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通用版带答案高中物理选修一综合测试题考点大全笔记
1
单选题
1、如图所示,小木块A用细线悬挂在O点,此刻小木块的重力势能为零。一颗子弹以一定的水平速度射入木块A中,并立即与A有共同的速度,然后一起摆动到最大摆角为α处。如果保持子弹入射的速度大小不变,而使子弹的质量增大,则最大摆角α、子弹的初动能与木块和子弹一起达到最大摆角时的机械能之差ΔE有( )
A.α角增大,ΔE也增大B.α角增大,ΔE减小
C.α角减小,ΔE增大D.α角减小,ΔE也减小
答案:A
设子弹的初速度为v0,质量为m,木块A的质量为M,在子弹与木块相互作用达到共同速度的过程中,因时间极短,二者组成的系统动量守恒,则有
mv0=(M+m)v
解得
v=mv0M+m
子弹和木块一起摆动到最大摆角过程,根据机械能守恒可得
12(M+m)v2=(M+m)gL(1-cosα)
解得
cosα=1-v22gL=1-m2v022gL(M+m)2=1-v022gL(Mm+1)2
则m越大,cosα越小,则α角也越大。获得共同速度后,在向上摆动的过程中,A和B的机械能守恒,则初态的机械能等于末态的机械能,所以子弹的初动能与系统在最高点时的机械能之差
ΔE=12mv02-12(M+m)v2=12mv02⋅Mm+M=Mv022(1+Mm)
则m越大,ΔE越大。
故选A。
2、如图所示,M、N和P为“验证动量守恒定律”实验中小球的落点。已知入射球质量为m1,被碰球质量为m2,如果碰撞中动量守恒,则有( )
A.m1·(OP-OM)=m2·ON
B.m1·(OP-OM)=m2·O'N
C.m1·(OP+OM)=m2·O'N
D.m1·OP=m2·(O'N+OM)
答案:B
不放被碰小球时,落点为P,则水平位移为OP;放上被碰小球后小球a、b的落地点依次是图中水平面上的M点和N点,则水平位移为OM和O′N;碰撞过程中,如果水平方向动量守恒,由动量守恒定律得
m1v1=m1v1'+m2v2
小球做平抛运动时抛出点的高度相等,它们在空中的运动时间t相等,两边同时乘以时间t
m1v1t=m1v1't+m2v2t
得
m1OP=m1OM+m2O'N
变形可得
m1(OP-OM)=m2O'N
故选B。
3、位于同一高度的两个相同小球A、B,A球自由释放,B球以速度v0平抛,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.A,B两球落地时动量相同
B.A,B两球落地时动能相同
C.A球运动过程中,相等时间内动量改变量相同
D.A球运动过程中,相等时间内动能变化相同
答案:C
AC.两球落地时的速度方向不同,则其动量不同,根据动量定理,自由落体运动的时间和平抛运动的时间相等,则有
mgt=△p
可知相同时间内动量的改变量相同,故A错误,C正确;
B.由动能定理
mgh=12mv2-12mv02
因h一样,而v0不同,则其落地动能不同,故B错误;
D. 在相同时间内因竖直方向下落高度不一样,则其动能的改变量不相同,故D错误。
故选C。
4、波在传播过程中,下列说法正确的是( )
A.介质中的质点随波的传播而迁移
B.波源的能量随波传递
C.振动质点的频率随着波的传播而减小
D.波源的能量靠振动质点的迁移来传播
答案:B
A.介质中的质点随波的传播不迁移,A错误;
B.波源的能量随波传递,B正确;
C.振动质点的频率随着波的传播而不变,C错误;
D.质点只振动不迁移,D错误。
故选B。
5、将模型火箭放在光滑水平面上点火,燃气以某一速度从火箭喷口在很短时间内全部喷出。火箭在水平面上滑行,在燃气从火箭喷口喷出的过程中,下列说法正确的是(空气阻力可忽略)( )
A.火箭对燃气作用力的冲量大于燃气对火箭作用力的冲量
B.火箭对燃气作用力的冲量与燃气对火箭作用力的冲量大小相等
C.火箭的动量比喷出燃气的动量大
D.火箭的动能比喷出的燃气动能大
答案:B
AB.由于火箭对燃气作用力与燃气对火箭作用力是作用力和反作用力,故两者的冲量总是大小相等的,故A错误,B正确;
C.由于火箭和燃气组成的系统在燃气喷出前后动量守恒,由动量守恒定律可知,火箭的动量的大小与喷出燃气的动量大小相等,故C错误;
D.由于火箭的质量大于燃气的质量,由
Ek=P22m
可知火箭的质量大于燃气的质量,故火箭的动能比喷出的燃气动能小,故D错误。
故选B。
6、质量为m的某质点在恒力F1作用下从A点由静止出发,当其速度为vm时立即将F1改为相反方向的恒力F2,质点总共经历时间t运动至B点刚好停下。若该质点以速度v匀速通过A、B两点时,其经历的时间也为t,则( )
A.无论F1、F2为何值,vm均为2v
B.随着F1、F2的取值不同,vm可能大于2v
C.F1、F2的冲量大小不相等
D.F1、F2的冲量一定大小相等、方向相同
答案:A
AB.在恒力F1和F2作用下运动时,有
sAB=0+vm2t1+vm+02t2=vm2(t1+t2)=vm2t
匀速运动时,有
sAB=vt
联立解得
vm=2v
故A正确,B错误;
CD.对恒力F1和F2的冲量,有
I1=F1t1=mvm-0
I2=F2t2=0-mvm
故冲量大小相等,方向相反,故CD错误。
故选A。
7、为研究光的干涉规律,小明用激光做双缝干涉实验。他用频率为f的红色激光垂直照射双缝,观察到了干涉条纹。光速为c,下列说法正确的是( )
A.实验中若将入射光由红光换成紫光,相邻两个亮条纹间距将变大
B.如果将双缝的间距变大,则相邻两个亮条纹的间距将变大
C.在光屏的P点出现第三条暗条纹,则P点到双缝S1、S2的距离之差为5c2f
D.如果将整个装置放到水中做实验,相邻两个亮条纹间距将变大
答案:C
AB.将入射光由红光换成紫光,则波长变短,根据双缝干涉条纹间距公式
Δx=Ldλ
可知,波长变短,相邻亮条纹间距变小;若将双缝的间距变大,相邻亮条纹间距变小,A、B错误;
C.光屏上P点出现第三条暗条纹,P点到双缝的矩离之差为
52λ=5c2f
C正确;
D.真空(或空气)中波长为λ的光,在折射率为n的水中波长变为
λ'=λn
光线到水中时波长变短,相邻亮条纹间距变小,D错误。
故选C。
8、一个人站在湖边,观察离岸一段距离的水下的一条鱼,这个人看到的鱼的位置和鱼在水下真实的位置相比较,下列说法中正确的是( )
A.在鱼真实位置的正上方某处
B.在鱼真实位置下方偏向观察者的某处
C.在鱼真实位置上方偏向观察者的某处
D.所给条件不足,无法确定观察到的鱼的位置
答案:C
如图所示画出光路图
所以这个人看到的鱼的位置在鱼真实位置上方偏向观察者的某处,故C正确,ABD错误。
故选C。
9、如图所示,一列简谐横波沿x轴正向传播,实线为t=0时刻的波形,虚线为t=0.15s时的波形,P为平衡位置在x=3m处的质点,Q为平衡位置在x=9m处的质点。0.15s时间内,质点P运动的路程小于8cm,则下列判断不正确的是( )
A.0.15s时间内,质点P的路程为4+22cm
B.质点Q振动的周期为0.4s
C.若此波遇到宽度为7.8m的障碍物时能发生明显的衍射现象
D.质点Q的振动方程为y=4sin5πt(cm)
答案:D
AB.由于0.15s时间内,质点P运动的路程小于8cm,即t=0.15s小于半个周期,波在t=0.15s时间内向前传播了3m,则波速为
v=Δxt=30.15m/s=20m/s
周期为
T=λv=820s=0.4s
因此P质点振动了38T=0.15s,其路程为4+22cm,故AB都正确;
C.此波的波长为8m,遇到宽度为7.8m的障碍物时能发生明显的衍射现象,故C正确;
D.质点Q在t=0时刻处于平衡位置正在向下振动,初相位为π,则振动方程为
y=Asinωt+φ=-4sin2π0.4tcm=-4sin5πtcm
故D项错误。
故选D。
10、三块相同的木块A、B、C,自同一高度由静止开始下落,其中B在开始下落时被一个水平飞来的子弹击中并嵌人其中,木块C在下落一半高度时被水平飞来的一子弹击中并嵌人其中,若三个木块下落到地面的时间分别为tA、tB、tC,则( )
A.tA=tB=tC
B.tA=tB<tC
C.tA<tB<tC
D.tA<tB=tC
答案:B
木块A做自由落体运动,木块B在刚要下落瞬间被子弹射中,并留在其中,木块B与子弹一起做平抛运动。竖直方向A、B均做自由落体运动,且下落高度相同,故二者下落时间相同,即
tA=tB
木块C落下一定距离后被同样的子弹水平射中,也留在其中,在子弹击中木块过程中,竖直方向动量守恒,根据动量守恒定律可知,由于子弹进入木块后总质量变大,所以木块竖直方向的速度变小,木块落地时间延长,木块C在空中的运动时间比A、B时间长,即
tA=tB<tC
则AB同时落地,C最后落地。
故选B。
11、如图所示,光滑半圆弧轨道竖直固定在水平面上,A、B是半圆弧轨道的两个端点且A、B连线水平,将物块甲从A上方某一高度处静止释放,进入半圆弧轨道后与静止在轨道最低点的物块乙发生弹性碰撞,之后两物块恰好能运动到A、B两端点,两物块均可视为质点。若将甲、乙初始位置互换,其余条件不变,则碰后甲、乙两物块第一次上升的最大高度之比为( )
A.9:1B.5:2C.5:4D.6:1
答案:A
设甲、乙两物块的质量分别为m、M,甲物块从初始位置运动到半圆弧轨道最低点的速度为v,碰后甲、乙的速度分别为v1、v2,甲、乙两物块发生弹性碰撞,有
mv=mv1+Mv2
12mv2=12mv12+12Mv22
联立解得
v1=m-Mm+Mv
v2=2mm+Mv
两物块碰后恰好能运动到A、B两点,由机械能守恒定律可知,碰后两物块的速度大小相等,解得
M=3m
若乙物块从同一高度处静止释放,则碰前乙物块的速度也为v,设甲、乙两物块碰后速度分别为v3、v4,同理可得
v3=2MM+mv=32v
v4=M-mM+mv=12v
由机械能守恒定律可得碰后甲、乙两物块第一次上升的最大高度之比为9:1。
故选A。
12、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。
13、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.该波沿x轴负方向传播B.0~1s时间内,质点P沿x轴运动了1.6cm
C.该波的波速为1.6m/sD.在任意1s的时间内,质点P运动的路程一定是2m
答案:D
A. 由图2知t=0时质点P位于平衡位置沿y轴正向振动,由图1根据波的平移法知该波沿x轴正方向传播,故A错误;
B.质点P不随波迁移,不沿x轴运动,故B错误;
C.由图1知该波的波长λ=1.6×10-2m,由图2知该波的周期T=1×10-5s,则该波的波速为
v=λT=1.6×10-21×10-5m/s=1.6×103m/s
故C错误;
D.由图1知振幅为A=5×10-6m,在任意1s的时间内,质点P运动的路程
S=tT×4A=11×10-5×4×5×10-6m=2m
故D正确。
故选D。
14、如图,光滑水平面上置有质量分别为mA=6kg和mB=2kg的物块A、B,两物块间用劲度系数k=200N/m的轻质弹簧相连,其中A紧靠竖直墙壁,弹簧处于原长。已知弹簧振子的周期公式为T=2πmk,其中k为弹簧劲度系数,m为振子质量。现用水平向左的力F缓慢推动物块B,到达某一位置时保持静止,此过程力F做的功为25J;瞬间撤去推力F,下列说法正确的是( )
A.弹簧第一次恢复原长过程中,物块A、B及弹簧组成的系统机械能和动量都守恒
B.弹簧第一次恢复原长过程中,墙壁对物块A的冲量为30N⋅s
C.弹簧第一次恢复原长过程中,弹簧对B的平均作用力大小为200πN
D.在撤去推力F后的运动过程中,物块A的最大速度为3m/s
答案:C
A.弹簧第一次恢复原长的过程中,系统机械能守恒,但动量不守恒,A的速度为零,B的速度增大,所以系统动量增加,故A错误;
B.弹簧第一次恢复原长过程中,根据题意力F做功为
W=25J
由功能关系和机械能守恒可知,弹簧第一次原长时A的速度为零,则有
W=12mBvB2
解得
vB=5m/s
由于A静止不动,因此墙对A的冲量大小等于弹簧对A的冲量大小,弹簧对A的冲量大小等于弹簧对B的冲量大小,则有
I=mBvB-0=10N⋅s
故B错误;
C.由
T=2πmBk
解得
T=π5s
弹簧第一次恢复原长的时间
t=14T=π20s
由
I=F⋅t
解得
F=It=200πN
故C正确;
D.弹簧第二次恢复原长过程中,A加速,B减速;弹簧第二次恢复原长时,A的速度最大,由动量守恒得
mBvB=mAv'A+mBv'B
由机械能守恒得
12mBvB2=12mAv'A2+12mBv'B2
解得
v'A=2.5m/s,v'B=-2.5m/s
故D错误。
故选C。
15、固定的半圆形玻璃砖的横截面如图所示,O点为圆心,OO'为直径MN的垂线。足够大的光屏盯紧靠在玻璃砖的左侧且垂直于MN。一细束单色光沿半径方向射向圆心O点,入射光线与OO'夹角为θ。已知半圆形玻璃砖半径R=20cm,该玻璃砖的折射率为n=3。刚开始θ角较小时,光屏EF上出现两个光斑(图中未画出)。现逐渐增大θ角,当光屏EF上恰好仅剩一个光斑时,这个光斑与M点之间的距离为( )
A.102cmB.103cmC.202cmD.203cm
答案:C
A. 当θ较小时,由于反射和折射现象,所以EF屏上拙现两个光斑。当θ逐渐增大到一个值C时,即θ=C,光屏上两个光斑恰好变成一个(如图所示)
说明此时光线恰好在MN面发生全反射,由临界角公式
sinC=1n=13= 33
此时θ=C,则
sinθ=33
设A为屏上光斑,在△OMA中
sinθ=MOAO=33
由几何关系可知
MO=R=20cm
AO=203 cm
且
AO2=MO2+MA2
代入可得
MA=202cm
故C正确,ABD错误。
故选C。
多选题
16、如图(a)所示,在某均匀介质中S1、S2处有相距L=12 m的两个沿y方向做简谐运动的点波源,S1、S2两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示。两列波的波速均为2 m/s,P点为距S1为5 m的点,则( )
A.两列简谐波的波长均为2 m
B.P点的起振方向向下
C.P点为振动加强点,若规定向上为正方向,则t=4 s时P点的位移为6 cm
D.S1、S2之间(不包含S1、S2两点),共有6个振动减弱点
答案:BC
A.两列简谐波的波长均为
λ=vT=2×2m=4m
故A错误;
B.因S1起振方向向下,由波源S1形成的波首先传到P点,则P点的起振方向向下,故B正确;
C.P点到两波源的距离之差为2m,等于半波长的奇数倍,因两波源的振动方向相反,可知P点为振动加强点,由S1形成的波传到P点的时间为
Δxv=5m2m/s=2.5s
t=4s时由S1在P点引起振动的位移为4 cm;同理,由S2形成的波传到P点的时间为3.5 s,t=4s时由S2在P点引起振动的位移为2cm,则t=4s时P点的位移为6 cm,故C正确;
D.S1、S2之间(不包含S1、S2两点),共有5个振动减弱点(到两波源的距离之差为半波长的偶数倍),分别在距离S1为2m、4m、6m、8m、10m的位置,故D错误。
故选BC。
17、如图所示,绳长为l,小球质量为m1,小车质量为m2,将小球向右拉至水平后放手,则(水平面光滑)( )
A.系统的总动量守恒
B.水平方向任意时刻小球与小车的动量等大反向
C.小球不能向左摆到原高度
D.小车向右移动的最大距离为2m1lm2+m1
答案:BD
AB.根据题意可知,系统只是在水平方向所受的合力为零,竖直方向的合力不为零,故水平方向的动量守恒,而总动量不守恒,即水平方向任意时刻小球与小车的动量等大反向,A错误、B正确;
C.以小球和小车组成的系统,只有重力做功,系统机械能守恒,且小球和小车水平方向的合动量为零,当小球的速度为零时、小车的速度也为零,所以小球能向左摆到原高度,C错误;
D.小球与小车组成的系统水平方向动量守恒,初始时总动量为0,设小车向右运动的最大距离为x,则小球向左运动的位移为2l - x;取向右为正方向,根据水平方向平均动量守恒有
m2xt-m12l-xt=0
可得
x=2m1lm2+m1
D正确。
故选BD。
18、关于简谐运动的理解,下列说法中正确的是( )
A.简谐运动是匀变速运动
B.周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量
C.简谐运动的回复力可以是恒力
D.弹簧振子每次经过平衡位置时,动能最大
答案:BD
AC.简谐运动受到的回复力
F=-kx
是变力,根据牛顿第二定律
F=ma
加速度是变化的,所以是变加速运动,AC错误;
B.周期、频率是表征物体作简谐运动快慢程度的物理量,B正确;
D.做简谐运动的质点通过平衡位置时,速度最大,则动能最大,D正确。
故选BD。
19、下列说法正确的是( )
A.某物体做自由振动时,其振动频率与振幅无关
B.某物体发生共振时的频率等于其自由振动的频率
C.某物体做受迫振动时,其振动频率与固有频率无关
D.某物体发生共振时的振动就是无阻尼振动
答案:ABC
A.某物体做自由振动时,其振动频率等于固有频率,与振幅无关,A正确;
B.某物体发生共振时的频率等于其自由振动的频率,B正确;
C.某物体做受迫振动时,其振动频率等于驱动力的频率,与固有频率无关,C正确;
D.某物体发生共振时可能受到阻力作用做阻尼振动,D错误。
故选ABC。
20、如图甲所示,一弹簧振子在A、B间做简谐运动,O为平衡位置,图乙是弹簧振子做简谐运动时的位移—时间图象,则关于弹簧振子的加速度随时间的变化规律,下列四个图象中不正确的是( )
A.B.C.D.
答案:ABD
根据简谐运动振子的加速度与位移的关系
a=-kxm
得到t=0时刻振子的加速度a=0,而且在前半个周期内加速度为负值。简谐运动的x-t图象是正弦曲线,则a-t图象也是正弦曲线,不正确的是ABD。
故选ABD。
21、一列简谐横波沿x轴传播在t=0时刻的波形如图中实线所示,P点此时正沿y轴负方向运动,t=0.5s时刻的波形第一次如图中虚线所示,虚线恰好过质点P的平衡位置。已知质点P平衡位置的坐标x=0.5m。下列说法正确的是( )
A.波沿x轴负方向传播
B.波源振动的周期为1.0s
C.该波传播的速度为1.4m/s
D.在0∼0.5s内,质点P运动路程为25cm
答案:ACD
A.根据题意可知,t=0时刻质点P向y轴负方向运动,由图根据同侧法可知,波沿x轴负方向传播,故A正确;
C.根据题意可知,t=0.5s时,波传播的距离为0.7m,由公式v=xt可知,波的传播速度为
v=1.4ms
故C正确;
B.由图可知,波的波长为
λ=1.2m
由公式λ=vT可得,波的周期为
T=λv=67s
故B错误;
D.根据题意,由图可知,t=0时刻,质点P偏离平衡位置5cm,且质点P向下振动,经过
t1=112T=114s
质点p到达平衡位置,质点运动的路程为
s1=5cm
质点P继续向下振动,经过时间
t2=Δt-t1=37s=12T
质点P再次回到平衡位置,质点运动的路程为
s2=2A
由图可知,波的振幅为10cm,则
s2=20cm
则在0∼0.5s内,质点P运动路程为
s=s1+s2=25cm
故D正确。
故选ACD。
22、一列简谐横波在t=0.8s时的波形图如图甲所示,P是介质中的质点,图乙是质点Р的振动图像。已知该波在该介质中的传播速度为10m/s,则( )
A.该波沿x轴负方向传播
B.再经过0.9s,质点P通过的路程为30cm
C.t=0时刻质点P离开平衡位置的位移-53cm
D.质点P的平衡位置坐标为x=7m
答案:AD
A.由乙图可知0.8s时 P点振动方向向下,根据上下坡法,波沿负方向传播,A正确;
B.经过1个周期,质点经过的路程
s=4A
经过0.5个周期,经过的路程
s=2A
以上规律质点在任何位置开始都适用
经过14、34个周期,经过的路程
s=A、3A
以上规律质点只有在特殊位置(平衡位置、最大位移处)才适用,t=0.9s=34T ,此时P未处于特殊位置,B错误;
C.由图乙可知,0时刻质点P位于平衡位置,C错误;
D.根据简谐运动的表达式
y=Asin2πTt=10sin5π3t
当x=0
y=5cm
则
t=0.1s
即x=0处的质点从平衡位置到5cm经历的时间
t1=0.1s
故P点振动形式传播到x=0处的时间
t=0.8s-0.1s=0.7s
xP=vt=7m
故D正确。
故选AD。
23、一列简谐横波沿x轴正方向传播,其波速为10m/s,t=0时刻的波形如图所示。下列说法正确的是( )
A.0~0.6s时间内,质点P运动的路程为18cm
B.t=0.6s时刻,质点P相对平衡位置的位移是6cm
C.t=1.2s时刻,质点Q加速度最大
D.t=1.4s时刻,质点M沿y轴正方向运动
答案:AD
A.由波形图可知
A=6cm,λ=8m
因为v=10m/s,所以周期为T=λv=0.8s
则0~0.6s时间内,质点P的路程为
s=3A=18cm
故A正确;
B.t=0.6s时,即经过34T,质点P恰好回到平衡位置,相对平衡位置的位移为0,故B错误;
C.t=1.2s时,即经过32T,质点Q处于平衡位置,加速度为0,故C错误;
D.t=1.4s时,即经过134T,质点M处于波谷和平衡位置之间,正沿y轴正方向运动,故D正确。
故选AD。
24、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。
25、下列说法中正确的是( )
A.实际的自由振动必然是阻尼振动
B.阻尼振动的振幅越来越小
C.在外力作用下的振动是受迫振动
D.受迫振动稳定后的频率与自身物理条件无关
答案:ABD
A.实际的自由振动由于都受到阻力,故均为阻尼振动,故A正确;
B.阻尼振动的振幅会越来越小,故B正确;
C.物体在周期性策动力的作用下的振动是受迫振动,故物体在外力作用下的振动不一定是受迫振动;故C错误;
D.受迫振动稳定后的频率取决于驱动力的频率,与自身物理条件无关;故D正确。
故选ABD。
填空题
26、如图所示,一块上、下表面平行的玻璃砖的厚度为L,玻璃砖的折射率n=3,若光从上表面射入的入射角i=60°,真空中的光速为c,则折射角r=___________,光在玻璃砖中传播的时间为___________,改变入射角i,光在下表面___________(填“会”或“不会”)发生全反射。
答案: 30° 2Lc 不会
[1]由折射定律得
n=sinisinr
解得
sinr=sinin=sin60°3=0.5
所以
r=30°
[2]光在玻璃中传播的速度为
v=cn
由几何知识可知光在玻璃中传播的路程为
s=Lcosr
则光在玻璃中传播的时间为
t=Sv=nLc⋅cosr=3Lc⋅cos30°=2Lc
[3]由于光在CD面上的入射角等于光在AB面上的折射角,根据光路可逆性原理得知光一定能从CD面射出,因此光在下表面不会发生全反射。
27、如图所示,某透明介质的横截面是由半径为R的四分之一圆和长为1.5R的矩形构成,P是AB弧上的一点,且AP弧的长度是PB弧长度的2倍。现让一束单色光平行于AD边从P点射入介质中,已知介质材料对入射光的折射率为3,真空中的光速为c,则光束射入介质后________(填“能”或“不能”)从AD边射出,光束在介质材料中的传播时间为________。
答案: 不能 4Rc
[1]由几何关系知光线射入时的入射角i=60°,由折射定律n=sinisinγ得
γ=30°
由几何关系知光线射到AD边的入射角θ=60°,因为
sin60°=32>sinC=1n=33
所以光线在AD边发生全反射,不能从AD边射出。
[2]由几何关系知△POE为等腰三角形,PO=EO=R,ED=1.5R-R=0.5R,光线在玻璃中传播的距离
s=2Rcos30°+0.5Rcos30°=43R3
光在玻璃中的传播速度v=cn,光束在介质材料中的传播时间t=sv,解得
t=4Rc
28、一列简谐横波沿x轴正方向传播,t时刻波形图如图中的实线所示,此时波刚好传到P点,t+0.6 s 时刻x轴上0~90 m区域的波形如图中的虚线所示,a、b、c、P、Q是介质中的质点,若T<0.6 s</span>,这列波的波速______(选填“可能”或“不可能”)为250 m/s;在这段时间内质点a振动的最小路程为______cm。
答案: 可能 30
[1][2]在0.6 s内,这列波的传播距离可能为
x=nλ+3λ4
则传播速度
v=xΔt
周期
T=λv=λΔtnλ+3λ4=2.44n+3s n=0,1,2,3…
若T<0.6s,则有
n>14
n=3时,有v=250 m/s;质点a在平衡位置上下振动,振动的最少时间为34T,故最小路程为30 cm。
29、将两支铅笔并排放在一起,中间留一条狭缝,通过这条狭缝去看与其平行的日光灯,能观察到彩色条纹,这是由于光的____(选填“折射”“干涉”或“衍射”)。
答案:衍射
眼睛通过平行于日光灯的狭缝看到彩色条纹属于光的衍射现象。
30、一列简谐横波在t=0时刻的波形图如图甲所示,图乙是质点P的振动图像。则这列波在该介质中的传播速度为________,试写出质点P的振动方程____________。
答案: 1m/s y=2sinπt+5π6(m)
[1]由题图可知λ=2m,T=2s,则波速
v=λT=1m/s
[2]t=0时刻质点P的位移为A2,振动角速度
ω=2πT=πrad/s
故质点P的振动方程为y=2sinπt+5π6(m)。
30
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