精品解析:甘肃省金昌市永昌县第一高级中学2023-2024学年高二下学期第一次月考物理试卷
2024-08-15
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2份
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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-阶段检测 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 甘肃省 |
| 地区(市) | 金昌市 |
| 地区(区县) | 永昌县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.28 MB |
| 发布时间 | 2024-08-15 |
| 更新时间 | 2024-09-01 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-08-15 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/46838022.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
永昌县第一高级中学2023-2024-2第一次月考试卷
高二物理
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:选择性必修第一册。
一、选择题(本题共10小题,共43分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题中只有一项符合题目要求,每小题4分,第8~10题有多项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 2019年4月10日人类第一次发布了世界上首张黑洞图像,利用了射电望远镜对电磁波的捕捉。下列关于波的说法,正确的是( )
A. 两列波叠加一定会出现稳定的干涉图样
B. 在干涉图样中,振动加强区域质点的位移一定大于振动减弱区域质点的位移
C. 当波源远离观察者时,观察者接收到的波的频率比波源频率低
D. 只有障碍物或孔尺寸与波长比较相差不多或小得多,波才能发生衍射
2. 2023年5月28日,MU9191航班从上海虹桥国际机场飞往北京首都国际机场,并于12时31分抵达北京首都国际机场,并穿过象征民航最高礼仪的“水门”。关于飞机航行中的冲量与动量,下列说法正确的是( )
A. 航行中的飞机动量是矢量,它的方向可能与速度方向相反
B. 质量一定的飞机,动量变化越大,该飞机的速度变化一定越大
C. 飞机运动的速度大小不变,飞机的动量也保持不变
D. 飞机所受合外力的冲量越大,它的动量也越大
3. 光导纤维结构如图所示,其内芯和外套材料不同,光在内芯中传播.以下关于光导纤维的说法正确的是( )
A. 内芯的折射率比外套大,光传播时在内芯与外套的界面发生全反射
B. 内芯的折射率比外套小,光传播时在内芯与外套的界面发生全反射
C. 内芯的折射率比外套小,光传播时在内芯与外套的界面发生折射
D. 内芯折射率与外套相同,外套的材料有韧性,可以起保护作用
4. 如图所示为同一地点的两个单摆甲、乙的振动图像,下列说法正确的是( )
A. 甲摆的摆长比乙摆的摆长大
B. 甲摆的振幅是乙摆振幅的3倍
C. 甲摆的机械能比乙摆的机械能大
D. 在时有正向最大加速度的是乙摆
5. 自然界有许多地方有共振的现象,人类也在其技术中利用共振现象.如图把一个筛子用四根弹簧支起来(后排的两根弹簧未画出),筛子上有一个电动偏心轮,它每转一周,给筛子一个驱动力,这样就做成了一个共振筛,筛子做自由振动时,完成7次全振动用时21s,在某电压下,电动偏心轮转速是30r/min,已知增大电压可使偏心轮转速提高;增加筛子的质量,可以增大筛子的固有周期,那么要使筛子的振幅增大,下列说法正确的是( )
A. 筛子振动的固有周期为2s
B. 电动偏心轮的转动周期为2s
C. 要使筛子的振幅增大,需增加筛子质量
D. 要使筛子的振幅增大,需提高输入电压
6. 用双缝干涉测量某种单色光的波长的实验装置如图甲所示,光屏上某点到双缝、的路程差为。如图乙所示,已知真空中的光速为,如果用频率为的橙光照射双缝,则下列说法正确的是( )
A. 该橙光的波长是
B. 点出现亮条纹
C. 仅将橙光换成红光,则光屏上相邻两亮条纹的中心间距变小
D. 仅将橙光换成紫光,则光屏上相邻两亮条纹的中心间距不变
7. B超是以灰阶即亮度(brightness)模式形式来诊断疾病的称“二维显示”,因亮度第一个英文字母是B,故称B超,又称二维超声或灰阶超声。B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波,遇到人体组织会产生不同程度的反射,探头接收到的超声波信号由计筫机处理,从而形成B超图像。如图所示为血管探头沿轴正方向发送的简谐超声波图像,时刻波恰好传到质点。已知此超声波的频率为。下列说法正确的是( )
A. 血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为
B. 质点开始振动的方向沿轴负方向
C. 时质点运动到横坐标的处
D. 内质点的路程为
8. 水下一点光源,发出两单色光。人在水面上方向下看,水面中心I区域有光、光射出,Ⅱ区域只有光射出,如图所示。下列判断正确是( )
A. 光从Ⅰ区域某点倾斜射出时,光的折射角小
B. 水对光的折射率小于水对光的折射率
C. 光在水中传播速度大于光在水中传播速度
D. 光在水面发生全反射的临界角小于光在水面发生全反射的临界角
9. 如图所示,将弹簧振子从平衡位置O拉下一段距离Δx,释放后振子在A、B间振动。设AB=20cm,振子由 A到B 运动时间为0.1s,则下列说法正确的是( )
A. 振子的振幅为10 cm,周期为0.2s
B. 振子在 A、B两处受到的回复力分别为kΔx+mg与kΔx-mg
C. 振子在A、B两处受到的回复力大小都是kΔx
D. 振子完成一次全振动通过的路程是 20cm
10. 一列简谐横波沿x轴传播,图甲为该波在时刻的波形图,M是平衡位置为处的质点,图乙为质点M的振动图像,则( )
A. 时刻质点M沿y轴正方向振动,该波沿x轴负方向传播
B. 波的振幅为,波长
C. 波的周期为,波的传播速度为
D. 时刻,处的质点偏离平衡位置的位移大小为
二、实验题(本题共2小题,共16分)
11. 某研究性学习小组在进行“用单摆测定重力加速度”的实验中(实验装置如图甲所示),已知单摆在摆动过程中的摆角小于5°;在测量单摆的周期时,从单摆运动到最低点开始计时且记数为1,到第n次经过最低点所用的时间为t;在测量单摆的摆长时,先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长(从悬点到摆球的最上端)为L,再用螺旋测微器测得摆球的直径为d(读数如图乙所示)。
(1)从图可知,摆球的直径为d=_________mm;
(2)用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式g=________;
(3)实验结束后,同学们在讨论如何能够提高测量结果的精确度时,提出了以下建议,其中可行的是___________。
A.尽可能选择细、轻且不易伸长的线作为摆线
B.当单摆经过最大位移时开始计时
C.质量相同、体积不同的摆球,应选用体积较大的
D.测量多组周期T和摆长L,作L-T2关系图像来处理数据
12. 某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来测量滑块的瞬时速度并验证两滑块在碰撞过程中的动量守恒定律。
(1)图甲中水平桌面上放置气垫导轨,导轨上有光电计时器1和光电计时器2,弹性滑块A、B的质量分别为mA、mB,两遮光片沿运动方向的宽度均为d,利用游标卡尺测量遮光片的宽度,测量结果如图乙所示,遮光片的宽度d=________cm。
(2)实验中为确保碰撞后滑块A不反向运动,mA、mB应满足的关系是mA________(填“大于”“等于”或“小于”)mв。
(3)实验先调节气垫导轨成水平状态,再轻推滑块A,测得A通过光电计时器1时的遮光时间为,A与B相碰后,B和A先后经过光电计时器2时的遮光时间分别为和,则碰前A的速度大小________m/s。
(4)在实验误差允许的范围内,若满足关系式________(用mA、mB、、、表示),则可认为验证了动量守恒定律。
三、计算题(本题共3小题,共计41分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 半圆形玻璃砖的截面如图所示,其半径为,O为圆心,虚线与直径垂直。某单色光沿半径方向射入玻璃砖,入射角为30°,折射光线经过虚线上的点。已知该光线在玻璃砖内的传播时间与从点到点的传播时间相等,整个装置置于真空中,真空中光速为,求玻璃砖的折射率及折射角。
14. 一列简谐横波在轴上传播,在和时,其波形分别用如图所示实线和虚线表示。
(1)求这列波可能具有的波速。
(2)当波速为时,波的传播方向如何?
15. 如图所示,质量为3kg、长为的长木板B静止在水平面上,质量为1kg的物块A放在平台上,平台的上表面与长木板的上表面在同一水平面上,木板B的左端紧靠平台的右端,质量为的小球用长为的轻绳悬挂在固定点O上,将轻绳向左拉直至水平位置后,由静止释放小球,小球在最低点与物块A沿水平方向发生弹性碰撞,物块A与小球均可视为质点,不计空气阻力,物块A与平台、木板B之间的动摩擦因数均为,长木板与水平面间的动摩擦因数为,重力加速度g取.求:
(1)小球与A碰撞前瞬间,细线拉力大小;
(2)小球与物块A碰撞过程中,物块对小球的冲量大小;
(3)要使物块不滑离木板B,开始时物块A离平台右端的距离最小为多少.
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永昌县第一高级中学2023-2024-2第一次月考试卷
高二物理
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:选择性必修第一册。
一、选择题(本题共10小题,共43分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题中只有一项符合题目要求,每小题4分,第8~10题有多项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 2019年4月10日人类第一次发布了世界上首张黑洞图像,利用了射电望远镜对电磁波的捕捉。下列关于波的说法,正确的是( )
A. 两列波叠加一定会出现稳定的干涉图样
B. 在干涉图样中,振动加强区域质点的位移一定大于振动减弱区域质点的位移
C. 当波源远离观察者时,观察者接收到的波的频率比波源频率低
D. 只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或小得多,波才能发生衍射
【答案】C
【解析】
【详解】A.只有频率相同时,两列波叠加才能发生稳定的干涉现象。故A错误;
B.干涉图样中,振动加强区域质点,其位移时大时小,也可能为零。故B错误;
C.根据多普勒效应可知,当波源远离观察者时,观察者接收到的波的频率比波源频率低。故C正确;
D.如果障碍物的尺寸大于波长,也会发生衍射,但衍射不明显。故D错误。
故选C。
2. 2023年5月28日,MU9191航班从上海虹桥国际机场飞往北京首都国际机场,并于12时31分抵达北京首都国际机场,并穿过象征民航最高礼仪的“水门”。关于飞机航行中的冲量与动量,下列说法正确的是( )
A. 航行中的飞机动量是矢量,它的方向可能与速度方向相反
B. 质量一定的飞机,动量变化越大,该飞机的速度变化一定越大
C. 飞机运动的速度大小不变,飞机的动量也保持不变
D. 飞机所受合外力的冲量越大,它的动量也越大
【答案】B
【解析】
【详解】A.航行中的飞机动量是矢量,根据可知它的方向与速度的方向相同,选项A错误;
B.质量一定的飞机,动量变化,动量变化越大,该飞机的速度变化一定越大,选项B正确;
C.动量等于质量与速度的乘积,飞机运动的速度大小不变,飞机的动量大小保持不变,但速度方向可能改变,动量方向可能改变,动量大小不变而方向改变,动量变了,选项C错误;
D.根据动量定理,飞机所受合力的冲量等于动量的变化,则冲量的大小一定和动量变化量的大小相同,与瞬时动量无关,选项D错误。
故选B。
3. 光导纤维的结构如图所示,其内芯和外套材料不同,光在内芯中传播.以下关于光导纤维的说法正确的是( )
A. 内芯的折射率比外套大,光传播时在内芯与外套的界面发生全反射
B. 内芯的折射率比外套小,光传播时在内芯与外套的界面发生全反射
C. 内芯的折射率比外套小,光传播时在内芯与外套的界面发生折射
D. 内芯折射率与外套相同,外套的材料有韧性,可以起保护作用
【答案】A
【解析】
【详解】发生全反射的条件是光由光密介质射入光疏介质,所以内芯的折射率大,且光传播在内芯与外套的界面上发生全反射。
故选A。
4. 如图所示为同一地点的两个单摆甲、乙的振动图像,下列说法正确的是( )
A. 甲摆的摆长比乙摆的摆长大
B. 甲摆的振幅是乙摆振幅的3倍
C. 甲摆的机械能比乙摆的机械能大
D. 在时有正向最大加速度的是乙摆
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题图可知,两单摆的周期相同,同一地点重力加速度g相同,由单摆的周期公式
得知,甲乙两单摆的摆长相等,故A错误;
B.甲摆的振幅为6cm,乙摆的振幅为3cm,则甲摆的振幅是乙摆振幅的2倍,故B错误;
C.尽管甲摆的振幅比乙摆大,两摆的摆长相等,但由于两摆的摆球质量未知,故无法比较机械能的大小,故C错误;
D.在s时,甲摆经过平衡位置,振动的加速度为零,而乙摆的位移为负的最大,则乙摆具有正向最大加速度,故D正确。
故选D。
5. 自然界有许多地方有共振的现象,人类也在其技术中利用共振现象.如图把一个筛子用四根弹簧支起来(后排的两根弹簧未画出),筛子上有一个电动偏心轮,它每转一周,给筛子一个驱动力,这样就做成了一个共振筛,筛子做自由振动时,完成7次全振动用时21s,在某电压下,电动偏心轮转速是30r/min,已知增大电压可使偏心轮转速提高;增加筛子的质量,可以增大筛子的固有周期,那么要使筛子的振幅增大,下列说法正确的是( )
A. 筛子振动的固有周期为2s
B. 电动偏心轮的转动周期为2s
C. 要使筛子的振幅增大,需增加筛子质量
D. 要使筛子的振幅增大,需提高输入电压
【答案】B
【解析】
【详解】A.由题意可知筛子振动固有周期为
故A 错误;
B.电动偏心轮的转动周期为
故B正确;
CD.要使筛子振幅增大,就是使这两个周期值靠近,可采用两种做法:第一,减小输入电压使偏心轮转得慢一些,增大驱动力的周期;第二,减小筛子的质量使筛子的固有周期减小;故CD错误。
故选B。
6. 用双缝干涉测量某种单色光的波长的实验装置如图甲所示,光屏上某点到双缝、的路程差为。如图乙所示,已知真空中的光速为,如果用频率为的橙光照射双缝,则下列说法正确的是( )
A. 该橙光的波长是
B. 点出现亮条纹
C. 仅将橙光换成红光,则光屏上相邻两亮条纹的中心间距变小
D. 仅将橙光换成紫光,则光屏上相邻两亮条纹的中心间距不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.橙光的波长为
A正确;
B.由于
故点是振动的减弱点,点出现暗条纹,B错误;
C.根据,在其他条件不变的情况下,光的波长增大,相邻两亮条纹的中心间距变大,C错误;
D.在其他条件不变的情况下,光的波长减小,相邻两亮条纹的中心间距变小,D错误。
故选A。
7. B超是以灰阶即亮度(brightness)模式形式来诊断疾病的称“二维显示”,因亮度第一个英文字母是B,故称B超,又称二维超声或灰阶超声。B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波,遇到人体组织会产生不同程度的反射,探头接收到的超声波信号由计筫机处理,从而形成B超图像。如图所示为血管探头沿轴正方向发送的简谐超声波图像,时刻波恰好传到质点。已知此超声波的频率为。下列说法正确的是( )
A. 血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为
B. 质点开始振动的方向沿轴负方向
C. 时质点运动到横坐标的处
D. 内质点的路程为
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知波长为
则波速为
故A正确;
B.由于波向轴正方向传播,根据波形平移法可知,质点开始振动的方向沿轴正方向,故B错误;
C.质点只会在自己的平衡位置周期性振动,不会随波迁移,故C错误;
D.因为质点振动的周期为
由于
所以质点在内运动的路程为
故D错误。
故选A。
8. 水下一点光源,发出两单色光。人在水面上方向下看,水面中心I区域有光、光射出,Ⅱ区域只有光射出,如图所示。下列判断正确的是( )
A. 光从Ⅰ区域某点倾斜射出时,光的折射角小
B. 水对光的折射率小于水对光的折射率
C. 光在水中传播速度大于光在水中传播速度
D. 光在水面发生全反射的临界角小于光在水面发生全反射的临界角
【答案】BC
【解析】
【详解】ABD.依题意,b光先发生全反射,可知b光在水面发生全反射临界角小,根据
可知b光折射率大,故Ⅰ区域的某点倾斜射出时b光折射角大,故AD错误;B正确;
C.由
可知,b光在水中传播速度小,故C正确。
故选BC。
9. 如图所示,将弹簧振子从平衡位置O拉下一段距离Δx,释放后振子在A、B间振动。设AB=20cm,振子由 A到B 运动时间为0.1s,则下列说法正确的是( )
A. 振子的振幅为10 cm,周期为0.2s
B. 振子在 A、B两处受到的回复力分别为kΔx+mg与kΔx-mg
C. 振子在A、B两处受到的回复力大小都是kΔx
D. 振子完成一次全振动通过的路程是 20cm
【答案】AC
【解析】
【详解】A.振子A、B间振动,已知
AB=20cm
则振幅为
A=10cm
故A正确;
BC.根据
F=-kx
可知振子在A、B两处受到的回复力大小都为kΔx,故B错误,C正确;
D.振子完成一次全振动经过的路程为
4A=40cm
故D错误。
故选AC。
10. 一列简谐横波沿x轴传播,图甲为该波在时刻的波形图,M是平衡位置为处的质点,图乙为质点M的振动图像,则( )
A. 时刻质点M沿y轴正方向振动,该波沿x轴负方向传播
B. 波的振幅为,波长
C. 波的周期为,波的传播速度为
D. 时刻,处质点偏离平衡位置的位移大小为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据M点的振动图像可知,时刻质点M沿y轴正方向振动,则该波沿x轴负方向传播,故A正确;
B.该波的振幅为
该波的波长为
故B错误;
C.周期,由
可得该波的传播速度,故C错误;
D.波动图像的方程为
时刻,处的质点偏离平衡位置的位移大小为,故D正确。
故选AD。
二、实验题(本题共2小题,共16分)
11. 某研究性学习小组在进行“用单摆测定重力加速度”的实验中(实验装置如图甲所示),已知单摆在摆动过程中的摆角小于5°;在测量单摆的周期时,从单摆运动到最低点开始计时且记数为1,到第n次经过最低点所用的时间为t;在测量单摆的摆长时,先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长(从悬点到摆球的最上端)为L,再用螺旋测微器测得摆球的直径为d(读数如图乙所示)。
(1)从图可知,摆球的直径为d=_________mm;
(2)用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式g=________;
(3)实验结束后,同学们在讨论如何能够提高测量结果的精确度时,提出了以下建议,其中可行的是___________。
A.尽可能选择细、轻且不易伸长的线作为摆线
B.当单摆经过最大位移时开始计时
C.质量相同、体积不同的摆球,应选用体积较大的
D.测量多组周期T和摆长L,作L-T2关系图像来处理数据
【答案】 ①. 5.980 ②. ③. AD##DA
【解析】
【详解】(1)[1]螺旋测微器的精确度为0.01mm,摆球的直径为
d=5.5mm+48.0×0.01mm=5.980mm
(2)[2]从单摆运动到最低点开始计时且记数为1,到第n次经过最低点所用的时间内为t,则单摆全振动的次数为
根据单摆全振动的次数和时间的关系,单摆周期为
单摆的摆长为
根据单摆的周期公式,解得重力加速度
(3)[3] A.为了减小实摆长对实验的影响,实验中要尽可能选择细、轻且不易伸长的线作为摆线,故A正确;
B.单摆通过平衡位置时速度最大,停留时间最小,为了减小计时产生的误差,需要当单摆经过平衡位置时开始计时,故B错误;
C.为了减小空气阻力的影响而产生的误差,在相同质量时,应该选用体积较小的小球作为摆球,故C错误;
D.应用图像法处理实验数据可以减小实验误差,测量多组周期T和摆长L,作L - T2关系图像来处理数据,由单摆的周期公式,可得
图像的斜率
重力加速度
故D正确。
故选AD
12. 某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来测量滑块的瞬时速度并验证两滑块在碰撞过程中的动量守恒定律。
(1)图甲中水平桌面上放置气垫导轨,导轨上有光电计时器1和光电计时器2,弹性滑块A、B的质量分别为mA、mB,两遮光片沿运动方向的宽度均为d,利用游标卡尺测量遮光片的宽度,测量结果如图乙所示,遮光片的宽度d=________cm。
(2)实验中为确保碰撞后滑块A不反向运动,mA、mB应满足的关系是mA________(填“大于”“等于”或“小于”)mв。
(3)实验先调节气垫导轨成水平状态,再轻推滑块A,测得A通过光电计时器1时的遮光时间为,A与B相碰后,B和A先后经过光电计时器2时的遮光时间分别为和,则碰前A的速度大小________m/s。
(4)在实验误差允许的范围内,若满足关系式________(用mA、mB、、、表示),则可认为验证了动量守恒定律。
【答案】 ①. 0.970 ②. 大于 ③. 0.97 ④.
【解析】
【详解】(1)[1]游标卡尺的主尺读数为,游标尺读数为
则
(2)[2]和B发生弹性碰撞,若用质量大的碰质量小的B,则不会发生反弹。
(3)[3]滑块经过光电门时挡住光的时间极短,则可用平均速度近似替代滑块的瞬时速度,则碰前的速度
(4)[4]碰后的速度
碰后B的速度
若系统动量守恒,则有
化简可得
三、计算题(本题共3小题,共计41分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 半圆形玻璃砖的截面如图所示,其半径为,O为圆心,虚线与直径垂直。某单色光沿半径方向射入玻璃砖,入射角为30°,折射光线经过虚线上的点。已知该光线在玻璃砖内的传播时间与从点到点的传播时间相等,整个装置置于真空中,真空中光速为,求玻璃砖的折射率及折射角。
【答案】,
【解析】
【详解】依题意,做出光路图,如图所示
根据
又
联立,解得
,
14. 一列简谐横波在轴上传播,在和时,其波形分别用如图所示的实线和虚线表示。
(1)求这列波可能具有的波速。
(2)当波速为时,波的传播方向如何?
【答案】(1)见解析;(2)x轴负方向
【解析】
【详解】(1)对波形图分析可知,该波波长=8m,若波沿x轴正向传播,则有
根据
解得
若波沿x轴负方向传播,则有
根据
解得
(2)当波速为280m/s时,则有
故波沿x轴负方向传播。
15. 如图所示,质量为3kg、长为的长木板B静止在水平面上,质量为1kg的物块A放在平台上,平台的上表面与长木板的上表面在同一水平面上,木板B的左端紧靠平台的右端,质量为的小球用长为的轻绳悬挂在固定点O上,将轻绳向左拉直至水平位置后,由静止释放小球,小球在最低点与物块A沿水平方向发生弹性碰撞,物块A与小球均可视为质点,不计空气阻力,物块A与平台、木板B之间的动摩擦因数均为,长木板与水平面间的动摩擦因数为,重力加速度g取.求:
(1)小球与A碰撞前瞬间,细线拉力大小;
(2)小球与物块A碰撞过程中,物块对小球的冲量大小;
(3)要使物块不滑离木板B,开始时物块A离平台右端的距离最小为多少.
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)设小球与物块A碰撞前瞬间的速度大小为,根据机械能守恒有
解得
小球在最低点时,根据牛顿第二定律有
解得
(2)设小球与A碰撞后瞬间,小球速度大小为、物块A的速度大小为,根据动量守恒有
根据能量守恒有
解得
此过程,物块A对小球的冲量大小
(3)设开始时A离平台右端的距离至少为x,物块刚滑上长木板时的速度大小为,根据动能定理有
设长木板的长为s,物块A滑上长木板后,物块的加速度大小为,长木板的加速度大小为,根据牛顿第二定律,对物块A有
解得
对长木板,有
解得
根据题意
解得
,
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