精品解析:湖北襄阳市第四中学2026-2027学年高二上学期10月阶段检测物理试题
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内容正文:
襄阳四中2025级高二上学期十月质量检测
物理试题
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40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8~10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. 对下列各图的叙述,正确的是( )
A. 图甲为大楼建筑中的阻尼器,当阻尼器摆动后,摆动方向始终与大楼的振动方向相反
B. 图乙中,C摆开始振动后,A、B、D三个摆中B摆的振幅最大
C. 图丙为一个单摆做受迫振动的振幅与驱动力频率的曲线,此单摆的固有周期约为0.5 s
D. 图丁中随海浪上下振动的游艇运动到最高点时具有向上的最大加速度
【答案】A
【解析】
【详解】A.大楼的调谐阻尼器作用就是抵消大楼的振动,阻尼器摆动方向始终与大楼振动方向相反,从而抑制共振、减小大楼摆动幅度,故A正确;
B.图乙中C摆振动后,驱动力频率等于C摆的固有频率;共振发生在固有频率等于驱动力频率时,图中A摆摆长与C摆摆长相等,固有频率和C摆相同,因此A摆振幅最大,故B错误;
C.受迫振动共振时,驱动力频率等于固有频率,由丙图得单摆固有频率,因此固有周期,故C错误;
D.游艇随海浪上下做简谐类振动,运动到最高点时位移向上最大,回复力方向向下,因此加速度方向向下,是向下的最大加速度,故D错误。
故选 A。
2. 下列关于波的特性,说法正确的是( )
A. 只要观测者和波源之间存在相对运动,则一定有多普勒效应产生
B. 某一频率的声波,从空气进入水中时,波长和频率均增大
C. 波长越短的波,穿过同一狭缝的衍射效果就越明显
D. 天文设备观测到遥远星系发出的光的频率变小,则说明该星系正远离我们
【答案】D
【解析】
【详解】A.多普勒效应的产生前提是观测者和波源的相对运动存在沿二者连线方向的径向分量,若二者做垂直于连线方向的横向相对运动,不会产生多普勒效应,故A错误;
B.波的频率由波源决定,声波从空气进入水中时频率保持不变;水中声速大于空气中声速,由波速公式
可知波长会增大,频率不会增大,故B错误;
C.发生明显衍射的条件是障碍物或狭缝尺寸与波长相近、甚至比波长更小。波长越短,越不容易满足明显衍射的条件,穿过同一狭缝的衍射效果越差,故C错误;
D.当星系远离观测者时,根据多普勒效应,观测到的光的频率会比星系实际发光频率更低,也就是天文上的“红移”现象,因此观测到遥远星系的光频率变小,说明该星系正在远离我们,故D正确。
故选D。
3. 如图所示,玻璃砖的上表面与下表面平行,一束单色光从上表面的点处射入玻璃砖,从下表面的点处射出玻璃砖,下列说法正确的是( )
A. 入射光线与射出玻璃砖的光线不平行
B. 单色光进入玻璃砖前后的波长不会发生变化
C. 射出玻璃砖的光线相对入射光线来说产生了侧移,入射角越大,侧移越大
D. 若增大从P点射入时的入射角,则单色光可能在玻璃砖下表面的点左侧某处发生全反射
【答案】C
【解析】
【详解】
A.由图可知,设上表面入射角为,折射角为,玻璃砖上下表面平行,光到达下表面时的入射角等于,由折射定律可知,下表面的出射角等于,因此入射光线与出射光线相互平行,故A错误;
B.由光波在介质中的速度公式,可知光进入玻璃砖后波速变小,而光的频率由光源决定保持不变,根据,则波长必然也变小,故B错误;
C.光线穿过平行玻璃砖时,出射光线相对入射光线会发生侧向平移。在玻璃砖厚度一定时,入射角越大,折射角越大,侧移量越大,故C正确;
D.玻璃砖上下表面平行,下表面的入射角始终等于上表面的折射角,
由折射定律可知:,全反射临界角满足
可得,也就是
下表面的入射角一定小于发生全反射的临界角,无论怎样增大上表面的入射角,光线在玻璃砖下表面都不可能发生全反射,故D错误。
故选C。
4. 如图所示,光滑地面上静置着一个质量为的光滑斜面体,斜面长度为,倾角为,质量为的滑块(滑块大小不计)从斜面体顶端由静止释放,经时间滑到了斜面底端,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 运动过程中,斜面体和滑块组成的系统机械能守恒、动量守恒
B. 当滑块滑到斜面底端时,若滑块速度方向与水平方向夹角为,此时滑块与斜面体的速度大小之比为
C. 当滑块滑到斜面底端时,斜面体的位移为
D. 运动过程中,滑块重力的冲量是
【答案】B
【解析】
【详解】A.滑块滑下后做加速运动,滑块有竖直向下的分加速度,滑块处于失重状态,斜面体和滑块构成的系统所受外力的合力不为0,系统动量不守恒,但系统的机械能守恒,故A错误;
B.斜面体和滑块组成的系统竖直方向受到的合力不为零,竖直方向动量不守恒。系统水平方向不受外力,水平方向动量守恒。当滑块滑到斜面底端时,滑块与斜面体的速度大小分别为、,则
得,故B正确;
C.当滑块滑到斜面底端时,设滑块向右的位移为x1,斜面体向左的位移为x2,根据水平方向动量守恒,有
由几何关系知
解得斜面体对地的水平位移为,故C错误;
D.根据冲量的定义式可知,运动过程中,滑块重力的冲量是,故D错误。
故选B。
5. 如图所示,x轴上位于、5m处各有一个波源、,可分别形成沿x轴方向传播的简谐横波。时刻,两波源同时开始振动,波源的振动方程为,波源的振动方程为,两列波的波速均为2m/s,P点的坐标为,下列说法正确的是( )
A. 两列波发生干涉后,原点O为振动加强点
B. 0~10s内P点运动的路程为20cm
C. 、之间(不含波源)振动减弱点的个数为6个
D. 、之间(不含波源)振动加强点的个数为4个
【答案】D
【解析】
【详解】A.由两波源的振动方程可知两波源的起振方向相反,由,可知两列波发生干涉后,原点为振动减弱点,故A错误;
B.由波源的振动方程可知波源的振动周期为
波源的振动传播到P点的时间
波源的振动传播到P点的时间
两列波发生干涉后,原点为振动减弱点,两列波的振幅相等,所以内点运动的时间为
则内点运动的路程为,故B错误;
C.波长
由于两个波源的振动方向始终相反,可知波程差为偶数倍时为振动减弱点,设减弱点的坐标为,则有
当n=0时
当时
当时
则x轴上、之间振动减弱点的个数为5个,故C错误;
D.波程差为奇数倍时为振动加强点,则有
当n=0时
当时
当时
当时
共四个加强点,故D正确。
故选D。
6. 弹球游戏装置如图所示,轨道为剖开的半径为的圆管一部分,固定在水平面内,弧,长为,在处有一小洞。游戏时,用弹簧枪将一质量为的小球(比洞略小)沿方向射出,通过控制弹出时的速度大小,可使小球落入洞中,、在同一水平面上,不计一切阻力,小球可视为质点,当地重力加速度为。若使小球能够进入洞中,则( )
A. 小球从到的时间与射出速率无关
B. 小球从点射出时的速率可能为
C. L越小,在满足题干情景下,发射前弹簧弹性势能越大
D. 若把小洞调到c处,弹簧弹性势能的最大值为
【答案】D
【解析】
【详解】A.将小球的运动分解为两个分运动,沿ad方向小球不受阻力,做匀速直线运动,满足
垂直ad方向,因,小球做小角度简谐运动(等效单摆,摆长为R),周期为
周期仅和R、g有关,与速度无关, 小球要落入d洞,到达d时必须回到平衡位置(ad线上),因此运动时间满足 (n=1,2,3…)
可得小球从到的时间为
可知运动时间和射出速率有关,故A错误;
B.由、、 (n=1,2,3…)
联立解得(n=1,2,3…)
当n=1时,即为速率的最大值,故B错误;
C.根据能量守恒定律可知,弹簧弹性势能为(n=1,2,3…)
可知L越大,在满足题干情景下,发射前弹簧弹性势能越大,故C错误;
D.将小洞调到c处,根据(n=,,…)
可知弹性势能的最大值对应,即弹簧弹性势能的最大值为,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,水平地面上固定一倾角为且足够长的光滑斜面,斜面底部固定安装一轻弹簧,弹簧上端拴接一小滑块,小滑块处于静止状态。另有一质量为的小滑块,从斜面上处由静止开始下滑,滑块与滑块碰撞后粘连在一起向下运动。如果以位置为坐标原点,沿斜面向下为的正方向建立坐标系,则滑块的动能与位移的关系图像如图乙所示。不计空气阻力。下列判断正确的是( )
A. 弹簧的劲度系数为
B. 弹簧的劲度系数为
C. 滑块位移为时,弹簧的弹性势能最大
D. 由滑块、滑块和弹簧组成的系统,从位置到弹性势能最大的过程中,系统的机械能守恒
【答案】B
【解析】
【详解】AB.设滑块的质量为,碰撞前滑块的速度大小为,碰撞后两滑块的共同速度大小为。滑块从处运动到碰撞位置,由动能定理得
由图乙可知,碰撞后滑块的动能变为碰撞前的,故
碰撞瞬间,两滑块沿斜面方向的动量守恒,有
解得
设弹簧初始压缩量为,由滑块初始处于静止状态得
位移为时,滑块的动能最大,两滑块的共同速度最大,加速度为零,此时弹簧压缩量为,由受力平衡得
联立解得,A错误,B正确;
C.滑块位移为时,两滑块仍向下运动,弹簧继续被压缩;当位移为时,两滑块速度减为零,弹簧压缩量最大,此时弹簧的弹性势能最大,C错误;
D.两滑块碰撞后粘连在一起,碰撞过程中部分机械能转化为内能,因此从位置到弹性势能最大的整个过程中,系统机械能不守恒,D错误。
故选B。
8. 如图所示,图中阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面,该种材料对红光的折射率n=2,AC为一半径为R的四分之一圆弧,D为圆弧面圆心,ABCD构成正方形.在D处有一红色点光源,在纸面内照射弧面AC,若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线,已知光在真空中速度为c,则以下说法正确的是( )
A. 红光在该材料中传播的速度为c
B. 光从该材料射到空气发生全反射的临界角为30°
C. 点光源发出的光射到AB面上的最长时间为
D. 照射在AC边上的入射光,有弧长为区域的光不能从AB、BC边直接射出
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由
可知,光在该材料中的传播速度为,A错误;
B.根据
得光从该材料到空气的临界角C=30°,B正确;
C.由题意可知,沿DB方向到达AB面上的光在材料中的传播距离最大,时间最长,做出如图所示光路图
根据几何关系可知光从光源到AC面的传播距离为R,材料中的传播距离为
在材料中的传播时间为
光在空气中传播的时间为
点光源发出的光射到AB面上的最长时间为,C错误;
D.若沿DE方向射到AB面上的光线刚好发生全反射,则∠ADF=30°,同理沿DG方向射到BC面上的光线刚好发生全反射,则∠CDH=30°,故,D正确。
故选BD。
9. 如图所示,某公司研制的新型汽车在一平直公路进行测试,汽车的质量为m,其运动过程中所受的阻力大小满足f=kv(k为常量且k>0,v为汽车的速度大小)。汽车从静止开始加速,功率始终为P,经过t时间达到最大速度,该过程牵引力的冲量为I,下列说法正确的是( )
A. 汽车行驶的最大速度为
B. 当汽车的速度为最大速度的一半时,汽车的加速度为
C. 该过程汽车行驶的位移为
D. 该过程汽车克服阻力做的功为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.汽车达到最大速度时加速度为零,牵引力与阻力平衡。由题给阻力关系及平衡条件得,由功率关系
所以,故A错误;
B.由瞬时功率关系,当车速为最大速度的一半时,牵引力为
沿汽车行驶方向由牛顿第二定律得
所以
代入
整理得,故B正确;
C.设该过程位移为、用时为,汽车的平均速度为
由于阻力,其时间平均值满足
因此阻力冲量
由动量定理,牵引力冲量减去阻力冲量等于汽车动量变化,所以
所以,故C正确;
D.汽车从静止到最大速度的过程中,牵引力做功为。由动能定理得
代入A项求得的最大速度,得,故D错误。
故选BC。
10. 2026年名古屋亚运会艺术体操个人全能比赛中,中国队小将王淇勇夺银牌。其进行的彩带比赛运动可简化为一列沿x轴方向传播的简谐横波。图甲是t=0.8 s时的波形图,P为该波传播方向上的质点,其振动图像如图乙所示。已知该波的振幅为10 cm,下列说法正确的是( )
A. 波沿x轴负方向传播
B. 质点P的平衡位置坐标为x=2 m
C. 质点P在甲图对应时刻之后的0.3 s内通过的路程为10 cm
D. 原点处质点的振动方程为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.由图乙可知,时质点P的位移为负,且向y轴负方向振动。结合图甲的波形,根据“上下坡法”,可判断波沿x轴负方向传播,故A正确;
B.由图甲可得波长
由图乙可得周期
则波速
由图乙可知,后再经过质点P回到平衡位置,结合图甲可知质点P的平衡位置与的间距为
因此质点P的平衡位置坐标为,故B正确;
C.时间
但时P点不在平衡位置或最大位移处,因此经过时间通过的路程不等于一个振幅,故C错误;
D.角频率
设原点振动方程为
时,波沿x轴负方向传播,图甲中原点处质点位移且向y轴正方向振动,代入可得
结合振动方向解得初相位
因此振动方程为,故D正确。
故选ABD。
二、非选择题:本题共5小题,共60分。按题目要求作答。解答题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能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 用如图所示的装置进行实验,让两个小球在斜槽末端对心碰撞可以验证动量守恒定律。图中的O点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时,先使球1多次从斜槽上同一位置S由静止释放,确定其平均落地点,记为P。然后,把半径相同的球2置于水平轨道的末端,再将球1从位置S由静止释放,与球2相碰,重复多次,分别确定碰后球1和球2的平均落地点,记为M和N,分别测出O点到平均落地点的距离OP、OM、ON。测得球1的质量为m1,球2的质量为m2,且。
(1)下列实验步骤中必要的是( )
A. 调整斜槽轨道末端水平
B. 测量抛出点距地面的高度
C. 测量两小球的半径
D. 利用重垂线确定O点的位置
(2)某次实验确定球1平均落地点P后不小心将白纸向左移动稍许,再将球2放在斜槽末端,然后从同一位置S由静止释放球1,与球2碰撞后,再确定两球平均落地点M和N,则________(选填“>”、“=”或“<”)。
(3)更正(2)中的错误,在验证两球碰撞时动量守恒的基础上,某同学想进一步研究碰撞是否为弹性碰撞。在实验中换用不同质量的球重复实验,若测得小球的质量的比为,则________(用k表示)可以说明两球发生弹性碰撞。
【答案】(1)AD (2)<
(3)
【解析】
【小问1详解】
A.小球做平抛运动,所以斜槽末端必须水平,故A正确;
B.由于下落高度相同,运动时间相同,平抛初速度为,需要验证的动量守恒的关系式为,可转化为。球1从同一位置静止释放,做平抛运动的初速度相同,因此不需要测量球1静止释放的高度、抛出点距地面的高度,故B错误;
C.实验要求两小球半径相同以保证对心碰撞,但不需要测量小球半径的具体数值,故C错误;
D.必须利用重垂线确定点的位置,才能测量水平位移,故D正确。
故选AD。
【小问2详解】
若不小心将白纸向左移动稍许,由于点是在移动前确定的,此时测量的距离等于真实水平位移。而、点是在移动后确定的,此时纸的基准点向左偏移了,导致测量的、比真实位移偏大,即,
根据正确的动量守恒关系有
代入测量值得到
化简得
由于,所以
【小问3详解】
若两球发生弹性碰撞,根据动量守恒和机械能守恒有,
联立可得,即
由动量守恒关系有
将代入上式得
整理得
解得
又,代入解得
12. 某物理兴趣小组学习了欧姆表的原理后,设计了如图所示具有两个倍率的欧姆表(“×10Ω”和“×100Ω”),实验所使用的器材有:干电池电动势1.5V,内阻不计,电流表,满偏电流1mA,内阻720Ω,电阻箱(最大阻值999.9Ω),滑动变阻器,开关一只,红黑表笔各一个,导线若干。
(1)图中孔应插入____(选填“红”或“黑”)表笔。
(2)某次测量时,断开开关S,将红黑表笔短接,调节滑动变阻器的阻值,使得电流表指针指向满偏刻度,此时滑动变阻器接入电路的阻值为____Ω,再在红黑表笔之间接入某待测电阻时,电流表指针如乙图所示,则待测电阻的阻值为____Ω。
(3)闭合开关后,要实现欧姆表“×10Ω”的倍率,电阻箱接入电路的阻值应调节为____Ω。
【答案】(1)红 (2) ①. 780 ②. 1000
(3)80
【解析】
【小问1详解】
图中孔接内部电源的负极,则应插入红表笔。
【小问2详解】
电流表指针指向满偏刻度时,则
解得此时滑动变阻器接入电路的阻值
两表笔间接入电阻时则解得
【小问3详解】
由上述计算可知,开关S断开时,欧姆表的中值电阻为R内=1500Ω,即倍率挡为“×100Ω”,闭合开关S后,要实现欧姆表“×10Ω”的倍率,即欧姆表中值电阻为150Ω,即内阻为,则由
电阻箱接入电路的阻值应调节
13. 图中实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线,经过0.1s后,其波形曲线如图中虚线所示。
(1)若波沿x轴负方向传播,求它的周期;
(2)若波速是3.5 m/s,求波的传播方向。
【答案】(1)(n=0,1,2,3,…)
(2)沿x轴正方向传播
【解析】
【小问1详解】
若波沿x轴负方向传播,传播距离
所用时间
解得(n=0,1,2,3,…)
【小问2详解】
若波速是,波在0.1 s内传播的距离
由图可得波长,传播距离满足
所以波沿x轴正方向传播。
14. 如图所示,竖直轻弹簧上端连接质量为 的木板,下端固定在地面上,木板静止时弹簧的压缩量为 ,另一个质量为 的物块从木板正上方 处由静止释放, 物块撞上木板后立即与木板粘在一起, 随后两者一起在竖直方向上振动, 已知弹簧振子做简谐运动的周期公式为(m为振子质量,k为弹簧劲度系数),弹簧弹性势能表达式为 ,忽略两物体大小,重力加速度g ,不计空气阻力,弹簧始终不超过弹性限度, 求:
(1)物块与木板碰后一起下落的速度;
(2)物块和木板碰后速度第一次减到零时,弹簧的形变量;
(3)选取竖直向上为正方向,物块和木板碰后瞬间作为初始时刻,求物块和木板碰后一起做简谐运动的振动方程。
【答案】(1),竖直向下
(2)弹簧被压缩
(3)
【解析】
【小问1详解】
设木板质量为,物块质量为,木板静止时弹簧压缩量为。由木板静止时的平衡条件得,所以。物块从木板上方处由静止释放,碰撞前速度大小由匀变速直线运动规律得
故。碰撞时间极短,物块和木板组成的系统所受外力冲量相对碰撞内力冲量可忽略。取竖直向下为正方向,由动量守恒得
所以,方向竖直向下。
【小问2详解】
碰撞后两物体总质量为,新的平衡时弹簧的压缩量满足
所以。从碰撞后瞬间到速度第一次为零的过程中,碰撞已经结束,弹簧和重力均为保守力,系统机械能守恒。以碰撞瞬间为重力势能零点,由机械能守恒得
代入,,和
得
取压缩量的正值,得到。
【小问3详解】
以两物体一起运动时的新的平衡位置为原点,取竖直向上为正,设位移为。由题给周期公式,角频率为
碰撞瞬间弹簧仍压缩,而新平衡压缩量为,所以
碰撞后初速度竖直向下,故
由第(2)问可知下端转折处压缩量为,故振幅满足
令
由初始位置关系得
由初速度关系得
所以
因此振动方程为
其中表示相对新平衡位置的位移,以秒计,竖直向上为正。
15. 如图所示,在光滑水平面上静止放置着一辆质量的平板小车。在小车右侧静止放置着一个质量的光滑圆弧轨道,其最低点与小车上表面等高,最高点与圆心等高。一个质量的小滑块(可视为质点)以某一水平向右的初速度从平板小车的最左端滑上小车。滑块与小车上表面之间的动摩擦因数。当小车向右滑行了时,小车恰好与圆弧轨道发生碰撞并结合成一个整体不再分开(碰撞时间极短)。已知小车与圆弧轨道碰撞前瞬间,小滑块的速度为且距离小车最右端还有。此后滑块恰好能到达轨道的最高点。重力加速度。求:
(1)小滑块刚滑上平板小车时的初速度大小;
(2)小车与圆弧轨道碰撞后瞬间整体的速度大小;
(3)小滑块第一次到达圆弧轨道最低点时,轨道对滑块的支持力大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
取水平向右为正方向。碰撞前滑块相对小车向右滑动,滑块竖直方向受力平衡,车面对它的支持力为
滑动摩擦力大小为
设小车、滑块的加速度分别为和。由牛顿第二定律可知,小车满足
滑块满足
解得,
设从滑块滑上小车到小车碰撞轨道的时间为,小车由静止做匀加速直线运动,由匀变速直线运动的位移公式得
解得
已知碰撞前瞬间滑块的速度为,则由匀变速直线运动的速度公式有
解得小滑块刚滑上平板小车时的初速度大小为
【小问2详解】
碰撞前瞬间小车的速度为
小车与轨道碰撞的时间极短,摩擦力对小车的冲量可忽略。取小车与轨道为系统,其水平方向动量守恒,设碰撞后瞬间整体的速度为,则有
解得
【小问3详解】
小车与轨道结合后的总质量为
碰撞期间滑块所受水平冲量可忽略,故碰撞后瞬间其速度仍为。从碰撞后到滑块第一次到达点,滑块相对整体向右移动的距离为。设到达点时滑块、整体的对地速度分别为和。滑块与整体组成的系统在水平方向不受外力,由动量守恒定律得
由能量守恒得
联立解得,
设圆弧轨道半径为,由题图知到的高度差为。滑块从滑到的过程中,轨道光滑,系统机械能守恒且水平方向动量守恒。点的切线竖直,滑块恰好到达点时相对轨道的速度为零,滑块与整体具有相同的水平速度,记为。由水平方向动量守恒得
因此
以点所在水平面为重力势能参考平面,由系统机械能守恒得
解得
在点,滑块受到大小为且竖直向上的支持力和竖直向下的重力,相对轨道的速度水平向右,轨道仅做水平平移,因此滑块在点的对地竖直加速度等于其相对轨道的径向加速度,此时相对速度大小为。取竖直向上为正方向,由牛顿第二定律得
代入数据解得
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襄阳四中2025级高二上学期十月质量检测
物理试题
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40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8~10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. 对下列各图的叙述,正确的是( )
A. 图甲为大楼建筑中的阻尼器,当阻尼器摆动后,摆动方向始终与大楼的振动方向相反
B. 图乙中,C摆开始振动后,A、B、D三个摆中B摆的振幅最大
C. 图丙为一个单摆做受迫振动的振幅与驱动力频率的曲线,此单摆的固有周期约为0.5 s
D. 图丁中随海浪上下振动的游艇运动到最高点时具有向上的最大加速度
2. 下列关于波的特性,说法正确的是( )
A. 只要观测者和波源之间存在相对运动,则一定有多普勒效应产生
B. 某一频率的声波,从空气进入水中时,波长和频率均增大
C. 波长越短的波,穿过同一狭缝的衍射效果就越明显
D. 天文设备观测到遥远星系发出的光的频率变小,则说明该星系正远离我们
3. 如图所示,玻璃砖的上表面与下表面平行,一束单色光从上表面的点处射入玻璃砖,从下表面的点处射出玻璃砖,下列说法正确的是( )
A. 入射光线与射出玻璃砖的光线不平行
B. 单色光进入玻璃砖前后的波长不会发生变化
C. 射出玻璃砖的光线相对入射光线来说产生了侧移,入射角越大,侧移越大
D. 若增大从P点射入时的入射角,则单色光可能在玻璃砖下表面的点左侧某处发生全反射
4. 如图所示,光滑地面上静置着一个质量为的光滑斜面体,斜面长度为,倾角为,质量为的滑块(滑块大小不计)从斜面体顶端由静止释放,经时间滑到了斜面底端,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 运动过程中,斜面体和滑块组成的系统机械能守恒、动量守恒
B. 当滑块滑到斜面底端时,若滑块速度方向与水平方向夹角为,此时滑块与斜面体的速度大小之比为
C. 当滑块滑到斜面底端时,斜面体的位移为
D. 运动过程中,滑块重力的冲量是
5. 如图所示,x轴上位于、5m处各有一个波源、,可分别形成沿x轴方向传播的简谐横波。时刻,两波源同时开始振动,波源的振动方程为,波源的振动方程为,两列波的波速均为2m/s,P点的坐标为,下列说法正确的是( )
A. 两列波发生干涉后,原点O为振动加强点
B. 0~10s内P点运动的路程为20cm
C. 、之间(不含波源)振动减弱点的个数为6个
D. 、之间(不含波源)振动加强点的个数为4个
6. 弹球游戏装置如图所示,轨道为剖开的半径为的圆管一部分,固定在水平面内,弧,长为,在处有一小洞。游戏时,用弹簧枪将一质量为的小球(比洞略小)沿方向射出,通过控制弹出时的速度大小,可使小球落入洞中,、在同一水平面上,不计一切阻力,小球可视为质点,当地重力加速度为。若使小球能够进入洞中,则( )
A. 小球从到的时间与射出速率无关
B. 小球从点射出时的速率可能为
C. L越小,在满足题干情景下,发射前弹簧弹性势能越大
D. 若把小洞调到c处,弹簧弹性势能的最大值为
7. 如图所示,水平地面上固定一倾角为且足够长的光滑斜面,斜面底部固定安装一轻弹簧,弹簧上端拴接一小滑块,小滑块处于静止状态。另有一质量为的小滑块,从斜面上处由静止开始下滑,滑块与滑块碰撞后粘连在一起向下运动。如果以位置为坐标原点,沿斜面向下为的正方向建立坐标系,则滑块的动能与位移的关系图像如图乙所示。不计空气阻力。下列判断正确的是( )
A. 弹簧的劲度系数为
B. 弹簧的劲度系数为
C. 滑块位移为时,弹簧的弹性势能最大
D. 由滑块、滑块和弹簧组成的系统,从位置到弹性势能最大的过程中,系统的机械能守恒
8. 如图所示,图中阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面,该种材料对红光的折射率n=2,AC为一半径为R的四分之一圆弧,D为圆弧面圆心,ABCD构成正方形.在D处有一红色点光源,在纸面内照射弧面AC,若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线,已知光在真空中速度为c,则以下说法正确的是( )
A. 红光在该材料中传播的速度为c
B. 光从该材料射到空气发生全反射的临界角为30°
C. 点光源发出的光射到AB面上的最长时间为
D. 照射在AC边上的入射光,有弧长为区域的光不能从AB、BC边直接射出
9. 如图所示,某公司研制的新型汽车在一平直公路进行测试,汽车的质量为m,其运动过程中所受的阻力大小满足f=kv(k为常量且k>0,v为汽车的速度大小)。汽车从静止开始加速,功率始终为P,经过t时间达到最大速度,该过程牵引力的冲量为I,下列说法正确的是( )
A. 汽车行驶的最大速度为
B. 当汽车的速度为最大速度的一半时,汽车的加速度为
C. 该过程汽车行驶的位移为
D. 该过程汽车克服阻力做的功为
10. 2026年名古屋亚运会艺术体操个人全能比赛中,中国队小将王淇勇夺银牌。其进行的彩带比赛运动可简化为一列沿x轴方向传播的简谐横波。图甲是t=0.8 s时的波形图,P为该波传播方向上的质点,其振动图像如图乙所示。已知该波的振幅为10 cm,下列说法正确的是( )
A. 波沿x轴负方向传播
B. 质点P的平衡位置坐标为x=2 m
C. 质点P在甲图对应时刻之后的0.3 s内通过的路程为10 cm
D. 原点处质点的振动方程为
二、非选择题:本题共5小题,共60分。按题目要求作答。解答题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能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 用如图所示的装置进行实验,让两个小球在斜槽末端对心碰撞可以验证动量守恒定律。图中的O点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时,先使球1多次从斜槽上同一位置S由静止释放,确定其平均落地点,记为P。然后,把半径相同的球2置于水平轨道的末端,再将球1从位置S由静止释放,与球2相碰,重复多次,分别确定碰后球1和球2的平均落地点,记为M和N,分别测出O点到平均落地点的距离OP、OM、ON。测得球1的质量为m1,球2的质量为m2,且。
(1)下列实验步骤中必要的是( )
A. 调整斜槽轨道末端水平
B. 测量抛出点距地面的高度
C. 测量两小球的半径
D. 利用重垂线确定O点的位置
(2)某次实验确定球1平均落地点P后不小心将白纸向左移动稍许,再将球2放在斜槽末端,然后从同一位置S由静止释放球1,与球2碰撞后,再确定两球平均落地点M和N,则________(选填“>”、“=”或“<”)。
(3)更正(2)中的错误,在验证两球碰撞时动量守恒的基础上,某同学想进一步研究碰撞是否为弹性碰撞。在实验中换用不同质量的球重复实验,若测得小球的质量的比为,则________(用k表示)可以说明两球发生弹性碰撞。
12. 某物理兴趣小组学习了欧姆表的原理后,设计了如图所示具有两个倍率的欧姆表(“×10Ω”和“×100Ω”),实验所使用的器材有:干电池电动势1.5V,内阻不计,电流表,满偏电流1mA,内阻720Ω,电阻箱(最大阻值999.9Ω),滑动变阻器,开关一只,红黑表笔各一个,导线若干。
(1)图中孔应插入____(选填“红”或“黑”)表笔。
(2)某次测量时,断开开关S,将红黑表笔短接,调节滑动变阻器的阻值,使得电流表指针指向满偏刻度,此时滑动变阻器接入电路的阻值为____Ω,再在红黑表笔之间接入某待测电阻时,电流表指针如乙图所示,则待测电阻的阻值为____Ω。
(3)闭合开关后,要实现欧姆表“×10Ω”的倍率,电阻箱接入电路的阻值应调节为____Ω。
13. 图中实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线,经过0.1s后,其波形曲线如图中虚线所示。
(1)若波沿x轴负方向传播,求它的周期;
(2)若波速是3.5 m/s,求波的传播方向。
14. 如图所示,竖直轻弹簧上端连接质量为 的木板,下端固定在地面上,木板静止时弹簧的压缩量为 ,另一个质量为 的物块从木板正上方 处由静止释放, 物块撞上木板后立即与木板粘在一起, 随后两者一起在竖直方向上振动, 已知弹簧振子做简谐运动的周期公式为(m为振子质量,k为弹簧劲度系数),弹簧弹性势能表达式为 ,忽略两物体大小,重力加速度g ,不计空气阻力,弹簧始终不超过弹性限度, 求:
(1)物块与木板碰后一起下落的速度;
(2)物块和木板碰后速度第一次减到零时,弹簧的形变量;
(3)选取竖直向上为正方向,物块和木板碰后瞬间作为初始时刻,求物块和木板碰后一起做简谐运动的振动方程。
15. 如图所示,在光滑水平面上静止放置着一辆质量的平板小车。在小车右侧静止放置着一个质量的光滑圆弧轨道,其最低点与小车上表面等高,最高点与圆心等高。一个质量的小滑块(可视为质点)以某一水平向右的初速度从平板小车的最左端滑上小车。滑块与小车上表面之间的动摩擦因数。当小车向右滑行了时,小车恰好与圆弧轨道发生碰撞并结合成一个整体不再分开(碰撞时间极短)。已知小车与圆弧轨道碰撞前瞬间,小滑块的速度为且距离小车最右端还有。此后滑块恰好能到达轨道的最高点。重力加速度。求:
(1)小滑块刚滑上平板小车时的初速度大小;
(2)小车与圆弧轨道碰撞后瞬间整体的速度大小;
(3)小滑块第一次到达圆弧轨道最低点时,轨道对滑块的支持力大小。
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