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2023人教版带答案高中物理选修一综合测试题名师选题
1
单选题
1、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。
2、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。
3、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。
4、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。
5、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。
6、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。
7、火箭利用喷出的气体进行加速,是利用了高速气体的哪种作用( )
A.产生的浮力B.向外的喷力C.反冲作用D.热作用
答案:C
火箭发射时,燃料燃烧,产生高温燃气,燃气通过喷管向后高速喷出,燃气对火箭产生推力,在燃气推动火箭的力的作用下,火箭升空,这是利用了反冲作用。
故选C。
8、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。
9、一列向右传播的横波在t=0时的波形如图所示,A、B两质点间距为8m,B、C两质点平衡位置的间距为3m,当t=1s时,质点C恰好通过平衡位置,该波的波速可能为( )
A.9m/sB.10m/sC.11m/sD.12m/s
答案:A
由图可知,波长
λ=8m
波向右传播,质点C恰好通过平衡位置时,波传播的距离可能是(nλ+1)m或(nλ+5)m (n=0,1,2⋯),则波速
v=xt=(8n+1)或(8n+5)(n=0,1,2⋯)
当n=0时
v=1m/s或v=5m/s
当n=1时
v=9m/s或v=13m/s
故A可能,BCD不可能。
故选A。
10、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。
11、如图所反映的物理过程中,以物体A和物体B为一个系统符合系统机械能守恒且水平方向动量守恒的是( )
A.甲图中,在光滑水平面上,物块B以初速度v0滑上上表面粗糙的静止长木板A
B.乙图中,在光滑水平面上,物块B以初速度v0滑下靠在墙边的表面光滑的斜面A
C.丙图中,在光滑水平上面有两个带正电的小球A、B相距一定的距离,从静止开始释放
D.丁图中,在光滑水平面上物体A以初速度v0滑上表面光滑的圆弧轨道B
答案:D
A.在光滑水平面上,物块B以初速度v0滑上上表面粗糙的静止长木板A,物体A和物体B为一个系统的机械能不守恒,水平方向动量守恒,A错误;
B.在光滑水平面上,物块B以初速度v0滑下靠在墙边的表面光滑的斜面A,物体A和物体B为一个系统的机械能守恒,水平方向动量不守恒,B错误;
C.在光滑水平上面有两个带正电的小球A、B相距一定的距离,从静止开始释放,物体A和物体B为一个系统的机械能不守恒,水平方向动量守恒,C错误;
D.在光滑水平面上物体A以初速度v0滑上表面光滑的圆弧轨道B,曲面体问题,物体A和物体B为一个系统的机械能守恒,水平方向动量守恒,D正确。
故选D。
12、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。
13、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。
14、在下列几种现象中, 所选系统动量守恒的是( )
A.在光滑水平面上, 运动的小车迎面撞上一静止的小车,以两车为一系统
B.从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中, 以重物和车厢为一系统
C.运动员将铅球从肩窝开始加速推出, 以运动员和铅球为一系统
D.光滑水平面上放一斜面,斜面也光滑,一个物体沿斜面滑下,以物体和斜面为一系统
答案:A
A.在光滑水平面上, 运动的小车迎面撞上一静止的小车,以两车为一系统,系统所受合外力为零,动量守恒,故A符合题意;
B.从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中, 以重物和车厢为一系统,重物在与车厢作用过程中存在竖直向上的加速度,所以系统在竖直方向上所受合外力不为零,动量不守恒,故B不符合题意;
C.运动员将铅球从肩窝开始加速推出, 以运动员和铅球为一系统,运动员受到地面的摩擦力作用,系统所受合外力不为零,动量不守恒,故C不符合题意;
D.光滑水平面上放一斜面,斜面也光滑,一个物体沿斜面滑下,以物体和斜面为一系统,系统在竖直方向上存在加速度,合外力不为零,动量不守恒,故D不符合题意。
故选A。
15、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。
多选题
16、下列属于明显衍射现象的是( )
A.隔墙有耳
B.河中芦苇后面没有留下无波的区域
C.池中假山前有水波,假山后无水波
D.在大山前喊话,多次听到自己的声音
答案:AB
波绕过障碍物继续传播的现象叫做衍射现象。
A.“隔墙有耳”是波绕过障碍物继续传播,是声音的衍射现象,A正确;
B.河中芦苇后面没有留下无波的区域,是水波的明显衍射现象,B正确;
C.池中假山后无水波说明衍射现象不明显,C错误;
D.在大山前喊话,听到回音是波的反射,故D错误。
故选AB。
17、如图甲所示,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( )
A.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.若使用半径小一些的凸薄透镜,则干涉条纹的间距要变小
答案:ACD
AB.由于在凸透镜和平板玻璃之间的空气形成薄膜,所以形成相干光的反射面是凸透镜的下表面和平板玻璃的上表面,故A正确,B错误;
C.由于凸透镜的下表面是圆弧面,所以形成的薄膜厚度不是均匀变化的,形成不等间距的干涉条纹,故C正确;
D.若使用半径小一些的凸薄透镜,则空气薄膜上的厚度变化更快,则形成的干涉条纹的间距要变小,故D正确。
故选ACD。
18、一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图甲所示,图乙是位于x=1m的质点N此后的振动图像,Q是位于x=10m处的质点。则下列说法正确的是( )
A.波沿x轴正方向传播
B.在6s~6.5s时间内,质点M的速度在增大,加速度在减小
C.在t=9s时,质点N运动到Q点
D.在t=10s时,质点 Q通过的路程为24cm
答案:AD
A.由图乙可知质点N的起振方向向下,由波的上坡下下坡上法则可得知波沿x轴正方向传播,故A正确;
B.由甲图结合A选项可知,0时刻质点在平衡位置开始向上振动,由乙图可知,振动的周期T为4s,所以在t=6s时,刚好经过3T2,回到平衡位置,在6s~6.5s时间内,在远离平衡位置,有速度减小,加速度增大,故B错误;
C.横波中质点只会上下振动,不会随波移动,故C错误;
D.由
v=λT
带入数据计算可得波速
v=1m/s
波从M传到Q点需要7s,此后Q上下振动,所以Q在t=10s内振动的路程为
s=3T4A=24cm
故D正确。
故选AD。
19、如图所示,甲图为沿x轴传播的一列简谐横波在t = 0时刻的波动图象,乙图为参与波动的质点P的振动图象,则下列判断正确的是( )
A.该波的传播速率为4 m/s
B.该波的传播方向沿x轴正方向
C.经过0.5 s,质点P沿波的传播方向向前传播2 m
D.该波在传播过程中若遇到4 m的障碍物,能发生明显衍射现象
E.经过0.5 s时间,质点P的位移为零,路程为0.4 m
答案:ADE
A.由甲图可知,波长
λ=4m
由乙图可知,振动周期
T=1s
因此该波的传播速率
v=λT=4m/s
A正确;
B.由图乙可知,在t=0时刻,P沿着y轴负方向运动,由于前面质点的振动带动后面质点振动,因此该波沿x轴负方向传播,B错误;
C.质点P只在平衡位置附近上、下往复运动,不会随波迁移,C错误;
D.由于波长的大小与障碍物尺寸差不多,因此能发生明显的衍射现象,D正确;
E.经过0.5 s时间,P点振动了半个周期,恰好回到平衡位置,此时位移为零,路程为0.4 m,E正确。
故选ADE。
20、位于x=7m处的波源S完成两次频率不同的全振动,如图所示为t=0时刻波形,该波沿-x方向传播,此时波刚好传到x=1m处的质点P,0.3s后质点P第一次出现在波谷位置,则( )
A.波源的起振方向沿+y方向
B.波速v1∶v2=1∶1
C.质点P沿+y方向振动过程中,x=5m处的质点Q也沿+y方向振动
D.从t=0时刻开始到质点P振动的路程为10cm时,质点Q振动的路程是20cm
E.从t=0时刻开始,再经过0.5s质点Q运动到坐标原点O
答案:ABD
A.根据波的传播方向与质点振动方向间的关系可以判断出,质点P、Q在t=0时刻振动方向均沿y轴正方向,波上任意质点的起振方向均与波源的起振方向相同,可知波源的起振方向沿y轴正方向,选项A正确:
B.从t=0时刻到质点P第一次抵达波谷,需要34个周期,即
34T1=0.3s
得
T1=0.4s
由波形图可知λ1=4m,λ2=2m,根据波速公式v=λT得
v1=10m/s
因波速由介质决定,与波的振幅、频率无关,则
v2=v1=10m/s,T2=0.2s,v1∶v2=1∶1
选项B正确;
C.虽然t=0时刻质点P、Q均沿y正方向运动,但由于它们振动周期不同,因而在以后各个时刻,它们振动方向不一定相同,选项C错误;
D.质点P振动路程为10cm=2A
需要0.5T1=T2
即质点Q完成一个周期的振动,通过的路程是4A=20cm
选项D正确;
E.横波传播途中,介质中质点只在与波传播方向垂直的方向上振动,不会沿波的传播方向迁移,选项E错误。
故选ABD。
21、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。
22、如图所示,图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,图乙为介质中x=2m处的质点P以此时刻为计时起点的振动图象,质点Q的平衡位置位于x=3.5m。下列说法正确的是( )
A.在0.3s时间内,质点P向右移动了3m
B.这列波的传播速度是20m/s
C.这列波沿x轴正方向传播
D.t=0.1s时,质点P的加速度大于质点Q的加速度
E.t=0.25s时,x=3.5m处的质点Q到达波谷位置
答案:CD
A.据波的传播特点可知,质点并不随波迁移,而是在平衡位置附近做简谐运动,故A错误;
B.由图知:λ=4m,T=0.4s,则波速
v=λT=10m/s
故B错误;
C.由乙图读出,t=0时刻质点P的速度向上,则由波形的平移法可知,这列波沿x轴正方向传播,故C正确;
D.当t=0.1s时,质点P处于最大位移处,据简谐运动的特点可知,此时加速度最大,而质点Q此时不在最大位移处,所以质点P的加速度大于质点Q的加速度,故D正确;
E.经过0.25s波沿x轴正向传播2.5m,则此时质点Q到达波峰位置,故E错误。
故选CD。
23、关于多普勒效应,下列说法正确的是( )
A.若声源向观察者靠近,则观察者接收到的频率大于声源发出声波的频率
B.发生多普勒效应时,波源的频率并未发生改变
C.多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动(距离发生变化)而产生的
D.只有声波才有多普勒效应
答案:ABC
A.若声源向观察者靠近,则观察者接收到的频率大于声源发出声波的频率,A正确;
B.发生多普勒效应时,波源的频率不会发生改变,B正确;
C.多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动(距离发生变化)而产生的,C正确;
D.机械波和电磁波都会发生多普勒效应现象,故D错误。
故选ABC。
24、疫情期间,同学们在家学习的同时不忘坚持体育锻炼,某同学在家做俯卧撑运动。关于做俯卧撑运动的过程,下列说法中正确的是( )
A.俯卧撑向下运动的过程中,该同学处于失重状态
B.俯卧撑向上运动的过程中,该同学克服重力做功的功率逐渐增大
C.在做俯卧撑运动的过程中,地面对该同学不做功
D.在做俯卧撑运动的过程中,地面对该同学施加的冲量不为零
答案:CD
A.俯卧撑向下运动的过程中,该同学先向下加速,失重;后向下减速,超重,选项A错误;
B.俯卧撑向上运动的过程中,该同学向上的速度先增加后减小,即克服重力做功的功率先逐渐增大后逐渐减小,选项B错误;
C.在做俯卧撑运动的过程中,地面对该同学的作用力没有位移,则地面对该同学不做功,选项C正确;
D.根据I=Ft可知,在做俯卧撑运动的过程中,地面对该同学施加的冲量不为零,选项D正确。
故选CD。
25、如图甲所示,弹簧振子以点O为平衡位置,在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向,振子的位移x随时间t的变化如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.t=0.4 s时,振子的速度方向向右
B.t=0.8 s时,振子在O点和A点之间
C.t=0.6 s和t=1.2 s时刻,振子的速度完全相同
D.t=1.5 s到t=1.8 s的时间内,振子的加速度逐渐减小
答案:BD
A.t=0.4 s时,振子由B向O运动,振子的速度向左,故A错误;
B.t=0.8 s时,振子由O向A运动,振子在OA之间,故B正确;
C.t=0.6 s和t=1.2 s时刻振子的速度方向相反,故C错误;
D.t=1.5 s到t=1.8 s时间内振子从B运动到O,加速度逐渐减小,故D正确。
故选BD。
填空题
26、将一单摆a悬挂在力传感器的下面,让单摆小角度摆动,图甲记录了力传感器示数F随时间t的变化关系,随后将这个单摆和其他两个单摆b、c拴在同一张紧的水平绳上(c的摆长和a的摆长相等,b的摆长明显长于a的摆长),并让a先摆动起来。则单摆a的摆长为___________,单摆c的摆动周期___________(填“大于”“小于”或“等于”)单摆b的摆动周期。
答案: 4t2-t12gπ2 等于
[1]对单摆a受力分析可知,摆球经过最低点时拉力最大,摆球经过最高点时拉力最小,所以单摆a振动的周期为4t2-t1,由单摆周期公式
T=2πLg
得单摆a的摆长为
La=4t2-t12gπ2
[2]单摆b、c均做受迫振动,振动的周期均等于单摆a的固有周期。
27、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。
28、有两束光线以相同入射角α=60°通过狭缝射入玻璃砖中,已知A光在玻璃砖中的折射率nA=3,B光在玻璃砖中的折射率nB=62,两种光在玻璃砖中传播时间分别为tA和tB,两种光从狭缝S中射出时跟入射方向间的夹角分别为θA和θB,则θA_________θB,tA________tB(两空均填“>”“<”或“=”)。
答案: = >
[1]根据折射定律得
n=sinisinγ
又入射角
i=60°
得折射角
γA=30°
γB=45°
作出两束光在玻璃砖中的光路图如图所示,A光经过两次反射仍从狭缝射出,其折射角仍为60°,射出时跟入射方向间的夹角
θA=2×60°=120°
同理B光经过三次反射仍从狭缝射出,其折射角也为60°,射出时跟入射方向间的夹角
θB=2×60°=120°
故
θA=θB
[2]光在介质中的速度
v=cn
A光在玻璃砖中传播时间
tA=3×2Rcos30°v=9Rc
B光在玻璃砖中传播时间
tB=4×2Rcos45°v=43Rc
tA>tB
29、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。
30、振幅不同,波速相同的两列波相向传播,它们的周期都为T,相遇的过程如图所示,从这个过程中能总结出波的叠加的规律是:
(1)________;
(2)________。
答案: 当波相遇时,振动方向相同的部分振动加强,振动方向相反的部分振动减弱 波相互穿过,互不干扰
(1)[1]当左列波和右列波相遇时,叠加时的振动方向相同的,则相互加强;当振动方向相反时,则相互抵消。两列波相遇时几个特殊点:波谷和波谷,波峰和波谷,波峰和波峰;
(2)[2]分别画出叠加后的波形图。当两列波的波峰或波谷相遇时,则振幅变为两者之和,当相遇后,波相互不影响,各自向前传播。
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