精品解析：山东省潍坊高密市第三中学2021-2022学年高二上学期期末模拟物理试题

物理综合复习模拟 班级___________姓名 ___________ 1. 某同学用游标卡尺测量一个导体的长度。游标尺上有10等分刻度，测得的读数如图所示，该导体的长度是多少？某同学用螺旋测微器测量一个圆柱导体的直径，测得读数如图所示，则该圆柱导体的直径是多少？ 2. 有一块小量程电流表，满偏电流为50µA，内阻为800Ω。现要将它改装成、的两量程电流表，某同学除了参考电路图甲外，还设计了如图乙所示电路。 （1）若采用图甲的电路，则、是多少，若采用图乙的电路，则、是多少？ （2）请分析两种电路在实际使用时的特点。 3. 某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的橙子制作了橙汁电池，他们用如图所示的实验电路测量这种电池的电动势E和内阻r。 在图所示的玻璃器皿中盛有橙汁，在橙汁中相隔一定距离插入铜片和锌片作为电池的正极和负极。图中电流表的内阻为100Ω，量程为0～300μA；电阻箱阻值的变化范围为0～9999Ω。 连接电路后，调节电阻箱R的阻值，得到的测量数据如表2所示。 表2电阻箱R和电流表I的各组数据 R/kΩ 9 8 7 6 5 4 3 I/μA 92 102 115 131 152 180 220 请作出本实验的U-I图像________（U为电阻箱两端的电压，I为通过电阻箱的电流），根据图像得出该橙汁电池的电动势E=_________和内阻r=____________。 4. 在图所示的图像中，直线为某电源的路端电压与电流的关系，直线为某电阻的电压与电流的关系。现用该电源直接与电阻连接成闭合电路，求此时电源的输出功率和内、外电路消耗的电功率之比。 5. 如图所示，电源的电动势不变，内阻为，定值电阻为，滑动变阻器的最大阻值为，求： （1）当滑动变阻器的阻值为多大时，电阻消耗的功率最大？ （2）当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？ 6. 某实验小组用电阻箱和电压表（内阻可视为无穷大）按图所示的电路测定一个水果电池的电动势和内阻。闭合开关S后，调节电阻箱得到各组实验数据如下表。 数据序号 1 2 3 4 5 6 电阻箱的电阻R/（103Ω） 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 4.0 电压U/V 0.09 0.16 0.27 0.40 0.60 0.67 电流I/（10-3A） （1）由电阻箱的电阻和电阻箱两端的电压，计算通过电阻箱的电流，把每组电流的数据填在表中的空格处_____。 （2）根据表中电压和电流的数据，在图中描点，作出图像_____。 7. 为解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是哪一个？地球是否带电？带正电还是负电？ 8. 如图所示，边长为L的正方形线框内部有一边长为a的正方形区域的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，求穿过该线框的磁通量。 9. 在光滑水平面上，一静止的物块受到一水平力F的作用，F随时间t的变化规律如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 在0~4t0时间内，力F做的功为0 B. 在2t0时刻，物体的速度最大 C. 在3t0时刻，物体的加速度最大 D. 在0~2t0时间内，力F的冲量为F0t0 10. 曾经有一则新闻报道，一名4岁儿童从3层高的楼房掉下来，被一名见义勇为的青年接住。请你估算一下，儿童受到的合力的冲量是多大？设儿童与青年之间的相互作用时间为，则儿童受到的合力的平均值有多大？ 11. 在气垫导轨上，一个质量为的滑块以的速度与另一质量为、速度为并沿相反方向运动的滑块迎面相撞，碰撞后两个滑块粘在一起。 (1)求碰撞后滑块速度的大小和方向。 (2)这次碰撞，两滑块共损失了多少机械能？ 12. 质量为m、速度为v的A球跟质量为3m的静止B球发生正碰。碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后B球的速度允许有不同的值。碰撞后B球的速度可能是（　　） A. 0.8v B. 0.6v C. 0.4v D. 0.2v 13. 在离地面同一高度有质量相同的三个小球a、b、c，a球以速度v0竖直上抛，b球以速度v0竖直下抛，c球做自由落体运动，不计空气阻力，则（　　） A. 三球的动量变化率相同 B. 重力对它们的冲量相同 C. 它们的末动能相同 D. 它们落地时动量相同 14. 把一质量为m=0.2kg的小球放在高度h=5.0m的直杆的顶端，如图所示，一颗质量m′=0.01kg的子弹以v0=500m/s的速度沿水平方向击中小球，并穿过球心，小球落地处离杆的距离s1=20m。求子弹落地处离杆的距离s2。 . 15. 水流射向墙壁，会对墙壁产生冲击力。假设水枪喷水口的横截面积为，喷出水流的流速为，水流垂直射向竖直墙壁后速度变为0。已知水的密度为，重力加速度大小为，求墙壁受到的平均冲击力。 16. 如图所示，一个倾角为α的直角斜面体静置于光滑水平面上，斜面体质量为M，顶端高度为h。今有一质量为m的小物块，沿光滑斜面下滑，当小物块从斜面顶端自由下滑到底端时，斜面体在水平面上移动的距离是多大。 17. 如图所示，光滑水平轨道上放置长木板A（上表面粗糙）和滑块C，滑块B置于A的左端，三者质量分别为 、、 ．开始时C静止，A、B一起以 的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞（时间极短）后C向右运动，经过一段时间， A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞．求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小． 18. 如图所示，弹簧上端固定一质量为m的小球，小球在竖直方向做振幅为A的简谐运动，当小球振动到最高点时弹簧正好为原长，则小球在振动过程中（　　） A. 小球的最大动能应等于mgA B. 弹簧的弹性势能和小球动能的总和保持不变 C. 弹簧的最大弹性势能等于2mgA D. 小球在最低点时的弹力大于2mg 19. 一条细线下面挂着一个小球，让它自由摆动，画出它的振动图像如图所示。（　　） A. 0.5s时小球速度为零，绳子对它的拉力最小 B. 1s时小球速度为零，绳子对它的拉力最大 C. 单摆的摆长为2米，周期为2秒 D. 将此摆由高密拿到北极周期将变长 20. 如图甲，点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与点之间。现将摆球拉到点，释放摆球，摆球将在竖直面内的、之间来回摆动，其中点为运动中的最低位置。图乙表示细线对摆球的拉力大小随时间变化的曲线，图中为摆球从点开始运动的时刻，取。 (1)求单摆的振动周期和摆长。 (2)求摆球的质量。 (3)求摆球运动过程中的最大速度。 21. 在如图所描述的时刻，是波峰与波峰相遇的点，是凸起最高的位置之一。 （1）随着时间的推移，这个凸起最高的位置在向哪个方向移动？是不是质点在向哪个方向迁移？质点在哪个方向上运动？ （2）指出图中哪个位置是凹下最低的位置（只需指出一个）。随着时间的推移，这个凹下最低的位置在向哪个方向移动？ （3）由图中时刻经过时，质点的位移有什么特点？ 22. 湖面上停着A、B两条小船，它们相距20m，一列水波正在湖面上沿AB连线的方向传播，每条小船每分钟上下浮动20次。当A船位于波峰时，B船在波谷，两船之间还有一个波峰。求水波的波速。 23. 消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题，内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都会发出噪声，如图所示的消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声。波长为的声波沿水平管道自左向右传播，在声波到达处时，分成上下两束波，这两束声波在处相遇时可削弱噪声。试说明该消声器的工作原理及要达到良好的消声效果必须满足的条件。 24. 波源和振动方向相同，频率均为，分别置于均匀介质中的、两点处，，如图所示。两波源产生的简谐横波沿直线相向传播，波速为。已知两波源振动的初始相位相同，求、间合振动振幅最小的点的位置。 25. 在学校运动场上50m直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器。两个扬声器连续发出波长为10m的声波。一同学从该跑道的中点出发，向某一端点缓慢行进了15米。求在此过程中他听到扬声器声音由强变弱的次数？ 26. 两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于和处，两列波的波速均为，波源的振幅均为。图为时刻两列波的图像，此刻平衡位置在和的P、Q两质点开始振动。质点M的平衡位置处于处。 （1）求两列波的波峰何处何时相遇。 （2）求质点M运动的路程。 27. 如图，一个储油桶的底面直径与高均为。当桶内没有油时，从某点恰能看到桶底边缘的某点。当桶内油的深度等于桶高的一半时，仍沿方向看去，恰好看到桶底上的点，、两点相距。求油的折射率和光在油中传播的速度。 28. 如图所示，在液面下方h=m处有一个与水面平行的发光圆盘，圆盘能发出单色光，其直径AB长L=10m由B点发出的光线以30°入射角入射到分界面上时，其折射光与反射光线垂直，结果可以用π表示。求： （1）液体对此单色光的折射率n； （2）发光圆盘在水面上形成的光斑面积S。 29. 如图，为半圆柱体玻璃的横截面，为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿方向从真空射入玻璃，紫光、红光分别从、点射出。设紫光由到的传播时间为，红光由到的传播时间为，请比较、的大小。 30. 用下面的方法可以测量液体的折射率：取一个半径为的软木塞，在它的圆心处插上一枚大头针，让软木塞浮在液面上（下图）。调整大头针插入软木塞的深度，使它露在外面的长度为。这时从液面上方的各个方向向液体中看，恰好看不到大头针。利用测得的数据和即可求出液体的折射率。 (1)写出用和求折射率的计算式； (2)用这种方法实际做一下，求出水的折射率。 31. 1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）。洛埃镜实验的基本装置如图所示，为单色光源，为一平面镜。发出的光直接照在光屏上，同时发出的光还通过平面镜反射在光屏上。从平面镜反射的光相当于在平面镜中的虚像发出的，这样就形成了两个一样的相干光源。设光源到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为和，光的波长为。写出相邻两条亮纹（或暗纹）间距离的表达式。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 物理综合复习模拟 班级___________姓名 ___________ 1. 某同学用游标卡尺测量一个导体的长度。游标尺上有10等分刻度，测得的读数如图所示，该导体的长度是多少？某同学用螺旋测微器测量一个圆柱导体的直径，测得读数如图所示，则该圆柱导体的直径是多少？ 【答案】13.7mm，3.275mm 【解析】 【详解】游标卡尺读数为 螺旋测微器读数为 2. 有一块小量程电流表，满偏电流为50µA，内阻为800Ω。现要将它改装成、的两量程电流表，某同学除了参考电路图甲外，还设计了如图乙所示电路。 （1）若采用图甲的电路，则、是多少，若采用图乙的电路，则、是多少？ （2）请分析两种电路在实际使用时的特点。 【答案】（1）图甲时，，，图乙时，，；（2）由图示电路图可知，图乙在更换量程时两个分流电阻都没有并联在表头两端，容易烧坏表头，图乙所示电路不合理，图甲所示电路合理。 【解析】 【详解】（1）对甲电路，量程为10mA时 量程为1mA时 解得 对乙电路量程为10mA时 量程为1mA时 解得 （2）略。 3. 某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的橙子制作了橙汁电池，他们用如图所示的实验电路测量这种电池的电动势E和内阻r。 在图所示的玻璃器皿中盛有橙汁，在橙汁中相隔一定距离插入铜片和锌片作为电池的正极和负极。图中电流表的内阻为100Ω，量程为0～300μA；电阻箱阻值的变化范围为0～9999Ω。 连接电路后，调节电阻箱R的阻值，得到的测量数据如表2所示。 表2电阻箱R和电流表I的各组数据 R/kΩ 9 8 7 6 5 4 3 I/μA 92 102 115 131 152 180 220 请作出本实验的U-I图像________（U为电阻箱两端的电压，I为通过电阻箱的电流），根据图像得出该橙汁电池的电动势E=_________和内阻r=____________。 【答案】 ①. ②. 0.95V ③. 1.1kΩ 【解析】 【详解】[1]依题意，代入数据，重新计算数据填入下表。 R/kΩ 9 8 7 6 5 4 3 I/μA 92 102 115 131 152 180 220 U/V 0.828 0.816 0.805 0.786 0.760 0.720 0.660 以U为纵坐标，I为横坐标建立平面直角坐标系，画出图像如下图所示 。 [2]设电流表的内阻为rg，根据闭合电路欧姆定律可得 可得U-I图纵轴的截距为橙汁电池的电动势为 [3]U-I图的斜率绝对值为，则橙汁电池的内阻为 4. 在图所示的图像中，直线为某电源的路端电压与电流的关系，直线为某电阻的电压与电流的关系。现用该电源直接与电阻连接成闭合电路，求此时电源的输出功率和内、外电路消耗的电功率之比。 【答案】4W，1：2 【解析】 【详解】由图像可知，电源的电动势为6V，电源的内阻为 电阻 电流为 电源输出功率为 电源的内功率为 内、外电路消耗的电功率之比1：2。 5. 如图所示，电源的电动势不变，内阻为，定值电阻为，滑动变阻器的最大阻值为，求： （1）当滑动变阻器的阻值为多大时，电阻消耗的功率最大？ （2）当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？ 【答案】（1）0；（2） 【解析】 【详解】（1）根据公式知，电阻消耗的功率为 当滑动变阻器的阻值为0时，电阻消耗的功率最大，最大功率为； （2）滑动变阻器消耗的功率为 由上式知，当时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率为； 6. 某实验小组用电阻箱和电压表（内阻可视为无穷大）按图所示的电路测定一个水果电池的电动势和内阻。闭合开关S后，调节电阻箱得到各组实验数据如下表。 数据序号 1 2 3 4 5 6 电阻箱的电阻R/（103Ω） 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 4.0 电压U/V 0.09 0.16 0.27 0.40 0.60 0.67 电流I/（10-3A） （1）由电阻箱的电阻和电阻箱两端的电压，计算通过电阻箱的电流，把每组电流的数据填在表中的空格处_____。 （2）根据表中电压和电流的数据，在图中描点，作出图像_____。 【答案】 ①. 见解析 ②. 见解析 【解析】 【详解】（1）[1]根据欧姆定律可得 把每组电流的数据填在表中 数据序号 1 2 3 4 5 6 电阻箱的电阻R/（103Ω） 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 4.0 电压U/V 0.09 0.16 0.27 0.40 0.60 0.67 电流I/（10-3A） 0.90 0.80 0.68 0.50 0.38 0.17 （2）[2]根据表中电压和电流的数据，在图中描点，作出图像如图所示 7. 为解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是哪一个？地球是否带电？带正电还是负电？ 【答案】B图，地球带负电 【解析】 【详解】地磁的南极在地理北极的附近，故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必需指向南方（最下边）；而根据安培定则：拇指与四指垂直，而四指弯曲的方向就是电流流动的方向，故四指的方向应该向西，故B图正确表示安培假设中环形电流方向，而地球是从西向东自转，所以地球总体带负电。 8. 如图所示，边长为L的正方形线框内部有一边长为a的正方形区域的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，求穿过该线框的磁通量。 【答案】 【解析】 【详解】穿过该线框的磁通量 9. 在光滑水平面上，一静止的物块受到一水平力F的作用，F随时间t的变化规律如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 在0~4t0时间内，力F做的功为0 B. 在2t0时刻，物体的速度最大 C. 在3t0时刻，物体的加速度最大 D. 在0~2t0时间内，力F的冲量为F0t0 【答案】A 【解析】 【详解】A．F-t图像与坐标轴所围图形的面积表示冲量。由题图可知，0~4t0时间内，F的合冲量为0，根据动量定理可知物体的末速度为0，根据动能定理可知0~4t0时间内F做的功为0，故A正确； BD．0~2t0时间内，F的合冲量为0，根据动量定理可知2t0时刻物体的速度为0，故BD错误； C．在3t0时刻，F为0，所以物体的加速度为0，故C错误。 故选A。 10. 曾经有一则新闻报道，一名4岁儿童从3层高的楼房掉下来，被一名见义勇为的青年接住。请你估算一下，儿童受到的合力的冲量是多大？设儿童与青年之间的相互作用时间为，则儿童受到的合力的平均值有多大？ 【答案】， 【解析】 【详解】每层楼高约3.3米，则儿童从3层高的楼房掉到地上时的速度约为 儿童的质量约为15kg，落地过程根据动量定理有 若儿童与青年之间的相互作用时间为，则儿童受到的合力的平均值 11. 在气垫导轨上，一个质量为的滑块以的速度与另一质量为、速度为并沿相反方向运动的滑块迎面相撞，碰撞后两个滑块粘在一起。 (1)求碰撞后滑块速度的大小和方向。 (2)这次碰撞，两滑块共损失了多少机械能？ 【答案】(1) 6.7cm/s；方向与0.4kg滑块的初速度方向相同； (2) 4.2×10-3J 【解析】 【详解】(1)两滑块碰撞过程系统动量守恒，以0.4kg滑块的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得 m1v1-m2v2=（m1+m2）v 代入数据解得 v=cm/s=6.7cm/s 方向与0.4kg滑块的初速度方向相同； (2)碰撞的机械能损失 解得 ∆E=4.2×10-3J 12. 质量为m、速度为v的A球跟质量为3m的静止B球发生正碰。碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后B球的速度允许有不同的值。碰撞后B球的速度可能是（　　） A. 0.8v B. 0.6v C. 0.4v D. 0.2v 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】若是非弹性碰撞，有 解得 若为弹性碰撞，则有 ， 解得 ， 所以B球的速度取值范围为 故选C。 13. 在离地面同一高度有质量相同的三个小球a、b、c，a球以速度v0竖直上抛，b球以速度v0竖直下抛，c球做自由落体运动，不计空气阻力，则（　　） A. 三球的动量变化率相同 B. 重力对它们的冲量相同 C. 它们的末动能相同 D. 它们落地时动量相同 【答案】A 【解析】 【详解】A．由动量定理可知，动量的变化量 则有动量变化率为 由于三个小球质量相同，则三球的动量变化率相同，A正确； B．由于在同一高度， a球以速度v0竖直上抛，b球以速度v0竖直下抛，c球做自由落体运动，可知三球在空中运动时间不同，则有 则重力对它们的冲量 则有 可知重力对它们的冲量不相同， B错误； CD．由动能定理可得 可知落地时a、b球的末动能相同，速度相同，则动量相同，c球的动能小于a、b球，则速度小于a、b球，可知动量小于a、b球，CD错误。 故选A。 14. 把一质量为m=0.2kg的小球放在高度h=5.0m的直杆的顶端，如图所示，一颗质量m′=0.01kg的子弹以v0=500m/s的速度沿水平方向击中小球，并穿过球心，小球落地处离杆的距离s1=20m。求子弹落地处离杆的距离s2。 . 【答案】100m 【解析】 【详解】设子弹穿过后小球的速度为v，则 s = vt 解得 取方向为正方向，由动量守恒定律可得 解得出子弹穿过小球后的速度 因子弹与小球落地所以历的时间相同，所以 解得 15. 水流射向墙壁，会对墙壁产生冲击力。假设水枪喷水口的横截面积为，喷出水流的流速为，水流垂直射向竖直墙壁后速度变为0。已知水的密度为，重力加速度大小为，求墙壁受到的平均冲击力。 【答案】 【解析】 【详解】水流垂直射向竖直墙壁后速度变为0，根据动量定理有 则墙壁对水的平均冲击力 负号说明方向与水流方向相反。 根据牛顿第三定律可得墙壁受到的平均冲击力为 方向与水流速度方向相同。 16. 如图所示，一个倾角为α的直角斜面体静置于光滑水平面上，斜面体质量为M，顶端高度为h。今有一质量为m的小物块，沿光滑斜面下滑，当小物块从斜面顶端自由下滑到底端时，斜面体在水平面上移动的距离是多大。 【答案】 【解析】 【详解】物体与斜面在水平方向上动量守恒，设物块的速度方向为正方向，则有 运动时间相等，则有 由题意可知 联立解得：斜面体在水平面上移动的距离 17. 如图所示，光滑水平轨道上放置长木板A（上表面粗糙）和滑块C，滑块B置于A的左端，三者质量分别为 、、 ．开始时C静止，A、B一起以 的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞（时间极短）后C向右运动，经过一段时间， A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞．求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小． 【答案】2m/s 【解析】 【分析】 【详解】设碰后A的速度为，C的速度为，由动量守恒可得 碰后A、B满足动量守恒，设A、B的共同速度为，则 由于A、B整体恰好不再与C碰撞，故 联立以上三式可得 =2m/s 18. 如图所示，弹簧上端固定一质量为m的小球，小球在竖直方向做振幅为A的简谐运动，当小球振动到最高点时弹簧正好为原长，则小球在振动过程中（　　） A. 小球的最大动能应等于mgA B. 弹簧的弹性势能和小球动能的总和保持不变 C. 弹簧的最大弹性势能等于2mgA D. 小球在最低点时的弹力大于2mg 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】AD．小球静止不动的位置是平衡位置，上下振动过程中，振幅为 在平衡位置时，动能最大，重力势能减少mgA，转化为动能和弹性势能，在最低点弹力等于2mg，AD错误； BC．在小球上下振动过程中，小球动能、弹性势能、重力势能三者总和保持不变，弹簧的最大弹性势能由重力势能转化而来为2mgA，C正确，B错误； 故选C。 19. 一条细线下面挂着一个小球，让它自由摆动，画出它的振动图像如图所示。（　　） A. 0.5s时小球速度为零，绳子对它的拉力最小 B. 1s时小球速度为零，绳子对它的拉力最大 C. 单摆的摆长为2米，周期为2秒 D. 将此摆由高密拿到北极周期将变长 【答案】A 【解析】 【详解】A．由振动图像可知，在0.5s时小球在负方向最大位移处，则速度是零，小球受力如图所示，由牛顿第二定律可得绳子对它的拉力 可得 此时绳子对它的拉力最小，A正确； B．1s时小球正通过平衡位置，速度为最大，小球的向心加速度最大，绳子对它的拉力 为最大，B错误； C．由振动图像可知，振动周期为，由单摆周期公式可得 C错误； D．小球的重力加速度在赤道上最小，在两极最大，由单摆周期公式可知，将此摆由高密拿到北极周期将变小，D错误。 故选A。 20. 如图甲，点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与点之间。现将摆球拉到点，释放摆球，摆球将在竖直面内的、之间来回摆动，其中点为运动中的最低位置。图乙表示细线对摆球的拉力大小随时间变化的曲线，图中为摆球从点开始运动的时刻，取。 (1)求单摆的振动周期和摆长。 (2)求摆球的质量。 (3)求摆球运动过程中的最大速度。 【答案】(1)0.4πs， 0.4m；(2)0.05kg；(3)0.283m/s。 【解析】 【分析】 【详解】(1)小球在一个周期内两次经过最低点，根据该规律 T=0.4πs 由单摆的周期公式为 解得 (2)(3)摆球受力分析如图所示： 在最高点A，有 Fmin=mgcosθ=0.495N 在最低点B，有 从A到B，机械能守恒，由机械能守恒定律得 mgR（1-cosθ)=mv2 联立三式并代入数据得 m=0.05kg v=m/s≈0.283m/s 21. 在如图所描述的时刻，是波峰与波峰相遇的点，是凸起最高的位置之一。 （1）随着时间的推移，这个凸起最高的位置在向哪个方向移动？是不是质点在向哪个方向迁移？质点在哪个方向上运动？ （2）指出图中哪个位置是凹下最低的位置（只需指出一个）。随着时间的推移，这个凹下最低的位置在向哪个方向移动？ （3）由图中时刻经过时，质点的位移有什么特点？ 【答案】(1)见解析；(2)见解析；(3)位移为0 【解析】 【详解】(1)如下图所示 凸起的最高点在图中由M向P移动，M点并不随波迁移，而只在垂直于纸面的方向上运动。 (2)图中K点是凹下最低的位置，随着时间的推移，凹下最低的位置由K向Q移动。 (3)由由图中时刻经过时，M质点回到平衡位置，故位移为0。 22. 湖面上停着A、B两条小船，它们相距20m，一列水波正在湖面上沿AB连线的方向传播，每条小船每分钟上下浮动20次。当A船位于波峰时，B船在波谷，两船之间还有一个波峰。求水波的波速。 【答案】 【解析】 【分析】 【详解】根据题意则有 解得 船每分钟上下浮动20次，说明水波的频率 则水波的波速 23. 消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题，内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都会发出噪声，如图所示的消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声。波长为的声波沿水平管道自左向右传播，在声波到达处时，分成上下两束波，这两束声波在处相遇时可削弱噪声。试说明该消声器的工作原理及要达到良好的消声效果必须满足的条件。 【答案】见解析 【解析】 【详解】在声波到达a处时，分成上下两束波，这两束声波的频率相同，假设它们分别通过r1和r2的路程后再在b处相遇，只要保证r2-r1等于半波长的奇数倍，在b处声波干涉就会出现振动减弱，即可削弱噪声。 24. 波源和振动方向相同，频率均为，分别置于均匀介质中的、两点处，，如图所示。两波源产生的简谐横波沿直线相向传播，波速为。已知两波源振动的初始相位相同，求、间合振动振幅最小的点的位置。 【答案】在距离A点0.35m和0.85m处 【解析】 【详解】两列波的波长为 以A为坐标原点，设P为AB间的任意一点，其坐标为x，则两波源到P点的波程差为 ， 其中x、以m为单位，合振动振幅最小的点的位置满足 ，k为整数 则可知，当k=-1时 x=0.35m 当k=0时 x=0.85m 即、间合振动振幅最小的点的位置在距离A点0.35m和0.85m处 25. 在学校运动场上50m直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器。两个扬声器连续发出波长为10m的声波。一同学从该跑道的中点出发，向某一端点缓慢行进了15米。求在此过程中他听到扬声器声音由强变弱的次数？ 【答案】3次 【解析】 【详解】振动频率相同、振动情况完全相同的两列波叠加时，设点到两波源的距离差为，当等于半个波长的奇数倍时，该点振动减弱，设该同学向某一段运动的距离为x，则 （n＝0，1，2，3…） 且 可知当n取0、1、2，即该同学向某一段运动的距离x为2.5m、7.5m、12.5m时波的振动减弱，即该同学听到扬声器声音由强变弱的次数为3次。 26. 两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于和处，两列波的波速均为，波源的振幅均为。图为时刻两列波的图像，此刻平衡位置在和的P、Q两质点开始振动。质点M的平衡位置处于处。 （1）求两列波的波峰何处何时相遇。 （2）求质点M运动的路程。 【答案】（1）0.5m处；1.5s；（2）12cm 【解析】 【详解】（1）两列波的波速均为，所以两列波的波峰相遇位置横坐标为 所以在M点相遇。相遇时刻 （2）波的周期 波传到M点需要时间 之后两列波在M点引起振动加强，振幅为两振幅之和，质点M运动的路程 27. 如图，一个储油桶的底面直径与高均为。当桶内没有油时，从某点恰能看到桶底边缘的某点。当桶内油的深度等于桶高的一半时，仍沿方向看去，恰好看到桶底上的点，、两点相距。求油的折射率和光在油中传播的速度。 【答案】1.58； 【解析】 【详解】分析 在图乙中过直线与油面的交点作油面的垂线，交桶底于点。根据题意可知，来自点的光线沿到达油面后沿方向射入空气。折射现象中光路是可逆的，因此如果光线沿方向由空气射到油面，折射光线将沿进入油中。以作为入射角，以作为折射角，由折射定律可以求出油的折射率。 解 因为底面直径与桶高相等，所以 由可知 因此，油的折射率 因为 所以光在油中的传播速度 28. 如图所示，在液面下方h=m处有一个与水面平行的发光圆盘，圆盘能发出单色光，其直径AB长L=10m由B点发出的光线以30°入射角入射到分界面上时，其折射光与反射光线垂直，结果可以用π表示。求： （1）液体对此单色光的折射率n； （2）发光圆盘在水面上形成的光斑面积S。 【答案】(1) ；(2) 【解析】 【详解】（1）由点发出的光线的光路图如图所示 由于其折射光与反射光线垂直，入射角，折射角，由折射定律得 代入数据解得 （2）设光从水面射出的临界角为，则 则发光圆盘发出的光射出水面的区域为圆，设其半径为，则 求得 则 29. 如图，为半圆柱体玻璃的横截面，为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿方向从真空射入玻璃，紫光、红光分别从、点射出。设紫光由到的传播时间为，红光由到的传播时间为，请比较、的大小。 【答案】 【解析】 【详解】设光在玻璃中传播的路程为S，半圆半径为r，光的入射角为i，折射角为r，光在玻璃中的传播速度为v，则 由几何关系 联立得光在玻璃中的传播时间 因为紫光和红光的入射角相等，所以 30. 用下面的方法可以测量液体的折射率：取一个半径为的软木塞，在它的圆心处插上一枚大头针，让软木塞浮在液面上（下图）。调整大头针插入软木塞的深度，使它露在外面的长度为。这时从液面上方的各个方向向液体中看，恰好看不到大头针。利用测得的数据和即可求出液体的折射率。 (1)写出用和求折射率的计算式； (2)用这种方法实际做一下，求出水的折射率。 【答案】(1)；(2)1.31 【解析】 【详解】(1)观察者在水面上各个方向都刚好看不到水下的大头针，说明由大针头射出的光线，恰好在水面与木塞的边缘处发生全反射，由题意作出光路图如图所示 这时入射角等于临界角C，由几何关系可得 又由以上两式解得水的折射率为 (2)实验测得,，则 31. 1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）。洛埃镜实验的基本装置如图所示，为单色光源，为一平面镜。发出的光直接照在光屏上，同时发出的光还通过平面镜反射在光屏上。从平面镜反射的光相当于在平面镜中的虚像发出的，这样就形成了两个一样的相干光源。设光源到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为和，光的波长为。写出相邻两条亮纹（或暗纹）间距离的表达式。 【答案】 【解析】 【分析】 【详解】从光源直接发出的光和被平面镜反射的光实际上是同一列光，故是相干光，该干涉现象可以看作双缝干涉，所以SS′之间的距离为d，而光源S到光屏的距离看以看作双孔屏到像屏距离L，根据双缝干涉的相邻条纹之间的距离公式，因为 d=2a 所以相邻两条亮纹（或暗纹）间距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $