精品解析:江苏省常州市田家炳高级中学2025-2026学年高二上学期12月月考物理试卷
2026-09-03
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内容正文:
2025-2026学年第一学期高二年级阶段调研
物理试卷
一、单项选择题:本题共11题,每题4分,共44分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 对图中所列光学现象的认识,正确的是( )
A. 甲图中,用激光水平射向塑料瓶小孔,观察到光的传播路径沿水流方向是光的全反射现象
B. 乙图中,用白光照射不透明的小圆盘,在圆盘阴影中心出现亮斑是光的折射现象
C. 丙图中,用3D眼镜看3D电影感受到的立体影像是利用了光的干涉现象
D. 丁图中,阳光下吹出的肥皂泡呈现出彩色花纹是光的色散现象
【答案】A
【解析】
【详解】A.甲图中,用激光水平射向塑料瓶小孔,观察到光的传播路径沿水流方向是光的全反射现象,故A正确;
B.乙图中,用白光照射不透明的小圆盘,在圆盘阴影中心出现一个亮斑是光的衍射现象,故B错误;
C.丙图中,看3D电影的特制眼镜的两镜片相当于两透振方向彼此垂直的偏振片,能够看到两种不同方向振动的光,形成了立体感,即戴上特制眼镜看3D电影有立体感是利用了光的偏振原理,故C错误;
D.丁图中,太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹,是由于肥皂膜上下表面反射回的光相遇发生干涉形成的,故是光的干涉现象,故D错误。
故选A。
2. 飞力士棒可以实现日常训练肌肉和提高身体感知能力。如图甲所示,某型号飞力士棒的固有频率为3Hz,如图乙所示,某人用手驱动该飞力士棒锻炼。下列说法正确的是( )
A. 使用者用力越大,飞力士棒振动越快
B. 使用者驱动的频率越大,飞力士棒振动的幅度也越大
C. 无论使用者驱动的频率多大,飞力士棒振动的频率始终为3Hz
D. 使用者驱动的频率减小,飞力士棒振动的幅度可能增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.飞力士棒做受迫振动,振动频率与驱动力频率一致,与用力大小无关,故A错误;
B.飞力士棒振动的幅度与驱动力频率跟固有频率的差值有关,差值越小,幅度越大,故B错误;
C.飞力士棒的振动频率与驱动力频率一致,与固有频率无关,故C错误;
D.当使用者驱动的频率从大于3Hz开始减小到3Hz,飞力士棒振动的幅度会增大,故D正确。
故选D。
3. 下列说法正确的是
A. 由B=知.B与F成正比,与IL成反比
B. 小磁针静止时N极所指的方向就是该点磁场方向
C. 电子沿通电螺线管轴线匀速运动,说明螺线管内无磁场
D. 条形磁铁的磁感线从磁铁的N极出发终止于S极
【答案】B
【解析】
【详解】A. B=只是磁感应强度的定义式,它的大小取决于场源以及磁场中的位置,与F、I、L以及通电导线在磁场中的取向无关.故A错误;
B.磁场的方向可根据小磁针受力方向确定,规定小磁针静止时其北极所指的方向为该点磁场方向,故B正确;
C.通电螺线管内部的磁感线与螺线管轴线平行,由S极指向N极,当电子的速度方向与螺母管轴线平行时,电子不受力作用,做匀速运动,故C错误;
D.在磁体的周围磁感线在磁体的外部是从N极出发回到S极,在磁体的内部磁感线是从磁体的S极出发回到N极,故D错误.
4. 磁流体发电机的发电原理如图所示:将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和负电的粒子,而从整体来说呈中性)沿图示方向以速度喷射入磁场,磁感应强度为,磁场中有两块金属板A、B,板间距为,这时金属板上就聚集了电荷,不计A、B板间内阻。下述说法正确的是( )
A. A板带正电荷
B. 两板间洛伦兹力对等离子做功,使电路中获得电能
C. 等离子体发生偏转的原因是离子所受电场力大于所受洛伦兹力
D. 金属板A、B间的最大电势差为
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据左手定则知,正电荷向下偏,负电荷向上偏,则A板带负电,B板带正电,故A错误;
B.洛伦兹力可驱动等离子体中的正负电荷向不同方向运动,形成电流,进而使外部电路获得电能,其能量来源需考虑等离子体的初始动能,并不是洛伦兹力对等离子做功,故B错误;
C.等离子体发生偏转的原因是离子所受洛伦兹力大于所受电场力,故C错误;
D.当等离子体受力平衡时,金属板A、B间的电势差最大,根据平衡条件
解得金属板A、B间的最大电势差,故D正确。
故选D。
5. 如图所示,用绝缘细线悬挂一个导线框,导线框是由两同心半圆弧导线和在同一条水平直线上的直导线连接而成的闭合回路,导线框中通有图示方向的电流,处于静止状态。在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线O。当长直导线O中通以垂直纸面向里的电流时,下列说法正确的是( )
A. 长直导线O产生的磁场方向为逆时针方向
B. 半圆弧导线受到长直导线O的安培力大于半圆弧导线受到的安培力
C. 直导线所受长直导线O的安培力方向垂直纸面向外
D. 从上往下看,导线框将顺时针转动
【答案】D
【解析】
【详解】A.当长直导线O中通以垂直纸面方向向里的电流时,由安培定则可判断出长直导线O产生的磁场方向沿着电流方向看为顺时针方向,故A错误;
B.长直导线O产生磁场的磁感线是以O为圆心的同心圆,半圆弧导线与磁感线平行不受安培力,故B错误;
CD. 由左手定则可判断出直导线EF所受的安培力方向垂直纸面向里,直导线GH所受的安培力方向垂直纸面向外,从上往下看,导线框将顺时针转动,故C错误,D正确。
故选D。
6. 在用插针法“测量玻璃的折射率”实验中,小明画好玻璃砖边界aa'、bb'后,将玻璃砖放回,在纸上画出的界面与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示,其中①中用的是矩形玻璃砖,②中用的是梯形玻璃砖。其它操作均正确,且均以aa'、bb'为界面画光路图。下列说法中正确的是( )
A. 图甲中测得的玻璃砖折射率n为
B. ①所测得玻璃砖折射率相较准确值偏小
C. ①实验时入射角不能太大,否则光线会在玻璃砖下表面发生全反射
D. 该实验只能测量两面平行的玻璃砖的折射率,因此②无法准确测得玻璃砖的折射率
【答案】B
【解析】
【详解】A.图甲中测得的玻璃砖折射率为,故A错误;
B.图①测定折射率时,作出的折射光线如下图中虚线所示
实线表示实际光线,可见折射角测量值偏大,由折射定律可知,所测得玻璃砖折射率相较准确值偏小,故B正确;
C.①实验时,由于玻璃砖上下界面平行,则光线在下表面的入射角等于上表面的折射角,无论光线在上表面的入射角多大,光线在玻璃砖下表面一定不会发生全反射,故C错误;
D.②中用的是梯形玻璃砖,同样可以测出光线在界面的入射角和折射角,所以②可以准确测得玻璃砖的折射率,故D错误。
故选B。
7. 如图所示,abcd为边长为L的正方形,在四分之一圆abd区域内有垂直正方形平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B。一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子从b点沿ba方向射入磁场,粒子恰好能通过c点,不计粒子的重力,则粒子的速度大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】画出粒子在磁场中运动的轨迹示意图
根据几何关系,射出磁场时的速度反向延长线通过a点,磁场的半径为L,设粒子的轨迹半径为r,由几何关系得L+r=L
由洛伦兹力提供向心力得qvB=m
联立解得v=
故选C。
8. 一质点做简谐运动的图像如图所示,则该质点( )
A. 在0.015s时,速度与加速度都为方向
B. 在0.01~0.03s内,速度与加速度先沿负方向后沿正方向,且速度是先减小后增大,加速度是先增大后减小
C. 在第8个0.01s内,速度与位移方向相同,且都在不断增大
D. 在每1s内,回复力的瞬时功率有100次为零
【答案】D
【解析】
【详解】A.在时,图像斜率为负,速度沿负方向;质点位移为负,简谐运动的加速度指向平衡位置,沿正方向,二者方向相反,故A错误;
B.在内,质点先沿负方向运动,后沿正方向运动;但在该过程中位移始终为负,加速度始终沿正方向,并非先沿负方向后沿正方向,故B错误;
C.由图可知振动周期为,第8个对应,与的运动状态相同。此时位移和速度均沿正方向,但质点向正向最大位移运动,位移增大而速度大小减小,并非二者都不断增大,故C错误;
D.由前述计算得频率为
由瞬时功率公式
回复力在平衡位置为零,速度在最大位移处为零,所以每个周期内回复力的瞬时功率有4次为零。每内包含25个周期,零功率次数为,故D正确。
故选D。
9. 海洋馆中一潜水员把一质量为的小球以初速度从手中竖直抛出。从抛出开始计时,时刻小球返回手中。小球始终在水中且在水中所受阻力大小不变,小球的速度随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 上升过程与下降过程中阻力的冲量大小之比为1:3
B. 上升过程与下降过程中合外力的冲量大小之比为2:1
C. 小球在过程中克服阻力所做的功为
D. 小球在时间内动量变化量的大小为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.由题图可知,上升过程与下降过程中时间之比为1:2,根据,则阻力的冲量大小之比为,故A错误;
B.上升过程与下降过程中位移大小相等,根据
可知回到出发点的速度为
则根据动量定理,合外力的冲量大小之比等于动量变化大小之比,则,故B正确;
C.小球在过程中重力做功为零,由动能定理知克服阻力所做的功为,故C正确;
D.设向上为正方向,小球在时间内动量变化量的大小为,故D正确。
故选BCD。
10. 如图,甲、乙、丙、丁为用频闪照相机连续拍摄的四张在轴上0~6m区间段简谐波的照片,其中乙图、丙图模糊不清。已知波沿轴传播,照相机频闪时间间隔相等且小于波的周期。第一张照片与第四张照片间隔为1s,则由照片可知( )
A. 频闪的时间间隔为0.25s B. 波的周期可能是4s
C. 波的波长可能为6m D. 波可能以8m/s的波速沿轴负方向传播
【答案】B
【解析】
【详解】A.第一张照片与第四张照片间隔为1s,频闪的时间间隔为,故A错误;
B.如果波沿x轴负方向传播,根据第一张和第四张波形图可知
且
解得(n=0、1、2),当n=0时,周期T=4s,故B正确;
C.根据图像可知波长为4m,故C错误;
D.如果波沿x轴负方向传播,则波速为:(n=0、1、2),所以波速不可能为8m/s,故D错误。
故选B。
11. 如图所示为大球和小球叠放在一起、在同一竖直线上进行的超级碰撞实验,可以使小球弹起并上升到很大高度。将质量为()的大球(在下),质量为m的小球(在上)叠放在一起,从距地面高h处由静止释放,h远大于球的半径,不计空气阻力。假设大球和地面、大球与小球的碰撞均为完全弹性碰撞,且碰撞时间极短。下列说法正确的是( )
A. 两球一起下落过程中,小球对大球的弹力大小为
B. 大球与地面第一次碰撞过程中,地面对大球平均作用力的冲量大小为
C. 无论k取什么值,大球与小球碰撞后大球的速度均不能为0
D. 若大球的质量远大于小球的质量,小球上升的最大高度约为9h
【答案】D
【解析】
【详解】A.两球一起下落过程中都做自由落体运动,小球对大球的弹力大小为0,A错误;
B.下落过程中由自由落体运动规律得
解得大球与地面碰撞前的速度大小为
根据动量定理可得
B错误;
C.以向上为正方向,大球碰撞地之后,速度瞬间反向,大小相等,两球碰撞前后动量守恒,机械能守恒,设碰撞前小球和大球的速度分别为v,碰后大球的速度为v1,小球的速度为v2,由动量守恒定律
由机械能守恒定律
两式联立解得
可知当
时,大球与小球碰撞后大球的速度为0,C错误;
D.大球与地面碰撞后,速度瞬间反向,大小不变,两球发生弹性碰撞,两球碰撞过程系统内力远大于外力,系统动量守恒、机械能守恒,设碰撞后小球速度大小为v1,大球速度大小为v2,选向上为正方向,由动能量守恒和机械能守恒
解得
当M≫m时,不考虑m影响,则
小球上升高度为
D正确;
故选D。
二、非选择题:本题共5题,共56分。其中第13~16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“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上,如图所示
(1)M、N、P三个光学元件依次为___。
A. 滤光片、单缝片、双缝片
B. 滤光片、双缝片、单缝片
C. 偏振片、单缝片、双缝片
D. 双缝片、偏振片、单缝片
(2)利用图中装置研究双缝干涉现象时,下列说法中正确的是___。
A. 将滤光片由蓝色的换成红色的,其他条件不变,干涉条纹间距变宽
B. 将单缝向双缝移动一小段距离后,其他条件不变,干涉条纹间距变宽
C. 换一个两缝之间距离更大的双缝,其他条件不变,干涉条纹间距变窄
D. 去掉滤光片,其他条件不变,干涉现象消失
(3)如图所示,实验中发现目镜中干涉条纹与分划板中心刻线始终有一定的角度,下列哪个操作可以使得分划板中心刻线与干涉条纹平行___。
A. 仅旋转单缝 B. 仅前后移动凸透镜 C. 仅旋转毛玻璃处的测量头 D. 调节拨杆
(4)已知双缝间的距离为,双缝到毛玻璃屏的距离为,当分划板中心刻线对齐如图3所示的第1条亮条纹的中心时,手轮上的读数为0.3mm,当分划板中心刻线对齐第5条亮条纹中心时,手轮上的示数如图4所示,则读数为___mm;由以上已知数据和测量数据可知,该红光的波长为___m(结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)A (2)AC (3)C
(4) ①. 9.6 ②. 6.2×10-7
【解析】
【小问1详解】
根据实验装置的正确安装顺序可知M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝片、双缝片。
故选A。
【小问2详解】
A.根据双缝干涉条纹间距公式,将滤光片由蓝色的换成红色的,增大,其他条件不变,干涉条纹间距变宽,故A正确;
B.双缝干涉条纹间距与单缝和双缝之间的距离无关,将单缝向双缝移动一小段距离后,其他条件不变,干涉条纹间距不变,故B错误;
C.换一个两缝之间距离更大的双缝,双缝之间的间距增大,其他条件不变,干涉条纹间距变窄,故C正确;
D.去掉滤光片,其他条件不变,光屏上出现彩色条纹,故D错误。
故选AC。
【小问3详解】
实验中发现目镜中干涉条纹与分划板中心刻线始终有一定的角度,使得分划板中心刻线与干涉条纹平行,则仅旋转毛玻璃处的测量头即可,故ABD错误,C正确。
故选C。
【小问4详解】
[1]游标卡尺是10分度的,精确度为0.1mm,第5条亮条纹中心对应的读数为
[2]相邻条纹间距为
根据双缝干涉条纹间距公式
解得波长
13. 横截面为圆环的中空柱形容器,内半径为R,外半径为2R,MN为一条直径。光线以45°入射角从M点射向容器,折射后恰好与容器内壁相切,光在真空中的速度为c。求:
(1)容器对该光线的折射率n;
(2)光从M点射入到第一次到达容器外壁所经历的时间t。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
折射光线恰好与容器内壁相切,设折射角为θ,由几何关系得
解得
容器对该光线的折射率
【小问2详解】
光从M点射入到第一次到达容器外壁走的路程
光在容器中的传播速度
光从M点射入到第一次到达容器外壁所经历的时间
14. 如图所示。轻绳静置在光滑水平地面上,其两端M、N分别位于x=−0.2m、x=1.2m处。在Δt=1s内,M、N各完成一次全振动后静止,形成振幅均为0.1m的两列简谐横波分别沿x轴正、负方向传播。下图中x=0.3m,x=0.7m处的P、Q两质点刚开始振动,若从图示位置开始计时。求:
(1)两列波分开的时刻t;
(2)0~2.5s内,x=0.5m处的质点O运动的路程。
【答案】(1)1.5s
(2)0.8m
【解析】
【小问1详解】
M、N在1s内各完成一次全振动,则周期T=1s
从图中可知,波长λ=0.4m
则波速
根据图示可知,机械波传播一个半波长,二者分开,则有
【小问2详解】
O到两波源间距相等,可知,O为振动加强点,其振幅A=0.2m
2.5s内O只完成一次全振动,则S=4A=0.8m
15. 如图所示,质量的滑轨C的右半部分是光滑的四分之一圆弧轨道,轨道半径,圆弧轨道的最低点与水平面相切,质量的物块B左侧连接一水平轻弹簧,滑轨C和物块B都静止在光滑水平面上。质量的小球A(可视为质点)从距离滑轨C的最高点正上方处由静止释放,离开滑轨C后继续向右运动与弹簧发生相互作用。重力加速度大小为。求:
(1)小球A首次离开滑轨C时的速度大小;
(2)小球A首次与滑轨C相互作用期间C的位移大小;
(3)求弹簧弹性势能最大值;并通过计算,判断小球与弹簧分离后能否再次追上滑轨C。
【答案】(1)
(2)
(3),能再次追上
【解析】
【小问1详解】
、组成的系统,小球离开滑轨时二者速度大小分别为、,由机械能守恒定律有
由水平方向动量守恒定律得
联立解得小球A首次离开滑轨C时的速度大小,此时滑轨C的速度大小
【小问2详解】
由水平方向动量守恒定律得,
其中
解得小球A首次与滑轨C相互作用期间,C的位移大小
【小问3详解】
、及弹簧组成的系统,共速时弹性势能最大,设共速时的速度为,由动量守恒定律得
由能量守恒定律得
联立解得弹簧弹性势能最大值
设小球与弹簧分离后速度为,物体B的速度为,、系统由动量守恒定律得
由能量守恒定律得
解得
负号表示方向向左,由第一问可知
因为,所以小球能再次追上滑轨。
16. 如图平面直角坐标系中,轴上方区域存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度。原点O处有一粒子源,可在坐标平面内沿各个方向向磁场区发射比荷均为的带负电的粒子。在处垂直于轴放置一块足够长的粒子收集板PQ,当粒子运动到收集板时即被吸收,不计粒子间相互作用和重力的影响,粒子被吸收的过程中收集板始终不带电。
(1)设某时刻粒子源沿+y方向射入一系列粒子,速度大小从0到不等,能打到P点被收集的粒子速度多大?
(2)第一问中,至少经过多长时间有粒子到达收集板?
(3)粒子源沿各个方向均匀地向磁场区发射速度大小均为的粒子,会有两个不同方向入射的粒子在PQ上的同一位置被收集,求PQ上这种位置分布的区域长度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
如图1所示:
粒子在磁场中做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力有
由题意可知,能打到P点被收集的粒子的轨迹半径为
代入数据联立解得能打到P点被收集的粒子速度大小为
【小问2详解】
设速度为的粒子轨道半径为,则有
代入数据解得
如图2所示,设该粒子击中点,,则根据几何关系有
代入数据解得
所以有
已知所有粒子的圆周运动周期均为
由分析可知速度为的粒子转过的圆心角最小,其角度为
则粒子到达收集板的最短时间为
故至少经过才有粒子到达收集板。
【小问3详解】
临界1:如图3所示
初速度与轴成的粒子轨迹直径与交于,这是上离最远的亮点,根据几何关系有
则
所以
临界2:如图4所示
初速度与轴成的粒子轨迹与相切于,则有
解得
说明点与点重合,则有
解得
MN之间会有两个不同方向入射的粒子在PQ上的同一位置被收集,所求区域长度为
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2025-2026学年第一学期高二年级阶段调研
物理试卷
一、单项选择题:本题共11题,每题4分,共44分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 对图中所列光学现象的认识,正确的是( )
A. 甲图中,用激光水平射向塑料瓶小孔,观察到光的传播路径沿水流方向是光的全反射现象
B. 乙图中,用白光照射不透明的小圆盘,在圆盘阴影中心出现亮斑是光的折射现象
C. 丙图中,用3D眼镜看3D电影感受到的立体影像是利用了光的干涉现象
D. 丁图中,阳光下吹出的肥皂泡呈现出彩色花纹是光的色散现象
2. 飞力士棒可以实现日常训练肌肉和提高身体感知能力。如图甲所示,某型号飞力士棒的固有频率为3Hz,如图乙所示,某人用手驱动该飞力士棒锻炼。下列说法正确的是( )
A. 使用者用力越大,飞力士棒振动越快
B. 使用者驱动的频率越大,飞力士棒振动的幅度也越大
C. 无论使用者驱动的频率多大,飞力士棒振动的频率始终为3Hz
D. 使用者驱动的频率减小,飞力士棒振动的幅度可能增大
3. 下列说法正确的是
A. 由B=知.B与F成正比,与IL成反比
B. 小磁针静止时N极所指的方向就是该点磁场方向
C. 电子沿通电螺线管轴线匀速运动,说明螺线管内无磁场
D. 条形磁铁的磁感线从磁铁的N极出发终止于S极
4. 磁流体发电机的发电原理如图所示:将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和负电的粒子,而从整体来说呈中性)沿图示方向以速度喷射入磁场,磁感应强度为,磁场中有两块金属板A、B,板间距为,这时金属板上就聚集了电荷,不计A、B板间内阻。下述说法正确的是( )
A. A板带正电荷
B. 两板间洛伦兹力对等离子做功,使电路中获得电能
C. 等离子体发生偏转的原因是离子所受电场力大于所受洛伦兹力
D. 金属板A、B间的最大电势差为
5. 如图所示,用绝缘细线悬挂一个导线框,导线框是由两同心半圆弧导线和在同一条水平直线上的直导线连接而成的闭合回路,导线框中通有图示方向的电流,处于静止状态。在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线O。当长直导线O中通以垂直纸面向里的电流时,下列说法正确的是( )
A. 长直导线O产生的磁场方向为逆时针方向
B. 半圆弧导线受到长直导线O的安培力大于半圆弧导线受到的安培力
C. 直导线所受长直导线O的安培力方向垂直纸面向外
D. 从上往下看,导线框将顺时针转动
6. 在用插针法“测量玻璃的折射率”实验中,小明画好玻璃砖边界aa'、bb'后,将玻璃砖放回,在纸上画出的界面与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示,其中①中用的是矩形玻璃砖,②中用的是梯形玻璃砖。其它操作均正确,且均以aa'、bb'为界面画光路图。下列说法中正确的是( )
A. 图甲中测得的玻璃砖折射率n为
B. ①所测得玻璃砖折射率相较准确值偏小
C. ①实验时入射角不能太大,否则光线会在玻璃砖下表面发生全反射
D. 该实验只能测量两面平行的玻璃砖的折射率,因此②无法准确测得玻璃砖的折射率
7. 如图所示,abcd为边长为L的正方形,在四分之一圆abd区域内有垂直正方形平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B。一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子从b点沿ba方向射入磁场,粒子恰好能通过c点,不计粒子的重力,则粒子的速度大小为( )
A. B.
C. D.
8. 一质点做简谐运动的图像如图所示,则该质点( )
A. 在0.015s时,速度与加速度都为方向
B. 在0.01~0.03s内,速度与加速度先沿负方向后沿正方向,且速度是先减小后增大,加速度是先增大后减小
C. 在第8个0.01s内,速度与位移方向相同,且都在不断增大
D. 在每1s内,回复力的瞬时功率有100次为零
9. 海洋馆中一潜水员把一质量为的小球以初速度从手中竖直抛出。从抛出开始计时,时刻小球返回手中。小球始终在水中且在水中所受阻力大小不变,小球的速度随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 上升过程与下降过程中阻力的冲量大小之比为1:3
B. 上升过程与下降过程中合外力的冲量大小之比为2:1
C. 小球在过程中克服阻力所做的功为
D. 小球在时间内动量变化量的大小为
10. 如图,甲、乙、丙、丁为用频闪照相机连续拍摄的四张在轴上0~6m区间段简谐波的照片,其中乙图、丙图模糊不清。已知波沿轴传播,照相机频闪时间间隔相等且小于波的周期。第一张照片与第四张照片间隔为1s,则由照片可知( )
A. 频闪的时间间隔为0.25s B. 波的周期可能是4s
C. 波的波长可能为6m D. 波可能以8m/s的波速沿轴负方向传播
11. 如图所示为大球和小球叠放在一起、在同一竖直线上进行的超级碰撞实验,可以使小球弹起并上升到很大高度。将质量为()的大球(在下),质量为m的小球(在上)叠放在一起,从距地面高h处由静止释放,h远大于球的半径,不计空气阻力。假设大球和地面、大球与小球的碰撞均为完全弹性碰撞,且碰撞时间极短。下列说法正确的是( )
A. 两球一起下落过程中,小球对大球的弹力大小为
B. 大球与地面第一次碰撞过程中,地面对大球平均作用力的冲量大小为
C. 无论k取什么值,大球与小球碰撞后大球的速度均不能为0
D. 若大球的质量远大于小球的质量,小球上升的最大高度约为9h
二、非选择题:本题共5题,共56分。其中第13~16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“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上,如图所示
(1)M、N、P三个光学元件依次为___。
A. 滤光片、单缝片、双缝片
B. 滤光片、双缝片、单缝片
C. 偏振片、单缝片、双缝片
D. 双缝片、偏振片、单缝片
(2)利用图中装置研究双缝干涉现象时,下列说法中正确的是___。
A. 将滤光片由蓝色的换成红色的,其他条件不变,干涉条纹间距变宽
B. 将单缝向双缝移动一小段距离后,其他条件不变,干涉条纹间距变宽
C. 换一个两缝之间距离更大的双缝,其他条件不变,干涉条纹间距变窄
D. 去掉滤光片,其他条件不变,干涉现象消失
(3)如图所示,实验中发现目镜中干涉条纹与分划板中心刻线始终有一定的角度,下列哪个操作可以使得分划板中心刻线与干涉条纹平行___。
A. 仅旋转单缝 B. 仅前后移动凸透镜 C. 仅旋转毛玻璃处的测量头 D. 调节拨杆
(4)已知双缝间的距离为,双缝到毛玻璃屏的距离为,当分划板中心刻线对齐如图3所示的第1条亮条纹的中心时,手轮上的读数为0.3mm,当分划板中心刻线对齐第5条亮条纹中心时,手轮上的示数如图4所示,则读数为___mm;由以上已知数据和测量数据可知,该红光的波长为___m(结果保留两位有效数字)。
13. 横截面为圆环的中空柱形容器,内半径为R,外半径为2R,MN为一条直径。光线以45°入射角从M点射向容器,折射后恰好与容器内壁相切,光在真空中的速度为c。求:
(1)容器对该光线的折射率n;
(2)光从M点射入到第一次到达容器外壁所经历的时间t。
14. 如图所示。轻绳静置在光滑水平地面上,其两端M、N分别位于x=−0.2m、x=1.2m处。在Δt=1s内,M、N各完成一次全振动后静止,形成振幅均为0.1m的两列简谐横波分别沿x轴正、负方向传播。下图中x=0.3m,x=0.7m处的P、Q两质点刚开始振动,若从图示位置开始计时。求:
(1)两列波分开的时刻t;
(2)0~2.5s内,x=0.5m处的质点O运动的路程。
15. 如图所示,质量的滑轨C的右半部分是光滑的四分之一圆弧轨道,轨道半径,圆弧轨道的最低点与水平面相切,质量的物块B左侧连接一水平轻弹簧,滑轨C和物块B都静止在光滑水平面上。质量的小球A(可视为质点)从距离滑轨C的最高点正上方处由静止释放,离开滑轨C后继续向右运动与弹簧发生相互作用。重力加速度大小为。求:
(1)小球A首次离开滑轨C时的速度大小;
(2)小球A首次与滑轨C相互作用期间C的位移大小;
(3)求弹簧弹性势能最大值;并通过计算,判断小球与弹簧分离后能否再次追上滑轨C。
16. 如图平面直角坐标系中,轴上方区域存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度。原点O处有一粒子源,可在坐标平面内沿各个方向向磁场区发射比荷均为的带负电的粒子。在处垂直于轴放置一块足够长的粒子收集板PQ,当粒子运动到收集板时即被吸收,不计粒子间相互作用和重力的影响,粒子被吸收的过程中收集板始终不带电。
(1)设某时刻粒子源沿+y方向射入一系列粒子,速度大小从0到不等,能打到P点被收集的粒子速度多大?
(2)第一问中,至少经过多长时间有粒子到达收集板?
(3)粒子源沿各个方向均匀地向磁场区发射速度大小均为的粒子,会有两个不同方向入射的粒子在PQ上的同一位置被收集,求PQ上这种位置分布的区域长度。
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