专题01 机械振动和机械波（期末真题汇编，上海专用）高二物理下学期

**基本信息** 高中物理期末试题汇编，精选上海高桥中学、曹杨第二中学等校考题，聚焦机械振动和机械波，融合飞力士棒、无人机等生活科技情境，注重基础概念与综合应用能力考查。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |选择|12题|简谐运动频率、机械波传播、光的干涉衍射|结合健身器材（飞力士棒共振）、无人机（多普勒效应）等真实情境| |填空|8题|受迫振动、波速波长关系、光的折射|设置水波传播、弹簧振子振动方程等问题，强化模型建构| |计算/证明|7题|简谐运动证明、波的干涉、能量转化|如论证活塞简谐运动、推导观察者接收水波频率，突出科学推理与论证|

专题01 机械振动和机械波 物理学家将力学方法和统计方法相结合，分析宏观可测的热现象，建立了分子动理论。气体所表现出来的宏观特性可以通过气体分子的热运动以及分子间的相互作用来解释。如图，大气压强为，一个气缸内部体积为，初始压强为，内有一活塞横截面积为，质量为。 1．(24-25高二下·上海高桥中学·期末)等温情况下，向右拉开活塞移动距离X，则活塞受拉力=____ 2．(24-25高二下·上海高桥中学·期末)在水平弹簧振子中，弹簧劲度系数为，小球质量为，则弹簧振子做简谐运动振动频率为，论证拉开微小位移X时，活塞做简谐振动，并求出振动频率。 二、综合题 健身 3．(24-25高二下·上海曹杨第二中学·期末)下图为练习艺术体操的小舞晃动彩带在某时刻形成的波形（可视为正弦波），以该时刻为计时起点，竖直向上为正方向，彩带上P质点的振动图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 4．(24-25高二下·上海曹杨第二中学·期末)小理有一款特殊的自行车，当踩动脚踏板“骑行”时，能产生电能给手机充电，同时也能达到健身的目的，下列选项中与该自行车发电原理相同的是（　　） A． B． C． D． 5．(24-25高二下·上海曹杨第二中学·期末)“飞力士棒”是具有弹性且两端带有负重的健身器械。小理小幅度晃动固有频率为4Hz的“飞力士棒”使其振动。当手晃动的频率为6Hz时，该棒振动频率等于_________Hz，手晃动的频率从1Hz增大到6Hz的过程中，该棒的振幅_________（选填“A．一直增大”、“B．一直减小”或“C．先增大后减小”）。 6．(24-25高二下·上海曹杨第二中学·期末)如图所示，质量为m的足球从水平地面上位置1被踢出后落在位置3，在空中达到最高点2的高度为h，则由图中的轨迹可判断足球在空中的运动过程机械能_________（选填“A．守恒”、“B．不守恒”、“C．无法判断”），从1到2_________（选填“A．动能”或“B．重力势能”）_________（选填“A．增加”或“B．减少”）了mgh。 如图所示，在平静的湖面上，一根树枝周期性地轻点水面，在水面上形成水波。 7．(24-25高二下·上海南汇中学·期末)树枝连续轻点平静水面的O处，形成的水波近似看作简谐横波。某时刻（）的水波图样如图（a）所示，图中实线、虚线分别表示波峰、波谷。M、N是相邻波峰和波谷上的两个质点，两质点振动的平衡位置均在x轴上。质点M的振动图像如图（b）所示。 （1）湖面上形成的水波图样是一个个等间距的同心圆，这是因为水波的______和______大小不变（选填：振幅、频率、波速）。 （2）已知质点M、N在x轴方向上的距离为a，则水波的波长为______，水波的传播速度为______。 8．(24-25高二下·上海南汇中学·期末)若观察到树枝轻点水面产生的水波图样如图（c）所示，这可能是因为（    ） A．点击水面的位置向左移动 B．点击水面的位置向右移动 C．点击水面的振幅减小了 D．点击水面的振幅增大了 9．(24-25高二下·上海南汇中学·期末)如图（d），水面上的O点是波源，P、Q为两块固定挡板。 （1）现能观察到水面上的树叶发生振动，是因为波发生了______现象； A．干涉    B．衍射 （2）为了使树叶停止振动，可______波源O的频率。 A．增加    B．减小 10．(24-25高二下·上海莘庄中学·期末)振动和波 机械波和电磁波具有一些相同的特性，又有和电磁波不同的特点。可见光为我们呈现了许多有趣的现象，其本质是一种电磁波。 (1)有关机械波和电磁波，下列说法正确的是（　　） A．机械波能发生多普勒效应，电磁波没有多普勒效应 B．机械波能发生干涉、衍射，电磁波没有干涉、衍射现象 C．机械波的传播不需要介质，电磁波的传播需要介质 D．机械波在介质中的波速与波的频率无关，电磁波在介质中的波速与波的频率有关 (2)机械振动在介质中传播形成机械波。如图：弹性绳沿x轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当t=0时使其开始沿y轴做振幅为8cm的简谐振动，在t=0.25s时，绳上形成如图所示的波形，则： ①该波的波速为_________m/s。 ②从计时开始经过_______s位于x=45cm的质点N恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置。 (3)如图甲所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆，a、c摆的摆长相同且小于b摆的摆长。当a摆振动的时候，通过张紧的绳子给其他各摆施加驱动力，使其余各摆也振动起来。图乙是c摆稳定以后的振动图像，重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法错误的是（　　） A．a、b、c单摆的固有周期关系为Ta=Tc<Tb B．b、c摆振动达到稳定时，c摆振幅较大 C．由图乙可知，此时b摆的周期Tb小于t0 D．a摆的摆长为 (4)一半径为R的半圆形玻璃砖放置在竖直平面上，其截面如图所示。图中O为圆心，AB为竖直方向的直径。有一束细光线自O点沿水平方向射入玻璃砖，可以观测到有光线自玻璃砖内射出，现将入射光线缓慢平行上移，当入射点M与O点的距离为时，从玻璃砖右侧射出的光线刚好消失。已知光在真空中的速度为c。求： ①该玻璃砖对此单色光的折射率____； ②自M点入射的光在玻璃砖中的传播时间____。 如图所示，悬挂于竖直弹簧下端的小球质量为，弹簧的质量忽略不计，将小球向下拉动后释放，使其在竖直方向上下运动，最大速度为。 11．(24-25高二下·上海师范大学附属虹口中学·期末)从某时刻速度大小为，方向向下开始计时，经过时间，小球的速度大小仍为，方向向上，忽略空气阻力，重力加速度为。 （1）求该运动过程中，小球所受弹簧弹力冲量的大小。 （2）上述装置也可称为弹簧振子，证明该振子的运动是简谐振动。 （3）该振子在地球上的振动频率为，其中是弹簧的劲度系数，若将振子搬到月球上，其振动频率是否会发生变化，为什么？ 12．(24-25高二下·上海师范大学附属虹口中学·期末)以弹簧振子为波源，图甲是时刻其在介质中形成的一列简谐横波，、为该波沿水平传播方向上相距的两个质点，点振动领先点，此时质点正处于波峰（图中未画出），图乙为质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．t=0时刻，P质点所受合力沿y轴正方向 B．质点的振动方程为 C．该波的波长可能为 D．该波的传播速度可能为 13．(24-25高二下·上海师范大学附属虹口中学·期末)两个振子产生的两列简谐波在某一均匀介质中相向传播，波源（，）产生的波沿轴正方向传播，波源（，）产生的波沿轴负方向传播。时刻某一波源先开始振动，时间的波形图如图所示。此时平衡位置位于和的两个质点都处于波峰位置。再经过，的质点坐标为___________，两列波___________发生干涉现象（选填“能”或“不能”）。 14．(24-25高二下·上海师范大学附属虹口中学·期末)把一压力传感器固定在水平地面上，轻质弹簧竖直固定在压力传感器上，如图甲所示。时，将金属小球从弹簧正上方由静止释放，小球落到弹簧上后压缩弹簧到最低点，又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。压力传感器中压力大小随时间变化图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．时刻，小球的动能最大 B．时间内，小球始终处于失重状态 C．时间内，小球所受合力的冲量为0 D．时间内，小球机械能的增加量等于弹簧弹性势能的减少量 七、简谐波：弹性绳的一端做简谐运动、可以在绳上形成简谐波。 15．(24-25高二下·上海高桥中学·期末)弹性绳沿x轴方向放置，左端在原点O，使绳的左端沿y轴方向做简谐运动，1s后波恰好传到x=1m处的质点M，波形如图所示，从该时刻开始计时。 （1）该绳波是___________（选涂：A．横波，B．纵波，C．混合波）。 （2）（简答）说明（1）的依据____。 （3）这列波的波速大小为______m/s，M点的振动方程为y=_____。 16．(24-25高二下·上海高桥中学·期末)如图，两种均匀弹性绳I、II相接，直角坐标系xOy的y轴为其分界线，坐标原点处的振动同时在I和II中传播，某时刻的波形图如图。 （1）波源的起振沿____方向 （2）此刻b波传到的水平位置是x=____m （3）a、b两列波的频率之比为_________ （4）______点先到达最大位移处（选涂：A．P，B．Q，C．同时） 17．(24-25高二下·上海高桥中学·期末)弹性绳上相距6m的两点S、T在竖直平面内做周期为2s的简谐运动，相位相同，振幅分别为4cm和6cm。振动在绳上传播速度为1m/s，则S、T连线上（不包含这两点）振动加强点共有_____个，这些点位移的最大值为____cm。 波动现象是物理学中一个重要且广泛的研究领域。 18．(24-25高二下·上海宝山区·期末)利用如图装置，可以在光屏上观察到明暗相间的条纹，这是光的_____现象，当保持双缝到光屏的距离不变，屏上明暗相间的条纹间距随双缝间距的减小而_____（选择：A、增大B、减小C、不变）。 19．(24-25高二下·上海宝山区·期末)如图所示，点是水面上的一个波源，垂直于水面做简谐运动，所激发的水波（横波）在水面上向四周传播。图中虚线表示两个圆形波面。在时离点的点开始振动；在时离点的点开始振动，此时点第二次到达波峰。P、Q之间的距离是。则该水波的波速为_____时、连线上处于平衡位置的点有_____个（不包括Q点在内）。 20．(24-25高二下·上海宝山区·期末)（证明）如图所示，在不流动的水面上有一波源，波源以频率垂直于水面做简谐运动，产生的水波以波速在水面上以一系列同心圆向四周传开，实线表示波峰，相邻圆的半径之差为一个波长。若水面上有观察者以速率向波源运动，试证明他观测到的水波频率 人类对光的研究经历了漫长的过程，光能发生反射、折射、干涉、衍射等各种现象。 21．(24-25高二下·上海南汇中学·期末)激光笔发射的红色激光在真空中的波长为650nm，光速为，水对激光的折射率为1.6。则激光进入水后，其频率为______Hz，波长为______mm。（答案保留3位有效数字） 22．(24-25高二下·上海南汇中学·期末)如图所示，一定强度的激光（含有两种频率的复色光）沿半径方向入射到半圆形玻璃砖的圆心O点，经过玻璃砖后有A、B、C三束光射出。 （1）B光和C光在玻璃砖中传播的速度哪个更大？( ) A．B光    B．C光    C．相等 （2）随着入射角逐渐增大，最先消失的( ) A．A光    B．B光    C．C光 23．(24-25高二下·上海南汇中学·期末)某同学利用光强分布传感器，研究光经过双缝（或单缝）后，光强的分布情况。实验器材依次为激光器、双缝（或单缝）、光强分布传感器，测得光强分布（纵轴）与水平坐标的关系图像如图甲、乙所示，则（    ） A．图甲对应的是单缝衍射实验，图乙对应的是双缝干涉实验 B．在激光器和双缝之间放置一个偏振片，干涉条纹的间距将减小 C．增大单缝与传感器之间的距离，中央条纹的峰值会减小 D．增大双缝与传感器之间的距离，干涉条纹的间距会减小 无人驾驶飞机简称为无人机，是利用遥控设备发射无线电波和自备的程序控制装置操控的不载人飞机。在民用方面无人机主要是以电动机来提供动力，在航拍、农业、快递、救援、观测等众多领域应用广泛。 多旋翼无人机更是使用最多的类型。它通常具有三个以上的旋翼轴，通过每个轴上的电动机转动带动旋翼，从而产生升推力，可以完成垂直起降、悬停等各种飞行动作。 某学校在操场进行庆典活动，由旋翼无人机进行直播摄像和播放音乐烘托氛围。 24．(24-25高二下·上海师范大学附属虹口中学·期末)无人机上装有遥感照相机，即使在夜晚也能进行拍摄，这种遥感照相机敏感的电磁波属于（　　） A．可见光波段 B．红外波段 C．紫外波段 D．射线波段 25．(24-25高二下·上海师范大学附属虹口中学·期末)当你站在地面上听到无人机播放音乐的音调（频率）比悬停时变高了： （1）可知无人机与你的距离( ) A．在变大       B．在变小    C．不变    D．无法确定 （2）出现此情形的原因是波的( ) A．干涉现象    C．折射现象    D．多普勒效应 26．(24-25高二下·上海师范大学附属虹口中学·期末)已知此无人机质量为，重力加速度为，当其以恒定速率、沿半径为的圆周在空中水平面内盘旋时： （1）空气对无人机的作用力的大小为___________； （2）无人机运动一周过程中，空气对无人机的作用力的冲量大小为___________。 27．(24-25高二下·上海师范大学附属虹口中学·期末)甲、乙两位同学，看到了无人机正好悬停在空中，有了下面的对话： 甲：因为无人机不动，所以电机是不做功的，其功率为零； 乙：我认为电机是做功的，因为悬停也耗电！但想不明白，根据能量守恒，如果电机还做功，其消耗的能量哪去了呢！？ 请你判断甲乙两同学的说法是否正确，不正确的指出其错误，并回答乙的疑问。 对于甲同学：___________； 对于乙同学：___________； 简易浮筒式波浪发电灯塔的装置截面示意图如图所示，磁铁固定在水中，S极上套有一个浮筒，浮筒上绕有匝线圈，线圈直径、电阻。线圈所处位置的辐向磁场的磁感应强度大小。浮筒沿竖直方向运动过程中，其顶部始终没有进入海水中。 28．(24-25高二下·上海华东师范大学第一附属中学·期末)将该装置置于静水中上下振动，形成的水波近似看作简谐横波。时刻水波图样如图（b）所示，图中实线、虚线分别表示波峰、波谷。M、N是相邻波峰和波谷上的两个质点，两质点振动的平衡位置均在x轴上。质点M的振动图像如图（c）所示。 （1）若水波的传播速度为v，则质点M、N在x轴方向上的距离为__________； （2）质点N振动的位移y随时间t变化的关系式是__________。 29．(24-25高二下·上海华东师范大学第一附属中学·期末)装置入海后，浮筒随海浪上下运动，产生正弦交流电，电动势的最大值，将线圈与电阻的灯泡相连。 （1）此时浮筒的运动是__________（选填：“A．自由振动”或“B．受迫振动”）； （2）浮筒相邻两次达到最大速率的过程中，重力的( ) A．冲量和做功均为零        B．冲量不为零，做功为零 C．冲量和做功均不为零      D．冲量为零，做功不为零 （3）（计算）求浮筒运动的最大速率vm=______m/s（结果保留2位有效数字）； （4）（计算）求灯泡正常工作时，min内消耗的电能W=______J（结果保留3位有效数字）。 悬锤静候，因重力而兴舞；摆线轻牵，借周期以复回。动止有法，高低错落皆循理；往返有常，左右参差亦守规。 30．(24-25高二下·上海华东师范大学第一附属中学·期末)如图，用绝缘细线悬挂一个带电金属球，球心到悬点距离为L，左侧空间存在有界匀强磁场B，已知重力加速度为g，在图示位置，由静止释放金属球，其第一次到达最低点的速率为v1，第二次到达最低点时的速率为v2，则v1__________v2（选填：“>”、“<”或“=”）。 31．(24-25高二下·上海华东师范大学第一附属中学·期末)如图，悬线长为L，在悬点正下方有一个能挡住摆线的钉子A，现将单摆向右拉开一个很小的角度后无初速度释放，则绳子第一次碰到钉子的时间t1=___；若绳子碰到钉子前、后两个瞬间摆球角速度分别为ω1、ω2，则ω1____________ω2（选填：“A．>”、“B．<”或“C．=”）。 32．(24-25高二下·上海华东师范大学第一附属中学·期末) 如图（a），某同学用单摆测当地重力加速度，绳子上端连接力传感器，可测摆绳上的张力F。 （1）图（b）为F随时间t变化的图像，在0~1s内，摆球在最低点的时刻为__________s，该单摆的周期T=__________s。 （2）该同学测量了摆线长度L，通过改变L，测得6组对应的周期T。描点，作出T2−L图线，如图（c），图线的横、纵截距分别为−p和q，则重力加速度g=___，摆球的直径d=_____。 电动汽车 电动汽车在智能、安全、环保等方面不断创新。 33．(24-25高二下·上海杨浦区·期末)电动汽车质量为，其发动机额定功率为，汽车以额定功率在平直公路上行驶，由初速达到最大速度所行驶的距离为，行驶过程中所受阻力恒定。 （1）根据上述条件，可判断电动汽车在行驶距离内的平均速度( ) A．     B． C．     D． E.     F. （2）求行驶距离所用的时间______。 34．(24-25高二下·上海杨浦区·期末)安装减震弹簧的座椅可简化为如图的装置。当乘客坐在座椅上时（　　） A．弹簧的弹性势能减小，装置的共振频率减小 B．弹簧的弹性势能减小，装置的共振频率增大 C．弹簧的弹性势能增大，装置的共振频率减小 D．弹簧的弹性势能增大，装置的共振频率增大 35．(24-25高二下·上海杨浦区·期末)如图，电容为的超级电容器（将其简化为平行板电容器）放电，其两极板之间的电压从降到，能使汽车加速时间持续。 （1）在汽车加速这段时间内，电容器平均放电电流为________A； （2）电容器两极板之间的电压从降到所需时间为，则( ) A． B． C． 36．(24-25高二下·上海杨浦区·期末)汽车称重仪被用于治理公路超限超载运输。如图，某校学生研究小组在实验室尝试使用力电转换器设计小型称重仪。测量时先调节输入端的电压，使称重仪空载时的输入电压为零，且输入端的电压调节范围尽可能大，在图中完成输入端电路连线__________。 37．(24-25高二下·上海杨浦区·期末)做轮胎检测时，轮胎转轴固定，车轮上长为的金属条与车轮同步转动，其简化模型如图，在磁感应强度大小为的匀强磁场作用下金属条两端产生感应电动势。设车轮转速为，求金属条两端产生的感应电动势大小_______。 昆虫 小小的昆虫世界里蕴含着各类有趣的物理知识。 38．(24-25高二下·上海杨浦区·期末)如图，一只小甲虫从一个半径为的半球形碗底沿碗内表面缓慢向上爬，它可以爬到的最大高度是碗内球面半径的。近似认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则甲虫和碗内表面的动摩擦因数为________。（保留2位有效数字） 39．(24-25高二下·上海杨浦区·期末)静卧在枝头的蝉振动翅膀发出声音，将其发出的声波近似视作简谐波。时刻蝉开始振翅，其背后的螳螂到蝉的距离为，时刻起在螳螂处收到的声波振动图像如图。 （1）从图像可得，蝉发出的声波( ) A．波速 B．波长 C．周期 （2）随后，螳螂悄悄向蝉爬去，速度逐渐增大。在靠近蝉的过程中，螳螂收到的声波( ) A．频率大于 B．频率小于 C．单位时间内的密部数目增大 D．单位时间内的密部数目减小 40．(24-25高二下·上海杨浦区·期末)用高速摄像机记录螳螂跳跃的运动轨迹。螳螂经过图中1、2、3、4四个位置的时间间隔相等，位置4是运动过程的最高点。测量螳螂从位置1跳跃到位置2的水平距离为，从位置1跳跃到位置4的竖直距离为。不计螳螂跳跃过程中所受空气阻力。重力加速度大小为。螳螂从位置1跳跃到位置4所用时间为________，在位置1的速度大小为________。 常见的振动 振动是自然界中普遍存在的运动形式。简谐运动是最基本、最简单的振动。例如，最常见的水平方向弹簧振子的振动形式就是简谐运动，能量在振子动能和弹性势能相互转换。弹簧振子的弹性势能公式为其中k为弹簧劲度系数，x为振子偏离平衡位置位移。 41．(24-25高二下·上海建平中学·期末)一个弹簧振子的周期为2s，则其振动频率为________Hz。从其离开平衡位置开始计时，第一次回到平衡位置需______s。 42．(24-25高二下·上海建平中学·期末)做简谐运动的单摆，其摆长不变，若摆球的质量增加为原来的2倍，摆球经过平衡位置的速度减为原来的，则单摆振动的（　　） A．周期不变，振幅不变 B．周期改变，振幅不变 C．周期不变，振幅变小 D．周期改变，振幅变大 43．(24-25高二下·上海建平中学·期末)对于下面甲、乙、丙、丁四种情况，不是简谐运动的是（　　） A．如甲图：倾角为θ的光滑斜面上的小球沿斜面拉下一段距离，然后松开（忽略空气阻力） B．如乙图：粗细均匀的木筷，下端绕几圈铁丝，竖直浮在较大的装有水的杯中。把木筷往上提起一段距离后放手，木筷就在水中上下振动 C．如丙图：小球在半径为R的光滑球面上的A、B（R远大于弧长AB）之间来回运动 D．如丁图：小球在光滑固定的斜面上来回运动 44．(24-25高二下·上海建平中学·期末)简谐运动是一种简单、协调、自洽的运动，拥有完美的对称性。它的速度随位移变化图线应为（　　） A． B． C． D． 45．(24-25高二下·上海建平中学·期末)如图所示，“飞力士棒”是具有弹性且两端带有负重的健身器械。健身爱好者小幅度晃动固有频率为4Hz的“飞力士棒”使其发生受迫振动。当手晃动的频率为5Hz时，该棒振动频率等于________Hz，手晃动的频率从2Hz逐渐增大到5Hz的过程中，该棒振动的幅度_________（选填“一直增大”“一直减小”或“先增大后减小”）。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 机械振动和机械波 物理学家将力学方法和统计方法相结合，分析宏观可测的热现象，建立了分子动理论。气体所表现出来的宏观特性可以通过气体分子的热运动以及分子间的相互作用来解释。如图，大气压强为，一个气缸内部体积为，初始压强为，内有一活塞横截面积为，质量为。 1．(24-25高二下·上海高桥中学·期末)等温情况下，向右拉开活塞移动距离X，则活塞受拉力=____ 2．(24-25高二下·上海高桥中学·期末)在水平弹簧振子中，弹簧劲度系数为，小球质量为，则弹簧振子做简谐运动振动频率为，论证拉开微小位移X时，活塞做简谐振动，并求出振动频率。 【答案】1． 2． 【详解】1．根据玻意耳定律 对活塞分析可知 联立解得 2．设X方向为正方向，则此时活塞所受合力 当X很微小时，则 即活塞的振动可视为简谐振动，其中 振动频率为 二、综合题 健身 3．(24-25高二下·上海曹杨第二中学·期末)下图为练习艺术体操的小舞晃动彩带在某时刻形成的波形（可视为正弦波），以该时刻为计时起点，竖直向上为正方向，彩带上P质点的振动图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 4．(24-25高二下·上海曹杨第二中学·期末)小理有一款特殊的自行车，当踩动脚踏板“骑行”时，能产生电能给手机充电，同时也能达到健身的目的，下列选项中与该自行车发电原理相同的是（　　） A． B． C． D． 5．(24-25高二下·上海曹杨第二中学·期末)“飞力士棒”是具有弹性且两端带有负重的健身器械。小理小幅度晃动固有频率为4Hz的“飞力士棒”使其振动。当手晃动的频率为6Hz时，该棒振动频率等于_________Hz，手晃动的频率从1Hz增大到6Hz的过程中，该棒的振幅_________（选填“A．一直增大”、“B．一直减小”或“C．先增大后减小”）。 6．(24-25高二下·上海曹杨第二中学·期末)如图所示，质量为m的足球从水平地面上位置1被踢出后落在位置3，在空中达到最高点2的高度为h，则由图中的轨迹可判断足球在空中的运动过程机械能_________（选填“A．守恒”、“B．不守恒”、“C．无法判断”），从1到2_________（选填“A．动能”或“B．重力势能”）_________（选填“A．增加”或“B．减少”）了mgh。 【答案】3．A 4．C 5． 6 C 6． B B A 【解析】3．如图可知彩带形成的波向右传播，则图示时刻彩带上P质点在正半轴，正向负方向振动。 故选A。 4．踩动脚踏板“骑行”时，能产生电能给手机充电，是电磁感应现象，A项通电导线使小磁针发生偏转，为电流的磁效应，B是通电螺线管产生磁场吸附铁屑现象，D项是通电线圈在磁场中受安培力作用发生转动，都是电生磁现象，C项使导线切割磁感线产生感应电流是电磁感应现象，与自行车发电原理相同。 故选C。 5．[1]当手晃动棒，棒做受迫振动，受迫振动的频率取决于驱动力的频率，故该棒振动频率等于手晃动的频率为6Hz。 [2]做受迫振动的物体当驱动力的频率越接近固有频率，振动的振幅越大，当驱动力的频率等于固有频率时，振幅最大达到共振状态，手晃动的频率从1Hz增大到6Hz的过程中，该棒的振幅先增大后减小。 6．[1]足球被踢出后，若机械能守恒，足球只受重力做斜上抛运动，轨迹会关于最高点的竖直线对称，由图中的轨迹不对称可判断足球在空中的运动过程机械能不守恒。 [2][3]从1到2重力势能增加，动能减少。 如图所示，在平静的湖面上，一根树枝周期性地轻点水面，在水面上形成水波。 7．(24-25高二下·上海南汇中学·期末)树枝连续轻点平静水面的O处，形成的水波近似看作简谐横波。某时刻（）的水波图样如图（a）所示，图中实线、虚线分别表示波峰、波谷。M、N是相邻波峰和波谷上的两个质点，两质点振动的平衡位置均在x轴上。质点M的振动图像如图（b）所示。 （1）湖面上形成的水波图样是一个个等间距的同心圆，这是因为水波的______和______大小不变（选填：振幅、频率、波速）。 （2）已知质点M、N在x轴方向上的距离为a，则水波的波长为______，水波的传播速度为______。 8．(24-25高二下·上海南汇中学·期末)若观察到树枝轻点水面产生的水波图样如图（c）所示，这可能是因为（    ） A．点击水面的位置向左移动 B．点击水面的位置向右移动 C．点击水面的振幅减小了 D．点击水面的振幅增大了 9．(24-25高二下·上海南汇中学·期末)如图（d），水面上的O点是波源，P、Q为两块固定挡板。 （1）现能观察到水面上的树叶发生振动，是因为波发生了______现象； A．干涉    B．衍射 （2）为了使树叶停止振动，可______波源O的频率。 A．增加    B．减小 【答案】7． 波速 频率 2a 8．B 9． B A 【解析】7．[1][2]因为波速由介质决定，这里介质是水，波速v不变；树枝周期性轻点，频率f不变，根据 可知波长也不变，所以形成等间距同心圆，故这是因为水波的波速和频率大小不变； [3]因为M、N是相邻波峰和波谷上的质点，其间距为半个波长，故波长为2a； [4]图（b）可知波的传播周期为，故波速 8．AB．图（c）中水波右侧密集、左侧稀疏，说明波源向右移动，故A错误，B正确； CD．振幅影响振动强弱，不影响波的间距分布，故CD错误。 故选B。 9．[1]水面上的O是波源，PQ为两块固定挡板，能观察到水面上的树叶发生振动，说明波绕过了障碍物继续传播，是因为波发生了衍射现象，故选B； [2]为了使树叶停止振动，即使衍射现象不明显，可以减小波长，根据 由于同种介质中波速不变，可以增加波源O的频率f。 故选A。 10．(24-25高二下·上海莘庄中学·期末)振动和波 机械波和电磁波具有一些相同的特性，又有和电磁波不同的特点。可见光为我们呈现了许多有趣的现象，其本质是一种电磁波。 (1)有关机械波和电磁波，下列说法正确的是（　　） A．机械波能发生多普勒效应，电磁波没有多普勒效应 B．机械波能发生干涉、衍射，电磁波没有干涉、衍射现象 C．机械波的传播不需要介质，电磁波的传播需要介质 D．机械波在介质中的波速与波的频率无关，电磁波在介质中的波速与波的频率有关 (2)机械振动在介质中传播形成机械波。如图：弹性绳沿x轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当t=0时使其开始沿y轴做振幅为8cm的简谐振动，在t=0.25s时，绳上形成如图所示的波形，则： ①该波的波速为_________m/s。 ②从计时开始经过_______s位于x=45cm的质点N恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置。 (3)如图甲所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆，a、c摆的摆长相同且小于b摆的摆长。当a摆振动的时候，通过张紧的绳子给其他各摆施加驱动力，使其余各摆也振动起来。图乙是c摆稳定以后的振动图像，重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法错误的是（　　） A．a、b、c单摆的固有周期关系为Ta=Tc<Tb B．b、c摆振动达到稳定时，c摆振幅较大 C．由图乙可知，此时b摆的周期Tb小于t0 D．a摆的摆长为 (4)一半径为R的半圆形玻璃砖放置在竖直平面上，其截面如图所示。图中O为圆心，AB为竖直方向的直径。有一束细光线自O点沿水平方向射入玻璃砖，可以观测到有光线自玻璃砖内射出，现将入射光线缓慢平行上移，当入射点M与O点的距离为时，从玻璃砖右侧射出的光线刚好消失。已知光在真空中的速度为c。求： ①该玻璃砖对此单色光的折射率____； ②自M点入射的光在玻璃砖中的传播时间____。 【答案】(1)D (2) 0.2 2.75 (3)C (4) 【详解】（1）AB．所有波都有干涉、衍射和多普勒效应现象，故AB错误； C．机械波的传播需要依靠介质，电磁波不需要，故C错误； D．机械波在介质中的波速与介质有关，与波的频率无关，电磁波在介质中的波速与波的频率有关，故D正确。 故选D。 （2）[1]根据图像可知 解得 解得 该波的波速为 [2]波传播到x=45cm处所用时间 质点N第一次沿y轴正向通过平衡位置所用时间为 （3）A．根据单摆的周期 可知Ta=Tc<Tb，故A正确； B．因为Ta=Tc，所以c摆共振，达到稳定时，c摆振幅较大，故B正确； C．受迫振动的频率等于驱动力的频率，所以三个单摆的频率相同，周期相同，故Tb等于t0，故C错误； D．由上述分析可知，a摆的周期为t0，根据周期公式可得，故D正确。 本题选错误选项，故选C。 （4）[1]由题意可知光从曲面AB射出时刚好发生全反射，此时在介质中入射角恰好为临界角，即 所以介质的折射率 [2]自M点入射的光在玻璃砖中传播的光路图如图所示 所以光的路程长 光在玻璃中的速度为 解得传播时间 如图所示，悬挂于竖直弹簧下端的小球质量为，弹簧的质量忽略不计，将小球向下拉动后释放，使其在竖直方向上下运动，最大速度为。 11．(24-25高二下·上海师范大学附属虹口中学·期末)从某时刻速度大小为，方向向下开始计时，经过时间，小球的速度大小仍为，方向向上，忽略空气阻力，重力加速度为。 （1）求该运动过程中，小球所受弹簧弹力冲量的大小。 （2）上述装置也可称为弹簧振子，证明该振子的运动是简谐振动。 （3）该振子在地球上的振动频率为，其中是弹簧的劲度系数，若将振子搬到月球上，其振动频率是否会发生变化，为什么？ 12．(24-25高二下·上海师范大学附属虹口中学·期末)以弹簧振子为波源，图甲是时刻其在介质中形成的一列简谐横波，、为该波沿水平传播方向上相距的两个质点，点振动领先点，此时质点正处于波峰（图中未画出），图乙为质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．t=0时刻，P质点所受合力沿y轴正方向 B．质点的振动方程为 C．该波的波长可能为 D．该波的传播速度可能为 13．(24-25高二下·上海师范大学附属虹口中学·期末)两个振子产生的两列简谐波在某一均匀介质中相向传播，波源（，）产生的波沿轴正方向传播，波源（，）产生的波沿轴负方向传播。时刻某一波源先开始振动，时间的波形图如图所示。此时平衡位置位于和的两个质点都处于波峰位置。再经过，的质点坐标为___________，两列波___________发生干涉现象（选填“能”或“不能”）。 14．(24-25高二下·上海师范大学附属虹口中学·期末)把一压力传感器固定在水平地面上，轻质弹簧竖直固定在压力传感器上，如图甲所示。时，将金属小球从弹簧正上方由静止释放，小球落到弹簧上后压缩弹簧到最低点，又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。压力传感器中压力大小随时间变化图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．时刻，小球的动能最大 B．时间内，小球始终处于失重状态 C．时间内，小球所受合力的冲量为0 D．时间内，小球机械能的增加量等于弹簧弹性势能的减少量 【答案】11．（1）；（2）见解析；（3）见解析 12．BD 13． （，） 不能 14．D 【解析】11．（1）以竖直向上为正方向，该运动过程中，根据动量定理可得 可得小球所受弹簧弹力冲量的大小为 （2）设平衡位置时，弹簧的伸长量为，根据平衡条件可得 以竖直向下为正方向，当相对平衡位置的位移为时，振子受到的合力为 可知振子受到的合力满足，则振子的运动是简谐振动。 （3）该振子在地球上的振动频率为，若将振子搬到月球上，由于振子的质量和弹簧的劲度系数均不变，则振动周期不变，振动频率不变。 12．A．时刻，P质点正处于平衡位置，所受合力为0，故A错误； B．由图乙可知质点的振动方程为，故B正确； C．由图乙可知，时刻，P质点向上振动，根据同侧法可知波沿轴正方向传播；由于P点振动领先Q点，且时刻Q质点正处于波峰，则有（，，） 可得（，，） 当时，可得；时，可得；故C错误； D．该波的传播速度为（，，） 当时，可得，故D正确。 故选BD。 13．[1]波源M产生的波的传播速度为 由于两列波的波速相同，因此波源N的传播速度为20m/s；再经过0.2s，两波传播的距离均为 根据波形平移法可知波源M的波峰刚好传播到处，波源N的波故刚好传播到处，则的质点的位移为 则的质点坐标为（，） [2]两列波波长不同，波速相同，则周期不同，频率不同，所以两列波不能发生干涉现象。 14．A．由图乙可知，在时刻，小球落到弹簧上，开始压缩弹簧，此后弹簧的弹力开始增大，小球受到的重力与弹力的合力方向向下，逐渐减小，由牛顿第二定律可知，加速度向下，且逐渐减小，小球的速度仍在增大，当弹力增大到大小等于重力时，小球的速度最大，则动能最大，故A错误； B．由图乙可知，时刻弹力最大，此时压缩弹簧到最低点，可知在时间内，弹力先小于重力后大于重力，则加速度方向先向下，后向上，小球先失重后超重，故B错误； C．时间内，小球与弹簧组成的整体机械能守恒，可知在时刻小球落到弹簧上，时刻小球离开弹簧，则有两时刻小球的速度大小相等，方向相反，设此时的速度大小为v，小球的质量为m，取向上方向为正方向，则有小球的动量变化量为 由动量定理可知，小球在时间内，所受合力的冲量 故C错误； D．时间内，弹力逐渐减小，是小球被弹起直至离开弹簧的过程，此过程小球和弹簧组成的整体机械能守恒，则有小球增加的动能与重力势能之和等于弹簧弹性势能的减少量，即小球机械能的增加量等于弹簧弹性势能的减少量，故D正确。 故选D。 七、简谐波：弹性绳的一端做简谐运动、可以在绳上形成简谐波。 15．(24-25高二下·上海高桥中学·期末)弹性绳沿x轴方向放置，左端在原点O，使绳的左端沿y轴方向做简谐运动，1s后波恰好传到x=1m处的质点M，波形如图所示，从该时刻开始计时。 （1）该绳波是___________（选涂：A．横波，B．纵波，C．混合波）。 （2）（简答）说明（1）的依据____。 （3）这列波的波速大小为______m/s，M点的振动方程为y=_____。 16．(24-25高二下·上海高桥中学·期末)如图，两种均匀弹性绳I、II相接，直角坐标系xOy的y轴为其分界线，坐标原点处的振动同时在I和II中传播，某时刻的波形图如图。 （1）波源的起振沿____方向 （2）此刻b波传到的水平位置是x=____m （3）a、b两列波的频率之比为_________ （4）______点先到达最大位移处（选涂：A．P，B．Q，C．同时） 17．(24-25高二下·上海高桥中学·期末)弹性绳上相距6m的两点S、T在竖直平面内做周期为2s的简谐运动，相位相同，振幅分别为4cm和6cm。振动在绳上传播速度为1m/s，则S、T连线上（不包含这两点）振动加强点共有_____个，这些点位移的最大值为____cm。 【答案】15． A 绳波的质点振动方向与波传播方向垂直 1 16． -y -24 1:1 Q 17． 5 10 【详解】15．[1][2]绳波的质点振动方向与波传播方向垂直可知，绳波是横波，故涂A。 [3]由于1s后波恰好传到处的质点M，则 [4]题图可知振幅A=8cm，波长，则传播周期 根据同侧法可知，质点M起振方向向下，M点的振动方程为 16．[1]同侧法可知，质点6m处的质点起振方向沿y轴负方向，故波源的起振沿-y方向； [2]图像可知a波传播了6个周期，故b波也传了6个周期，故此刻b波传到的水平位置是 [3]由于两波为同波源，故两波频率相同，即a、b两列波的频率之比为； [4]同侧法可知Q、P点均沿+y方向振动，由于Q更接近波峰，故Q点先到达最大位移处。 17．[1][2]波长为 设距离波源S为x处的振动加强，则 即 则n=0时x=3m， n=1时x=4m， n=2时x=5m 由对称性可知，S、T连线上（不包含这两点）振动加强点共有5个，这些点位移的最大值为 波动现象是物理学中一个重要且广泛的研究领域。 18．(24-25高二下·上海宝山区·期末)利用如图装置，可以在光屏上观察到明暗相间的条纹，这是光的_____现象，当保持双缝到光屏的距离不变，屏上明暗相间的条纹间距随双缝间距的减小而_____（选择：A、增大B、减小C、不变）。 19．(24-25高二下·上海宝山区·期末)如图所示，点是水面上的一个波源，垂直于水面做简谐运动，所激发的水波（横波）在水面上向四周传播。图中虚线表示两个圆形波面。在时离点的点开始振动；在时离点的点开始振动，此时点第二次到达波峰。P、Q之间的距离是。则该水波的波速为_____时、连线上处于平衡位置的点有_____个（不包括Q点在内）。 20．(24-25高二下·上海宝山区·期末)（证明）如图所示，在不流动的水面上有一波源，波源以频率垂直于水面做简谐运动，产生的水波以波速在水面上以一系列同心圆向四周传开，实线表示波峰，相邻圆的半径之差为一个波长。若水面上有观察者以速率向波源运动，试证明他观测到的水波频率 【答案】18． 干涉 A 19． 2.5 2或3 20．证明过程见解析 【详解】18．[1]双缝干涉实验中，光通过双缝后在光屏上形成明暗相间的条纹，这是光的干涉现象。 [2]根据双缝干涉条纹间距公式，当双缝间距d减小时，条纹间距Δx增大。故A正确，BC错误。故选A。 19．[1]水波的波速为 [2]若波的起振方向向上，那么波的周期，则波长为 2个圆形波面间距为5m，因此t=4s时，2个圆形波面间处于平衡位置的点为：P点右侧1m处、P点右侧3m处、P点右侧5m处（与Q点同圆环），则、连线上处于平衡位置的点共有2个（不包括Q点）； 若波的起振方向向下，那么波的周期，则波长为 2个圆形波面间距为5m，因此t=4s时，2个圆形波面间处于平衡位置的点为：P点右侧处、P点右侧处、P点右侧处、P点右侧处（与Q点同圆环），则、连线上处于平衡位置的点共有3个（不包括Q点）。 综上所述，t=4s时、连线上处于平衡位置的点有2或3个。 20．设水波的波长为，有 观察者观测到的波长仍为，则 观察者观测到的波速 由上面三式，可推得 人类对光的研究经历了漫长的过程，光能发生反射、折射、干涉、衍射等各种现象。 21．(24-25高二下·上海南汇中学·期末)激光笔发射的红色激光在真空中的波长为650nm，光速为，水对激光的折射率为1.6。则激光进入水后，其频率为______Hz，波长为______mm。（答案保留3位有效数字） 22．(24-25高二下·上海南汇中学·期末)如图所示，一定强度的激光（含有两种频率的复色光）沿半径方向入射到半圆形玻璃砖的圆心O点，经过玻璃砖后有A、B、C三束光射出。 （1）B光和C光在玻璃砖中传播的速度哪个更大？( ) A．B光    B．C光    C．相等 （2）随着入射角逐渐增大，最先消失的( ) A．A光    B．B光    C．C光 23．(24-25高二下·上海南汇中学·期末)某同学利用光强分布传感器，研究光经过双缝（或单缝）后，光强的分布情况。实验器材依次为激光器、双缝（或单缝）、光强分布传感器，测得光强分布（纵轴）与水平坐标的关系图像如图甲、乙所示，则（    ） A．图甲对应的是单缝衍射实验，图乙对应的是双缝干涉实验 B．在激光器和双缝之间放置一个偏振片，干涉条纹的间距将减小 C．增大单缝与传感器之间的距离，中央条纹的峰值会减小 D．增大双缝与传感器之间的距离，干涉条纹的间距会减小 【答案】21． 406 22． A C 23．A 【详解】21．[1]结合题中数据，可知红色激光频率 [2]根据波长与折射率关系有 解得 22．[1]题图可知偏折程度最小的是B光，可知折射率关系 根据可知B光在玻璃砖中传播的速度更大。 故选A。 [2]A光是反射光，不会消失，根据可知C光临界角最小，故随着入射角逐渐增大，最先消失的C光。 故选C。 23．A．由干涉、衍射图样特点可知图甲所用的缝为单缝，图乙所用的缝为双缝，故A正确； B．激光是偏振光，偏振片旋转过程中，光强会发生变化，但波长不变，根据可知干涉条纹的间距不变，故B错误； C．增大单缝与传感器距离，中央条纹峰值主要由光源强度等决定，距离变化不影响峰值，故C错误； D．根据可知增大双缝与传感器之间的距离L，干涉条纹的间距会增大，故D错误。 故选A。 无人驾驶飞机简称为无人机，是利用遥控设备发射无线电波和自备的程序控制装置操控的不载人飞机。在民用方面无人机主要是以电动机来提供动力，在航拍、农业、快递、救援、观测等众多领域应用广泛。 多旋翼无人机更是使用最多的类型。它通常具有三个以上的旋翼轴，通过每个轴上的电动机转动带动旋翼，从而产生升推力，可以完成垂直起降、悬停等各种飞行动作。 某学校在操场进行庆典活动，由旋翼无人机进行直播摄像和播放音乐烘托氛围。 24．(24-25高二下·上海师范大学附属虹口中学·期末)无人机上装有遥感照相机，即使在夜晚也能进行拍摄，这种遥感照相机敏感的电磁波属于（　　） A．可见光波段 B．红外波段 C．紫外波段 D．射线波段 25．(24-25高二下·上海师范大学附属虹口中学·期末)当你站在地面上听到无人机播放音乐的音调（频率）比悬停时变高了： （1）可知无人机与你的距离( ) A．在变大       B．在变小    C．不变    D．无法确定 （2）出现此情形的原因是波的( ) A．干涉现象    C．折射现象    D．多普勒效应 26．(24-25高二下·上海师范大学附属虹口中学·期末)已知此无人机质量为，重力加速度为，当其以恒定速率、沿半径为的圆周在空中水平面内盘旋时： （1）空气对无人机的作用力的大小为___________； （2）无人机运动一周过程中，空气对无人机的作用力的冲量大小为___________。 27．(24-25高二下·上海师范大学附属虹口中学·期末)甲、乙两位同学，看到了无人机正好悬停在空中，有了下面的对话： 甲：因为无人机不动，所以电机是不做功的，其功率为零； 乙：我认为电机是做功的，因为悬停也耗电！但想不明白，根据能量守恒，如果电机还做功，其消耗的能量哪去了呢！？ 请你判断甲乙两同学的说法是否正确，不正确的指出其错误，并回答乙的疑问。 对于甲同学：___________； 对于乙同学：___________； 【答案】24．B 25． B D 26． 27． 甲同学说法错误。电机做功把能量变成了机械能，无人机需要动力系统提供能量以维持悬停状态，这意味着动力系统会消耗能量来为无人机提供所需的推力和悬停稳定性。 乙同学说法正确。电机做功消耗的能量转化为了机械能，用于产生推力以对抗重力。 【详解】24．一切物体都在不停地辐射红外线，所以种遥感照相机敏感的电磁波属于红外波段。 故选B。 25．[1]根据多普勒效应可知可知无人机与你的距离在变小。 故选B。 [2]出现此情形的原因是波的多普勒效应。 故选D。 26．[1]无人机需要的向心力大小为 无人机还受到重力作用，根据平行四边形定则可得空气对无人机的作用力的大小为 解得 [2]无人机运动一周的时间为 无人机运动一周动量的变化为零，设空气对无人机的作用力的冲量大小为I，根据动量定理有 解得 27．[1][2]电机做功把能量变成了机械能。无人机需要动力系统提供能量以维持悬停状态，这意味着动力系统会消耗能量来为无人机提供所需的推力和悬停稳定性，能量以化学或电能的形式通过电池或发动机转化为机械能，用于产生推力以对抗重力。所以甲同学说法错误，乙同学说法正确。 简易浮筒式波浪发电灯塔的装置截面示意图如图所示，磁铁固定在水中，S极上套有一个浮筒，浮筒上绕有匝线圈，线圈直径、电阻。线圈所处位置的辐向磁场的磁感应强度大小。浮筒沿竖直方向运动过程中，其顶部始终没有进入海水中。 28．(24-25高二下·上海华东师范大学第一附属中学·期末)将该装置置于静水中上下振动，形成的水波近似看作简谐横波。时刻水波图样如图（b）所示，图中实线、虚线分别表示波峰、波谷。M、N是相邻波峰和波谷上的两个质点，两质点振动的平衡位置均在x轴上。质点M的振动图像如图（c）所示。 （1）若水波的传播速度为v，则质点M、N在x轴方向上的距离为__________； （2）质点N振动的位移y随时间t变化的关系式是__________。 29．(24-25高二下·上海华东师范大学第一附属中学·期末)装置入海后，浮筒随海浪上下运动，产生正弦交流电，电动势的最大值，将线圈与电阻的灯泡相连。 （1）此时浮筒的运动是__________（选填：“A．自由振动”或“B．受迫振动”）； （2）浮筒相邻两次达到最大速率的过程中，重力的( ) A．冲量和做功均为零        B．冲量不为零，做功为零 C．冲量和做功均不为零      D．冲量为零，做功不为零 （3）（计算）求浮筒运动的最大速率vm=______m/s（结果保留2位有效数字）； （4）（计算）求灯泡正常工作时，min内消耗的电能W=______J（结果保留3位有效数字）。 【答案】28． vt0 29． B B 0.24 253 【解析】28．（1）[1]波的周期为 波长为 质点M、N在x轴方向上的距离为 （2）[2]质点N振动的位移y随时间t变化的关系式是 又因为 解得 29．（1）[1]浮筒的运动是随海浪做受迫振动，故选B； （2）[2]重力的冲量 重力做功 故选B。 （3）[3]根据得， 解得 （4）[4]感应电动势的有效值 感应电流有效值 min内消耗的电能 解得 悬锤静候，因重力而兴舞；摆线轻牵，借周期以复回。动止有法，高低错落皆循理；往返有常，左右参差亦守规。 30．(24-25高二下·上海华东师范大学第一附属中学·期末)如图，用绝缘细线悬挂一个带电金属球，球心到悬点距离为L，左侧空间存在有界匀强磁场B，已知重力加速度为g，在图示位置，由静止释放金属球，其第一次到达最低点的速率为v1，第二次到达最低点时的速率为v2，则v1__________v2（选填：“>”、“<”或“=”）。 31．(24-25高二下·上海华东师范大学第一附属中学·期末)如图，悬线长为L，在悬点正下方有一个能挡住摆线的钉子A，现将单摆向右拉开一个很小的角度后无初速度释放，则绳子第一次碰到钉子的时间t1=___；若绳子碰到钉子前、后两个瞬间摆球角速度分别为ω1、ω2，则ω1____________ω2（选填：“A．>”、“B．<”或“C．=”）。 32．(24-25高二下·上海华东师范大学第一附属中学·期末) 如图（a），某同学用单摆测当地重力加速度，绳子上端连接力传感器，可测摆绳上的张力F。 （1）图（b）为F随时间t变化的图像，在0~1s内，摆球在最低点的时刻为__________s，该单摆的周期T=__________s。 （2）该同学测量了摆线长度L，通过改变L，测得6组对应的周期T。描点，作出T2−L图线，如图（c），图线的横、纵截距分别为−p和q，则重力加速度g=___，摆球的直径d=_____。 【答案】30．> 31． < 32． 0.7 1.6 2p 【解析】30．带电金属球在进入和离开磁场过程中，有感应电流，产生焦耳热，小球动能减小，故有 。 31．[1]根据 则绳子第一次碰到钉子的时间 [2]绳子碰到钉子前、后两个瞬间线速度大小不变，由于碰到钉子后半径减小，由得。 故选B。 32．[1]小球在最低点时绳子上的力最大，故在0~1s内，摆球在最低点的时刻为0.7s； [2]小球在最高点时绳子上的力最小，相邻最高点和最低点的时间间隔 得 [3][4]由单摆周期公式有 整理有 所以图像的斜率为 结合题图，整理有 又由纵轴截距 综合解得摆球的直径 电动汽车 电动汽车在智能、安全、环保等方面不断创新。 33．(24-25高二下·上海杨浦区·期末)电动汽车质量为，其发动机额定功率为，汽车以额定功率在平直公路上行驶，由初速达到最大速度所行驶的距离为，行驶过程中所受阻力恒定。 （1）根据上述条件，可判断电动汽车在行驶距离内的平均速度( ) A．     B． C．     D． E.     F. （2）求行驶距离所用的时间______。 34．(24-25高二下·上海杨浦区·期末)安装减震弹簧的座椅可简化为如图的装置。当乘客坐在座椅上时（　　） A．弹簧的弹性势能减小，装置的共振频率减小 B．弹簧的弹性势能减小，装置的共振频率增大 C．弹簧的弹性势能增大，装置的共振频率减小 D．弹簧的弹性势能增大，装置的共振频率增大 35．(24-25高二下·上海杨浦区·期末)如图，电容为的超级电容器（将其简化为平行板电容器）放电，其两极板之间的电压从降到，能使汽车加速时间持续。 （1）在汽车加速这段时间内，电容器平均放电电流为________A； （2）电容器两极板之间的电压从降到所需时间为，则( ) A． B． C． 36．(24-25高二下·上海杨浦区·期末)汽车称重仪被用于治理公路超限超载运输。如图，某校学生研究小组在实验室尝试使用力电转换器设计小型称重仪。测量时先调节输入端的电压，使称重仪空载时的输入电压为零，且输入端的电压调节范围尽可能大，在图中完成输入端电路连线__________。 37．(24-25高二下·上海杨浦区·期末)做轮胎检测时，轮胎转轴固定，车轮上长为的金属条与车轮同步转动，其简化模型如图，在磁感应强度大小为的匀强磁场作用下金属条两端产生感应电动势。设车轮转速为，求金属条两端产生的感应电动势大小_______。 【答案】33． A 34．C 35． 598 B 36． 37． 【详解】33．（1）[1]电动汽车以额定功率运行，说明其牵引力会随着速度的增加而减小，因为功率 P=Fv 当速度v增大时，牵引力F必须减小以保持功率恒定。由于汽车在行驶过程中受到恒定阻力，根据 可知其加速度逐渐减小，最终加速度为零时达到最大速度。因此，汽车的速度—时间图像是一条逐渐趋缓的曲线，速度变化不是匀加速的，所以平均速度应该满足 故选A。 （2）[2]汽车所受阻力大小为 在此过程中，对汽车根据动能定理有 解得 34．当乘客坐在座椅上时，弹簧的形变量变大，所以弹簧的弹性势能变大，根据 可知该装置的频率变小，所以装置的共振频率变小。 故选C。 35．（1）[1]在汽车加速10s这段时间内，电容器平均放电电流为 （2）[2]因为电容器放电是越来越慢的，在两极板之间的电压从46V降到23V，能使汽车加速时间持续10s，从23V降到0V，电容器的放电时间应该大于10s，所以电容器两极板之间的电压从46V降到0V所需时间为应该大于20s。 故选B。 36．因为称重仪空载时的输入电压为零，且输入端的电压调节范围尽可能大，所以应该采用分压式接法，电路连接如下图所示 37．车轮转速为n，所以转动的角速度为 所以金属条两端产生的感应电动势大小 昆虫 小小的昆虫世界里蕴含着各类有趣的物理知识。 38．(24-25高二下·上海杨浦区·期末)如图，一只小甲虫从一个半径为的半球形碗底沿碗内表面缓慢向上爬，它可以爬到的最大高度是碗内球面半径的。近似认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则甲虫和碗内表面的动摩擦因数为________。（保留2位有效数字） 39．(24-25高二下·上海杨浦区·期末)静卧在枝头的蝉振动翅膀发出声音，将其发出的声波近似视作简谐波。时刻蝉开始振翅，其背后的螳螂到蝉的距离为，时刻起在螳螂处收到的声波振动图像如图。 （1）从图像可得，蝉发出的声波( ) A．波速 B．波长 C．周期 （2）随后，螳螂悄悄向蝉爬去，速度逐渐增大。在靠近蝉的过程中，螳螂收到的声波( ) A．频率大于 B．频率小于 C．单位时间内的密部数目增大 D．单位时间内的密部数目减小 40．(24-25高二下·上海杨浦区·期末)用高速摄像机记录螳螂跳跃的运动轨迹。螳螂经过图中1、2、3、4四个位置的时间间隔相等，位置4是运动过程的最高点。测量螳螂从位置1跳跃到位置2的水平距离为，从位置1跳跃到位置4的竖直距离为。不计螳螂跳跃过程中所受空气阻力。重力加速度大小为。螳螂从位置1跳跃到位置4所用时间为________，在位置1的速度大小为________。 【答案】38．0.48 39． BC AC 40． 【解析】38．小甲虫可以爬到的最大高度是碗内球面半径的，设此时小甲虫与圆心连线和竖直方向的夹角为，根据几何关系可得 解得 平衡条件可得 可得甲虫和碗内表面的动摩擦因数为 39．（1）[1] A．从图像可知波速为，故A错误； BC．从图像可知周期为，则波长为，故BC正确。 故选BC。 （2）[2] AB．由于螳螂在靠近蝉，所以螳螂收到的声波的频率满足，故A正确，B错误； CD．由于螳螂在靠近蝉的过程中，速度逐渐增大，则单位时间内的密部数目增大，故C正确，D错误。 故选AC。 40．[1]位置4是运动过程的最高点，螳螂从位置1跳跃到位置4可逆向看成做平抛运动，竖直方向有 可得螳螂从位置1跳跃到位置4所用时间为 [2]螳螂经过图中1、2、3、4四个位置的时间间隔相等，则螳螂的水平分速度为 螳螂在位置1的竖直分速度为 则螳螂在位置1的速度大小为 常见的振动 振动是自然界中普遍存在的运动形式。简谐运动是最基本、最简单的振动。例如，最常见的水平方向弹簧振子的振动形式就是简谐运动，能量在振子动能和弹性势能相互转换。弹簧振子的弹性势能公式为其中k为弹簧劲度系数，x为振子偏离平衡位置位移。 41．(24-25高二下·上海建平中学·期末)一个弹簧振子的周期为2s，则其振动频率为________Hz。从其离开平衡位置开始计时，第一次回到平衡位置需______s。 42．(24-25高二下·上海建平中学·期末)做简谐运动的单摆，其摆长不变，若摆球的质量增加为原来的2倍，摆球经过平衡位置的速度减为原来的，则单摆振动的（　　） A．周期不变，振幅不变 B．周期改变，振幅不变 C．周期不变，振幅变小 D．周期改变，振幅变大 43．(24-25高二下·上海建平中学·期末)对于下面甲、乙、丙、丁四种情况，不是简谐运动的是（　　） A．如甲图：倾角为θ的光滑斜面上的小球沿斜面拉下一段距离，然后松开（忽略空气阻力） B．如乙图：粗细均匀的木筷，下端绕几圈铁丝，竖直浮在较大的装有水的杯中。把木筷往上提起一段距离后放手，木筷就在水中上下振动 C．如丙图：小球在半径为R的光滑球面上的A、B（R远大于弧长AB）之间来回运动 D．如丁图：小球在光滑固定的斜面上来回运动 44．(24-25高二下·上海建平中学·期末)简谐运动是一种简单、协调、自洽的运动，拥有完美的对称性。它的速度随位移变化图线应为（　　） A． B． C． D． 45．(24-25高二下·上海建平中学·期末)如图所示，“飞力士棒”是具有弹性且两端带有负重的健身器械。健身爱好者小幅度晃动固有频率为4Hz的“飞力士棒”使其发生受迫振动。当手晃动的频率为5Hz时，该棒振动频率等于________Hz，手晃动的频率从2Hz逐渐增大到5Hz的过程中，该棒振动的幅度_________（选填“一直增大”“一直减小”或“先增大后减小”）。 【答案】41． 0.5 1 42．C 43．D 44．B 45． 5 先增大后减小 【详解】41．[1][2] 一个弹簧振子的周期为2s，则其振动频率为，从其离开平衡位置开始计时，第一次回到平衡位置需 42．做简谐运动的单摆，其摆长L不变，若摆球的质量增加为原来的2倍，摆球经过平衡位置的速度减为原来的，由单摆振动的周期得，周期不变； 由知 上升的高度h和质量无关，速度减小了，上升的高度减小，所以振幅减小了。 故选C。 43．A．甲图小球沿斜面方向受到的合力是弹力与重力的分力，当小球在平衡位置上方时，合力方向沿斜面向下，当在平衡位置下方时合力沿斜面向上，弹力与重力的分力的合力与位移成正比，其特点符合简谐振动物体的动力学特征，小球做简谐振动，故A错误； B．乙图木筷在水中受浮力和重力作用，当木筷在平衡位置上方时，合力向下，当木筷在平衡位置下方时，合力向上，重力和浮力的合力与位移成正比，其特点符合简谐振动物体的动力学特征，木筷做简谐振动，故B错误； C．丙图小球离开最低点受到重力沿切线方向的分力与位移成正比，方向与小球位移方向相反，为小球提供回复力，小球在最低点附近左右振动属于简谐振动，故C错误； D．丁图斜面光滑，重力沿斜面的分力提供小球做机械振动的回复力，但该力大小不变，不与位移成正比，故小球的运动不是简谐振动，故D正确。 故选D。 44．简谐运动过程中，根据能量守恒有 （常数） 整理得 即满足 所以图线为椭圆。 故选B。 45．[1]该棒做受迫振动，所以该棒振动频率等于5Hz； [2]在受迫振动中，驱动力频率越接近物体固有频率，物体振动幅度越大，该棒固有频率为4Hz，手晃动的频率从2Hz逐渐增大到5Hz的过程中，该棒振动的幅度先增大后减小。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $