内容正文:
高二物理选择性必修一易错精选
类型1不能正确理解冲量的含义
丢分题1 如图所示,在甲、乙两种情况中,人用相同大小的恒定拉力拉绳子,使人和船A均向右运动,经过相同的时间t,图甲中船A没有到岸,图乙中船A没有与船B相碰,则经过时间t ( )
A.图甲中人对绳子拉力的冲量比图乙中人对绳子拉力的冲量小
B.图甲中人对绳子拉力的冲量比图乙中人对绳子拉力的冲量大
C.图甲中人对绳子拉力的冲量与图乙中人对绳子拉力的冲量一样大
D.以上三种情况都有可能
答案C
解析 冲量是力和力作用时间的乘积,由于人用相同大小的恒定拉力拉绳子,则在相同的时间内,人对绳子拉力的冲量一样大,正确选项为C.
误区警示
由于对冲量概念理解不透,且不能把握“相同大小的恒定拉力”这一关键性条件.误认为图甲中人对船做的功少,人对绳拉力的冲量也小.
类型2不理解某一方向上的动量守恒
丢分题2 如图所示,质量为0.5 kg的小球在距离车底面高20 m处以一定的初速度向左平抛,落在以7.5 m/s速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞篷小车中,车底涂有一层油泥,车与油泥的总质量为4 kg,设小球在落到车底前瞬时速度是25 m/s,g取10 m/s2,则当小球与小车相对静止时,小车的速度是
A. m/s B.5 m/s
C.4 m/s D. m/s
答案B
解析 小球抛出后做平抛运动,根据动能定理得mgh=mv2-mv,解得v0=15 m/s.小球和车作用过程中总动量不守恒,但水平方向动量守恒,则有-mv0+Mv=(M+m)v′,解得v′=5 m/s.
误区警示
误认为小球和小车组成的系统动量守恒,错将小球速度v1=25 m/s代入动量守恒方程-mv1+Mv=(M+m)v′,解得小车速度v′= m/s.
类型3不能正确选取研究对象
丢分题3 (多选)如图所示,在质量为M的小车中挂着一个单摆,摆球的质量为m0,小车(和单摆)以恒定的速度u沿光滑的水平面运动,与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞,碰撞时间极短,在此碰撞过程中,下列情况可能发生的是 ( )
A.小车、木块、摆球的速度都发生变化,
分别变为v1、v2、v3,满足(M+m0)u=Mv1+mv2+m0v3
B. 摆球的速度不变,小车和木块的速度变为v1和v2,满足Mu=Mv1+mv2
C. C.摆球的速度不变,小车和木块的速度变为v,满足Mu=(M+m)v
D. D.小车和摆球的速度都变为v1,木块的速度为v2,满足(M+m0)u=(M+m0)v1+mv2
答案 BC
解析 由于碰撞时间极短,所以单摆相对小车没有发生摆动,即摆线对球的作用力原来是竖直向上的,现在还是竖直向上的,没有水平方向的分力,未改变小球的动量,实际上单摆没有参与这个碰撞过程,所以单摆的速度不发生变化,因此,选项中应排除A、D.因为单摆的速度不变,所以,研究对象选取小车和木块所构成的系统,若为弹性碰撞或碰后分离,水平方向动量守恒,由动量守恒定律有:Mu=Mv1+mv2,故B正确.由于题目中并没有提供在碰撞过程中能量变化关系,所以也有可能小车和木块发生完全非弹性碰撞,故C正确.
误区警示
选择A、D的一个共同原因是,认为在碰撞的过程中,单摆也参与了碰撞,选A是认为三者发生碰撞,因而各自有一个速度;而选D的同学认为,单摆与小车连在一起,所以两者的速度始终相同.
类型4不认真分析系统的运动情况
丢分题4 一辆小车置于光滑水平桌面上,车左端固定一水平弹簧枪,右端安一网兜.若从弹簧枪中发射一粒弹丸,恰好落在网兜内,结果小车将(空气阻力不计)( )
A.向左移动一段距离 B.留在原位置
C.向右移动一段距离 D.做匀速直线运动
答案A
解析 由于弹丸与车组成的系统在水平方向动量守恒,总动量保持为零不变,弹丸离开枪向右运动,则小车必向左运动,弹丸落在网兜后做完全非弹性碰撞,相互作用后静止,而车已向左移动了一段距离.
误区警示
取整个系统为研究对象,由动量守恒定律,弹簧枪向右发射弹丸时,弹丸向右运动,小车向左运动;弹丸进入网兜时,小车向右运动,回到原处,故错选B.
类型5 不理解简谐运动的能量与振幅的关系
丢分题5 如图所示,一弹簧振子在B、C间做简谐运动,平衡位置为O,振幅为A,已知振子的质量为M.若振子运动到C处时,将一质量为m的物体放到M的上面,m和M一起运动且无相对滑动,下列叙述正确的是( )
A.振幅不变 B.振幅减小
C.最大动能不变 D.最大动能减小
答案AC
解析 振子运动到C处时速度恰为零,此时放上m,系统的总能量即为此时弹簧储存的弹性势能.由于简谐运动中机械能守恒,所以振幅保持不变,A正确,B错误;由于机械能守恒,最大动能不变,C正确、D错误.
误区警示
1.不能从能量守恒的角度考虑问题,只简单认为质量变大了,运动的最大距离就短了,即振幅减小.
2.质量大了,最大速度小了,把最大速度的变化简单且错误地等效为最大动能的变化.
类型6 不理解周期性导致的多解问题
丢分题6 弹簧振子以O点为平衡位置做简谐运动,从经过O点开始计时,振子第一次到达某点P时用了0.3 s,又经过0.2 s第二次经过P点,则振子第三次经过P点还要经过的时间是多少?
答案1.4 s或 s
解析 实际上有两种可能.第一种:向着P点开始运动.第二种:远离P点开始运动.依据对称性不难得出第三次(第二种可能)经过P点的时间为 s.
误区警示
因为当振子从平衡位置到第一次经过P点时用了0.3 s,到达最大位移后再回到该点用了0.2 s,利用对称性知道,振子从该点到最大位移处所用的时间为0.1 s,从而周期为4×(0.3+0.1) s=1.6 s.当振子第三次回到该点时,还要经历时间为1.4 s.上述错误在于只考虑一种可能情况.
类型7 在波的形成过程中误认为质点随波迁移
丢分题7 (多选)有一列横波,其振幅为A,波长为λ.在某时刻某一质点的坐标为(λ,0),经过周期后,该质点的坐标为( )
A. B.(λ,A)
C.(λ,-A) D.
答案BC
解析 如果波的振动方向是沿着y轴正方向,经过周期,坐标为(λ,0)的质点运动到正的最大位移,B正确;如果波的振动方向是沿着y轴负方向,经过周期,坐标为(λ,0)的质点运动到负的最大位移, C正确.
误区警示
在机械波的形成过程中,仔细观察某一个质点,不难看出,它只在固定的平衡位置附近做振动,并不随波迁移,并且,每一个质点的振动都是变加速运动,其速度大小时刻改变,方向也会变化.因此,质点运动的速度不同于波速,因为波速在同一介质中是不变的.
类型 8误认为干涉中加强点的位移总是最大,减弱点的位移总是最小
丢分题8 (多选)如图所示,S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源,振幅为A,a、b、c三点分别位于S1、S2连线的中垂线上,且ab=bc.某时刻a是两列波波峰的相遇点,c是两列波波谷的相遇点,则
( )
A.a处质点的位移始终为2A
B.c处质点的位移始终为-2A
C.b处质点的振幅为2A
D.c处质点的振幅为2A
答案CD
解析
方法一:应用波的叠加知识.因a、b、c三点在S1、S2连线的中垂线上,则两列波传到a、b、c三点时(Δr=r2-r1=0)其振动方向是相同的,所以a、b、c三点的振动都是加强的,a、b、c三点处质点的振幅都为2A,C、D正确.
方法二:利用波的干涉图样特点,振动加强区域和振动减弱区域是相互间隔的.而据题意可知,a、c是振动加强点,且a、b、c三点在一条直线上,所以b也和a、c一样是振动加强点.
误区警示
振动加强点是波峰与波峰,或波谷与波谷相遇的点,因此很多同学误认为它的位移总为两列波的振幅和.实际上,加强点之所以加强是因为两列波在此的位移总是同向,使质点振动的位移比单列波在此引起的位移大.所以加强点的位移可能是两列波正的位移之和与负的位移之和之间的任意位移.加强点振幅是两列波的振幅之和,同理减弱点的位移为两列波单独存在时的位移矢量和.振动加强点的位移并不是始终处于最大值,振动减弱点的位移并不是始终处于最小值,它们的位移的大小和方向都随时间作周期性变化.
类型9 不能正确判断质点振动方向
丢分题9 一列横波的波源在坐标原点O处,经过一段时间,波从O点向右传播20 cm到达Q点,如图所示,P点离O点的距离为30 cm,试判断质点P开始振动的方向.
解析 波传播到P点的波形如图所示.因为波源在原点处,所以介质中的每个质点都被其左侧质点带动,所以P点在刚开始时的振动方向沿y轴负方向(即向下).从另外一个角度来看,题图中Q点开始振动时方向是向下的,因为所有质点开始振动时的情况均相同,所以P点开始振动的方向应是向下的.
误区警示
不能把机械波的图像与机械振动的图像混淆.
类型10 对于波的叠加问题,忽视了波源振动方向而出错
丢分题10 水平面上相距为r的两个点S1、S2同时开始一个向上、一个向下做频率都为f的简谐运动,在均匀介质中形成了两列波,波速都是v(rf>nv,n为大于2的自然数).试确定水平面上振动加强点的位置关系.
解析 以其中的一个振源作为坐标原点,以指向另一个振源的有向射线作为x轴,建立直角坐标系如图.
设水平面上点P(x,y),因为S2的坐标为(r,0),我们得到P到两个振源的距离差Δr=|-|,两列波的波长都是λ=,只有到两列波的波源的距离差等于波长的整数倍时,振动是加强的,所以有Δr=kλ=,(k=0,1,2,…),即|-|=,(k=0,1,2,…),满足上述方程的点的集合就是水平面上振动加强的点.这是双曲线,因为到两点的距离差等于定长的点的轨迹就是双曲线.因为两个波源的初相相差π,所以振动加强的点是水平面上到两个波源的距离差等于半波长的奇数倍的点,于是可以得到:|-|=(k=0,1,2,…).
依然还是双曲线.
误区警示
没有理解振动加强的点必须是两列波到达该点时,引起该点的振动是相同的.当两波源同时振动,且振动方向相同的时候,介质中的点到它们的距离之差为波长的整数倍时,振动加强;若两列波的波源同时振动的方向相反时,振动加强的点到两波源的距离差等于半波长的奇数倍时,振动减弱.
类型11理解多普勒效应产生原因导致错误
丢分题11 频率一定的声源在空气中向着静止的接收器匀速运动,以u表示声源的速度,v表示声波的速度(u<v),f′表示接收器接收到的频率.若u增大,则 ( )
A.f′增大,v增大
B.f′增大,v不变
C.f′不变,v增大
D.f′减小,v不变
答案B
解析 声波在空气中的传播速度v与声源的速度u无关,所以u增大时,v不变,A、C错误;频率一定的声源在空气中向着静止的接收器匀速运动,接收器在单位时间内接收到的完全波个数比声源在单位时间内发出的完全波个数多,即接收器接收到的频率f′大于声源的频率,并且f′随声源速度u的增大而增大,B正确,D错误.
误区警示
没有掌握机械波在介质中传播的规律,不理解产生多普勒效应的原因.
类型12套用光的折射定律公式出错
丢分题12 一束白光从玻璃里射入稀薄空气中,已知玻璃的折射率为1.53,若入射角为下列两种情况时,求光线的折射角各为多少?
(1)入射角为50°;
(2)入射角为30°.
误区警示
应先分析判断光线是从光疏介质进入光密介质,还是从光密介质进入光疏介质,会不会发生全反射,不能硬套公式而导致错误.
解析 光线由玻璃射入空气中,是由光密介质射入光疏介质,其临界角为C,则有
sin C===0.653 6,所以C=40°50′.
由已知条件知,当i=50°时,i>C,所以光线将发生全反射,不能进入空气中.当i=30°时,i<C,光进入空气中发生折射现象.
由折射定律=有
sin γ=n·sin i=1.53×sin 30°=0.765,
所以γ=49°54′.
类型13 没有弄清楚薄膜部分而出错
丢分题13 (多选)如图甲所示,在一块平板玻璃上放置一薄凸透镜,在两者之间形成厚度不均匀的空气膜,让一束单一波长的光垂直入射到该装置上,结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹,称为牛顿环,以下说法正确的是 ( )
A.干涉现象是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的
B.干涉现象是由于凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的
C.干涉条纹不等距是因为空气膜厚度不是均匀变化的
D.干涉条纹不等距是因为空气膜厚度是均匀变化的
误区警示
没有弄清凸透镜和平板玻璃组成的哪部分相当于薄膜,把凸透镜看成薄膜.而实际上是凸透镜和平板玻璃之间的空气形成薄膜,薄膜的两个表面的反射光干涉形成干涉条纹.
答案AC
解析 由于在凸透镜和平板玻璃之间的空气形成薄膜,所以形成相干光的反射面是凸透镜的下表面和平板玻璃的上表面,故A正确;由于凸透镜的下表面是圆弧面,所以形成的薄膜厚度不是均匀变化,形成不等间距的干涉条纹,故C正确.
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高二物理选择性必修一易错精选
类型1不能正确理解冲量的含义
丢分题1 如图所示,在甲、乙两种情况中,人用相同大小的恒定拉力拉绳子,使人和船A均向右运动,经过相同的时间t,图甲中船A没有到岸,图乙中船A没有与船B相碰,则经过时间t ( )
A.图甲中人对绳子拉力的冲量比图乙中人对绳子拉力的冲量小
B.图甲中人对绳子拉力的冲量比图乙中人对绳子拉力的冲量大
C.图甲中人对绳子拉力的冲量与图乙中人对绳子拉力的冲量一样大
D.以上三种情况都有可能
类型2不理解某一方向上的动量守恒
丢分题2 如图所示,质量为0.5 kg的小球在距离车底面高20 m处以一定的初速度向左平抛,落在以7.5 m/s速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞篷小车中,车底涂有一层油泥,车与油泥的总质量为4 kg,设小球在落到车底前瞬时速度是25 m/s,g取10 m/s2,则当小球与小车相对静止时,小车的速度是
A. m/s B.5 m/s
C.4 m/s D. m/s
类型3不能正确选取研究对象
丢分题3 (多选)如图所示,在质量为M的小车中挂着一个单摆,摆球的质量为m0,小车(和单摆)以恒定的速度u沿光滑的水平面运动,与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞,碰撞时间极短,在此碰撞过程中,下列情况可能发生的是 ( )
A.小车、木块、摆球的速度都发生变化,
分别变为v1、v2、v3,满足(M+m0)u=Mv1+mv2+m0v3
B. 摆球的速度不变,小车和木块的速度变为v1和v2,满足Mu=Mv1+mv2
C. C.摆球的速度不变,小车和木块的速度变为v,满足Mu=(M+m)v
D. D.小车和摆球的速度都变为v1,木块的速度为v2,满足(M+m0)u=(M+m0)v1+mv2
类型4不认真分析系统的运动情况
丢分题4 一辆小车置于光滑水平桌面上,车左端固定一水平弹簧枪,右端安一网兜.若从弹簧枪中发射一粒弹丸,恰好落在网兜内,结果小车将(空气阻力不计)( )
A.向左移动一段距离 B.留在原位置
C.向右移动一段距离 D.做匀速直线运动
类型5 不理解简谐运动的能量与振幅的关系
丢分题5 如图所示,一弹簧振子在B、C间做简谐运动,平衡位置为O,振幅为A,已知振子的质量为M.若振子运动到C处时,将一质量为m的物体放到M的上面,m和M一起运动且无相对滑动,下列叙述正确的是( )
A.振幅不变 B.振幅减小
C.最大动能不变 D.最大动能减小
类型6 不理解周期性导致的多解问题
丢分题6 弹簧振子以O点为平衡位置做简谐运动,从经过O点开始计时,振子第一次到达某点P时用了0.3 s,又经过0.2 s第二次经过P点,则振子第三次经过P点还要经过的时间是多少?
类型7 在波的形成过程中误认为质点随波迁移
丢分题7 (多选)有一列横波,其振幅为A,波长为λ.在某时刻某一质点的坐标为(λ,0),经过周期后,该质点的坐标为( )
A. B.(λ,A)
C.(λ,-A) D.
类型 8误认为干涉中加强点的位移总是最大,减弱点的位移总是最小
丢分题8 (多选)如图所示,S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源,振幅为A,a、b、c三点分别位于S1、S2连线的中垂线上,且ab=bc.某时刻a是两列波波峰的相遇点,c是两列波波谷的相遇点,则
( )
A.a处质点的位移始终为2A
B.c处质点的位移始终为-2A
C.b处质点的振幅为2A
D.c处质点的振幅为2A
类型9 不能正确判断质点振动方向
丢分题9 一列横波的波源在坐标原点O处,经过一段时间,波从O点向右传播20 cm到达Q点,如图所示,P点离O点的距离为30 cm,试判断质点P开始振动的方向.
类型10 对于波的叠加问题,忽视了波源振动方向而出错
丢分题10 水平面上相距为r的两个点S1、S2同时开始一个向上、一个向下做频率都为f的简谐运动,在均匀介质中形成了两列波,波速都是v(rf>nv,n为大于2的自然数).试确定水平面上振动加强点的位置关系.
类型11理解多普勒效应产生原因导致错误
丢分题11 频率一定的声源在空气中向着静止的接收器匀速运动,以u表示声源的速度,v表示声波的速度(u<v),f′表示接收器接收到的频率.若u增大,则 ( )
A.f′增大,v增大
B.f′增大,v不变
C.f′不变,v增大
D.f′减小,v不变
类型12套用光的折射定律公式出错
丢分题12 一束白光从玻璃里射入稀薄空气中,已知玻璃的折射率为1.53,若入射角为下列两种情况时,求光线的折射角各为多少?
(1)入射角为50°;
(2)入射角为30°.
类型13 没有弄清楚薄膜部分而出错
丢分题13 (多选)如图甲所示,在一块平板玻璃上放置一薄凸透镜,在两者之间形成厚度不均匀的空气膜,让一束单一波长的光垂直入射到该装置上,结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹,称为牛顿环,以下说法正确的是 ( )
A.干涉现象是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的
B.干涉现象是由于凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的
C.干涉条纹不等距是因为空气膜厚度不是均匀变化的
D.干涉条纹不等距是因为空气膜厚度是均匀变化的
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