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文档简介
分值:分时间:分钟一、单选题(每小题3分,共分)1.下列物理量中不能反映物体的固有属性的是()A.密度B.速度C.质量D.电量【答案】B【解析】ABCD体的固有属性,而速度是物体相对参考系来说的,同一物体,对于不同的参考系,物体的速度可能不一样,也就是说物体速度与参考系有关,所以速度不是物体的固有属性,故B正确,ACD错误。故选B。2.如图,一弹簧上端固定,下端栓接一质量为m的物体,物体受到推力FN作用保持静止,弹簧处于压缩状态。现撤去F,在物体向下运动至最低点的过程中,弹簧的弹力大小F和物体的加速度大小a随物体位移x变化的关系图像可能正确的是()A.B.第1页/共17页
C.D.【答案】D【解析】【详解】ACD.撤去推力后物体做简谐运动,当物体运动到最低点时F和a竖直向上且达到最大值,根据简谐运动的对称性可知此时a的大小与释放物体时a的大小相同,故AC错误,D正确;B.F与x为一次函数关系,图线不可能为曲线,故B错误。故选D。3.一根粗细均匀的绳子,右端固定,S点上下振动,产生向右传播的机械波,某时刻的波形如图所示。下列说法中正确的是()A.波源振动的频率逐渐增大B.波的传播速度逐渐减小C.各处的波长相等D.此时刻质点P的速度方向向上【答案】A【解析】【详解】ABC.波向右传播,由波形图可知,由振源振动形成的机械波的波长逐渐减小,由于同一种介质中的波速不变,根据可知波源振动的频率变大,选项A正确,BC错误;D.波向右传播,由波形图可知,此时刻质点P的速度方向向下,选项D错误。故选A。4.m的物块放置在质量为MTmM之间无相对运动,设弹簧的劲度系数为k,物块和木板之间的动摩擦第2页/共17页
因数为μ,则下列说法正确的是()A.研究木板的运动,弹簧弹力充当了木板做简谐运动的回复力B.若Δt=,则在t时刻和(t+Δt)时刻弹簧的长度一定相同C.若t时刻和(t+Δt)时刻物块受到的摩擦力大小相等,方向相反,则Δt一定等于的整数倍D.当整体离开平衡位置的位移为x时,物块与木板间的摩擦力大小等于kx【答案】D【解析】【详解】A.研究木板运动,弹簧弹力与m对M的摩擦力的合力充当了木板做简谐运动的回复力,选项A错误;B.若Δt=,则在t时刻和(t+Δt)时刻弹簧的形变量相同,但是弹簧长度不一定相同,选项B错误;C.若t时刻和(t+Δt)时刻物块受到的摩擦力大小相等,方向相反,则两个时刻物块的位移大小相等,方向相反,位于相对平衡位置对称的位置上,但Δt不一定等于的整数倍,选项C错误;D.当整体离开平衡位置的位移为x时,则整体的加速度则物块与木板间的摩擦力大小选项D正确。故选D。5.惠更斯发现“单摆做简谐运动的周期与重力加速度的二次方根成反比”。为了通过实验验证这一结论,某同学创设了“重力加速度”1可调的光滑A之间做简谐运动,摆角为。摆球摆动过程中,力传感器测出摆线的拉力随时间变化的关系如图2所示,其中、、均已知。下列说法正确的是()第3页/共17页
A.单摆次全振动的时间为B.单摆从A点摆至点所需的时间为C.多次改变摆角,只要得出就可以验证该结论成立D.多次改变摆角,只要得出就可以验证该结论成立【答案】C【解析】【详解】AB.单摆在运动过程中,A、C两位置摆线的拉力最小,根据图2可知,相邻两个摆线拉力最小的位置的时间间隔为半个周期,可知,单摆次全振动的时间为故AB错误;CD.根据单摆周期公式有可知,多次改变斜面倾角,只要得出就可以验证该结论成立,故C正确,D错误。故选C。6.向右传播到达PQ幅,P、Q两点坐标分别为(5m,0)和(0,1.5cm)第4页/共17页
A.该波的频率为B.该波波源起振方向向下C.波源Q向右运动需要D.该波中的质点,在周期内所走最短路程为【答案】D【解析】BP振方向向上,故B错误;A.波经向右传播到达P点,则波速为一个完整的正弦波形的波动方程为当纵坐标恰好等于振幅的一半时,距离原点最近的平衡位置解得可知,将上述函数对应的波形向左平移得到图示波形,可知解得根据解得第5页/共17页
,故A错误;C.简谐横波,的质点各自平衡位置垂直于波的传播方向振动,质点并不随波迁移,即波源Q不会向右运动,故C错误;D.质点相对于平衡位置位移越大,质点运动速度越小,即质点在周期内位置始终在靠近波峰位置运动,且远离平衡位置过程与靠近平衡位置过程具有对称关系,此时平均速度最小,运动路程最短,即左右对称部分经历的时间均为,由于一个完整的正弦式波形的振动方程为当时间时,解得可知,该波中的质点,在周期内所走最短路程为故D正确。故选D。二、多选题(每小题5分,共分,双选题对而不全3分,三选题对1个得2分、对2个得4分、全对得5分,错选不得分)7.如图甲所示,一水平弹簧子以O点为平衡位置,在M,N两点间做简谐运动,以向右为x轴正方向,振子的振动图像如图乙所示,已知弹簧的劲度系数为,下列说法正确的是()A.时振子的速度与时的速度相同B.振子在内的平均速度与在内的平均速度相同C.时振子的回复力指向x轴正方向,大小为第6页/共17页
D.振子在内通过的路程为【答案】CD【解析】【详解】A.由图可知时相比时,振子更靠近平衡位置,则时振子的速度大于时的速度,故A错误;B内的位移与内的平均速度与在内的平均速度不同,选项B错误;C.时振子的位移为此时振子的回复力大小方向沿x轴正方向,故C正确;D.时振子的位移与时振子的位移对称,则时振子的位移是则振子在内通过的路程为,故D正确。故选CD。8.下列说法中正确的是()A.声源与观察者相互靠近时,观察者所接收的频率大于声源振动的实际频率B.声波击碎玻璃杯实验原理是波的干涉C.当水波通过障碍物时,若障碍物的尺寸与波长差不多,或比波长大的多时,将发生明显的衍射现象D.单摆在周期性外力作用下做受迫振动,其振动周期与单摆的摆长无关【答案】AD【解析】A化,观察者靠近振源的过程中,接收的频率变大,反之接收的频率变小,A正确;B理是共振,B错误;C.当水波通过障碍物时,若障碍物的尺寸与波长差不多,或比波长小得多时,将发生明显的衍射现象,C第7页/共17页
错误;D摆的摆长无关,D正确。故选AD。9.如图所示,坐标原点O左右两边的介质不同,、为位于x轴上的两列波的波源,两波源同时起振,形成两列波沿x轴分别传播到、两点时作为计时起点时刻,当时的点刚好第一次处于波峰,则下列说法正确的是()A.波源的周期为B.两列波在位置处相遇C.两列波叠加后能形成稳定的干涉图样D.两列波在左右两边的介质中传播的速度之比为【答案】ABD【解析】【详解】A.从图中可知时刻,处的点开始向上振动。当时刚好第一次处于波峰,则有所以波源的周期为,故A正确;BD6m由波速公式可得两列波在左右两边的介质中传播的速度之比为因为波源的传播速度为第8页/共17页
所以波源的传播速度为当波源传到点时所用时间为此时波源传到的位置为之后两列波的波速均为,所以相遇的位置在处,故BD正确;C6m不同,故两列波叠加后不能形成稳定的干涉图样,故C错误。故选ABD。10.如图,质量为m的物块C放在水平地面上。一劲度系数为k的轻质弹簧底端与C锁定,上端与质量为m的物块BB与C2m的物块A在物块B正上方的某一高度静止释放,物块A与B碰后粘在一起作周期为T的简谐运动。整个运动过程中,物块C恰好未离开地面。已知弹簧始终在弹性限度内,碰撞时间极短,重力加速度为g。下列说法正确的是()A.简谐运动的振幅为B.地面受到的最大压力C.简谐运动表达式为D.碰后第一次回到碰撞位置所用的时间为【答案】ABD【解析】【详解】A.由题意,当弹簧弹力等于组合体AB的重力时,组合体速度达最大,此时弹簧压缩量满足第9页/共17页
解得当组合体AB向上运动到最高点时,物块C恰好未离开地面,弹簧的伸长量满足解得则简谐运动的振幅为,故A正确;B.当组合体AB运动到最高点时,做简谐振动的加速度达最大,根据牛顿第二定律可得解得AB合体AB的弹力最大,根据牛顿第二定律有求得此时弹簧弹力根据牛顿第三定律结合平衡条件可知,此时物块C对地面的最大压力为,故B正确;C.以物块A与B碰后瞬间为计时时刻,则简谐运动的表达式为,t=0时,解得,简谐运动的表达式为,故C错误;D.碰后第一次回到平衡位置的时间满足解得,则碰后第一次回到碰撞位置所用的时间为,故D正确。故选ABD。三、实验题(每空2分,共分)用单摆测量重力加速度实验中,实验装置如图1所示。(1)实验中需要使用秒表,某次实验秒表指针如图2所示,记录的时间应是________s第10页/共17页
(2)此实验还需测量小钢球的直径,某次用游标卡尺测量,示数如图3所示,则d=________mm。另一次用螺旋测微器测量另一小球,示数如图4所示,则=________mm。(3)某一组同学在测量单摆的周期时,从单摆运动到最低点开始计时且计数为1,到第n次经过最低点所用的时间为t作都正确,他们的测量结果将________(4)另一组同学经测量得到6组摆长L和对应的周期T,画出L-T2图线,然后在图线上选取A、B两个点,坐标如图5所示。则当地重力加速度的表达式g=________。处理完数据后,该组同学发现在计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球半径,这样________(选填“影响”或“不影响”)重力加速度的计算。(5)在测量时,第三小组由于操作失误,致使摆球不在同一竖直平面内运动,而是在一个水平面内做圆周运动,如图6所示,这时如果测出摆球做这种运动的周期,仍用单摆的周期公式求出重力加速度,则求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比________【答案】(1)99.8(2)①.16.5②.5.980(3)偏大(4)①.②.不影响(5)偏大【解析】【小问1详解】图2可知秒表小表盘指针在1分钟到2分钟之间,且超过1.5分钟;大表盘指针指向39.8第11页/共17页
间为【小问2详解】[1]图3可知游标卡尺精度为0.1mm,则[2]图4可知读数为【小问3详解】根据整理得题意可知单摆真实周期可知周期测量值()偏小,故加速度测量值偏大。【小问4详解】[1]根据题意有整理得可知图像斜率解得[2]若计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球半径,根据题意有整理得可知图像斜率不变,故对g的测量不影响。【小问5详解】设摆线与竖直方向夹角为,则有第12页/共17页
整理得可知g测量值偏大。四、解答题(4个大题,共分)12.成弹簧振子。已知弹簧振子做简谐运动的周期,物块经过平衡位置点的速度大小为。某时刻,质量为的小球从点正上方自由下落,恰好当物块运动至点时落在物块上,并与物块粘在一起继续做简谐运动。(1)求小球落在物块上后,整体经过点的速度大小;(2)以小球粘在物块上瞬间为时刻,求整体到达最左端的时刻。【答案】(1)2)见解析【解析】1)振子与物体碰撞过程中水平方向动量守恒解得(2)弹簧振子周期振子第一次到达最左端的时刻分别为振子第N次到达最左侧的时刻分别为第13页/共17页
13.下图中的实线图像a是一列正弦横波在某时刻的波形曲线,虚线图像b是0.2s后这列波的波形曲线(1)若该波的周期T大于0.2s,且向右传播,求波的传播速度和周期;(2)若该波向左传播,求波的传播速度和周期。【答案】(1),(2),【解析】【小问1详解】根据图像可得,波的波长若该波向右传播,从图像a到图像b,波传播的周期数为个波的周期由于解得所以,波的周期波的传播速度【小问2详解】若该波向左传播,从图像a到图像b,波传播的周期数为个波的周期波的传播速度14.两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,两波源分别位于x=-0.2m和x=1.2m处,两列波的波速均为0.4m/s,振幅均为2cm。如图所示为t=1.0s时刻两列波的波形图,此刻平衡位置在x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置位于x=0.5m处。第14页/共17页
(1)求两列波的周期大小;(2)当两波源持续振动足够长时间后,求两列波叠加后两波源之间(不包括两个振源位置)有几个振动减弱点;(3)如果两波源持续振动,求从t=0s到t=2.125s内,质点M运动的路程。【答案】(1)1s(2)6(3)【解析】【小问1详解】波长为λ=0.4m,波速为v=0.4m/s可得周期【小问2详解】振动减弱点到两波源的距离差Δx应满足n取整数;由题意知:-(0.2+1.2)m=-1.4<Δx<(0.2+1.2)m=1.4m可得n=0,±1,±2,-3,共6个振动减弱点。【小问3详解】两列波再经相遇在PQ的中点M,所以M点在t=1.75s时开始振动;两列波同时到达M点时,引起质点振动的方向均沿y轴负方向.所以,两列波在M点的振动加强,即M点的振幅为A′=2A=4cmt=2.125s时,M点振动了0.375s,即0.375s=0.25s+0.125s=M点运动的路程为15.如图是一种自动卸货装置的简化图,质量为m=1kg的货箱内装有质量为m=5kg的货物,将其从半径为R=40m的光滑圆弧轨道AB上的A点由静止释放,AB与以v=8m/s的速率顺时针转动的水平传送带相切第15页/共17页
于B点,AB两点的竖直高度为h=0.2m,传送带与水平光滑直轨道CD平滑连接,紧挨D点有一与CD等高的小车停在光滑的水平轨道上,车的质量为m=2kg,货箱和货物滑上车经一段
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