题目列表(包括答案和解析)
(18分)如图所示,将质量为mA=100g的平台A连接在劲度系数k=200N/m的弹簧上端,弹簧下端固定在地上,形成竖直方向的弹簧振子。在A的上方放置mB=mA的物块B,使A、B一起上下振动,弹簧原长l0=5cm,A的厚度可忽略不计,g取10m/s2。求:
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(1)当系统做小振幅简谐运动时,A的平衡位置离地面C的高度;
(2)若A、B一起做简谐运动,其振幅为0.5cm,则B对A的最大压力是多少;
(3)为了使B在振动中始终与A接触,振幅不能超过多少?
如图所示,将质量为mA=100g的平台A连接在劲度系数k=200N/m的弹簧上端,弹簧下端固定在地上,形成竖直方向的弹簧振子.在A的上方放置mB=mA的物块B,使A、B一起上下振动,弹簧原长l0=5cm,A的厚度可忽略不计,g取10m/s2.求:
(1)当系统做小振幅简谐运动时,A的平衡位置离地面C的高度;
(2)若A、B一起做简谐运动,其振幅为0.5cm,则B对A的最大压力是多少;
(3)为了使B在振动中始终与A接触,振幅不能超过多少?
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选修部分试题
A.(选修模块3-4)
(1)下列叙述中正确的有( ▲ )
A.在不同的惯性参考系中,光在真空中的速度都是相同的
B.两列波相叠加产生干涉现象,则振动加强区域与减弱区域交替变化
C.光的偏振现象说明光波是横波
D.夜视仪器能在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射
(2)一列简谐横波沿x轴传播,图甲是t = 3s时的波形图,图乙是波上x=2m处质点
的振动图线.则该横波的速度为__▲___m/s,传播方向为___▲__ .
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??(3)如图所示,半圆玻璃砖的半径R=10cm,折射率
为n=
,直径AB与屏幕垂直并接触于A点.激
光a以入射角i=30°射向半圆玻璃 砖的圆心O,结
果在水平屏幕MN上出现两个光斑.求两个光斑之
间的距离L.
B.(选修模块3-5)
(1)下列说法中正确的是 ( ▲ )
A.X射线是处于激发态的原子核辐射出的
B.一群处于n=3能级激发态的氢原子,自发跃迁时能发出3种不同频率的光
C.放射性元素发生一次β衰变,原子序数增加1
D.235U的半衰期约为7亿年,随地球环境的变化,半衰期可能变短
?? ??(2)??下列叙述中不符合物理学史的是 ( ▲ )
A.麦克斯韦提出了光的电磁说
B.爱因斯坦为解释光的干涉现象提出了光子说
C.汤姆生发现了电子,并首先提出原子的核式结构模型
D.贝克勒尔通过对天然放射性的研究,发现了放射性元素钋(Pa)和镭(Ra)
(3)两磁铁各固定放在一辆小车上,小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动.已
知甲车和磁铁的总质量为0.5 kg,乙车和磁铁的总质量为1.0 kg.两磁铁的N极
相对.推动一下,使两车相向运动.某时刻甲的速率为2 m/s,乙的速率为3 m/s,
方向与甲相反.两车运动过程中始终未相碰,则两车最近时,乙的速度为多大?
选修部分试题![]()
A.(选修模块3-4)(12分)
(1)下列叙述中正确的有( ▲ )
A.在不同的惯性参考系中,光在真空中的速度都是相同的
B.两列波相叠加产生干涉现象,则振动加强区域与减弱区域交替变化
C.光的偏振现象说明光波是横波
D.夜视仪器能在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射
(2)一列简谐横波沿x轴传播,图甲是t = 3s时的波形图,图乙是波上x=2m处质点
的振动图线.则该横波的速度为__▲___m/s,传播方向为___▲__.![]()
?(3)如图所示,半圆玻璃砖的半径R=10cm,折射率
为n=
,直径AB与屏幕垂直并接触于A点.激
光a以入射角i=30°射向半圆玻璃砖的圆心O,结
果在水平屏幕MN上出现两个光斑.求两个光斑之
间的距离L.
B.(选修模块3-5)(12分)
(1)下列说法中正确的是 ( ▲ )
A.X射线是处于激发态的原子核辐射出的
B.一群处于n=3能级激发态的氢原子,自发跃迁时能发出3种不同频率的光
C.放射性元素发生一次β衰变,原子序数增加1
D.235U的半衰期约为7亿年,随地球环境的变化,半衰期可能变短
? ?(2)?下列叙述中不符合物理学史的是 ( ▲ )
A.麦克斯韦提出了光的电磁说
B.爱因斯坦为解释光的干涉现象提出了光子说
C.汤姆生发现了电子,并首先提出原子的核式结构模型
D.贝克勒尔通过对天然放射性的研究,发现了放射性元素钋(Pa)和镭(Ra)
(3)两磁铁各固定放在一辆小车上,小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动.已
知甲车和磁铁的总质量为0.5 kg,乙车和磁铁的总质量为1.0 kg.两磁铁的N极
相对.推动一下,使两车相向运动.某时刻甲的速率为2 m/s,乙的速率为3 m/s,
方向与甲相反.两车运动过程中始终未相碰,则两车最近时,乙的速度为多大?
1.答案:AC 电磁波从真空进入水中,传播速度变小,而电磁波的频率不变,因此波长变小;“B超”本质是超声波,而不是电磁波.
2.答案:C 由题意知,在细线未断之前,两个弹簧受的弹力是相等的,所以当细线断开后,甲、乙两物体做简谐运动的振幅是相等的,A、B均错;两物体在平衡位置时速度最大,此时的动能等于弹簧刚释放时的弹性势能,所以两物体的最大动能是相等的,则质量大的速度小,D错,C对.
3.答案:ABD
从图象中可知波长
,经过
时间,恰好第三次重复出现图示的波形,因此可知周期
,从而确定波速和
时间内质元P经过的路程为
,
时由于不知波的传播方向,因此无法确定质元P的振动方向,
,因此可以确定
的波形图.综上本题答案为ABD.
4.答案:B 如图所示,在第一个入射点A,入射角i=45°,根据n=sini/sinr,n=
,解得,r=30°,在A点有一条反射光线,反射光线与法线的夹角为45°;A点的折射光线射到玻璃球与真空的交界面B处发生反射和折射,入射角为30°,反射角为30°,折射角为45°,在B点有一条从玻璃球内射出的折射光线;B点反射光线射到玻璃球与真空的交界面C处发生反射和折射,入射角为30°,反射角为30°,折射角为45°,在C处有一条从玻璃球内射出的折射光线;C点的反射光线射到玻璃球与真空的交界面恰好射到A处发生反射和折射,入射角为30°,反射角为30°,折射角为45°,折射角恰好与第一次的反射光线重合.所以,从各个方向观察玻璃球,能看到3条从玻璃球内射出的光线.
5.答案:C 电磁波中波长从长到短依次是:无线电波、红外
线、可见光、紫外线、X射线、
射线.由已知条件,T射
线介于无线电波和红外线之间,可见它的波长比可见光长,
A错;原子内层电子受激发产生的是X射线,B错;波长
越长的电磁波,更容易表现出波动性,所以C对,D错.
6.答案:D 再过
个周期,质点经平衡位置向下振动,从
而可以判断出只有d处质点符合要求.
7.答案:AD 由多普勒效应可知,声源与观察者相对靠近过程中,观察者接收到的频率增大;相对观察者远离过程中,观察者接收到的频率减小.
8.答案:B 根据光的折射定律,画出从AB面进入三棱镜后的光路图,由于内侧面和外侧面平行,光从三棱镜的AC面射出后一定与入射光线平行,故B正确.
9.答案:B 在S断开前ab段短路,电容器不带电.断开时,ab中产生自感电动势,阻碍电流减小给电容器充电,此时电流正向最大.给电容器充电的过程,电容器电量最大时ab中电流减为零,此后LC发生电磁振荡形成交变电流,故B选项正确.
10.答案:A 首先从甲图上可以看出a、b两束光的波长大小,然后再根据波长和频率、折射率的关系即可得到正确答案.
11.答案:(1)1.73 (3分) (2)P4 (3分) (3)1(2分)
12.答案:(1)B(2分)(2)a (2分) (3)0.30 (3分) 9.86(3分)(4)66.3(2分)
解析:(1)为了测量出周期,需要秒表,为测量程度的改变需要刻度尺,故还需要的测量工具为B;
(2)根据单摆的周期公式,
得
,显然若以l为自变量,则当地l=0时T2>0,所以真正的图象是a;
(3)由(2)的分析可以确定,筒的深度为0.
,所以当地的重力加速度为9.
(4)66.3s 对于秒表读数,应注意小表盘上的每格是1min,大表盘上每小格保持0.1s.
13.解析:电子的动量为p=mv=9.1×10-31×
动量的不确定范围为Δp=0.01%×p=1.0×10-4×1.8×10-
=1.8×10-
由不确定关系式,得电子位置的不确定范围为
Δx=
=
m=2.9×10-
14.解析:当S拨至a时,油滴受力平衡,显然带负电
所以mg=qU/d(3分)
当S拨至b时,LC回路中有电流,其振荡周期为
s(3分)
当t==3.14×10-5s时,电容器恰好反向充电结束,由牛顿第二定律得,
qU/d+mg=ma(3分)
以上式子联立,代入数据解得,a=
当振荡电流最大时,两极板间无电场,油滴仅受重力作用
所以mg=ma/,a/= g=
15.解析:依题意,要求具有最大初动能的光电子沿平行于N板的方向不能到达M.即电流表中恰无电流时,一定是具有最大初动能的光电子沿平行于N板的方向进入磁场,且恰好碰不到M板,即有
(4分)
根据牛顿运动定律,有
(3分)
解得
(2分)
(3分)
设金属逸出功为W,根据光电效应方程得,
(2分)
解得
(2分)
16.解析:如图所示,由折射定律,光线在AB面上折射时有sin60°=nsinα(2分)
在BC面上出射时,nsinβ=nsinγ(2分)
由几何关系,α+β=90°
δ=(60°-α)+(γ-β)=30°
联立解得,α=β=45° γ=60°(2分)
所以n=sin60°/sin45°=
/2(2分)
单色光在棱镜中通过的几何路程
(2分)
单色光在棱镜中光速
(2分)
设点光源到棱镜AB侧面的垂直距离为L,
依题意
,(2分)
所以
(2分)
17.解析:设昆虫的质量是m,则单摆的质量为
昆虫飞来并抱住摆球,此过程摆球、昆虫水平方向上动量守恒有,
mv0=(
昆虫与摆球以共同速度u摆到最大高度h,机械能守恒,得
6mu2=6mgh ②(3分)
由振动图象及单摆周期公式知
所以
m ③(3分)
画出位置示意图如图所示,由图中可知,根据相似三角形得,
因从图象上可以看出昆虫和摆球一起振动的过程中振幅为
所以a=
即
m ④(3分)
由①②式得,v0=6u=6
将④式代入得,
m/s. (4分)
18.解析:(1)振幅很小时,A、B不会分离,将A和B整体看作 振
子,当它们处于平衡位置时,根据平衡条件有
(2分)
解得
m=
平衡位置距地面高度
=
(2)当A、B运动到最低点时,有向上的最大加速度,此时A、B之间的作用力最大
设振幅为A,最大加速度
m/s2(2分)
取B为研究对象,有
=1.5N(2分)
(3)B在振动过程中始终与A接触,在最高点时相互作用力应满足
,取B为研
究对象,
,当
时,B振动的加速度达到最大值,且最大值
=
因
,表面A、B仅受重力作用,此刻弹簧的弹力为零,弹簧处于原长,
cm,即振幅不能超过
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