内容正文:
华中师范大学附属中学2025-2026学年高二年级期中联考
物理试题
时限:75分钟 分值:100分
一.选择题(本题共11小题,每小题4分,共44分,在每小题给出的四个选项中,第1-7题只有一项符合题目要求,第8-11题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1. 如果质点的位移与时间关系遵从正弦函数规律,这样的运动叫做简谐运动。根据图中各图象可以判断出物体可能做简谐运动的是( )
A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④
2. 下列关于机械波的说法中,正确的是( )
A. 发生干涉现象时,介质中振动加强点振动的振幅最大,减弱点振幅可能为零
B. 产生多普勒效应的原因是波源频率发生变化
C. 波发生反射和折射时,频率、波长、波速均不变
D. 波的衍射现象必须具备一定的条件,否则不可能发生衍射现象
3. 下面列举的装置各有其一定的道理,其中不能用动量定理进行解释的是
A. 运输玻璃器皿等易碎品时,在器皿的四周总是垫着碎纸或海绵等柔软、有弹性的垫衬物
B. 建筑工人戴的安全帽内有帆布垫,把头和帽子的外壳隔开一定的空间
C. 热水瓶胆做成双层,且把两层中间的空气抽去
D. 跳高运动中的垫子总是十分松软的
4. 关于简谐运动的回复力的说法错误的是( )
A. 单摆的回复力就是小球所受的合外力
B. 单摆的回复力是重力在运动方向的分力
C. 放在光滑水平面上的弹簧振子回复力由弹簧弹力提供
D. 弹簧振子经过平衡位置时回复力为零
5. 如图所示,S1、S2 是两个相干波源,它们的相位及振幅均相同.实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波 的波峰和波谷,关于图中所标的 a、b、c 三点,下列说法中正确的是( )
A. a 质点振动减弱,b、c 质点振动加强
B. a 质点振动加强,b、c 质点振动减弱
C. 再过 后的时刻,b、c 两质点都将处于各自的平衡位置,振动将减弱
D. a 点一直在平衡位置,b 点一直在波峰,c 点一直在波谷
6. 一个质量为0.18 kg的垒球,以25 m/s的水平速度飞向球棒,被球棒击打后,反向水平飞回,速度的大小为45m/s。若球棒与垒球的作用时间为0.002s,球棒对垒球的平均作用力的大小和方向( )
A. 1800 N 与初速度方向相同 B. 1800 N 与初速度方向相反
C. 6300 N 与初速度方向相同 D. 6300 N 与初速度方向相反
7. 如图所示,质量为M的滑块静止在光滑的水平地面上,滑块的光滑弧面底部与地面相切,一个质量为m的小球以速度v0向滑块滚来,小球不能越过滑块,则小球到达最高点时,小球和滑块的速度大小是( )
A. B.
C. D.
8. 关于机械振动,下列说法正确的是( )
A. 阻尼振动振幅、振动能量、振动周期都逐渐减小
B. 受迫振动的频率与振动系统的固有频率无关
C. 驱动力的频率越大,受迫振动物体的振幅越大
D. 利用共振时,应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率,防止共振危害时,应使驱动力的频率远离振动物体的固有频率
9. 如图所示,图甲为以O点为平衡位置,在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子,图乙为该弹簧振子的振动图像,由图可知下列说法中正确的是( )
A. 弹簧振子受重力、支持力、弹簧的弹力、回复力
B. t=0.1 s时,弹簧振子的位移为2.5 cm
C. 从t=0到t=0.2 s的时间内,弹簧振子的动能持续地减小
D. 在t=0.2 s与t=0.6 s两个时刻,弹簧振子的回复力不相同
10. 一列沿着x轴负方向传播的简谐横波,在t=0时刻的波形如图甲所示,图甲中某质点的振动图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 图乙表示质点L的振动图像
B. 该波的波速为0.5 m/s
C. t=8 s时质点M的位移为0
D. 在0~4 s内K质点所经过的路程为3.2 m
11. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t时刻的波形图像如图所示,已知该波的周期为T,a、b、c、d为沿波传播方向上的四个质点。则下列说法中正确的是( )
A. 在t+时,质点c的速度达到最大值
B. 在t+2T时,质点d的加速度达到最大值
C. 从t到t+2T的时间间隔内,质点d通过的路程为4 cm
D. t时刻后,质点b比质点a先回到平衡位置
二、实验题(每空2分,共16分,把答案填写在答题卡对应位置上)
12. 如图所示,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
(1)实验必须满足的条件是_________(填选项的符号)。
A. 斜槽轨道必须是光滑的
B. 斜槽轨道末端的切线是水平的
C. 入射小球每次都要从同一高度由静止滚下
D. 若入射小球的质量为,被碰小球的质量为,则
(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时,先让小球1多次从斜轨上S位置由静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程,然后把小球2静置于轨道的末端,再将小球1从斜轨上S位置由静止释放,与小球2发生碰撞,并多次重复。接下来要完成的必要步骤是_________(填选项的符号)。
A. 用天平测量两个小球的质量、
B. 测量小球1开始释放的高度h
C. 测量抛出点距地面的高度H
D. 分别找到小球1、小球2相碰后平均落点的位置M、N
E. 测量平抛射程、
(3)若两球碰撞前后的动量守恒,则满足的表达式为________________(用(2)中测量的量表示)。
13. 在用图中装置测量重力加速度的实验中,小白同学用测量范围为0~1 m的米尺测量摆长,用停表测量摆动周期,再根据单摆周期公式计算重力加速度。
(1)组装单摆时,应选用___________(选填选项前的字母)。
A. 长度略大于1 m的细线 B. 长度略小于1 m的细线
C. 半径约为2 cm的橡胶球 D. 半径约为1 cm的小钢球
(2)在测量过程中,下列操作合理的是___________
A. 先测好摆长,再将单摆悬挂到铁架台上
B. 释放单摆时,摆角尽量大些,以便观察
C. 单摆摆动稳定后,摆球经过平衡位置时开始计时
D. 摆动过程中,若逐渐形成了圆锥摆,可以继续测量,不影响单摆周期
(3)小白同学通过实验测得:悬点O到小球球心的距离L;计时开始后,从小球第一次通过平衡位置到第n次通过平衡位置所用时间为t,则重力加速度g =___________(用L、n、t及常数表示)。
(4)小红同学通过改变摆长,测量多组数据,做出T2-L图像,如图她发现图线起点位于原点上方,这可能是由于她在测量摆长时,从悬点量到了小球的___________(选填“上沿”或“下沿”),这样将使根据图像得出的g测量值___________(选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。
三、解答题(本题共三小题,共40分。解答应写出必要的文字说明,方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不得分。)
14. 在气垫导轨上,一个质量为4 kg的滑块以2 m/s的速度向右与另一质量为2 kg,速度为1 m/s的滑块迎面相撞,碰撞后两个滑块粘在一起。
(1)求碰撞后滑块速度的大小和方向。
(2)这次碰撞,两滑块共损失了多少机械能?
15. 如图所示,实线是一列简谐横波在某时刻的波形图,经过Δt=0.2 s后这列波的图像如图中虚线所示。求:
(1)这列波的波长及振幅;
(2)若这列波沿x轴正方向传播,该波的波速的表达式;
(3)若波速等于55 m/s,则波沿哪个方向传播。
16. 如图所示,B是放在光滑的水平面上质量为3m的一块木板,木块A(可看成质点)质量为m,与木板间的动摩擦因数为μ.最初木板B静止,木块A以水平初速度v0滑上长木板,木板足够长,求:(重力加速度为g)
(1)木板B的最大速度的大小;
(2)从刚滑上木板到A、B速度刚好相等的过程中,木块A所发生的位移大小;
(3)若木块A恰好没滑离木板B,则木板至少多长?
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华中师范大学附属中学2025-2026学年高二年级期中联考
物理试题
时限:75分钟 分值:100分
一.选择题(本题共11小题,每小题4分,共44分,在每小题给出的四个选项中,第1-7题只有一项符合题目要求,第8-11题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1. 如果质点的位移与时间关系遵从正弦函数规律,这样的运动叫做简谐运动。根据图中各图象可以判断出物体可能做简谐运动的是( )
A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】根据题意,振动图象与正弦函数图象相似的①③的运动符合简谐运动的特征,故ABD错误,C正确。
故选C。
2. 下列关于机械波的说法中,正确的是( )
A. 发生干涉现象时,介质中振动加强点振动的振幅最大,减弱点振幅可能为零
B. 产生多普勒效应的原因是波源频率发生变化
C. 波发生反射和折射时,频率、波长、波速均不变
D. 波的衍射现象必须具备一定的条件,否则不可能发生衍射现象
【答案】A
【解析】
【详解】A.在稳定干涉中,振动加强点的合振幅达到最大,振动减弱点的合振幅在两列波振幅相等时可能为零,故A正确;
B.多普勒效应是波源与观察者之间存在相对运动,使观察者接收到的频率发生变化,波源本身的频率不一定变化,故B错误;
C.波发生反射时仍在同一介质中,频率、波速和波长不变;发生折射时频率不变,但介质改变会使波速和波长发生变化,故C错误;
D.波总会发生衍射,只有当障碍物或孔的尺寸与波长相近时衍射现象才明显,并非不具备该条件就不发生衍射,故D错误。
故选A。
3. 下面列举的装置各有其一定的道理,其中不能用动量定理进行解释的是
A. 运输玻璃器皿等易碎品时,在器皿的四周总是垫着碎纸或海绵等柔软、有弹性的垫衬物
B. 建筑工人戴的安全帽内有帆布垫,把头和帽子的外壳隔开一定的空间
C. 热水瓶胆做成双层,且把两层中间的空气抽去
D. 跳高运动中的垫子总是十分松软的
【答案】C
【解析】
【详解】运输玻璃器皿等易碎品时,在器皿的四周总是垫着碎纸或海绵等柔软、有弹性的垫衬物可以延长作用时间,从而减小冲击力,可以用动量定理解释; 建筑工人戴的安全帽内有帆布垫,把头和帽子的外壳隔开一定的空间是为了延长作用时间,从而减小冲击力,可以用动量定理解释; 热水瓶胆做成双层,且把两层中间的空气抽去是为了保暖,不是为了减小冲击力,不能用动量定理解释; 跳高运动中的垫子总是十分松软,可以延长作用时间,从而减小冲力,可以用动量定理解释. 本题考查不能用动量定理解释的,故选C.
4. 关于简谐运动的回复力的说法错误的是( )
A. 单摆的回复力就是小球所受的合外力
B. 单摆的回复力是重力在运动方向的分力
C. 放在光滑水平面上的弹簧振子回复力由弹簧弹力提供
D. 弹簧振子经过平衡位置时回复力为零
【答案】A
【解析】
【详解】简谐运动的回复力是使物体回到平衡位置的效果力,方向指向平衡位置。
A.单摆做小角度简谐运动时,合外力沿径向的分力提供圆周运动的向心力,仅沿切向(运动方向)的分力提供回复力,因此回复力不等于小球所受的合外力,故A错误;
B.单摆做小角度简谐运动时,其重力沿切向(运动方向)的分力提供回复力,故B正确;
C.光滑水平面上的弹簧振子,竖直方向重力与支持力平衡,水平方向仅受弹簧弹力,该弹力充当回复力,故C正确;
D.弹簧振子经过平衡位置时弹簧形变量,由回复力公式可知,此时回复力为零,故D正确。
本题选错误的,故选A。
5. 如图所示,S1、S2 是两个相干波源,它们的相位及振幅均相同.实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波 的波峰和波谷,关于图中所标的 a、b、c 三点,下列说法中正确的是( )
A. a 质点振动减弱,b、c 质点振动加强
B. a 质点振动加强,b、c 质点振动减弱
C. 再过 后的时刻,b、c 两质点都将处于各自的平衡位置,振动将减弱
D. a 点一直在平衡位置,b 点一直在波峰,c 点一直在波谷
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】ABC.a质点处是两列波波峰与波谷叠加的地方,振动始终减弱的,而b、c质点是两列波波峰与波峰、波谷与波谷叠加的地方,振动始终加强,BC错误,A对正确;
D.因为两个波源的振动方向相同、振幅相同,所以a点静止不动,一直在平衡位置,b、c两点的振动始终是加强的,但它们仍在振动,位移随时间周期变化,不是静止不动的,D错误。
故选A。
【点睛】两列波干涉时,两列波的波峰与波峰、波谷与波谷相遇处,振动始终加强,波峰与波谷相遇处振动始终减弱.振动加强点的振动等于波单独传播时振幅的2倍。
6. 一个质量为0.18 kg的垒球,以25 m/s的水平速度飞向球棒,被球棒击打后,反向水平飞回,速度的大小为45m/s。若球棒与垒球的作用时间为0.002s,球棒对垒球的平均作用力的大小和方向( )
A. 1800 N 与初速度方向相同 B. 1800 N 与初速度方向相反
C. 6300 N 与初速度方向相同 D. 6300 N 与初速度方向相反
【答案】D
【解析】
【详解】规定垒球初速度方向为正方向,则初速度,被击打后末速度。
垒球的动量变化量为
由于球棒与垒球作用时间极短,重力冲量可忽略,根据动量定理有
解得球棒对垒球的平均作用力
负号表示平均作用力方向与初速度方向相反。
故选D。
7. 如图所示,质量为M的滑块静止在光滑的水平地面上,滑块的光滑弧面底部与地面相切,一个质量为m的小球以速度v0向滑块滚来,小球不能越过滑块,则小球到达最高点时,小球和滑块的速度大小是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】小球到达最高点时和滑块具有相同的速度v,取水平向右为正方向,由水平方向动量守恒得
解得
故选A。
8. 关于机械振动,下列说法正确的是( )
A. 阻尼振动振幅、振动能量、振动周期都逐渐减小
B. 受迫振动的频率与振动系统的固有频率无关
C. 驱动力的频率越大,受迫振动物体的振幅越大
D. 利用共振时,应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率,防止共振危害时,应使驱动力的频率远离振动物体的固有频率
【答案】BD
【解析】
【详解】A.阻尼振动中,振幅和振动能量会因阻力做功而逐渐减小,但在通常高中模型中振动周期不随振幅减小而逐渐减小,故A错误;
B.受迫振动达到稳定状态后,振动频率等于驱动力的频率,与振动系统的固有频率无关,故B正确;
C.受迫振动的振幅取决于驱动力频率与系统固有频率的关系,当驱动力频率接近固有频率时振幅最大,并非驱动力频率越大振幅越大,故C错误;
D.共振发生在驱动力频率接近或等于振动系统固有频率时,利用共振应满足这一条件;为防止共振危害,应使驱动力频率远离固有频率,故D正确。
故选BD。
9. 如图所示,图甲为以O点为平衡位置,在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子,图乙为该弹簧振子的振动图像,由图可知下列说法中正确的是( )
A. 弹簧振子受重力、支持力、弹簧的弹力、回复力
B. t=0.1 s时,弹簧振子的位移为2.5 cm
C. 从t=0到t=0.2 s的时间内,弹簧振子的动能持续地减小
D. 在t=0.2 s与t=0.6 s两个时刻,弹簧振子的回复力不相同
【答案】CD
【解析】
【详解】A.振子受到重力、支持力和弹簧的弹力,重力与支持力平衡,弹簧的弹力充当回复力,回复力不是额外受到的力,故A错误;
B.由图可知振幅,周期,且时振子从平衡位置沿正方向运动,因此振动方程为
在时,,故B错误;
C.从到,振子从平衡位置向正向最大位移处运动,速度大小持续减小,动能持续减小,故C正确;
D.在与时,振子分别位于正、负最大位移处,回复力满足
两时刻位移方向相反,回复力方向也相反,故D正确。
故选CD。
10. 一列沿着x轴负方向传播的简谐横波,在t=0时刻的波形如图甲所示,图甲中某质点的振动图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 图乙表示质点L的振动图像
B. 该波的波速为0.5 m/s
C. t=8 s时质点M的位移为0
D. 在0~4 s内K质点所经过的路程为3.2 m
【答案】BD
【解析】
【详解】A.波沿轴负方向传播,根据波形平移法,时质点向下运动,而图乙中质点位于平衡位置并向上运动,故A错误;
B.由图甲得波长,由图乙得周期,波速,故B正确;
C.由图乙得,,质点回到时的位置,位移为,故C错误;
D.在内,质点恰好完成一次全振动,所经路程,故D正确。
故选BD。
11. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t时刻的波形图像如图所示,已知该波的周期为T,a、b、c、d为沿波传播方向上的四个质点。则下列说法中正确的是( )
A. 在t+时,质点c的速度达到最大值
B. 在t+2T时,质点d的加速度达到最大值
C. 从t到t+2T的时间间隔内,质点d通过的路程为4 cm
D. t时刻后,质点b比质点a先回到平衡位置
【答案】ABD
【解析】
【分析】
【详解】A.在t+时,质点c回到平衡位置,速度达到最大值,故A正确;
B.由图可知,此时刻波离d点的距离等于1个波长,则波传到d点需要1个周期,传到d后d向下起振,在t+2T时,d点到达波峰,加速度达到最大值,从t到t+2T的时间间隔内,质点d运动了T,因此通过的路程为
故B正确,C错误;
D.简谐波沿x轴正方向传播,t时刻a、b两点的速度方向均向上,则从t时刻起,质点b比质点a先回到平衡位置,故D正确。
故选ABD。
二、实验题(每空2分,共16分,把答案填写在答题卡对应位置上)
12. 如图所示,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
(1)实验必须满足的条件是_________(填选项的符号)。
A. 斜槽轨道必须是光滑的
B. 斜槽轨道末端的切线是水平的
C. 入射小球每次都要从同一高度由静止滚下
D. 若入射小球的质量为,被碰小球的质量为,则
(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时,先让小球1多次从斜轨上S位置由静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程,然后把小球2静置于轨道的末端,再将小球1从斜轨上S位置由静止释放,与小球2发生碰撞,并多次重复。接下来要完成的必要步骤是_________(填选项的符号)。
A. 用天平测量两个小球的质量、
B. 测量小球1开始释放的高度h
C. 测量抛出点距地面的高度H
D. 分别找到小球1、小球2相碰后平均落点的位置M、N
E. 测量平抛射程、
(3)若两球碰撞前后的动量守恒,则满足的表达式为________________(用(2)中测量的量表示)。
【答案】(1)BCD (2)ADE
(3)
【解析】
【小问1详解】
A.斜槽轨道不必光滑,只要每次从同一位置由静止释放,入射小球到达末端的速度即可重复,故A错误。
B.斜槽末端切线水平,保证小球离开轨道后做平抛运动,水平位移与水平速度成正比,故B正确。
C.每次从同一高度由静止释放,可保证入射小球碰撞前的速度相同,故C正确。
D.为避免碰撞后小球1反弹,实验要求,故D正确。
故选BCD。
【小问2详解】
A.动量表达式中包含,,必须用天平测量两球质量,故A正确。
B.只影响碰撞前速度,碰撞前速度可由已测的反映,最终关系式中不需要,故B错误。
C.只决定平抛飞行时间,三次平抛的飞行时间相同且在推导中相互消去,不需要测量,故C错误。
D.需要分别确定碰撞后两球的平均落点,,故D正确。
E.需要测量,,以便用水平位移表示碰后速度,故E正确。
故选ADE。
【小问3详解】
小球离开轨道后均从同一高度做平抛运动,设飞行时间为,取向右为正,则碰前小球1、碰后小球1和小球2的水平速度分别为,,,三者均按向右为正处理。
若碰撞前后动量守恒,则,其中正方向取向右。
代入并约去,得到关系,这就是实验需要检验的表达式。
13. 在用图中装置测量重力加速度的实验中,小白同学用测量范围为0~1 m的米尺测量摆长,用停表测量摆动周期,再根据单摆周期公式计算重力加速度。
(1)组装单摆时,应选用___________(选填选项前的字母)。
A. 长度略大于1 m的细线 B. 长度略小于1 m的细线
C. 半径约为2 cm的橡胶球 D. 半径约为1 cm的小钢球
(2)在测量过程中,下列操作合理的是___________
A. 先测好摆长,再将单摆悬挂到铁架台上
B. 释放单摆时,摆角尽量大些,以便观察
C. 单摆摆动稳定后,摆球经过平衡位置时开始计时
D. 摆动过程中,若逐渐形成了圆锥摆,可以继续测量,不影响单摆周期
(3)小白同学通过实验测得:悬点O到小球球心的距离L;计时开始后,从小球第一次通过平衡位置到第n次通过平衡位置所用时间为t,则重力加速度g =___________(用L、n、t及常数表示)。
(4)小红同学通过改变摆长,测量多组数据,做出T2-L图像,如图她发现图线起点位于原点上方,这可能是由于她在测量摆长时,从悬点量到了小球的___________(选填“上沿”或“下沿”),这样将使根据图像得出的g测量值___________(选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。
【答案】(1)BD (2)C
(3)
(4) ①. 上沿 ②. 不受影响
【解析】
【小问1详解】
AB.实验中用测量范围为0~1 m的米尺测量摆长,由于米尺最大量程为1m,应选择长度略小于1m、不能伸长的轻质细线做摆线,故A错误,B正确;
CD.为减小空气阻力的影响,应选择质量大而体积小的球做摆球,故C错误,D正确。
故选BD。
【小问2详解】
A.先将单摆悬挂到铁架台上,然后测好摆长,故A错误;
B.释放单摆时,摆角不能大于5°,否则就不是简谐振动,故B错误;
C.单摆摆动稳定后,摆球经过平衡位置时开始计时,故C正确;
D.摆动过程中,若逐渐形成了圆锥摆,不可以继续测量,这样会影响单摆周期,故D错误。
故选C。
【小问3详解】
单摆振动的周期
由单摆周期公式有
联立可得
【小问4详解】
[1][2]若在测量摆长时,从悬点量到了小球的上沿,则表达式应为
可得
则T2-L图像与纵轴上方有截距,故由图像可知她在测量摆长时,从悬点量到了小球的上沿;但是图像的斜率不变,即这样根据图像得出的g测量值不受影响。
三、解答题(本题共三小题,共40分。解答应写出必要的文字说明,方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不得分。)
14. 在气垫导轨上,一个质量为4 kg的滑块以2 m/s的速度向右与另一质量为2 kg,速度为1 m/s的滑块迎面相撞,碰撞后两个滑块粘在一起。
(1)求碰撞后滑块速度的大小和方向。
(2)这次碰撞,两滑块共损失了多少机械能?
【答案】(1);方向向右
(2)
【解析】
【小问1详解】
取向右为正方向,设两滑块的质量分别为,,碰撞前速度分别为、,碰撞后共同速度为,由动量守恒定律得
解得
所以碰撞后滑块向右运动。
【小问2详解】
碰撞过程中重力势能不变,机械能损失量等于动能减少量。碰撞前两滑块的总动能为
碰撞后两滑块的总动能为
损失的机械能为
15. 如图所示,实线是一列简谐横波在某时刻的波形图,经过Δt=0.2 s后这列波的图像如图中虚线所示。求:
(1)这列波的波长及振幅;
(2)若这列波沿x轴正方向传播,该波的波速的表达式;
(3)若波速等于55 m/s,则波沿哪个方向传播。
【答案】(1)4 m;2 cm
(2)v =5(4n+1) m/s(n=0,1,2,…)
(3)沿x轴负方向传播
【解析】
【小问1详解】
由题图可知,λ=4 m,A=2 cm。
【小问2详解】
若这列波沿x轴正方向传播,
而
可得
【小问3详解】
若波速等于55 m/s,对应的传播距离s=vΔt=11 m
满足,则波沿x轴负方向传播。
16. 如图所示,B是放在光滑的水平面上质量为3m的一块木板,木块A(可看成质点)质量为m,与木板间的动摩擦因数为μ.最初木板B静止,木块A以水平初速度v0滑上长木板,木板足够长,求:(重力加速度为g)
(1)木板B的最大速度的大小;
(2)从刚滑上木板到A、B速度刚好相等的过程中,木块A所发生的位移大小;
(3)若木块A恰好没滑离木板B,则木板至少多长?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【分析】
【详解】(1)由题意知,A向右减速,B向右加速,当A、B速度相等时B速度最大.以v0的方向为正方向,根据动量守恒定律
mv0=(m+3m)v
得
(2)木块A向右减速的过程,根据动能定理有
-μmgs1=mv2-mv02
则木块A所发生的位移大小为
s1=
(3)方法一:B向右加速过程的位移设为s2.由动能定理,有
μmgs2=×3mv2-0
解得
s2=
木板的最小长度
L=s1-s2=
方法二:从A滑上B至达到共同速度的过程中,由能量守恒得:
μmgL=mv02-(m+3m)v2
得
L=
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