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通用版带答案高中物理选修一综合测试题全部重要知识点
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、2022年北京冬奥会在某次冰壶比赛中,如图所示:蓝壶静止在大本营Q处,材质相同,质量相等的红壶与蓝壶发生正碰,在摩擦力作用下最终分别停在M点和N点。下列说法正确的是( )
A.碰后两壶所受摩擦力的冲量相同
B.两壶碰撞过程为弹性碰撞
C.碰后蓝壶速度约为红壶速度的4倍
D.红壶碰前速度约为碰后速度的3倍
答案:D
A.碰后两壶运动距离不相同,则碰后两球速度不相同,因此动量的变化量不相同,根据动量定理可知后两壶所受摩擦力的冲量不相同,A错误;
C.碰后红壶运动的距离为
x1=R2-R1=0.61m
蓝壶运动的距离为
x2=2R2=2.44m
二者质量相同,二者碰后的所受摩擦力相同,即二者做减速运动的加速度相同,对红壶有
v12=2ax1
对蓝壶有
v22=2ax2
联立可得
v1v2=12
即碰后蓝壶速度约为红壶速度的2倍,C错误;
D.设红壶碰前速度为v0,根据动量守恒,则有
mv0=mv1+mv2
解得
v0=3v1
即红壶碰前速度约为碰后速度的3倍,D正确;
B.碰前的动能为
Ek0=12mv02
碰后动能为
Ekl=12mv12+12mv22
比较可知,有
Ek0>Ek1
机械能不守恒,即不是弹性碰撞,B错误。
故选D。
4、在冰上接力比赛时,甲推乙的作用力是F1,乙对甲的作用力是F2,则这两个力( )
A.大小相等,方向相反B.大小相等,方向相同
C.F1的冲量大于F2的D.F1的冲量小于F2的
答案:A
AB.在冰上接力比赛时,甲对乙的作用力是F1,乙对甲的作用力是F2,根据牛顿第三定律可知F1与F2为作用力反作用力,大小相等方向相反,故A正确,B错误;
CD.由于F1和F2大小相等,且两力作用时间相等。根据
I=Ft
可知两力的冲量大小相等,方向相反,故CD错误。
故选A。
小提示:牛顿第三定律的应用和冲量的定义。
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、一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0时的波形图如图,此时波恰好传到质点M所在位置,当t=1.5s时,位于x=8m处的质点P运动的总路程为15cm,则以下说法正确的是( )
A.波的周期为2sB.波源的起振方向沿y轴正方向
C.波的传播速度为5.4m/sD.t=2.0s时质点P处于波谷
答案:D
B.由t=0时刻波传到M点,且波沿x轴正方向传播,根据波形平移法可知,质点M的振动方向为y轴负方向,即波源的起振方向沿y轴负方向,故B错误;
AC.由波形图可知,波长
λ=4m
设波速为v、周期为T。质点P的起振方向沿y轴的负方向,波从M点传到P点的时间为3T4,当t=1.5s时,质点P运动的总路程为
s=15cm=3A
即质点P第一次到达波峰,于是有
t=3T4+3T4=1.5s
解得
T=1s
故波速
v=λT=41m/s=4m/s
故AC错误;
D.t=1.5s时质点P第一次到达波峰,从t=0到t=2.0s质点已经振动的时间
Δt=2.0-3T4=2.0-0.75=1.25s=1T4
质点P的起振方向沿y轴的负方向,则t=2.0s时质点P处于波谷,故D正确。
故选D。
8、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“验证动量守恒定律”,实验中必须满足的条件是( )
A.斜槽轨道尽量光滑以减小误差
B.斜槽轨道末端的切线必须水平
C.入射球每次从轨道的不同位置由静止滚下
D.两球的质量必须相等
答案:B
A.本实验是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后小球的速度,小球离开轨道后做平抛运动,对斜槽是否光滑没有要求,故A不符合题意;
B.要保证每次小球都做平抛运动,则轨道的末端必须水平,故B符合题意;
C.要保证碰撞前的速度相同,所以入射小球每次都要从同一位置由静止滚下,故C不符合题意;
D.为了使小球碰后不被反弹,要求入射小球质量大于被碰小球质量,故D不符合题意。
故选B。
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、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。
13、如图,A、B两个物体,用一根轻弹簧相连,放在光滑的水平面上,已知A物体质量为B物体的一半,A物体左边有一竖直挡板,现用水平力向左缓慢推B物体,压缩弹簧,外力做功为W。突然撤去外力,B物体从静止开始向右运动,以后带动A物体做复杂的运动,当物体A开始向右运动以后,弹簧的弹性势能最大值为( )
A.WB.2W3C.W3D.W4
答案:C
现用水平力向左缓慢推B物体,压缩弹簧,外力做功为W,根据能量守恒知簧储存的弹性势能大小是W,设A物体刚运动时,弹簧弹性势能转化为B的动能,B物体的速度为v0,则
W=12mv02
当弹性势能最大时,两物体的速度相等,设为v,则由动量守恒得
mv0=(m+12m)v
再由机械能守恒定律得
12mv02=Ep+12(m+12m)v2
联立解得,当物体A开始向右运动以后,弹簧的弹性势能最大值为
Ep=13W
故选C。
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、在用气垫导轨 “验证动量守恒定律” 时, 不需要测量的 物理量是( )
A.滑块的质量B.挡光片的宽度
C.挡光的时间D.光电门的高度
答案:BD
设遮光片的宽度L,光电门的挡光时间t,滑块做匀速直线运动,滑块的速度
v=Lt
滑块的动量
p=mv=mLt
实验要验证碰撞前后的动量是否守恒,需要测出滑块的质量m与光电门的挡光时间t,由于遮光片的宽度L相同,验证过程L可以消去,实验不需要测量L,实验也不需要测量光电门的高度
故选BD。
17、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。
18、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。
19、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。
20、静止在光滑坚硬水平放置的铜板上的小型炸弹,爆炸后,所有碎弹片沿圆锥面飞开,如图所示,在爆炸过程中,对弹片而言,下列说法正确的是( )
A.总动量守恒
B.爆炸后,弹片总动量方向在竖直方向上
C.水平方向上的总动量为零
D.炸弹爆炸时,总动量不守恒
答案:BCD
炸弹在光滑铜板上爆炸时,对铜板产生向下的作用力,弹片受到铜板向上的反作用力,所以爆炸过程中总动量不守恒。但水平方向上动量守恒,水平方向上的总动量为零。总动量的方向在竖直方向上。
故选BCD。
21、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。
22、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。
23、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。
24、全反射是自然界里常见的现象,下列与全反射相关的说法正确的是( )
A.光只有从光密介质射向光疏介质时才能发生全反射
B.发生全反射时,折射光线完全消失,反射光的能量几乎等于入射光的能量
C.如果条件允许,光从光疏介质射向光密介质时也可能发生全反射
D.只有在入射角等于临界角时才能发生全反射
答案:AB
AC.光只有从光密介质射向光疏介质,且入射角大于或等于临界角,才能发生全反射,A正确,C错误;
B.发生全反射时,折射光线完全消失,反射光的能量几乎等于入射光的能量,B正确;
D.光只有从光密介质射向光疏介质,且入射角等于临界角,恰好发生全反射,D错误。
故选AB。
25、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。
填空题
26、在某海水浴场,某同学漂浮在海面上,水波以3 m/s的速率向着海滩传播,该同学记录了第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间为18 s。则该水波的周期为______s,该水波的波长为______m,该水波可以绕过障碍物继续传播属于波的______(选填“干涉”或“衍射”)现象。
答案: 2 6 衍射
[1][2][3]该水波的周期
T=tn-1=1810-1s=2s
根据波长公式得
λ=vT=6m
该水波可以绕过障碍物继续传播属于波的衍射现象。
27、如图,一列简谐横波平行于x轴正方向传播,经过t=0.2s时间,从图中的实线波形变为虚线波形。已知t小于周期T。则该波的周期T=__________s,波速v=__________m/s。
答案: 415 15
[1][2]波沿x轴正方向传播,t小于周期T,由图示波形图可知
t=34T
波的周期
T=43t=415s
由图可知波长
λ=4m
波速
v=λT=15m/s
28、一列简谐横波沿x轴方向传播,在0.25s时刻的波形图如图甲所示,图乙为x=1.5m处的质点b的振动图像,则该波的传播方向___________(选填“向左”或“向右”),波速为___________m/s;质点d(x=3m)在t=0.75s时处于平衡位置,并正往y轴___________(选填“正”或“负”)方向运动。
答案: 向右 2 正
[1]根据题图乙可知,t=0.25s时刻,b点正向上运动,根据“上下坡”法,再结合题图甲可知,该波向右传播;
[2][3]根据题图可知,周期
T=2s
波长
λ=4m
则波速
v=λT=2m/s
t=0.25s时,质点d从波谷位置向上运动,再经过0.5s=T4,即在t=0.75s时,质点d处于平衡位置,并正往y轴正方向运动。
29、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。
30、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。
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