精品解析:江苏省镇江中学2024-2025学年高二上学期期末测试物理试卷
2026-02-03
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内容正文:
江苏省镇江中学2024-2025学年度高二物理期末测试卷
一、单选题
1. 古时有“守株待兔”的寓言,倘若兔子受到的冲击力大小为自身体重2倍时即可导致死亡,如果兔子与树桩的作用时间为0.2s,则被撞死的兔子其奔跑速度可能是:(g=10m/s2)( )
A. 1.5m/s B. 2.5m/s C. 3.5m/s D. 4.5m/s
2. 如图表示一弹簧振子做受迫振动时的振幅与驱动力频率的关系,由图可知判断错误的是( )
A. 让振子做自由振动时,频率可以为、、
B. 驱动力频率为时,振子处于共振状态
C. 驱动力频率为时,振子的振动频率为
D. 假如让振子自由振动,它的频率为
3. 如图,a、c是通电螺线管轴线上的两点,b、d是通电螺线管中垂线上、关于轴线对称的两点,其中( )
A. a点磁感应强度最大
B. b、d两点磁感应强度相同
C. b、c两点磁感应强度方向相同
D. a、c两点磁感应强度方向相反
4. 一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。此后K质点比L质点先回到平衡位置。下列判断正确的是( )
A. 该简谐横波沿x轴负方向传播 B. 此时K质点沿y轴正方向运动
C. 此时K质点的速度比L质点的小 D. 此时K质点的加速度比L质点的小
5. 一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置,由控制系统使箭体与卫星分离.已知分离前火箭与卫星的总质量为m1,分离后的箭体质量为m2,分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行,若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化,则分离后卫星的速率v1为( )
A. B.
C. D.
6. 一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形如图中实线所示,t=0.1s时刻的波形如图中虚线所示。波源不在坐标原点O,P是传播介质中离坐标原点xP=2.5m处的一个质点。则以下说法中正确的是( )
A. 质点P的振幅为0.05m
B. 波的频率可能为7.5Hz
C. 波的传播速度可能为50m/s
D. 在t=0.1s时刻与P相距5m处的质点一定沿y轴正方向运动
7. 对如图所示的图片、示意图或实验装置,下列判断准确无误的是( )
A. 甲图是小孔衍射的图样,也被称为“泊松亮斑”
B. 乙图是薄膜干涉的应用,用来检测平面的平整程度
C. 丙图是双缝干涉原理图,若P到、的路程差是半波长的奇数倍,则P处是亮纹
D. 丁图是薄膜干涉现象的实验装置图,在附有肥皂膜的铁丝圈上,出现竖直干涉条纹
8. 一束复色光由空气斜射向一块平行平面玻璃砖,经折射分成两束单色光a、b。已知a光的频率小于b光的频率,下列光路图正确的是( )
A. B. C. D.
9. 如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B.L形导线通以恒定电流I,放置在磁场中.已知ab边长为2l,与磁场方向垂直,bc边长为l,与磁场方向平行.该导线受到的安培力为( )
A. 0 B. BIl C. 2BIl D.
10. 如图所示,一个质量为m的物块A与另一个质量为2m的物块B发生正碰,碰后B物块刚好能落入正前方的沙坑中。假如碰撞过程中无机械能损失,已知物块B与地面间的动摩擦因数为0.1,与沙坑的距离为0.5m,g取10m/s2,物块可视为质点。则A碰撞前瞬间的速度为( )
A. 0.5m/s
B. 1.0m/s
C. 1.5m/s
D. 2.0m/s
11. 位于的波源p从时刻开始振动,形成的简谐横波沿x轴正负方向传播,在时波源停止振动,时的部分波形如图所示,其中质点a的平衡位置,质点b的平衡位置。下列说法正确的是( )
A. 沿x轴正负方向传播的波发生干涉
B. 时,波源的位移为负
C. 时,质点a沿y轴负方向振动
D. 在0到2s内,质点b运动总路程是2.55m
三、实验题
12. 如图甲所示是利用双缝干涉测量光的波长的实验装置。
(1)图甲中,单缝和双缝的空间关系应该为相互________(选填“垂直”或“平行”)放置。
(2)测量时,分划板中心刻线对齐某一条亮条纹的中心时游标卡尺的示数如图乙所示,则读数为________cm。
(3)双缝干涉实验装置的截面图如图丙。单缝S到S1、S2的距离相等,O点为S1、S2连线中垂线与光屏的交点。光源发出的光在真空中的波长为λ,经单缝S后,在经S1出射后垂直穿过玻璃片传播到O点,经S2出射后直接传播到O点。现在已知玻璃片的厚度为d,玻璃对该光的折射率为1.5,真空中的光速为c,不计光在玻璃片内、外的反射。下列判断正确的是________。
A. 若玻璃片的厚度d=100λ,则O点处为亮条纹
B. 若单缝S略微向左移动(经S1出射后仍可垂直穿过玻璃片),则原O点位置处的条纹位置不变
C. 若单缝S略微向下移动(经S出射后仍可垂直穿过玻璃片),则原O点位置处的条纹也略微向下移动
D. 若用该波长的光完成实验,O点处为亮条纹,保持其他条件不变的情况下,用另一种波长的光实验,O点处也一定为亮条纹
13. 在“用单摆测量重力加速度”的实验中
(1)以下关于本实验的措施中正确的是______。
A. 摆角应尽量大些
B. 摆线可以选择弹性绳
C. 摆球应选择密度较小的实心金属小球
D. 用停表测量周期时,应从摆球摆至最低点时开始计时
(2)用停表记录了单摆振动50次所用的时间如图甲所示,停表读数为______s。
(3)该同学按正确的操作进行测量摆长,但改变摆长测得6组L和对应的周期T,画出L-T2图线,然后在图线上选取A、B两个点,坐标如图乙所示。他采用恰当的数据处理方法,请你判断该同学得到的实验结果将______(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。
四、解答题
14. 如图所示,两条距离为D的平行光线,以入射角θ从空气射入平静水面,反射光线与折射光线垂直,设光在真空中速度为c,求:
(1)水的折射率n;
(2)光在水中的速度:
(3)两条折射光线之间的距离d。
15. 如图所示,光滑半圆轨道直径沿竖直方向,最低点与水平面相切。对静置于轨道最低点的小球A施加水平向左的瞬时冲量I,A沿轨道运动到最高点时,与用轻绳悬挂的静止小球B正碰并粘在一起。已知I = 1.8 N∙s,A、B的质量分别为mA = 0.3 kg、mB = 0.1 kg,轨道半径和绳长均为R = 0.5 m,两球均视为质点,轻绳不可伸长,重力加速度g取10 m/s2,不计空气阻力。求:
(1)A受冲量后的速度大小
(2)与B碰前瞬间A的速度大小;
(3)A、B碰后瞬间轻绳的拉力大小。
16. 电流天平可以用来测量匀强磁场的磁感应强度大小,装置如图所示。其右臂悬挂着匝数n=10的矩形线圈,线圈水平边长l=10cm,处于匀强磁场中,磁感应强度的方向垂直于线圈平面向外。当线圈中通过I=0.1A、顺时针方向的电流时,调节砝码使天平达到平衡,此时左盘中砝码质量m1=0.4kg,右盘中砝码质量m2=0.5kg。若悬挂矩形线圈的轻杆及矩形线圈的质量均不计,重力加速度g=10 m/s2,求:
(1)线圈有几条边受安培力的作用,求出安培力的合力;
(2)线圈所在处磁场的磁感应强度大小;
(3)若仅使磁场反向,且线圈的竖直边长为6厘米,一半在磁场中,则通过线圈的磁通量的改变量是多少?
(4)改变磁场方向后,需要再向左盘中添加质量为多少的砝码,才能使此天平两臂再达到平衡。
17. 如图所示,在xOy平面内有两个点波源S1、S2分别位于x轴上x1=0、x2=10 m处,它们在同一均匀介质中均从t=0开始沿y轴做简谐运动,波源S1开始的振动方程为,波源S2开始的振动方程为,质点P位于x轴上x3=1 m处,已知质点P在t=0.5 s时开始振动,求:
(1)这两列波在介质中的波速和波长;
(2)P点是振动的加强点还是减弱点,简要说明原因
(3)在t=0至t=8 s内质点P通过的路程。
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江苏省镇江中学2024-2025学年度高二物理期末测试卷
一、单选题
1. 古时有“守株待兔”的寓言,倘若兔子受到的冲击力大小为自身体重2倍时即可导致死亡,如果兔子与树桩的作用时间为0.2s,则被撞死的兔子其奔跑速度可能是:(g=10m/s2)( )
A. 1.5m/s B. 2.5m/s C. 3.5m/s D. 4.5m/s
【答案】D
【解析】
【详解】设兔子的速度方向为正,能使兔子致死的力F=-2mg,兔子的运动视为匀减速,说明作用力为恒力;时间为0.2s,末动量为零;则由动量定理可知:-Ft=0-mv;解得:;故只有速度大于4m/s,兔子才会死亡,故只有D符合题意;故选D.
2. 如图表示一弹簧振子做受迫振动时的振幅与驱动力频率的关系,由图可知判断错误的是( )
A. 让振子做自由振动时,频率可以为、、
B. 驱动力频率为时,振子处于共振状态
C. 驱动力频率为时,振子的振动频率为
D. 假如让振子自由振动,它的频率为
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】B.由题意可知,当驱动力的频率变化时,做受迫振动的弹簧振子的振幅在变化,当驱动力频率为时,受迫振动的振幅最大,即发生共振,故B正确,不符合题意;
C.弹簧振子做受迫振动的频率等于驱动力的频率,故C正确,不符合题意;
AD.假如让振子自由振动,其频率为固有频率,由系统本身决定,应为,故A错误,符合题意;D正确,不符合题意。
故选A。
3. 如图,a、c是通电螺线管轴线上的两点,b、d是通电螺线管中垂线上、关于轴线对称的两点,其中( )
A. a点磁感应强度最大
B. b、d两点磁感应强度相同
C. b、c两点磁感应强度方向相同
D. a、c两点磁感应强度方向相反
【答案】B
【解析】
【详解】A.a点在螺线管的端面处,c点在螺线管的内部,b、d两点在螺线管中部,所以c点的磁感线比较密集,磁场较强,故A错误;
BCD.根据磁铁周围磁感线的分布特点可知b、d两点的磁感应强度方向都水平向左,c点的磁感应强度方向水平向右,a点的磁感应强度方向向右,故B正确,CD错误。
故选B。
4. 一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。此后K质点比L质点先回到平衡位置。下列判断正确的是( )
A. 该简谐横波沿x轴负方向传播 B. 此时K质点沿y轴正方向运动
C. 此时K质点的速度比L质点的小 D. 此时K质点的加速度比L质点的小
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】AB.由题知K质点比L质点先回到平衡位置,则K质点应向下振,再根据“上坡、下坡”法可知,该波应沿x轴正方向传播,A、B错误;
C.由AB选项可知K质点应向下振,而L质点在波谷处,则L质点的速度为0,故此时K质点的速度比L质点的大,C错误;
D.由于质点在竖直方向做机械振动,根据
F = - ky
F = ma
结合波图像可看出
yL > yK
则,此时K质点的加速度比L质点的小,D正确。
故选D。
5. 一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置,由控制系统使箭体与卫星分离.已知分离前火箭与卫星的总质量为m1,分离后的箭体质量为m2,分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行,若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化,则分离后卫星的速率v1为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】火箭和卫星组成的系统在分离时水平方向上动量守恒,规定初速度的方向为正方向,有m1v0=m2v2+(m1-m2)v1,解得.
A.,与结论相符,选项A正确;
B.,与结论不相符,选项B错误;
C.,与结论不相符,选项C错误;
D.,与结论不相符,选项D错误;
6. 一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形如图中实线所示,t=0.1s时刻的波形如图中虚线所示。波源不在坐标原点O,P是传播介质中离坐标原点xP=2.5m处的一个质点。则以下说法中正确的是( )
A. 质点P的振幅为0.05m
B. 波的频率可能为7.5Hz
C. 波的传播速度可能为50m/s
D. 在t=0.1s时刻与P相距5m处的质点一定沿y轴正方向运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.振幅为质点离开平衡位置的最大距离,由题图知,质点P的振幅为0.1m,故A错误。
B.波沿x轴正方向传播,则
t=nT+(n=0,1,2,3,…)
周期为
T==s(n=0,1,2,3,…)
频率为
f==Hz=(10n+2.5)Hz(n=0,1,2,3,…)
所以波的频率可能为2.5Hz、12.5Hz、…,不可能为7.5Hz,故B错误;
C.波速为
v=λf=4×(10n+2.5)m/s=(40n+10)m/s(n=0,1,2,3,…)
当n=1时,v=50m/s,故C正确。
D.波沿x轴正方向传播,在t=0.1s时刻P沿y轴正方向运动,与之相距5m处的质点分别在7.5m处和-2.5m处,其中7.5m处的质点振动情况与3.5m处质点振动情况一样,沿y轴正方向,而距原点-2.5m的质点与1.5m处振动情况一样,速度沿y轴负方向,D错误。
故选C。
7. 对如图所示的图片、示意图或实验装置,下列判断准确无误的是( )
A. 甲图是小孔衍射的图样,也被称为“泊松亮斑”
B. 乙图是薄膜干涉的应用,用来检测平面的平整程度
C. 丙图是双缝干涉原理图,若P到、的路程差是半波长的奇数倍,则P处是亮纹
D. 丁图是薄膜干涉现象的实验装置图,在附有肥皂膜的铁丝圈上,出现竖直干涉条纹
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲图是圆盘衍射的图样, “泊松亮斑”是在圆盘阴影中心出现的一个亮斑,选项A错误;
B.乙图是薄膜干涉的应用,用来检测平面的平整程度,选项B正确;
C.丙图是双缝干涉原理图,若P到、的路程差是半波长的奇数倍,则P处是暗纹;若P到、的路程差是波长的整数倍,则P处是亮纹,选项C错误;
D.丁图是薄膜干涉现象的实验装置图,在附有肥皂膜的铁丝圈上,因为是等厚干涉,则将出现水平干涉条纹,选项D错误。
故选B。
8. 一束复色光由空气斜射向一块平行平面玻璃砖,经折射分成两束单色光a、b。已知a光的频率小于b光的频率,下列光路图正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】光线经平行平面玻璃砖两次折射后,根据折射定律得到:出射光线与入射光线平行。由题a光的频率小于b光的频率,则玻璃砖对a光的折射率小于b光的折射率,当入射角相同时,由折射定律分析得知a的折射角小于b光的折射角,在玻璃砖内部,a光在b光右侧
故选D。
9. 如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B.L形导线通以恒定电流I,放置在磁场中.已知ab边长为2l,与磁场方向垂直,bc边长为l,与磁场方向平行.该导线受到的安培力为( )
A. 0 B. BIl C. 2BIl D.
【答案】C
【解析】
【详解】因bc段与磁场方向平行,则不受安培力;ab段与磁场方向垂直,则受安培力为
Fab=BI∙2l=2BIl
则该导线受到的安培力为2BIl。
故选C。
10. 如图所示,一个质量为m的物块A与另一个质量为2m的物块B发生正碰,碰后B物块刚好能落入正前方的沙坑中。假如碰撞过程中无机械能损失,已知物块B与地面间的动摩擦因数为0.1,与沙坑的距离为0.5m,g取10m/s2,物块可视为质点。则A碰撞前瞬间的速度为( )
A. 0.5m/s
B. 1.0m/s
C. 1.5m/s
D. 2.0m/s
【答案】C
【解析】
【详解】碰后物块B做匀减速直线运动,由动能定理有
-μ·2mgx=0-
得
v2=1m/s
A与B碰撞过程中动量守恒、机械能守恒,则有
mv0=mv1+2mv2
解得
v0=1.5m/s
故C正确,ABD错误。
故选C。
11. 位于的波源p从时刻开始振动,形成的简谐横波沿x轴正负方向传播,在时波源停止振动,时的部分波形如图所示,其中质点a的平衡位置,质点b的平衡位置。下列说法正确的是( )
A. 沿x轴正负方向传播的波发生干涉
B. 时,波源的位移为负
C. 时,质点a沿y轴负方向振动
D. 在0到2s内,质点b运动总路程是2.55m
【答案】D
【解析】
【详解】A.波从波源发出后,向x轴正负方向传播,向相反方向传播的波不会相遇,不会发生干涉,故A错误;
B.由图可知,波的波长
由题意可知0.1s内波传播四分之一波长,可得
解得
根据同侧法可知,波源的振动方向向上,即时,根据周期性并结合波的图像可知,此时波源处于平衡位置上方且向上运动,即位移为正,故B错误;
C.波的波速
波源停止振动,到质点a停止振动的时间
即质点a还在继续振动,t=2.1s到t=2.25s时间波传播的距离为
即x轴正方向的波由题干图中向右平移0.375m,结合图象可知质点a位移为正且向y轴正方向运动,故C错误;
D.波传到点b所需的时间
在0到2s内,质点振动的时间为
质点b运动总路程
故D正确。
故选D。
三、实验题
12. 如图甲所示是利用双缝干涉测量光的波长的实验装置。
(1)图甲中,单缝和双缝的空间关系应该为相互________(选填“垂直”或“平行”)放置。
(2)测量时,分划板中心刻线对齐某一条亮条纹的中心时游标卡尺的示数如图乙所示,则读数为________cm。
(3)双缝干涉实验装置的截面图如图丙。单缝S到S1、S2的距离相等,O点为S1、S2连线中垂线与光屏的交点。光源发出的光在真空中的波长为λ,经单缝S后,在经S1出射后垂直穿过玻璃片传播到O点,经S2出射后直接传播到O点。现在已知玻璃片的厚度为d,玻璃对该光的折射率为1.5,真空中的光速为c,不计光在玻璃片内、外的反射。下列判断正确的是________。
A. 若玻璃片的厚度d=100λ,则O点处为亮条纹
B. 若单缝S略微向左移动(经S1出射后仍可垂直穿过玻璃片),则原O点位置处的条纹位置不变
C. 若单缝S略微向下移动(经S出射后仍可垂直穿过玻璃片),则原O点位置处的条纹也略微向下移动
D. 若用该波长的光完成实验,O点处为亮条纹,保持其他条件不变的情况下,用另一种波长的光实验,O点处也一定为亮条纹
【答案】(1)平行 (2)1.05 (3)AB
【解析】
【小问1详解】
图甲中,单缝和双缝的空间关系应该为相互平行放置,这样才能在屏上出现明暗相间的条纹。
【小问2详解】
10分度游标标尺的精确值为,由图可知读数为
【小问3详解】
A.若玻璃片的厚度,光在玻璃中传播时对应的光程为
、到O点的光程差为
由上式可知,、到O点的光程差为波长的整数倍,故O点处为亮条纹,故A正确;
B.若单缝S略微向左移动,改变了单缝到双缝的距离,不会影响光经过双缝后的传播情况,原O点位置处的条纹位置不变,故B正确;
C.若单缝S略微向下移动,则主光轴逆时针倾斜,则原O点位置处的条纹略微向上移动,故C错误;
D.O点处为亮条纹或暗条纹,与玻璃片的厚度,光的波长都有关系,所以用该波长的光完成实验,则O点处为亮条纹,保持其他条件不变的情况下,用另一种波长的光实验,O点处可能为亮条纹,也可能为暗条纹,故D错误。
故选AB。
13. 在“用单摆测量重力加速度”的实验中
(1)以下关于本实验的措施中正确的是______。
A. 摆角应尽量大些
B. 摆线可以选择弹性绳
C. 摆球应选择密度较小的实心金属小球
D. 用停表测量周期时,应从摆球摆至最低点时开始计时
(2)用停表记录了单摆振动50次所用的时间如图甲所示,停表读数为______s。
(3)该同学按正确的操作进行测量摆长,但改变摆长测得6组L和对应的周期T,画出L-T2图线,然后在图线上选取A、B两个点,坐标如图乙所示。他采用恰当的数据处理方法,请你判断该同学得到的实验结果将______(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。
【答案】(1)D (2)100.2
(3)准确
【解析】
【小问1详解】
A.为了使单摆运动近似为简谐运动,摆角应在5°范围之内,可知,摆角应尽量小些,故A错误;
B.为了确保摆长一定,摆线不可以选择弹性的绳,故B错误;
C.为了减小空气阻力影响,摆球应选择密度较大的实心金属小球,故C错误;
D.为了便于计时,用停表测量周期时,应从摆球摆至最低点时开始计时,故D正确。
故选D。
【小问2详解】
根据停表的读数规律,该读数为
【小问3详解】
根据单摆周期公式有
则有
根据图乙有
解得
可知,根据图像的斜率进行数据处理方法,该同学得到的实验结果将准确。
四、解答题
14. 如图所示,两条距离为D的平行光线,以入射角θ从空气射入平静水面,反射光线与折射光线垂直,设光在真空中速度为c,求:
(1)水的折射率n;
(2)光在水中的速度:
(3)两条折射光线之间的距离d。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设折射角为,由几何关系有
根据折射定律有
联立解得
【小问2详解】
光在水中的传播速度大小为
【小问3详解】
如图所示
根据几何关系可得
15. 如图所示,光滑半圆轨道直径沿竖直方向,最低点与水平面相切。对静置于轨道最低点的小球A施加水平向左的瞬时冲量I,A沿轨道运动到最高点时,与用轻绳悬挂的静止小球B正碰并粘在一起。已知I = 1.8 N∙s,A、B的质量分别为mA = 0.3 kg、mB = 0.1 kg,轨道半径和绳长均为R = 0.5 m,两球均视为质点,轻绳不可伸长,重力加速度g取10 m/s2,不计空气阻力。求:
(1)A受冲量后的速度大小
(2)与B碰前瞬间A的速度大小;
(3)A、B碰后瞬间轻绳的拉力大小。
【答案】(1)6m/s
(2)4m/s (3)18.4N
【解析】
【小问1详解】
对小球A由动量定理的得
解得
【小问2详解】
对小球A由动能定理得
解得
【小问3详解】
由动量守恒定律得
由牛顿第二定律得
联立解得T=11.2N
16. 电流天平可以用来测量匀强磁场的磁感应强度大小,装置如图所示。其右臂悬挂着匝数n=10的矩形线圈,线圈水平边长l=10cm,处于匀强磁场中,磁感应强度的方向垂直于线圈平面向外。当线圈中通过I=0.1A、顺时针方向的电流时,调节砝码使天平达到平衡,此时左盘中砝码质量m1=0.4kg,右盘中砝码质量m2=0.5kg。若悬挂矩形线圈的轻杆及矩形线圈的质量均不计,重力加速度g=10 m/s2,求:
(1)线圈有几条边受安培力的作用,求出安培力的合力;
(2)线圈所在处磁场的磁感应强度大小;
(3)若仅使磁场反向,且线圈的竖直边长为6厘米,一半在磁场中,则通过线圈的磁通量的改变量是多少?
(4)改变磁场方向后,需要再向左盘中添加质量为多少的砝码,才能使此天平两臂再达到平衡。
【答案】(1)3,1N,方向竖直向上
(2)10T (3)0.06Wb
(4)0.2kg
【解析】
【小问1详解】
根据安培定则可知,线圈左边所受安培力方向水平向右,线圈右边所受安培力方向水平向左,线圈下侧边所受安培力竖直向上,即线圈有3条边受到安培力,由于左右两边所受安培力平衡,令线圈所受安培力为,根据平衡条件有
解得
方向竖直向上。
【小问2详解】
线圈所受安培力
解得
【小问3详解】
令磁场方向为垂直于纸面向外时为负,穿过线圈的磁通量
磁场反向时,穿过线圈的磁通量
则通过线圈的磁通量的改变量
解得
【小问4详解】
改变磁场方向后,磁感应强度大小不变,则安培力大小不变,只是方向变为竖直向下,则有
解得
17. 如图所示,在xOy平面内有两个点波源S1、S2分别位于x轴上x1=0、x2=10 m处,它们在同一均匀介质中均从t=0开始沿y轴做简谐运动,波源S1开始的振动方程为,波源S2开始的振动方程为,质点P位于x轴上x3=1 m处,已知质点P在t=0.5 s时开始振动,求:
(1)这两列波在介质中的波速和波长;
(2)P点是振动的加强点还是减弱点,简要说明原因
(3)在t=0至t=8 s内质点P通过的路程。
【答案】(1)2m/s,2m
(2)减弱点;波程差为8m,为波长的整数倍,但波源振动状态相差半个周期
(3)94cm
【解析】
【小问1详解】
波从处传播到处的时间是0.5s,所以这两列波在介质中的波速
由振动方程可知
则周期为
所以波长为
【小问2详解】
由
所以P点是振动的减弱点;因为波程差为8m,为波长的整数倍,两波源起振方向相反,波源振动状态相差半个周期。
【小问3详解】
波源S2的振动传播到P点的时间
波源S2的振动传播到P点,质点P已经振动的时间
波源S2的振动传播到P点,质点P已经振动的路程
波源S2的振动传播到P点以后,质点P振动的振幅
波源S2的振动传播到P点以后,质点P振动的时间
波源S2的振动传播到P点以后,质点P振动的路程
所以在t=0至t=8 s内质点P通过的路程
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