板上的电荷量减小D.减小电容器两极板间的距离,稳定后两板间电压比原来的更小解析:A、电容器视为断路,与电容器串联的电阻看成导线,电容器两极板间的电压,故A错误;B、根据Q=CU,得电容器极板上的电荷量为,故B错误;C、减小电容器两极板的正对面积,电容减小,由Q=CU知极板上的电荷量减小,故C正确;D、减小极板间的距离,电容增大,稳定后两极板电压与原来相同,等于和电容器并联的电阻两端的电压,故D错误。
答案:C3.(6分)如图,长方体ABCD﹣A1B1C1D1中|AB|=2|AD|=2|AA1|,将可视为质点的小球从顶点A 在∠BAD所在范围内(包括边界)分别沿不同方向水平抛出,落点都在A1B1C1D1范围内(包括边界)。
专题14 机械振动和机械波一、选择题1.【广西桂林市、崇左市2017届高三联合调研考试理综试卷】一列周期为0.8秒的简谐波在均匀介质中沿x轴传播,该波在某一时刻的波形如图所示;A、B、C是介质中的三个质点,平衡位置分别位于2m、3m、6m处。
此时引均速度方向为-y方向,下列说法正确的是_______。
A.该波沿戈轴正向传播,波速为l0m/sB.4质点比日质点晚振动0.lsC.B质点此时的位移为lcmD.由图示时刻经0.2s,B质点的运动路程为2cmE.该列波在传播过程中遇到宽度为d=4m的狭缝时不会发生明显的衍射现象【答案】BCD2.【石家庄市2017届高三复习教学质量检测(二)】在“利用单摆测重力加速度”的实验中,如果得出的重力加速度的测量值偏大,其可能的原因是_______A.测量周期时,时间t内全振动的次数少数了一次B.测量周期时,时间t内全振动的次数多数了一次C.摆线上端固定不牢固,振动中出现松动,使摆线变长D.在测量摆长时,将细线的长度加上小球的直径作为摆长E.小球没有在同一竖直面内运动,形成了圆锥摆【答案】BDE点睛:简谐运动是一种理想的运动模型,单摆只有在摆角很小,空气阻力影响不计的情况下单摆的振动才可以看成简谐运动,要知道影响实验结论的因素。
3.【山东省泰安市2017届高三第一轮复习质量检测】一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图所示,此时波传播到x= 10m处(图中未画出)。
已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s。
下列说法正确的是_______A.波速为4m/sB.波的频率为1.25HzC.当波传到x=10m处时,该处的质点向y轴正方向运动D.t=1.2s时,x坐标为11 m的质点恰好位于波谷E.t=1.2s时,x坐标为15m的质点恰好位于波峰【答案】BCE【解析】(1)由题意可知,任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s,则周期为T=0.8s,频率为,故B正确;由图可知,该波的波长是4m,所以波速为:,故A错误;由波传播的周期性可知x=10m的振动情况与x=2m 的振动情况相同,根据“峰前质点上振”的原理,可知该处的质点向y轴正方向运动,故C正确;波由x=10m传到x=11m处所用的时间为:,此时质点向y轴正方向运动,还剩, 所以t=1.2s时,x坐标为11 m的质点恰好位于波峰,故D错误;波由x=10m传到x=15m处所用的时间为:,此时质点向y轴正方向运动,还剩,即t=1.2s时,x坐标为15m的质点恰好位于波峰,故E正确。
~~~本文仅代表作者个人观点,与文库无关,,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容~~~2017年广东省广州市高考物理一模试卷二、选择题:本题共8小题,每小题6分.在每小题给出的四个选项中,第1~4题只有一项符合题目要求,第5~8题有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.1.(6分)入射光照射到某金属表面上发生光电效应,若入射光强度减弱,而频率不变,则()A.有可能不发生光电效应B.逸出的光电子的最大初动能将减小C.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小D.从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加2.(6分)如图,竖直平行金属板分别与电源正、负极相接,一带电颗粒沿图中直线从A向B 运动,则该带电颗粒()A.动能减小B.电势能减小C.机械能减小D.可能带负电3.(6分)如图a,某工地上起重机将重为G的正方形工件缓缓吊起.四根等长的钢绳(质量不计),一端分别固定在正方形工件的四个角上,另一端汇聚于一处挂在挂钩上,绳端汇聚处到每个角的距离均与正方形的对角线长度相等(如图b).则每根钢绳的受力大小为()A.G B.G C.G D.G4.(6分)如图,在AB间接入U1=311sin314t(V)的正弦交流电,通过理想变压器和相同的理想二极管D1、D2给阻值R=20Ω的纯电阻供电,变压器原线圈n1=1100匝,副线圈n2=200匝,Q为副线圈正中央抽头.为保证安全,二极管的反向耐压值至少为U0,设电阻R上消耗的电功率为P,则()A.U0=56.6V,P=20W B.U0=28.3V,P=20WC.U0=40V,P=80W D.U0=80V,P=80W5.(6分)在如图所示的电路中,R1、R2、R3均为可变电阻,两块水平放置的平行金属板之间,有一根以O为轴可在竖直平面内自由转动的轻小绝缘棒,棒的两端固定着两个带等量异种电荷的小球,当开关S闭合后,棒处于水平状态.为使棒逆时针开始转动,下列措施可行的是()A.减小R1B.减小R2C.增大R3D.断开S6.(6分)如图所示,在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨CD、EF,导轨上放有一金属棒MN.现从t=0时刻起,给棒通一图示方向的电流且电流强度与时间成正比,即I=kt,其中k为常量,金属棒与导轨始终垂直且接触良好.下列关于棒的速度v、加速度a随时间t变化的关系图象,可能正确的是()A.B.C .D .7.(6分)如图,在角锥体表面上放一个物体,角锥绕竖直轴转动.当角锥体旋转角速度增大时,物体仍和角锥体保持相对静止,则角锥对物体的()A .支持力将减小B .支持力将增大C .静摩擦力将不变D .静摩擦力将增大8.(6分)已知地球半径R =6390km 、自转周期T =24h 、表面重力加速度g =9.8m/s 2,电磁波在空气中的传播速度c =3×108m/s ,不考虑大气层对电磁波的影响.要利用同一轨道上数量最少的卫星,实现将电磁波信号由地球赤道圆直径的一端传播到该直径的另一端的目的,则()A .卫星数量最少为2颗B .信号传播的时间至少为8.52×10﹣2sC .卫星运行的最大向心加速度为 4.9m/s 2D .卫星绕地球运行的周期至少为24h二、解答题(共4小题,满分47分)9.(5分)为验证物体所受合外力一定时,加速度与质量成反比,同学们设计了如图a 所示的装置来进行实验。
--文库出品-必属精品--文库出品-必属精品--2017年广东省高考物理一模试卷一、选择题(共8小题,每小题4分,满分32分)1.(4分)2016年3月15日,在韩国首尔进行的围棋“人机大战”中,韩国棋手李世石总比分1比4不敌“阿尔法围棋”。
某电视台对比赛进行复盘节目中,铁质的棋盘竖直放置,每个棋子都是一个小磁铁,能吸在棋盘上,不计棋子间的相互作用力,对其中某一棋子,下列说法正确的是()A.棋子共受三个力作用B.棋子对棋盘的压力大小等于其所受重力的大小C.棋子的磁性越强,棋子所受的摩擦力越大D.减小棋子的质量,棋子所受的摩擦力减小2.(4分)2016年7月上旬,我国海军在海南岛至西沙附近海空域组织演训活动.假设某直升飞机在执行任务过程中,沿如图所示虚线斜向下加速飞行,则空气对直升飞机的作用力可能是()A.F1B.F2C.F3D.F43.(4分)2016年4月6日,我国首颗微重力科学实验卫星﹣﹣实践十号,在酒泉卫星发射中心由长征二号丁运载火箭发射升空,进入近百万米预定轨道,开始了为期15天的太空之旅,大约能围绕地球转200圈.实践十号卫星在太空中完成19项微重力科学和空间生命科学实验,取得了重大科学成果.当实践十号卫星在预定轨道上运动时,下列描述正确的是()A.实践十号卫星在地球同步轨道上B.实践十号卫星的环绕速度大于第一宇宙速度C.实践十号卫星的加速度小于地球表面的重力加速度D.在实践十号卫星中可以用天平测出物体的质量4.(4分)如图所示,带有斜面的小车放在水平地面上,其斜面上放置一小物块,小物块始终与斜面保持相对静止.关于小物块受到的弹力F N,及摩擦力为F f,下列说法正确的是()A.若小车向左运动,F f方向一定沿斜面向下B.若小车向右运动,F f方向一定沿斜面向上C.若小车向右运动,F N大小可能为零D.无论车向左或向右运动,F N大小一定不为零5.(4分)如图所示,在O点固定一负点电荷,实线为其中几条对称分布的电场线,虚线为以Oe电场线上的O′点为圆心的一个圆,a、b、c、d、e,f、g、h为圆与电场线的交点,下列说法正确的是()A.b、h两点的电场强度相同B.a点电势比e点电势高C.d、b两点间电势差大于e、b两点间电势差D.将电子沿圆周由h运动到d与由h运动到f,电场力做功相等6.(4分)如图1所示,线圈abcd固定于匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度随时间的变化情况如图2所示.下列关于ab边所受安培力随时间变化的F﹣t图象(规定安培力方向向右为正)正确的是()A.B.C.D.7.(4分)如图所示,在理想变压器原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上,测出原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为,则副线圈两端的电压为()A.22V B.66V C.88V D.110V8.(4分)2016年4月2日,沪宁高速上海至无锡方向玉祁段发生重大车祸,现场至少50辆车连环相撞.据交警部门调查,此次事故发生的主要原因是雨天路滑及突然出现的团雾而造成多车连环追尾.假设该高速公路上甲、乙两车在同一车道上行驶,甲车在前,乙车在后.t=0时刻,发现前方有事故,两车同时开始刹车,行进中两车恰好没有发生碰撞.两车刹车过程的v﹣t图象如图所示,以下判断正确的是()A.乙车刹车的加速度大小是甲车的1.5倍B.t=0时刻两车间距等于50mC.t=5s时两车间距大于t=15s时两车间距D.两车都停止运动时相距12.5m二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分9.(4分)某一电动玩具的核心结构模型如图所示,将圆柱形强磁铁吸在干电池负极,在两磁铁正对的中间区域产生强磁场.金属线框上下两端带有金属转轴,转轴分别与电源的正负极都有良好的接触、不固定、无摩擦,这样整个线框就可以绕电池中心轴线旋转起来.下列判断中正确的是()A.从上向下看,线框沿顺时针方向旋转B.从上向下看,线框沿逆时针方向旋转C.电池输出的电功率大于线框旋转的机械功率D.电池输出的电功率等于线框旋转的机械功率10.(4分)如图所示,有一圆形匀强磁场区域,O为圆心,磁场方向垂直纸面向里,一个正电子与一个负电子,以不同的速率沿着PO方向进入磁场,在磁场中运动轨迹分别如图中a、b所示,不计电子之间的相互作用及重力,下列判断正确的是()A.沿轨迹a运动的为负电子B.沿轨迹b运动的速率较大C.沿轨迹a运动的加速度较大D.沿轨迹b运动的时间较长11.(4分)如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,R1和R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,C为电容器,A、V为理想电表,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P由a向b滑动时,下列判断正确的是()A.A示数变小B.V示数变小C.电容器C所带电荷量减小D.电容器C两极板间电场强度减小12.(4分)如图所示,固定在地面上,圆心为O、半径为R,表面粗糙的半球体;其上方固定一个光滑的圆轨道AB,半径为,最高点A与圆心O′等高,底端与半球体顶端相切于B点.质量为m的小球从A点由静止释放,最后落在水平面上的C点(图中未画出),关于小球通过B点后的运动情况,下列说法正确的是()A.小球从B点沿半球体表面滑至C点B.小球从B点沿半球体表面滑动一段后抛至C点C.小球从B点开始做平抛运动至C点D.O、C之间的距离为R三、实验题:本题共3小题,共16分13.(4分)某同学利用气垫导轨(带两个光电门和光电计时器)、两个带有相同宽度的挡光条的滑块、弹簧、天平、刻度尺等器材,设计了一个测量弹簧弹性势能的实验,部分实验步骤如下:①用天平分别测出滑块A、B的质量(含挡光条)m A、m B;调整气垫导轨,使导轨处于水平,并调整两光电门的间距大于弹簧的原长;②在A和B间放入轻弹簧(与A、B不连接)并将弹簧压缩,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上,如图所示;③释放弹簧,A、B滑块分别在气垫导轨上运动,读出滑块A、B的挡光条分别通过光电门的挡光时间t1和t2.(1)为了计算被压缩弹簧的弹性势能,还必须知道的物理量是(写出物理量及其符号).(2)弹簧的弹性势能大小的表达式为E P=.(用已知和测量的物理量符号表示).14.(5分)某组同学设计了“探究加速度与力、质量的关系”实验。
2017年广东省广州市高考物理一模试卷二、选择题:本题共8小题,每小题6分.在每小题给出的四个选项中,第1~4题只有一项符合题目要求,第5~8题有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.1.(6分)入射光照射到某金属表面上发生光电效应,若入射光强度减弱,而频率不变,则( )A .有可能不发生光电效应B .逸出的光电子的最大初动能将减小C .单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小D .从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加2.(6分)如图,竖直平行金属板分别与电源正、负极相接,一带电颗粒沿图中直线从A 向B 运动,则该带电颗粒( )A .动能减小B .电势能减小C .机械能减小D .可能带负电3.(6分)如图a ,某工地上起重机将重为G 的正方形工件缓缓吊起.四根等长的钢绳(质量不计),一端分别固定在正方形工件的四个角上,另一端汇聚于一处挂在挂钩上,绳端汇聚处到每个角的距离均与正方形的对角线长度相等(如图b ).则每根钢绳的受力大小为( )A .14GB .√24GC .12G D .√36G4.(6分)如图,在AB间接入U1=311sin314t(V)的正弦交流电,通过理想变压器和相同的理想二极管D1、D2给阻值R=20Ω的纯电阻供电,变压器原线圈n1=1100匝,副线圈n2=200匝,Q为副线圈正中央抽头.为保证安全,二极管的反向耐压值至少为U0,设电阻R上消耗的电功率为P,则()A.U0=56.6V,P=20W B.U0=28.3V,P=20WC.U0=40V,P=80W D.U0=80V,P=80W5.(6分)在如图所示的电路中,R1、R2、R3均为可变电阻,两块水平放置的平行金属板之间,有一根以O为轴可在竖直平面内自由转动的轻小绝缘棒,棒的两端固定着两个带等量异种电荷的小球,当开关S闭合后,棒处于水平状态.为使棒逆时针开始转动,下列措施可行的是()A.减小R1B.减小R2C.增大R3D.断开S6.(6分)如图所示,在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨CD、EF,导轨上放有一金属棒MN.现从t=0时刻起,给棒通一图示方向的电流且电流强度与时间成正比,即I=kt,其中k为常量,金属棒与导轨始终垂直且接触良好.下列关于棒的速度v、加速度a随时间t变化的关系图象,可能正确的是()A.B.C.D.7.(6分)如图,在角锥体表面上放一个物体,角锥绕竖直轴转动.当角锥体旋转角速度增大时,物体仍和角锥体保持相对静止,则角锥对物体的()A.支持力将减小B.支持力将增大C.静摩擦力将不变D.静摩擦力将增大8.(6分)已知地球半径R=6390km、自转周期T=24h、表面重力加速度g=9.8m/s2,电磁波在空气中的传播速度c=3×108m/s,不考虑大气层对电磁波的影响.要利用同一轨道上数量最少的卫星,实现将电磁波信号由地球赤道圆直径的一端传播到该直径的另一端的目的,则()A.卫星数量最少为2颗B.信号传播的时间至少为8.52×10﹣2sC.卫星运行的最大向心加速度为4.9m/s2D.卫星绕地球运行的周期至少为24h二、解答题(共4小题,满分47分)9.(5分)为验证物体所受合外力一定时,加速度与质量成反比,同学们设计了如图a所示的装置来进行实验。
2017年广东省某校高考物理一模试卷二、选择题:本题共8小题,每小题6分.在每小题给出的四个选项中,第1~5题中只有一项符合题目要求,第6~9题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.1. 如图所示曲线为一质点沿y轴运动的位置一时间(y−t)图像,设竖直向上为y轴正方向,已知图线为一条抛物线,则由图像可知()A t=0时刻质点速度为0B 0∼t1时间内质点向y轴负方向运动C 0∼t2时间内质点的速度一直减小D t1∼t3时间内质点相对坐标原点O的位移先为正后为负2. 下列说法正确的是()A 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应B β衰变的实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子C 结合能越大,原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定 D 放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关3. “嫦娥”三号探测器经轨道Ⅰ到达P点后经过调整速度进入圆轨道Ⅱ,经过变轨进入椭圆轨道Ⅲ,最后经过动力下降降落到月球表面上。
下列说法正确的是()A “嫦娥”三号在地球上的发射速度大于11.2km/sB “嫦娥”三号”由轨道Ⅰ经过P点进入轨道Ⅱ时要加速C “嫦娥”三号”分别经过轨道Ⅱ、Ⅲ的P点时,加速度相等D “嫦娥”三号”在月球表面经过动力下降时处于失重状态4. 如图所示,在xOy坐标系的第Ⅰ象限中有垂直于纸面向里的匀强磁场,一带电粒子在x轴上的A点垂直于x轴射入磁场,第一次入射速度为v,且经时间t1恰好在O点反向射出磁场,第二次以2v的速度射入,在磁场中的运动时间为t2,则t1:t2的值为()A 1:2B 1:4C 2:1D 4:15. 如图所示,质量为m、长为L的金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂,处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B 悬线与竖直方向夹角的最大值为θ=60∘时,金属棒处于平衡状态 A 电流方向由N指向MC 悬线与竖直方向夹角的最大值为θ=30∘时,金属棒速率最大D 恒定电流大小为√3mg3BL6. 如图所示,aoe为竖直圆o的直径,现有四条光滑轨道a、b、c、d,它们上端均在圆周上,四条轨道均经过圆周的e点分别交于水平地面.现让一小物块分别从四条轨道最上端静止下滑到水平地面,则小物块在每一条轨道上运动时所经历的时间关系为()A t a<t dB t b>t cC t d<t cD t b>t a7. 如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数之比为44:5,b是原线圈的抽头,且其恰好位于原线圈的中心,S为单刀双掷开关,负载电阻R=25Ω,电表均为理想电表,在原线圈c、d两端接入如图乙所示的正弦交流电,下列说法中正确的是()A 当S与a连接,t=1×10−2s时,电流表的示数为0B 当S与a连接,t=1.5×10−2s时,电压表示数为50√2VC 将S由a拨到b时,电阻R消耗的功率为100WD 将S由b拨到a 时,1s内电阻R上电流方向改变100次8. 半径分别为r和2r的同心圆导轨固定在同一水平面内,一长为r,电阻为R的均匀直导棒AB置于圆导轨上面,BA的延长线通过圆导轨中心O,装置的俯视图如图所示,整个装置位于一匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,方向竖直向下.在两环之间接阻值为R的定值电阻和电容为C的电容器.直导体棒在水平外力作用下以角速度ω绕O逆时针匀速转动,在转动过程中始终与导轨保持良好接触.导轨电阻不计.下列说法正确的是()A 金属棒中电流从A流向B B 金属棒两端电压为3Bω2r C 电容器的M板带正4CBωr2电 D 电容器所带电荷量为34二、非选择题包括必考题和选考题两部分.第9题~第12题为必考题,每个试题考生都必须作答.第13题~第14题为选考题,考生根据要求作答.(一)必考题9. 图甲是“验证机械能守恒定律”的装置,气垫导轨上安装了1、2两个光电门,滑块上固定一竖直遮光条,滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连,细线与导轨平行.(1)用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示,则遮光条的宽度为________mm.(2)在调整气垫导轨水平时,滑块不挂钩码和细线,接通气源后,给滑块一个初速度,使它从轨道右端向左运动,发现滑块通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间.为使气垫导轨水平,可采取的措施是()A 调节P使轨道左端升高一些B 调节P使轨道左端降低一些C 遮光条的宽度应适当大一些 D 滑块的质量增大一些(3)正确进行实验操作,测出滑块和遮光条的总质量M,钩码质量m,遮光条的宽度用d表示,已知重力加速度为g.现将滑块从图示位置由静止释放.①若滑块经过光电门2时钩码未着地,测得两光电门中心间距L,由数字计时器读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为t1、t2,则验证机械能守恒定律的表达式是________.②若滑块经过光电门2时钩码已着地,为验证机械能守恒定律,已测得钩码初始位置离地的高度ℎ,还需测量的一个物理量是________.10. 用如图甲所示的电路测量电池的电动势和内阻,定值电阻R1=16Ω.(1)闭合开关S后,电压表V1无读数,电压表V2有读数,经检查发现电路中存在断路故障,则该故障可能在________(填“ab”、“bc”或“cd”)两点间.(2)排除故障后,闭合开关S,调节滑动变阻器的阻值,记录多组电压表的示数U1、U2,如表所示.请根据表中数据在图乙中作出U2−U1图像.U1/V0.66 1.00 1.33 1.88 2.00 2.32 2.68(3)由图像可知,电源电动势E=________V,内阻r=________Ω.(结果均保留两位有效数字)(4)实验中,产生系统误差的主要原因是________.11. 如图所示,把一根长L=20.0m的均匀电线与R=4.8Ω的电阻连成闭合回路,两位同学在赤道处沿东西方向站立,匀速摇动这根电线,摇动部分的电线可简化为长L1=6.0m、宽L2=1.0m矩形的三条边,长边的线速度大小v=2.0m/s.已知此处地磁场的磁感应强度B=5.0×10−5 T,方向水平向北,电线的电阻率ρ=2.0×10−8Ω⋅m,横截面积S=2.0mm2,求:(1)这根电线的总电阻R0;(2)匀速摇动电线产生电动势的最大值E m;(3)电路消耗的总功率P.12. 如图所示,竖直放置的平行金属板A、B间电压为U0,在B板右侧CDMN矩形区域存在竖L,紧靠电场右边界存在垂直纸面水平向里直向下的匀强电场,DM边长为L,CD边长为34的有界匀强磁场,磁场左右边界为同心圆,圆心O在CDMN矩形区域的几何中心,磁场左边界刚好过M、N两点.质量为m、电荷量为+q的带电粒子,从A板由静止开始经A、B极板间电场加速后,从边界CD中点水平向右进入矩形区域的匀强电场,飞出电场后进入匀强磁场.当矩形区域中的场强取某一值时,粒子从M点进入磁场,经磁场偏转后从N点返回电场区域,且粒子在磁场中运动轨迹恰与磁场右边界相切,粒子的重力忽略不计,sin37∘=0.6,cos37∘=0.8.(1)求粒子离开B板时的速度v1;(2)求磁场右边界圆周的半径R;(3)将磁感应强度大小和矩形区域的场强大小改变为适当值时,粒子从MN间飞入磁场,经磁场偏转返回电场前,在磁场中运动的时间有最大值,求此最长时间t m.三、选考题:共45分.请考生从给出的2道物理题、任选一题作答.如果多做,则按所做的第一题计分.13. 如图所示,某工厂生产车间的流水线安装的是“U”形传送带,AB、CD段为直线,BC段为同心半圆,其中的虚线为半径为R的半圆弧。
专题十二机械振动机械波光电磁波相对论简介第1讲机械振动一、单项选择题1.(2013年上海卷)做简谐振动的物体,当它每次经过同一位置时,可能不同的物理量是( )A.位移B.速度C.加速度D.回复力2.一质点做简谐运动的图象如图K1211所示,下列说法正确的是( )图K1211A.质点振动频率是4 HzB.在10 s内质点经过的路程是20 cmC.第4 s末质点的速度为零D.在t=1 s和t=3 s两时刻,质点位移大小相等,方向相同3.有一个在y方向上做简谐运动的物体,其振动图象如图K1212所示.下列关于图K1213中(1)~(4)的判断正确的是( )图K1212图K1213A.图(1)可作为该物体的速度—时间图象B.图(2)可作为该物体的回复力—时间图象C.图(3)可作为该物体的回复力—时间图象D.图(4)可作为该物体的加速度—时间图象4.(2015年宁夏银川模拟)在飞机的发展史中有一个阶段,飞机上天后不久,飞机的机翼很快就抖动起来,而且越抖越厉害,后来人们经过了艰苦的探索,利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法,解决了这一问题.在飞机机翼前装置配重杆的主要目的是( )A.加大飞机的惯性B.使机体更加平衡C.使机翼更加牢固D.改变机翼的固有频率5.如图K1214所示是弹簧振子的振动图象,由此图象可得,该弹簧振子做简谐运动的公式是( )图K1214=2sin πt +π2) =2sin πt -π2) =sin πt -π2) =2sin πt 二、多项选择题6.弹簧振子做简谐运动的图象如图K1215所示,下列说法正确的是( )图K1215A.在第5秒末,振子的速度最大且沿+x 方向B.在第5秒末,振子的位移最大且沿+x 方向C.在第5秒末,振子的加速度最大且沿-x 方向D.在0到5秒内,振子通过的路程为10 cm7.如图K1216所示,A 球振动后,通过水平细绳迫使B 、C 振动,振动达到稳定时,下列说法中正确的是( )图K1216A.只有A 、C 的振动周期相等 的振幅比B 的振幅小的振幅比B 的振幅大 、B 、C 的振动周期相等8.如图K1217所示,两单摆的摆长相同,平衡时两摆球刚好接触,现将摆球A 在两摆线所在平面内向左拉开一小角度后释放,碰撞后,两摆球分开各自做简谐运动,以m A 、m B 分别表示摆球A 、B 的质量,则( )图K1217A.如果m A >m B ,下一次碰撞将发生在平衡位置右侧B.如果m A <m B ,下一次碰撞将发生在平衡位置左侧C.无论两球质量之比是多少,下一次碰撞都不可能在平衡位置右侧D.无论两球质量之比是多少,下一次碰撞都不可能在平衡位置左侧三、非选择题9.一物体沿x 轴做简谐运动,振幅为8 cm ,频率为 Hz ,在t =0时,位移是4 cm ,且向x 轴负方向运动,试写出用正弦函数表示振动方程并画出相应的振动图象.10.(2015年浙江温州十校联合体期中)弹簧振子以O 点为平衡位置,在B 、C 两点间做简谐运动,在t =0时刻,振子从O 、B 间的P 点以速度v 向B 点运动;在t = s 时,振子速度第一次变为-v ;在t = s 时,振子速度第二次变为-v .(1)求弹簧振子振动周期T .(2)若B 、C 之间的距离为25 cm ,求振子在 s 内通过的路程.(3)若B 、C 之间的距离为25 cm ,从平衡位置计时,写出弹簧振子位移表达式,并画出弹簧振子的振动图象.图K1218第2讲 机械波一、单项选择题1.(2014年上海卷)一系列横波沿水平放置的弹性绳向右传播,绳上两质点A 、B 的平衡位置相距34波长,B 位于A 右方.t 时刻A 位于平衡位置上方且向上运动,再经过14周期,B 位于平衡位置( )A.上方且向上运动B.上方且向下运动C.下方且向上运动D.下方且向下运动2.(2014年福建卷)在均匀介质中,一列沿x 轴正向传播的横波,其波源O 在第一个周期内的振动图象,如图K1221所示,则该波在第一个周期末的波形图是( )图K1221A B C D3.(2014年天津卷)平衡位置处于坐标原点的波源S在y轴上振动,产生频率为50 Hz的简谐横波向x轴正、负两个方向传播,波速均为100 m/s.平衡位置在x轴上的P、Q两个质点随波源振动着,P、Q的x轴坐标分别为x P= m、x Q=-3 m.当S位移为负且向-y方向运动时,P、Q两质点的( )A.位移方向相同、速度方向相反B.位移方向相同、速度方向相同C.位移方向相反、速度方向相反D.位移方向相反、速度方向相同4.(2014年四川卷)如图K1222所示,甲为t=1 s时某横波的波形图象,乙为该波传播方向上某一质点的振动图象,距该质点Δx= m处质点的振动图象可能是( )图K1222A B C D5.(2014年北京西城期末)一列波源在x=0处的简谐波沿x轴正方向传播,周期为 s,t0时刻的波形如图K1223所示.此时x=12 cm处的质点P恰好开始振动.则( )图K1223A.质点P开始振动时的方向沿y轴正方向B.波源开始振动时的方向沿y轴负方向C.此后一个周期内,质点P通过的路程为8 cmD.这列波的波速为8 m/s二、多项选择题6.(2016年西藏日喀则第一高级中学月考)如图K1224所示,实线与虚线分别表示振幅(A)、频率(f)均相同的两列波的波峰和波谷,此刻,M是波峰与波峰相遇点,下列说法正确的是( )图K1224、N两质点始终处在平衡位置B.该时刻质点O正处在平衡位置C.随着时间的推移,质点M将向O点处移动D.从该时刻起,经过四分之一周期,质点M到达平衡位置,此时位移为零连线中点是振动加强点,其振幅为2A7.图K1225甲为一列简谐横波在t= s时刻的波形图,P是平衡位置为x=1 m处的质点,Q是平衡位置为x=4 m处的质点,图乙为质点Q的振动图象,则( )图K1225= s时,质点Q的速度方向向上B.该波沿x轴的负方向传播C.该波的传播速度为40 m/sD.从t= s到t= s,质点P通过的路程为30 cm8.一列简谐横波在t=0时刻的波形如图K1226中的实线所示,t= s时刻的波形如图中虚线所示.若该波的周期T大于 s,则该波的传播速度不可能是( )图K1226m/s m/s m/s m/s三、非选择题9.(2015年新课标卷Ⅱ)平衡位置位于原点O的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播,P、Q为x轴上的两个点(均位于x轴正向),P与Q的距离为35 cm,此距离介于一倍波长与二倍波长之间,已知波源自t=0时由平衡位置开始向上振动,周期T=1 s,振幅A =5 cm.当波传到P点时,波源恰好处于波峰位置;此后再经过5 s,平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置,求:(1)P、Q之间的距离.(2)从t=0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时,波源在振动过程中通过的路程.10.一列简谐横波正在沿x轴的正方向传播,波速为 m/s,t=0时刻的波形如图K1227甲所示.图K1227(1)求横波中质点振动的周期T.(2)在图乙中画出t=1 s时刻的波形图(至少画出一个波长).(3)在图丙中画出平衡位置为x= m处质点的振动图象(t=0时刻开始计时,在图中标出横轴的标度,至少画出一个周期).第3讲光的折射全反射一、单项选择题1.(2014年四川卷)如图K1231所示,口径较大、充满水的薄壁圆柱形玻璃缸底有一发光小球,则( )图K1231A.小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B.小球所发的光能从水面任何区域射出C.小球所发的光从水中进入空气后频率变大D.小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大2.(2013年福建卷)一束由红、紫两色光组成的复色光,从空气斜射向玻璃三棱镜.下面四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜折射分离成两束单色光的是( )A B C D3.(2014年福建卷)一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖,O点为该玻璃砖截面的圆心,下图能正确描述其光路图的是( )A B C D4.(2015年福建卷)如图K1232所示,一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b,波长分别为λa、λb,该玻璃对单色光a、b的折射率分别为n a、n b.则( )图K1232A.λa<λb,n a >n bB.λa>λb,n a <n bC.λa<λb,n a <n bD.λa>λb,n a >n b5.(2015年天津卷)中国古人对许多自然现象有深刻认识,唐人张志和在《玄真子·涛之灵》中写道:“雨色映日而为虹”,从物理学的角度看,虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的,图K1233是彩虹成因的简化示意图,其中a、b是两种不同频率的单色光,则两光( )图K1233A.在同种玻璃中传播,a光的传播速度一定大于b光B.以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后,b光侧移量大C.分别照射同一光电管,若b光能引起光电效应,a光一定也能D.以相同的入射角从水中射入空气,在空气中只能看到一种光时,一定是a光二、多项选择题6.(2013年天津卷)固定的半圆形玻璃砖的横截面如图K1234,O点为圆心,OO′为直径MN 的垂线,足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN.由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点,入射光线与OO′夹角θ较小时,光屏NQ区域出现两个光斑,逐渐增大θ角,当θ=α时,光屏NQ区域A光的光斑消失,继续增大θ角,当θ=β时,光屏NQ区域B光的光斑消失,则( )图K1234A.玻璃砖对A光的折射率比对B光的大光在玻璃砖中传播速度比B光的大C.α<θ<β时,光屏上只有1个光斑D.β<θ<90°时,光屏上只有1个光斑7.(2014年浙江卷)关于下列光学现象,说法正确的是( )A.水中蓝光的传播速度比红光快B.光从空气射入玻璃时可能发生全反射C.在岸边观察前方水中的一条鱼,鱼的实际深度比看到的要深D.分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验,用红光时得到的条纹间距更宽8.(2015年四川卷改编)直线P1P2过均匀玻璃球球心O,细光束a、b平行且关于P1P2对称,由空气射入玻璃球的光路如图K123、b光相比( )图K1235A.玻璃对b光的折射率较大B.玻璃对a光的临界角较小光在玻璃中的传播速度较小光在玻璃中的传播时间较短三、非选择题9.(2016年吉林实验中学模拟)如图K1236所示,一等腰直角三棱镜放在真空中,斜边BC 长度为d,一束单色光以600的入射角从AB侧面的中点D入射,折射后从侧面AC射出,不考虑光在AC面的反射.已知三棱镜的折射率n=62,单色光在真空中的光速为c,求此单色光通过三棱镜的时间.图K123610.(2015年江苏卷)人造树脂是常用的眼镜片材料,如图K1237所示,光线射在一人造树脂立方体上,经折射后,射在桌面上的P点,已知光线的入射角为30°,OA=5 cm,AB=20 cm,BP=12 cm,求该人造树脂材料的折射率n.图K1237第4讲光的波动性电磁波相对论一、单项选择题1.在光的双缝干涉现象中,下列描述中正确的是( )A.用白光做光的干涉实验时,偏离中央亮条纹较远的是波长较长的红光B.用白光做光的干涉实验时,偏离中央亮条纹较远的是波长较短的紫光C.相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的D.在双缝干涉现象中,把入射光由红光换成紫光,相邻两个亮条纹间距将变宽2.(2013年北京卷)如图K1241所示,一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O,经折射后分为两束单色光a和b.下列判断正确的是( )图K1241A.玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率光的频率大于b光的频率C.在真空中a光的波长大于b光的波长光光子能量小于b光光子能量3.如图K1242所示,白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q,A点位于P、Q之间,B点位于Q右侧.旋转偏振片P,A、B两点光的强度变化情况是( )图K1242、B均不变、B均有变化不变,B有变化有变化,B不变4.(2013年上海卷)白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的,其原因是不同色光的( )A.传播速度不同B.强度不同C.振动方向不同D.频率不同5.(2013年新课标卷Ⅰ)关于生活中遇到的各种波,下列说法正确的是( )A.电磁波可以传递信息,声波不能传递信息B.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C.太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同D.遥控器发出的红外线波长和医院CT中的X射线波长相同二、多项选择题6.如图K1243甲所示,在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜,在两者之间形成厚度不均匀的空气膜,让一束单一波长的光垂直入射到该装置上,结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹,称为牛顿环,以下说法正确的是( )K1243A.干涉现象是由凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的B.干涉现象是由凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的C.干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的D.干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的7.(2016年湖南师大附属中学月考)下列说法正确的是( )A.光导纤维传输信号是利用光的干涉现象B.全息照相利用了激光相干性好的特性C.光的偏振现象说明光是横波射线比无线电波更容易发生干涉和衍射现象E.刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的衍射现象8.(2015年新课标卷Ⅱ)如图K1244,一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为θ,经折射后射出a、b两束光线,则( )图K1244A.在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度B.在真空中,a光的波长小于b光的波长C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D.若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大,则折射光线a首先消失E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距9.甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样,设相邻两个亮条纹的中心距离为Δx,若Δx甲>Δx乙,则下列说法正确的是( )A.甲光能发生偏振现象,而乙光不能B.真空中甲光的波长一定大于乙光的波长C.甲光的频率一定大于乙光的频率D.在同一种均匀介质中甲光的传播速度大于乙光三、非选择题10.两个狭缝相距 mm,位于离光屏50 cm处,现用波长为6000 Å的光照射双缝,求:(1)两条相邻暗条纹间的距离是多少?(2)若将整个装置放于水中,那么两条相邻暗条纹间的距离是多少?(水的折射率为43,1 Å=10-10 m)实验十三、十四、十五非选择题 1.根据单摆周期公式T =2πl g,可以通过实验测量当地的重力加速度.如图S131甲所示,将细线的上端固定在铁架台上,下端系一小钢球,就做成了单摆.(1)用游标卡尺测量小钢球直径,示数如图乙所示,读数为________mm.图S131(2)以下是实验过程中的一些做法,其中正确的有________. A.摆线要选择细些的、伸缩性小些的,并且尽可能长一些 B.摆球尽量选择质量大些、体积小些的C.为了使摆的周期大一些,以方便测量,开始时拉开摆球,使摆线相距平衡位置有较大的角度D.拉开摆球,使摆线偏离平衡位置不大于5°,在释放摆球的同时开始计时,当摆球回到开始位置时停止计时,此时间间隔Δt 即为单摆周期TE.拉开摆球,使摆线偏离平衡位置不大于5°,释放摆球,当摆球振动稳定后,从平衡位置开始计时,记下摆球做50次全振动所用的时间Δt ,则单摆周期T =Δt502.(2015年天津卷)某同学利用单摆测量重力加速度. ①为了使测量误差尽量小,下列说法正确的是( )图S132A.组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球B.组装单摆须选用轻且不易伸长的细线C.实验时须使摆球在同一竖直面内摆动D.摆长一定的情况下,摆的振幅尽量大 ②如图S132所示,在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约为1 m 的单摆,实验时,由于仅有量程为20 cm 、精度为1 mm 的钢板刻度尺,于是他先使摆球自然下垂,在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点,测出单摆的周期T1;然后保持悬点位置不变,设法将摆长缩短一些,再次使摆球自然下垂,用同样方法在竖直立柱上做另一标记点,并测出单摆周期T2;最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离ΔL,用上述测量结果,写出重力加速度的表达式g=____________.3.如图S133所示,一个学生用广口瓶和刻度尺测定水的折射率,请填写下述实验步骤中的空白.图S133(1)用________测出广口瓶瓶口内径d.(2)在瓶内装满水.(3)将刻度尺沿瓶口边缘________插入水中.(4)沿广口瓶边缘向水中刻度尺正面看去,若恰能看到刻度尺的0刻度(即图中A点),同时看到水面上B点刻度的像B′恰与A点的像相重合.(5)若水面恰与直尺的C点相平,读出__________和__________的长度.(6)由题中所给条件,可以计算水的折射率n=________.4.如图S134所示,在双缝干涉实验中,已知SS1=SS2,且S1、S2到光屏上P点的路程差Δs =×10-6 m.图S134(1)当S为λ=μm的单色光源时,在P点处将形成________条纹.(2)当S为λ=μm的单色光源时,在P点处将形成________条纹.(均选填“明”或“暗”)5.在“用双缝干涉测光的波长”实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图S135),并选用缝间距d= mm的双缝屏.从仪器注明的规格可知,像屏与双缝屏间的距离L =700 mm.然后,接通电源使光源正常工作.图S135图S136图S137①已知测量头主尺的最小刻度是毫米,副尺上有50分度.某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,第1次映入眼帘的干涉条纹如图S136(a)所示,图S136(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号,此时图S136(b)中游标尺上的读数x1= mm;接着再转动手轮,映入眼帘的干涉条纹如图S137(a)所示,此时图S137(b)中游标尺上的读数x2=______ mm.②利用上述测量结果,经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离Δx=______mm;这种色光的波长λ=________mm.6.(2015年北京卷)用单摆测定重力加速度的实验装置如图S138所示.图S138①组装单摆时,应在下列器材中选用__________(选填选项前的字母).A.长度为1 m左右的细线B.长度为30 cm左右的细线C.直径为 cm的塑料球D.直径为 cm的铁球②测出悬点O到小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t,则重力加速度g=________(用L、n、t表示).③下表是某同学记录的3组实验数据,并做了部分计算处理.组次 1 2 3摆长L/m50次全振动所用的时间t/s振动周期T/s重力加速度g/(m·s-2)请计算出第3组实验中的=________s,=__________.④用多组实验数据做出T2L图象,也可以求出重力加速度g,已知三位同学作出的T2L图线的示意图如图S139中的a、b、c所示,其中a和b平行,b和c都过原点,图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值,则相对于图线b,下列分析正确的是_________(选填选项前的字母).图S139A.出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长LB.出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次C.图线c对应的g值小于图线b对应的g值⑤某同学在家里测重力加速度.他找到细线和铁锁,制成一个单摆,如图S1310所示,由于家里只有一根量程为30 cm的刻度尺,于是他在细线上的A点做了一个标记,使得悬点O 到A点间的细线长度小于刻度尺量程.保持该标记以下的细线长度不变,通过改变O、A间细线长度以改变摆长.实验中,当O、A间细线的长度分别为l1和l2时,测得相应单摆的周期为T1、T2.由此可得重力加速度g=________(用l1、l2、T1、T2表示).图S13107.某校开展研究性学习,某研究小组根据光学知识,设计了一个测液体折射率的仪器,如图S1311所示.在一个圆盘上,过其圆心O作两条相互垂直的直径BC、EF.在半径OA上,垂直盘面插上两枚大头针P1、P2并保持P1、P2位置不变.每次测量时让圆盘的下半部分竖直浸入液体中,而且总使得液面与直径BC相平,EF作为界面的法线,而后在图中右上方区域观察P1、P2.同学们通过计算,预先在圆周EC部分刻好了折射率的值,这样只要根据P3所插的位置,就可以直接读出液体折射率的值.图S1311(1)若∠AOF=30°,OP3与OC之间的夹角为45°,则在P3处刻的刻度值为________.(2)若在同一液体中沿AO方向射入一束白光,最靠近OC边的是__________色的光,增大入射角度,__________色的光在刻度盘上先消失.8.利用双缝干涉测定光的波长实验中,双缝间距d= mm,双缝到光屏间的距离l= m,用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图S1312所示,分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所给出,则:图S1312(1)分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为x A=_________mm,x B=________mm,相邻两条纹间距Δx=________mm.(2)波长的表达式λ=________(用Δx、l、d表示),该单色光的波长λ=________m.(3)若改用频率较高的单色光照射,得到的干涉条纹间距将________(填“变大”、“不变”或“变小”).9.摆长l/m周期T2/s2(1)利用上述数据,在图S1313的坐标系中描绘出图象.图S1313(2)利用图象,取T2= s2时,l=__________m,重力加速度g=__________m/s2.(结果保留三位有效数字)10.如图S1314所示,置于空气中的一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 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水平移至某处时,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 cm,刚好可以看到其顶端.此液体的折射率n=____________.图S1314专题提升十二机械波的多解问题1.(2015年福建卷)简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播,波速为v.若某时刻在波的传播方向上,位于平衡位置的两质点a、b相距为s,a、b之间只存在一个波谷,则从该时刻起,下列四幅波形中质点a最早到达波谷的是( )A B C D2.(多选,2016年吉林实验中学模拟)一列简谐横波沿x 轴正方向传播,t 时刻波形图如图Z121中的实线所示,此时波刚好传到P 点,t + s 时刻,这列波刚好传到Q 点,波形如图中的虚线所示,a 、b 、c 、P 、Q 是介质中的质点,则以下说法正确的是( )图Z121A.这列波的波速为 m/sB.这列波的周期为 sC.质点c 在这段时间内通过的路程一定等于30 cmD.从t 时刻开始计时,质点a 第一次到达平衡位置时,恰好是t +13s 这个时刻E.当t + s 时刻,质点b 、P 的位移相同3.(2013年重庆卷)一列简谐横波沿直线传播,某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6 m ,且这两质点之间的波峰只有一个,则该简谐波可能的波长为( ) m 、6 m 和8 m m 、8 m 和12 m m 、6 m 和12 m m 、8 m 和12 m4.(多选,2016年云南师大附属中学月考)如图Z122所示,一列沿x 轴负方向传播的简谐横波,实线为t =0时刻的波形图,虚线为t = s 时的波形图,波的周期T > s ,则( )图Z122A 波的周期为 s B.波速为10 m/sC.在t = s 时,P 点沿y 轴正方向运动D.从t = s 起的 s 内,P 点经过的路程为 mE.在t = s 时,Q 点到达波峰位置5.(多选,2013年天津卷)一列简谐波沿直线传播,该直线上平衡位置相距9 m 的a ,b 两质点的振动图象如图Z123所示,下列描述该波的图象可能正确的是( )图Z123A B C D6.(多选,2014年吉林长春三模)一列简谐横波沿x轴正方向传播,t时刻波形图如图Z124中的实线所示,此时波刚好传到P点,t+ s时刻的波形如图中的虚线所示,a、b、c、P、Q是介质中的质点,则下列说法正确的是( )图Z124A.这列波的波速可能为50 m/sB.质点a在这段时间内通过的路程一定小于30 cmC.质点c在这段时间内通过的路程可能为60 cmD.若周期T= s,则在t+ s时刻,质点b、P的位移相同E.若周期T= s,从t+ s时刻开始计时,则质点c的振动方程为x=(πt) m7.如图Z125所示是一列简谐横波上A、B两点的振动图象,A、B两点相距8 m.求:图Z125这列波可能的波长和波速.8.一列简谐横波在x轴上传播,在t1=0和t2= s时刻,其波形图分别如图Z126中的实线和虚线所示,求:图Z126(1)该波的振幅和波长.(2)若这列波向右传播,波速是多少?若这列波向左传播,波速是多少?专题十二 机械振动 机械波 光 电磁波 相对论简介 第1讲 机械振动 1.B8.CD 解析:单摆做简谐运动的周期T =2πlg与摆球的质量无关,因此两单摆周期相同.碰后经过12T 都将回到最低点再次发生碰撞,下一次碰撞一定发生在平衡位置,不可能在平衡位置左侧或右侧,故C 、D 正确. 9.解:简谐运动振动方程的一般表达式为 x =A sin (ωt +φ0),根据题给条件有:A = m ,ω=2πf =π, 所以x = sin(πt +φ0) m ,将t =0时x 0= m 代入得= φ0, 解得初相φ0=π6或φ0=56π,因为t =0时,速度方向沿x 轴负方向,即位移在减小,所以取φ0=56π,所求的振动方程为x =(πt +56π) m,对应的振动图象如图D121所示.图D12110.解:(1)根据已知条件分析可得: T =×2 s= s.(2)若B 、C 之间距离为25 cm , 则振幅A =12×25 cm= cm振子 s 内通过的路程s =4T×4× cm=200 cm.(3)根据x =Asin ωt ,A = cm ,ω=2πT=2π得x = sin2πt (cm).振动图象为图D122.图D122第2讲 机械波 1.D。
机械振动一、选择题(本题共10个小题,每小题7分,共70分,每小题只有一个选项正确,请将正确选项前的字母填在题后的括号内) 1.下列说法中不正确的是( )A .将单摆从地球赤道移到南(北)极,振动频率将变大B .将单摆从地面移至距地面高度为地球半径的高度时,其振动周期将变到原来的2倍C .将单摆移至绕地球运转的人造卫星中,其振动频率将不变D .在摆角很小的情况下,将单摆的振幅增大或减小,单摆的振动周期保持不变解析:由单摆周期T =2πlg,南北两极处的重力加速度比赤道处大,周期变小,频率 变大,A 正确;由mg =G Mmr 2知,从地面移至距地面高度为地球半径高度时,重力加速度将变为原来的14,则周期变为原来的2倍,B 正确.人造卫星中的物体处于完全失重状态,单摆不摆动,C 错误,单摆的周期与振幅无关,D 正确. 答案:C2.单摆的摆球做简谐运动,它经过平衡位置时正好遇到空中飘落下来的一些小雨滴,小雨滴的速度可以忽略而质量不能忽略.小雨滴均匀附着在摆球表面上,则摆球在以后的振动中有关物理量的变化情况是( )A .最大速度不变,振幅不变,周期不变B .最大速度会略变小,振幅会略变小,周期也略变小C .最大速度会略变大,振幅会略变大,周期不变D .最大速度会略变小,振幅会略变小,周期不变解析:小雨滴与摆球相互作用的过程动量守恒,最大速度v 会略变小.由v 2=2gh 知, 振幅会略变小.但摆长不变,故周期不变. 答案:D3.两个相同的单摆静止于平衡位置,使摆球分别以水平初速v 1、v 2(v 1>v 2)在竖直平面内做小角度摆动,它们的频率与振幅分别为f 1,f 2和A 1,A 2,则( )A .f 1>f 2,A 1=A 2B .f 1<f 2,A 1=A 2C .f 1=f 2,A 1>A 2D .f 1=f 2,A 1<A 2解析:单摆的频率由摆长决定,摆长相等,频率相等,所以A 、B 错误;由机械能守恒, 小球在平衡位置的速度越大,其振幅越大,所以C 正确、D 错误. 答案:C4.如图所示,质量为m 的A 和质量为M 的B 两物块用线捆在一起,B 与竖直悬挂的轻弹 簧相连,它们一起在竖直方向上做简谐运动.在振动中两物块的接触面总处在竖直面内,设弹簧的劲度系数为 k .当物块组振动中通过平衡位置时A 受到的静摩擦力大 小为Ff 0,当它们向下离开平衡位置的位移为x 时,A 受到的 静摩擦力大小为Ff x ,则应有( )A .Ff 0=0B .Ff 0=(M -m )gC .Ff x =mg +mM +m kxD .Ff x =mM +mkx -mg解析:当物块组通过平衡位置时,回复力为零,故Ff 0=mg ,当它们向下离开平衡位置 的位移为x 时,对A 、B 整体,有kx =(M +m )a ;对A ,则有Ff x -mg =ma ,两式联立 解得Ff x =mg +mkxM +m .答案:C5.我们经常见到这样的现象,正在脱水的洗衣机,脱水桶转得较快时,机身振动并不强烈,但切断电源后,某时刻t ,洗衣机机身振动反而强烈起来,随着脱水桶转速变慢,机身振动又减弱,这种现象说明( ) A .t 时刻,洗衣机惯性最大 B .洗衣机出现了故障,需维修C .在t 时刻,转动周期等于洗衣机固有周期而发生共振D .脱水桶衣物太多解析:t 时刻机身质量不变,惯性不变,A 错.t 时刻振动强烈的根本原因是发生了共振, 并非出现了故障或衣物过多,故B 、D 均错,C 正确. 答案:C6.劲度系数为20 N/cm的弹簧振子的振动图象如图所示,在图中A点对应的时刻()A.振子所受的弹力大小为0.5 N,方向指向x轴负方向B.振子的速度方向为x轴正方向C.在0~4 s内振子做了1.75 次全振动D.在0~4 s内振子通过的路程为0.35 cm,位移为0解析:由图可知A时刻在t轴上方,位移x=0.25 cm,所以弹力F=-kx=-5 N,即弹力大小为5 N,方向指向x轴负方向,选项A不正确;过A点作图线的切线,该切线与x轴的正方向的夹角小于90°,切线斜率为正值,即振子的速度方向为x轴正方向,选项B正确.由图可知振子周期为2 s,故0~4 s内做了2次全振动,C错;0~4 s内路程为8×0.5 cm=4 cm,位移为0,故D错.答案:B7.细长轻绳下端拴一小球构成单摆,在悬挂点正下方12摆长处有一个能挡住摆线的钉子A,如图所示.现将单摆向左方拉开一个小角度,然后无初速地释放,对于以后的运动,下列说法中正确的是()A.摆球往返运动一次的周期比无钉子时的单摆周期大B.摆球在左、右两侧上升的最大高度一样C.摆球在平衡位置左右两侧走过的最大弧长相等D.摆线在平衡位置右侧的最大摆角是左侧的两倍解析:由T=2πlg知,l减小时T减小,摆球摆至右侧时,摆长减小,周期变小,故A错.因摆动中机械能守恒,故左、右两侧上升的最大高度相同,即选项B对.由几何知识知,摆球向右摆的最大偏角小于左侧最大偏角的两倍,故左、右两侧走过的最大弧长不相等,故C、D错.答案:B8.一质点做简谐运动的图象如图所示,下列说法正确的是()A.质点振动频率是4 HzB.在10 s内质点经过的路程是20 cmC.第4 s末质点的速度是零D.在t=1 s和t=3 s两时刻,质点位移大小相等、方向相同解析:由图象得T=4 s,f=0.25 Hz;A=2 cm,选项A错误.在第4 s末质点处于平衡状态,速度最大,C错误,在10 s内质点的路程为s=tT·4A=20 cm,B正确.在t=1 s 和t=3 s的时刻,质点位移大小相等、方向相反,D错误.答案:B9.如图所示,两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上,已知甲的质量大于乙的质量.当细线突然断开后,两物块都开始做简谐运动,在运动过程中()A.甲的振幅大于乙的振幅B.甲的振幅小于乙的振幅C.甲的最大速度小于乙的最大速度D.甲的最大速度大小乙的最大速度解析:由题意知,在细线末断之前两个弹簧所受到的弹力是相等的,所以当细线断开后,甲、乙两个物体做简谐运动的振幅是相等的,A、B错;两物体在平衡位置时的速度最大,此时的动能等于弹簧刚释放时的弹性势能,所以甲、乙两个物体的最大动能是相等的,则质量大的速度小,所以C 正确、D 错误. 答案:C10.一个质点在平衡位置O 点附近做简谐运动,若从O 点开始计时,经过3 s 质点第一次经过M 点(如图所示);再继续运动,又经过2 s 它第二次经过M 点;则该质点第三次经过M 点还需的时间是( ) A .8 s 或14 s B .4 s 或8 s C .14 s 或103 sD.103s 或8 s解析:设题图中a 、b 两点为质点振动过程的最大位移处,若开始计时时刻质点从O 点 向右运动,O →M 运动过程历时3 s ,M →b →M 过程历时2 s ,显然T4=4 s ,T =16 s .质点第三次经过M 点还需要的时间Δt 3=T -2=16-2=14 s .若开始计时时刻质点从O 点向左运动,O →a →O →M 运动过程历时3 s ,M →b →M 运动过程历时2 s ,显然,T2+T 4=4 s ,T =163 s .质点第三次再经过M 点所需要的时间Δt 3′=T -2 s =163 s -2 s =103 s ,故C 正确. 答案:C二、非选择题(本题共2小题,共30分,解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,有数值计算的要注明单位)11.(15分)将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力,图甲中O 点为单摆的悬点,现将小球(可视为质点)拉到A 点,此时细线处于张紧状态,释放摆球,则摆球在竖直平面内的ABC 之间来回摆动,其中B 点为运动中最低位置.∠AOB =∠COB =α,α小于10°且是未知量,图乙表示由计算机得到细线对摆球的拉力大小F 随时间变化的曲线,且图中t =0时刻为摆球从A 点开始运动的时刻,据力学规律和题中信息(g 取10 m/s 2)求:(1) 单摆的周期和摆长;(2)摆球质量及摆动过程中的最大速度.解析:(1)由图乙可知:单摆周期T =0.4π s .由公式 T =2πlg可求得摆长l =0.4 m. (2)mg cos α=F min =0.495 N.mg (l -l cos α)=12m v 2m ,F max -mg =m v 2ml .解得:m =0.05 kg, v m ≈0.283 m/s.答案:(1)0.4π s 0.4 m (2)0.05 kg 0.283 m/s12.(15分)如图所示,A 、B 两物体的质量都为m ,拉A 物体的细线与水平方向的夹角为30°时处于静止状态,不考虑摩擦力,设弹簧的劲度系数为k ,若悬线突然断开后,A 在水平面上做周期为T 的简谐运动,当B 落地时,A 恰好将弹簧压缩到最短,求:(1)A 振动时的振幅; (2)B 落地时的速度.解析:(1)线断前,线的拉力F =mg ,设此时弹簧伸长为x 0,F cos 30°=kx 0,得x 0= 3 mg2k线断后,在弹力作用下,A 做简谐运动的振幅为: A =x 0=3mg 2k. (2)A 将弹簧压缩到最短经历的时间t 为 t =(12+n )T (n =0,1,2…)在t 时间末B 落地,速度v 为v =gt =(2n +1)2gT (n =0,1,2…)答案:(1)3 mg 2k (2)(2n +1)2gT (n =0,1,2…)。