精品解析:江苏省镇江市实验高级中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理试卷
2024-11-08
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内容正文:
2023~2024学年度第一学期高二期中考试
物理试卷
一、选择题
1. 关于电流周围磁场的磁感线分布情况,符合安培定则的是( )
A. 直线电流 B. 直线电流
C. 直线电流 D. 通电螺线管
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据安培定则,直线电流左侧磁场方向应垂直纸面向外,右侧磁场方向应垂直纸面向里,故A错误;
B.根据安培定则,磁场方向应为逆时针,故B错误;
C.根据安培定则,从上往下看,磁场方向应为逆时针,故C正确;
D.根据安培定则,通电螺线管内部磁场方向应由左指向右,故D错误。
故选C。
2. 如图所示,半径为R的圆形线圈共有n匝,其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场,磁场方向垂直线圈平面。若磁感应强度为B,则穿过线圈的磁通量为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由磁通量的公式
具有磁场的有效面积为
解得
故选A。
3. 如图所示,长直导线与闭合金属线框位于同一平面内,长直导线中通以恒定电流,则下列运动中,闭合金属线框中有感应电流产生的是( )
A. 闭合金属线框向上平移
B. 闭合金属线框向右平移
C. 闭合金属线框以直导线为轴在空间中旋转
D. 闭合金属线框向下平移
【答案】B
【解析】
【详解】AD.当闭合金属线框向上平移或向下平移时,线框中的磁通量保持不变,闭合金属线框中没有感应电流产生,故AD错误;
B.当闭合金属线框向右平移时,线框中的磁场减弱,磁通量减小,闭合金属线框中有感应电流产生,B正确;
C.当闭合金属线框以直导线为轴在空间中旋转时,由于磁场空间的对称性,线框中的磁通量保持不变,闭合金属线框中没有感应电流产生,C错误。
故选B。
4. 下列关于电磁波的说法,错误的是( )
A. 电磁波在真空中的传播速度等于光速
B. 电磁波和声波一样传播时也需要介质
C. 电磁波的波长越大频率越小
D. 可见光也是电磁波
【答案】B
【解析】
【详解】A.光是电磁波,即电磁波在真空中的传播速度等于真空中的光速,故A正确,不符合题意;
B.电磁波传播时不需要介质,声波传播时需要介质,故B错误,符合题意;
C.在真空中,所有电磁波的传播速度相等,都等于光速c,则知波速与波长、频率无关,根据波速公式可知波长越大,频率越小,故C正确,不符合题意;
D.可见光和不可见光都是光,都是电磁波,故D正确,不符合题意。
故选B。
5. 普朗克在1900年将“能量子”引入物理学,开创了物理学的新纪元.在下列宏观概念中,具有“量子化”特征的是
A. 人的个数 B. 物体所受的重力
C. 物体的动能 D. 物体的长度
【答案】A
【解析】
【详解】在经典物理学中,对体系物理量变化的最小值没有限制,它们可以任意连续变化,如重力、动能、长度等,但在量子力学中,物理量只能以确定的大小一份一份地进行变化,具体有多大要随体系所处的状态而定.这种物理量只能采取某些分离数值的特征叫作量子化.A正确BCD错误.
故选:A。
6. 关于动量,下列说法中正确的是( )
A. 做匀速圆周运动的物体,动量不变
B. 做匀变速运动的物体,它的动量一定在改变
C. 物体的动量变化,动能也一定变化
D. 甲物体动量,乙物体动量,所以
【答案】B
【解析】
【详解】A.动量是矢量,做匀速圆周运动的物体的速度方向时刻在变化,故动量时刻在变化,故A错误;
B.做匀变速直线运动或匀变速曲线运动,物体的速度大小都时刻在变化,所以动量一定在变化,故B正确;
C.速度方向变化,但大小不变时,则动量变化,动能不变,例如匀速圆周运动,故C错误;
D.动量的正负号只表示方向,与大小无关,故两物体动量大小关系为
故D错误。
故选B。
7. 2022年12月4日,神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱返回过程中先后通过降落伞和反推发动机减速,返回过程中的速度与时间关系如图所示,则返回舱( )
A. 在打开降落伞前动量守恒
B. 所受阻力的冲量等于其动量变化量
C. 匀速运动过程中所受重力的冲量为0
D. 在沙漠着陆比在岩地着陆受到的冲击力更小
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,在打开降落伞前,飞船就已经在减速,所以其动量不守恒,故A错误;
B.由动量定理可得
即合力的冲量等于其动量变化量,故B错误;
C.根据冲量的定义式可知,匀速运动过程中所受重力的冲量不为零,故C错误;
D.在沙漠着陆时,松软的沙子能延长飞船与地面的冲击时间,由
可知,在相同的着陆速度下,更长的冲击时间能使冲击力更小,故D正确。
故选D。
8. 当前有部分人对手机有依赖性,连躺着的时候也看手机。导致出现手机砸伤眼睛的情况。若手机质量为,从离人眼约的高度无初速掉落,砸到眼睛后手机未反弹,眼睛受到手机的冲击时间约为,取重力加速度,则手机对眼睛的冲击力约为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据自由落体的规律可知
当手机到达眼睛位置时的速度为
设竖直向下为正方向,对手机根据动量定理可知
故手机对眼睛的冲击力
故选B。
9. 如图所示,A、B两木块的质量之比为mA∶mB=3∶2,原来静止在小车C上,它们与小车上表面间的动摩擦因数相同,A、B间夹一根被压缩了的弹簧后用细线拴住。小车静止在光滑水平面上,烧断细线后,在A、B相对小车停止运动之前,下列说法正确的是( )
A. A、B和弹簧组成的系统动量守恒
B. A、B和弹簧组成的系统机械能守恒
C. 小车将向左运动
D. 小车将静止不动
【答案】C
【解析】
【详解】A.A、B两木块的质量之比为mA∶mB=3∶2,烧断细线后, A、B和弹簧组成的系统受到小车给它们滑动摩擦力的作用且不相等,故该系统所受的合外力不为0,所以系统动量不守恒,故A错误;
B.由于A、B和弹簧组成的系统受到小车滑动摩擦力的作用,所以系统会产生内能,故系统机械能不守恒,故B错误;
CD.A、B和弹簧、小车组成的系统所受合外力为0,所以该系统动量守恒,由于A、B两木块的质量之比为mA∶mB=3∶2,所以A对小车的滑动摩擦力大于B对小车的滑动摩擦力,故小车在A、B相对小车停止运动之前,小车受到的合力向左,小车将向左移动,所以C正确,D错误;
故选C。
10. 在做“验证动量守恒定律”实验时,入射球a的质量为m1,被碰球b的质量为m2,各小球的落地点如图所示,关于这个实验,下列说法正确的是( )
A. 入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相等的小球
B. 每次都要使入射小球从斜槽,上不同的位置滚下
C. 要验证的表达式是m1·ON=m1·OM+m2·OP
D. 要验证的表达式是m1·OP=m1·OM+m2·ON
【答案】D
【解析】
【详解】A.为了让两个小球发生对心碰撞,两球的直径应相等,为了防止碰撞后入射球反弹,入射球的质量应大于被碰球的质量,A错误;
B.为保证球每次碰撞前速度相等,每次应使入射小球从斜槽上同一位置由静止滚下,B错误;
CD.没有放被碰球时,入射小球掉落在P位置,有被碰球时,入射球a落在M点,被碰球b落在N点,它们抛出点高度相同,它们在空中运动的时间相等,如果碰撞过程动量守恒,则
两边同时乘以时间,可得
即要验证的表达式
m1·OP=m1·OM+m2·ON
C错误,D正确。
故选D。
11. 滑板运动是青少年比较喜欢的一种户外运动。现有一个质量为m的小孩站在一辆质量为的滑板车上,小孩与滑板车一起在光滑的水平路面上以速度匀速运动,突然发现前面有一个小水坑,由于来不及转向和刹车,该小孩立即以对地的速度向前跳离滑板车,滑板车速度大小变为原来的, 且方向不变, 则λ为 ( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】B
【解析】
【详解】小孩跳离滑板车时,与滑板车组成的系统在水平方向的动量守恒,由动量守恒定律有
解得
故选B。
12. 如图所示,动量分别为的两个小球A、B在光滑的水平面上沿一直线向右运动,经过一段时间后两球发生正碰,分别用表示两小球动量的变化量,则下列选项中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】AC.由题意可知,无论小球反弹或者不反弹,小球A的动量一定减小,即动量变化,选项AC错误;
B.当时,由动量守恒,得
化简得
即
且碰后系统的总动能不增加,选项B正确;
D.当时,对系统虽然满足动量守恒,但是碰后系统的动能增加,不可能实现,选项D错误。
故选B。
13. 把一个小球套在光滑细杆上,球与轻弹簧相连组成弹簧振子,小球沿杆在水平方向做简谐运动,它围绕平衡位置O在A、B间振动,如图,下列结论正确的是( )
A. 小球在O位置时,动能最小,加速度最小
B. 小球在A位置时,动能最大,加速度最大
C. 从A经O到B的过程中,回复力先做正功后做负功
D. 从B到O的过程中,振动的能量不断减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.振子经过平衡位置时,速度最大,位移为零,所以经过平衡位置动能最大,恢复力为零,加速度为零,故A错误;
B.在A、B位置时,速度为零,动能为零,位移最大,恢复力最大,加速度最大,故B错误;
C.由于恢复力指向平衡位置,所以振子从A经O到B的过程中,回复力先做正功,后做负功,故C正确;
D.振子的动能和弹簧的势能相互转化,且总量保持不变,即振动的能量保持不变,故D错误。
故选C。
【点睛】振子经过平衡位置时,速度最大,位移为零,恢复力为零,加速度为零。在位移最大位置时,速度为零,恢复力最大,加速度最大。
14. 如图(a)所示水平弹簧振子的平衡位置为O点,在B、C两点之间做简谐运动,规定水平向右为正方向。图(b)是弹簧振子做简谐运动的图像,下列说法正确的是( )
A. 弹簧振子从B点经过O点再运动到C点为一次全振动
B. 弹簧振子的振动方程为
C. 弹簧振子在2.5s内的路程为1m
D. 图(b)中的时刻振子的速度方向与加速度方向都为负方向
【答案】C
【解析】
【详解】A.弹簧振子从B点经过O点再运动到C点为次全振动,故A错误;
B.根据题图乙可知,弹簧振子的振幅是,周期为,则圆频率为
规定向右为正方向,时刻位移为0.1m,表示振子从B点开始运动,初相为,则振子的振动方程为
故B错误;
C.因周期,则
则振子在前2.5s内的路程为
故C正确;
D.图(b)中的时刻振子的速度方向为负,此时刻振子正在沿负方向做减速运动,即从O向C运动,但加速度方向为正,故D错误。
故选C。
15. 如图所示,弹簧下面挂一质量为m的物体,物体在竖直方向上做振幅为A的简谐运动,当物体振动到最高点时,弹簧正好处于原长,弹簧在弹性限度内,则物体在振动过程中(已知重力加速度大小为g)( )
A. 弹簧的弹性势能和物体动能总和不变 B. 物体在最低点时的加速度大小应为
C. 物体在最低点时所受弹簧的弹力大小应为 D. 弹簧的最大弹性势能等于
【答案】D
【解析】
【详解】A.由能量守恒知,弹簧的弹性势能和物体的动能、重力势能三者的总和不变,故A错误;
B.当物体振动到最高点时,弹簧正好为原长,物体只受重力,加速度为g,方向竖直向下;根据简谐运动的对称性可知,物体在最低点时的加速度大小也为g,方向竖直向上,故B错误;
C.物体在最低点时,由牛顿第二定律知
解得弹力大小
故C错误;
D.从最高点到最低点,动能变化为0,重力势能减小,则弹性势能增加,而初位置弹性势能为0,则在最低点弹性势能最大,大小为,故D正确。
故选D。
16. 如图所示是用来测量各种发动机转速的转速计原理图。在同一铁支架上焊有固有频率依次为100、90、80、70的四个钢片a、b、c、d,将M端与正在转动的电动机接触,发现b钢片振幅很大,其余钢片振幅很小。则( )
A. 钢片a的振动频率约为100 B. 钢片b的受到的驱动力最大
C. 钢片c的振幅最大 D. 电动机的转速约为90
【答案】D
【解析】
【详解】AB.当驱动力的频率等于钢片的固有频率时,将发生共振,振幅最大,发现b钢片振幅很大,其驱动力的频率等于固有频率,约为,四个钢片a、b、c、d都是受迫振动,其频率都等于驱动力频率约为,且驱动力都是一样大,故AB错误;
C.当驱动力的频率与钢片的固有频率相差越大,振幅越小,所以钢片d的振幅最小,故C错误;
D.电动机的频率为驱动力频率,电动机的频率和转速相同,所以转速为,故D正确。
故选D。
17. 一个单摆在地面上做受迫振动,其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)如图所示,则( )
A. 此单摆的固有周期约为0.5 s
B. 此单摆的摆长约为lm
C. 若摆长增大,单摆的固有频率增大
D. 若把该单摆移到月球上,则在月球上该单摆的共振曲线的峰将向右移动
【答案】B
【解析】
【详解】单摆做受迫振动,振动频率与驱动力频率相等;当驱动力频率等于固有频率时,发生共振,则固有频率为0.5Hz,周期为2s,故A错误;由图可知,共振时单摆的振动频率与固有频率相等,则周期为2s.由公式,可得L≈1m,故B正确;若摆长增大,单摆的固有周期增大,则固有频率减小,故C错误;若把该单摆移到月球上,重力加速度减小,则周期增大,频率减小,所以在月球上该单摆的共振曲线的峰将向左移动,故D错误.所以B正确,ACD错误.
二、实验题
18. 实验小组的同学们用如图所示的装置做“用单摆测定重力加速度”的实验。
(1)用游标卡尺测量摆球直径,结果如图所示,则该摆球的直径为_______mm。
(2)实验时除用到秒表、刻度尺外,还应该用到下列器材中的( )(选填选项前的字母)
A. 长约1m的细线 B. 长约1m的橡皮绳
C. 直径约1cm的均匀铁球 D. 直径约10cm的均匀木球
(3)单摆挂在铁架台上,细线的悬挂方式正确的是图_______(选填“甲”或“乙”)。
(4)将单摆正确悬挂后进行如下操作,其中正确的是_______(选填选项前的字母)。
A. 测出摆线长作为单摆的摆长
B. 把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放,使之做简谐运动
C. 在摆球经过平衡位置时开始计时
D. 用秒表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期
(5)测出悬点O到小球球心的距离(摆长)l及单摆完成n次全振动所用的时间t,则重力加速度g=_______(用l、n、t表示);
【答案】(1)12.0
(2)AC (3)乙
(4)BC (5)
【解析】
【小问1详解】
10分度游标卡尺的精确值为,由图可知该摆球的直径为
【小问2详解】
AB.实验过程单摆摆长应保持不变,应选择长约1m的细线作为摆线,不能选择有弹性的橡皮绳,故A正确;B错误;
CD.为减小实验误差,应选择密度大而体积小的球作为摆球,应选择直径约1cm的均匀铁球作为摆球,不要选用直径约10cm的均匀木球,故C正确;D错误。
故选AC。
【小问3详解】
在该实验的过程中,为了保证摆动过程中摆长保持不变,悬点要固定,所以细线的悬挂方式正确的是图乙。
【小问4详解】
A.单摆的摆长等于摆线长度与摆球半径之和,故A错误;
B.单摆在小角度下的运动为简谐运动,把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放,使之做简谐运动,故B正确;
C.为减小测量误差,在摆球经过平衡位置时开始计时,故C正确;
D.为减小测量误差,应测出n个周期的总时间t,然后求出周期,用单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期实验误差较大,故D错误。
故选BC。
【小问5详解】
根据单摆周期公式
又
联立可得重力加速度为
三、解答题
19. 一物体沿x轴做简谐运动,振幅为8cm,频率为0.5Hz,在时,位移是8cm。
(1)试写出用正弦函数表示的振动方程:
(2)画出简谐振动的图像(至少画一个周期)
(3)10s内通过的路程是多少?
【答案】(1)
(2) (3)
【解析】
【小问1详解】
简谐运动振动方程的一般表达式为
根据题意可知
,
则有
将,代入可得
则振动方程为
【小问2详解】
简谐振动的图像如图所示
【小问3详解】
周期为
由于
则10s内通过的路程为
20. 一个铁球,从静止状态由20m高处自由下落,然后陷入泥潭中,从进入泥潭到静止用时0.4s,该铁球的质量为300g,g取求:
(1)从开始下落到进入泥潭前,重力对小球的冲量?
(2)泥潭对小球的平均作用力?
【答案】(1),方向竖直向下;(2),方向竖直向上
【解析】
【分析】(1)根据自由落体求得进入泥潭前铁球在空中运动的时间,再根据冲量公式求解。
(2)选取整个运动过程为研究对象,初、末状态的速度皆为零,对整个运动过程运用动能定理求解。
【详解】(1)设向下为正方向,小球自由下落20m所用的时间是,则
代入数据,得
重力的冲量
代入数据,得
(方向竖直向下)
(2)设向下为正方向,泥潭的阻力大小为,作用时间
对小球从全过程运用动量定理得
代入数据,得
(方向竖直向上)
【点睛】(1)在运用动能定理求解时,灵活选取已知量多或计算简单的初末状态可以给解题带来很大便利。
(2)在求解某个物理量时,若该物理量时矢量,一定不要忘记注明方向。
21. 如图所示,质量m=2kg的滑块B静止放置于光滑平台上,B的左端固定一轻质弹簧。平台右侧有一质量M=6kg的小车C,其上表面与平台等高,小车与水平面间的摩擦不计。光滑圆弧轨道半径R=0.4m,连线PO与竖直方向夹角为60°,另一与B完全相同的滑块A从P点由静止开始沿圆弧下滑。A滑至平台上挤压弹簧,弹簧恢复原长后滑块B离开平台滑上小车C且恰好未滑落,滑块B与小车C之间的动摩擦因数,g取,A、B可视为质点,求:
(1)滑块A刚到平台上的速度大小;
(2)该过程中弹簧弹性势能的最大值;
(3)从滑块A刚开始挤压弹簧到与弹簧分离过程中,弹簧弹力对滑块A的冲量;
(4)小车C的长度。
【答案】(1)2m/s;(2)3J;(3),方向水平向左;(4)0.2m
【解析】
【详解】(1)滑块A从P点到刚滑上平台时,根据动能定理有
代入数据解得
(2)当滑块A、B速度相同时,弹簧被压缩最短,弹性势能最大,在弹簧被压缩过程,以滑块A、B和弹簧为系统,动量守恒,取水平向右为正方向,则有
解得
弹簧的最大弹性势能为
(3)当弹簧恢复原长时,滑块A、B分离,分离时的速度分别为和,根据动量守恒有
根据能量守恒有
联立解得
,
弹簧弹力对滑块A的冲量为
方向水平向左。
(4)滑块B滑上小车,在小车上恰好未滑落时,滑块B和小车速度相同,设为,以滑块B和小车为系统,动量守恒,则有
解得
根据能量守恒有
解得
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2023~2024学年度第一学期高二期中考试
物理试卷
一、选择题
1. 关于电流周围磁场的磁感线分布情况,符合安培定则的是( )
A. 直线电流 B. 直线电流
C. 直线电流 D. 通电螺线管
2. 如图所示,半径为R的圆形线圈共有n匝,其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场,磁场方向垂直线圈平面。若磁感应强度为B,则穿过线圈的磁通量为( )
A. B. C. D.
3. 如图所示,长直导线与闭合金属线框位于同一平面内,长直导线中通以恒定电流,则下列运动中,闭合金属线框中有感应电流产生的是( )
A. 闭合金属线框向上平移
B. 闭合金属线框向右平移
C. 闭合金属线框以直导线为轴在空间中旋转
D. 闭合金属线框向下平移
4. 下列关于电磁波的说法,错误的是( )
A. 电磁波在真空中的传播速度等于光速
B. 电磁波和声波一样传播时也需要介质
C. 电磁波的波长越大频率越小
D. 可见光也是电磁波
5. 普朗克在1900年将“能量子”引入物理学,开创了物理学的新纪元.在下列宏观概念中,具有“量子化”特征的是
A. 人的个数 B. 物体所受的重力
C. 物体的动能 D. 物体的长度
6. 关于动量,下列说法中正确的是( )
A. 做匀速圆周运动的物体,动量不变
B. 做匀变速运动的物体,它的动量一定在改变
C. 物体的动量变化,动能也一定变化
D. 甲物体动量,乙物体动量,所以
7. 2022年12月4日,神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱返回过程中先后通过降落伞和反推发动机减速,返回过程中的速度与时间关系如图所示,则返回舱( )
A. 在打开降落伞前动量守恒
B. 所受阻力的冲量等于其动量变化量
C. 匀速运动过程中所受重力的冲量为0
D. 在沙漠着陆比在岩地着陆受到的冲击力更小
8. 当前有部分人对手机有依赖性,连躺着的时候也看手机。导致出现手机砸伤眼睛的情况。若手机质量为,从离人眼约的高度无初速掉落,砸到眼睛后手机未反弹,眼睛受到手机的冲击时间约为,取重力加速度,则手机对眼睛的冲击力约为( )
A. B. C. D.
9. 如图所示,A、B两木块的质量之比为mA∶mB=3∶2,原来静止在小车C上,它们与小车上表面间的动摩擦因数相同,A、B间夹一根被压缩了的弹簧后用细线拴住。小车静止在光滑水平面上,烧断细线后,在A、B相对小车停止运动之前,下列说法正确的是( )
A. A、B和弹簧组成的系统动量守恒
B. A、B和弹簧组成的系统机械能守恒
C. 小车将向左运动
D. 小车将静止不动
10. 在做“验证动量守恒定律”实验时,入射球a的质量为m1,被碰球b的质量为m2,各小球的落地点如图所示,关于这个实验,下列说法正确的是( )
A. 入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相等的小球
B. 每次都要使入射小球从斜槽,上不同的位置滚下
C. 要验证的表达式是m1·ON=m1·OM+m2·OP
D. 要验证的表达式是m1·OP=m1·OM+m2·ON
11. 滑板运动是青少年比较喜欢的一种户外运动。现有一个质量为m的小孩站在一辆质量为的滑板车上,小孩与滑板车一起在光滑的水平路面上以速度匀速运动,突然发现前面有一个小水坑,由于来不及转向和刹车,该小孩立即以对地的速度向前跳离滑板车,滑板车速度大小变为原来的, 且方向不变, 则λ为 ( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
12. 如图所示,动量分别为的两个小球A、B在光滑的水平面上沿一直线向右运动,经过一段时间后两球发生正碰,分别用表示两小球动量的变化量,则下列选项中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
13. 把一个小球套在光滑细杆上,球与轻弹簧相连组成弹簧振子,小球沿杆在水平方向做简谐运动,它围绕平衡位置O在A、B间振动,如图,下列结论正确的是( )
A. 小球在O位置时,动能最小,加速度最小
B. 小球在A位置时,动能最大,加速度最大
C. 从A经O到B的过程中,回复力先做正功后做负功
D. 从B到O的过程中,振动的能量不断减小
14. 如图(a)所示水平弹簧振子的平衡位置为O点,在B、C两点之间做简谐运动,规定水平向右为正方向。图(b)是弹簧振子做简谐运动的图像,下列说法正确的是( )
A. 弹簧振子从B点经过O点再运动到C点为一次全振动
B. 弹簧振子的振动方程为
C. 弹簧振子在2.5s内的路程为1m
D. 图(b)中的时刻振子的速度方向与加速度方向都为负方向
15. 如图所示,弹簧下面挂一质量为m的物体,物体在竖直方向上做振幅为A的简谐运动,当物体振动到最高点时,弹簧正好处于原长,弹簧在弹性限度内,则物体在振动过程中(已知重力加速度大小为g)( )
A. 弹簧的弹性势能和物体动能总和不变 B. 物体在最低点时的加速度大小应为
C. 物体在最低点时所受弹簧的弹力大小应为 D. 弹簧的最大弹性势能等于
16. 如图所示是用来测量各种发动机转速的转速计原理图。在同一铁支架上焊有固有频率依次为100、90、80、70的四个钢片a、b、c、d,将M端与正在转动的电动机接触,发现b钢片振幅很大,其余钢片振幅很小。则( )
A. 钢片a的振动频率约为100 B. 钢片b的受到的驱动力最大
C. 钢片c的振幅最大 D. 电动机的转速约为90
17. 一个单摆在地面上做受迫振动,其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)如图所示,则( )
A. 此单摆的固有周期约为0.5 s
B. 此单摆的摆长约为lm
C. 若摆长增大,单摆的固有频率增大
D. 若把该单摆移到月球上,则在月球上该单摆的共振曲线的峰将向右移动
二、实验题
18. 实验小组的同学们用如图所示的装置做“用单摆测定重力加速度”的实验。
(1)用游标卡尺测量摆球直径,结果如图所示,则该摆球的直径为_______mm。
(2)实验时除用到秒表、刻度尺外,还应该用到下列器材中的( )(选填选项前的字母)
A. 长约1m的细线 B. 长约1m的橡皮绳
C. 直径约1cm的均匀铁球 D. 直径约10cm的均匀木球
(3)单摆挂在铁架台上,细线的悬挂方式正确的是图_______(选填“甲”或“乙”)。
(4)将单摆正确悬挂后进行如下操作,其中正确的是_______(选填选项前的字母)。
A. 测出摆线长作为单摆的摆长
B. 把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放,使之做简谐运动
C. 在摆球经过平衡位置时开始计时
D. 用秒表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期
(5)测出悬点O到小球球心的距离(摆长)l及单摆完成n次全振动所用的时间t,则重力加速度g=_______(用l、n、t表示);
三、解答题
19. 一物体沿x轴做简谐运动,振幅为8cm,频率为0.5Hz,在时,位移是8cm。
(1)试写出用正弦函数表示的振动方程:
(2)画出简谐振动的图像(至少画一个周期)
(3)10s内通过的路程是多少?
20. 一个铁球,从静止状态由20m高处自由下落,然后陷入泥潭中,从进入泥潭到静止用时0.4s,该铁球的质量为300g,g取求:
(1)从开始下落到进入泥潭前,重力对小球的冲量?
(2)泥潭对小球的平均作用力?
21. 如图所示,质量m=2kg的滑块B静止放置于光滑平台上,B的左端固定一轻质弹簧。平台右侧有一质量M=6kg的小车C,其上表面与平台等高,小车与水平面间的摩擦不计。光滑圆弧轨道半径R=0.4m,连线PO与竖直方向夹角为60°,另一与B完全相同的滑块A从P点由静止开始沿圆弧下滑。A滑至平台上挤压弹簧,弹簧恢复原长后滑块B离开平台滑上小车C且恰好未滑落,滑块B与小车C之间的动摩擦因数,g取,A、B可视为质点,求:
(1)滑块A刚到平台上的速度大小;
(2)该过程中弹簧弹性势能的最大值;
(3)从滑块A刚开始挤压弹簧到与弹簧分离过程中,弹簧弹力对滑块A的冲量;
(4)小车C的长度。
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