2024-2025黑龙江省大庆实验学校高二(上)开学物理试卷(含解析)

2024-2025学年黑龙江省大庆实验学校高二(上)开学物理试卷
一、单选题:本大题共9小题,共27分。
1.在人类对物质运动规律的认识过程中,许多物理学家大胆猜想、勇于质疑,取得了辉煌的成就。下列有关科学家及他们的贡献描述中,正确的是( )
A. 开普勒潜心研究第谷的天文观测数据,提出行星绕太阳做匀速圆周运动
B. 卡文迪什通过测量铅球之间的万有引力,比较准确的得出了的数值
C. 牛顿发现了万有引力定律,由此可推导地球与火星相同时间与太阳连线扫过面积相等
D. 由万有引力定律计算出的“笔尖下发现的行星”为天王星
2.下列关于机械振动和机械波的说法,正确的是( )
A. 声源靠近观察者,观察者接收到的声波频率大于声源的频率
B. 衍射是横波特有的现象,纵波不能发生衍射现象
C. 两列波发生干涉时,振动加强点的位移一定大于振动减弱点的位移
D. 机械波在传播时,质点在一个周期内沿波的传播方向移动一个波长
3.某次课堂上,物理老师在教室里给同学们做了一个演示实验:先后将同一个鸡蛋从同一高度由静止释放,落到地面。第一次鸡蛋落在铺有海绵的水泥地上,完好无损;第二次鸡蛋直接落在水泥地上,蛋碎了。海绵的厚度远小于鸡蛋下落高度,不计空气阻力。对该现象解释最合理的是( )
A. 鸡蛋落在海绵上减速时间较短 B. 鸡蛋落在海绵上受到合外力的冲量较大
C. 鸡蛋落在水泥地上动量变化较大 D. 鸡蛋落在水泥地上动量变化率较大
4.两个相同的小球、处于同一高度,同时开始运动,其中球做自由落体运动、球做平抛运动,两球在空中不相遇,不计空气阻力。下列说法正确的有( )
A. 两个小球落地时的动能相同
B. 从开始运动到落地,重力对两个小球做功的平均功率相同
C. 小球即将着地时重力做功的瞬时功率大
D. 两个小球在空中机械能相同
5.如图所示,物体放置在物体上,与一轻弹簧相连,它们一起在光滑水平面上以点为平衡位置做简谐运动,所能到达相对于点的最大位移处分别为点和点,运动过程中、之间无相对运动。已知弹簧的劲度系数为,系统的振动周期为,弹簧始终处于弹性限度内。下列说法中正确的是( )
A. 物体对摩擦力的变化周期为
B. 当物体相对平衡位置的位移为时,、间摩擦力的大小等于
C. 物体的速度为时开始计时,每经过时间,物体的速度仍为
D. 物体处于之间某位置时开始计时,经时间,物体一定运动到之间
6.坐标原点处的质点振动沿轴正向传播,某时刻的波形如图所示,此时处的质点已通过的路程为,处的质点已振动了的时间,则下列说法正确的是( )
A. 波源处的质点起振方向为轴正方向
B. 该波的传播速度为
C. 再经过,处的质点位移为
D. 再经过,处的质点加速度沿轴正方向
7.如图所示,有、两个质量均为的小车,在光滑的水平地面上以相等的速率在同一直线上相向运动,车上有一质量为的人,他现在从车跳到车上,为了避免两车相撞,他跳离车时的速率相对地面最小为( )
A. B. C. D.
8.“嫦娥四号”探测器于年月在月球背面成功着陆,着陆前曾绕月球飞行,某段时间可认为绕月做匀速圆周运动,圆周半径为月球半径的倍。已知地球半径是月球半径的倍,地球质量是月球质量的倍,地球表面重力加速度大小为。则“嫦娥四号”绕月球做圆周运动的速率为( )
A. B. C. D.
9.如图所示,与水平面成角的传送带,在电动机的带动下以恒定的速率顺时针运行。现将质量为的小物块从传送带下端点无初速度地放到传送带上,经时间物块与传送带达到共同速度,再经时间物块到达传送带的上端点,已知、间的距离为,重力加速度为,则在物块从运动到的过程中,以下说法正确的是( )
A. 在时间内摩擦力对物块做的功等于
B. 在时间内物块和传送带间因摩擦而产生的内能小于物块机械能的增加量
C. 在时间内因摩擦而产生的内能等于
D. 在时间内因运送物块,电动机多消耗的电能小于
二、多选题:本大题共5小题,共20分。
10.年月,中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在离地球表面约的“天宫二号”空间站上通过天地连线,为同学们上了一堂精彩的科学课。通过直播画面可以看到,在圆轨道上飞行的“天宫二号”中,航天员可以自由地漂浮,下列说法正确的是( )
A. 航天员在地球表面上所受引力的大小大于随空间站运动所需向心力的大小
B. 航天员所受地球引力与空间站对其作用力两者的合力近似为零
C. 在空间站中,航天员绕地球运动周期小于同步卫星周期
D. 航天员乘坐的火箭在地面的发射速度大于
11.梦溪笔谈是中国科学技术史上的重要文献,书中对彩虹作了如下描述:“虹乃雨中日影也,日照雨则有之”。下图是彩虹成因的简化示意图,设水滴是球形的,图中的圆代表水滴过球心的截面,入射光线在过此截面的平面内,、是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是( )
A. 太阳光经过水滴后形成彩虹是光的干涉现象
B. 改变光进入水滴的角度,光在水滴内会发生全反射
C. 在水滴中,光的传播速度小于光的传播速度
D. 、光分别通过同一双缝干涉装置,光的相邻亮条纹间距较小
12.如图甲所示质量为的木板放在水平面上,质量为的物块通过一轻弹簧与其连接。给一竖直方向上的初速度,当运动到最高点时,与水平面间的作用力刚好为零。从某时刻开始计时,的位移随时间变化规律如图乙,已知重力加速度为,空气阻力不计,下列说法正确的是( )
A. 物块做简谐运动,回复力由弹簧提供
B. 物体在运动中最大加速度为
C. 物体在时刻对地面的压力大小为
D. 物体的振动方程为
13.一物块在高、长的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑,其重力势能和动能随下滑距离的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示,重力加速度取,则( )
A. 物块质量为
B. 物块与斜面间的摩擦力为
C. 物块下滑的全过程损失的机械能和增加的动能之比为:
D. 当物块下滑时机械能损失了
14.如图,两端固定有小球、的竖直轻杆,球紧贴竖直光滑墙面,球位于光滑水平地面上,小球紧贴小球,小球受到轻微扰动后顺着墙面下滑,此后的运动过程中,三球始终在同一竖直面上,小球落地后不反弹,已知小球的最大速度为,三球质量均为,轻杆长为,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. B、两球分离时,球恰好离开墙面
B. 小球落地前瞬间动能大小为
C. 小球落地时,小球的速度是小球速度的倍
D. 竖直墙对小球的冲量大小为
三、实验题:本大题共2小题,共14分。
15.某实验小组用插针法测量玻璃的折射率。
操作过程中为得到更好的实验效果,下列操作中正确的是______;
A.选用两光学表面间距大一些的玻璃砖
B.入射角应选择尽量小些
C.可以将玻璃砖界面当尺子画界线
D.改变入射角的大小,多做几次实验
在白纸上放好玻璃砖,和分别是玻璃砖与空气的两个界面,如图甲所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和,用“”表示大头针的位置,然后在另一侧透过玻璃砖观察,并依次插上大头针和。在插时应使其挡住与的像,在插时应使其挡住______。
甲同学在画完边界时,不小心将玻璃砖向上平移了一小段距离,然后画出下边界,导致两边界间距略小于玻璃砖宽度,如图乙所示。则他测得的折射率与真实值相比______选填“偏大”、“偏小”、“不变”或“无法确定”。
16.在“用单摆测量重力加速度”的实验中:
在摆球自然下垂的状态下,用毫米刻度尺测得绳长为从悬点到小球最上端;用游标卡尺测量摆球的直径,示数如图甲所示,则 ______;
将小球从平衡位置拉开一个小角度静止释放,使其在竖直面内振动。待振动稳定后,从小球经过平衡位置时开始计时,测量次全振动的时间为,由本次实验数据可求得 ______用、、、表示;
若某次实验测得数值比当地公认值偏大,原因可能是______;
A.开始计时时,过早按下秒表
B.实验时误将次全振动记为次
C.摆线上端悬点未固定,振动中出现松动,摆线长度增加
D.小球质量过大
某同学在伽利略用斜面“冲淡”重力思想的启发下,创设了“重力加速度”可以人为调节的实验环境:如图乙所示,在水平地面上固定一倾角可调的光滑斜面,把摆线固定于斜面上的点,使摆线平行于斜面。测得摆长为,小角度拉开摆球至点,静止释放后,摆球在之间做简谐运动,测得球摆动周期为。多次改变斜面的倾角,重复实验,记录和,绘制了图像,该图像斜率表达式为______。用、、表示
四、计算题:本大题共3小题,共39分。
17.为一直角三角形玻璃砖的截面,,,一束光线平行边,从点射入玻璃砖,已知边长为,边长为的三分之一,玻璃砖折射率为,真空中光速为,求解光线从射入到第一次射出过程:
光线射出玻璃砖时与边的夹角;
光线在玻璃砖中传播的时间。
18.如图所示,、为两个波源,同时开始振动,振动频率相同,形成的机械波在同种均匀介质中传播,以两波源开始振动为计时起点,、两波源的振动图像分别如图、图所示。为两波源连线上的一质点,、、三个点坐标分别是,,,已知两波源的振动形式相隔先后到达质点,求:
两列波的波长;
足够长时间后,、不包括、之间的连线有几个振动减弱点;
波源振动的过程中,质点通过的路程。
19.如图所示,可视为质点的两滑块、均静止在粗糙水平地面上,两者之间有一被压缩的轻质弹簧长度不计,与竖直墙壁距离。现解除弹簧锁定,使、瞬间分离,并立即取走弹簧,此时两物块获得的动能之和为。已知、质量分别为、,所有碰撞均为弹性碰撞,、均沿同一水平直线运动,、与地面之间的动摩擦因数均为,重力加速度取,求:
取走弹簧时、获得的速度大小;
、都停止运动后,两者之间的距离;
改变的大小,使、第次碰撞时,已经停止,且能发生第次碰撞,求的取值范围。
答案解析
1.
【解析】解:、开普勒潜心研究第谷的天文观测数据,提出行星绕太阳做椭圆运动,故A错误;
B、卡文迪什通过测量铅球之间的引力,利用微小形变放大法比较准确的得出了的数值,故B正确;
C、根据开普勒第二定律可知,对每一个行星而言,太阳与行星的连线在相同时间内扫过的面积,不同的行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积不等,故C错误;
D、由万有引力定律计算出的“笔尖下发现的行星”为海王星,故D错误;
故选:。
行星绕太阳做椭圆运动;根据测量引力常量的物理学史分析;根据开普勒第二定律分析;“笔尖下发现的行星”是海王星。
知道开普勒、卡文迪什、牛顿等在物理上的贡献,知道开普勒第二定律里面是针对同一个行星来说的。
2.
【解析】解:、根据多普勒效应分析,声源靠近观察者,观察者接收到的声波频率大于声源的频率,故A正确;
B、横波和纵波都能发生衍射现象,故B错误;
C、两列波发生干涉时,振动加强点的位移等于两列波振幅之和,但位移在质点振动过程中会发生变化,故C错误;
D、机械波在传播时,质点不随波移动,只是在各自平衡位置附近振动,故D错误。
故选:。
A、根据多普勒效应分析;
B、干涉和衍射是一切波特有的现象;
C、两列波发生干涉时,振动加强点的位移等于两列波振幅之和,但位移在质点振动过程中会发生变化;
D、机械波在传播时,质点不随波移动。
熟练记住机械波的各种特点,掌握基础知识。
3.
【解析】解:、鸡蛋落在水泥地上减速时间较短,落在海绵上减速时间较长,故A错误;
、鸡蛋从同一高度掉下,与水泥地和海绵垫接触前瞬间速度相同,动量相同,与水泥地和海绵垫作用后速度均变为零,鸡蛋动量的变化相同,受到合外力的冲量相同,故BC错误;
D、鸡蛋与水泥地和海绵垫作用的动量变化量相同,与水泥地作用时间短,则落在水泥地上动量变化率较大,故D正确。
故选:。
鸡蛋从同一高度掉下,落在水泥地上,鸡蛋与水泥地作用时间短,而落在海绵垫上,鸡蛋与海绵垫作用时间长,根据速度关系分析动量、动量变化量和动量变化率的大小,根据动量定理分析合外力的冲量大小。
本题考查动量和动量定理,应用动量定理分析生活现象,要抓住相等的条件进行分析,明确缓冲的原理。
4.
【解析】解:、两个小球在整个过程中都是只有重力做功,两个小球完全相同,所以重力做功相同,但小球有初速度,初动能不为零,根据动能定理可知落地时小球的动能大于小球的动能,故A错误;
B、球做自由落体运动、球做平抛运动,所以两小球在空中运动时间相同,重力做功相同,则根据公式可知,重力对两个小球做功的平均功率相同,故B正确;
C、两小球落地时竖直方向的速度相等,根据可知,即将着地时重力做功的瞬时功率也相同,故C错误;
D、两个小球在整个过程中都是只有重力做功,机械能守恒,因为两小球的初状态不同,即初始状态的机械能不同,所以两个小球在空中机械能不相同,故D错误。
故选:。
根据动能定理分析;根据平均功率的计算公式分析;根据重力的瞬时功率公式分析;根据机械能守恒定律分析。
熟练掌握机械能守恒定律、平均功率和瞬时功率的计算公式是解题的基础。
5.
【解析】解:物体、之间无相对运动,对进行受力分析,所受重力与对的支持力平衡,由对的摩擦力提供做简谐运动所需的回复力,则物体对摩擦力的变化周期等于系统的振动周期,故A错误;
B.当物体相对平衡位置的位移为时,对、整体分析,根据牛顿第二定律得:
对进行分析,同理可得、间摩擦力的大小为:,故B错误;
C.根据简谐运动的对称性可知,物体的速度为时开始计时,每经过时间,物体的速度大小仍为,但速度方向与方向相反,故C错误;
D.根据简谐运动的对称性,经过半个周期物体的初末位置关于平衡位置对称,可知物体处于之间某位置时开始计时,经时间,物体一定运动到之间,故D正确。
故选:。
物体、之间无相对运动,对进行受力分析,可知对的摩擦力提供做简谐运动所需的回复力,而回复力的变化周期等于系统的振动周期;当物体相对平衡位置的位移为时,应用整体发与隔离法,根据牛顿第二定律求解、间摩擦力的大小;根据简谐运动的对称性分析选项。
本题考查了简谐运动中力与运动的关系,以及运动的特点。掌握简谐运动中回复力与位移的关系,加速度与速度的变化特点。
6.
【解析】解:该时刻,处的质点已通过的路程为,说明已振动了四分之三周期,这时波传播到处,由此判断波源处的质点起振方向为轴正方向,故A正确;
B.周期满足
波长为
波的传播速度
解得
故B错误;
C.波动周期为,则再经时,处的质点位移为,故C错误;
D.图示时刻,处的质点正沿轴负方向运动,再经这段时间内,波形平移了,由此判断,再经时,处的质点加速度沿轴负方向,故D错误。
故选:。
根据运动的时间分析质点的运动情况,从而判断传播方向,根据周期与波长解得波速,根据周期与时间关系解得。
本题属于波的图象的识图和对质点振动的判断问题,解题时一定要注意一个周期内不同时刻波的图像不同,只有确定了传播方向才能确定质点的振动方向。
7.
【解析】解:速度最小的条件是:人跳上车稳定后两车的速度相等,设该速度为,以车和人组成的系统为研究对象,以车的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
以车与人组成的系统为研究对象,以人的速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
解得:
故B正确,ACD错误;
故选:。
人与车组成的系统动量守恒,以人与车、人与车组成的系统为研究对象,应用动量守恒定律即可正确解题。
本题考查了求速度问题,分析清楚运动过程、合理选择研究对象、应用动量守恒定律即可正确解题。
8.
【解析】令月球的半径为,月球的质量为,地球的质量为,“嫦娥四号”的质量为,则“嫦娥四号”绕月球做匀速圆周运动的半径为,
根据牛顿第二定律有:
所以
根据黄金代换式有:,
所以“嫦娥四号”绕月球做圆周运动的速率为:,故ABC错误,D正确。
故选:。
9.
【解析】解:、设在时间内摩擦力、重力对物块做的功分别为、,根据动能定理有:
解得:,且,故A错误;
B、在时间内物块和传送带间的相对位移大小为:
此时间内物块的位移大小为:
此时间内摩擦产生的内能为:
物块机械能的增加量为:
即在时间内物块和传送带间因摩擦而产生的内能等于物块机械能的增加量,故B错误;
C、因物块先向上做匀加速直线运动,可知物块受到的摩擦力大于其重力沿传送带向下的分力,故物块与传送带共速后,与传送带相对静止一起向上做匀速直线运动。匀速过程没有相对位移,也没有摩擦生热,根据选项的解答可知,在时间内因摩擦而产生的内能等于:
又有:
解得:,且,故C错误;
D、在时间内因运送物块,根据能量守恒定律,电动机多消耗的电能为:
根据选项的结论可得:
可得:,故D正确。
故选:。
根据动能定理求解在时间内摩擦力做的功;先求解在时间内物块和传送带间的相对位移大小,再根据滑动摩擦力与相对位移的乘积,求解此时间内摩擦产生的内能,根据功能关系求解物块机械能的增加量;物块与传送带共速后,与传送带相对静止一起向上做匀速直线运动,此过程没有摩擦生热。根据能量守恒定律求解电动机多消耗的电能。
本题考查了能量守恒定律与功能关系在传送带模型中的应用。分析物块的运动过程,确定力做功与能量转化情况,掌握功与能量变化的关系。
10.
【解析】解:根据,地球表面处的半径小于空间站的轨道半径,所以地球表面处的引力大于空间站位置的引力提供向心力大小,故A正确;
B.空间站对航天员的作用力几乎为,故两者的合力近似等于地球引力,故B错误;
C.根据开普勒第三定律可知,轨道半径越小,则周期越小,航天员在地球附近轨道上轨道半径小于同步卫星的轨道半径,所以周期也小于同步卫星周期,故C正确;
D.根据第一宇宙速度的意义,是最小发射速度,所以航天员乘坐的火箭在地面发射速度大于,故D正确。
故选:。
A.根据万有引力公式进行分析解答;
B.根据空间站对航天员的作用力结合引力大小求合力判断;
C.根据开普勒第三定律分析判断;
D.根据第一宇宙速度的物理意义进行分析解答。
考查万有引力定律的应用和开普勒第三定律,会根据题意进行准确分析和解答。
11.
【解析】解:太阳光经过水滴后形成彩虹是光的色散现象,故A错误;
B.根据光的可逆性可知,改变光进入水滴的角度,光在水滴内不会发生全反射,故B错误;
C.画出光路图如图所示:
由图可知,光线进入水滴后,光的折射角小,根据折射定律可知,光折射率大;
根据公式知,光的传播速度小于光的传播速度,故C正确;
D.光折射率大、频率大,则光的波长小,根据,则知、通过相同的单缝衍射实验装置,光的衍射条纹较小,故D正确。
故选:。
由图看出,光线进入水滴折射时,光的折射角小于光的折射角,由折射定律比较折射率大小,从而判断光的频率、波长、波速的大小。根据公式分析传播速度大小;根据波长越长,波动越强分析衍射条纹间距的宽度。
解决本题的关键之处是画出光路图,分析第一次折射时折射角的关系,运用折射定律分析折射率关系。
12.
【解析】解:、物块做简谐运动,回复力由弹簧弹力与重力提供,故A错误;
B、当运动到最高点时,与水平面间的作用力刚好为零,对可知
对有
解得
故B正确;
C、在时刻,物块在平衡位置,此时弹簧处于压缩状态,弹力为
对受力分析有
解得,根据牛顿第三定律可知物体在时刻对地面的压力大小为,故C错误;
D、由图可知周期
角速度为
规定向上为正方向,由图可知时刻位移为,表示振子由平衡位置上方处开始运动,则
所以初相为
则振子的振动方程为
故D正确;
故选:。
物块做简谐运动,回复力由弹簧弹力与重力提供,根据牛顿第二定律解得加速度,根据力的平衡可解得;由图乙得出振幅与周期,然后结合简谐振动的方程写出振动方程。
本题要注意把握在简谐运动过程中,最高点和最低点的回复力具有对称性。
13.
【解析】解:、图像Ⅰ是重力势能随下滑距离的变化图像,开始时根据,其中,代入数据解得,故A错误;
B、设斜面倾角为,根据几何关系可知,,图像Ⅱ是物块动能随下面距离的变化图像,设物体与斜面之间的摩擦力为,根据动能定理有,整理得,即图像斜率为,联立解得,故B正确;
C、根据图像可知物体下滑到底端时的动能为,物体损失的机械能为,所以物块下滑的全过程损失的机械能和增加的动能之比为::,故C正确;
D、由图像可知,当物体下滑时的动能为,物体的重力势能为,则物体的机械能为,所以物体损失的机械能为,故D错误。
故选:。
根据物体的重力势能计算物体的质量;根据动能定理得到动能随下滑距离变化图像斜率的物理意义,进而得到物体所受摩擦力大小;从图像上读出物体下滑到底端时的动能,进而计算出损失的机械能,然后计算即可。
能够知道物体的机械能等于物体的动能和重力势能之和,掌握动能定理的简单应用是解题的基础。
14.
【解析】解:、小球离开竖直墙时,轻杆由压力变拉力,、分离,故A正确;
D、、分离后小球做匀速直线运动,所以、分离时,两球速度均为,对三小球整体列水平方向动量定理,则
,故D错误;
C、自小球离开墙面到小球落地,、轻杆水平方向动量守恒,则
且有
解得:,小球的速度是小球水平速度的倍,但小球有竖直速度分量,故C错误;
B、轻杆对小球做功大小等于对小球做功大小,即等于小球、的动能增量,则
小球落地前瞬间动能大小为:
,故B正确;
故选:。
理解小球的运动特点和运动过程中的临界状态;
根据动量守恒定律和几何关系得出小球的速度关系,结合能量关系完成分析。
本题主要考查了动量守恒定律的相关应用,理解动量守恒的条件,结合能量守恒定律和关联速度的特点即可完成分析。
15. 、、的像 偏大
【解析】解:为了便于确定折射光线,实验中应选用两光学表面间距大一些的玻璃砖,故A正确;
B.为了便于确定折射角,实验中入射角应选择尽量大些,故B错误;
C.为了避免影响透过玻璃砖看到像的清晰程度,实验中,不能够将玻璃砖界面当尺子画界线,故C错误;
D.为了减小实验误差,实验中应改变入射角的大小,多做几次实验,故D正确。
故选:。
为了精准确定折射光线,实验中,在插时应使其挡住、、的像。
实际的下边界应该处于图乙中的下侧,如图所示
可知,入射角相同,折射角的测量值偏小,则他测得的折射率与真实值相比偏大。
故答案为:; 、、的像; 偏大。
两光学表面间距大一些的玻璃砖,便于确定折射光线,据此判断;
B.实验中入射角尽量大些,便于确定折射角,据此判断;
C.实验中,将玻璃砖界面当尺子画界线,会影响透过玻璃砖看到像的清晰程度,据此判断;
D.实验中应改变入射角的大小,多做几次实验,能够减小实验偶然误差,据此判断。
为了精准确定折射光线,实验中,在插时应使其挡住、、的像。
画出光路图,判断折射角的测量值是偏大还是偏小,再根据折射率公式判断测得的折射率与真实值相比偏大还是偏小。
本题主要考查了玻璃砖折射率的测量实验,要明确实验原理,掌握正确的实验操作,能正确进行实验误差分析;理解折射定律。
16.
【解析】解:游标卡尺的分度值为,则该读数为
测量次全振动的时间为,则周期为
根据单摆的周期公式
解得
开始计时时,过早按下秒表,导致周期偏大,实验测得数值应偏小,故A错误;
B.实验时误将次全振动记为次,导致周期偏小,实验测得数值应偏大,故B正确;
C.摆线上端悬点未固定,振动中出现松动,摆线长度增加,但我们还是利用测量值来计算,所以实验测得数值应偏小,故C错误;
D.小球质量过大对实验结果无影响,故D错误;
故选:。
单摆静止在最低处时
单摆的等效重力加速度
根据单摆周期公式
联立解得
则图像的斜率
故答案为:; ; ;
根据游标卡尺的读数规则得出对应的读数;
根据单摆的周期公式得出重力加速度的测量值;
根据单摆周期公式分析误差;
根据单摆周期公式推导结合图像判断。
本题关键掌握“用单摆测量重力加速度”的实验原理和注意事项、掌握游标卡尺的读数方法。
17.解:入射光线平行,则入射角
根据折射定律有
解得:
由几何关系可得:,
设全反射临界角为,
,光线在点全反射
光线从射出,与夹角
根据几何关系有
根据光速与折射率的关系有

解得
答:光线射出玻璃砖时与边的夹角为角;
光线在玻璃砖中传播的时间为。
【解析】根据折射定律结合几何条件求解;
由几何关系求得光束在介质中传播的路程,光束在介质中传播的速率为:,由路程比在介质中的光速得到传播时间。
本题考查了几何光学的相关计算问题与作图能力,求解折射率、介质中传播时间、全反射的判断是主要问题。依据几何关系准确画出光路图是解题的前提,充分体现了数理结合的能力。
18.由题意可得与两个波源的距离差:
两列波在同种均匀介质中传播时波速大小相等,已知两波源的振动形式相隔先后到达质点,可得波速大小为:
由图、图可知,两波的周期均为:
两波的波长均为:
由图、图可知,两波源起振方向相反,则波程差等于波长整数倍的点为振动减弱点,则有:
解得的取值为:,,,,,故共有个振动减弱点。
设波源的振动形式经过时间传到,则有:
设波源的振动形式经过时间传到,则有:
由图、图可知,两波的振幅分别为、
波源振动前,质点一直静止;
波源振动的,只有波源的振动形式经过,时间恰好为个周期,则此时间内质点通过的路程为:
波源振动的,波源、的振动形式同时经过,为振动减弱点,时间恰好为个周期,则此时间内质点通过的路程为:
波源振动的过程中,质点通过的路程为:
答:两列波的波长均为;
足够长时间后,、不包括、之间的连线有个振动减弱点;
波源振动的过程中,质点通过的路程为。
【解析】由题意确定与两个波源的距离差,两列波在同种均匀介质中传播时波速大小相等,根据两波源的振动形式相隔先后到达质点计算出波速,根据波速、波长、周期的关系求解波长。
由图、图可知,两波源起振方向相反,则波程差等于波长整数倍的点为振动减弱点,据此求解共有几个振动减弱点。
分别计算出波源、的振动形式传到的时间,分析质点的运动过程,根据各个时间段与周期的关系,求解各个时间段内的质点通过的路程,注意波源、的振动形式同时经过时为振动减弱。
本题考查了机械波的传播与干涉问题。掌握波的干涉条件,以及振动加强与振动减弱的判断。
19.解:选择向右的方向为正方向。
解锁瞬间、动量守恒、能量守恒:
解得:;
经分析,、分离后能再次碰撞且相碰时已停止
设碰前的速度为,则:
解得:
第一次弹性碰撞:
解得:;
解得:
、第一次相碰时,刚好停止:
解得:
、第一次相碰时,速度为:
A、第一次弹性碰撞:
A、第二次碰撞时恰好减停:
解得:
综上所述,
答:取走弹簧时、获得的速度大小分别为和;
、都停止运动后,两者之间的距离为;
改变的大小,使、第次碰撞时,已经停止,且能发生第次碰撞,的取值范围为。
【解析】根据动量守恒定律和能量守恒定律得出滑块的速度;
根据运动学公式和弹性碰撞的特点联立等式得出滑块的距离;
依次分析两个滑块碰撞的特点,结合运动学公式得出的范围。
本题主要考查了动量守恒定律和能量守恒定律的相关应用,理解动量守恒定律的条件,结合能量的转化关系和运动学公式即可完成分析。
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