2023-2024（上） 全品學(xué)練考 高中物理 選擇性必修第一冊模塊綜合測評含答案

2023-2024（上）全品學(xué)練考高中物理選擇性必修第一冊模塊綜合測評一、單項(xiàng)選擇題1.[2022·北京八中月考]2022年9月21日7時(shí)15分,在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征二號(hào)丁運(yùn)載火箭成功發(fā)射云海一號(hào)03星.現(xiàn)將火箭發(fā)射看成如下模型:靜止時(shí)火箭總質(zhì)量M=21kg,火箭噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)豎直向下噴出質(zhì)量m=1000g的高溫氣體,氣體被噴出時(shí)相對地面的速度大小v0=840m/s,火箭獲得某一速度發(fā)射出去.火箭噴出氣體的過程中空氣阻力可忽略不計(jì),則火箭獲得的速度大小為 ()A.40m/sB.42m/sC.420m/sD.4000m/s2.如圖甲所示,在均勻介質(zhì)中的一條直線上的兩個(gè)振源A、B相距6m,振動(dòng)頻率相等.t0=0時(shí)刻A、B開始振動(dòng),且都只振動(dòng)一個(gè)周期,振幅相等,A的振動(dòng)圖像為圖乙,B的振動(dòng)圖像為圖丙.若由A向右傳播的機(jī)械波與由B向左傳播的機(jī)械波在t1=0.3s時(shí)恰好相遇,則下列判斷正確的是 ()A.兩列波在A、B間的傳播速度大小均為10m/sB.兩列波的波長都是4mC.在兩列波相遇過程中,中點(diǎn)C為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)D.t2=0.75s時(shí)刻B點(diǎn)經(jīng)過平衡位置且振動(dòng)方向向下3.如圖所示為長直光纖,柱芯為玻璃,外層用折射率比玻璃的折射率小的介質(zhì)包覆.若光線自光纖左端進(jìn)入,與中心軸的夾角為θ,則下列有關(guān)此光線傳播方式的敘述正確的是 ()A.不論θ為何,光線都不會(huì)發(fā)生全反射B.不論θ為何,光線都會(huì)發(fā)生全反射C.θ夠小時(shí),光線才會(huì)發(fā)生全反射D.θ夠大時(shí),光線才會(huì)發(fā)生全反射4.工廠測機(jī)器轉(zhuǎn)速可用一種振動(dòng)式轉(zhuǎn)速計(jì),它是由十幾個(gè)安裝在同一支架上的鋼片做成,每個(gè)鋼片的固有頻率都不相同.使用時(shí),將振動(dòng)式轉(zhuǎn)速計(jì)固定在機(jī)器的某個(gè)位置,受機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng)的影響,鋼片會(huì)跟著振動(dòng),通過比較鋼片的振動(dòng)情況可知機(jī)器的轉(zhuǎn)速.下列說法正確的是 ()A.機(jī)器工作時(shí)鋼片的振動(dòng)頻率都不相同B.機(jī)器工作時(shí)所有鋼片的振動(dòng)幅度都相同C.若機(jī)器的轉(zhuǎn)速為3600r/min,則穩(wěn)定時(shí)固有頻率為60Hz的那一個(gè)鋼片振動(dòng)幅度最大D.若機(jī)器轉(zhuǎn)速增加則所有鋼片的振動(dòng)幅度都會(huì)增加5.在水槽里放兩塊擋板,中間留一個(gè)狹縫,觀察水波通過狹縫后的傳播情況,圖甲、乙是保持水波的波長不變,改變狹縫的寬度,觀察水波的傳播情況變化;圖丙、丁、戊是實(shí)驗(yàn)時(shí)拍攝波長不同的水波通過寬度一定的狹縫的照片,在丙、丁、戊三幅照片中,波長分別是狹縫寬度的710、510、310,對比這三張照片觀察衍射現(xiàn)象與波長、狹縫寬度的關(guān)系.該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明 波長一定的水波通過寬度不同的狹縫波長不同的水波通過寬度一定的狹縫A.只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸比波長小,才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象B.只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不多或比波長更小,才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象C.圖戊可以得出,波長比狹縫小太多就不會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象D.圖戊甲可以看出,狹縫寬度再增加就不會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象6.[2022·浙江瑞安中學(xué)期中]物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可以用位置x和動(dòng)量p描述,稱為相,對應(yīng)p-x圖像中的一個(gè)點(diǎn).物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化可用p-x圖像的一條直線或曲線來描述,稱為相軌跡.如圖所示,在光滑的水平面上,輕彈簧的左端固定,一個(gè)小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))與彈簧右端相連,彈簧開始處于原長,現(xiàn)向左推動(dòng)物體壓縮彈簧,壓縮長度為l后由靜止釋放.已知彈簧的形變量為x時(shí),彈性勢能為12kx2.以彈簧原長位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O,向右為正方向建立x軸,則物體經(jīng)過O點(diǎn)后向右運(yùn)動(dòng)時(shí)的相軌跡可能是 (ABCD7.如圖甲所示,同一均勻介質(zhì)中的一條直線上有相距10米的兩質(zhì)點(diǎn)A、B,C為AB中點(diǎn),從0時(shí)刻起,波源A、波源B同時(shí)開始振動(dòng),且波源A發(fā)出的波只向右傳,波源B發(fā)出的波只向左傳,圖乙為A的振動(dòng)圖像,圖丙為B的振動(dòng)圖像,若A向右傳播的波與B向左傳播的波在0.5s時(shí)相遇,則下列說法正確的是 ()A.兩列波的波長均為2mB.兩列波在A、B間傳播的速度大小均為5m/sC.在兩列波相遇的過程中,在t=0.7s時(shí),C點(diǎn)的振動(dòng)加強(qiáng)D.在B的右邊有一觀察者向右運(yùn)動(dòng),觀察者接收到的頻率大于5Hz二、多項(xiàng)選擇題8.如圖甲所示,一細(xì)線連接小球做單擺小角度振動(dòng),不計(jì)空氣阻力.從小球某次向右通過最低點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí),相對平衡位置的位移x隨時(shí)間t變化圖像如圖乙所示,重力加速度g取10m/s2.關(guān)于單擺的振動(dòng)過程說法正確的是 ()A.單擺的擺長約為1mB.最大偏角約為7100C.在第1s末細(xì)線的拉力最小D.細(xì)線的張力大小變化周期為2s9.如圖所示,墻上固定著一根長為L的光滑水平桿,小球套在桿上,兩根完全相同的原長為0.6L的橡皮筋一端固定在墻上,另一端與小球連接.小球從桿的中點(diǎn)以初速度v向左運(yùn)動(dòng),小球?qū)⒆鲋芷跒門的往復(fù)運(yùn)動(dòng),且運(yùn)動(dòng)過程中始終未與墻相碰.已知彈簧振子的周期T0=2πmk(k為某個(gè)系數(shù)),則下列說法不正確的是(A.小球做簡諧運(yùn)動(dòng)B.兩根橡皮筋的總彈性勢能的變化周期為TC.小球的初速度為v3時(shí),其運(yùn)動(dòng)周期為3D.小球的初速度為v3時(shí),其運(yùn)動(dòng)周期仍為10.如圖是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖,S為單縫,雙縫S1、S2之間的距離是0.2mm,P為光屏,雙縫到屏的距離為1.2m.用綠色光照射單縫S時(shí),可在光屏P上觀察到第1條亮紋中心與第6條亮紋中心間距為1.500cm.若相鄰兩條亮條紋中心間距為Δx,則下列說法正確的是 ()A.Δx為0.300cmB.增大雙縫到屏的距離,Δx將變大C.改用間距為0.3mm的雙縫,Δx將變大D.換用紅光照射,Δx將變大三、實(shí)驗(yàn)題11.[2022·天津?qū)嶒?yàn)中學(xué)期中]“利用單擺測重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中:(1)用游標(biāo)卡尺測量小鋼球直徑,讀數(shù)如圖所示,讀數(shù)為mm;

(2)下列最合理的裝置是;

ABCD(3)測單擺周期時(shí),當(dāng)擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí)并計(jì)1次,測出經(jīng)過該位置N次所用時(shí)間為t,則單擺周期為T=;

(4)該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),利用計(jì)算機(jī)擬合得到的方程為T2=4.04l+0.05.由此可以得出當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=m/s2(π取3.14,結(jié)果保留2位有效數(shù)字),從方程中可知T2與l沒有成正比關(guān)系,其原因可能是.

A.計(jì)算擺長時(shí),可能加了小球的直徑B.小球擺動(dòng)過程中,可能擺角太大C.開始計(jì)時(shí)時(shí),小球可能在最高點(diǎn)D.計(jì)算擺長時(shí),可能只算了繩長12.[2022·浙江嘉興一中期中]下圖為“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置,實(shí)驗(yàn)中選取兩個(gè)小球,按下面步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn):①用天平測出兩個(gè)小球的質(zhì)量分別為m1和m2;②安裝實(shí)驗(yàn)裝置,使斜槽的末端切線水平;③先不放小球m2,讓小球m1從斜槽頂端由靜止釋放,標(biāo)記小球在水平桌面上的落點(diǎn)位置;④將小球m2放在斜槽末端,仍讓小球m1從斜槽頂端由靜止釋放,兩球發(fā)生碰撞,分別標(biāo)記小球m1、m2在水平桌面上的落點(diǎn)位置;⑤圖中M、P、N點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)過程中記下的小球在水平桌面上的三個(gè)落點(diǎn)平均位置,測出M、P、N點(diǎn)到斜槽末端的水平桌面投影點(diǎn)O點(diǎn)的距離,分別標(biāo)記為sM、sP、sN.依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)步驟,請回答下面問題:(1)兩小球的質(zhì)量m1、m2應(yīng)滿足關(guān)系m1m2(選填“>”“=”或“<”);

(2)實(shí)驗(yàn)過程中,以下所提供的測量工具中必需的是;

A.直尺B.游標(biāo)卡尺C.天平D.彈簧秤E.秒表(3)本實(shí)驗(yàn)操作中,下列說法正確的是;

A.斜槽軌道必須是光滑的B.可選用塑料材質(zhì)的小球C.入射小球m1每次都需從斜槽上的同一位置無初速度釋放D.入射小球m1與被撞小球m2的半徑必須相等(4)用實(shí)驗(yàn)中測得的數(shù)據(jù)來表示,只要滿足關(guān)系式,就能說明兩球碰撞前后動(dòng)量是守恒的.

四、計(jì)算題13.沿x軸傳播的一列簡諧橫波在t=0時(shí)刻的波形如圖甲中實(shí)曲線所示,在t=1.5s時(shí)刻的波形如圖甲中虛線所示,該波中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖乙所示.(1)求波的傳播速度大小;(2)判斷波的傳播方向;(3)判斷x=1.5m處的質(zhì)點(diǎn)在t=0.15s時(shí)的位置;(4)求x=5m處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)1s通過的路程.14.[2022·廈門外國語學(xué)校期中]如圖所示為截面為半圓形的玻璃磚,一束波長λ=5×10-7m的激光從沿圓心O與直徑成45°射入半圓形玻璃磚,在O點(diǎn)恰好發(fā)生全反射,從圓面水平射出后,進(jìn)入雙縫干涉裝置,已知R=0.3m,雙縫間距d=2×10-4m,光屏離雙縫l=1m,光在真空中的傳播速度為c=3×108m/s,求:(1)玻璃磚對該光線的折射率n;(2)光線在玻璃磚中傳播的時(shí)間t;(3)光屏上相鄰亮條紋的間距Δx.15.半徑均為r的14圓軌道AB與14圓管軌道BC在B點(diǎn)平滑對接,固定放置在豎直平面內(nèi),軌道在最低點(diǎn)A的切線水平、在最高點(diǎn)C的切線水平,兩軌道的內(nèi)壁均光滑.在光滑的水平地面上,讓質(zhì)量為m2的小球甲(視為質(zhì)點(diǎn))以一定的水平初速度與前方靜止的質(zhì)量為(1)若小球乙到達(dá)C點(diǎn)時(shí)受到的彈力剛好為0,求小球乙在A點(diǎn)受到的支持力大小;(2)若小球乙到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對管的上壁有壓力,求A點(diǎn)時(shí)軌道對乙的支持力大小與C點(diǎn)時(shí)軌道對乙的壓力大小之差;(3)若小球乙離開C點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移為22r,求甲與乙碰撞之前的速度大小.模塊綜合測評1.B[解析]噴出氣體過程中重力和空氣阻力可忽略不計(jì),在火箭發(fā)射的過程中二者組成的系統(tǒng)在相同豎直方向的動(dòng)量守恒;以噴出氣體的速度方向?yàn)檎较?由動(dòng)量守恒定律得mv0+(M-m)v=0,代入數(shù)據(jù)解得v=-42m/s,負(fù)號(hào)表示方向向上,故選B.2.A[解析]由題意得v=ΔxΔt=60.3×2m/s=10m/s,A正確;T=0.2s,λ=vT=2m,B錯(cuò)誤;中點(diǎn)C到兩波源的距離都是半波長的奇數(shù)倍,因兩波源的振動(dòng)是反相位的,所以中點(diǎn)C為振動(dòng)減弱點(diǎn),C錯(cuò)誤;t2=3.C[解析]發(fā)生全反射的條件之一是入射角i要大于或等于臨界角C,即光線傳播到分界面時(shí)的入射角i應(yīng)滿足i=90°-θ≥C,即θ≤90°-C,故C正確.4.C[解析]機(jī)器工作時(shí)鋼片均做受迫振動(dòng),振動(dòng)頻率等于機(jī)器振動(dòng)的頻率,故相同,A錯(cuò)誤;機(jī)器工作時(shí)鋼片的振動(dòng)幅度不同,機(jī)器振動(dòng)的頻率接近其固有頻率的鋼片振動(dòng)幅度最大,B錯(cuò)誤;若機(jī)器的轉(zhuǎn)速為3600r/min,即60r/s,則穩(wěn)定時(shí)固有頻率為60Hz的那一個(gè)鋼片發(fā)生共振,振動(dòng)幅度最大,C正確;驅(qū)動(dòng)力的頻率接近固有頻率時(shí)會(huì)使振幅增大,遠(yuǎn)離固有頻率時(shí)會(huì)使振幅減小,故機(jī)器轉(zhuǎn)速增加,有的鋼片振動(dòng)幅度增加,有的鋼片振動(dòng)幅度減小,D錯(cuò)誤.5.B[解析]由圖甲、乙可知,波長一定時(shí),狹縫越窄衍射現(xiàn)象越明顯;由圖丙、丁、戊可知,狹縫一定,波長越大衍射現(xiàn)象越明顯.只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不多或比波長更小,才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;圖戊可以得出,波長比狹縫小太多同樣會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象,只是衍射現(xiàn)象不明顯,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;圖甲可以看出,狹縫寬度再增加也會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象,只是衍射現(xiàn)象不明顯,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.6.C[解析]設(shè)物體運(yùn)動(dòng)到位置x時(shí)速度為v,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有12kl2=12kx2+12mv2,解得v=km(7.C[解析]波速由介質(zhì)決定,則兩波在同一均勻介質(zhì)中傳播波速相同,設(shè)為v,則有xAB=2vt,代入數(shù)據(jù)解得v=10m/s,由圖知A的周期TA=0.2s,則波長為λA=vTA=2m,由圖知B的周期TB=0.4s,則波長為λB=vTB=4m,故A、B錯(cuò)誤;A向右傳播的波與B向左傳播的波在0.5s時(shí)相遇,即在C點(diǎn)相遇,再經(jīng)過0.2s就到了t=0.7s時(shí)刻,由圖乙可知A波再經(jīng)過0.2s處于平衡位置向上振動(dòng),由丙圖可知B波再經(jīng)0.2s處于平衡位置向上振動(dòng),故此時(shí)C點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng),故C正確;由題可知,B的右邊只接收到波源A傳過去的波,A波的頻率為f=1TA=5Hz,當(dāng)在B的右邊有一觀察者向右運(yùn)動(dòng)時(shí),遠(yuǎn)離波源A8.AB[解析]單擺的周期T=2s,根據(jù)T=2πL可得擺長L=gT24π2=10×224×39.BC[解析]小球在桿中點(diǎn)受兩橡皮筋的彈力處于平衡狀態(tài).當(dāng)小球移動(dòng)時(shí),一個(gè)彈力增大,另一個(gè)彈力減小,兩彈力反向,根據(jù)ΔF=kΔx,可知,兩橡皮筋彈力變化大小相等,兩彈力提供的合力大小隨位移均勻變大.當(dāng)右側(cè)橡皮筋變?yōu)樯扉L狀態(tài)后,兩彈力同向,合力隨位移仍均勻變大,故小球做簡諧運(yùn)動(dòng),A正確;小球從桿中點(diǎn)到最大位移處,再返回至桿中點(diǎn)的過程為兩根橡皮筋的總彈性勢能的變化周期,即T2,B錯(cuò)誤;根據(jù)T0=2πmk10.ABD[解析]第1條亮紋中心與第6條亮紋中心間距為1.500cm,則相鄰兩條亮條紋中心間距為Δx=1.5005cm=0.300cm,故A正確;根據(jù)雙縫干涉的條紋間距公式Δx=Ldλ可知,增大雙縫到屏的距離L,Δx將變大,故B正確;由Δx=Ldλ可知,增大雙縫的距離d,Δx將變小,故C錯(cuò)誤;換用紅光照射,即光的波長λ變長,由Δx=L11.(1)9.7或9.8(2)D(3)2tN-1(4)9[解析](1)用游標(biāo)卡尺測量小鋼球直徑讀數(shù)為9mm+0.1mm×7=9.7mm.(2)固定擺線時(shí)要用鐵夾夾住固定,防止擺球擺動(dòng)時(shí)擺長變化;擺球要用質(zhì)量大體積相對較小的鐵球,以減小相對阻力;擺線要用無彈力的細(xì)絲線,故選D.(3)單擺周期為T=tN-1(4)根據(jù)T=2πl(wèi)g可得T2=4π2gl,則4π2g=4.04,解得g=9.8m/s2;由T2=412.(1)>(2)AC(3)CD(4)m1sP=m1sM+m2sN[解析](1)為了防止入射球碰后反彈,一定要保證入射球的質(zhì)量大于被碰球的質(zhì)量,即m1>m2;(2)要驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,需測量小球的質(zhì)量和三個(gè)落點(diǎn)到O點(diǎn)的距離,故提供的測量工具中必需的是AC;(3)實(shí)驗(yàn)要求小球每次從斜槽未端拋出時(shí)的速度相同,所以每次應(yīng)從斜槽上同一位置由靜止釋放小球,但斜槽是否光滑對上述要求無影響,即斜槽不必光滑,故A錯(cuò)誤,C正確;為了更好的完成實(shí)驗(yàn)應(yīng)該用密度大的鋼球,碰撞效果更明顯,塑料球碰撞時(shí)能量損失大,運(yùn)動(dòng)的距離小,實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差大,故B錯(cuò)誤;為了使小球發(fā)生對心碰撞且碰后不被反彈,要求入射小球質(zhì)量大于被碰小球質(zhì)量,入射小球和被碰小球的半徑必須相同,故D正確.(4)小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng),因?yàn)閽伋鳇c(diǎn)的高度相等,所以小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t相等,小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度越小,水平位移越小,兩球碰撞后入射球的速度變小,小于碰撞前入射球的速度,且小于被碰球的速度,碰撞后入射球的水平位移變小,入射球的水平位移小于被碰球的水平位移,由圖示可知,入射小球前后兩次的落地位置分別為P、M兩點(diǎn),被碰球落地位置是N,設(shè)碰撞前入射球的速度大小為v0,碰撞后入射球速度大小為v1,被碰球速度大小為v2,碰撞過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒,以向右為正方向,由動(dòng)量守恒定律得m1v0=m1v1+m2v2,小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t相等,兩邊同時(shí)乘以t,則有m1v0t=m1v1t+m2v2t,則m1sP=m1sM+m2sN,所以只要滿足關(guān)系式m1sP=m1sM+m2sN,就能說明兩球碰撞前后動(dòng)量是守恒的.13.(1)10m/s(2)沿x軸負(fù)方向傳播(3)波谷,坐標(biāo)(1.5,-14)(4)140cm[解析](1)由圖甲知,波長為λ=4m由圖乙知,周期為T=0.4s波的傳播速度大小為v=λT=40.(2)在0~1.5s內(nèi)波沿傳播方向傳播距離為x=vt=10×1.5m=15m且15m=3λ+3m因此可知實(shí)曲線向左平移3個(gè)波長再加3m得到虛線圖線,則波沿x軸負(fù)方向傳播(3)0~0.15s內(nèi)波沿x軸負(fù)方向傳播距離為x=vt=10×0.15m=1.5m因此x=1.5m處的質(zhì)點(diǎn)在t=0.15s的狀態(tài)與x=3m處質(zhì)點(diǎn)在t=0時(shí)刻狀態(tài)相同,處于波谷位置坐標(biāo)為(1.5,-14)(4)由于t=1s=2.5T在5m處質(zhì)點(diǎn)經(jīng)1s通過的路程為10個(gè)振幅,該質(zhì)點(diǎn)經(jīng)1s通過的路程為s=10A=10×14cm=140cm14.(1)2(2)22×10-9s(3)2.5×10-3m[解析](1)根據(jù)臨界角與折射率的關(guān)系可得n=1sinC=1(2)光線在玻璃中的傳播時(shí)間為t=2根據(jù)光在介質(zhì)中的傳播速度v=c解得t=22×10-9s(3)根據(jù)條紋間距與波長的關(guān)系可得Δx=ldλ=12×10-4×5×10-7m=2.5×15.(1)6mg(2)6mg(3)3[解析](1)小球乙到達(dá)C點(diǎn)時(shí)所受彈力為0,由牛頓第二定律可得mg=mv小球乙從A點(diǎn)到C點(diǎn),由動(dòng)能定理有-mg×2r=12mvC2-12mv小球乙在A點(diǎn),由牛頓第二定律可得FA-mg=mv聯(lián)立解得FA=6mg(2)設(shè)小球乙在A、C兩點(diǎn)的速度分別為vA'、vC',對小球乙受力分析,在A點(diǎn),由牛頓第二定律有FA'-mg=mv在C點(diǎn),由牛頓第二定律有FC'+mg=mv小球乙從A點(diǎn)到C點(diǎn),由動(dòng)能定理有-mg×2r=12mvC'2-12mvA聯(lián)立解得F'A-F'C=2mg+mv'A2r-m(3)小球乙離開C點(diǎn),由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知,水平方向有22r=vCt豎直方向有2r=12gt乙從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),由機(jī)械能守恒可得12mv乙2=12m設(shè)甲與乙碰撞之前的速度為v0,碰后甲、乙的速度分別為v甲、v乙,由系統(tǒng)動(dòng)量守恒有m2v0=m2v甲由動(dòng)能守恒有12×m2v02=12聯(lián)立解得v0=3章末素養(yǎng)測評(二)第二章機(jī)械振動(dòng)一、單項(xiàng)選擇題1.關(guān)于簡諧運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是 ()A.位移的方向總指向平衡位置B.振幅是矢量,方向從平衡位置指向最大位移處C.回復(fù)力實(shí)際上就是向心力D.做簡諧運(yùn)動(dòng)的物體,其頻率固定,與振幅無關(guān)2.在敲響古剎里的大鐘時(shí),有的同學(xué)發(fā)現(xiàn),停止對大鐘的撞擊后,大鐘仍“余音未絕”,分析其原因是()A.大鐘的回聲B.大鐘在繼續(xù)振動(dòng)C.人的聽覺發(fā)生“暫留”的緣故D.大鐘雖停止振動(dòng),但空氣仍在振動(dòng)3.如圖所示,質(zhì)量為m的物體A放置在質(zhì)量為M的物體B上,B與彈簧相連,它們一起在光滑水平面上做簡諧運(yùn)動(dòng),振動(dòng)過程中A、B之間無相對運(yùn)動(dòng),設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k.當(dāng)物體離開平衡位置的位移為x時(shí),A、B間摩擦力的大小等于 ()A.0 B.kxC.mMkx D.m4.如圖所示,一質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng),O點(diǎn)為平衡位置,先后以相同的速度依次通過M、N兩點(diǎn),歷時(shí)1s,質(zhì)點(diǎn)通過N點(diǎn)后再經(jīng)過1s第2次通過N點(diǎn),在這2s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)通過的總路程為12cm,則質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期和振幅分別為()A.3s,6cm B.4s,6cm C.4s,9cm D.2s,8cm5.[2022·杭州二中月考]如圖所示是半徑很大的光滑凹球面的一部分,有一個(gè)小球第一次自A點(diǎn)由靜止開始滑下,到達(dá)最低點(diǎn)O時(shí)的速度為v1,用時(shí)為t1;第二次自B點(diǎn)由靜止開始滑下,到達(dá)最低點(diǎn)O時(shí)的速度為v2,用時(shí)為t2,下列關(guān)系正確的是()A.t1=t2,v1>v2 B.t1>t2,v1<v2C.t1<t2,v1>v2 D.t1>t2,v1>v26.如圖所示為兩個(gè)單擺的振動(dòng)圖像,若兩單擺所在位置的重力加速度相同,則它們的 ()A.擺球質(zhì)量相等B.振幅相等C.擺長相等D.擺球同時(shí)改變速度方向7.[2022·浙江諸暨中學(xué)月考]如圖為某質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像,在0~1.5s范圍內(nèi),以下說法正確的是 ()A.該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期為8s,振幅為4cmB.0.4s與0.6s,質(zhì)點(diǎn)的加速度相同,速度也相同C.0.1s與1.3s,質(zhì)點(diǎn)的回復(fù)力最大,動(dòng)能最小D.0.1s至0.5s這段時(shí)間,質(zhì)點(diǎn)的位移方向和速度方向都發(fā)生了改變二、多項(xiàng)選擇題8.[2022·合肥一中月考]一小球在平衡位置O點(diǎn)附近做簡諧運(yùn)動(dòng),若從第一次經(jīng)過M點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí),4s末第三次到達(dá)M點(diǎn),則該小球做簡諧運(yùn)動(dòng)的周期可能是 ()A.1s B.2s C.3s D.4s9.[2022·廈門一中月考]如圖甲所示,彈簧振子以點(diǎn)O為平衡位置,在A、B兩點(diǎn)之間做簡諧運(yùn)動(dòng).取向右為正方向,物塊的位移x隨時(shí)間t的變化如圖乙所示,下列說法正確的是 ()A.t=0.8s時(shí),物塊的速度方向向右B.t=0.2s時(shí),物塊在O點(diǎn)右側(cè)62cm處C.t=0.4s和t=1.2s時(shí),物塊的加速度完全相同D.t=0.4s到t=0.8s的時(shí)間內(nèi),物塊的速度逐漸增大10.將一個(gè)力傳感器接到計(jì)算機(jī)上,就可以測量快速變化的力,用這種方法測得的某單擺擺動(dòng)時(shí)懸線上拉力的大小隨時(shí)間變化的曲線如圖所示.某同學(xué)由此圖像提供的信息做出的下列判斷中正確的是 ()A.t=0.2s時(shí)擺球正經(jīng)過最低點(diǎn)B.t=1.1s時(shí)擺球正經(jīng)過最低點(diǎn)C.擺球擺動(dòng)過程中機(jī)械能不變D.擺球擺動(dòng)的周期是T=1.2s三、實(shí)驗(yàn)題11.(1)某同學(xué)在探究影響單擺周期的因素時(shí)有如下操作,請判斷是否恰當(dāng)(均選填“是”或“否”).①把單擺從平衡位置拉開約5°角釋放:;

②在擺球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)啟動(dòng)停表計(jì)時(shí):;

③用停表記錄單擺一次全振動(dòng)的時(shí)間作為周期:.

(2)該同學(xué)改進(jìn)測量方法后,得到的部分測量數(shù)據(jù)如下表所示.數(shù)據(jù)組編號(hào)擺長/mm擺球質(zhì)量/g周期/s1999.332.22.02999.316.52.03799.232.21.84799.216.51.85501.132.21.46501.116.51.4用螺旋測微器測量其中一個(gè)擺球直徑的示數(shù)如圖所示,則該擺球的直徑為mm.根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以初步判斷單擺周期隨的增大而增大.

12.某同學(xué)在“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中,測量5種不同擺長情況下單擺的振動(dòng)周期,記錄數(shù)據(jù)如下:擺長l/m0.50.80.91.01.2周期T/s1.421.791.902.002.20T2/s22.023.203.614.004.84以l為橫坐標(biāo),T2為縱坐標(biāo),在圖中作出T2-l圖像,利用此圖線可求出重力加速度g=m/s2.

四、計(jì)算題13.彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置,在B、C兩點(diǎn)間做簡諧運(yùn)動(dòng),在t'=0時(shí)刻,振子從O、B間的P點(diǎn)以速度v向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng);在t'=0.2s時(shí),振子速度第一次變?yōu)?v;在t'=0.6s時(shí),振子速度第二次變?yōu)関.B、C之間的距離為20cm.(1)求彈簧振子振動(dòng)周期T;(2)求振子在4.0s內(nèi)通過的路程;(3)取從O向B為正方向,振子從平衡位置向C運(yùn)動(dòng)開始計(jì)時(shí),寫出彈簧振子的位移表達(dá)式,并畫出彈簧振子的振動(dòng)圖像.14.[2022·青島二中期末]有一單擺,在地球表面的周期為2s,已知月球表面的重力加速度約為地球表面重力加速度的16(取g地=9.8m/s2,結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)(1)該單擺的擺長為多少?(2)若將該單擺置于月球表面,則其周期為多大?(3)若將擺長縮短為原來的1215.[2022·武漢二中期末]如圖所示,水平平臺(tái)左段粗糙、右段光滑,平臺(tái)右端墻壁固定一水平彈簧,彈簧勁度系數(shù)k=32N/m,彈簧的自由長度恰好是光滑平臺(tái)的長度,粗糙平臺(tái)的長度L=4m,質(zhì)量m=1kg的滑塊在外力F=6N作用下,由靜止開始從粗糙平臺(tái)一端運(yùn)動(dòng),滑塊與粗糙平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,作用1s后撤去外力,滑塊與彈簧相互作用時(shí)不粘連且在始終在彈性限度內(nèi),彈簧振子振動(dòng)的周期公式T=2πmk(m為彈簧振子的質(zhì)量,k為彈簧勁度系數(shù)),滑塊可看成質(zhì)點(diǎn),g取10m/s2(1)滑塊與彈簧碰撞前瞬間速度大小v;(2)滑塊運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t.章末素養(yǎng)測評(二)1.D[解析]在簡諧運(yùn)動(dòng)中位移方向總是背向平衡位置,故A錯(cuò)誤;振幅是標(biāo)量,只有大小,沒有方向,故B錯(cuò)誤;回復(fù)力是指要使物體回到平衡位置,指向平衡位置的力,而向心力是物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)指向圓心的合力,兩者是兩回事,本質(zhì)不同,故C錯(cuò)誤;做簡諧運(yùn)動(dòng)的物體的振動(dòng)頻率僅與物體本身有關(guān),故D正確.2.B[解析]停止對大鐘的撞擊后,大鐘的振動(dòng)不會(huì)立即停止,振動(dòng)的能量不會(huì)憑空消失,它會(huì)再振動(dòng)一段時(shí)間然后因?yàn)樽枘岫Ｖ?因此還會(huì)在空氣中形成聲波,這就是余音未絕的原因,故選B.3.D[解析]對A、B整體,有kx=(M+m)a,對A,有Ff=ma,聯(lián)立解得Ff=mM+m4.B[解析]質(zhì)點(diǎn)通過M、N兩點(diǎn)時(shí)速度相同,說明M、N兩點(diǎn)關(guān)于平衡位置對稱,由時(shí)間的對稱性可知,質(zhì)點(diǎn)由N點(diǎn)到最大位移處與由M點(diǎn)到最大位移處的時(shí)間相等,都為t1=0.5s,則T2=tMN+2t1=2s,解得T=4s,質(zhì)點(diǎn)在這2s內(nèi)通過的路程恰為2A,即2A=12cm,解得A=6cm,故B正確5.A[解析]從A、B點(diǎn)均做單擺模型運(yùn)動(dòng),由單擺周期公式T=2πl(wèi)g,可得t1=TA4=π2Rg,t2=TB4=π2Rg,R為球面半徑,故t1=t2;A點(diǎn)離平衡位置遠(yuǎn)些,高度差大,故從6.C[解析]由x-t圖像可知,兩單擺振動(dòng)周期相等,由T=2πl(wèi)g知,兩單擺擺長一定相等,C正確;由x-t圖像可知,兩單擺的振動(dòng)位移并不是同時(shí)達(dá)到最大值,故擺球速度方向不同時(shí)改變,D錯(cuò)誤;由x-t圖像可知,兩單擺的振幅不相等,B錯(cuò)誤;單擺的周期與擺球質(zhì)量無關(guān),故無法比較兩擺球的質(zhì)量,A錯(cuò)誤7.C[解析]由簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像可讀出振動(dòng)周期為0.8s,振幅為4cm,故A錯(cuò)誤;0.4s與0.6s,質(zhì)點(diǎn)的位移相同,但0.4s沿正方向振動(dòng),0.6s沿負(fù)方向振動(dòng),則兩時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的加速度相同,速度大小相等,方向相反,故B錯(cuò)誤;0.1s與1.3s,質(zhì)點(diǎn)均在離開平衡位置位移最大的位置,由F=-kx可知回復(fù)力最大,動(dòng)能最小,故C正確;0.1s至0.5s這段時(shí)間,質(zhì)點(diǎn)從負(fù)的最大位移處到正的最大位移處,位移方向由負(fù)向變?yōu)檎?速度方向一直沿正向,速度方向沒有改變,故D錯(cuò)誤.8.BD[解析]若小球的運(yùn)動(dòng)路線如圖甲所示,則4s振動(dòng)1個(gè)周期,故振動(dòng)的周期為T=4s;若小球的運(yùn)動(dòng)路線如圖乙所示,則4s振動(dòng)2個(gè)周期,故振動(dòng)的周期為T=2s,選項(xiàng)B、D正確.甲乙9.BD[解析]t=0.8s時(shí),物塊經(jīng)過O點(diǎn)向負(fù)方向運(yùn)動(dòng),即向左運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)誤;由乙圖可得,彈簧振子的振動(dòng)方程為x=12sin54πt(cm)代入t=0.2s,可得物塊的位移為62cm,即在O點(diǎn)右側(cè)62cm處,B正確;t=0.4s和t=1.2s時(shí),物塊的位移等大反向,回復(fù)力和加速度也是等大反向,C錯(cuò)誤;t=0.4s到t=0.8s時(shí)間內(nèi),物塊從B點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)到平衡位置,其速度逐漸增加,D正確10.AD[解析]擺球在最低點(diǎn)時(shí)懸線拉力最大,在最高點(diǎn)時(shí)拉力最小,t=0.2s時(shí)拉力最大,擺球正經(jīng)過最低點(diǎn),A正確;t=1.1s時(shí)拉力最小,擺球正經(jīng)過最高點(diǎn)