高三物理3—4及3—5统练人教实验版知识精讲

用心 爱心 专心 高三物理高三物理 3 3 4 4 及及 3 3 5 5 统练人教实验版统练人教实验版 本讲教育信息本讲教育信息 一 教学内容 3 4 及 3 5 统练 典型例题典型例题 例 1 如图 虚线和实线分别为甲乙两个弹簧振子做简谐运动的图像 已知甲乙两个振子 质量相等 则 A 甲乙两振子的振幅分别为 2cm 1cm B 甲 乙两个振子的相位差总为 C 前 2 秒内甲乙两振子的加速度均为正值 D 第 2 秒末甲的速度最大 乙的加速度最大 答案 答案 AD 例 2 一列简谐横波沿直线由 a 向 b 传播 相距 10 5m 的 a b 两处的质点振动图象如图 中 a b 所示 则 A 该波的振幅可能是 20cm B 该波的波长可能是 8 4m C 该波的波速可能是 10 5m s D 该波由 a 传播到 b 可能历时 7s 1 2 3 4 5 t s b a O 10 10 y cm 答案 答案 D 例 3 图中实线和虚线分别是 x 轴上传播的一列简谐横波在 t 0 和 t 0 03s 时刻的波形图 x 1 2m 处的质点在 t 0 03s 时刻向 y 轴正方向运动 则 A 该波的频率可能是 125Hz B 该波的波速可能是 10m s C t 0 时 x 1 4m 处质点的加速度方向沿 y 轴正方向 D 各质点在 0 03s 内随波迁移 0 9m 用心 爱心 专心 答案 答案 A 例 4 如图所示 均匀介质中两波源 S1 S2分别位于 x 轴上 x1 0 x2 14m 处 质点 P 位 于 x 轴上 xp 4m 处 t 0 时刻两波源同时开始由平衡位置向 y 轴正方向振动 振动周期均 为 T 0 1s 传播速度均为 v 40m s 波源 S1的振幅为 A1 2cm 波源 S2的振幅为 A2 3cm 则从 t 0 至 t 0 35s 内质点 P 通过的路程为 A 12cm B 16cm C 24cm D 32cm 答案 答案 B 例 5 测声室内的地面 天花板和四周墙面表面都贴上了吸音板 它们不会反射声波 在 相距 6m 的两侧墙壁上各安装一个扬声器 a 和 b 俯视如图所示 两扬声器的振动完全相同 频率为 170Hz 一个与示波器 Y 输入相连的麦克风从 a 点开始沿 a b 两点连线缓缓向右运 动 已知空气中声波的波速为 340m s 则 A 麦克风运动到距离 a 点 1 5m 处示波器荧屏上的波形为一直线 B 麦克风运动过程中除在 a b 两点外 示波器荧屏有 5 次出现波形最大 C 麦克风运动过程中示波器荧屏显示的波形幅度是不变的 D 如果麦克风运动到 a b 连线中点停下来后 麦克风中的振动膜将始终处于位移最 大 答案 答案 AB 例 6 将力传感器连接到计算机上就可以测量迅速变化的力的大小 在图甲所示的装置中 可视为质点的小滑块沿固定的光滑半球形容器内壁在竖直平面的AB之间往复运动 OA OB与竖直方向之间的夹角相等且都为 10 某次实验 用力传感器测得滑 块对器壁的压力大小F随时间t变化的曲线如图乙所示 图中t 0 时 滑块从A点开始运 动 试根据力学规律和题中 包括图中 所给出的信息 求 1 压力大小F随时间t变化的周期与小滑块运动的周期之比 2 容器的半径和小滑块的质量 3 小滑块运动过程中的最大动能 g取 10m s2 用心 爱心 专心 分析 分析 1 读图可得 压力大小F随时间t变化的周期 20 1 T s 经判断知滑块运动的周期 2 T是压力大小变化周期 1 T的 2 倍 故 2 1 2 1 T T 2 滑块在AB之间做类似于单摆的简谐运动 周期 2 T 40 s 由 2 T g R 2 得容器的半径 R 2 2 2 4 gT 0 4 m 当滑块运动到最低点时 由牛顿第二定律 R v mmgF 2 0 max 在A点时有 cos min mgF 滑块由A到最低点过程机械能守恒得 cos1 2 1 2 0 mgRmv 其中 N Fmax021 N Fmin990 由 式解得小滑块的质量 m 0 10 99 0 cos 3 当滑块运动到最低点时 滑块的最大动能最大 其值为 3 1041 cos mgREk J 例 7 弹簧的自然长度为 L0 受力作用时的实际长度为 L 形变量为 x x L L0 有一弹 簧振子如图所示 放在光滑的水平面上 弹簧处于自然长度时 M 静止在 O 位置 一质量为 m 20g 的子弹 以一定的初速度 v0射入质量为 M 1 98kg 的物块中 并留在其中一起压缩 弹簧 且射入过程时间很短 振子在振动的整个过程中 弹簧的弹性势能随弹簧的形变量 变化的关系如图所示 g 取 10m s2 则 用心 爱心 专心 1 根据图线可以看出 M 被子弹击中后将在 O 点附近哪一区间运动 2 子弹的初速度 v0为多大 3 当 M 运动到 O 点左边离 O 点 2cm 的 A 点处时 速度 v1多大 4 现若水平面粗糙 上述子弹击中 M 后同样从 O 点运动到 A 点时 振子的速度变 为 3m s 则 M 从开始运动到运动到 A 点的过程中 地面的摩擦力对 M 做了多少功 分析 分析 1 在为 O 点附近 4 为振幅范围内振动 2 子弹打入物块的瞬间 二者组成的系统动量守恒 mv0 M m v 二者一起压缩弹簧 三者组成的系统机械能守恒 2 1 M m v2 Ep 根据图象可知 系统最大的弹性势能是 16J 代入数据可得 v0 400m s 3 子弹打入物块的瞬间 二者组成的系统动量守恒 mv0 M m v1 二者一起压缩弹簧 三者组成的系统机械能守恒 2 1 M m v2 Ep 2 1 M m v12 从图象可以看出 M 运动到 O 点左边离 O 点 2cm 的 A 点处时 Ep 4J 所以解得smv 32 1 4 根据动能定理 Wf 2 1 M m v22 2 1 M m v12 解得 Wf 3J 例 8 如图所示 只含黄光和紫光的复色光束 PO 沿半径方向射入空气中的玻璃半圆柱后 被分成两光束 OA 和 OB 沿如图所示方向射出 则 A OA 为黄光 OB 为紫光B OA 为紫光 OB 为黄光 C OA 为黄光 OB 为复色光D OA 为紫光 OB 为复色光 P O A B 答案 答案 C 例 9 一段时间以来 假奶粉事件 闹得沸沸扬扬 奶粉的碳水化合物 糖 含量是一种 重要指标 可以用 旋光法 来测量糖溶液的浓度 从而测定含糖量 偏振光通过糖的水 用心 爱心 专心 溶液后 偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度 这一角度 称为 旋光 度 的值只与糖溶液的浓度有关 将 的测量值与标准值相比较 就能测量被测样品的 含糖量了 如图所示 S 是自然光源 A B 是偏振片 转动 B 使到达 O 处的光最强 然 后将被测样品 P 置于 A B 之间 则下列说法中正确的是 A 到达 O 处光的强度会明显减弱 B 到达 O 处光的强度不会明显减弱 C 将偏振片 B 转动一个角度 使得 O 处光的强度最大 偏振片转过的角度等于 D 将偏振片 A 转动一个角度 使得 O 处光的强度最大 偏振片转过的角度等于 答案 答案 ACD 例 10 如图所示 光滑的金属导轨间距为 L 导轨平面与水平面成 角 导轨下端接有 阻值为 R 的电阻 质量为 m 的金属细杆 ab 与绝缘轻质弹簧相连静止在导轨上 弹簧劲度 系数为 k 上端固定 弹簧与导轨平面平行 整个装置处在垂直于导轨平面斜向上的匀强 磁场中 磁感应强度为 B 现给杆一沿轨道向下的初速度 v0 杆向下运动至速度为零后 再沿轨道平面向上运动达最大速度 大小为 v1 然后减速为零 再沿轨道平面向下运 动 一直往复运动到静止 导轨与金属杆的电阻忽略不计 试求 1 细杆获得初速度瞬间 通过 R 的电流大小 2 当杆速度为 v1时离最初静止时位置的距离 L1 3 杆由初速度 v0开始运动直到最后静止 电阻 R 上产生的焦耳热 Q 分析 分析 1 3 分 0 EBLv 0 E I R 可得 0 0 Blv I R 2 设杆最初静止不动时弹簧伸长 x0 0 sinkxmg 当杆的速度为 v1时弹簧伸长 x1 kx1 BI1L 此时 1 1 BLv I R L1 x1 x0 由得 22 1 1 B L v L kR 3 杆最后静止时 弹簧的弹性势能与重力势能均不变 由能量守恒可得 2 0 1 2 Qmv 例11 如图所示 光滑金属导体ab和cd水平固定 相交于O点并接触良好 aOc 60 一根轻弹簧一端固定 另一端连接一质量为m的导体棒efef 与ab和cd接触良好 用心 爱心 专心 弹簧的轴线与bOd 平分线重合 虚线MN是磁感应强度大小为B 方向竖直向下的匀强 磁场的边界线 距O点距离为L efcdab 单位长度的电阻均为r 现将弹簧压缩 0 t时 使ef从距磁场边界 4 L 处静止释放 进入磁场后刚好做匀速运动 当ef到达O点 时 弹簧刚好恢复原长 并与导体棒ef分离 已知弹簧形变量为x时 弹性势能为 2 2 1 kx k为弹簧的劲度系数 不计感应电流之间的相互作用 1 证明 导体棒在磁场中做匀速运动时 电流的大小保持不变 2 求导体棒在磁场中做匀速运动的速度大小v0和弹簧的劲度系数k 3 求导体棒最终停止位置距O点的距离 分析 分析 1 设匀速直线运动的速度为 v0 ef 有效切割长度为 l 则电流 r Bv rl Blv I 33 00 由于 v0不变 所以 I 不变 2 由能量守恒 得 2 0 2 2 2 1 2 1 4 5 2 1 mvkL L k 设弹簧形变量为 x 由平衡条件 得 2BIxtan30 kx 解得 2 2422 0 128 3 mr LB k mr LB v 3 ef 越过 O 点后 与弹簧脱离 设导体棒最终停止位置距 O 点的距离为 x0 某时 刻回路中 ef 有效切割长度为 L1 ef 的速度为 v 加速度为 a 电流为 I 据牛顿第二定律 得 BIL1 ma 电流 r Bv rL vBL I 33 1 1 得ma r vLB 3 1 2 取一小段时间 t 速度微小变化为 v 回路面积微小增加为 S 则tmat r vLB 3 1 2 即 tmat r vLB 3 1 2 tamtvL r B 1 2 3 vmS r B 3 2 用心 爱心 专心 0 2 0 2 030tan 3 mvx r B mr LB v 8 3 2 2 0 代入 得 4 23 0 L x 模拟试题模拟试题 1 在飞机的发展史中有一个阶段 飞机上天后不久 飞机的机翼 翅膀 很快就抖动起 来 而且越抖越厉害 后来经过人们的探索 利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方 法 解决了这一问题 在飞机机翼前装置配重杆的目的主要是 A 加大飞机的惯性 B 使机体更加平衡 C 使机翼更加牢固 D 改变机翼的固有频率 2 如图所示 沿波的传播方向上有间距均为 1m 的六个质点 a b c d e f 均静止在 各自的平衡位置 一列简谐横波以 2m s 的速度水平向右传播 t 0 时质点 a 刚好开始振动 其运动方向向下 t 1 5s 时质点 a 第一次到达最高点 则下列判断正确的是 A 各质点开始振动后的频率均为 2Hz B t 3s 时波恰好传播到质点 f C t 4s 时质点 c e 的加速度均为最小值 D 在 3s t 4s 这段时间内 质点 b d 的速度先增大后减小 3 一个沙箱连着弹簧 在光滑的水平面上做简谐运动 不计空气阻力 下列说法中正确 的是 A 当沙箱经过平衡位置时一小球竖直落入沙箱 则以后的运动中沙箱的振幅减小 B 当沙箱经过平衡位置时一小球竖直落入沙箱 则以后的运动中沙箱的最大速度减小 C 当沙箱经过最大位移时一小球竖直落入沙箱 则以后的运动中沙箱的振幅减小 D 当沙箱经过最大位移时一小球竖直落入沙箱 则以后的运动中沙箱的最大速度减小 4 一列沿 x 轴传播的简谐波 波速为 4 m s 某时刻的波形图象如图所示 此时 x 8 m 处的质点具有正向最大速度 则再过 4 5 s A x 4 m 处质点具有正向最大加速度 B x 2 m 处质点具有负向最大速度 C x 0 处质点一定有负向最大加速度 D x 6 m 处质点通过的路程为 20 cm 0 2 2 2 4 6 8 10 12 x m y cm 5 按照麦克斯韦的电磁场理论 以下说法正确的是 A 恒定的电场周围产生恒定的磁场 恒定的磁场周围产生恒定的电场 B 变化的电场周围产生磁场 变化的磁场周围产生电场 C 均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场 均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电 场 D 均匀变化的电场周围产生稳定的磁场 均匀变化的磁场周围产生稳定的电场 6 肥皂泡呈现的彩色 露珠呈现的彩色 通过狭缝看白光源得到的彩色 它们分别属于 用心 爱心 专心 A 光的干涉 衍射和色散现象 B 光的衍射 色散和干涉现象 C 光的干涉 色散和衍射现象 D 光的色散 干涉和衍射现象 7 下列关于波的叙述中正确的是 A 光的偏振现象表明光是一种横波 B 超声波可以在真空中传播 C 由 v f 可知 波长越长 波传播得越快 D 当日光灯启动时 旁边的收音机会发出 咯咯 声 这是由于电磁波的干扰造成的 8 如图所示 自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理 它虽然本身不发光 但在夜间骑 行时 从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后 会有较强的光被反射回去 使汽车司机 注意到前面有自行车 尾灯的原理如图所示 下面说法中正确的是 A 汽车灯光应从左面射过来在尾灯的左表面发生全反射 B 汽车灯光应从左面射过来在尾灯的右表面发生全反射