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2023人教版带答案高中物理选修一综合测试题易错题集锦
1
单选题
1、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。
2、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。
3、如图所示,在固定的水平杆上,套有质量为m的光滑圆环,轻绳一端拴在环上,另一端系着质量为M的木块,现有质量为m0的子弹以大小为v0的水平速度射入木块并立刻留在木块中,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.子弹射入木块后的瞬间,速度大小为m0v0m0+m+M
B.子弹射入木块后的瞬间,绳子拉力等于(M+m0)g
C.子弹射入木块后的瞬间,环对轻杆的压力大于(M+m+m0)g
D.子弹射入木块之后,圆环、木块和子弹构成的系统动量守恒
答案:C
A.子弹射入木块后的瞬间,子弹和木块组成的系统动量守恒,以v0的方向为正方向,则
m0v0=(M+m0)v1
解得
v1=m0v0m0+M
故A错误;
B.子弹射入木块后的瞬间
FT-(M+m0)g=(M+m0)v12L
解得绳子拉力
FT=(M+m0)g+(M+m0)v12L
故B错误;
C.子弹射入木块后的瞬间,对圆环
FN=FT+mg>(M+m+m0)g
由牛顿第三定律知,环对轻杆的压力大于(M+m+m0)g,故C正确;
D.子弹射入木块之后,圆环、木块和子弹构成的系统只在水平方向动量守恒,故D错误。
故选C。
4、关于散射,下列说法正确的是( )
A.散射就是乱反射,毫无规律可言
B.散射中没有对心碰撞
C.散射时仍遵守动量守恒定律
D.散射时不遵守动量守恒定律
答案:C
微观粒子互相接近时不发生接触而发生的碰撞叫做散射,散射过程遵守动量守恒,散射中有对心碰撞,但是对心碰撞的几率很小,故C正确,ABD错误。
故选C。
5、如图所示,P、Q是两种透明材料制成的两块直角梯形的棱镜,叠合在一起组成一个长方体。某单色光沿与P的上表面成θ角的方向斜射向P,其折射光线正好垂直通过两棱镜的界面。已知材料的折射率nP<nQ,则下列说法正确的是( )
A.一定有光线从Q的下表面射出
B.从Q的下表面射出的光线一定与入射到P的上表面的光线平行
C.光线在P中的波长小于在Q中的波长
D.如果光线从Q的下表面射出,出射光线与下表面所夹的锐角一定小于θ
答案:D
A.根据全反射临界角与折射率的关系有
sinC=1n
由于
nP<nQ
可知
CP>CQ
则不一定有光线从Q的下表面射出,A错误;
B.若有光线从Q的下表面射出,光线在介质中的夹角相等,根据折射率的定义式有
n=sinθ空气sinθ介质
由于
nP<nQ
则可知光线从Q的下表面射出的折射角大于光线从P的上表面射入的入射角,即从Q的下表面射出的光线一定与入射到P的上表面的光线不平行,且光线从Q的下表面射出,出射光线与下表面所夹的锐角一定小于θ,B错误,D正确;
C.根据折射率的规律有
n=cv=cλf
频率一定,折射率越小,介质中传播的波长越大,则光线在P中的波长大于在Q中的波长,C错误。
故选D。
6、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。
7、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。
8、如图所示,光滑倾斜滑道OM与粗糙水平滑道MN平滑连接。质量为1kg的滑块从O点由静止滑下,在N点与缓冲墙发生碰撞,反弹后在距墙1m的P点停下。已知O点比M点高1.25m,滑道MN长4m,滑块与滑道MN的动摩擦因数为0.2,重力加速度大小g取10m/s2,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.滑块运动到M点的速度大小为6m/sB.滑块运动到N点的速度大小为4m/s
C.缓冲墙对滑块的冲量大小为10N·sD.缓冲墙对滑块做的功为-2.5J
答案:D
A.从O到M的过程,由动能定理可知
mgh=12mv02
解得滑块运动到M的速度大小为
v0=5m/s
故A错误;
B.由M到N的过程中,根据牛顿第二定律可得加速度大小为
a=μmgm=2m/s2
由位移公式可得
x1=v2-v02-2a
可得滑块运动到N的速度大小为
v=3m/s
故B错误;
C.由N到P,根据速度位移公式
x2=v'22a
解得被缓冲墙反弹,滑块的速度大小
v'=-2m/s
(方向与初速度反向,取负)由动量定理可知缓冲墙对滑块的冲量
I=Δp=mv'-mv=-5N⋅s
故C错误;
D.由动能定理可得缓冲墙对滑块做的功
W=12mv'2-12mv2=-2.5J
故D正确。
故选D。
9、如图,光导纤维由内芯和外套两部分组成,内芯折射率比外套的大,光在光导纤维中传播时,光在内芯和外套的界面上发生全反射。假设外套为空气,一束红光由光导纤维的一端射入内芯,红光在内芯与空气的界面上恰好发生全反射,经时间t1从另一端射出;另让一束绿光也从光导纤维的一端射入,绿光在内芯与空气的界面上也恰好发生全反射,经时间,t2从另一端射出。则内芯对红光的折射率n1与对绿光的折射率n2之比为( )
A.t1t2B.t2t1
C.t1t2D.t2t1
答案:C
设光导纤维长为l,对红光而言
sinC1=1n1
红光通过光导纤维路程
l1=lsinC1
红光的光速为
v1=cn1
因此所用时间
t1=l1v1
整理得
t1=lcn12
同理绿光通过光导纤维所用时间
t2=lcn22
因此
n1n2=t1t2
故选C。
10、一束平行光垂直入射到某个光栅上,该光束有两种波长的光,λ1=440nm,λ2=660nm。两种波长的谱线第二次重合于衍射角φ=60°的方向上,则光栅常数为( )
A.3.05μmB.0.95μmC.1.27μmD.0.19μm
答案:A
根据光栅方程有
dsinθ=k1λ1=k2λ2
代入λ1=440nm,λ2=660nm,有
k1:k2=3:2
因为是第二次重合,所以能使k1取整数的最小的k2的值为
k2=4
代入光栅方程有
dsinφ=6λ1
解得
d=3.05μm
故BCD错误,A正确。
故选A。
11、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。
12、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。
13、如图所示为一列简谐横波沿x轴传播在t=0时刻的波形图,P、Q分别是平衡位置在x1=1m、x2=12m处的质点,从t=0时刻开始,质点Q比质点P早0.1s第一次到达波峰,则下列说法错误的是( )
A.波沿x轴正向传播
B.波传播的速度大小为10m/s
C.3s内质点P运动的路程为1m
D.质点Q的振动方程为y=-10sin(3π5t)cm
答案:D
A.从t=0时刻开始,质点Q比质点P早0.1s第一次到达波峰,说明t=0时刻质点P、Q沿y轴负方向运动,因此波沿x轴正向传播,故A正确,不符合题意;
B.质点Q比质点P早0.1s第一次到达波峰,则质点P从t=0时刻到达平衡位置需要的时间为0.1s,则波传播的速度
v=xt=10.1m/s=10m/s
故B正确,不符合题意;
C.质点振动的周期
T=λv=1.2s
3s内质点P运动的路程
s=t'T×4A=100cm=1m
故C正确,不符合题意;
D.波沿x轴正向传播,初始时刻质点Q处于平衡位置,则质点Q的振动方程为
y=-Asin(2πTt)=-10sin5π3tcm
故D错误,符合题意。
故选D。
14、在光滑的水平面上有静止的物体A和B,物体A的质量是B的2倍,两物体与中间用细绳束缚的处于压缩状态的轻质弹簧相连。当把细绳剪断,弹簧在恢复原长的过程中( )
A.A的速率是B的2倍B.A的动量大小大于B的动量大小
C.A受到的合外力大于B受到的合外力D.A、B组成的系统的总动量为零
答案:D
ABD.根据题意可知,弹簧在恢复原长的过程中,两物体与弹簧组成的系统动量守恒,规定水平向左为正方向,则有
mAvA-mBvB=0
即
mAvA=mBvB
由于物体A的质量是B的2倍,故A的速率是B的12,故AB错误,D正确;
C.A、B受到的合外力大小均等于弹簧弹力,故C错误。
故选D。
15、关于振动与波下列说法正确的是( )
A.“闻其声不见其人”说明声音可以发生衍射。对于波长为10m的声波,当障碍物的尺寸由10m向20m增大的过程中,声波衍射现象越来越明显。
B.几列在水面上传播的波相遇时波形会发生变化,脱离后可以再恢复到原来的形态
C.若观察者逐渐靠近波源,则观察者接收到的频率小于波源的频率
D.简谐振动在一次全振动的过程中动能或势能会出现一次极大值
答案:B
A.“闻其声不见其人”说明声音可以发生衍射,当障碍物的尺寸跟波长差不多或者比波长更小时,声波衍射现象越来越明显,对于波长为10m的声波,当障碍物的尺寸由10m向20m增大的过程中,声波衍射现象越来越不明显,故A错误;
B.根据波的叠加原理,几列在水面上传播的波相遇时波形会发生变化,脱离后又能恢复原来的形态,故B正确;
C.根据多普勒效应,观察者逐渐靠近波源,则观察者接收到的频率大于波源的频率,故C错误;
D.一次全振动,物体的动能和势能均会有两次恢复到原来的大小,出现两次极大值,故D错误。
故选B。
多选题
16、一列简谐横波沿x轴正方向传播,O点为波源且t=0开始沿y轴正方向起振,以O点为坐标原点建立坐标系,t=0.6s末,0~4m内的质点第一次出现的波形图如图所示,虚线框内的波形被遮住未画出,虚线框的宽度为4m,则下列判断正确的是( )
A.该波的传播速度为20m/s
B.从t=0开始,平衡位置在x1=8m的质点第四次到达波谷的时间是2.3s
C.波源O的振动方程为y=0.6sin5πtm
D.从图中时刻开始,经过3s,平衡位置在x2=36m的质点恰好开始振动
答案:BD
A.t=0.6s末,O点向下振动,故周期T=0.4s,该波的传播速度为
v=λT=40.4m/s=10m/s
故A错误;
B.波从平衡位置传播到x1=8m处所需的时间为
t1=x1v=0.8s
从平衡位置振动到波谷所需的时间为
t2=34T=0.3s
从t=0开始平衡位置在x1=8m的质点第四次到达波谷的时间是
t=t1+t2+3T=2.3s
故B正确;
C.由题图可知振幅为A=20cm,角速度为
ω=2πT=5π
所以波源O的振动方程为
y=0.2sin5πtm
故C错误;
D.由题意可知从题图中时刻开始波已经传播到x=6m处,所以平衡位置在x2=36m的质点恰好开始振动的时间为
t=Δxv=36-610s=3s
故D正确;
故选BD。
17、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。
18、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。
19、中华神盾防空火控系统会在目标来袭时射出大量子弹颗粒,在射出方向形成一个均匀分布、持续时间t=0.01 s、横截面积为S=2 m2的圆柱形弹幕,每个子弹颗粒的平均质量为m=2×10-2 kg,每1 cm3有一个子弹颗粒,所有子弹颗粒以v=300 m/s射入目标,并射停目标,停在目标体内。下列说法正确的是( )
A.所形成弹幕的总体积V=6 cm3
B.所形成弹幕的总质量M=1.2×105 kg
C.弹幕对目标形成的冲量大小I=3.6×107 kg⋅m/s
D.弹幕对目标形成的冲击力大小F=3.6×108 N
答案:BC
A.弹幕的总体积为
V=vtS=300×0.01×2 m3=6 m3
A错误;
B.又因为每1 cm3有一个子弹颗粒,则子弹颗粒的总个数
N=61×10-6个=6×106个
所形成弹幕的总质量
M=N⋅m=6×106×2×10-2 kg= 1.2×105 kg
B正确;
C.由动量定理可知
I=MΔv=1.2× 105 kg×300 m/s=3.6×107 kg⋅m/s
C正确;
D.弹幕对目标形成的冲击力大小
F=It=3.6×109 N
D错误。
故选BC。
20、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。
21、如图所示,滑块P、Q静止在粗糙水平面上,一根轻弹簧一端与滑块Q相连,另一端固定在墙上,弹簧处于原长。现使滑块P以初速度v0向右运动,与滑块Q发生碰撞(碰撞时间极短),碰后两滑块一起向右压缩弹簧至最短,然后在弹簧弹力作用下两滑块向左运动,两滑块分离后,最终都静止在水平面上。已知滑块P、Q的质量分别为2m和m,两滑块与平面间的动摩擦因数相同,下列说法中正确的是( )
A.两滑块发生碰撞的过程中,其动量守恒,机械能不守恒
B.两滑块分离时,弹簧一定处于原长
C.滑块P最终一定停在出发点左侧的某一位置
D.整个过程中,两滑块克服摩擦力做功的和小于mv02
答案:ABD
A.两滑块碰撞过程系统内力远大于外力,系统动量守恒,两者碰撞后一起运动,碰撞不是弹性碰撞,碰撞过程机械能有损失,碰撞过程机械能不守恒,故A正确;
B.当P、Q间弹力为零时两滑块分离,分离前瞬间它们的加速度相等,由牛顿第二定律,对P
a=μ2mg2m=μg
对Q
μ′mg﹣T=ma
解得
T=mg(μ′﹣μ)
如果μ′=μ,则T=0,弹簧处于原长状态,故B正确;
C.两滑块碰撞后在运动过程中要克服摩擦力做功,机械能减小,当P回到两球碰撞位置时的速度大小一定小于碰撞前P的速度大小,P停止时的位置一定在其出发点的右侧,故C错误;
D.由于两滑块分离后Q继续向左做减速运动,当Q停止时弹簧处于伸长状态,在整个过程中,P的机械能转化为弹簧的弹性势能与内能,由能量守恒定律可知
W+EP=12•2mv02=mv02
W=mv02﹣EP
则两滑块克服摩擦力做功之和小于mv02,故D正确;
故选ABD。
22、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。
23、下列关于光的说法中正确的是( )
A.雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生全反射形成的
B.“和谐号”动车组高速行驶时,地面上测得其车厢长度将明显变短
C.在双缝干涉实验中,用红光代替黄光作为入射光可增大干涉条纹的间距
D.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波长不同
E.光从一种介质进入另一种介质发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同
答案:CDE
A.雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生的折射形成的,A错误;
B.根据多普勒效应,“和谐号”动车组高速行驶时,其速度远小于光速c,故狭义相对论的“尺缩效应”不明显,车厢长度不会明显变短的,B错误;
C.双缝干涉实验中,由公式
Δx=Ldλ
用红光代替黄光后,波长变长,则导致干涉条纹的间距增大,C正确;
D.白光通过双缝后产生干涉,因波长不一,导致干涉条纹间距不同,从而出现彩色条纹,D正确;
E.从一种介质进入另一种介质发生折射是因为光在不同介质的折射率不同,根据c=nv,可知,传播速度也不同,E正确。
故选CDE。
24、关于物体的动量,下列说法中正确的是( )
A.惯性越大的物体,它的动量也越大
B.动量大的物体,它的速度不一定大
C.物体的速度大小不变,则其动量也保持不变
D.运动物体在任一时刻的动量的方向一定是该时刻的速度方向
答案:BD
A.动量的大小由质量和速度的大小共同决定,即
p=mv
惯性大则质量大,但动量不一定大,故A错误;
B.动量大的物体,可能是速度大,但也有可能是质量大,故B正确;
CD.动量是矢量,其方向与速度方向相同,只有在速度大小、方向均不变时,其动量才保持不变,故C错误、D正确。
故选BD。
25、如图所示,木块B与水平面间的摩擦不计,子弹A沿水平方向射入木块并在极短时间内相对于木块静止下来,然后木块压缩弹簧至弹簧最短。将子弹射入木块到刚相对于木块静止的过程称为Ⅰ,此后木块压缩弹簧的过程称为Ⅱ,则( )
A.过程Ⅰ中,子弹、弹簧和木块所组成的系统机械能不守恒,动量也不守恒
B.过程Ⅰ中,子弹和木块所组成的系统机械能不守恒,动量守恒
C.过程Ⅱ中,子弹、弹簧和木块所组成的系统机械能守恒,动量也守恒
D.过程Ⅱ中,子弹、弹簧和木块所组成的系统机械能守恒,动量不守恒
答案:BD
AB.子弹射入木块到刚相对于木块静止的过程,子弹和木块(或子弹、弹簧和木块)组成的系统所受合外力为零,系统动量守恒,但要克服摩擦力做功,产生热量,系统机械能不守恒,故A错误,B正确;
CD.过程Ⅱ中,子弹、弹簧和木块所组成的系统受到墙壁的作用力,外力之和不为零,则系统动量不守恒,但系统只有弹簧弹力做功,机械能守恒,故C错误,D正确。
故选BD。
填空题
26、质量为m的物体静止在光滑水平面上,在水平力F作用下,经时间t物体的动量为p,动能为Ek。若水平力变为2F,经过时间2t,则物体的动量变为___________(用p表示),物体的动能变为___________(用Ek表示)。
答案: 4p 16Ek
[1]根据动量定理
I合=Ft=p
水平力变为2F,经过时间2t,则有
2F·2t=p′
可知
p′=4p
[2]根据动能与动量间的关系
Ek=p22m
可得
Ek′=16Ek
27、光导纤维
(1)原理:利用了光的___________
(2)构造:由内芯和外套两层组成。内芯的折射率比外套的大,光传播时在内芯与外套的界面上发生___________
(3)光导纤维除应用于光纤通信外,还可应用于医学上的内窥镜等。
(4)光纤通信的优点是传输容量___________、衰减___________、抗干扰性及保密性强等。
答案: 全反射 全反射 大 小
光导纤维
(1)[1]原理:利用了光的全反射;
(2)[2]构造:由内芯和外套两层组成。内芯的折射率比外套的大,光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射;
(3)光导纤维除应用于光纤通信外,还可应用于医学上的内窥镜等。
(4)[3][4]光纤通信的优点是传输容量大、衰减小、抗干扰性及保密性强等。
28、如图所示,一列简谐横波沿x轴传播,t=0时刻的波形如实线所示,此时,x=2m处的质点A沿y轴负方向振动,t=0.35s时刻的波形如虚线所示,从t=0时刻开始,在0.35s内,质点A两次到达波谷,则这列波的传播速度为___________ms,质点A的振动方程为___________。
答案: 20 y=-5sin10πtcm
[1][2]由题可知,t=0时刻,x=2m处的质点A沿y轴负方向振动,由同侧法可知,波沿x轴负方向传播,从t=0时刻开始,在0.35s内,质点A两次到达波谷,则
0.35s=74T
解得
T=0.2s
则波传播的速度
v=λT=20ms
质点A的振动方程
y=-Asin2πTt=-5sin10πtcm
29、如图所示,游乐场上,两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞,此后,两车以共同的速度运动。设甲同学和他的车的总质量为160 kg,碰撞前向右运动,速度的大小为4 m/s;乙同学和他的车的总质量为200kg,碰撞前向左运动,速度的大小为3 m/s。则碰撞后两车共同的运动速度大小为_______,方向_______。
答案: 19m/s 向右
[1][2]规定向右为正方向,设碰撞后两车共同的运动速度大小为v,根据动量守恒定律有
m1v1-m2v2=m1+m2v
v=19m/s
方向向右。
30、如图甲所示,在xOy平面内有两个沿之方向做简谐振动的点波源S1(-2,0)和S2(4,0)。两波源的振动图线分别如图乙和图丙所示,两列波的波速均为1m/s。两列波从波源传播到点A(-2,8)的振幅为___________m,两列波引起的点B(1,4)处质点的振动相互__________(填“加强”或“减弱”)。
答案: 6 减弱
[1]根据题意可知,两波传播到A点的路程差为
ΔS1=62+82m-8m=2m
两列波的波速均为1m/s,由图可得
T=4s
所以波长为
λ=vT=1×4m=4m
所以
ΔS1=12λ
根据图乙和图丙可知,两列波的起振是反向的,所以A点为振动加强点,则A点的振幅为
AA=A2+A1=4m+2m=6m
[2]两列波从波源传播到点B(1,4)处的路程差为
ΔS2=32+42m-32+42m=0
为波长的整数倍,又因为两波源起振方向相反,所以B点为振动减弱点。
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