命題:溫州市第二十一中學(xué) 夏雪克 磨題:溫州市第六十一中學(xué) 王學(xué)才
考生須知:
1.本試題卷分選擇題和非選擇題兩部分,共8頁(yè),滿分100分,考試時(shí)間90分鐘;
2.答題前,在答題卷指定區(qū)域填寫(xiě)班級(jí)、姓名、考場(chǎng)號(hào)、座位號(hào)及準(zhǔn)考證號(hào);
3.所有答案必須寫(xiě)在答題卷上,寫(xiě)在試卷上無(wú)效;
4.考試結(jié)束后,只需上交答題卷;
5.可能用到的相關(guān)參數(shù):重力加速度均取。
選擇題部分
一、選擇題Ⅰ(本題共13小題,每小題3分,共39分。每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的,不選、多選、錯(cuò)選均不得分)
1. 下列物理量屬于矢量的是( )
A. 動(dòng)量B. 磁通量C. 功D. 電勢(shì)
【1題答案】
【答案】A
【解析】
【詳解】A.動(dòng)量是即有大小又有方向的矢量,故A正確;
B.磁通量可描述為穿過(guò)某平面的磁感線條數(shù),所以磁通量為只有大小沒(méi)有方向的標(biāo)量,故B錯(cuò)誤;
C.功是只有大小沒(méi)有方向的標(biāo)量,故C錯(cuò)誤;
D.電勢(shì)為只有大小沒(méi)有方向的標(biāo)量,故D錯(cuò)誤。
故選A。
2. 下列運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的是( )
A. 手拍皮球運(yùn)動(dòng)
B. 輕質(zhì)彈簧的下端懸掛一個(gè)鋼球,上端固定組成的振動(dòng)系統(tǒng)
C. 搖擺的樹(shù)枝
D. 從高處下落到光滑水泥地面上的小鋼球的運(yùn)動(dòng)
【2題答案】
【答案】B
【解析】
【詳解】A.手拍皮球的運(yùn)動(dòng)中,球在不與手、地面接觸時(shí),受到重力和阻力的作用,不滿足F=?kx,不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;
B.輕質(zhì)彈簧的下端懸掛一個(gè)鋼球,上端固定組成的振動(dòng)系統(tǒng),鋼球以受力平衡處為平衡位置上下做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),故B正確;
C.搖擺的樹(shù)枝往往是受到風(fēng)的作用,不滿足F=?kx,不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;
D.從高處下落到光滑水泥地面上的小鋼球的下落的運(yùn)動(dòng)過(guò)程為自由落體,向上的運(yùn)動(dòng)為豎直上拋運(yùn)動(dòng),只受到重力的作用,不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤。
故選B。
3. 炎炎夏日,有時(shí)看到遠(yuǎn)處路面上似有積水,“水面”上還映著汽車的倒影,然而當(dāng)車開(kāi)到那邊時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)路面是干燥的。分析這種情景,跟以下哪種物理現(xiàn)象的成因是類似的( )
A. 水面的倒影B. 放大鏡把文字放大了C. 水面油膜的彩色條紋D. 鉆石璀璨的閃光
【3題答案】
【答案】D
【解析】
【詳解】酷熱的夏天,在平坦的柏油公路上,地面附近層的空氣,溫度比上層高,密度比上層小,折射率也比上層小,光照射時(shí)發(fā)生全反射;即柏油公路上出現(xiàn)的這種現(xiàn)象是由光的全反射造成的。
A.水面的倒影是光的反射現(xiàn)象,與題意不符,故A錯(cuò)誤;
B.放大鏡把文字放大了是光的折射現(xiàn)象,與題意不符,故B錯(cuò)誤;
C.水面油膜的彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象,與題意不符,故C錯(cuò)誤;
D.鉆石璀璨的閃光是光的全反射現(xiàn)象,與題意相符,故D正確。
故選D。
4. 下列關(guān)于光學(xué)知識(shí)的應(yīng)用說(shuō)法正確的是( )
A. 光導(dǎo)纖維利用了光的衍射原理
B. 家中的門(mén)上安裝的貓眼利用了光的反射原理
C. 觀看3D電影佩戴的眼鏡利用的光的偏振原理
D. 光學(xué)元件表面貼一層薄膜利用了光的折射原理
【4題答案】
【答案】C
【解析】
【詳解】A.光導(dǎo)纖維利用了光的全反射原理,A錯(cuò)誤;
B.家中的門(mén)上安裝的貓眼利用了光的折射原理,B錯(cuò)誤;
C.觀看3D電影佩戴的眼鏡利用的光的偏振原理,C正確;
D.光學(xué)元件表面貼一層薄膜利用了光的干涉原理,D錯(cuò)誤。
故選C。
5. 2022年冬奧會(huì)在北京舉行,其中短道速滑接力是很具觀賞性的項(xiàng)目。比賽中“接棒”運(yùn)動(dòng)員在前面滑行,“交棒”運(yùn)動(dòng)員從后面追上,“交棒”運(yùn)動(dòng)員用力推前方“接棒”運(yùn)動(dòng)員完成接力過(guò)程。忽略運(yùn)動(dòng)員與冰面之間的摩擦,交接棒過(guò)程中兩運(yùn)動(dòng)員的速度方向均在同一直線上。在兩運(yùn)動(dòng)員交接棒的過(guò)程中,對(duì)于兩運(yùn)動(dòng)員組成的系統(tǒng),下列說(shuō)法正確的是( )
A. 動(dòng)量守恒、機(jī)械能不守恒
B. 動(dòng)量不守恒、機(jī)械能守恒
C. 動(dòng)量和機(jī)械能均不守恒
D. 動(dòng)量和機(jī)械能均守恒
【5題答案】
【答案】A
【解析】
【詳解】交接棒過(guò)程中兩運(yùn)動(dòng)員之間的相互作用力等大反向,作用時(shí)間相同,總沖量一定為零,即動(dòng)量守恒,但兩力作用的位移并不相同,總功并不為零,所以機(jī)械能不守恒,故A正確,BCD錯(cuò)誤。
故選A。
6. 行駛中的汽車如果發(fā)生劇烈碰撞,車內(nèi)的安全氣囊會(huì)被彈出并瞬間充滿氣體。若碰撞后汽車的速度在很短時(shí)間內(nèi)減小為零,關(guān)于安全氣囊在此過(guò)程中的作用,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 增加了司機(jī)單位面積的受力大小
B. 減少了碰撞前后司機(jī)動(dòng)量的變化量
C. 將司機(jī)的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)換成汽車的動(dòng)能
D. 延長(zhǎng)了司機(jī)的受力時(shí)間并增大了司機(jī)的受力面積
【6題答案】
【答案】D
【解析】
【詳解】A.因安全氣囊充氣后,受力面積增大,故減小了司機(jī)單位面積的受力大小,故A錯(cuò)誤;
B.有無(wú)安全氣囊司機(jī)初動(dòng)量和末動(dòng)量均相同,所以動(dòng)量的改變量也相同,故B錯(cuò)誤;
C.因有安全氣囊的存在,司機(jī)和安全氣囊接觸后會(huì)有一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能,不能全部轉(zhuǎn)化成汽車的動(dòng)能,故C錯(cuò)誤;
D.因?yàn)榘踩珰饽页錃夂竺娣e增大,司機(jī)的受力面積也增大,在司機(jī)擠壓氣囊作用過(guò)程中由于氣囊的緩沖故增加了作用時(shí)間,故D正確。
故選D。
7. 如圖所示,a、b、c、d四個(gè)圖是不同的單色光形成的雙縫干涉或單縫衍射圖樣。分析各圖樣的特點(diǎn)可以得出的正確結(jié)論是( )
A. a、b是光的干涉圖樣
B. c、d是光的干涉圖樣
C. 形成a圖樣的光的波長(zhǎng)比形成b圖樣光的波長(zhǎng)短
D. 形成c圖樣的光的波長(zhǎng)比形成d圖樣光的波長(zhǎng)短
【7題答案】
【答案】A
【解析】
【詳解】AB.干涉圖樣的條紋間距相等,衍射圖樣的中央條紋最寬,所以a、b是光的干涉圖樣,c、d是光的衍射圖樣,故A正確,B錯(cuò)誤;
C.a(chǎn)圖樣條紋間距比b圖樣條紋間距大,根據(jù)
可知形成a圖樣的光的波長(zhǎng)比形成b圖樣光的波長(zhǎng)長(zhǎng),故C錯(cuò)誤;
D.c圖樣的中央條紋比d圖樣的中央條紋寬,即前者衍射現(xiàn)象更明顯,所以形成c圖樣的光的波長(zhǎng)比形成d圖樣光的波長(zhǎng)長(zhǎng),故D錯(cuò)誤。
故選A。
8. 2020年新型冠狀病毒主要傳播方式為飛沫傳播,打噴嚏可以將飛沫噴到十米之外。有關(guān)專家研究得出打噴嚏時(shí)氣流噴出的速度可達(dá),假設(shè)打一次噴嚏大約噴出的空氣,用時(shí)約。已知空氣的密度為,估算打一次噴嚏人受到的平均反沖力為( )
A. B. C. D.
【8題答案】
【答案】B
【解析】
【詳解】打一次噴嚏噴出的空氣質(zhì)量為
以空氣運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较颍O(shè)空氣受到人的平均噴射力大小為F,根據(jù)動(dòng)量定理有
代入數(shù)據(jù),聯(lián)立解得
根據(jù)牛頓第三定律可知人受到的平均反沖力大小為
F′=F=0.13N
ACD錯(cuò)誤,B正確。
故選B。
9. 如圖所示,小球A、B均靜止在光滑水平面上,現(xiàn)給A球一個(gè)向右的初速度,之后與B球發(fā)生對(duì)心碰撞。關(guān)于碰撞后的情況,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 碰后小球A、B一定共速
B. 若A、B球發(fā)生完全非彈性碰撞,A球質(zhì)量等于B球質(zhì)量,則A球?qū)㈧o止
C. 若A、B球發(fā)生彈性碰撞,A球質(zhì)量小于B球質(zhì)量,則無(wú)論A球初速度大小是多少,A球都將反彈
D. 若A、B球發(fā)生彈性碰撞,A球質(zhì)量足夠大,B球質(zhì)量足夠小,則碰后B球的速度可以是A球的3倍
【9題答案】
【答案】C
【解析】
【詳解】A.小球A、B發(fā)生對(duì)心碰撞,有可能是完全彈性碰撞,完全非彈性碰撞,非彈性碰撞;若是完全非彈性碰撞,則AB兩小球具有共同速度,若不是,兩球速度不同,則A錯(cuò)誤;
B.若A、B球發(fā)生完全非彈性碰撞,AB碰后有共同速度,有動(dòng)量守恒可得
解得

若A球質(zhì)量等于B球質(zhì)量,則
故B錯(cuò)誤;
CD.小球A、B發(fā)生對(duì)心碰撞,若是完全彈性彈性碰撞,則根據(jù)動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒,則
解得
,
若A球質(zhì)量小于B球質(zhì)量,有上述和的表達(dá)式可知
A球質(zhì)量足夠大,B球質(zhì)量足夠小,有上述和的表達(dá)式可知
故C正確,故D錯(cuò)誤。
故選C。
10. 下圖是某繩波形成過(guò)程的示意圖。質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下沿豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn)2,3,4,…各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次上下振動(dòng),把振動(dòng)從繩的左端傳到右端,相鄰編號(hào)的質(zhì)點(diǎn)間距離為2cm。已知時(shí),質(zhì)點(diǎn)1開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng);時(shí),質(zhì)點(diǎn)1到達(dá)上方最大位移處,質(zhì)點(diǎn)5開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)。則( )
A. 這列波傳播的速度為
B. 時(shí),振動(dòng)傳到質(zhì)點(diǎn)15
C. 時(shí),質(zhì)點(diǎn)12正在向下運(yùn)動(dòng)
D. 時(shí),質(zhì)點(diǎn)9處于上方最大位移處
【10題答案】
【答案】D
【解析】
【詳解】AB.時(shí),質(zhì)點(diǎn)1到達(dá)上方最大位移處,質(zhì)點(diǎn)5開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng),則振動(dòng)周期
相鄰編號(hào)質(zhì)點(diǎn)間距離為2cm,則波長(zhǎng)
這列波傳播的速度為
則時(shí),波的傳播距離
則振動(dòng)傳到質(zhì)點(diǎn)13,故AB錯(cuò)誤;
CD.時(shí)動(dòng)傳到質(zhì)點(diǎn)13,則質(zhì)點(diǎn)12正在向上運(yùn)動(dòng),質(zhì)點(diǎn)9處于上方最大位移處,故C錯(cuò)誤D正確。
故選D。
11. 如圖所示為單擺在兩次受迫振動(dòng)中的共振曲線,則下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是( )
A. 若兩次受迫振動(dòng)分別在月球上和地球上進(jìn)行,且擺長(zhǎng)相同,則曲線Ⅰ表示月球上單擺的共振曲線
B. 若兩次受迫振動(dòng)是在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行,則兩次擺長(zhǎng)之比
C. 曲線Ⅱ若是在地面上完成的,則該擺擺長(zhǎng)約為
D. 若單擺的擺長(zhǎng)不變,則曲線Ⅰ和曲線Ⅱ有可能分別表示單擺在我國(guó)某地區(qū)山頂上和山腳下的共振曲線
【11題答案】
【答案】D
【解析】
【詳解】A.若兩次受迫振動(dòng)分別在月球和地球上進(jìn)行,因?yàn)閳D線Ⅰ單擺的固有頻率較小,則固有周期較大,根據(jù)知,擺長(zhǎng)相同時(shí),周期大的重力加速度小,月球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度,則圖線Ⅰ是月球上單擺的共振曲線,故選項(xiàng)A不合題意;
B.若兩次受迫振動(dòng)均在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行的,則重力加速度相等,因?yàn)楣逃蓄l率比為25,則固有周期之比為52,根據(jù)知,擺長(zhǎng)之比為254,故選項(xiàng)B不合題意;
C.圖線Ⅱ若是在地球表面上完成的,則固有頻率為f=0.5Hz,固有周期T=2s,由可知,擺長(zhǎng)l≈1m,故選項(xiàng)C不合題意;
D.若單擺的擺長(zhǎng)不變,則曲線Ⅰ和曲線Ⅱ分別對(duì)應(yīng)重力加速度小和大兩種情況,則有可能分別表示單擺在我國(guó)某地區(qū)山頂上(g?。┖蜕侥_下(g大)的共振曲線,故選項(xiàng)D符合題意。
故選D。
12. 如圖所示,一列簡(jiǎn)諧橫波沿軸正方向傳播,時(shí)刻剛好傳到質(zhì)點(diǎn),此時(shí)、兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向相反、偏離平衡位置的位移均為,其中,質(zhì)點(diǎn)在質(zhì)點(diǎn)左側(cè)但位置未標(biāo)出;從時(shí)刻開(kāi)始,質(zhì)點(diǎn)經(jīng)歷第二次位于波峰。則下列說(shuō)法中正確的是( )
A. 時(shí)刻,點(diǎn)振動(dòng)方向?yàn)檩S負(fù)方向
B. 波源起振方向?yàn)檩S負(fù)方向
C. 該列波的周期為
D. 質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向始終相反
【12題答案】
【答案】C
【解析】
【詳解】A.波沿軸正方向傳播,由波形平移法知Q下一時(shí)刻位置升高,說(shuō)明點(diǎn)振動(dòng)方向軸正方向,故A錯(cuò)誤;
B.時(shí)刻波剛傳到A點(diǎn),A點(diǎn)振動(dòng)方向即為波源起振方向,沿軸正方向,故B錯(cuò)誤;
C.Q質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為
當(dāng)時(shí),將,代入得
當(dāng)時(shí),將,,代入解得
故C正確;
D.時(shí)刻,P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向相反、位移均為,兩質(zhì)點(diǎn)沿波傳播方向的距離不等于半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍,不是反相點(diǎn)的關(guān)系,振動(dòng)方向不是始終相反,故D錯(cuò)誤。
故選C。
13. 一波源P在水面振動(dòng)的同時(shí)沿x軸正方向勻速移動(dòng),某時(shí)刻觀察到的水面波如圖所示。圖中的實(shí)線表示水面波的波峰位置,此時(shí)波源P處于波峰位置,激起的第一個(gè)波峰剛好傳到40cm處。已知波源P每秒振動(dòng)5次,O點(diǎn)是它的初始位置,那么水面波的傳播速度及波源P勻速移動(dòng)的速度分別是( )
A. 0.2m/s;0.1m/sB. 0.15m/s;0.125m/S
C. 0.1m/s;0.1m/sD. 0.05m/s;0.025m/s
【13題答案】
【答案】A
【解析】
【詳解】波源P每秒振動(dòng)5次,波源P的周期為
波源P振動(dòng)10個(gè)周期的時(shí)間
波源P的速度
水面波的傳播速度
故選A。
二、選擇題Ⅱ(本題共3小題,每小題2分,共6分。每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中至少有一個(gè)符合題目要求的。全部選對(duì)的得2分,選對(duì)但不全的得1分,有選錯(cuò)的得0分)
14. 現(xiàn)代人越來(lái)越依賴手機(jī),有些人喜歡躺著刷手機(jī),經(jīng)常出現(xiàn)手機(jī)掉落砸傷眼睛或者額頭的情況。若有一手機(jī)質(zhì)量為,從離人額頭約的高度無(wú)初速掉落,砸到額頭后手機(jī)的反彈忽略不計(jì),額頭受到手機(jī)的沖擊時(shí)間約為。下列分析正確的是( )
A. 手機(jī)與額頭作用過(guò)程中,手機(jī)動(dòng)量變化大小約為
B. 手機(jī)對(duì)額頭的沖量大小約為
C. 手機(jī)對(duì)額頭的沖量方向豎直向上
D. 手機(jī)對(duì)額頭的作用力大小約為
【14題答案】
【答案】AD
【解析】
【詳解】A.根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律,手機(jī)掉落到人額頭位置時(shí)的速度為
手機(jī)與額頭作用后手機(jī)的速度變?yōu)?,選取向下為正方向,所以手機(jī)與額頭作用過(guò)程中動(dòng)量變化為
故A正確;
B.手機(jī)與額頭接觸的過(guò)程中受到重力與額頭的作用力,選取向下為正方向,對(duì)手機(jī)由動(dòng)量定理得
代入數(shù)據(jù)得
負(fù)號(hào)表示方向豎直向上,根據(jù)力的作用是相互的,所以手機(jī)對(duì)額頭的沖量大小約為0.48N·s,故B錯(cuò)誤;
C.因?yàn)轭~頭對(duì)手機(jī)的沖量的方向是豎直向上,所以手機(jī)對(duì)額頭的沖量方向豎直向下,故C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)沖量定義得手機(jī)對(duì)額頭的作用力大小約為
故D正確。
故選AD。
15. 有兩列頻率相同、振動(dòng)方向相同、振幅均為A,傳播方向互相垂直的平面波相遇發(fā)生干涉。如圖所示,圖中實(shí)線表示波峰,虛線表示波谷,為波谷與波谷相遇點(diǎn),b、c為波峰與波谷相遇點(diǎn),d為波峰與波峰相遇點(diǎn),、是、d連線上的兩點(diǎn),其中e為連線的中點(diǎn),則( )
A. 連線上所有的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)
B. 從圖示時(shí)刻經(jīng)過(guò)半個(gè)周期,e處質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程為4A
C. 從圖示時(shí)刻經(jīng)過(guò)半個(gè)周期,處質(zhì)點(diǎn)加速向平衡位置運(yùn)動(dòng)
D. 從圖示時(shí)刻經(jīng)過(guò)四分之一周期,d處的質(zhì)點(diǎn)振幅恰好為零
【15題答案】
【答案】ABC
【解析】
【詳解】A.因?yàn)檎駝?dòng)加強(qiáng)點(diǎn)為波峰與波峰相遇點(diǎn),波谷與波谷相遇點(diǎn),故a、d處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng), 且連線處于振動(dòng)加強(qiáng)區(qū),即連線上所有的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng),故A正確;
B.這兩列機(jī)械波在水平豎直方向的波形如圖所示
e點(diǎn)在這兩列波傳播半個(gè)周期的過(guò)程中,都是從平衡位置到波谷,再回到平衡位置,因?yàn)閑點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng),所以兩列波疊加后振幅為2A,故路程為4A,故B正確;
C.由圖可知經(jīng)過(guò)半個(gè)周期后,g點(diǎn)均為由波谷向平衡位置移動(dòng),合力指向平衡位置,故合運(yùn)動(dòng)為加速靠近平衡位置,故C正確;
D.因?yàn)檎駝?dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的振幅始終為2A,不會(huì)改變,故D錯(cuò)誤。
故選ABC。
16. 如圖所示為投影儀的鏡頭,是一個(gè)半球形的玻璃體.光源產(chǎn)生的單色平行光投射到玻璃體的平面上,經(jīng)半球形鏡頭折射后在光屏MN上形成一個(gè)圓形光斑.已知鏡頭半徑為R,光屏MN到球心O的距離為d(d>3R),玻璃對(duì)該單色光的折射率為n(n>1.5),則()
A. 平行光從玻璃體左側(cè)平面入射時(shí)沒(méi)有反射
B. 進(jìn)入玻璃體的光線可能在右側(cè)球面發(fā)生全反射
C. 光屏上被照亮的圓形半徑為
D. 若繼續(xù)增大d,則光屏上的光斑可能先減小后增大
【16題答案】
【答案】BC
【解析】
【詳解】A.平行光從玻璃體左側(cè)平面垂直入射,有反射也有折射,入射角為零,折射角、反射角也為零,故A錯(cuò)誤;
BC.如圖所示:
假設(shè)光線入射到D點(diǎn)時(shí)恰好發(fā)生全反射,則有:
根據(jù)幾何關(guān)系有:
又因?yàn)椋?br>,
聯(lián)立解得:
故BC正確;
D.如圖所示,繼續(xù)增大d,則光屏上的光斑會(huì)增大,故D錯(cuò)誤.
三、非選擇題(本題共6小題,共55分)
17. 在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中,將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀按要求安裝在光具座上(如圖),單縫保持豎直方向,并選用縫間距為d的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知,毛玻璃屏與雙縫屏間的距離為L(zhǎng)。接通電源使光源正常工作。
(1)組裝儀器時(shí),單縫和雙縫的空間關(guān)系應(yīng)該為_(kāi)__________。
A.a代表單縫,b代表雙縫
B.a代表雙縫,b代表單縫
C.二者相互垂直放置
D.二者相互平行放置
(2)將紅色濾光片改為綠色濾光片,其他實(shí)驗(yàn)條件不變,在目鏡中仍可看見(jiàn)清晰的條紋,則__________。
A.條紋為豎條紋 B.條紋為橫條紋
C.與紅光相比條紋間距變窄 D.與紅光相比條紋間距變寬
(3)經(jīng)計(jì)算可得兩個(gè)相鄰明紋(或暗紋)間的距離為Δx,則這種色光的波長(zhǎng)表達(dá)式為λ=_____(用題中所給字母表示)。
【17題答案】
【答案】 ①. AD ②. AC ③.
【解析】
【詳解】(1)[1]AB.雙縫的光來(lái)自于同一個(gè)單縫,因此單縫a距離光源更近,A正確,B錯(cuò)誤;
CD.雙縫與單縫應(yīng)該平行放置,才能觀察到雙縫干涉實(shí)驗(yàn),C錯(cuò)誤,D正確。
故選AD。
(2)[2] AB.由于單縫保持豎直,條紋的方向與單縫平行,因此條紋豎直,A正確,B錯(cuò)誤;
CD.由于綠光的波長(zhǎng)比紅光的短,因此干涉條紋間距比紅光的窄,C正確,D錯(cuò)誤。
故選AC。
(3)[3]根據(jù)兩個(gè)相鄰的明紋間(或暗紋)間距為
可得波長(zhǎng)表達(dá)式
18. 在探究單擺運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中:
(1)如圖所示,圖(a)是用力傳感器對(duì)單擺振動(dòng)過(guò)程進(jìn)行測(cè)量的裝置圖,圖(b)是與力傳感器連接的計(jì)算機(jī)屏幕所顯示的圖像。根據(jù)圖(b)的信息可得,從時(shí)刻開(kāi)始擺球第一次擺到最低點(diǎn)的時(shí)刻為_(kāi)_________,擺長(zhǎng)為_(kāi)_________(?。?;
(2)某同學(xué)的操作步驟如下,其中正確的是__________;
A. 取一根彈性細(xì)線,下端系住直徑為d的金屬小球,上端固定在鐵架臺(tái)上
B. 用米尺量得細(xì)線長(zhǎng)度,則測(cè)得擺長(zhǎng)為
C. 在擺線偏離豎直方向位置靜止釋放小球
D. 讓小球在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),測(cè)得周期,再根據(jù)公式計(jì)算重力加速度
(3)某小組利用單擺測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。改變擺線長(zhǎng)度,測(cè)得了多組數(shù)據(jù),在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí),甲同學(xué)把擺線長(zhǎng)作為擺長(zhǎng),直接利用公式求出各組重力加速度值再求出平均值;乙同學(xué)作出圖像后求出斜率,然后算出重力加速度。兩同學(xué)處理數(shù)據(jù)的方法對(duì)結(jié)果的影響是:甲__________,乙__________(選填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”)。
【18題答案】
【答案】 ①. 0.5 ②. 0.64 ③. C ④. 偏小 ⑤. 無(wú)影響
【解析】
【詳解】[1]因?yàn)閱螖[在最低點(diǎn)時(shí)滿足
此時(shí)單擺擺線的拉力最大,從F-t圖像中可以看出從t=0時(shí)刻開(kāi)始擺球第一次擺到最低點(diǎn)的時(shí)刻為
[2]由F-t圖像可知單擺的周期為
又因?yàn)?br>可得
(2)[3]A.取一根細(xì)線(伸長(zhǎng)量不計(jì)),下端系住直徑為d的金屬小球,上端固定在鐵架臺(tái)上,A錯(cuò)誤;
B.用米尺量得細(xì)線長(zhǎng)度l,擺長(zhǎng)為l再加上擺球半徑,B錯(cuò)誤;
C.在擺線偏離豎直方向5°位置靜止釋放小球,C正確;
D.讓小球在豎直面內(nèi)擺動(dòng),測(cè)得擺動(dòng)周期,再根據(jù)公式計(jì)算重力加速度,D錯(cuò)誤。
故選C。
(3)[4][5]根據(jù)單擺周期公
解得重力加速度
而擺長(zhǎng)應(yīng)該是擺線長(zhǎng)度與擺球半徑之和,甲同學(xué)把擺線長(zhǎng)為擺長(zhǎng),擺長(zhǎng)小于實(shí)際擺長(zhǎng),由可知,重力加速度的測(cè)量值小于真實(shí)值;
根據(jù)單擺周期公式
解得
則斜率
由此可見(jiàn),由于單擺擺長(zhǎng)偏大還是偏小不影響圖像的斜率k,因此擺長(zhǎng)偏小不影響重力加速度的測(cè)量值。
19. 如圖所示,一根豎直插入水中的桿,在水中部分長(zhǎng),露出水面部分長(zhǎng),已知水的折射率為,則當(dāng)陽(yáng)光與水平面成角時(shí),桿在水底的影長(zhǎng)為多少?
【19題答案】
【答案】
【解析】
【詳解】由題意可得入射角為,由折射定律得
由幾何關(guān)系得影長(zhǎng)
20. 如圖所示,兩種不同材料的軟繩在處連接,、和是該繩上的三個(gè)點(diǎn),間距離為,間距離為。將點(diǎn)上下振動(dòng),則形成以點(diǎn)為波源向左和向右傳播的簡(jiǎn)諧橫波Ⅰ和Ⅱ,其中波Ⅱ的波速為。時(shí)刻點(diǎn)處在波谷位置,觀察發(fā)現(xiàn)后此波谷傳到點(diǎn),此時(shí)點(diǎn)正通過(guò)平衡位置向上運(yùn)動(dòng),間還有一個(gè)波谷,則:
(1)波源的振動(dòng)周期為多少?
(2)簡(jiǎn)諧橫波Ⅰ和Ⅱ的波長(zhǎng)分別為多少?
(3)請(qǐng)證明當(dāng)點(diǎn)處于波峰時(shí),點(diǎn)也一定處于波峰。
【20題答案】
【答案】(1);(2),;(3)見(jiàn)解析
【解析】
【詳解】(1)時(shí),點(diǎn)位于波谷,點(diǎn)正通過(guò)平衡位置向上運(yùn)動(dòng),間還有一個(gè)波谷,


(2)間的距離為
則波Ⅰ波長(zhǎng)
已知波Ⅱ的波速,由得
(3)在Ⅰ波中,點(diǎn)與波源的距離為,在Ⅱ波中,點(diǎn)與波源點(diǎn)的距離為,故、兩點(diǎn)的振動(dòng)步調(diào)一致,即當(dāng)點(diǎn)處于波峰時(shí),點(diǎn)也一定處于波峰。
21. 如圖所示,傾斜金屬導(dǎo)軌和平直導(dǎo)軌平滑銜接,質(zhì)量為的桿子從處由靜止開(kāi)始釋放,一根勁度系數(shù)的輕質(zhì)彈簧水平放置,右端固定,左端與質(zhì)量的絕緣桿拴接(拴接點(diǎn)在桿的中點(diǎn)),彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)。若桿與桿在碰撞前后始終垂直導(dǎo)軌,且碰撞后即刻粘在一起,此后始終做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),且以兩桿碰撞后第一次速度變?yōu)?時(shí)作為計(jì)時(shí)起點(diǎn),規(guī)定向右為正方向。已知彈簧振子振動(dòng)周期公式為,其中為振子質(zhì)量,為彈簧的勁度系數(shù),忽略一切摩擦和空氣阻力。則桿與桿:
(1)發(fā)生碰撞后瞬間的共同速度;
(2)一起做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅(提示:可以用圖像下的“面積”代表力做的功);
(3)寫(xiě)出該簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)方程。
【21題答案】
【答案】(1) ;(2);(3)
【解析】
【詳解】(1)由動(dòng)能定理
可得
桿與桿發(fā)生碰撞過(guò)程,取向右為正方向,由動(dòng)量守恒定律得
解得
(2)桿與桿碰后總動(dòng)能為
根據(jù)圖像下的“面積”代表力做的功,可得彈簧的最大彈性勢(shì)能為
所以振幅
(3)振子的振動(dòng)周期為
解得
角頻率為
因此,該簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)振動(dòng)方程為
22. 如圖所示,光滑導(dǎo)軌的末端放有一個(gè)質(zhì)量為的小球,導(dǎo)軌的末端與豎直墻上的點(diǎn)等高,導(dǎo)軌末端到豎直墻壁的水平距離為。一個(gè)質(zhì)量為的小球沿導(dǎo)軌從距導(dǎo)軌末端高處由靜止釋放,在末端與小球碰撞后,兩球直接從軌道末端飛出,、兩球分別擊中豎直墻壁上的、兩點(diǎn)。已知到的距離,到的距離,小球可視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)空氣阻力。則:
(1)求、兩球從軌道末端飛出時(shí)的速度大小、;
(2)求小球的質(zhì)量,并通過(guò)計(jì)算分析碰撞是否為彈性碰撞;
(3)在、發(fā)生彈性碰撞的條件下,能否選擇一個(gè)合適的小球,質(zhì)量為,使得兩球碰后即以共同速度做拋體運(yùn)動(dòng)?如果能,求出;若不能,請(qǐng)說(shuō)明理由。
【22題答案】
【答案】(1),;(2)彈性碰撞,詳見(jiàn)解析;(3)不能,詳見(jiàn)解析
【解析】
【詳解】(1)小球在空中做平拋運(yùn)動(dòng),有
,

解得
,
(2)設(shè)運(yùn)動(dòng)到軌道末端的速度為,由機(jī)械能守恒得
求得
在、碰撞前后,兩球的動(dòng)量守恒,以的方向?yàn)檎较颍?br>求得
碰前總動(dòng)能
碰后兩球總動(dòng)能
即,該碰撞為彈性碰撞。
(3)不能。
假設(shè)此情形下的存在,則由動(dòng)量守恒得
求得
碰前總動(dòng)能
碰后兩球總動(dòng)能
這說(shuō)明碰撞前后有能量損失,與題設(shè)矛盾,故這樣的不存在。?

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