精品解析:黑龙江大庆市第一中学2026-2027学年高二上学期第一次考试物理试卷
2026-10-18
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内容正文:
大庆一中2025级高二年级上学期第一次考试
物理试卷
考试时间:75分钟
一、选择题(本题共10小题,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,每小题4分;第8-10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分;共计46分。)
1. 下列说法中不正确的是( )
A. 摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中产生电子和质子
B. 电场线可以是带电粒子在电场中运动轨迹
C. 用点电荷来代替实际带电体是采用了理想化物理模型的方法
D. 法拉第不仅提出了电场的概念,而且还采用了电场线形象地描绘了电场
2. 如图所示,真空中有两个电荷量为和的点电荷分别固定在等边三角形的、两个顶点上,等边三角形边长为,静电力常量为,则顶点处的电场强度大小为( )
A. B.
C. D.
3. 如图所示,在绝缘支架上的导体A和导体B按图中方式接触放置,原先AB都不带电,先让开关K1,K2均断开,现在将一个带正电小球C放置在A左侧,以下判断正确的是( )
A. 小球距离A较近,所以A左端电荷量大于B右端电荷量
B. 只闭合K1,则A左端带负电,B右端不带电
C. 只闭合K2,则A左端带负电,B右端带正电
D. 只闭合K2,接着移走带电小球,最后将A、B分开,A带负电
4. 两等量异种点电荷周围电场线分布如图所示,两电荷连线中点为O,b、c两点关于二者连线对称,a、d两点关于O点对称,以下说法正确的是( )
A. O点电场强度为0
B. a点电场强度小于b点电场强度
C. b、c两点的电场强度相同
D. a、d两点的电场强度相同
5. 图甲为一列简谐横波在t=0.20 s时刻的波形图,P是平衡位置在x=1.0 m处的质点,Q是平衡位置在x=4.0 m处的质点,M是平衡位置在x=8.0 m处的质点;图乙为质点Q的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 该波沿x轴负方向传播,波速为40 m/s
B. 质点M与质点Q的运动方向总是相同
C. t=0.75 s时,Q点的位移为-10 cm
D. 质点P做简谐运动的表达式为
6. 如图甲所示,同一介质中两个波源M和N相距,起振后的振动图像分别如图乙和图丙所示,位于M、N之间的质点P到波源M的距离,已知波源M产生的简谐横波的速度,则以下判断正确的是( )
A. 波源M产生的波的波长比波源N产生的波的波长长
B. 波源M产生的波刚传播到P点时,质点P向y轴负方向运动的
C. 两列波叠加后,P点的振幅是1 cm
D. 两列波叠加后,M、N连线的中点处的振幅是1 cm
7. 如图所示,水平天花板下方固定一光滑小定滑轮O,在定滑轮的正下方C处固定一带正电的点电荷,不带电的小球A与带正电的小球B(可视为点电荷)通过跨过定滑轮的绝缘轻绳相连。开始时系统在图示位置静止,已知OB<OC。若B球所带的电荷量缓慢减少(未减为零),则在B球到达O点正下方前,正确的是( )
A. A球的质量小于B球的质量
B. 此过程中绳的拉力对B球做负功
C. 此过程中点电荷对B球的库仑力不变
D. 此过程中滑轮受到轻绳的作用力逐渐减小
8. 如图所示,下列图片场景解释说法正确的有( )
A. 如图甲,立体电影原理和照相机镜头表面涂上的增透膜的原理一样
B. 如图乙,肥皂膜上的彩色条纹是薄膜干涉现象
C. 如图丙,筷子“折断”的现象说明光线在不同介质的交界处发生了折射
D. 如图丁,是光线通过一个不透光的小圆盘得到的干涉图样
9. 在均匀介质中坐标原点O处有一波源做简谐运动,其表达式为,它在介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播,某时刻波刚好传播到x=12m处,波形图如图所示,则( )
A. 此后再经6s该波传播到x=24m处
B. M点在此后第3s末的振动方向沿y轴负方向
C. 波源开始振动时的运动方向沿y轴负方向
D. 此后M点第一次到达处所需时间小于2s
10. 如图所示,A,B两相同小球(均视为质点)的质量均为m,分别用绝缘轻绳连接于一光滑绝缘箱内,绝缘箱放置在水平面上,两小球间的距离为L,箱子质量为M。现用大小为F的水平拉力向右拉箱子,结果发现连接两小球A,B的轻绳l1、l2中有一根绳上的拉力恰好为零。已知两小球所带电荷量大小相等,静电力常量为k,不计各处的摩擦力,下列说法正确的是( )
A. l2中的拉力为零
B. l2中的拉力大小为
C. A、B两小球所带电荷电性相反
D. A球的电荷量为
二、实验题(11题7分,12题9分)
11. 某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率,实验过程如下:
(1)将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上,用大头针在白纸上标记玻璃砖的边界
(2)①激光笔发出的激光从玻璃砖上的点水平入射,到达面上的点后反射到点射出.用大头针在白纸上标记点、点和激光笔出光孔的位置
②移走玻璃砖,在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路,作连线的延长线与面的边界交于点,如图(a)所示
③用刻度尺测量和的长度和.的示数如图(b)所示,为________。测得为
(3)利用所测量的物理量,写出玻璃砖折射率的表达式________ ;由测得的数据可得折射率为________(结果保留3位有效数字)
(4)相对误差的计算式为。为了减小测量的相对误差,实验中激光在点入射时应尽量使入射角________。
12. 在用双缝干涉测量光的波长的实验中,请按照题目要求回答下列问题:
(1)如图(a)、(b)两图都是光的条纹形状示意图,其中干涉图样是_________。
(2)将下表中的光学元件放在图(c)所示的光具座上组装成用双缝干涉测量光的波长的实验装置,并用此装置测量红光的波长。
元件代号
A
B
C
D
E
元件名称
光屏
双缝
白光光源
单缝
透红光的滤光片
将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,除白光光源C外各光学元件的排列顺序应为_________。(填写元件代号)
(3)已知该装置中双缝间距d=0.50 mm,双缝到光屏的距离L=0.50 m,在光屏上得到的干涉图样如图(d)所示,分划板在图中A位置时游标卡尺如图(e)所示,则其示数xA=________mm;在B位置时游标卡尺如图(f)所示,则相邻两条亮条纹间距Δx=________mm(结果保留3位有效数字)。
(4)由以上所测数据,可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为________m(结果保留3位有效数字)。
(5)若改用频率较高的单色光照射,得到的干涉条纹间距将_________(填“变大”“不变”或“变小”)。
(6)某同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时,发现分划板的中心刻线与亮条纹未对齐,如图(g)所示,下列操作中可使中心刻线与亮条纹对齐的是_________。(选填“A”“B”“C”或“D”)
A. 仅转动双缝 B. 仅转动手轮
C. 仅转动测量头 D. 仅转动目镜
三、计算题(13题10分,14题12分,15题16分)
13. 半径为R的半圆柱形玻璃砖的截面如图所示,O为圆心。单色光A沿半径方向从a处射入玻璃砖后,恰在O点发生全反射,。平行于A的同种单色光B从最高点b射入玻璃砖后,折射到MN上的一点D(D点在图中未画出),光在真空中传播的速度为c,求:
(1)玻璃砖的折射率;
(2)D点到O点的距离;
(3)光线B在玻璃中由b点传播至D点的时间。
14. 如图是某简谐横波的波形图,实线表示t=0时刻的波形,虚线表示0.2s后的波形图。
(1)若波向左传播,则它传播的可能距离是多少?
(2)若波向右传播,则它的最大周期是多少?
(3)若波速为35m/s,则波的传播方向如何?
15. 如图所示,一质量的绝缘长木板静止于水平地面上,在距其最左端处存在宽度、方向竖直向下的匀强电场区域,电场强度。一质量、带电量的物块放在长木板的最左端,物块在的水平向右恒力作用下从静止开始运动,在物块刚离开电场右边界时撤去外力,物块最终未从长木板末端滑离。若物块与长木板之间的动摩擦因数为,长木板与地面之间的动摩擦因数为,重力加速度,若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:
(1)物块刚进入电场区域时的速度大小;
(2)长木板从开始运动至与物块共速所用时间;
(3)整个过程长木板的总位移。
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大庆一中2025级高二年级上学期第一次考试
物理试卷
考试时间:75分钟
一、选择题(本题共10小题,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,每小题4分;第8-10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分;共计46分。)
1. 下列说法中不正确的是( )
A. 摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中产生电子和质子
B. 电场线可以是带电粒子在电场中运动轨迹
C. 用点电荷来代替实际带电体是采用了理想化物理模型的方法
D. 法拉第不仅提出了电场的概念,而且还采用了电场线形象地描绘了电场
【答案】A
【解析】
【详解】A.摩擦起电的本质是电荷的转移,不产生电荷,故A错误,满足题意要求;
B.如果电场线是直线,且带电粒子的初速度为零或初速度方向与电场线方向在同一条直线上时,带电粒子在电场中运动轨迹可以与电场线重合,故B正确,不满足题意要求;
C.用点电荷来代替实际带电体是采用了理想化物理模型的方法,故C正确,不满足题意要求;
D.法拉第不仅提出了电场的概念,而且还采用了电场线形象地描绘了电场,故D正确,不满足题意要求。
故选A。
2. 如图所示,真空中有两个电荷量为和的点电荷分别固定在等边三角形的、两个顶点上,等边三角形边长为,静电力常量为,则顶点处的电场强度大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】、两个顶点处的点电荷分别在处产生的场强大小相等,均为
由于、两个顶点处的点电荷在处产生的场强方向之间的夹角为,则顶点处的电场强度大小为
故选A。
3. 如图所示,在绝缘支架上的导体A和导体B按图中方式接触放置,原先AB都不带电,先让开关K1,K2均断开,现在将一个带正电小球C放置在A左侧,以下判断正确的是( )
A. 小球距离A较近,所以A左端电荷量大于B右端电荷量
B. 只闭合K1,则A左端带负电,B右端不带电
C. 只闭合K2,则A左端带负电,B右端带正电
D. 只闭合K2,接着移走带电小球,最后将A、B分开,A带负电
【答案】B
【解析】
【详解】A.两开关均断开时,接触的导体和构成一个不带电的孤立导体。带正电的小球吸引自由电子向左端移动,使左端带负电,右端因缺少电子而带正电。根据电荷守恒定律,两端感应电荷的电荷量绝对值相等,故A错误;
BC.由于和接触,闭合开关或均使两导体整体接地。在正电小球的吸引下,大地中的电子进入导体,补充右端缺少的电子,并使左端带负电。因此,只闭合任一开关,均有左端带负电、右端不带电,故B正确,C错误;
D.只闭合开关后移走带电小球时,两导体仍接地。失去小球的作用后,多余的电子流回大地,两导体均恢复不带电,随后将它们分开,仍不带电,故D错误。
故选B。
4. 两等量异种点电荷周围电场线分布如图所示,两电荷连线中点为O,b、c两点关于二者连线对称,a、d两点关于O点对称,以下说法正确的是( )
A. O点电场强度为0
B. a点电场强度小于b点电场强度
C. b、c两点的电场强度相同
D. a、d两点的电场强度相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.由场强的叠加原理可知,O点场强方向向右,且不为0,故A错误;
B.由电场线的疏密可知,a点场强大于b点场强,故B错误;
C.b、c两点电场强度大小相等,方向不同,故C错误;
D.由对称性可知,a、d两点电场强度相同,故D正确。
故选D。
5. 图甲为一列简谐横波在t=0.20 s时刻的波形图,P是平衡位置在x=1.0 m处的质点,Q是平衡位置在x=4.0 m处的质点,M是平衡位置在x=8.0 m处的质点;图乙为质点Q的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 该波沿x轴负方向传播,波速为40 m/s
B. 质点M与质点Q的运动方向总是相同
C. t=0.75 s时,Q点的位移为-10 cm
D. 质点P做简谐运动的表达式为
【答案】C
【解析】
【详解】A.图甲是波形图,相邻波峰相距,故波长为。图乙是点的振动图像,相邻两次以相同方向通过平衡位置的时间间隔为,故周期为。取轴正方向为振动位移正方向,在时,点通过平衡位置向上运动;图甲中点左侧邻近质点位移为正,由波形沿传播方向平移可知,波沿轴正方向传播。波在一个周期内传播一个波长,故波速为,故A错误;
B.与两点的平衡位置相距
波传播这一距离所需的时间为
因此两点的振动相差半个周期,运动时方向相反,故B错误;
C.由前述周期可得
由振动的周期性,此时点的状态与时相同。图乙中时点位于负向最大位移处,因此时的位移为,故C正确;
D.波沿轴正方向传播,图甲中点位于波峰左侧,所以时点向轴负方向运动。选项所给表达式在该时刻的相位为
这一相位对应正弦振动中位移为正且正在增大的状态,即质点向轴正方向运动,与点的实际运动方向不符,故D错误。
故选C。
6. 如图甲所示,同一介质中两个波源M和N相距,起振后的振动图像分别如图乙和图丙所示,位于M、N之间的质点P到波源M的距离,已知波源M产生的简谐横波的速度,则以下判断正确的是( )
A. 波源M产生的波的波长比波源N产生的波的波长长
B. 波源M产生的波刚传播到P点时,质点P向y轴负方向运动的
C. 两列波叠加后,P点的振幅是1 cm
D. 两列波叠加后,M、N连线的中点处的振幅是1 cm
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.介质决定波速,两波波速相等,,分析图象可知,周期,则波长均为
故A错误;
B.分析图乙可知,波源起振方向向上,则波传播到P点时,起振方向和波源一样,也是向上,故B错误;
C.分析图丙可知,两波起振方向相反,P点到两波源的波程差为 为半波长的奇数倍,P点为振动加强点,振幅为两波振幅之和,;故C错误;
D.同理,MN连线的中点,为振动减弱点,振幅为两波振幅之差,;故D正确。
故选D。
7. 如图所示,水平天花板下方固定一光滑小定滑轮O,在定滑轮的正下方C处固定一带正电的点电荷,不带电的小球A与带正电的小球B(可视为点电荷)通过跨过定滑轮的绝缘轻绳相连。开始时系统在图示位置静止,已知OB<OC。若B球所带的电荷量缓慢减少(未减为零),则在B球到达O点正下方前,正确的是( )
A. A球的质量小于B球的质量
B. 此过程中绳的拉力对B球做负功
C. 此过程中点电荷对B球的库仑力不变
D. 此过程中滑轮受到轻绳的作用力逐渐减小
【答案】A
【解析】
【详解】A.电荷量缓慢减少,可把各位置视为平衡状态。设两球质量分别为,,绳中拉力大小为,球所受库仑力和重力大小分别为,。由球受力平衡及重力公式可得,
忽略小定滑轮的尺寸,球的受力及几何关系如下,蓝色圆弧表示其缓慢移动时的轨迹
将球所受三力首尾相接,可得到下列闭合力三角形
该力三角形的三边分别平行于,,,与相似,因此
代入两球的重力与拉力关系,并利用已知长度关系,得,故A正确;
B.由前述平衡关系可得,两球质量和均不变,故始终不变。球沿图中以为圆心的圆弧移动,拉力始终沿半径方向,与运动方向垂直,拉力做功为,故B错误;
C.设处点电荷的电荷量为,球的电荷量为,静电力常量为。由库仑定律有
与前述平衡关系联立得
其中,和均不变,减小时减小。由前述比例关系,库仑力大小随减小而减小,故C错误;
D.设两段绳在处的夹角为,滑轮受到轻绳的合力大小为。根据平行四边形定则,两股等大绳拉力及其合力的关系如下
由两力合成规律得
整理得
在中,由余弦定理有
,均不变,减小,故减小。又因不变,滑轮受到轻绳的合力逐渐增大,故D错误。
故选A。
8. 如图所示,下列图片场景解释说法正确的有( )
A. 如图甲,立体电影原理和照相机镜头表面涂上的增透膜的原理一样
B. 如图乙,肥皂膜上的彩色条纹是薄膜干涉现象
C. 如图丙,筷子“折断”的现象说明光线在不同介质的交界处发生了折射
D. 如图丁,是光线通过一个不透光的小圆盘得到的干涉图样
【答案】BC
【解析】
【详解】A.立体电影原理是利用光的偏振原理,照相机镜头表面涂上的增透膜原理是利用光的干涉原理,故A错误;
B.肥皂膜上的彩色条纹是从肥皂膜上下表面反射回来的两列光发生干涉的结果,B正确;
C.筷子“折断”的现象说明光线在不同介质的交界处发生了折射,C正确;
D.图丁,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BC。
9. 在均匀介质中坐标原点O处有一波源做简谐运动,其表达式为,它在介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播,某时刻波刚好传播到x=12m处,波形图如图所示,则( )
A. 此后再经6s该波传播到x=24m处
B. M点在此后第3s末的振动方向沿y轴负方向
C. 波源开始振动时的运动方向沿y轴负方向
D. 此后M点第一次到达处所需时间小于2s
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由图可知波长为8m,根据简谐运动的表达式可知周期为
则波速为
可知再经6s该波传播到,故A正确;
B.波沿x轴正方向传播,根据同侧法可知图示时刻M点沿y轴负方向运动;由
可知在此后第3s末M点沿y轴正方向运动,故B错误;
C.根据平移法可知x=12m处的质点此时向上振动,所以波源开始振动时的运动方向沿y轴正方向,故C错误;
D.波沿x轴正方向传播,根据同侧法可知图示时刻M点沿y轴负方向运动,所以此后M点第一次到达处所需时间,故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,A,B两相同小球(均视为质点)的质量均为m,分别用绝缘轻绳连接于一光滑绝缘箱内,绝缘箱放置在水平面上,两小球间的距离为L,箱子质量为M。现用大小为F的水平拉力向右拉箱子,结果发现连接两小球A,B的轻绳l1、l2中有一根绳上的拉力恰好为零。已知两小球所带电荷量大小相等,静电力常量为k,不计各处的摩擦力,下列说法正确的是( )
A. l2中的拉力为零
B. l2中的拉力大小为
C. A、B两小球所带电荷电性相反
D. A球的电荷量为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.箱子和两个小球视为整体,根据牛顿第二定律得整体的共同加速度为
对A球(左侧小球):若拉力为零,B的合外力等于B受到的库仑力,大小等于,方向向右,那么A受到的库仑力方向向左,A的合外力要向右,大小等于,需要拉力方向向右,而细绳只能产生向左的拉力,故假设拉力为零不成立,故A错误;
B.轻绳、中有一根绳上的拉力恰好为零,只能是拉力为零,小球A的合外力为库仑力,大小等于,方向向右;小球B受到的库仑力向左,大小也为,合外力也等于,方向向右,需要的拉力方向向右,大小为,即
可得,故B正确;
C.因为A受到向右的库仑力、B受到向左的库仑力,两球之间的库仑力为引力,说明两小球带异种电荷,故C正确;
D. 两小球所带电荷量大小相等,两小球间的距离为L,根据库仑定律得
对A球,因拉力为零,向右的库仑力提供A的合外力可得
代入,整理得, 故D正确。
故选BCD。
二、实验题(11题7分,12题9分)
11. 某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率,实验过程如下:
(1)将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上,用大头针在白纸上标记玻璃砖的边界
(2)①激光笔发出的激光从玻璃砖上的点水平入射,到达面上的点后反射到点射出.用大头针在白纸上标记点、点和激光笔出光孔的位置
②移走玻璃砖,在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路,作连线的延长线与面的边界交于点,如图(a)所示
③用刻度尺测量和的长度和.的示数如图(b)所示,为________。测得为
(3)利用所测量的物理量,写出玻璃砖折射率的表达式________ ;由测得的数据可得折射率为________(结果保留3位有效数字)
(4)相对误差的计算式为。为了减小测量的相对误差,实验中激光在点入射时应尽量使入射角________。
【答案】 ①. 2.25 ②. ③. 1.51 ④. 稍小一些
【解析】
【详解】(2)③[1]刻度尺的最小分度为0.1cm,由图可知,为2.25cm;
(3)[2][3]玻璃砖折射率的表达式
带入数据可知
(4)[4]相对误差的计算式为,为了减小测量的相对误差,实验中要尽量稍大一些,即激光在点入射时应尽量使入射角稍小一些。
12. 在用双缝干涉测量光的波长的实验中,请按照题目要求回答下列问题:
(1)如图(a)、(b)两图都是光的条纹形状示意图,其中干涉图样是_________。
(2)将下表中的光学元件放在图(c)所示的光具座上组装成用双缝干涉测量光的波长的实验装置,并用此装置测量红光的波长。
元件代号
A
B
C
D
E
元件名称
光屏
双缝
白光光源
单缝
透红光的滤光片
将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,除白光光源C外各光学元件的排列顺序应为_________。(填写元件代号)
(3)已知该装置中双缝间距d=0.50 mm,双缝到光屏的距离L=0.50 m,在光屏上得到的干涉图样如图(d)所示,分划板在图中A位置时游标卡尺如图(e)所示,则其示数xA=________mm;在B位置时游标卡尺如图(f)所示,则相邻两条亮条纹间距Δx=________mm(结果保留3位有效数字)。
(4)由以上所测数据,可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为________m(结果保留3位有效数字)。
(5)若改用频率较高的单色光照射,得到的干涉条纹间距将_________(填“变大”“不变”或“变小”)。
(6)某同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时,发现分划板的中心刻线与亮条纹未对齐,如图(g)所示,下列操作中可使中心刻线与亮条纹对齐的是_________。(选填“A”“B”“C”或“D”)
A. 仅转动双缝 B. 仅转动手轮
C. 仅转动测量头 D. 仅转动目镜
【答案】(1)a (2)EDBA
(3) ①. 111.10 ②. 0.607
(4)
(5)变小 (6)C
【解析】
【小问1详解】
因干涉条纹是平行等距的,则干涉图样是a。
【小问2详解】
由左至右,除白光光源C外各光学元件的排列顺序应为:E(透红光的滤光片)D(单缝)B(双缝)A(光屏)。
【小问3详解】
[1]由图可知,
[2]相邻两条亮条纹间距
【小问4详解】
根据此干涉图样的单色光的波长为
【小问5详解】
频率越高,波长越小,若改用频率较高的单色光照射,根据可知,得到的干涉条纹间距将变小。
【小问6详解】
发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐,若要使两者对齐,该同学应旋转测量头。故选C。
三、计算题(13题10分,14题12分,15题16分)
13. 半径为R的半圆柱形玻璃砖的截面如图所示,O为圆心。单色光A沿半径方向从a处射入玻璃砖后,恰在O点发生全反射,。平行于A的同种单色光B从最高点b射入玻璃砖后,折射到MN上的一点D(D点在图中未画出),光在真空中传播的速度为c,求:
(1)玻璃砖的折射率;
(2)D点到O点的距离;
(3)光线B在玻璃中由b点传播至D点的时间。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)临界角C=45°,由公式可得
(2)由折射定律有
可得
,
由几何关系可得
(3)该单色光在玻璃中的传播速度v有
根据几何关系可知,光在玻璃中传播的路程s有
故传播时间t有
可得
14. 如图是某简谐横波的波形图,实线表示t=0时刻的波形,虚线表示0.2s后的波形图。
(1)若波向左传播,则它传播的可能距离是多少?
(2)若波向右传播,则它的最大周期是多少?
(3)若波速为35m/s,则波的传播方向如何?
【答案】(1)3m、7m、11m…;(2)0.8s;(3)向左
【解析】
【分析】
【详解】(1)若向左传播,时间内波传播的距离为
=(n+)λ(n=0,1,2…)
其中λ=4m,得到
x=(4n+3)m,(n=0,1,2…)
可能距离为3m、7m、11m…
(2)当波向右传播时,和周期T的关系为
(n=0,1,2…)
所以
(n=0,1,2…)
当n=0时,T有最大值
(3)波在内传播的距离为
结合图形可判断出波是向左传播的。
15. 如图所示,一质量的绝缘长木板静止于水平地面上,在距其最左端处存在宽度、方向竖直向下的匀强电场区域,电场强度。一质量、带电量的物块放在长木板的最左端,物块在的水平向右恒力作用下从静止开始运动,在物块刚离开电场右边界时撤去外力,物块最终未从长木板末端滑离。若物块与长木板之间的动摩擦因数为,长木板与地面之间的动摩擦因数为,重力加速度,若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:
(1)物块刚进入电场区域时的速度大小;
(2)长木板从开始运动至与物块共速所用时间;
(3)整个过程长木板的总位移。
【答案】(1);(2)1.25s;(3)
【解析】
【详解】(1)对物块,由牛顿第二定律有
解得
对木板,由牛顿第二定律有
解得
则物块未进入电场之前,木板保持静止,对物块,根据运动学公式有
代入数据解得
(2)物块进入电场后,对物块,有
解得
则物块在电场中匀速运动,根据
解得物块在电场中的运动时间为
对木板,有
解得
当物块刚要离开电场时,木板的速度为
物块离开电场后,对物块,有
解得
对木板,有
木板匀速,离开电场后,物块与木板共速的时间为,则有
解得
则长木板从开始运动至与物块共速所用时间
(3)物块与木板共速之前,木板的位移为
物块与木板共速后,对整体有
根据运动学公式有
联立解得
则整个过程长木板的总位移
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