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通用版带答案高中物理选修一综合测试题题型总结及解题方法
1
单选题
1、一人站在静止于光滑平直轨道上的平板车上,人和车的总质量为M。现在这人双手各握一个质量均为m的铅球,以两种方式顺着轨道方向水平投出铅球:第一次是一个一个地投;第二次是两个一起投;设每次投掷时铅球相对车的速度相同,则两次投掷后小车速度之比为( )
A.2M+3m2(M+m)B.M+mM
C.1D.(2M+m)(M+2m)2M(M+m)
答案:A
因平直轨道光滑,故人与车及两个铅球组成的系统动量守恒;设每次投出的铅球对车的速度为u,第一次是一个一个地投掷时,有两个作用过程,根据动量守恒定律,投掷第一个球时,应有
0=(M+m)v-m(u-v)
投掷第二个球时,有
(M+m)v=Mv1-m(u-v1)
由两式解得
v1=(2M+3m)mu(M+m)(M+2m)
第二次两球一起投出时,有
0=Mv2-2m(u-v2)
解得
v2=2muM+2m
所以两次投掷铅球小车的速度之比
v1v2=2M+3m2(M+m)
故选A。
2、下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是( )
A.单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源
B.用红光和绿光分别做双缝干涉实验(λ红>λ绿),绿光干涉图样的条纹间距比红光大
C.双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源
D.在光屏上能看到光的干涉图样,但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生
答案:C
A.单缝的作用是获得线光源,而不是获得频率保持不变的相干光源,故A错误。
B.用红光和绿光分别做双缝干涉实验(λ红>λ绿),根据
Δx=ldλ
可知,绿光干涉图样的条纹间距比红光小,选项B错误;
C.两个双缝到单缝的距离相等,可获得两个振动情况相同的相干光源,故C正确。
D.在双缝与光屏之间的空间两光相遇处都会发生干涉。故D错误。
故选C。
3、如图所示,半径为R光滑的14圆弧轨道PA固定安装在竖直平面内,A点的切线水平,与水平地面的高度差为R,让质量为m=0.2kg的小球甲(视为质点)从P点由静止沿圆弧轨道滑下,从A点飞出,落在地面的B点,飞出后落到地面的水平位移为x=0.9m;把质量为M=0.4kg的小球乙(与甲的半径相同)静止放置在A点,让小球甲重新从P点由静止沿圆弧轨道滑下,与乙发生弹性碰撞,空气的阻力忽略不计、重力加速度g=10m/s2,下列说法正确的是( )
A.圆弧轨道的半径R=0.9m
B.乙从A点飞出至落至地面过程中重力的冲量大小为0.6N⋅s
C.甲、乙碰撞后乙的速度2.0m/s
D.乙对甲的冲量大小为1.2N⋅s
答案:C
A.甲由P到A,由机械能守恒定律可得
mgR=12mv02
甲由A到B,由平抛运动的规律可得
R=12gt2
x=v0t
综合解得
v0=3m/s
R=0.45m
t=0.3s
故A错误;
B.乙做平抛运动的时间为
t=0.3s
重力的冲量
IG=Mgt
计算可得
IG=1.2N⋅s
故B错误;
C.甲乙在A点发生碰撞,设碰后甲乙的速度分别为v1、v2,由动量守恒
mv0=mv1+Mv2
由能量守恒
12mv02=12mv12+12Mv22
综合解得
v1=-1m/s
v2=2m/s
故C正确;
D.甲乙在碰撞的过程中,对甲应用动量定理,可得乙对甲的冲量大小为
I=mv0-mv1=0.8N⋅s
故D错误。
故选C。
4、某透明均匀介质的截面图如图所示,直角三角形的直角边BC与半圆形直径重合,半圆形的圆心为点O,一束绿色光线从AC面上的E点射入该介质,入射光线的延长线过O点,且OE=OC,折射光线在半圆形界面处刚好发生全反射。若不考虑二次反射情况,则( )
A.若只将光线换成蓝光,光线在半圆形界面处的入射点将下移
B.若只将光线换成红光,光线在半圆形界面处的入射点将下移
C.增大光线与AC面的夹角,绿光将从半圆形界面处射出
D.增大光线与AC面的夹角,绿光在介质中的传播时间将变大
答案:B
AB.在同种介质中,n红<n绿<n蓝,由折射率
n=sinisinr
可知,在E处有r红>r绿>r蓝,作出光路图如图所示
A错误,B正确;
CD.增大光线与AC面的夹角会使绿光在介质中传播的距离变小,同时也会增大绿光在半圆形界面处的入射角,则绿光在介质中的传播时间变小,且仍旧在半圆形界面处发生全反射,CD错误。
故选B。
5、某学校办公大楼的楼梯每级台阶的形状和尺寸均相同,一小球向左水平抛出后从台阶上逐级弹下,如图,小球在每级台阶上弹起的高度相同,落在每级台阶上的位置到台阶边缘的距离也相同,不计空气阻力,则( )
A.小球与每级台阶的碰撞都是弹性碰撞
B.小球通过每级台阶的运动时间相同
C.小球在空中运动过程中的速度变化量在相等时间内逐渐增大
D.只要速度合适,从下面的某级台阶上向右抛出小球,它一定能原路返回
答案:B
A.由图可知,小球在台阶碰撞后最高点比原来低,则弹起的高度比原来小,机械能越来越小,因为不计空气阻力,可知碰撞中有能量损失,所以小球与每级台阶的碰撞不是弹性碰撞,故A错误;
B.小球在每级台阶上弹起的高度相同,在弹起过程中竖直方向由逆向思维可知做自由落体运动,假设弹起的高度为h1,下落的高度h2,则
t=2h1g+2h2g
可知小球通过每级台阶的运动时间相同,故B正确;
C.小球在空中运动过程中的加速度恒定为重力加速度,由Δv=gt知速度变化量在相等时间内不变,故C错误;
D.由于在上升过程中重力做负功,碰撞中有能量损失,所以小球不能原路返回,故D错误。
故选B。
6、如图所示质量分别为m1、m2的物体A、B静止在光滑的水平面上,两物体用轻弹簧连接,开始弹簧处于原长状态,其中m1<m2,某时刻同时在两物体上施加大小相等方向相反的水平外力,如图所示,从两物体开始运动到弹簧的伸长量达到最大值的过程中,弹簧始终处在弹性限度范围内。下列说法正确的是( )
A.两物体的动量一直增大
B.物体A、B的动量变化量之比为m1:m2
C.两物体与弹簧组成的系统机械能守恒
D.物体A、B的平均速度大小之比m2:m1
答案:D
A.当水平外力大于弹簧的弹力时,两物体做加速运动,则两物体的速度一直增大,动量一直增大,当水平外力小于弹簧的弹力时,两物体做减速运动,速度减小,动量减小,故选项A错误;
B.以两物体以及弹簧组成的系统为研究对象,因合外力为零则系统的动量守恒,以物体A运动方向为正方向,由动量守恒定律得
0=m1v1-m2v2
则有
m1v1=m2v2
成立,又物体A动量的变化量为
ΔpA=m1v1
物体B动量的变化量为
ΔpB=m2v2
可知两物体动量变化量之比为1:1,故选项B错误;
C.从施加外力到弹簧的伸长量最大的过程中,水平外力一直做正功,则两物体与弹簧组成的系统机械能一直增大,故选项C错误;
D.由于任意时刻两物体的动量均等大反向,则平均速度之比为
v1v2=m2m1
故选项D正确。
故选D。
7、一般来说现在的手机上都会有2个麦克风,一个比较大的位于手机下方,另一个一般位于手机顶部。查阅手机说明后知道手机内部上麦克风为降噪麦克风。进一步翻阅技术资料得知:降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波,从而实现降噪的效果。如图是理想情况下的降噪过程,实线对应环境噪声,虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。下列说法错误的是( )
A.降噪过程实际上是声波发生了干涉
B.降噪过程本质上是两列声波相遇时叠加的结果
C.降噪声波与环境噪声的传播速度一定相等
D.P点经过一个周期沿波的传播方向传播的距离为一个波长
答案:D
AB.由图看出,降噪声波与环境声波波长相等,波速相等,则频率相同,叠加时产生干涉,由于两列声波等幅反相,所以振动减弱,起到降噪作用,故AB正确;
C.机械波传播的速度由介质决定,则知降噪声波与环境噪声的传播速度相等,故C正确;
D.质点在平衡位置附近振动,不会随波迁移,故D错误。
本题选错误项,故选D。
8、2021年5月15日,中国自主研发的火星探测器“天问一号”成功着陆火星。已知在火星表面一摆长为L的单摆完成n次全振动所用的时间为t。探测器在离开火星表面返回时,在离火星表面高度为h的圆轨道以速度v绕其运行一周所用时间为T。已知引力常量为G,火星可视为匀质球体,则火星的密度为( )
A.6n2π2LGt2(vT-2πh)B.3πGT2C.6π2LGt2(vT-2πh)D.6n2π2LGTvt2
答案:A
根据单摆的周期公式得
tn=2πLg
根据黄金代换式
mg=GMmR2
根据圆周运动得
v=2πR+hT
根据密度公式
M=ρ⋅43πR3
解得
ρ=6n2π2LGt2(vT-2πh)
故选A。
9、如图所示,质量为m的小球静止在竖直放置的轻弹簧上,小球和弹簧拴接在一起。现用大小为12mg的拉力F竖直向上拉动小球,当小球向上运动的速度达到最大时撤去拉力。已知弹簧始终处于弹性限度内,弹簧的劲度系数为k,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.小球运动到最高点时,弹簧处于压缩状态
B.小球返回到初始位置时的速度大小为gkmk
C.小球由最高点返回到初始位置的过程,小球的动能先增加后减少
D.小球由最高点运动到最低点的过程,小球和弹簧组成的系统势能一直减小
答案:A
A.设开始弹簧被压缩的长度为x0,根据平衡条件得
x0=mgk
撤去拉力F时,小球的速度最大,合力等于零,设此时弹簧被压缩的长度为x1,根据平衡条件得
kx1+12mg=mg
解得
x1=mg2k=12x0
如果不撤去拉力,小球将做振幅为12x0 的简谐运动,最高点在弹簧原长位置;撤去拉力后,小球的最高点将在弹簧原长位置以下,所以小球运动到最高点时,弹簧处于压缩状态,A正确;
B.小球从初位置到返回初始位置的过程中,根据动能定理得
Fx1=12mv2
解得
v=g2k2mk
B错误;
C.小球由最高点返回到初始位置的过程,弹簧的弹力始终小于小球的重力,小球的合力始终向下,合力始终做正功,小球的动能始终增加,C错误;
D.小球由最高点运动到最低点的过程,小球的动能先增加后减小,因小球和弹簧组成的系统机械能守恒,则系统的势能先减小后增大,D错误。
故选A。
10、如图1是用光传感器研究激光通过单缝或双缝后光强分布的装置图,铁架台上从上到下依次为激光光源、偏振片、缝、光传感器。实验中所用的单缝缝距为0.08mm,双缝间距为0.25mm。光源到缝的距离为17cm,缝到传感器的距离为40cm,实验得到的图像如图2、图3所示,则( )
A.题图2所用的缝为双缝,题图3所用的缝为单缝
B.旋转偏振片,题2、题3两幅图像不会发生明显变化
C.仅减小缝到传感器的距离,题2、题3两幅图像不会发生明显变化
D.实验中所用的激光波长约为620nm
答案:D
A.由干涉、衍射图样特点可知题图2所用的缝为单缝,题图3所用的缝为双缝,A错误;
B.激光是偏振光,故旋转偏振片,题2、题3两幅图像会发生明显变化,B错误;
C.由Δx=ldλ可知,仅减小缝到传感器的距离,题2、题3两幅图像会发生明显变化,C错误;
D.由Δx=ldλ可知,实验中所用的激光波长约为
λ=dΔxl=620nm
D正确;
故选D。
11、下列关于动能、动量、冲量的说法中正确的是( )
A.若物体的动能发生了变化,则物体的加速度也发生了变化
B.若物体的动能不变,则动量也不变
C.若一个系统所受的合外力为零,则该系统内的物体受到的冲量也为零
D.物体所受合力越大,它的动量变化就越快
答案:D
A.若物体的动能发生了变化,则速度的大小一定变化,但是物体的加速度不一定发生变化,例如物体做平抛运动,下落的加速度为重力加速度不变,但物体的动能发生了变化,A错误;
B.若物体的动能不变,则速度的大小不变,但是速度的方向可能变化,动量可能变化,例如物体做匀速圆周运动,选项B错误;
C.若一个系统所受的合外力为零,则该系统的每个物体受到的冲量不一定为零,例如子弹射入放在光滑水平面的木块中时,选项C错误;
D.根据动量定理
F·Δt=Δp
可知
F=ΔpΔt
即物体所受合外力越大,它的动量变化就越快,D正确;
故选D。
12、一弹簧振子在水平面内做简谐运动的x-t图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.t1时刻和t2时刻具有相同的动能和动量
B.从t2到1.0s时间内加速度变小,速度减小
C.弹簧振子的振动方程是x=0.10sinπt(m)
D.t2=3t1
答案:C
A.由x-t图像知,t1时刻和t2时刻振子的位移相同,速度大小相等、方向相反,故弹簧振子具有相同的动能,动量大小相等、方向相反,A错误;
B.由图中t2到1.0s时间内振子靠近平衡位置,故位移变小,则加速度变小,速度增大,B错误;
C.由图知弹簧振子振动周期为2.0s,则
ω=2πT=πrad/s
故振动方程为
x=Asinωt=0.10sinπt(m)
C正确;
D.x=0.05m代入C解析中的函数关系,可得
t1=112T
t2=512T
可知t2=5t1,D错误。
故选C。
13、下列说法正确的是( )
A.在干涉现象中,振动加强点的位移总比减弱点的位移要大
B.单摆在周期性外力作用下做受迫振动,其振动周期与单摆的摆长无关
C.火车鸣笛向我们驶来时,我们听到的笛声频率将比声源发声的频率低
D.当水波通过障碍物时,只有障碍物或小孔的尺寸比波长小时,才发生明显的衍射现象
答案:B
A.在干涉现象中,振动加强点的振幅总比减弱点的振幅要大,位移不一定比减弱点的位移大,A错误;
B.单摆在周期性外力作用下做受迫振动,其振动周期由驱动力周期决定,与单摆的固有周期无关,故与单摆的摆长无关,B正确;
C.火车鸣笛向我们驶来时,根据多普勒效应可知,我们接收的频率高于波源发出的频率,C错误;
D.当水波通过障碍物时,障碍物或小孔的尺寸与波长相比差不多或更小时,才发生明显的衍射现象,D错误。
故选B。
14、一束红光射向一块有双缝的不透光的薄板,在薄板后的光屏上呈现明暗相间的干涉条纹。现在将其中一条窄缝挡住,让这束红光只通过一条窄缝,则在光屏上可以看到( )
A.与原来相同的明暗相间的条纹,只是明条纹比原来暗些
B.与原来不相同的明暗相间的条纹,而且中央明条纹比两侧的宽些
C.只有一条与缝宽对应的明条纹
D.无条纹,只存在一片红光
答案:B
这束红光通过双缝产生了干涉现象,说明每条缝都很窄,这就满足了这束红光发生明显衍射现象的条件,这束红光形成的干涉图样特点是,中央出现明条纹,两侧对称地出现等间隔的明暗相间条纹;这束红光通过单缝时形成的衍射图样特点是,中央出现较宽的明条纹,两侧对称地出现不等间隔的明暗相间条纹,且距中央明条纹远的明条纹亮度迅速减弱,所以衍射图样看上去明暗相间的条纹数量较少,故B正确,ACD错误。
故选B。
15、一列简谐横波沿x轴传播,t=0时的波形如图中实线所示,t=0.6s时的波形如图中虚线所示,则其波速大小的可能值是( )
A.15m/sB.25m/sC.30m/sD.45m/s
答案:D
设波的周期为T,若波沿x轴正方向传播,则
Δt=0.6s=3T8+nT(n=0,1,2,3…) ①
解得
T=4.88n+3s(n=0,1,2,3…) ②
则波速为
v=λT=40n+153m/s(n=0,1,2,3…) ③
若波沿x轴负方向传播,则
Δt=0.6s=5T8+nT(n=0,1,2,3…) ④
解得
T=4.88n+5s(n=0,1,2,3…) ⑤
则波速为
v=λT=40n+255m/s(n=0,1,2,3…) ⑥
将四个选项中波速值代入③⑥中,可知只有D项使⑥式的n有整数解。
故选D。
多选题
16、下面关于光的偏振现象的应用正确的是( )
A.自然光通过起偏器后成为偏振光,利用检偏器可以检验出偏振光的振动方向
B.茶色眼镜利用了光的偏振现象
C.立体电影利用了光的偏振现象
D.拍摄日落时水面下的景物时,在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响
答案:ACD
A.自然光透过一个偏振片后就成为偏振光,利用检偏器可以检验出偏振光的振动方向,故A正确;
B.茶色眼镜利用了金属化合物在玻璃中变色而形成的色彩,故B错误;
C.立体电影放映的时候是用双镜头放映机,其中每个镜头前放有偏振方向不同的偏振光片。观众戴的眼镜上也有相对应方向的偏振光片,这样每只眼睛就只能看到一个镜头所投影的图像,故C正确;
D.拍摄日落时水面下的景物时,为防止反射光影响,在镜头的前面装一个偏振片,可以减弱水面反射光的影响,故D正确。
故选ACD。
17、一个弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动,其中有两个时刻弹簧对振子的弹力大小相等,但方向相反,那么这两个时刻弹簧振子的( )
A.速度一定大小相等,方向相反B.加速度一定大小相等,方向相反
C.位移一定大小相等,方向相反D.以上三项都不对
答案:BC
BC.由弹簧振子的运动规律知,当弹簧弹力大小相等、方向相反时,这两时刻振子的位移大小相等、方向相反,加速度大小相等、方向相反,BC正确。
AD.由于振子的运动方向在两时刻可能相同,也可能相反,故AD错误。
故选BC。
18、图1为医生正在为病人做B超检查,B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波,遇到人体组织会产生不同程度的反射,探头接收到的超声波信号由计算机处理,从而形成B超图像。图2为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像,t=0时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为1×107 Hz。下列说法正确的是( )
A.血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为1.4×103 m/s
B.质点M开始振动的方向沿y轴正方向
C.t=1.25×10-7 s时质点M运动到横坐标x=3.5×10-4 m处
D.0~1.25×10-7 s内质点M的路程为2 mm
E.t=1.25 ×10-7s时质点N开始振动,振动方向沿y轴负方向
答案:ADE
A.由题图2知波长
λ=14×10-2 mm=1.4×10-4m
由
v=λf
得波速
v=1.4×10-4×1×107 m/s=1.4×103 m/s
选项A正确;
B.根据波动与振动方向间的关系,质点M开始振动的方向沿y轴负方向,选项B错误;
C.质点M只会上下振动,不会随波迁移,选项C错误;
D.质点M振动的周期
T=1f=11×107s=1×10-7 s
由于
ΔtT=1.25×10-71×10-7=54
质点M在0~1.25×10-7s内运动的路程
l=54×4A=54×4×0.4 mm=2mm
选项D正确;
E.根据波动与振动方向间的关系,质点N开始振动的方向沿y轴负方向,超声波由M点传到N点的时间为
t=MNv=(35-17.5)×10-51.4×103 s=1.25 ×10-7s
故E正确。
故选ADE。
19、如图所示是指纹识别原理图,它利用了光学棱镜的全反射特性。在指纹谷线(凹部)处入射光在棱镜界面发生全反射;在指纹脊线(凸部)处入射光的某些部分被吸收或者漫反射到别的地方。这样就在指纹模块上形成了明暗相间的图像。下列说法正确的有( )
A.从指纹谷线处反射的光线更亮一些
B.产生的明暗相间指纹图像是由于光的干涉造成的
C.手机贴膜后再进行指纹识别,反射光的频率将发生变化
D.手指湿润后识别率降低,是因为明暗条纹的亮度对比下降了
答案:AD
A.在指纹谷线(凹部)处入射光在棱镜界面发生的是全反射,则从指纹谷线处反射的光线更亮一些,A正确;
B.光的干涉需要两个相干光源,入射到谷线和脊线的光线不是相干光, B错误;
C.在光的反射和折射过程中,光的频率不变,C错误;
D.手指湿润后在手指表面形成水膜会使明暗条纹的亮度对比下降,识别率降低,D正确。
故选AD。
20、关于横波和纵波,下列说法正确的是( )
A.对于纵波,质点的振动方向和波的传播方向有时相同,有时相反
B.对于横波,质点的运动方向与波的传播方向一定垂直
C.形成纵波的质点随波一起迁移
D.空气介质只能传播纵波
答案:ABD
A B.质点的振动方向与波的传播方向垂直的波是横波,质点的振动方向与波的传播方向平行的波是纵波,纵波质点的运动方向与波的传播方向有时相同,有时相反,A、B正确;
C.无论横波还是纵波,质点都不随波迁移,C错误;
D.横波不能靠空气传播,空气只能传播纵波,D正确。
故选ABD。
21、下列说法中正确的有( )
A.光在介质中的速度小于光在真空中的速度
B.紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射
C.光的偏振现象说明光是纵波
D.由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空气,在不断增大入射角时水面上首先消失的是绿光
答案:AD
A.根据
v=cn
可知,光在介质中的速度小于在真空中的速度,A正确;
B.紫外线比紫光的波长短,更不容易发生衍射,而对于干涉只要频率相同、相位差恒定即可发生,B错误;
C.光的偏振现象说明光是横波,而不是纵波,C错误;
D.绿光的折射率大于红光的折射率,由临界角公式
sinC=1n
知,绿光的临界角小于红光的临界角,当光从水中射向空气,在不断增大入射角时,在水面上绿光先发生全反射,从水面上先消失,D正确。
故选AD。
22、一频率为600 Hz的声源以20 rad/s的角速度沿一半径为0.80 m的圆周做匀速圆周运动,一观察者站在离圆心很远的P点且相对于圆心静止,如图所示,下列判断正确的是( )
A.观察者接收到声源在A点发出声音的频率大于600 Hz
B.观察者接收到声源在B点发出声音的频率等于600 Hz
C.观察者接收到声源在C点发出声音的频率等于600 Hz
D.观察者接收到声源在D点发出声音的频率小于600 Hz
答案:AB
根据多普勒效应,当声源和观测者相向运动时,观测者接收到的声音的频率高于声源;当声源和观测者相背运动时,观测者接收到的声音的频率低于声源。把速度方向标出来,A点有接近的趋势,频率变大;C点有远离的趋势,频率变小;B、D点速度方向垂直于OP,频率不变,故AB正确,CD错误。
故选AB。
23、如图所示,a、b和c都是厚度均匀的平行玻璃板,a和b、b和c之间的夹角都为β,一细光束由红光和蓝光组成,以入射角θ从O点射入a板,且射出c板后的两束单色光射在地面上P、Q两点,由此可知( )
A.射到Q点的光在玻璃中的传播速度较小,波长较短
B.若稍微增大入射角θ,射出c板后的两束单色光与入射光不平行
C.若射出后的光分别通过同一双缝发生干涉现象,则射到P点的光形成干涉条纹的间距小
D.若稍微增大入射角θ,光从b板上表面射入到其下表面时,在该界面上不可能发生全反射
答案:CD
A.根据红光和蓝光的折射率特点,P点出射的应该是蓝光,Q点出射的应该是红光,由n=cv可知,红光在玻璃中的折射率小,因而其在玻璃中的传播速度较大,波长较长,A错误;
B.根据光的折射规律,画出光线经过两平行玻璃砖折射后的光路图
由几何关系可知在平行玻璃板上下两侧的入射光线和出射光线应该是平行的,即使平行玻璃板增加到三块,这个规律仍然存在,故射出板后的两束单色光仍与入射光平行,B错误;
C.由Δx=ldλ可知,蓝光形成干涉条纹的间距小,故C正确;
D.光从空气射入平行玻璃板时入射角大于折射角,入射角达不到90°,则玻璃中的折射角就小于全反射临界角,根据光路可逆性,光从b板上表面射入到其下表面时,其入射角也一定小于全反射临界角,故在该界面上不可能发生全反射,D正确。
故选CD。
24、一条细线下面挂一个小球,让它自由摆动,它的振动图象如图所示。则下列说法正确的是( )
A.该单摆的摆长大约为1m
B.若将此单摆置于向上匀加速的升降机中,单摆的周期会大于2s
C.若将此单摆置于向下匀加速的升降机中,单摆的周期会大于2s
D.根据图中的数据不能估算出它摆动的最大摆角
答案:AC
AD.根据图像可得周期为2s,振幅A=4cm,根据
T=2πLg
解得
L≈1m
则摆线偏离竖直方向的最大摆角的正弦值
sinθ=AL=0.04
D错误A正确;
B.单摆置于向上匀加速的升降机中,小球处于超重状态,等效重力加速度g0
g0>g
根据
T=2πLg
则单摆的周期会小于2s,B错误;
C.单摆置于向下匀加速的升降机中,小球处于失重状态,等效重力加速度g0
g0<g
根据
T=2πLg
则单摆的周期会大于2s,C正确。
故选AC。
25、下列关于“探究碰撞中的不变量”实验叙述中正确的是( )
A.实验中探究不变量的对象是相互碰撞的两个物体组成的系统
B.实验对象在碰撞过程中存在内部相互作用的力,但外界对实验对象的合力为零
C.物体的碰撞过程,就是机械能的传递过程,可见,碰撞过程中的不变量就是机械能
D.利用气垫导轨探究碰撞中的不变量,导轨必须保持水平状态
E.两个物体碰撞前要沿同一直线,碰撞后可不沿同一直线运动
答案:ABD
AB.实验的形式可以改变,但是“探究碰撞中的不变量”实验研究的始终是两个相互碰撞的物体组成的整体系统。在此过程中,摩擦力为0,整体外力合力为0,AB正确;
C.“探究碰撞中的不变量”实验为验证动量守恒定律,所以碰撞中守恒的是动量,不是机械能,C错误;
D.利用气垫导轨探究碰撞中的不变量,为准确测量,导轨必须保持水平状态,D正确;
E.保证两物体发生的是一维碰撞,两物体碰撞前后要沿同一直线运动,E错误。
故选ABD。
填空题
26、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,2s时第一次经过B点,已知振子经过A、B两点时的速度大小相等,2s内经过的路程为6m,则该简谐运动的周期为______s,振幅为______m。
答案: 4 3
[1][2]振子从A点向右开始计时,振子先到达右侧最大位移处,再反向到达平衡位置,最后到达B点用时2s,因B点的速度大小和A点速度大小相等,则说明AB关于平衡位置对称;则可知2s时间对应T2,故周期
T=2×2s=4s
因半个周期内对应的路程为2A,则有
2A=6m
解得
A=3m
27、振子从平衡位置出发到又回到平衡位置的时间为一个周期。 _____(判断对错)
答案:错
简谐运动中,振子从平衡位置到最大位移的时间为T4,从最大位移回到平衡位置的时间为T4,则振子从平衡位置出发到又回到平衡位置只完成半个全振动,则振子从平衡位置出发到又回到平衡位置的时间为半个周期,故以上说法是错误的。
28、如图所示,一个位于原点O的波源沿y轴做简谐运动,振动周期为4s,形成沿x轴传播的双向波。该波的波速v=____________m/s,位于平衡位置的x1=-1m和x2=1m两点振动方向____________(选填“相同”或“相反”)。
答案: 1 相同
[1]由图可知,波长为
λ=4m
则该波的波速为
v=λT=44ms=1ms
[2]位于平衡位置的x1=-1m的点振动方向沿y轴正方向,位于平衡位置的两点振动方向沿y轴正方向,所以位于平衡位置的x1=-1m和x2=1m两点振动方向相同。
29、光栅由许多____的狭逢构成的,两透光狭逢间距称为_____,当入射光垂直入射到光栅上时,衍射角k,衍射级次K满足的关系式是____,用此式可通过实验测定____和____。
答案: 等间距 光栅常数 a+bsinφk=kλ 光的波长 光栅常数
[1]由大量等宽等间距的平行狭缝构成的光学器件称为光栅;
[2]光栅常数是光栅两刻线之间的距离,即两透光狭逢间距;
[3][4][5]当入射光垂直入射到光栅上时,衍射角k,衍射级次K满足
a+bsinφk=kλ
其中a+b是光栅常数,λ为光的波长,则可通过此式测定光的波长与光栅常数。
30、气垫导轨进行力学实验可以最大限度地减少___________的影响,它主要有导轨、___________和___________三部分组成。
答案: 阻力 气垫 滑块
[1]气垫导轨进行力学实验可以最大限度地减少接触面间的阻力影响。
[2][3]气垫导轨主要有气垫、滑块三部分组成。
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