資源簡介

模塊綜合檢測(一)
(滿分:100分)
一、單項選擇題(本題共7小題,每小題4分,共28分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)
1.如圖所示,某個手機充電時打入電話,手機開始振動,頻率為f1,發現在插座附近的充電線A位置也在振動,頻率為f2。則f1和f2的大小關系以及你判斷的依據最合理的是 (　 )
A.f1>f2,機械波的傳播規律
B.f1=f2,機械波的傳播規律
C.f1>f2,簡諧運動的規律
D.f1=f2,簡諧運動的規律
2.用a、b、c、d表示四種不同顏色的單色點光源,若:①將a、b、c放在水中相同深度處,有人在水面上方同等條件下觀測發現,b在水下的像最深,c照亮水面的面積比a的大;②分別用b、c和d發出的單色光在相同條件下做雙縫干涉實驗,b光的亮條紋間距最大;③a、c和d發出的光在同種玻璃中傳播,d光的傳播速度最大;則推斷同種介質對a、b、c、d發出的光的折射率正確的是 (　 )
A.nbC.na=nb=nc=nd D.nb=na3.下列說法正確的是 (　 )
A.若把一個在平原地區走時準確的擺鐘搬到高原上去,則走時會變快
B.物體做受迫振動時如果增大驅動力的頻率,則物體做受迫振動的振幅會增大
C.“美人魚”在水下表演節目時,她們在水中聽到的音樂與在岸上聽到的相同,說明聲波從一種介質進入另一種介質頻率不變
D.兩列機械波相遇時,在相遇的區域一定會出現穩定的干涉現象　
4.如圖所示,口徑較大、充滿水的薄壁圓柱形淺玻璃缸底有一發光小球,則下列說法正確的是 (　 )
A.小球必須位于缸底中心才能從側面看到小球
B.小球所發的光能從水面任何區域射出
C.小球所發的光從水中進入空氣后頻率變大
D.小球所發的光從水中進入空氣后傳播速度變大
5.如圖所示分別是一列機械波在傳播方向上相距6 m的兩個質點P、Q的振動圖像,下列說法正確的是 (　 )
A.該波的周期是5 s
B.該波的波速是3 m/s
C.4 s時P質點向上振動
D.4 s時Q質點向上振動
6.如圖所示,光滑半圓槽質量為M,靜止在光滑的水平面上,其內表面有一小球(質量為m)被細線吊著恰位于槽的邊緣處,若將線燒斷,小球滑到另一邊的最高點時,半圓槽的速度為 (　 )
A.0　　 B.向左　　
C.向右　　 D.不能確定
7.在研究材料A的熱膨脹特性時,可采用如圖所示的干涉實驗法,A的上表面是一光滑平面,在A的上方放一個透明的平行板B,B與A上表面平行,在它們間形成一個厚度均勻的空氣膜?，F在用波長為λ的單色光垂直照射,同時對A緩慢加熱,在B上方觀察到B板的亮度發生周期性變化,當溫度為t1時最亮,然后亮度逐漸減弱至最暗;當溫度升到t2時,亮度再一次回到最亮,則 (　 )
A.出現最亮時,B上表面反射光與A上表面反射光疊加后加強
B.出現最亮時,B下表面反射光與A上表面反射光疊加后相抵消
C.溫度從t1升到t2的過程中,A的高度增加
D.溫度從t1升到t2的過程中,A的高度增加
二、多項選擇題(本題共3小題,每小題6分,共18分。在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)
8.某同學采用圖甲所示的實驗裝置研究光的干涉與衍射現象,狹縫S1、S2的寬度可調,狹縫到屏的距離為L。同一單色光垂直照射狹縫,實驗中分別在屏上得到了圖乙、圖丙所示圖樣。下列描述正確的是 (　 )
A.圖乙是光的雙縫干涉圖樣,當光通過狹縫時,也發生了衍射
B.遮住一條狹縫,另一狹縫寬度增大,其他條件不變,圖丙中亮條紋寬度增大
C.照射兩條狹縫時,增加L,其他條件不變,圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大
D.照射兩條狹縫時,若光從狹縫S1、S2到屏上P點的路程差為半波長的奇數倍,P點處一定是暗條紋
9.如圖甲所示,一列簡諧橫波在x軸上傳播,圖乙和圖丙分別為x軸上a、b兩質點的振動圖像,且xab=6 m。下列判斷正確的是 (　 )
A.波一定沿x軸正方向傳播
B.波長可能是8 m
C.波速一定是1 m/s
D.波速可能是3 m/s
10.如圖所示,半徑為R、豎直放置的半圓形軌道與水平軌道平滑連接,不計一切摩擦。圓心O點正下方放置質量為2m的小球A,質量為m的小球B以初速度v0向左運動,與小球A發生彈性碰撞。碰后小球A在半圓形軌道運動時不脫離軌道,則小球B的初速度v0可能為(重力加速度為g) (　 )
A.2 B.
C.2 D.
三、非選擇題(本題共5小題,共54分)
11.(6分)某同學用激光筆和透明長方體玻璃磚測量玻璃的折射率,實驗過程如下:
(1)將玻璃磚平放在水平桌面上的白紙上,用大頭針在白紙上標記玻璃磚的邊界。
(2)①激光筆發出的激光從玻璃磚上的M點水平入射,到達ef面上的O點后反射到N點射出。用大頭針在白紙上標記O點、M點和激光筆出光孔Q的位置。
②移走玻璃磚,在白紙上描繪玻璃磚的邊界和激光的光路,作QM連線的延長線與ef面的邊界交于P點,如圖(a)所示。
③用刻度尺測量PM和OM的長度d1和d2。PM的示數如圖(b)所示,d1為　　　　cm。測得d2為3.40 cm。(1分)
(3)利用所測量的物理量,寫出玻璃磚折射率的表達式n=　　　　　;由測得的數據可得折射率n為　　　　　(結果保留3位有效數字)。(3分)
(4)相對誤差的計算式為δ=×100%。為了減小d1、d2測量的相對誤差,實驗中激光在M點入射時應盡量使入射角　　　　。(2分)
12.(10分)(2024·福建高考)某小組基于動量守恒定律測量玩具槍子彈離開槍口的速度大小,實驗裝置如圖(a)所示。所用器材有:玩具槍、玩具子彈、裝有擋光片的小車、軌道、光電門、光電計時器、十分度游標卡尺、電子秤等。實驗步驟如下:
(1)用電子秤分別測量小車的質量M和子彈的質量m;
(2)用游標卡尺測量擋光片寬度d,示數如圖(b)所示,寬度d=　　　　 cm; (2分)
(3)平衡小車沿軌道滑行過程中的阻力。在軌道上安裝光電門A和B,讓裝有擋光片的小車以一定初速度由右向左運動,若測得擋光片經過A、B的擋光時間分別為13.56 ms、17.90 ms,則應適當調高軌道的　　　　(填“左”或“右”)端,經過多次調整,直至擋光時間相等;(2分)
(4)讓小車處于A的右側,槍口靠近小車,發射子彈,使子彈沿軌道方向射出并粘在小車上,小車向左運動經過光電門A,測得擋光片經過A的擋光時間Δt;
(5)根據上述測量數據,利用公式v=　　　　(用d、m、M、Δt表示)即可得到子彈離開槍口的速度大小v;(3分)
(6)重復步驟(4)五次,并計算出每次的v值,填入下表;
次數 1 2 3 4 5
速度v/(m·s-1) 59.1 60.9 60.3 58.7 59.5
(7)根據表中數據,可得子彈速度大小v的平均值為　　　　m/s。(結果保留3位有效數字)(3分)
13.(10分)某透明物體的橫截面如圖所示,其中ABC為直角三角形,AB為直角邊,長度為2L,∠ABC=45°,為一圓弧,其圓心在AC邊的中點。此透明物體的折射率為n=2.0。若一束寬度與AB邊長度相等的平行光從AB邊垂直射入透明物體,試由光路圖畫出光線從ADC圓弧射出的區域,并求此區域的圓弧長度s。
14.(12分)如圖所示是在豎直方向上振動并沿水平方向傳播的簡諧橫波,實線是t=0時刻的波形圖,虛線是t=0.2 s時刻的波形圖。
(1)若波沿x軸負方向傳播,求它傳播的速度大小。(4分)
(2)若波沿x軸正方向傳播,求它的最大周期大小。(4分)
(3)若波速是25 m/s,求t=0時刻P點的運動方向。(4分)
15.(16分)如圖所示,固定的光滑平臺上固定有光滑的半圓軌道,軌道半徑R=0.6 m,平臺上靜止放置著兩個滑塊A、B,mA=0.1 kg,mB=0.2 kg,兩滑塊間夾有少量炸藥,平臺右側有一帶擋板的小車,靜止在光滑的水平地面上。小車質量為M=0.3 kg,車面與平臺的臺面等高,小車的上表面的右側固定一根輕彈簧,彈簧的自由端在Q點,小車的上表面左端點P與Q點之間是粗糙的,PQ間距離為L,滑塊B與PQ之間的動摩擦因數為μ=0.2,Q點右側表面是光滑的。點燃炸藥后,A、B分離瞬間A滑塊獲得向左的速度vA=6 m/s,而滑塊B則沖向小車。兩滑塊都可以看成質點,炸藥的質量忽略不計,爆炸的時間極短,爆炸后兩個滑塊的速度方向在同一水平直線上,且g=10 m/s2。求:
(1)滑塊A在半圓軌道最高點對軌道的壓力;(4分)
(2)若L=0.8 m,滑塊B滑上小車后的運動過程中彈簧的最大彈性勢能;(4分)
(3)要使滑塊B既能擠壓彈簧,又最終沒有滑離小車,則小車上PQ之間的距離L的取值范圍。(8分)
　　　　　　　　　　　　　　
模塊綜合檢測(一)
1.選B　手機是振源,振動沿著充電線向外傳播形成機械波,機械波的頻率等于振源的頻率,故B正確,A、C、D錯誤。
2.選A　將a、b、c放在水中相同深度處,在水面上方同等條件下觀測發現b在水下的像最深,c照亮水面的面積比a的大,說明na、nb、nc相比nb最小,nc3.選C　從平原到高原海拔變高,重力加速度變小,根據單擺的周期公式T=2π可知,周期變大,走時變慢,故A錯誤;物體做受迫振動時,當驅動力的頻率等于物體的固有頻率時發生共振,振幅最大,只知道增大驅動力的頻率,不知道固有頻率情況,無法判斷振幅如何變化,故B錯誤;機械波的頻率只與振源有關,振源頻率不變,波的頻率就不變,故C正確;頻率相同、相位差恒定、振動方向相同的兩列波疊加時,才會出現穩定的干涉現象,故D錯誤。
4.選D　光從光密介質(水)進入光疏介質(空氣),當入射角小于臨界角時,不會發生全反射,只要在沒有發生全反射的區域,上面或側面都有光射出,射出的光進入人眼,人就能看見小球,故A、B錯誤;光從一種介質進入另一種介質時,光的頻率不會發生改變,則小球所發的光從水中進入空氣后頻率不變,故C錯誤;根據n=可得v=,由于水對光的折射率大于空氣對光的折射率,則小球所發的光從水中進入空氣后傳播速度變大,故D正確。
5.選C　由振動圖像可看出該波的周期是4 s,A錯誤;由于Q、P兩個質點振動方向相反,則可知兩者間距離滿足λ=6 m,n=0,1,2,…,則v== m/s,n=0,1,2,…,B錯誤;由P質點的振動圖像可看出,在4 s時P質點在平衡位置向上振動,C正確;由Q質點的振動圖像可看出,在4 s時Q質點在平衡位置向下振動,D錯誤。
6.選A　把小球和半圓槽作為一個系統,因水平面光滑,故系統在水平方向不受外力,水平方向動量守恒,當小球滑到另一邊的最高點時,小球和半圓槽的速度都為0,故A正確。
7.選D　出現最亮時,是B下表面反射光與A上表面反射光發生干涉,疊加后加強,故A、B錯誤;溫度從t1升到t2的過程中,亮度由最亮又變到最亮,當路程差(即薄膜厚度的2倍)等于半波長的偶數倍,出現亮條紋,知路程差減小λ,則A的高度增加,故C錯誤,D正確。
8.選ACD　由題圖可知,圖乙中間部分是等間距條紋,所以圖乙是光的雙縫干涉圖樣,當光通過狹縫時,同時也發生衍射,故A正確;狹縫越小,衍射范圍越大,衍射條紋越寬,遮住一條狹縫,另一狹縫寬度增大,則衍射現象減弱,圖丙中亮條紋寬度減小,故B錯誤;根據條紋間距公式Δx=λ可知照射兩條狹縫時,增加L,其他條件不變,圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大,故C正確;照射兩條狹縫時,若光從狹縫S1、S2到屏上P點的路程差為半波長的奇數倍,P點處一定是暗條紋,故D正確。
9.選BD　由振動圖像無法比較a、b兩質點振動的先后,所以無法判斷波的傳播方向,故A錯誤;若波沿x軸正方向傳播,由振動圖像讀出t=0時刻,a質點經過平衡位置向下運動,而b位于波峰,結合波形可得xab=λ(n=0,1,2,…),得波長為λ== m,波速為v==m/s,當n=0時,v=3 m/s,故C錯誤,D正確;同理可知,若波沿x軸負方向傳播,波長為λ= m,波速為v== m/s,當n=0時,λ=8 m,v=1 m/s,故B正確。
10.選BC　A與B的碰撞為彈性碰撞,則碰撞過程中動量守恒、動能守恒,設B的初速度方向為正方向,碰撞后B與A的速度分別為v1和v2,則mv0=mv1+2mv2,m=m+×2m,聯立得v1=-v0,v2=?！、?br/>若小球A恰好能通過最高點,說明小球A到達最高點時重力提供向心力,設其在最高點的速度為vmin,由牛頓第二定律得2mg=2m·;?、?br/>碰撞后A運動到最高點的過程中機械能守恒,得2mg·2R=×2m-×2m;　③
聯立①②③得v0=1.5。若小球A經過最高點,則需要滿足v0≥1.5;若小球A不能到達最高點,恰好能到達與O等高處,由機械能守恒定律得
2mg·R=×2m,?、?br/>聯立①④得v0=1.5,可知,若小球A到達的高度不高于O點,需滿足v0≤1.5。由以上的分析可知,若小球A不脫離軌道,需滿足v0≤1.5或v0≥1.5。故A、D錯誤,B、C正確。
11.解析:(2)刻度尺的最小分度為0.1 cm,由題圖(b)可知,d1為2.25 cm。
(3)玻璃磚折射率的表達式n====,代入數據可得n=≈1.51。
(4)相對誤差的計算式為δ=×100%,為了減小d1、d2測量的相對誤差,實驗中d1、d2要盡量稍大一些,即激光在M點入射時應盡量使入射角稍小一些。
答案:(2)2.25(2.23~2.27均可)　(3)　1.51(1.50~1.52均可)　(4)稍小一些
12.解析:(2)游標卡尺的分度值為0.1 mm,則擋光片的寬度為d=9 mm+9×0.1 mm=9.9 mm=0.99 cm。
(3)小車經過光電門的速度為v車=,測得擋光片經過A、B的擋光時間分別為13.56 ms、17.90 ms,可知小車經過光電門A的速度大于經過光電門B的速度,故應適當調高軌道的右端。
(5)小車經過光電門的速度為v車=,子彈沿軌道方向射出并粘在小車上的過程,根據動量守恒定律有mv=(M+m)v車,解得v=。
(7)根據表格數據,可得子彈速度大小的平均值為==59.7 m/s。
答案:(2)0.99　 (3)右　(5)　(7)59.7
13.解析:如圖,作出兩條邊緣光線,所求光線在圓弧射出的區域為EDF。
如圖,從圓弧ADC射出的邊緣光線的入射角等于材料的臨界角θ,
因sin θ==,故θ=30°
由幾何關系得:圓弧EDF長度為s=2θ·L,
故所求圓弧長度s=。
答案:見解析圖　
14.解析:(1)由題圖知,該波的波長為λ=4 m
波沿x軸負方向傳播時,在0~0.2 s時間內傳播的距離為:Δx=λ=(4n+3)m,(n=0,1,2,3,…)
傳播的速度為:
v==(20n+15)m/s,(n=0,1,2,3,…)
(2)波沿x軸正方向傳播,傳播的時間與周期關系為:
Δt=T,(n=0,1,2,3,…)
得T== s,(n=0,1,2,3,…)
當n=0時周期最大,即最大周期為0.8 s。
(3)波在0.2 s內傳播的距離為:
Δx=vΔt=25×0.2 m=5 m
傳播的波長數n==1,
可見波形圖平移了λ的距離。
由題圖知波沿x軸正方向傳播。
所以P點在t=0 s時刻沿y軸負方向運動。
答案:(1)(20n+15)m/s,(n=0,1,2,3,…)
(2)0.8 s　(3)沿y軸負方向
15.解析:(1)滑塊A從軌道最低點到軌道最高點,由機械能守恒定律得mA-mAv2=mAg×2R,解得v=2 m/s,
在最高點,由牛頓第二定律有mAg+FN=mA,
解得滑塊A在半圓軌道最高點受到的壓力為FN=1 N,
由牛頓第三定律得,滑塊A對軌道的壓力大小為1 N,方向豎直向上。
(2)爆炸過程由動量守恒定律有mAvA=mBvB,
解得vB=3 m/s,
滑塊B沖上小車后將彈簧壓縮到最短時,彈簧具有最大彈性勢能,對B與小車組成的系統,
由動量守恒定律可知mBvB=(mB+M)v共,
解得v共=1.2 m/s,由能量守恒定律有
Ep=mB-(mB+M)-μmBgL,
解得Ep=0.22 J。
(3)滑塊B最終沒有離開小車,滑塊B和小車具有共同的末速度,設為u,滑塊B與小車組成的系統動量守恒,有mBvB=(mB+M)u,解得u=v共=1.2 m/s,
若小車上PQ之間的距離L足夠大,則滑塊B還沒與彈簧接觸就已經與小車相對靜止,設滑塊B恰好滑到Q點,由能量守恒定律得μmBgL1=mB-(mB+M)u2,
解得L1=1.35 m,
若小車上PQ之間的距離L不是很大,則滑塊B必然擠壓彈簧,由于Q點右側是光滑的,滑塊必然被彈回到PQ之間,設滑塊恰好回到小車的左端P點處,由能量守恒定律得2μmBgL2=mB-(mB+M)u2,解得L2=0.675 m。
綜上所述,要使滑塊既能擠壓彈簧,又最終沒有離開小車,PQ之間的距離L應滿足的范圍是0.675 m≤L<1.35 m。
答案:(1)1 N,方向豎直向上　(2)0.22 J
(3)0.675 m≤L<1.35 m
6 / 6(共44張PPT)
模塊綜合檢測(一)
一、單項選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的)
1.如圖所示，某個手機充電時打入電話，手機開始
振動，頻率為f1，發現在插座附近的充電線A位置也在
振動，頻率為f2。則f1和f2的大小關系以及你判斷的依據最合理的是(　 )
A.f1>f2，機械波的傳播規律 B.f1=f2，機械波的傳播規律
C.f1>f2，簡諧運動的規律 D.f1=f2，簡諧運動的規律
√
解析：手機是振源，振動沿著充電線向外傳播形成機械波，機械波的頻率等于振源的頻率，故B正確，A、C、D錯誤。
2.用a、b、c、d表示四種不同顏色的單色點光源，若：①將a、b、c放在水中相同深度處，有人在水面上方同等條件下觀測發現，b在水下的像最深，c照亮水面的面積比a的大；②分別用b、c和d發出的單色光在相同條件下做雙縫干涉實驗，b光的亮條紋間距最大；③a、c和d發出的光在同種玻璃中傳播，d光的傳播速度最大；則推斷同種介質對a、b、c、d發出的光的折射率正確的是 (　 )
A.nbC.na=nb=nc=nd D.nb=na√
解析：將a、b、c放在水中相同深度處，在水面上方同等條件下觀測發現b在水下的像最深，c照亮水面的面積比a的大，說明na、nb、nc相比nb最小，nc3.下列說法正確的是 (　 )
A.若把一個在平原地區走時準確的擺鐘搬到高原上去，則走時會變快
B.物體做受迫振動時如果增大驅動力的頻率，則物體做受迫振動的振幅會增大
C.“美人魚”在水下表演節目時，她們在水中聽到的音樂與在岸上聽到的相同，說明聲波從一種介質進入另一種介質頻率不變
D.兩列機械波相遇時，在相遇的區域一定會出現穩定的干涉現象　
√
解析：從平原到高原海拔變高，重力加速度變小，根據單擺的周期公式T=2π可知，周期變大，走時變慢，故A錯誤；物體做受迫振動時，當驅動力的頻率等于物體的固有頻率時發生共振，振幅最大，只知道增大驅動力的頻率，不知道固有頻率情況，無法判斷振幅如何變化，故B錯誤；機械波的頻率只與振源有關，振源頻率不變，波的頻率就不變，故C正確；頻率相同、相位差恒定、振動方向相同的兩列波疊加時，才會出現穩定的干涉現象，故D錯誤。
4.如圖所示，口徑較大、充滿水的薄壁圓柱形淺玻璃缸底有一發光小球，則下列說法正確的是 (　 )
A.小球必須位于缸底中心才能從側面看到小球
B.小球所發的光能從水面任何區域射出
C.小球所發的光從水中進入空氣后頻率變大
D.小球所發的光從水中進入空氣后傳播速度變大
√
解析：光從光密介質(水)進入光疏介質(空氣)，當入射角小于臨界角時，不會發生全反射，只要在沒有發生全反射的區域，上面或側面都有光射出，射出的光進入人眼，人就能看見小球，故A、B錯誤；光從一種介質進入另一種介質時，光的頻率不會發生改變，則小球所發的光從水中進入空氣后頻率不變，故C錯誤；根據n=可得v=，由于水對光的折射率大于空氣對光的折射率，則小球所發的光從水中進入空氣后傳播速度變大，故D正確。
5.如圖所示分別是一列機械波在傳播方向上相距6 m的兩個質點P、Q的振動圖像，下列說法正確的是 (　 )
A.該波的周期是5 s
B.該波的波速是3 m/s
C.4 s時P質點向上振動
D.4 s時Q質點向上振動
√
解析：由振動圖像可看出該波的周期是4 s，A錯誤；由于Q、P兩個質點振動方向相反，則可知兩者間距離滿足λ=6 m，n=0，1，2，…，則v== m/s，n=0，1，2，…，B錯誤；由P質點的振動圖像可看出，在4 s時P質點在平衡位置向上振動，C正確；由Q質點的振動圖像可看出，在4 s時Q質點在平衡位置向下振動，D錯誤。
6.如圖所示，光滑半圓槽質量為M，靜止在光滑的
水平面上，其內表面有一小球(質量為m)被細線吊著恰位
于槽的邊緣處，若將線燒斷，小球滑到另一邊的最高點
時，半圓槽的速度為 (　 )
A.0 B.向左 C.向右 D.不能確定
√
解析：把小球和半圓槽作為一個系統，因水平面光滑，故系統在水平方向不受外力，水平方向動量守恒，當小球滑到另一邊的最高點時，小球和半圓槽的速度都為0，故A正確。
7.在研究材料A的熱膨脹特性時，可采用如圖所示的
干涉實驗法，A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一
個透明的平行板B，B與A上表面平行，在它們間形成一
個厚度均勻的空氣膜?，F在用波長為λ的單色光垂直照射，
同時對A緩慢加熱，在B上方觀察到B板的亮度發生周期性
變化，當溫度為t1時最亮，然后亮度逐漸減弱至最暗；當溫度升到t2時，亮度再一次回到最亮，則 (　 )
A.出現最亮時，B上表面反射光與A上表面反射光疊加后加強
B.出現最亮時，B下表面反射光與A上表面反射光疊加后相抵消
C.溫度從t1升到t2的過程中，A的高度增加
D.溫度從t1升到t2的過程中，A的高度增加
解析：出現最亮時，是B下表面反射光與A上表面反射光發生干涉，疊加后加強，故A、B錯誤；溫度從t1升到t2的過程中，亮度由最亮又變到最亮，當路程差(即薄膜厚度的2倍)等于半波長的偶數倍，出現亮條紋，知路程差減小λ，則A的高度增加，故C錯誤，D正確。
√
二、多項選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)
8.某同學采用圖甲所示的實驗裝置研究光的干涉與衍射現象，狹縫S1、S2的寬度可調，狹縫到屏的距離為L。同一單色光垂直照射狹縫，實驗中分別在屏上得到了圖乙、圖丙所示圖樣。下列描述正確的是(　 )
A.圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當光通過狹縫時，也發生了衍射
B.遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，其他條件不變，圖丙中亮條紋寬度增大
C.照射兩條狹縫時，增加L，其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大
D.照射兩條狹縫時，若光從狹縫S1、S2到屏上P點的路程差為半波長的奇數倍，P點處一定是暗條紋
√
√
√
解析：由題圖可知，圖乙中間部分是等間距條紋，所以圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當光通過狹縫時，同時也發生衍射，故A正確；狹縫越小，衍射范圍越大，衍射條紋越寬，遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，則衍射現象減弱，圖丙中亮條紋寬度減小，故B錯誤；根據條紋間距公式Δx=λ可知照射兩條狹縫時，增加L，其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大，故C正確；照射兩條狹縫時，若光從狹縫S1、S2到屏上P點的路程差為半波長的奇數倍，P點處一定是暗條紋，故D正確。
9.如圖甲所示，一列簡諧橫波在x軸上傳播，圖乙和圖丙分別為x軸上a、b兩質點的振動圖像，且xab=6 m。下列判斷正確的是 (　 )
A.波一定沿x軸正方向傳播
B.波長可能是8 m
C.波速一定是1 m/s
D.波速可能是3 m/s
√
√
解析：由振動圖像無法比較a、b兩質點振動的先后，所以無法判斷波的傳播方向，故A錯誤；若波沿x軸正方向傳播，由振動圖像讀出t=0時刻，a質點經過平衡位置向下運動，而b位于波峰，結合波形可得xab=λ(n=0，1，2，…)，得波長為λ== m，波速為v==m/s，當n=0時，v=3 m/s，故C錯誤，D正確；同理可知，若波沿x軸負方向傳播，波長為λ= m，波速為v== m/s，當n=0時，λ=8 m，v=1 m/s，故B正確。
10.如圖所示，半徑為R、豎直放置的半圓形軌道
與水平軌道平滑連接，不計一切摩擦。圓心O點正下
方放置質量為2m的小球A，質量為m的小球B以初速
度v0向左運動，與小球A發生彈性碰撞。碰后小球A在半圓形軌道運動時不脫離軌道，則小球B的初速度v0可能為(重力加速度為g) (　 )
A.2 B.
C.2 D.
√
√
解析：A與B的碰撞為彈性碰撞，則碰撞過程中動量守恒、動能守恒，設B的初速度方向為正方向，碰撞后B與A的速度分別為v1和v2，則mv0=mv1+2mv2，m=m+×2m，聯立得v1=-v0，v2=?！、?br/>若小球A恰好能通過最高點，說明小球A到達最高點時重力提供向心力，設其在最高點的速度為vmin，由牛頓第二定律得2mg=2m·；　②
碰撞后A運動到最高點的過程中機械能守恒，得2mg·2R=×2m-×2m；　 ③
聯立①②③得v0=1.5。若小球A經過最高點，則需要滿足v0≥1.5；若小球A不能到達最高點，恰好能到達與O等高處，由機械能守恒定律得
2mg·R=×2m，　 ④
聯立①④得v0=1.5，可知，若小球A到達的高度不高于O點，需滿足v0≤1.5。由以上的分析可知，若小球A不脫離軌道，需滿足v0≤1.5或v0≥1.5。故A、D錯誤，B、C正確。
三、非選擇題(本題共5小題，共54分)
11.(6分)某同學用激光筆和透明長方體玻璃磚測量玻璃的折射率，實驗過程如下：
(1)將玻璃磚平放在水平桌面上的白紙上，
用大頭針在白紙上標記玻璃磚的邊界。
(2)①激光筆發出的激光從玻璃磚上的M點水平入射，到達ef面上的O點后反射到N點射出。用大頭針在白紙上標記O點、M點和激光筆出光孔Q的位置。
②移走玻璃磚，在白紙上描繪玻璃磚的邊界和激光的光路，作QM連線的延長線與ef面的邊界交于P點，如圖(a)所示。
③用刻度尺測量PM和OM的長度d1和d2。PM的示數如圖(b)所示，d1為_____________________cm。測得d2為3.40 cm。(1分)
2.25(2.23~2.27均可)
解析：刻度尺的最小分度為0.1 cm，由題圖(b)可知，d1為2.25 cm。
(3)利用所測量的物理量，寫出玻璃磚折射率的表達式n=_____；由測得的數據可得折射率n為___________________ (結果保留3位有效數字)。(3分)
解析：玻璃磚折射率的表達式n====，代入數據可得n=≈1.51。
1.51(1.50~1.52均可)
(4)相對誤差的計算式為δ=×100%。為了減小d1、d2測量的相對誤差，實驗中激光在M點入射時應盡量使入射角__________。(2分)
解析：相對誤差的計算式為δ=×100%，為了減小d1、d2測量的相對誤差，實驗中d1、d2要盡量稍大一些，即激光在M點入射時應盡量使入射角稍小一些。
稍小一些
12.(10分)(2024·福建高考)某小組基于動量守恒定律測量玩具槍子彈離開槍口的速度大小，實驗裝置如圖(a)所示。所用器材有：玩具槍、玩具子彈、裝有擋光片的小車、軌道、光電門、光電計時器、十分度游標卡尺、電子秤等。實驗步驟如下：
(1)用電子秤分別測量小車的質量M和子彈的質量m；
(2)用游標卡尺測量擋光片寬度d，示數如圖(b)所示，寬度d=_____cm； (2分)
解析：游標卡尺的分度值為0.1 mm，則擋光片的寬度為d=9 mm
+9×0.1 mm=9.9 mm=0.99 cm。
0.99
(3)平衡小車沿軌道滑行過程中的阻力。在軌道上安裝光電門A和B，讓裝有擋光片的小車以一定初速度由右向左運動，若測得擋光片經過A、B的擋光時間分別為13.56 ms、17.90 ms，則應適當調高軌道的____ (填“左”或“右”)端，經過多次調整，直至擋光時間相等；(2分)
解析：小車經過光電門的速度為v車=，測得擋光片經過A、B的擋光時間分別為13.56 ms、17.90 ms，可知小車經過光電門A的速度大于經過光電門B的速度，故應適當調高軌道的右端。
右
(4)讓小車處于A的右側，槍口靠近小車，發射子彈，使子彈沿軌道方向射出并粘在小車上，小車向左運動經過光電門A，測得擋光片經過A的擋光時間Δt；
(5)根據上述測量數據，利用公式v=________(用d、m、M、Δt表示)即可得到子彈離開槍口的速度大小v；(3分)
解析：小車經過光電門的速度為v車=，子彈沿軌道方向射出并粘在小車上的過程，根據動量守恒定律有mv=(M+m)v車，解得v=。
(6)重復步驟(4)五次，并計算出每次的v值，填入下表；
次數 1 2 3 4 5
速度v/(m·s-1) 59.1 60.9 60.3 58.7 59.5
(7)根據表中數據，可得子彈速度大小v的平均值為_____m/s。
(結果保留3位有效數字)(3分)
解析：根據表格數據，可得子彈速度大小的平均值為==59.7 m/s。
59.7
13.(10分)某透明物體的橫截面如圖所示，其中ABC
為直角三角形，AB為直角邊，長度為2L，∠ABC=45°，
為一圓弧，其圓心在AC邊的中點。此透明物體的
折射率為n=2.0。若一束寬度與AB邊長度相等的平行光
從AB邊垂直射入透明物體，試由光路圖畫出光線從ADC圓弧射出的區域，并求此區域的圓弧長度s。
答案：見解析圖　
解析：如圖，作出兩條邊緣光線，所求光線在圓弧射出的區域為EDF。
如圖，從圓弧ADC射出的邊緣光線的入射角
等于材料的臨界角θ，因sin θ==，故θ=30°
由幾何關系得：圓弧EDF長度為s=2θ·L，
故所求圓弧長度s=。
14.(12分)如圖所示是在豎直方向上振動并沿水
平方向傳播的簡諧橫波，實線是t=0時刻的波形圖，
虛線是t=0.2 s時刻的波形圖。
(1)若波沿x軸負方向傳播，求它傳播的速度大小。(4分)
答案：(20n+15)m/s，(n=0，1，2，3，…)
解析：由題圖知，該波的波長為λ=4 m
波沿x軸負方向傳播時，在0~0.2 s時間內傳播的距離為：Δx=λ=(4n+3)m，(n=0，1，2，3，…)
傳播的速度為：
v==(20n+15)m/s，(n=0，1，2，3，…)
(2)若波沿x軸正方向傳播，求它的最大周期大小。(4分)
答案：0.8 s　
解析：波沿x軸正方向傳播，傳播的時間與周期關系為：
Δt=T，(n=0，1，2，3，…)
得T== s，(n=0，1，2，3，…)
當n=0時周期最大，即最大周期為0.8 s。
(3)若波速是25 m/s，求t=0時刻P點的運動方向。(4分)
答案：沿y軸負方向
解析：波在0.2 s內傳播的距離為：
Δx=vΔt=25×0.2 m=5 m
傳播的波長數n==1，
可見波形圖平移了λ的距離。
由題圖知波沿x軸正方向傳播。
所以P點在t=0 s時刻沿y軸負方向運動。
15.(16分)如圖所示，固定的光滑平臺上固定有
光滑的半圓軌道，軌道半徑R=0.6 m，平臺上靜止
放置著兩個滑塊A、B，mA=0.1 kg，mB=0.2 kg，兩
滑塊間夾有少量炸藥，平臺右側有一帶擋板的小車，靜止在光滑的水平地面上。小車質量為M=0.3 kg，車面與平臺的臺面等高，小車的上表面的右側固定一根輕彈簧，彈簧的自由端在Q點，小車的上表面左端點P與Q點之間是粗糙的，PQ間距離為L，滑塊B與PQ之間的動摩擦因數為μ=0.2，Q點右側表面是光滑的。點燃炸藥后，A、B分離瞬間A滑塊獲得向左的速度vA=6 m/s，而滑塊B則沖向小車。兩滑塊都可以看成質點，炸藥的質量忽略不計，爆炸的時間極短，爆炸后兩個滑塊的速度方向在同一水平直線上，且g=10 m/s2。求：
(1)滑塊A在半圓軌道最高點對軌道的壓力；(4分)
答案：1 N，方向豎直向上　
解析：滑塊A從軌道最低點到軌道最高點，由機械能守恒定律得mA-mAv2=mAg×2R，解得v=2 m/s，
在最高點，由牛頓第二定律有mAg+FN=mA，
解得滑塊A在半圓軌道最高點受到的壓力為FN=1 N，
由牛頓第三定律得，滑塊A對軌道的壓力大小為1 N，方向豎直向上。
(2)若L=0.8 m，滑塊B滑上小車后的運動過程中彈簧的最大彈性勢能；(4分)
答案：0.22 J
解析：爆炸過程由動量守恒定律有mAvA=mBvB，
解得vB=3 m/s，
滑塊B沖上小車后將彈簧壓縮到最短時，彈簧具有最大彈性勢能，對B與小車組成的系統，
由動量守恒定律可知mBvB=(mB+M)v共，
解得v共=1.2 m/s，由能量守恒定律有
Ep=mB-(mB+M)-μmBgL，
解得Ep=0.22 J。
(3)要使滑塊B既能擠壓彈簧，又最終沒有滑離小車，則小車上PQ之間的距離L的取值范圍。(8分)
答案：0.675 m≤L<1.35 m
解析：滑塊B最終沒有離開小車，滑塊B和小車具有共同的末速度，設為u，滑塊B與小車組成的系統動量守恒，有mBvB=(mB+M)u，解得u=v共=1.2 m/s，
若小車上PQ之間的距離L足夠大，則滑塊B還沒與彈簧接觸就已經與小車相對靜止，設滑塊B恰好滑到Q點，由能量守恒定律得μmBgL1=
mB-(mB+M)u2，解得L1=1.35 m，
若小車上PQ之間的距離L不是很大，則滑塊B必然擠壓彈簧，由于Q點右側是光滑的，滑塊必然被彈回到PQ之間，設滑塊恰好回到小車的左端P點處，由能量守恒定律得2μmBgL2=mB-(mB+M)u2，解得L2=0.675 m。
綜上所述，要使滑塊既能擠壓彈簧，又最終沒有離開小車，PQ之間的距離L應滿足的范圍是0.675 m≤L<1.35 m。

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