内容正文:
方城县第一高级中学2025-2026学年高二下学期 4 月学情检测物理试卷
学校∶___________姓名:___________班级:___________考号:___________
考生注意:
1.本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分)
1. 以下四幅图片中:图甲是光在玻璃球中传播,图丙是检测工件表面平整程度时得到的图样,图丁影的中心存在一个亮斑。下列说法中正确的是( )
A. 图甲中,b光在玻璃球中的速度较小
B. 图乙中,若只增大屏到挡板间距离,两相邻亮条纹间距离将减小
C. 图丙中,是检测工件表面平整程度时得到的图样,利用了光的衍射原理
D. 图丁中,影的中心存在一个亮斑,是光线通过一个圆孔得到的衍射图样
【答案】A
【解析】
【详解】A.图甲中,b光的偏折程度较大,b光的折射率大于a的折射率,根据可得,b光在玻璃球中的传播速度较小,故A正确;
B.图乙中,根据双缝干涉相邻条纹间距公式
可知若只增大屏到挡板间距离,两相邻亮条纹间距离将增大,故B错误;
C.图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样,故C错误;
D.丁图中,影的中心存在一个亮斑,是光线通过一个不透光的小圆盘得到的衍射图样,故D错误。
故选A。
2. 如图甲所示,一水平弹簧振子以O点为平衡位置,在M、N两点间做简谐运动,以向右为x轴正方向,振子的振动图像如图乙所示,已知时振子的回复力大小为,下列说法正确的是( )
A. 时振子的速度最大,加速度最小
B. 该弹簧振子的劲度系数为
C. 内振子的弹性势能先减小后增大
D. 振子在内通过的路程为
【答案】B
【解析】
【详解】A.时振子位移最大,则速度为零,加速度最大,故A错误;
B.根据胡克定律可知,劲度系数,故B正确;
C.内振子的位移先增大后减小,故弹性势能先增大后减小,故C错误;
D.由图可知周期为2s,则内振子通过的路程为,故D错误。
故选B。
3. 一列简谐横波在时的波形如图中实线所示,时的波形如图中虚线所示,下列说法正确的是( )
A. 这列波的波长为6m B. 若波向右传播,则波的最小频率为
C. 若波向左传播,则波的传播速度大小为 D. 平衡位置分别为的两个质点,振动方向始终相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.这列波的波长为8m,选项A错误;
B.若波向右传播,则(n=0、1、2、3……)
当n=0时周期T最大,最大值为T=4s,则波的最小频率为
选项B正确;
C.若波向左传播,则波的传播速度大小为 (n=0、1、2、3……)
选项C错误;
D.平衡位置分别为的两个质点,平衡位置相差半个波长,则振动方向始终相反,选项D错误。
故选B。
4. 如图所示,泳池底有一个点光源P,只有在锥形范围内的光线才能从水面射出,MN为圆锥底面的一条直径。已知池水深,圆锥的母线与水平方向所成的角为(),光在空气中的传播速度,下列说法正确的是( )
A. 为水的临界角 B. 水的折射率为
C. 水面上亮斑的面积为 D. 光在水中传播的最短时间为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由光路图知,发生全反射时的临界角为,A错误;
B.由折射率公式知
由图可知
故折射率为
B错误;
C.由题知,只有在锥形范围内的光线才能从水面射出,设锥形范围半径为,距离为,则根据几何关系知
代入得
则
代入得
水面上亮斑的面积为
代入得
C错误;
D.由公式知
代入得
则光在水中传播的最短时间为
D正确;
故选D。
5. 两列振幅均为4cm的简谐横波均沿x轴传播,t时刻的波形图如图所示,其中一列沿x轴正方向传播(图中实线所示),一列沿x轴负方向传播(图中虚线所示)。这两列波的频率相等,振动方向均沿y轴,且传播速度均为10m/s,下列说法中正确的是( )
A. 两列波的周期均为0.004s
B. x=2cm处质点振动一个周期通过的路程为32cm
C. 在(t+0.002s)时刻x=4cm处质点振动的位移为8cm
D. x=3cm处质点振动的位移可能为8cm
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知两列波的波长均为8cm,由公式
解得两列波的周期均为,故A错误;
B.根据图像可知,该时刻两列波在x=2cm处是波峰与波谷叠加,可知该位置是振动减弱点,则在x=2cm处质点的振幅为0,所以一个周期内通过的路程也为0,故B错误;
C.根据
在(t+0.002s)时刻,两波均沿传播方向平移2cm,此时x=4cm处质点位于两波的波峰处,即位移为8cm,故C正确;
D.根据同侧法可知,t时刻,x=3cm处质点在实线波形中沿y轴正方向运动,x=3cm处质点在虚线波形中也沿y轴正方向运动,可知该质点在实线与虚线波形中,不可能同时到达平衡位置,也不可能同时到达波峰或者波谷位置,即该质点的位移0<s<8cm,即x=3cm处质点振动的位移不可能为8cm,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,轻绳1一端连接小球A,另一端悬挂在天花板上。轻绳2连接小球A、B,轻绳3一端连接小球B,另一端固定在竖直墙壁上,两小球均处于静止状态,已知小球B的质量为。轻绳1与竖直方向、轻绳2与水平方向的夹角均为,轻绳3沿水平方向,已知重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 小球A的质量为
B. 轻绳1上的张力
C. 轻绳3上的张力
D. 剪断轻绳2的瞬间,小球A的加速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.对小球B受力分析可知,根据平衡条件有,
解得轻绳2上的张力和轻绳3上的张力分别为,
对小球A、B整体受力分析可知,根据平衡条件,
联立解得,,故AB错误,C正确;
D.剪断轻绳2的瞬间,小球A的加速度沿圆周的切线方向,合力为
根据牛顿第二定律有
解得加速度大小为,故D错误。
故选C。
7. 在学校运动场上80m直跑道的两端A、B,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5m的声波。一同学从对面跑道(两跑道相距60m)的C点出发,向D点缓慢行进。则在此过程中他听到扬声器声音由强变弱的次数为( )
A. 8次 B. 9次 C. 16次 D. 18次
【答案】C
【解析】
【详解】两相干波,路程差()时振动加强;()时振动减弱 。声音由强变弱,对应路程差从变为
两扬声器间距80m,同学从C到D,两扬声器的路程差最大为40m,波长
从C到D过程,路程差由40m到0再到40m
则理论上的“由强变弱”次数 为
故选C。
二、多项选择题(第8~10题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分,共18分)
8. 一列简谐横波在均匀介质中沿轴传播,在时刻的波形如图所示,、是介质中的两个质点。质点的振动方程为,则下列说法正确的是( )
A. 波沿轴正向传播
B. 时刻,质点正沿轴负方向运动
C. 波的传播速度为
D. 质点的平衡位置位于处
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.根据质点的振动方程可知,时刻质点的振动方向沿y轴正方向,结合波形图,根据同侧法可判断出波的传播方向为轴正方向,质点的振动方向为轴正方向,A正确,B错误;
C.设质点N的振动方程为
已知时,可得
平衡位置在处的质点相位为
所以从质点N到平衡位置在处的质点间相位差为
距离为
可得
周期为
波速为
C正确;
D.质点M到平衡位置在处的质点距离为
所以质点的平衡位置位于处,D错误。
故选AC。
9. 明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载:“凡宝石面凸,则光成一条,有数棱则必有一面五色”,表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所示,一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b,下列说法正确的是( )
A. 在真空中a光的传播速度比b光的大
B. a光能发生偏振现象,b光不能发生
C. 经过相同的狭缝,a光比b光更容易发生明显的衍射现象
D. 若a、b两束光从同一介质射入真空,a光发生全反射的临界角较大
【答案】CD
【解析】
【详解】A.所有色光在真空中传播速度都相同,故A错误;
B.由于光属于横波,所以不论a光还是b光都可以发生偏振现象,故B错误;
C.图像可知b光偏折比a光大,故b光折射率大于a光折射率,可知b光频率大于a光频率,根据
可知b光在真空中的波长比a的波长小,故经过相同的狭缝,a光比b光更容易发生明显的衍射现象,故C正确;
D.由于b光折射率大于a光折射率,根据
可知b光临界角比a光小,则a、b两束光从同一介质射入真空,a光发生全反射的临界角较大,故D正确。
故选CD。
10. 在均匀介质中,有一列简谐横波在轴上传播。波源位于处,时刻波源从平衡位置开始振动,其位移与时间的关系为。在时刻,处的质点第一次到达波峰。在轴上有一质点P,其坐标。已知该波的波长。下列说法正确的是( )
A. 该波的传播速度可能为
B. 在到时间内,质点P经过的路程可能为
C. 若波源在介质中的传播速度为,则时,质点的位移为
D. 若波源在介质中的传播速度为,则处的质点与P点的振动始终相反
【答案】CD
【解析】
【详解】A.时刻波源从平衡位置开始振动,其位移与时间的关系为,波源起振方向为y轴正方向,周期为
经过,波源到达波峰处,在时刻,处的质点第一次到达波峰。则波峰从波源传到处所需时间为
所以,波速,故A错误;
B.波传到质点P处需要时间
在到时间内,质点P振动时间
则其经过的路程小于一个振幅即6cm,故B错误;
C.若波速为,波传到质点P处需要时间
P点实际振动时长
起振方向向上,所以此时质点的位移为,故C正确;
D.如果波速为,波长
两质点的间距
因此两个质点的振动始终相反,故D正确。
故选CD。
三、实验题(本题共2小题,共14分)
11. 图甲为某兴趣小组设计的实验装置,在单摆悬点处安装力传感器,可采集摆线的拉力;在小球的平衡位置正下方处安装光电门,可采集小球底部的轻质遮光片遮住光的时间。利用本装置可以完成测量当地重力加速度大小g。实验操作如下:
(1)测量所需长度:用刻度尺测得摆线长度为L,用游标卡尺测得小球直径为D;用螺旋测微器测量遮光片的宽度为d,如图乙所示,则d=__________;
(2)测量当地重力加速度的大小:将小球拉至与竖直方向成较小角度并由静止释放。利用力传感器,获得摆线所受拉力F的大小与时间t 的关系图像,如图丙所示,则单摆的周期________(用“”、“”表示),重力加速度大小的测量值为___________(用“L”“D”和“T”表示)。
【答案】(1)1.199##1.200##1.201
(2) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
螺旋测微器的精度为,遮光片宽度为
【小问2详解】
[1]小球在最低点时拉力最大,可知相邻拉力最大的时间间隔为,有
[2]单摆摆长为,根据单摆周期
可得重力加速度大小的测量值
12. 如图,在木板上面铺一张白纸,把玻璃砖放在纸上,描出玻璃砖的两个边a和。然后,在玻璃砖的一侧插两个大头针A、B,AB的延长线与a的交点就是O。眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针,使B把A挡住,这样大头针A、B就确定了射入玻璃砖的光线。在眼睛这一侧再插第三个大头针C,使它把A、B都挡住,插第四个大头针D,使它把前三个大头针都挡住,那么,后两个大头针就确定了从玻璃砖射出的光线。在白纸上描出光线的径迹,以O点为折射点,测量出θ₁、θ₂的角度。
(1)计算玻璃的折射率的公式为n=___________。
(2)试写出2种减小实验误差的措施。
①___________
②___________
(3)如果以O'为折射点,能测出玻璃的折射率n吗?答:___________(选填“能”或者“不能”)。
(4)如果a'与a不平行,能测出玻璃的折射率n吗?答:___________(选填“能”或者“不能”)。
【答案】(1)
(2) ①. 画准a、a′ ②. 选用宽度较大的玻璃砖
(3)能 (4)能
【解析】
【小问1详解】
计算玻璃的折射率的公式为
【小问2详解】
[1] 画准a、a′(或大头针竖直插在纸上或AB、BO、CD、CO′要大一些)。
[2] θ2应大一些(或实验时玻璃砖、白纸位置不要改变或选用宽度较大的玻璃砖)。
【小问3详解】
如果以O'为折射点,根据折射定律能测出玻璃的折射率n。
【小问4详解】
如果a'与a不平行,根据折射定律也能测出玻璃的折射率n。
四、计算题(本题共3小题,共计40分。解答时应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。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图所示,足够大的长方体均匀介质中,一束激光通过介质射到下表面上的点。现在介质中挖去一部分,形成一足够长的长方体空腔,该激光束通过空腔后射到下表面上的点。已知空腔的宽度为,介质折射率,空腔的上、下表面与介质的表面平行,设激光束在空腔上表面的入射角为。求:
(1)要使激光束能够射入空腔内,入射角的正弦值应满足的条件;
(2)时,、两点间的距离。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
为使光线能够射入空腔并射出,光线在介质的上表面不能发生全反射,则
且
解得
【小问2详解】
时,作出光路图如图所示,设折射角为,则
解得
根据几何关系,图中
为等腰三角形,
又
解得
14. 如图所示,足够大的光滑水平桌面上,劲度系数为k的轻弹簧一端固定在桌面左端, 另一端与小球A 拴接,当弹簧处于原长时,小球A位于P点。将小球A用细线跨过光滑的 定滑轮连接小球 B, 桌面上方的细线与桌面平行,此时小球A静止于O点,A、B 两小球质量均为M。现将小球A移至P点后由静止释放,当小球 A向右运动至速度为零时剪断细线,此时小球B未接触地面。已知弹簧振子的振动周期 (m 为振子的质量,k 为弹簧的劲度系数),弹簧的弹性势能为(k为弹簧的劲度系数,x 为弹簧的形变量),重力加速度大小为g, 空气阻力不计,弹簧始终在弹性限度内。求:
(1)小球A 从 P 点由静止释放瞬间的加速度大小a;
(2)剪断细线前瞬间细线的张力大小F;
(3)从剪断细线开始计时,小球A 第一次返回O 点所用的时间t,及小球A 到达O点的速度大小v。
【答案】(1)
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
小球 A从P点由静止释放瞬间弹簧的弹力为零,小球 A、B 一起向右运动 对小球 A、B整体,由牛顿第二定律得 Mg=2Ma
解得
【小问2详解】
设小球 A静止于0点时,弹簧的形变量为 x0 则 kx0 =Mg
小球 A、B 组成的系统做简谐振动,振幅
由对称性可知,小球 A向右运动至最远点时,对 A有 2kx0-F=Ma
对小球B有F-Mg=Ma
解得
【小问3详解】
细线断裂后A球单独做简谐振动,其平衡位置为P点,振幅变为
则 A球单独做简谐振动的振动方程
当小球 A第一次返回O点时,位移
有
解得
小球 A到O点过程中弹性势能转化为小球A的动能,有
解得
15. 如图1所示,分别位于A、B两点的波源和振动的频率相同,二者产生的简谐横波在同种介质中沿直线AB相向传播。图2为时波源产生的完整波形图。图3为波源的位移—时间图像,时,波源开始振动。已知时,两列波刚好在M点(未画出)相遇,求:
(1)两列波的波速;
(2)A、B之间的距离l;
(3)在图4以A为坐标原点的坐标系中画出时,AB间的波形;
(4)至时间内,M点运动的路程。
【答案】(1)
(2)
(3) (4)
【解析】
【小问1详解】
由图2可知,
解得波长为
由图3可知,周期,则波速为
【小问2详解】
由图2可知,时,的波前端到达
则A、B之间的距离为
代入数据可得
【小问3详解】
时,波形平移的距离为
则AB间的波形如图所示
【小问4详解】
两列波叠加后,M点为振动减弱点,振幅为
时,M点开始振动,时,M点振动了
在时间,M点的路程为
则至时间内,M点运动的路程为
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方城县第一高级中学2025-2026学年高二下学期 4 月学情检测物理试卷
学校∶___________姓名:___________班级:___________考号:___________
考生注意:
1.本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分)
1. 以下四幅图片中:图甲是光在玻璃球中传播,图丙是检测工件表面平整程度时得到的图样,图丁影的中心存在一个亮斑。下列说法中正确的是( )
A. 图甲中,b光在玻璃球中的速度较小
B. 图乙中,若只增大屏到挡板间距离,两相邻亮条纹间距离将减小
C. 图丙中,是检测工件表面平整程度时得到的图样,利用了光的衍射原理
D. 图丁中,影的中心存在一个亮斑,是光线通过一个圆孔得到的衍射图样
2. 如图甲所示,一水平弹簧振子以O点为平衡位置,在M、N两点间做简谐运动,以向右为x轴正方向,振子的振动图像如图乙所示,已知时振子的回复力大小为,下列说法正确的是( )
A. 时振子的速度最大,加速度最小
B. 该弹簧振子的劲度系数为
C. 内振子的弹性势能先减小后增大
D. 振子在内通过的路程为
3. 一列简谐横波在时的波形如图中实线所示,时的波形如图中虚线所示,下列说法正确的是( )
A. 这列波的波长为6m B. 若波向右传播,则波的最小频率为
C. 若波向左传播,则波的传播速度大小为 D. 平衡位置分别为的两个质点,振动方向始终相同
4. 如图所示,泳池底有一个点光源P,只有在锥形范围内的光线才能从水面射出,MN为圆锥底面的一条直径。已知池水深,圆锥的母线与水平方向所成的角为(),光在空气中的传播速度,下列说法正确的是( )
A. 为水的临界角 B. 水的折射率为
C. 水面上亮斑的面积为 D. 光在水中传播的最短时间为
5. 两列振幅均为4cm的简谐横波均沿x轴传播,t时刻的波形图如图所示,其中一列沿x轴正方向传播(图中实线所示),一列沿x轴负方向传播(图中虚线所示)。这两列波的频率相等,振动方向均沿y轴,且传播速度均为10m/s,下列说法中正确的是( )
A. 两列波的周期均为0.004s
B. x=2cm处质点振动一个周期通过的路程为32cm
C. 在(t+0.002s)时刻x=4cm处质点振动的位移为8cm
D. x=3cm处质点振动的位移可能为8cm
6. 如图所示,轻绳1一端连接小球A,另一端悬挂在天花板上。轻绳2连接小球A、B,轻绳3一端连接小球B,另一端固定在竖直墙壁上,两小球均处于静止状态,已知小球B的质量为。轻绳1与竖直方向、轻绳2与水平方向的夹角均为,轻绳3沿水平方向,已知重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 小球A的质量为
B. 轻绳1上的张力
C. 轻绳3上的张力
D. 剪断轻绳2的瞬间,小球A的加速度大小为
7. 在学校运动场上80m直跑道的两端A、B,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5m的声波。一同学从对面跑道(两跑道相距60m)的C点出发,向D点缓慢行进。则在此过程中他听到扬声器声音由强变弱的次数为( )
A. 8次 B. 9次 C. 16次 D. 18次
二、多项选择题(第8~10题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分,共18分)
8. 一列简谐横波在均匀介质中沿轴传播,在时刻的波形如图所示,、是介质中的两个质点。质点的振动方程为,则下列说法正确的是( )
A. 波沿轴正向传播
B. 时刻,质点正沿轴负方向运动
C. 波的传播速度为
D. 质点的平衡位置位于处
9. 明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载:“凡宝石面凸,则光成一条,有数棱则必有一面五色”,表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所示,一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b,下列说法正确的是( )
A. 在真空中a光的传播速度比b光的大
B. a光能发生偏振现象,b光不能发生
C. 经过相同的狭缝,a光比b光更容易发生明显的衍射现象
D. 若a、b两束光从同一介质射入真空,a光发生全反射的临界角较大
10. 在均匀介质中,有一列简谐横波在轴上传播。波源位于处,时刻波源从平衡位置开始振动,其位移与时间的关系为。在时刻,处的质点第一次到达波峰。在轴上有一质点P,其坐标。已知该波的波长。下列说法正确的是( )
A. 该波的传播速度可能为
B. 在到时间内,质点P经过的路程可能为
C. 若波源在介质中的传播速度为,则时,质点的位移为
D. 若波源在介质中的传播速度为,则处的质点与P点的振动始终相反
三、实验题(本题共2小题,共14分)
11. 图甲为某兴趣小组设计的实验装置,在单摆悬点处安装力传感器,可采集摆线的拉力;在小球的平衡位置正下方处安装光电门,可采集小球底部的轻质遮光片遮住光的时间。利用本装置可以完成测量当地重力加速度大小g。实验操作如下:
(1)测量所需长度:用刻度尺测得摆线长度为L,用游标卡尺测得小球直径为D;用螺旋测微器测量遮光片的宽度为d,如图乙所示,则d=__________;
(2)测量当地重力加速度的大小:将小球拉至与竖直方向成较小角度并由静止释放。利用力传感器,获得摆线所受拉力F的大小与时间t 的关系图像,如图丙所示,则单摆的周期________(用“”、“”表示),重力加速度大小的测量值为___________(用“L”“D”和“T”表示)。
12. 如图,在木板上面铺一张白纸,把玻璃砖放在纸上,描出玻璃砖的两个边a和。然后,在玻璃砖的一侧插两个大头针A、B,AB的延长线与a的交点就是O。眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针,使B把A挡住,这样大头针A、B就确定了射入玻璃砖的光线。在眼睛这一侧再插第三个大头针C,使它把A、B都挡住,插第四个大头针D,使它把前三个大头针都挡住,那么,后两个大头针就确定了从玻璃砖射出的光线。在白纸上描出光线的径迹,以O点为折射点,测量出θ₁、θ₂的角度。
(1)计算玻璃的折射率的公式为n=___________。
(2)试写出2种减小实验误差的措施。
①___________
②___________
(3)如果以O'为折射点,能测出玻璃的折射率n吗?答:___________(选填“能”或者“不能”)。
(4)如果a'与a不平行,能测出玻璃的折射率n吗?答:___________(选填“能”或者“不能”)。
四、计算题(本题共3小题,共计40分。解答时应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。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图所示,足够大的长方体均匀介质中,一束激光通过介质射到下表面上的点。现在介质中挖去一部分,形成一足够长的长方体空腔,该激光束通过空腔后射到下表面上的点。已知空腔的宽度为,介质折射率,空腔的上、下表面与介质的表面平行,设激光束在空腔上表面的入射角为。求:
(1)要使激光束能够射入空腔内,入射角的正弦值应满足的条件;
(2)时,、两点间的距离。
14. 如图所示,足够大的光滑水平桌面上,劲度系数为k的轻弹簧一端固定在桌面左端, 另一端与小球A 拴接,当弹簧处于原长时,小球A位于P点。将小球A用细线跨过光滑的 定滑轮连接小球 B, 桌面上方的细线与桌面平行,此时小球A静止于O点,A、B 两小球质量均为M。现将小球A移至P点后由静止释放,当小球 A向右运动至速度为零时剪断细线,此时小球B未接触地面。已知弹簧振子的振动周期 (m 为振子的质量,k 为弹簧的劲度系数),弹簧的弹性势能为(k为弹簧的劲度系数,x 为弹簧的形变量),重力加速度大小为g, 空气阻力不计,弹簧始终在弹性限度内。求:
(1)小球A 从 P 点由静止释放瞬间的加速度大小a;
(2)剪断细线前瞬间细线的张力大小F;
(3)从剪断细线开始计时,小球A 第一次返回O 点所用的时间t,及小球A 到达O点的速度大小v。
15. 如图1所示,分别位于A、B两点的波源和振动的频率相同,二者产生的简谐横波在同种介质中沿直线AB相向传播。图2为时波源产生的完整波形图。图3为波源的位移—时间图像,时,波源开始振动。已知时,两列波刚好在M点(未画出)相遇,求:
(1)两列波的波速;
(2)A、B之间的距离l;
(3)在图4以A为坐标原点的坐标系中画出时,AB间的波形;
(4)至时间内,M点运动的路程。
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