精品解析:上海市长征中学2023-2024学年高二下学期(等级)期中考试物理试卷
2024-06-03
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | 上海市 |
| 地区(区县) | 普陀区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.82 MB |
| 发布时间 | 2024-06-03 |
| 更新时间 | 2024-08-22 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-06-03 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/45548451.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
上海市长征中学2023-2024学年高二下学期期中物理(等级)试卷
一、单项选择题(共40分。第1-8小题,每小题3分,第9-12小题,每小题4分。)
1. 隔墙有耳表明声波( )
A. 穿透力强 B. 发生了反射现象
C. 发生了衍射现象 D. 发生了干涉现象
2. 关于下列四幅图的说法中,正确的是( )
A 甲图中,手摩擦盆耳嗡嗡作响,水花飞溅,这属于多普勒效应
B. 图乙表示声源远离观察者时,观察者接收到的声音频率减小
C. 图丙中,频率越大的水波绕到挡板后面继续传播的现象越明显;
D. 图丁中,干涉区域内两列波引起的振动加强点的位移始终最大
3. 单摆在振动过程中,对摆球的分析正确的是 ( )
A. 摆球在最低点加速度为零 B. 合外力方向始终与速度方向垂直
C. 摆球在最高点合外力零 D. 摆球在任何位置加速度都不等于零
4. 如图所示,当弹簧振子从平衡位置O运动至最右端C的过程中,在做( )
A. 加速度不断增大的加速直线运动 B. 加速度不断增大的减速直线运动
C. 加速度不断减小的加速直线运动 D. 加速度不断减小的减速直线运动
5. 如图所示,某个手机充电时打入电话,手机开始振动,频率f1,发现在插座附近的充电线A位置也在振动,频率f2。则f1和f2的大小关系以及你判断的依据最合理的是( )
A. f1>f2,机械波的传播规律 B. f1= f2,机械波的传播规律
C. f1>f2,简谐振动的规律 D. f1= f2,简谐振动的规律
6. 艺术体操运动员以频率 f = 4Hz上下抖动长绸带的一端,绸带自左向右呈现波浪状起伏。t =0 时刻,绸带形状如图所示(符合正弦函数图像特征)。P为绸带上的一点,其偏离平衡位置的位移x随时间t的变化可表示为( )
A x = 0.3sin(8πt −) (SI) B. x = 30sin(8πt −) (SI)
C. x = 0.3sin(4t − ) (SI) D. x = 0.3sin(8πt +) (SI)
7. 如图所示,一列简谐横波向左传播,振幅为A,某时刻介质中质点a的位移为,经周期,质点a位于平衡位置的( )
A. 上方,且位移大于
B. 上方,且位移小于
C. 下方,且位移大于
D. 下方,且位移小于
8. 单摆M、N、O、P自由振动时,振动图像分别如图甲、乙、丙、丁所示。现将单摆M、N、O、P悬挂在如图所示支架的细线上,并保持各自的摆长不变,使其中一个单摆振动,经过足够长的时间,其他三个都可能振动起来。不计空气阻力。下列判断正确的是( )
A. 若使M振动起来,P不会振动
B. 若使M振动起来,稳定时N振动的周期仍小于2s
C. 若使P振动起来,稳定时N比M的振幅大
D. 若使O振动起来,稳定时M的振动周期等于3s
9. 如图所示,一小车停在光滑水平面上,车上一人持枪向车的竖直挡板平射一颗子弹,子弹嵌在挡板内没有穿出,则小车
A. 在原来的位置不动
B. 将向射击相反方向作匀速运动
C. 将向射击方向作匀速运动
D. 相对射击相反方向有一定的位移
10. 一只质量为的乌贼吸入的水后,静止在水中。遇到危险时,它在极短时间内把吸入的水向后全部喷出,以大小为的速度向前逃窜。下列说法正确的是( )
A. 在乌贼喷水的过程中,有的生物能转化成机械能
B. 乌贼喷出的水的速度大小为
C. 在乌贼喷水的过程中,乌贼所受合力的冲量大小为
D. 在乌贼喷水的过程中,乌贼和喷出的水组成的系统的动量增大
11. 将一台智能手机水平粘在秋千的座椅上,使手机边缘与座椅边缘平行(图甲),让秋千以小摆角(小于)自由摆动,此时秋千可看作一个理想的单摆,摆长为。从手机传感器中得到了其垂直手机平面方向的关系图如图乙所示。则以下说法正确的是( )
A. 秋千从摆动到停下的过程可看作受迫振动
B. 当秋千摆至最低点时,秋千对手机的支持力小于手机所受的重力
C. 秋千摆动的周期为
D. 该地的重力加速度
12. 碰碰车是大人和小孩都喜欢的娱乐活动,游乐场上,大人和小孩各驾着一辆碰碰车正对迎面相撞,碰撞前后两人的位移−时间图像如图所示,已知小孩的质量为30kg,大人的质量为60kg,碰碰车质量相同,碰撞时间极短。下列说法正确的是( )
A. 碰前大人和车的速度大小为2m/s
B. 碰撞前后小孩的运动方向保持不变
C. 碰撞过程中机械能损失为450J
D. 碰撞过程中小孩和其驾驶的碰碰车受到的总冲量大小为60N·s
二、填空题(共20分,每空2分。)
13. 如图是在发波水槽中观察两波源 S1、S2在水槽中形成的水面波形,其中实线表示波峰,虚线表示波谷。从图中可以判断,波源______形成的水面波波长较大;为观察到稳定的干涉图样,可将图中波源______的频率调小。(均选填“S1”或“S2”)
14. 一根均质绳,右端固定,一人拿着左端的S点上下振动,t=0时刻起振,产生一列向右传播的机械波,某时刻该波的波形如图所示。已知波源的振动周期为T,分析可知波源已振动的时间为__________,波源的起振方向__________(选填“向上”或“向下”)
15. 一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示,介质中x=2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin(5πt)cm。这列波的波速_______,质点P在0.9秒时的位移________。
16. 如图,在:半径为2.5m的光滑圆环上切下一小段圆弧,放置于竖直平面内,两端点距最低点高度差H为1cm.将小环置于圆弧端点并从静止释放,小环运动到最低点所需的最短时间为____s,在最低点处的加速度为____m/s2.(取g=10m/s2)
17. 如图所示,飞船在距某星球表面一定高度处悬停(靠反推火箭的作用),选定相对平坦的区域后,减小反推火箭的作用,飞船开始加速下降,下降高度为100m,当“缓冲脚”触地时反推火箭立即停止工作,此时飞船速度为20m/s。随后飞船在“缓冲脚”的缓冲作用下,经2s减速到0,停在该星球表面上。飞船质量,该星球表面的重力加速度。则飞船加速下降过程中,反推火箭对飞船所做的功为________J、从缓冲脚触地到飞船速度减为0的过程中,地面对“缓冲脚”支持力的冲量大小为________N.s。
三、综合应用题(共40分。)
18. 某实验小组用图甲所示装置做“用单摆测重力加速度”实验。
(1)组装单摆时,应该选用___________;(选填器材前的字母代号)
A. 长度为1m左右细线 B. 长度为20cm左右的细线
C. 直径约为1.8cm的泡沫球 D. 直径约为1.8cm的钢球
(2)如图乙,用游标卡尺测量摆球直径,摆球直径d =___________cm;
(3)小明同学测量了6组数据,在坐标纸上描点作图得到了如图丙所示的图像,其中T表示单摆的周期,L表示单摆的摆长,则计算重力加速度g的表达式为___________,结合图像计算出当地的重力加速度g =___________m/s2(π取3.14,计算结果保留3位有效数字);
(4)某同学在实验中操作不当,使得摆球在运动过程中变成圆锥摆如图所示。他认为这种情况不会影响测量结果,所以他仍然利用所测得的运动周期,根据单摆周期公式计算重力加速度,则该同学计算出的重力加速度值与真实值相比___________(选填“偏大”或“偏小”)。
19. 一列横波在 x 轴上传播,在 t1=0 时刻波形如图中实线所示,t2=0.05s 时刻波形如图中虚线所示。
(1)求这列波的波速是多少;
(2)若有另一列波能与这列波发生稳定干涉,则另一列波的最小频率是多少;
(3)若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆,是否会发生明显的衍射现象。
20. 如图所示,斜角为37的斜面体固定在水平地面上,质量相等的A、B两物块(可视为质点)分别放在斜面上的P点和Q点,斜面底端固定一垂直斜面的弹性挡板,P到Q和P到挡板的距离均为5m,给物块B一个沿斜面向下的大小为10m/s的瞬时初速度v0,物块B沿斜面向下运动并与A发生弹性碰撞(碰撞时间极短),已知A、B与斜面间的动摩擦因数分别为0.75、0.8,A与挡板碰撞前后速度大小相等,方向相反,重力加速度为10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8,求:
(1)B与A碰撞后一瞬间,物块A的速度大小;
(2)A、B都静止在斜面上时,A、B间的距离为多少。
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上海市长征中学2023-2024学年高二下学期期中物理(等级)试卷
一、单项选择题(共40分。第1-8小题,每小题3分,第9-12小题,每小题4分。)
1. 隔墙有耳表明声波( )
A. 穿透力强 B. 发生了反射现象
C. 发生了衍射现象 D. 发生了干涉现象
【答案】C
【解析】
【详解】隔墙有耳表明声波发生了衍射现象。故选C。
2. 关于下列四幅图的说法中,正确的是( )
A. 甲图中,手摩擦盆耳嗡嗡作响,水花飞溅,这属于多普勒效应
B. 图乙表示声源远离观察者时,观察者接收到声音频率减小
C. 图丙中,频率越大的水波绕到挡板后面继续传播的现象越明显;
D. 图丁中,干涉区域内两列波引起的振动加强点的位移始终最大
【答案】B
【解析】
【详解】A.手摩擦盆耳嗡嗡作响,水花飞溅,这属于受迫振动,故A错误;
B.由多普勒效应可知声源远离观察者时,观察者接收到的声音频率减小,故B正确;
C.频率越大则波长越小,衍射现象越不明显,水波绕到挡板后面继续传播的现象越不明显,故C错误;
D.干涉区域内两列波引起的振动加强点的位移在零至最大位移之间变化,故D错误。
故选B。
3. 单摆在振动过程中,对摆球的分析正确的是 ( )
A. 摆球在最低点加速度为零 B. 合外力方向始终与速度方向垂直
C. 摆球在最高点合外力为零 D. 摆球在任何位置加速度都不等于零
【答案】D
【解析】
【详解】A.摆球在最低点时速度最大,有向心加速度,即加速度不为零,选项A错误;
B.单摆振动时不是做匀速圆周运动,则合外力方向不是始终与速度方向垂直,选项B错误;
C.摆球在最高点时,回复力最大,此时合外力不为零,选项C错误;
D.摆球在任何位置合外力均不为零,即加速度都不等于零,选项D正确。
故选D。
4. 如图所示,当弹簧振子从平衡位置O运动至最右端C的过程中,在做( )
A. 加速度不断增大的加速直线运动 B. 加速度不断增大的减速直线运动
C. 加速度不断减小的加速直线运动 D. 加速度不断减小的减速直线运动
【答案】B
【解析】
【详解】弹簧振子从平衡位置O向最右位置C的运动过程中合外力逐渐增大,加速度不断增大速度不断减小,即做加速度不断增大的减速运动,B正确,ACD错误。
故选B。
5. 如图所示,某个手机充电时打入电话,手机开始振动,频率f1,发现在插座附近充电线A位置也在振动,频率f2。则f1和f2的大小关系以及你判断的依据最合理的是( )
A. f1>f2,机械波的传播规律 B. f1= f2,机械波的传播规律
C. f1>f2,简谐振动的规律 D. f1= f2,简谐振动的规律
【答案】B
【解析】
【详解】手机是振源,振动沿着充电线向外传播形成机械波,机械波频率等于振源的频率,B正确,ACD错误。
故选B。
6. 艺术体操运动员以频率 f = 4Hz上下抖动长绸带的一端,绸带自左向右呈现波浪状起伏。t =0 时刻,绸带形状如图所示(符合正弦函数图像特征)。P为绸带上的一点,其偏离平衡位置的位移x随时间t的变化可表示为( )
A. x = 0.3sin(8πt −) (SI) B. x = 30sin(8πt −) (SI)
C. x = 0.3sin(4t − ) (SI) D. x = 0.3sin(8πt +) (SI)
【答案】A
【解析】
【详解】由题意可知
由图可知时刻P位于负向最大位移处,则P偏离平衡位置位移x随时间t的变化可表示为
故选A。
7. 如图所示,一列简谐横波向左传播,振幅为A,某时刻介质中质点a的位移为,经周期,质点a位于平衡位置的( )
A. 上方,且位移大于
B. 上方,且位移小于
C. 下方,且位移大于
D. 下方,且位移小于
【答案】A
【解析】
【详解】由于简谐横波向左传播,经过周期后,波形如图
则可知质点a位于平衡位置的上方,且位移大于。
故选A。
8. 单摆M、N、O、P自由振动时,振动图像分别如图甲、乙、丙、丁所示。现将单摆M、N、O、P悬挂在如图所示支架的细线上,并保持各自的摆长不变,使其中一个单摆振动,经过足够长的时间,其他三个都可能振动起来。不计空气阻力。下列判断正确的是( )
A. 若使M振动起来,P不会振动
B. 若使M振动起来,稳定时N振动的周期仍小于2s
C. 若使P振动起来,稳定时N比M的振幅大
D. 若使O振动起来,稳定时M的振动周期等于3s
【答案】D
【解析】
【详解】A.若使M振动起来,其他小球也会振动,做受迫振动,A错误;
B.受迫振动的周期等于驱动力的周期,B错误;
C.若使P振动起来,由于M的固有周期与驱动力的周期相同,M发生共振,稳定时M比N的振幅大,C错误;
D.O的周期为3s,使O振动起来,M做受迫振动,则稳定时M的振动周期为3s,D正确。
故选D。
9. 如图所示,一小车停在光滑水平面上,车上一人持枪向车的竖直挡板平射一颗子弹,子弹嵌在挡板内没有穿出,则小车
A. 在原来的位置不动
B. 将向射击相反方向作匀速运动
C. 将向射击方向作匀速运动
D. 相对射击相反方向有一定的位移
【答案】D
【解析】
【分析】本题考查系统动量守恒的知识点,运用动量守恒的知识点可得答案.
【详解】解:子弹射击前,所有子弹和车组成的系统总动量为零,根据动量守恒定律可知,当停止射击后,系统的总动量仍为零,则得小车的速度应为零.
子弹从枪口射出到射入挡板的过程中,子弹有向右的速度,由动量守恒得知,枪包括枪中子弹和车有向左的速度,车有向左的位移,子弹射入挡板的瞬间,系统的速度变为零,可知,车将连续向左运动,停止射击时,车停止运动.故小车对原静止位置的位移向左,不为零.故ABC错误.D正确.
故选D.
【点睛】以所有子弹和车组成的系统为研究对象,根据动量守恒定律可求得当射击持续了一会儿后停止时小车的速度.子弹从枪口射出到射入挡板的过程中,车向左会发生位移.
本题只要分析一颗入射挡板的情况应得到答案,运用动量守恒定律进行分析.
10. 一只质量为的乌贼吸入的水后,静止在水中。遇到危险时,它在极短时间内把吸入的水向后全部喷出,以大小为的速度向前逃窜。下列说法正确的是( )
A. 在乌贼喷水的过程中,有的生物能转化成机械能
B. 乌贼喷出的水的速度大小为
C. 在乌贼喷水的过程中,乌贼所受合力的冲量大小为
D. 在乌贼喷水的过程中,乌贼和喷出的水组成的系统的动量增大
【答案】A
【解析】
【详解】B.根据
解得
B错误;
A.根据上述有
解得
A正确;
C.在乌贼喷水的过程中,乌贼所受合力的冲量大小为
C错误;
D.在乌贼喷水的过程中,时间较短,内力远远大于外力,乌贼和喷出的水组成的系统的动量守恒,D错误。
故选A。
11. 将一台智能手机水平粘在秋千的座椅上,使手机边缘与座椅边缘平行(图甲),让秋千以小摆角(小于)自由摆动,此时秋千可看作一个理想的单摆,摆长为。从手机传感器中得到了其垂直手机平面方向的关系图如图乙所示。则以下说法正确的是( )
A. 秋千从摆动到停下的过程可看作受迫振动
B. 当秋千摆至最低点时,秋千对手机的支持力小于手机所受的重力
C. 秋千摆动的周期为
D. 该地的重力加速度
【答案】D
【解析】
【详解】A.秋千从摆动到停下的过程受空气阻力,振幅不断减小,为阻尼振动,故A错误;
B.在最低点,根据牛顿第二定律
可得秋千对手机的支持力
可知秋千对手机的支持力大于手机所受的重力,故B错误;
C.秋千的周期为从最大振幅偏角到另外一最大振幅偏角位置再回到最大振幅偏角位置所用得时间,所以两次经过最低点,有两次向心加速度最大,故周期为
故C错误;
D.根据单摆周期公式
可得当地重力加速度
故D正确。
故选D。
12. 碰碰车是大人和小孩都喜欢的娱乐活动,游乐场上,大人和小孩各驾着一辆碰碰车正对迎面相撞,碰撞前后两人的位移−时间图像如图所示,已知小孩的质量为30kg,大人的质量为60kg,碰碰车质量相同,碰撞时间极短。下列说法正确的是( )
A. 碰前大人和车的速度大小为2m/s
B. 碰撞前后小孩的运动方向保持不变
C. 碰撞过程中机械能损失为450J
D. 碰撞过程中小孩和其驾驶碰碰车受到的总冲量大小为60N·s
【答案】C
【解析】
【详解】B.图像的斜率表示速度,斜率的正负表示速度的方向,由图可知规定了小孩初始运动方向为正方向,碰后两车一起向反方向运动,故碰撞前后小孩的运动方向发生了改变,故B错误;
A.由图可知,碰前瞬间小孩的速度为,大人的速度为,碰后两人的共同速度为,故A错误;
D.设碰碰车的质量为,由动量守恒定律有
解得
碰前小孩与其驾驶的碰碰车的总动量为
碰后总动量为
由动量定理可知碰撞过程中小孩和其驾驶的碰碰车受到的总冲量为
故其大小为,故D错误;
C.由能量守恒定律可得碰撞过程中损失的机械能为
故C正确。
故选C。
二、填空题(共20分,每空2分。)
13. 如图是在发波水槽中观察两波源 S1、S2在水槽中形成的水面波形,其中实线表示波峰,虚线表示波谷。从图中可以判断,波源______形成的水面波波长较大;为观察到稳定的干涉图样,可将图中波源______的频率调小。(均选填“S1”或“S2”)
【答案】 ①. S2 ②. S1
【解析】
【详解】[1]由图可知,波源S2形成的水面波波长较大;
[2]在同一介质中不同的机械波的波速相等,根据
由图知,波源S1的波长小,故波源S1的频率较大,所以为观察到稳定的干涉图样,可将图中波源S1的频率调小。
14. 一根均质绳,右端固定,一人拿着左端的S点上下振动,t=0时刻起振,产生一列向右传播的机械波,某时刻该波的波形如图所示。已知波源的振动周期为T,分析可知波源已振动的时间为__________,波源的起振方向__________(选填“向上”或“向下”)
【答案】 ①. 1.5T ②. 向上
【解析】
【详解】[1]由波形图可知,波向前传播了1.5个波长,则可知波源已振动的时间为1.5T;
[2]根据“同侧法”可知,波源的起振方向上。
15. 一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示,介质中x=2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin(5πt)cm。这列波的波速_______,质点P在0.9秒时的位移________。
【答案】 ①. 10m/s ②. 10cm
【解析】
【详解】[1]根据简谐运动的表达式可知周期为
由图可知波长为
则波速为
[2]根据简谐运动的表达式可知质点P在0.9秒时的位移为
16. 如图,在:半径为2.5m的光滑圆环上切下一小段圆弧,放置于竖直平面内,两端点距最低点高度差H为1cm.将小环置于圆弧端点并从静止释放,小环运动到最低点所需的最短时间为____s,在最低点处的加速度为____m/s2.(取g=10m/s2)
【答案】 ①. ②. 0.08
【解析】
【详解】半径2.5m的光滑圆环切下小段圆弧,小环的运动可看做单摆运动,依据单摆周期公式,
由顶端到最低点时间为.依据动能定理计算速度v,依据圆周运动的向心加速度得出=0.08
【考点定位】单摆运动和圆周运动向心加速度
17. 如图所示,飞船在距某星球表面一定高度处悬停(靠反推火箭的作用),选定相对平坦的区域后,减小反推火箭的作用,飞船开始加速下降,下降高度为100m,当“缓冲脚”触地时反推火箭立即停止工作,此时飞船速度为20m/s。随后飞船在“缓冲脚”的缓冲作用下,经2s减速到0,停在该星球表面上。飞船质量,该星球表面的重力加速度。则飞船加速下降过程中,反推火箭对飞船所做的功为________J、从缓冲脚触地到飞船速度减为0的过程中,地面对“缓冲脚”支持力的冲量大小为________N.s。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1] 飞船加速下降过程中由动能定理可得
,
解得
[2] 从缓冲脚触地到飞船速度减为0的过程中,以向下为正,由动量定理可得
解得
三、综合应用题(共40分。)
18. 某实验小组用图甲所示装置做“用单摆测重力加速度”的实验。
(1)组装单摆时,应该选用___________;(选填器材前的字母代号)
A. 长度为1m左右的细线 B. 长度为20cm左右的细线
C. 直径约为1.8cm的泡沫球 D. 直径约为1.8cm的钢球
(2)如图乙,用游标卡尺测量摆球直径,摆球直径d =___________cm;
(3)小明同学测量了6组数据,在坐标纸上描点作图得到了如图丙所示的图像,其中T表示单摆的周期,L表示单摆的摆长,则计算重力加速度g的表达式为___________,结合图像计算出当地的重力加速度g =___________m/s2(π取3.14,计算结果保留3位有效数字);
(4)某同学在实验中操作不当,使得摆球在运动过程中变成圆锥摆如图所示。他认为这种情况不会影响测量结果,所以他仍然利用所测得的运动周期,根据单摆周期公式计算重力加速度,则该同学计算出的重力加速度值与真实值相比___________(选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】 ①. AD##DA ②. 1.85 ③. ④. 9.86 ⑤. 偏大
【解析】
【详解】(1)[1]根据
得
需要测量摆长,在实验过程中摆球越重,空气阻力对实验的影响越小,摆长越长,周期越长,测量误差越小。
故选AD。
(2)[2]10分度游标卡尺的精确值为,由图乙可知摆球直径为
(3)[3]根据
可得重力加速度的表达式为
[4]根据
可知图像的斜率为
解得当地的重力加速度为
(4)[5]在实验中操作不当,使得摆球在运动过程中变成圆锥摆,根据牛顿第二定律有
其中
解得
根据
偏小,所以重力加速度的测量值与真实值相比偏大。
19. 一列横波在 x 轴上传播,在 t1=0 时刻波形如图中实线所示,t2=0.05s 时刻波形如图中虚线所示。
(1)求这列波的波速是多少;
(2)若有另一列波能与这列波发生稳定干涉,则另一列波的最小频率是多少;
(3)若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆,是否会发生明显的衍射现象。
【答案】(1)若波沿x正向传播,v=40(4n+1)m/s(n=0,1,2,…),若波沿x负向传播v=40(4n+3)m/s(n=0,1,2,…);(2)5Hz;(3)会发生
【解析】
【分析】
【详解】(1)若波沿x轴正方向传播,则波向前传播的距离
d=(n+)λ(n=0,1,2,…)
解得
v== =40(4n+1)m/s(n=0,1,2,…)
若波沿x轴负方向传播,则波向前传播的距离
d=(n+)λ(n=0,1,2,…)
解得
v==40(4n+3)m/s(n=0,1,2,…)
(2)由
v==λf
得
f=
若波沿x轴正方向传播,则
f= =(20n+5)Hz(n=0,1,2,…),即fmin=5Hz
若波沿x轴负方向传播,则
f==(20n+15)Hz(n=0,1,2,),即fmin=15Hz
综合得出另一列波的最小频率为5Hz。
(3)由于该波波长λ=8m,大于电线杆竖直的尺寸,所以当波通过竖立的电线杆时会发生明显的衍射现象。
20. 如图所示,斜角为37的斜面体固定在水平地面上,质量相等的A、B两物块(可视为质点)分别放在斜面上的P点和Q点,斜面底端固定一垂直斜面的弹性挡板,P到Q和P到挡板的距离均为5m,给物块B一个沿斜面向下的大小为10m/s的瞬时初速度v0,物块B沿斜面向下运动并与A发生弹性碰撞(碰撞时间极短),已知A、B与斜面间的动摩擦因数分别为0.75、0.8,A与挡板碰撞前后速度大小相等,方向相反,重力加速度为10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8,求:
(1)B与A碰撞后一瞬间,物块A的速度大小;
(2)A、B都静止在斜面上时,A、B间的距离为多少。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)设物块B到达P点时速度大小为v1,物块B从Q点运动到P点过程中,根据动能定理有
解得
设碰撞后瞬间A的速度大小为v2,B的速度大小为v3,根据动量守恒有
根据能量守恒有
解得
(2)由于,,因此碰撞后,物块B停在P点,物块A以速度v2沿斜面向下做匀速运动。物块A与挡板碰撞后,以大小为的速度沿斜面向上做匀减速运动,设运动的加速度大小为a,则
物块A沿斜面向上运动的最大距离为
因此物块A沿斜面向上运动不再与B碰撞,当A、B均静止时,相距
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