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- 2021-05-24 发布
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- 1 -
高二物理试题
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分 100 分,考试时
间 90 分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必用 0.5 毫米黑色签字笔将自己的姓名座号准考证号、县区和
科类填写在答题卡和试卷规定的位置上。
2.第Ⅰ卷每小题选出答案后,用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;如
需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。答案不能答在试卷上。
3.第Ⅱ卷必须用 0.5 毫米签字笔作答,答案必须写在答题卡题目指定区域内相应
的位置,不能写在试卷上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;
不能使用涂改液、胶带纸、修正带。不按以上要求作答的答案无效。
第Ⅰ卷(选择题 共 40 分)
一、单项选择题:本题共 8 小题,每小题 3 分,共 24 分。在每小题给出的四个选
项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列说法正确的是( )
A. 黑体只吸收电磁波,不辐射电磁波
B. 光的波长越长,光子的能量越大
C. 光的波长越短,越容易发生衍射
D. 在光的干涉中,明条纹的地方是光子到达概率大的地方
【答案】D
【解析】
【详解】A.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关,与材料种类及表面状况无关,
故 A 错误;
B.光的波长越长,频率越小,则能量越小,故 B 错误;
C.波长越长,越容易发生明显衍射,故 C 错误;
D.光波是概率波,在光的干涉现象中,暗条纹是指振动减弱的地方,是光子到达概率最小的
地方,并非光子不能到达的地方,亮条纹的地方是光子到达概率最大的地方,故 D 正确。
故选 D。
2. 下列说法正确的是( )
- 2 -
A. 在水与空气接触的表面层内,分子比较稀疏,水分子之间只有分子引力作用
B. 在液体与固体接触的附着层内,液体分子一定比液体内部稀疏
C. 干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的
结果
D. 高原地区水的沸点较低,这是高原地区温度较低的缘故
【答案】C
【解析】
【详解】A.在水与空气接触的表面层内,分子比较稀疏,水分子之间表现为引力作用,并非
只存在引力,选项 A 错误;
B.液体对某种固体浸润时,固体分子与液体分子间的引力相当强,造成附着层内分子的分布
就比液体内部更密,这样就会使液体间出现了相互斥力,使液体跟固体接触的面积有扩大的
趋势,液面是凹形形状,故 B 错误;
C.干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的
结果,选项 C 正确;
D.高原地区水的沸点较低,这是高原地区气压较低的缘故,选项 D 错误。
故选 C。
3. 下列说法正确的是( )
A. 无线电波可用电缆传输,所以无线电波和机械波一样必须靠介质传输
B. 电磁波虽然看不见摸不着,但它是客观存在的物质
C. 红外线照射许多物质会发荧光,常用于设计防伪措施
D. 麦克斯韦预言了电磁波的存在,法拉第用实验验证了电磁波的存在
【答案】B
【解析】
【详解】A.无线电波可用电缆传输,但是无线电波可以在真空中传播,则无线电波不需靠介
质传输,选项 A 错误;
B.电磁波虽然看不见摸不着,但它是客观存在的物质,选项 B 正确;
C.紫外线照射许多物质会发荧光,常用于设计防伪措施,选项 C 错误;
D.麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹用实验验证了电磁波的存在,选项 D 错误。
故选 B。
- 3 -
4. 如图所示,甲分子固定在坐标原点 O,乙分子沿 x 轴运动,两分子间的分子势能 与两分
子间距离 x 的关系如图所示。若两分子所具有的总能量为零,则下列说法中正确的是( )
A. 乙分子在 P 点 时,加速度最大 B. 乙分子在 Q 点 时,分子力为
零
C. 乙分子从 P 点到 Q 点过程中,分子力做正功 D.乙分子从 P 点到 Q 点过程中,分子力
增大
【答案】D
【解析】
【详解】AB.乙分子在 P 点 时,分子势能最小,则所受分子力为零,加速度为零,
选项 AB 错误;
C.乙分子从 P 点到 Q 点过程中,分子势能增加,则分子力做负功,选项 C 错误;
D.乙分子从 P 点到 Q 点过程中,分子力表现为斥力,随分子距离的减小分子力增大,选项 D
正确。
故选 D。
5. 如图甲所示为研究某金属光电效应的装置,当用光子能量为 的光照射到光电管阴极 K
时,测得电流表的示数随电压表示数变化的图像如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A. 光电子的最大初动能为
B. 该金属的逸出功为
C. 加在 A、K 间的正向电压越大,光电流也越大
pE
( )2x x= ( )1x x=
( )2x x=
6eV
4eV
3eV
- 4 -
D. 该金属的逸出功随着入射光频率的增大而增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图乙可知,当该装置所加的电压为反向电压,当电压是-3V 时,电流表示数为
0,知道光电子的最大初动能为 3eV,选项 A 错误;
B.根据光电效应方程
EKm=h -W0
W0=6eV -3eV =3eV
则 B 正确;
C.加在 A、K 间的正向电压越大,光电流也会越大,但是如果光电流达到饱和光电流,则即
使再增加正向电压,光电流也不会再增加,选项 C 错误。
D.该金属的逸出功由金属本身决定,与入射光的频率无关,选项 D 错误。
故选 B。
6. 如图所示,一束白光经三棱镜后发生了色散,在 a、b 之间形成彩色光带,下列说法正确的
是( )
A. a 光是偏振光,b 光不是
B. 在棱镜中 a 光的速率比 b 光速率大
C. 用 a、b 光照射同一金属都发生光电效应,a 光照射出光电子的最大初动能大
D. 增大白光入射角,则 b 光先消失
【答案】B
【解析】
【详解】A.一束白光经三棱镜后发生了色散即为光的色散,则 a、b 都不是偏振光,故 B 错
误;
B.由图可知,b 光的偏折更大,则棱镜对 b 光的折射率更大,由公式 可知,在棱镜中 a
光的速率比 b 光速率大,故 B 正确;
ν
cv n
=
- 5 -
C.由于 b 光折射率更大,则 b 光的频率更大,能量也更大,则用 a、b 光照射同一金属都发
生光电效应,a 光照射出光电子的最大初动能小,故 C 错误;
D.根据折射率定义公式 可知,从空气斜射向棱镜时,入射角相同,光线 a 对应的折
射角较大,故光线 a 的折射率较小,若增大入射角 i,在第二折射面上,则两光的入射角减小,
依据光从光密介质进入光疏介质,且入射角大于或等于临界角时,才能发生光的全反射,因
此它们不会发生光的全反射,故 D 错误。
故选 B。
7. 如图所示,物块 M 与 m 叠放在一起,以 O 为平衡位置,在 之间做简谐振动,两者始终
保持相对静止,取向右为正方向,其振动的位移 x 随时间 t 的变化图像如图,则下列说法正确
的是( )
A. 在 时间内,物块 m 的速度和所受摩擦力都沿负方向,且都在增大
B. 从 时刻开始计时,接下来 内,两物块通过的路程为 A
C. 在某段时间内,两物块速度增大时,加速度可能增大,也可能减小
D. 两物块运动到最大位移处时,若轻轻取走 m,则 M 的振幅不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.在时间 内,由图像的斜率为负且增大可知,物块 的速度沿负方向在增
大,受摩擦力方向沿负方向,据 可知,位移 在减小,加速度在减小,所以摩擦力在
减小,A 错误;
B.由图像知,两物块在平衡位置速度最大,因此两物块从 的平均速率要小于从 开始
经 时间内的平均速率,所以从 开始经 通过的路程大于 ,B 错误;
C.据简谐振动的受力特点 ,两物块在平衡位置时速度最大,加速度为零,在最大位
sin
sin
in r
=
ab
1 ~ 2
Tt
1t
4
T
1 2
Tt m
F kx= − x
b O→ 1t
4
T
1t
4
T A
F kx= −
- 6 -
移处,速度为零,加速度最大,所以在某段时间内,两物块速度增大时,加速度在减小,C 错
误;
D.简谐运动是一种无能量损失的振动,它只是动能和势能间的转化,总机械能守恒。其能量
只有振幅决定,即振幅不变,振动系统能量不变。当将 在最大位移处轻轻取走,说明 取
走时动能为零, 取走前后 振幅没有改变,振动系统机械能总量不变,D 正确。
故选 D。
8. 在炎热的夏季,用打气筒为自行车充气,若充气太足,在太阳暴晒下,很容易发生车胎爆
裂。已知打气筒的容积为 ,轮胎容积为打气筒容积的 20 倍,充气前轮胎内、外压强相等,
温度为 ,用打气筒给轮胎充气,设充气过程气体温度不变,大气压强 ,轮胎能够承受的
最高气压为 。则下列说法正确的是( )
A. 让轮胎内气体压强达到 ,需要充气 20 次
B. 让轮胎内气体压强达到 ,需要充气 40 次
C. 爆胎瞬间气体的温度为
D. 爆胎过程气体放出热量,内能减小
【答案】A
【解析】
【详解】AB.让轮胎内气体压强达到 ,根据玻意耳定律
解得
n=20
即需要充气 20 次,选项 A 正确,B 错误;
C.爆胎时,根据等容变化方程
解得
T=1.35T0
选项 C 错误;
m m
m M
0V
0T 0p
02.7p
02p
02p
02.7T
02p
0 0 0 0 0(20 ) 2 20V nV p p V+ = ⋅
0 0
0
2 2.7p p
T T
=
- 7 -
D.爆胎过程气体体积迅速膨胀,对外做功 W<0,来不及与外界热交换,则 Q=0,则∆U<0,
则内能减小,选项 D 错误。
故选 A。
二、多项选择题:本题共 4 小题,每小题 4 分,共 16 分。在每小题给出的四个选
项中,有多项符合题目要求。全部选对得 4 分,选对但不全得 2 分,有错选得 0
分。
9. 如图所示,给出氢原子最低的 4 个能级,一个氢原子在这些能级之间跃迁,下列说法正确
的是( )
A. 该氢原子处于基态时,电子的轨道半径最大
B. 该氢原子从基态向较高能量态跃迁时,电子的动能减小
C. 该氢原子处于第 4 能级的原子所辐射的光子的频率最多有 3 种
D. 电子从 轨道跃迁到 的轨道时放出的能量为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据玻尔理论,该氢原子处于基态时,原子的能级最低,电子的轨道半径最小,
选项 A 错误;
B.该氢原子从基态向较高能量态跃迁时,电子的轨道半径变大,根据
可知,动能减小,选项 B 正确;
C.该氢原子(一个氢原子)处于第 4 能级的原子所辐射的光子的频率最多有 3 种,即 4→3,
3→2,2→1,选项 C 正确;
D.电子从 轨道跃迁到 的轨道时要吸收的能量为
2n = 3n = 1.89eV
2 2
2
e vk mr r
=
2n = 3n =
( 1.51eV) ( 3.40eV) 1.89eV− − − =
- 8 -
选项 D 错误。
故选 BC。
10. 如图所示,一定质量理想气体的体积 V 与温度 T 关系图像,它由状态 A 经等温过程到状
态 B,再经等容过程到状态 C。则下列说法中正确的是( )
A. 在 A、B、C 三个状态中 B 对应的压强最大 B. 在 A、B、C 三个状态中 C 对应的压
强最大
C. 过程 中外界对气体做功,内能增加 D. 过程 中气体吸收的热量,内能增
加
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.气体从状态 A 变化到状态 B,发生等温变化,根据玻意耳定律得
由图可知
则
从状态 B 到状态 C,气体发生等容变化,由查理定律得
由图可知
则
AB BC
A A B Bp V p V=
A B
>V V
A Bp p<
CB
B C
pp
T T
=
B CT T<
B Cp p<
- 9 -
所以在 A、B、C 三个状态中 C 对应的压强最大,A 错误,B 正确;
C.由状态 A 变到状态 B 过程中,体积变小,外界对气体做功,温度不变,内能不变,C 错
误;
D.由状态 B 变到状态 C 的过程中,体积不变
温度升高,内能增加,即
根据
吸收热量,D 正确。
故选 BD。
11. 静止的放射性同位素钚核 衰变为铀核 和新的粒子,并释放能量,其衰变方程
为 ,此衰变过程中质量亏损为 ,光在真空中的速度为 c,忽略光子
的动量。则下列说法正确的是( )
A. X 为 α 粒子
B. X 为中子
C. 衰变生成的 核与 X 的动量大小相等,方向相反
D. 光子的能量等于
【答案】AC
【解析】
【详解】
AB.根据核反应的质量数和电荷数守恒可知,X 的质量数为 4,电荷数为 2,为 α 粒子,选
项 A 正确,B 错误;
C.因反应之前原子核总动量为零,则衰变生成的 核与 X 的总动量也为零,即 核
与 X 的动量大小相等,方向相反,选项 C 正确;
D.反应放出的能量为 ,此能量包括 核与 X 的总动能和 γ 光子的能量,则光子的
能量小于 ,选项 D 错误。
的
0W =
0U∆ >
U Q W∆ = +
239
94 Pu 235
92 U
239 235
94 92Pu U X γ→ + + m∆
235
92 U
2mc∆
235
92 U 235
92 U
2mc∆ 235
92 U
2mc∆
- 10 -
故选 AC。
12. 如图所示,两列简谐横波在同一条细绳上相向传播,波源 、 分别处于横坐标
和 处,波源 振动周期为 ,两波源同时起振, 时波形如图,则下列
说法正确的是( )
A. 由图知两列波的波源的起振方向相同
B. 由于两列波在同一介质中传播,所以频率相同,可以产生干涉
C. 从此时开始,出现两波峰相遇的最早时间为
D. 此时 处的质点振动方向向上,位移为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.因在 t=6s 时,实线波传到 x=24m 的质点,由波形图可知,该质点向下起振,可
知实线波的起振方向向下;同理,虚线波的波源起振方向也是向下的,两振源起振方向相同,
选项 A 正确;
B.由于两列波在同一介质中传播,波速相同,但是由于波长不同,所以频率不相同,不可以
产生干涉,选项 B 错误;
C.因波速
由波形图可知,从此时开始,出现两波峰相遇的最早时间为
选项 C 错误;
D.此时 处的质点,由两列波在该质点引起的振动方向都是向上的,则质点的振动方
向向上;由虚线波在该点引起的位移为零,由实线波引起的位移为
1s 2s 1 0x =
2 24mx = 1s 1 3sT = 6st =
5s8
20mx = 2 3cm−
1
1
12 m/ s = 4m/ s3v T
λ= =
6 3 3s2 2 4 8
xt sv
∆ −= = =×
20mx =
- 11 -
则该质点的位移为 ,选项 D 正确。
故选 AD。
第Ⅱ卷(非选择题 共 60 分)
三、非选择题:本题共 6 小题,共 60 分
13. 在“双缝干涉测波长的实验”中:
(1)在光具座上安装的仪器按顺序依次是:A 滤光片、B_________、C__________、D 光屏。
(2)以下操作正确的是__________。
A.单缝和双缝必须平行
B.测量条纹间距时应将分划板中心刻线对准亮条纹 一侧边界
C.为了减少测量误差,用测微目镜测出第 1 条亮条纹到第 N 条亮条纹间距 a,求出相邻亮条
纹间距
D.为了增大相邻亮条纹间距,可将绿色滤光片换成红色滤光片
【答案】 (1). 单缝 (2). 双缝 (3). AD
【解析】
【详解】(1)[1][2]在光具座上安装的仪器按顺序依次是:A 滤光片、B 单缝、C 双缝、D 光屏。
(2)[3]A.单缝和双缝必须平行,选项 A 正确;
B.测量条纹间距时应将分划板中心刻线对准亮条纹的中心,选项 B 错误;
C.为了减少测量误差,用测微目镜测出第 1 条亮条纹到第 N 条亮条纹间距 a,求出相邻亮条
纹间距 ,选项 C 错误;
D.根据 可知,因红光的波长大于绿光,则为了增大相邻亮条纹间距,可将绿色滤
光片换成红色滤光片,选项 D 正确。
故选 AD。
的
4sin 60 cm 2 3cmx = − = −
2 3cm−
ax N
∆ =
1
ax N
∆ = −
lx d
λ∆ =
- 12 -
14. 某实验小组利用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度。
(1)该小组制作了两个单摆 a 和 b,利用传感器测得其振动图像如图乙所示(实线为 a 摆,虚线
为 b 摆),根据图像可知两个单摆的摆长之比 ________,为了减小实验误差,应该使
用单摆_________(填 a 或者 b)
(2)实验中具体步骤如下:
A.利用游标卡尺测量小球 直径 D 如图丙所示,小球直径 _______ ;
B.按装置图安装好实验装置;
C.用刻度尺测摆线长度 L;
D.将小球拉离平衡位置一个小角度,由静止释放小球,稳定后小球在某次经过平衡位置开始
计时,并计数为 0,此后小球每摆到平衡位置一次,计数一次,依次计数为 1、2、3…,当数
到 N 时,停止计时,测得时间为 t;
由此可以得出当地的重力加速度 _______(用以上已知字母 D、L、t、N 表示)
(3)关于实验的操作或者误差的分析,下列说法正确的是_______
A.从平衡位置开始计时,有助于减小实验误差
B.操作中提前按下秒表,结束计时准确测得 g 值偏大
C.实验中计算摆长时摆线长加上球的直径,测得 g 值偏小
D.若实验中不小心让摆球在水平面内做圆锥摆运动,测得 g 值偏大
【答案】 (1). (2). a (3). 1.060 (4). (5). AD
【解析】
【详解】(1)[1]由图乙可知,单摆周期 , ,由单摆周期公式 可得
的
:a bl l =
D = cm
g =
4:1
2 2
2
π 2
DN L
t
+
2saT = 1sbT = 2π lT g
=
2
24π
gTl =
- 13 -
则单摆摆长之比
[2]由于单摆 a 的周期为 2s,则其摆长约为 1m,同理可知,单摆 b 的摆长约为 0.25m,则为了
减小实验误差,应该使用单摆 a。
(2)[3]游标卡尺 主尺读数为 1.0cm,游标读数为
则摆球直径为
[4]单摆周期为
摆长为
由单摆周期公式 得
(3)[5]A.由于摆球经过平衡位置时速度较大,则从平衡位置开始计时,有助于减小实验误差,
故 A 正确;
B.由单摆周期公式 得
操作中提前按下秒表,但准确结束计时,所测周期 T 偏大,所测 g 偏小,即将会导致实验结
果偏小,故 B 错误;
C.由单摆周期公式 得
的
2
2
4
1
a a
b b
l T
l T
= =
12 0.05mm=0.60mm×
1.0cm 0.60mm 1.0cm 0.060cm 1.060cm+ = + =
2
2
t tT N N
= =
2
Dl L= +
2π lT g
=
2 2
2
2 2
π ( )4π 2
DN Llg T t
+
= =
2π lT g
=
2
2
4π lg T
=
2π lT g
=
- 14 -
实验中计算摆长时摆线长加上球的直径,则摆长测量值偏大,则测得 g 值偏大,故 C 错误;
D.若实验中不小心让摆球在水平面内做圆锥摆运动而实验者没有发现,实际摆长偏小,摆长
测量值偏大,将会导致实验结果偏大,故 D 正确。
故选 AD。
15. 1919 年,卢瑟福用 粒子轰击氮核 产生氧 并发现了一种新的粒子。已知氮核
质量为 ,氧核的质量为 , 粒子质量为 ,
新粒子的质量为 。(已知: 相当于 ,结果保留 2 位有效数字)求:
(1)写出发现新粒子的核反应方程;
(2)核反应过程中是吸收还是释放能量,并求此能量的大小;
(3) 粒子以 的速度沿两核中心连线方向轰击静止氮核,反应生成的氧核和新
的粒子同方向运动,且速度大小之比为 ,求氧核的速度大小。
【答案】(1) ;(2)吸收, ;(3)
【解析】
【详解】(1)发现新粒子的核反应方程式为
(2)核反应中质量亏损量
故这一核反应过程中是吸收能量,吸收的能量为 。
(3)由动量守恒得
解得
16. 如图所示,单镜头反光照相机的原理图,快门关闭时(图 a)光进入相机后,先通过消色
差透镜,然后经过反射镜向上反射进入棱镜,棱镜转变了光的传播方向,使像进入取景器,
2
2
4π lg T
=
α ( )14
7 N ( )17
8 O
N 14.00753um = 0 17.00454um = α 4.00387umα =
p 1.00815um = 1u 931MeV
α 7
0 3 10 m / sv = ×
1: 43
14 4 17 1
7 2 8 1N He O H+ → + 1.2MeV 62.0 10 m / sv = ×
14 4 17 1
7 2 8 1N He O H+ → +
N 0 p 0.00129um m m m mα∆ = + − − = −
931MeV 1.2MeVE m∆ = ∆ × = −
1.2MeV
0 0p pm v m v m vα = +
62.0 10 m / sv = ×
- 15 -
快门打开(图 b)像不再向上反射,而是直接到达底片上。图 c 是快门关闭时光在棱镜内的光
路,已知 , , ,光从 M 点平行于 进入棱镜,
在 中点 G 处反射,到达 边恰好没有光射出棱镜,使得取景非常清晰,然后垂直
边中点 N 离开棱镜。( ,结果保留 2 位有效数字, , )求:
(1)棱镜的折射率;
(2)光从 M 点到 N 点用的时间。
【答案】(1) ;(2)
【解析】
【详解】(1)过 C 做 垂线,垂足 H,如图所示
由几何关系得光在 边的入射角为 ,在 边的入射角为 ,即为临界角 C,则棱镜
折射率
得
由几何关系的光在棱镜内传播距离
光在棱镜中传播速度
90B D °∠ = ∠ = 120C °∠ = 4cmBC CD= = BC
CD AE BC
83.0 10 m / sc = × 2 1.4= 3 1.7=
3.8 92.3 10 s−×
GM
CD 30° AE 15°
1
sinn C
=
6 2 3.8n = + =
(11 4 3)cmS MG GE EN= + + = +
- 16 -
光在棱镜中传播时间
得
17. 如图所示,上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置,横截面积为 的活塞,将一定质量
的理想气体封闭在汽缸内。在汽缸内距缸底 处设有卡槽 a,b 两限制装置,使活塞只能
向上滑动。开始时活塞搁在 a,b 上,活塞的质量为 ,气体温度为 。现缓慢加热汽
缸内气体,当温度为 ,活塞恰好离开卡槽 a,b;若继续给汽缸内气体加热,活塞上升
了 ,气体的内能增加了 。(设大气压强为 ,g 取 )求:
(1)缸内气体最后的温度;
(2)活塞离开卡槽 a,b 之后,气体吸收的热量;
(3)开始时,卡槽 a,b 对活塞的支持力大小。
【答案】(1) ;(2) ;(3)
【解析】
【详解】(1)活塞离开卡槽 a,b 之后,气体的压强不变,由盖-吕萨克定律得 解得
气体最后的温度为
(2)活塞离开卡槽 a,b 之后,气体的体积增大,则气体对外界做功
cv n
=
St v
=
92.3 10 st −= ×
210cm
30cm
5kg 200K
300K
10cm 240J 5
0 1.0 10 Pap = × 210m / s
400K 255J 50N
32
2 3
VV
T T
=
2 3
3
2
10 40 300K 400K10 30
T VT V
×= = × =×
( )2 3 2 15JW p V V= − − = −
- 17 -
由热力学第一定律 得,气体吸收的热量为
(3)活塞离开卡槽 a,b 之前,气体的体积不变,由查理定律得 ,活塞恰好离开卡槽 a,
b 时,气体的压强为
代入上式得开始时气体的压强为
以活塞为研究对象,由共点力的平衡条件得
解得卡槽 a,b 对活塞的支持力为
18. 波源处于坐标原点的一列简谐波同时向左右两侧传播,在 时刻波形如图甲所示。坐
标 处的 P 点的振动图像如图乙所示。求:
(1)画出简谐波传到 时的完整波形图;
(2)简谐波的波速,并写出 P 点的振动方程;
(3)处于 的 M 点到达波谷的可能时间,及此时间内波源振动的路程。
【答案】(1) ;
(2) ; ;(3) ;
U W Q∆ = +
240J ( 15J) 255JQ U W= ∆ − = − − =
1 2
1 2
p p
T T
=
5
2 0 1.5 10 PaGp p S
= + = ×
5
51 2
1
2
200 1.5 10 Pa 1.0 10 Pa300
T pp T
× ×= = = ×
0 1p S G p S F+ = +
0 1 50NF p S G p S= + − =
0t =
3mx =
12mx =
10mx = −
2m / sv = 4sin cm2 4y t
π π = +
( )0 4 2 0,1,2,3t nT t n s n= + = + = ……
- 18 -
【解析】
【详解】(1)波形图如下:
(2)由甲、乙两个图像可知,P 点振动 到达平衡位置过程,波向前传播了
设波传播速度 v、波传播的周期 T,由
得
由
P 点的振动方程
时 时,
得
则 P 点的振动方程
(3)M 点第一次到达波谷的时间 ,由
( )16 8 cm 0,1,2,3S n n= + = ……
1.5s 3m
xv t
=
2m / sv =
T v
λ=
2siny A tT
π ϕ = +
0t = 2 2cm, 1.5sy t= = 0y =
2 2 sinA ϕ=
20 sin 1.5A T
π ϕ = × +
4sin cm2 4y t
π π = +
0t
0
xt v
=
- 19 -
根据波传播的周期性可知,M 到达波谷的时间可能为
在此时间内波源振动的路程为
得
( )0 4 2 0,1,2,3t nT t n s n= + = + = ……
4tS AT
= ⋅
( )16 8 cm 0,1,2,3S n n= + = ……
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