精品解析：江苏省海门中学2024-2025学年高二上学期期中考试物理试题

江苏省海门中学2024-2025学年度第一学期期中考试试卷 高二物理 满分100，考试用时75分钟 1. 如图，P为桥墩，A为靠近桥墩浮在水面的叶片，波源S连续振动，形成水波，此时叶片静止不动，为使水波能带动叶片振动，可用的方法是（ ） A. 增大波源振幅 B. 减小波源振幅 C. 减小波源距桥墩的距离 D. 降低波源频率 2. 在“用双缝干涉测光的波长”实验中，下列操作正确的是（　　） A. 光源的线状灯丝应与单缝垂直 B. 滤光片应加在单缝与双缝之间 C. 应先测多个亮条纹间距离再求相邻两亮条纹间距离 D. 发现干涉条纹与分划板竖线不平行应通过拨杆调节 3. 将一圆形细铁丝圈蘸上肥皂水，使圈内附上肥皂膜，水平静置时，由于重力作用，肥皂膜中央区域略凹且厚度略大，让单色光从上方射入，如图。则从上往下可看到（　　） A. 等距的平行条纹 B. 等距的环状条纹 C. 内密外疏的环状条纹 D. 内疏外密的环状条纹 4. 冰雕展上有一种由冰块制作的装饰灯，冰块成立方体，在立方体的中心安装着一个很小的灯，灯向各个方向均匀发光。已知冰的折射率为，冰块在各侧面上有光射出的地方用空白表示，没有光射出的地方用斜线表示，下列四幅图能正确表示光从侧面射出情况的是（　　） A. B. C. D. 5. 在一次摸高测试中，一质量为70kg的同学先下蹲，再用力蹬地的同时举臂起跳，在刚要离地时其手指距地面的高度为1.95m；离地后身体形状近似不变，手指摸到的最大高度为2.40m，若从蹬地到离开地面的时间为0.2s，则在不计空气阻力情况下，起跳过程中他对地面的平均压力约为（　　）（g取10m/s2） A. 1050N B. 1400N C. 1750N D. 1900N 6. 如图，水平放置的圆环形窄槽固定在桌面上，槽内有两个大小相同的小球a、b，球b静止在槽中位置P。球a以一定初速度沿槽运动，在位置P与球b发生弹性碰撞，碰后球a反弹，并在位置Q与球b再次碰撞。已知∠POQ=，忽略摩擦，且两小球可视为质点，则a、b两球质量之比为（　　） A. 3︰1 B. 1︰3 C. 5︰3 D. 3︰5 7. 如图，在某介质中建立坐标系，位于的波源P产生的简谐横波沿着x轴正方向传播，时刻开始振动，s时刻形成图中波形。下列说法正确的是（ ） A. 波源P的起振方向向上 B. 0～8s时间内，平衡位置位于m质点所走过的路程为12cm C. 若一观察者从m处沿x轴负方向匀速运动，观察者接受到的此波频率小于波源频率 D. 若在处另有一波源Q产生波长为3m的简谐横波沿着x轴负方向传播，则在两列波相遇区域会产生干涉现象 8. 如图所示，在光滑水平面上静止放置一个弧形槽，其光滑弧面底部与水平面相切，将一小滑块从弧形槽上的A点由静止释放。已知小滑块与轻弹簧碰撞无能量损失，弧形槽质量大于小滑块质量，则（　　） A. 下滑过程中，小滑块的机械能守恒 B. 下滑过程中，小滑块所受重力的功率一直增大 C. 下滑过程中，弧形槽与小滑块组成的系统动量守恒 D. 小滑块能追上弧形槽，但不能到达弧形槽上的A点 9. 如图所示，竖直轻质弹簧下端固定在水平面上，上端连一质量为m的物块A，A的上面放置一质量为m的物块B，系统可在竖直方向做简谐运动，则（　　） A. 当振动到最低点时，B的回复力最小 B. 当振动到最高点时，B对A的压力最小 C. 当向上振动经过平衡位置时，B对A的压力最大 D. 当向下振动经过平衡位置时，B对A的压力最大 10. 如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未标出）。物块质量m=1kg，弹簧劲度系数k=100N/m，物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.1。现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，弹簧伸长量Δx=11cm，撤去拉力后物块由静止向左运动经O点最远到达B点。重力加速度为g=10m/s2。下列说法中正确的是（ ） A. 物块在B点所受弹簧弹力与在A点大小相等 B. 物块运动的总路程为60.5cm C. 物块最终停O点左侧1cm内某处 D. 物块最终停O点左侧1cm处 11. 如图所示，在同种均匀介质中有两波源S1和S2相距3m，频率均为2Hz，以S1为原点建立如图所示的所激发的横波向四周传播。t=0.25s时波源S2也开始垂直纸面向上做简谐运动，在t=0.75s时两列简谐波的最远波峰传到了图示中的两个圆的位置。则（　　） A. 波的传播速度为3m/s B. 虚线x=1.5m为振动加强区 C. t=1.0s时波谷与波谷相遇的点共有2个 D. 经过1.0s后S1和S2连线上有2个振动减弱的位置 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题～第16题解答时请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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 在“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中。 （1）关于实验操作步骤或者实验结果分析，下列说法正确的是（　　） A. 尽可能减小测量误差，应取摆球经过最高点时为计时零点 B. 实验中误将51次全振动记为50次，测量出的重力加速度会偏大 C. 让摆球释放时摆线与竖直方向的夹角更大一些（仍做简谐运动），可以使单摆的周期更长一些，更方便周期的测量 D. 摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，测量出的重力加速度g值偏小 E. 测量出多组单摆摆线的长度L和周期T，作出T-L图像由图可求出重力加速度大小，图线不过原点，不会影响重力加速度的测量 （2）在周期测量的过程中，秒表指针如下图所示，其读数为________s； （3）实验中，甲、乙两位同学一起做实验,在记录数据前各自设计了如图的表格，其中合理的是表________。（填“A”或“B”） （4）某同学根据实验中测出六组单摆的振动周期T与摆长L的数据，在坐标系中作出了如图所示的T2-L关系图像，由该图像计算出重力加速度g=_____m/s2。（结果保留3位有效数字） （5）实验中某同学如图甲所示在摆球表面包有一小块橡皮泥，在竖直平面内其振动图像如图乙所示，某时刻橡皮泥瞬间自然脱落，不考虑单摆摆长的变化，某时刻橡皮泥脱落，此后单摆周期T_______4s（选填“>”，“=”，“<”），橡皮泥脱落后，此后单摆振幅A_______10cm（选填“>”，“=”，“<”）。 13. 如图所示，三棱镜ABC的AC面与BC面垂直，∠A=60°，BC面镀银。一束单色光从AB面上的D点射入，入射角为45°，光恰好沿原路返回，已知A、D间距离为L，真空中光速为c。 （1）求三棱镜对该单色光的折射率n； （2）将入射光线绕D点逆时针旋转一定角度，光线射入三棱镜后，经BC面反射到AC面上E点时恰好发生全反射，DE平行于BC，求光从D点传到点E的时间t。 14. 一列简谐横波在同一均匀介质中沿轴方向传播，时刻的波形图如图甲所示，质点的平衡位置在处，质点的平衡位置在处，质点的振动图像如图乙所示。求： （1）该波传播的速度大小及方向； （2）内质点振动的路程，从时刻起，质点回到平衡位置的最短时间。 15. 如图所示，高的平板C右端有竖直挡板，置于水平面上，平板上放置两小物块A、B，A、B间有一劲度系数足够大的轻弹簧，将轻弹簧压缩到弹性势能为，A置于平板左端，B与C右端挡板的距离，。现将弹簧释放，A、B瞬间分离，A水平向左抛出，落地时距离C左端，B运动到C右端与挡板发生弹性碰撞。已知B与C、C与水平面间的动摩擦因数均为，取，求： （1）B物块的质量； （2）B与C发生弹性碰撞后瞬间C的速度大小； （3）整个过程中C向右滑行距离s。 16. 如图所示，一绝缘装置由水平滑板AB和四分之一光滑圆弧BC构成，该装置静置在光滑水平面上。已知AB段上表面粗糙，动摩擦因数为0.5，其右端与四分之一光滑圆弧在B点相切，AB长度和圆弧半径均为R，整个装置处在方向竖直向下的匀强电场中，场强大小。一电荷量为+q，大小可以忽略的滑块以初速度从A点滑上滑板，并且能在B、C之间的D点（未画出）与滑板共速。已知该绝缘装置和滑块质量均为m，重力加速度为g，则： （1）滑块运动到B点时，绝缘装置和滑块组成的系统产生多少热量？ （2）B、D两点的高度差是多少？ （3）若开始时滑块在A点处于静止状态，现将原电场变为大小为E0、方向水平向右的匀强电场。当滑块运动到B点时撤去匀强电场，要求滑块不能从C点飞出，则新电场场强E0大小必须满足什么条件？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江苏省海门中学2024-2025学年度第一学期期中考试试卷 高二物理 满分100，考试用时75分钟 1. 如图，P为桥墩，A为靠近桥墩浮在水面的叶片，波源S连续振动，形成水波，此时叶片静止不动，为使水波能带动叶片振动，可用的方法是（ ） A. 增大波源振幅 B. 减小波源振幅 C. 减小波源距桥墩的距离 D. 降低波源频率 【答案】D 【解析】 【详解】为使水波能带动叶片振动，则使水波在桥墩发生衍射，则需要增加水波的波长，即增加波源的周期，或降低波源的频率。能否发生衍射与波源的振幅无关，与波源距桥墩的距离也无关。故选D。 2. 在“用双缝干涉测光的波长”实验中，下列操作正确的是（　　） A. 光源的线状灯丝应与单缝垂直 B. 滤光片应加在单缝与双缝之间 C. 应先测多个亮条纹间距离再求相邻两亮条纹间距离 D. 发现干涉条纹与分划板竖线不平行应通过拨杆调节 【答案】C 【解析】 【详解】A．光源的线状灯丝应与单缝平行，故A错误； B．滤光片的作用是将复色光变为单色光，单缝的作用是使入射光变成线光源，双缝的作用是将单色光分解成频率相同、振动情况相同的相干光，因此滤光片应该放在单缝之前，故B错误； C．为了减小误差，应先测多个亮条纹间距离再求相邻两亮条纹间距离，故C正确； D．发现干涉条纹与分划板竖线不平行应旋转测量头，分划板竖线随之旋转，可使干涉条纹与分划板竖线平行，故D错误。 故选C 3. 将一圆形细铁丝圈蘸上肥皂水，使圈内附上肥皂膜，水平静置时，由于重力作用，肥皂膜中央区域略凹且厚度略大，让单色光从上方射入，如图。则从上往下可看到（　　） A. 等距的平行条纹 B. 等距的环状条纹 C. 内密外疏的环状条纹 D. 内疏外密的环状条纹 【答案】D 【解析】 【详解】从肥皂膜的上下表面反射的两列光为相干光，当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹，以中心为圆心上的圆周各点是等厚的，则干涉条纹是环状条纹，从中心到边缘肥皂膜的厚度不等，故干涉条纹疏密不均匀，从里到外相同的水平距离光的路程差越来越小，则干涉条纹越来越密集，为内疏外密的环状条纹。 故选D。 4. 冰雕展上有一种由冰块制作的装饰灯，冰块成立方体，在立方体的中心安装着一个很小的灯，灯向各个方向均匀发光。已知冰的折射率为，冰块在各侧面上有光射出的地方用空白表示，没有光射出的地方用斜线表示，下列四幅图能正确表示光从侧面射出情况的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】光从冰块射向空气发生全反射的临界角 光从6个侧面射出的情况相同，以光射向底面为例 临界情况1当光垂直射向底边时如图 不会全反射，有光射出，临界情况2当光刚好射到顶角时如图 则有 会全反射，没有光射出。 故选A。 5. 在一次摸高测试中，一质量为70kg的同学先下蹲，再用力蹬地的同时举臂起跳，在刚要离地时其手指距地面的高度为1.95m；离地后身体形状近似不变，手指摸到的最大高度为2.40m，若从蹬地到离开地面的时间为0.2s，则在不计空气阻力情况下，起跳过程中他对地面的平均压力约为（　　）（g取10m/s2） A. 1050N B. 1400N C. 1750N D. 1900N 【答案】C 【解析】 【详解】跳起后重心升高的高度为 人跳起的速度 解得 跳起过程，根据动量定理得 解得起跳过程中地面对他的平均压力约为 根据牛顿第三定律，起跳过程中他对地面的平均压力约为 故选C。 6. 如图，水平放置的圆环形窄槽固定在桌面上，槽内有两个大小相同的小球a、b，球b静止在槽中位置P。球a以一定初速度沿槽运动，在位置P与球b发生弹性碰撞，碰后球a反弹，并在位置Q与球b再次碰撞。已知∠POQ=，忽略摩擦，且两小球可视为质点，则a、b两球质量之比为（　　） A. 3︰1 B. 1︰3 C. 5︰3 D. 3︰5 【答案】D 【解析】 【详解】由动量守恒可知，碰后两球的速度方向相反，且在相同时间内，b球运动的弧长为a球运动的弧长为3倍，则有 由动量守恒定律有 由能量守恒有 联立解得 故ABC错误，D正确。 故选D。 7. 如图，在某介质中建立坐标系，位于的波源P产生的简谐横波沿着x轴正方向传播，时刻开始振动，s时刻形成图中波形。下列说法正确的是（ ） A. 波源P的起振方向向上 B. 0～8s时间内，平衡位置位于m质点所走过的路程为12cm C. 若一观察者从m处沿x轴负方向匀速运动，观察者接受到此波频率小于波源频率 D. 若在处另有一波源Q产生波长为3m的简谐横波沿着x轴负方向传播，则在两列波相遇区域会产生干涉现象 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知，处的质点起振方向向下，任何一点的起振方向均与波源起振方向相同，故波源起振方向向下，A错误； B．0～3s内波传播距离为，所以波速为，波再传播到达，即需，故在时刻到达，质点振动时间为；波长为，波速为，故周期为，质点振动了一个半周期，即 B正确； C．根据多普勒效应，观察者与波源相向运动，接收到的频率大于波的频率，C错误； D．同一介质的波传播速度相同，但波长不同，故两列波频率不同，不能产生干涉现象，D错误。 故选B。 8. 如图所示，在光滑水平面上静止放置一个弧形槽，其光滑弧面底部与水平面相切，将一小滑块从弧形槽上的A点由静止释放。已知小滑块与轻弹簧碰撞无能量损失，弧形槽质量大于小滑块质量，则（　　） A. 下滑过程中，小滑块的机械能守恒 B. 下滑过程中，小滑块所受重力功率一直增大 C. 下滑过程中，弧形槽与小滑块组成的系统动量守恒 D. 小滑块能追上弧形槽，但不能到达弧形槽上的A点 【答案】D 【解析】 【详解】A．滑块在弧形槽上下滑过程中，由于弧形槽向左滑动，弧形槽对滑块的作用力对滑块做功，小滑块的机械能不守恒，故A错误； B．滑块在弧形槽上下滑过程中，开始时滑块速度为零，下滑到最低点时滑块的速度水平，竖直方向速度为零，故可知滑块的速度沿竖直方向的分速度先增大后减小，故小滑块所受重力的功率先增大后减小。故B错误； C．滑块在弧形槽上下滑过程中，滑块和弧形槽构成的系统在水平方向上合外力为零，动量守恒。在竖直方向上滑块具有向下的加速度，系统在竖直方向上动量不守恒，故C错误； D．当小滑块刚好滑离弧形槽时，水平方向上根据动量守恒定律有 根据能量守恒定律有 由于弧形槽的质量M大于小滑块的质量m，故。小滑块与轻弹簧碰撞无能量损失，故小滑块与弹簧分离后，小滑块的速度大小不变，方向相反。故小滑块能追上弧形槽。当小滑块在弧形槽上到达最高点时，水平方向上根据动量守恒定律有 根据能量守恒定律有 故可得 即小滑块不能到达弧形槽上的A点。故D正确。 故选D。 9. 如图所示，竖直轻质弹簧下端固定在水平面上，上端连一质量为m的物块A，A的上面放置一质量为m的物块B，系统可在竖直方向做简谐运动，则（　　） A. 当振动到最低点时，B的回复力最小 B. 当振动到最高点时，B对A的压力最小 C. 当向上振动经过平衡位置时，B对A的压力最大 D. 当向下振动经过平衡位置时，B对A的压力最大 【答案】B 【解析】 【分析】根据题中“系统可在竖直方向做简谐运动”可知，本题考查简谐运动，根据简谐运动回复力的规律，运用牛顿第二定律等，进行分析推断。 【详解】由于简谐运动的对称性，A、B一起做简谐运动，B做简谐运动的回复力是由B的重力和A对B的作用力的合力提供。做简谐运动的物体在最大位移处时有最大回复力，即具有最大的加速度am，在最高点和最低点加速度大小相等，最高点时加速度向下，最低点时加速度向上，由牛顿第二定律对B在最高点时，有 解得 在最高点时B对A的压力最小； 在最低点时，有 解得 在最低点时B对A的压力最大； 经过平衡位置时，加速度为零，A对B的作用力 故选B。 10. 如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未标出）。物块质量m=1kg，弹簧劲度系数k=100N/m，物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.1。现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，弹簧伸长量Δx=11cm，撤去拉力后物块由静止向左运动经O点最远到达B点。重力加速度为g=10m/s2。下列说法中正确的是（ ） A. 物块在B点所受弹簧弹力与在A点大小相等 B. 物块运动的总路程为60.5cm C. 物块最终停在O点左侧1cm内某处 D. 物块最终停在O点左侧1cm处 【答案】D 【解析】 【详解】A．如果没有摩擦力，物块以O点为平衡位置做简谐运动，则O点应该在AB中间，物块在B点所受弹簧弹力与在A点受弹簧弹力大小相等，由于有摩擦力，物体从A到B过程中机械能损失，故无法到达没有摩擦力情况下的B点，也即O点靠近B点，故物块在B点所受弹簧弹力小于在A点的弹力，故A错误； BCD．物块最终停止的位置应满足 解得 即物块若在O点左右两侧1cm的范围内的速度为0，就会停止运动。 物体从A到B过程由能量守恒 解得 物体从B往右运动到O点右侧x2由能量守恒 解得 以此类推，物体再次往左运动到O点左侧x3=5cm处停止，再往右运动到O点右侧x4=3cm处停止，接着再往左运动到O点左侧x5=1cm处停止，因此位置弹力等于最大静摩擦力，物块最终停止。物块运动的总路程为 故BC错误，D正确。 故选D。 11. 如图所示，在同种均匀介质中有两波源S1和S2相距3m，频率均为2Hz，以S1为原点建立如图所示的所激发的横波向四周传播。t=0.25s时波源S2也开始垂直纸面向上做简谐运动，在t=0.75s时两列简谐波的最远波峰传到了图示中的两个圆的位置。则（　　） A. 波的传播速度为3m/s B. 虚线x=1.5m为振动加强区 C. t=1.0s时波谷与波谷相遇的点共有2个 D. 经过1.0s后S1和S2连线上有2个振动减弱的位置 【答案】C 【解析】 【详解】A．两波源起振的时间差为，时间内两列波的传播距离之差为 波的传播速度为 故A错误； B．根据几何关系可知上各质点到两波源的波程差均为零，而时正向下振动，与起振方向相反，所以两波源在上引起质点的振动步调相反，即虚线为振动减弱区，故B错误； C．两列波的波长均为 时，波传播到的最远位置到的距离为 此时波的最远波谷到的距离为 波的最近波谷到的距离为 时，波传播到的最远位置到的距离为 波此时产生的波形中只有一个波谷，且到的距离为 如图所示 可知时波谷与波谷相遇的点共有2个，故C正确； D．和连线上满足到两波源的波程差为波长的整数倍的点为振动减弱位置，即 则 解得 即，所以，和连线上有3个振动减弱的位置，故D错误。 故选C。 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题～第16题解答时请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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 在“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中。 （1）关于实验操作步骤或者实验结果分析，下列说法正确的是（　　） A. 为尽可能减小测量误差，应取摆球经过最高点时为计时零点 B. 实验中误将51次全振动记为50次，测量出的重力加速度会偏大 C. 让摆球释放时摆线与竖直方向的夹角更大一些（仍做简谐运动），可以使单摆的周期更长一些，更方便周期的测量 D. 摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，测量出的重力加速度g值偏小 E. 测量出多组单摆摆线的长度L和周期T，作出T-L图像由图可求出重力加速度大小，图线不过原点，不会影响重力加速度的测量 （2）在周期测量的过程中，秒表指针如下图所示，其读数为________s； （3）实验中，甲、乙两位同学一起做实验,在记录数据前各自设计了如图的表格，其中合理的是表________。（填“A”或“B”） （4）某同学根据实验中测出六组单摆的振动周期T与摆长L的数据，在坐标系中作出了如图所示的T2-L关系图像，由该图像计算出重力加速度g=_____m/s2。（结果保留3位有效数字） （5）实验中某同学如图甲所示在摆球表面包有一小块橡皮泥，在竖直平面内其振动图像如图乙所示，某时刻橡皮泥瞬间自然脱落，不考虑单摆摆长的变化，某时刻橡皮泥脱落，此后单摆周期T_______4s（选填“>”，“=”，“<”），橡皮泥脱落后，此后单摆振幅A_______10cm（选填“>”，“=”，“<”）。 【答案】（1）DE （2）57.8 （3）B （4）9.62 （5） ①. = ②. = 【解析】 【小问1详解】 A．摆球在最高点的时候速度比较小，在最低点的时候速度比较大，所以当小球经过最低点的时候开始计时误差比较小，故A错误； B．实验中误将51次全振动记为50次，则周期偏大，根据可得 所以测量出的重力加速度会偏小，故B错误； C．根据可知单摆的周期与摆角大小无关，故C错误； D．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，则摆长的测量值偏小，重力加速度值偏小，故D正确； E．根据图像斜率，可得重力加速度为 所以圈线不过原点，但图线的斜率没有改变，重力加速度测定值不变，所以不会影响重力加速度的测量，故E正确。 故选DE。 【小问2详解】 秒表的读数为。 【小问3详解】 实验数据的处理是依据每一次实验数据得出一个重力加速度，然后改变摆长，测出对应周期，再算出对应的重力加速度，最终将对此测量得出的重力加速度取平均值。若将多次摆长取平均值，周期取平均值，则重力加速度更加不准确。 故选B。 【小问4详解】 根据，可得 由图可知斜率 解得重力加速度为. 【小问5详解】 [1] [2]由单摆周期公式，可知单摆周期与摆球质量无关，所以时刻橡皮泥脱落，此后单摆周期不变，仍为，时刻橡皮泥脱落时，由机械能守恒 解得 可知上升高度和质量无关，摆长不变情形下振幅不变，所以此后单摆振幅 13. 如图所示，三棱镜ABC的AC面与BC面垂直，∠A=60°，BC面镀银。一束单色光从AB面上的D点射入，入射角为45°，光恰好沿原路返回，已知A、D间距离为L，真空中光速为c。 （1）求三棱镜对该单色光的折射率n； （2）将入射光线绕D点逆时针旋转一定角度，光线射入三棱镜后，经BC面反射到AC面上E点时恰好发生全反射，DE平行于BC，求光从D点传到点E的时间t。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据题意可知，光路图如图所示 根据折射定律可得 （2）光路图如图所示 根据题意有 所以 ， 根据几何关系可得 所以光从D点传到点E的时间为 14. 一列简谐横波在同一均匀介质中沿轴方向传播，时刻的波形图如图甲所示，质点的平衡位置在处，质点的平衡位置在处，质点的振动图像如图乙所示。求： （1）该波传播的速度大小及方向； （2）内质点振动的路程，从时刻起，质点回到平衡位置的最短时间。 【答案】（1），沿轴负方向传播；（2）2m，0.05s 【解析】 【详解】（1）由甲图可知，该波的波长为 由乙图可知，周期为 该波传播的速度大小为 由图乙可知，时刻，质点向上振动，根据上下坡法可知波传播方向为沿轴负方向传播 （2）由图像可知，质点振动的振幅为 由于 内质点振动的路程为 当处的质点振动状态传至质点平衡位置处时，点回到平衡位置，此时时间最短，最短时间为 15. 如图所示，高的平板C右端有竖直挡板，置于水平面上，平板上放置两小物块A、B，A、B间有一劲度系数足够大的轻弹簧，将轻弹簧压缩到弹性势能为，A置于平板左端，B与C右端挡板的距离，。现将弹簧释放，A、B瞬间分离，A水平向左抛出，落地时距离C左端，B运动到C右端与挡板发生弹性碰撞。已知B与C、C与水平面间的动摩擦因数均为，取，求： （1）B物块的质量； （2）B与C发生弹性碰撞后瞬间C的速度大小； （3）整个过程中C向右滑行的距离s。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）弹簧释放后B沿C上表面向右运动，此时因为BC与C和地面间的动摩擦因数相等，可知C不会滑动，保持静止，设物块A经时间落地，则 ， 得 物块A、B组成的系统动量守恒，则 解得 ， （2）设物块B运动到平板C右端与挡板碰前的速度为，由动能定理得 得 物块B与平板C右端挡板发生弹性碰撞，设碰后物块B的速度为，则 解得 ， （3）对木块B根据牛顿第二定律有 得 对平板C有 可得 设经过时间，物块B与平板C速度相等，设为，则 得 ， 此过程中，平板C向右滑行的距离 得 此后B、C一起向右滑动直至停止，设运动的距离为，由动能定理得 得 平板C运动的位移 解得 16. 如图所示，一绝缘装置由水平滑板AB和四分之一光滑圆弧BC构成，该装置静置在光滑水平面上。已知AB段上表面粗糙，动摩擦因数为0.5，其右端与四分之一光滑圆弧在B点相切，AB长度和圆弧半径均为R，整个装置处在方向竖直向下的匀强电场中，场强大小。一电荷量为+q，大小可以忽略的滑块以初速度从A点滑上滑板，并且能在B、C之间的D点（未画出）与滑板共速。已知该绝缘装置和滑块质量均为m，重力加速度为g，则： （1）滑块运动到B点时，绝缘装置和滑块组成的系统产生多少热量？ （2）B、D两点的高度差是多少？ （3）若开始时滑块在A点处于静止状态，现将原电场变为大小为E0、方向水平向右的匀强电场。当滑块运动到B点时撤去匀强电场，要求滑块不能从C点飞出，则新电场场强E0大小必须满足什么条件？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）系统产生的热量为 对滑块分析 解得 （2）滑块从A运动到D的过程，有 解得 （3）滑块所受的电场力 （i）滑块能到达B点，即A、B相对滑动，要求滑块加速度大于滑板加速度，有 解得 （ii）设滑块运动到B点时相对地面的位移为，滑板的位移为，所需时间为t。若滑块恰好能到达C点整个过程中对系统用能量守恒定律 整个过程中对系统用动量定理 滑块运动到木板的B点过程中，滑块的对地位移为 联立可得 由A、B位移关系 其中木板的对地位移为 联立可得 解得 所以F应满足 综上得 【点睛】本题考查动能定理以及能量守恒综合应用 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $