2022年粵教版高中物理選擇性必修第一冊各章綜合檢測含答案解析（第一章動量和動量守恒定律、第二章機(jī)械振動等）

粵教版選擇性必修第一冊練習(xí)題

第一章動量和動量守恒定律........................................................1

第二章機(jī)械振動..................................................................9

第三章機(jī)械波...................................................................17

第四章光及其應(yīng)用...............................................................24

模塊綜合檢測....................................................................32

第一章動量和動量守恒定律

（本試卷滿分：100分）

一、單項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，只有

一項(xiàng)是符合題目要求的）

1.下列說法正確的是（）

A.合外力對質(zhì)點(diǎn)做的功為零，則質(zhì)點(diǎn)的動能、動量都不變

B.合外力對質(zhì)點(diǎn)施的沖量不為零，則質(zhì)點(diǎn)動量必將改變，動能也一定變

C.某質(zhì)點(diǎn)受到合力不為零，其動量、動能都改變

D.某質(zhì)點(diǎn)的動量、動能都改變，它所受到的合外力一定不為零

解析：選D合外力對質(zhì)點(diǎn)做的功為零，則質(zhì)點(diǎn)的動能不改變，但是動量不一定不改變，例

如做勻速圓周運(yùn)動的物體，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；合外力對質(zhì)點(diǎn)施的沖量不為零，則質(zhì)點(diǎn)的動量一定改變,

但是動能不一定改變，例如水平面上運(yùn)動的物體被豎直擋板原速率彈回時(shí)，動量改變，動能不變,

選項(xiàng)B錯(cuò)誤；某質(zhì)點(diǎn)受到的合外力不為零，其動量一定改變，但動能不一定改變，比如做勻速圓

周運(yùn)動的物體，故C錯(cuò)誤；動能改變了，說明物體的速度大小改變了，一定有加速度，合外力一

定不為零，合外力的沖量一定不為零，故D正確。

2.太空中的塵埃對飛船的碰撞會阻礙飛船的飛行，質(zhì)量為M的飛船飛入太空塵埃密集區(qū)域

時(shí)，需要開動引擎提供大小為6的平均推力才能維持飛船以恒定速度「勻速飛行。已知塵埃與飛

船碰撞后將完全黏附在飛船上，則在太空塵埃密集區(qū)域單位時(shí)間內(nèi)黏附在飛船上塵埃的質(zhì)量為

（）

A.*

解析：選D設(shè)單位時(shí)間內(nèi)黏附在飛船上塵埃的質(zhì)量為加，以單位時(shí)間內(nèi)黏附在飛船上的塵

埃為研究對象，根據(jù)動量定理有：Ft=mv-3其中t=ls,可得m=4,D正確。

V

3.兩位同學(xué)穿旱冰鞋，面對面站立不動，互推后向相反的方向運(yùn)動，不計(jì)摩擦阻力，下列判

斷正確的是（）

A.互推后兩同學(xué)總動量增加

B.互推后兩同學(xué)動量相同

C.分離時(shí)質(zhì)量大的同學(xué)的速度小一些

D.互推過程中機(jī)械能守恒

解析：選C對兩同學(xué)所組成的系統(tǒng)，互推過程中，合外力為零，總動量守恒，故A錯(cuò)誤；

兩同學(xué)動量的變化量大小相等，方向相反，故B錯(cuò)誤，C正確；互推過程中機(jī)械能增大，故D錯(cuò)

誤。

4.當(dāng)車輛發(fā)生碰撞事故時(shí)，為了盡可能地減輕駕乘人員的傷害程度，在汽車內(nèi)前方（正副駕

駛位）設(shè)置了安全氣囊，在汽車發(fā)生猛烈撞擊時(shí)安全氣囊將自動彈出。則該安全氣囊的功能是

（）

A.減小駕乘人員的動量變化率

B.減小駕乘人員受到的沖量

C.減小駕乘人員的動量變化量

D.減小駕乘人員與氣囊的作用時(shí)間

解析：選A汽車發(fā)生碰撞過程，駕乘人員從運(yùn)動變?yōu)殪o止，動量的變化量一定，由動

量定理可知，人受到的沖量大小一定；安全氣囊可以增加駕乘人員的減速的時(shí)間t,由動量定理

△p=Ft得:動量的變化率鎧=尸，延長時(shí)間t,動量的變化率減小，即人受到的沖擊力減小，

可以減小人受到的傷害，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。

5.質(zhì)量為M的沙車沿光滑水平面以速度的做勻速直線運(yùn)動，此時(shí)從沙車上方落入一個(gè)質(zhì)量為

力的鐵球，如圖所示，則鐵球落入沙車后（）

m

M--------?“0

A.沙車立即停止運(yùn)動

B.沙車仍做勻速運(yùn)動，速度仍為的

C.沙車仍做勻速運(yùn)動，速度小于的

D.沙車做變速運(yùn)動，速度不能確定

解析：選C由水平方向上動量守恒得，的）=（材+加匕由此可知C項(xiàng)正確。

6.一顆手榴彈被投出后到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的速度為的=10m/s,設(shè)它炸成兩塊后，質(zhì)量為0.4kg

的大塊速度大小為250m/s,方向與原來方向相反，若取外方向?yàn)檎较?，則質(zhì)量為0.2kg的

小塊速度為（）

A.—470m/sB.530m/s

C.470m/sD.800m/s

解析：選B手榴彈爆炸過程系統(tǒng)水平方向動量守恒，以手榴彈的初速度方向?yàn)檎较?，?/p>

據(jù)動量守恒定律得：/4=得匕+汲上，即：0.6X10kg?m/s=0.4X（―250）kg,m/s+0.2kgXv2,

解得：%=530m/s,

7.在光滑的水平面上有兩個(gè)在同一直線上相向運(yùn)動的小球，其中甲球的質(zhì)量⑶=4kg,乙球

的質(zhì)量破=1kg,規(guī)定向左為正方向，碰撞前后甲球的Lf圖像如圖所示。已知兩球發(fā)生正碰后

粘在一起，則碰前乙球速度的大小和方向分別為（）

“v/（m-s-1）

2--------；

1

A.3m/s,向右B.13m/s,向左

C.13m/s,向右D.3m/s,向左

解析：選C由題圖知，甲球碰撞前的速度為％=2m/s,碰撞后的速度為=-1m/s,

碰撞后，甲、乙的速度v=-lm/s,以甲、乙兩球組成的系統(tǒng)為研究對象，碰撞過程，由動量守

恒定律得用必+坂咚=（如+阿）%解得：皈=-13m/s,負(fù)號表示方向與正方向相反，即方向向右。

二、多項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，有多

項(xiàng)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(cuò)的得0分）

8.下列說法中正確的是（）

A.作用在靜止物體上的力的沖量一定為零

B.根據(jù)b=咨，可把牛頓第二定律表述為：物體動量的變化率等于它所受的合外力

C.物體的動量發(fā)生改變，則合外力一定對物體做了功

D.物體的動能發(fā)生改變，其動量一定發(fā)生改變

解析：選BD作用在靜止的物體上的合力的沖量一定為零，而分力的沖量不一定為零，故

A錯(cuò)誤；宏觀低速狀態(tài)下，物體的質(zhì)量為常量，因此動量對時(shí)間的變化率本質(zhì)上是速度對時(shí)間的

變化率，因此物體所受到的合外力，等于物體動量對時(shí)間的變化率，故B正確；物體的動量發(fā)生

改變可能是速度方向發(fā)生改變，而大小未變，此時(shí)物體的動能沒有改變，合外力對物體沒有做功，

故C錯(cuò)誤；物體的動能發(fā)生改變意味著物體的速度大小發(fā)生改變，則動量一定改變，故D正確。

9.兩個(gè)小木塊/和以均可視為質(zhì)點(diǎn)）中間壓縮著一輕質(zhì)彈簧，用細(xì)線（未畫出）相連，放在光

滑的水平桌面上，燒斷細(xì)線后，木塊/、8分別向左、右方向運(yùn)動，離開桌面后做平拋運(yùn)動（離開

桌面前兩木塊已和彈簧分離），落地點(diǎn)與桌面邊緣的水平距離分別為/“=1m,4=2m，如圖所示,

則下列說法正確的是（）

rimn

A.木塊46離開彈簧時(shí)的速度大小之比。：。=1：2

B.木塊/、8的質(zhì)量之比如：期=2：1

C.木塊46離開彈簧時(shí)的動能之比瓦：區(qū)《=1：2

D.彈簧對木塊/、8的作用力大小之比用：片=1：2

解析：選ABC/、6兩木塊脫離彈簧后做平拋運(yùn)動，由平拋運(yùn)動規(guī)律得：木塊力、8離開彈

簧時(shí)的速度大小之比為四=及=；,A正確；根據(jù)動量守恒定律得：如匕一如。=0,因此收=上==,

B正確；木塊/、6離開彈簧時(shí)的動能之比為：於=嗎=彳*；=4,C正確；彈簧對木塊4、8的

E.HIBVB142

R1

作用力大小之比：D錯(cuò)誤。

FB1

10.如圖所示，質(zhì)量為材的楔形物體靜止在光滑的水平地面上，其斜面光滑且足夠長，與水

平方向的夾角為0。一個(gè)質(zhì)量為"的小物塊從斜面底端沿斜面向上以初速度的開始運(yùn)動。當(dāng)小物

塊沿斜面向上運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)，速度大小為心距地面高度為力，則下列關(guān)系式中正確的是（）

A.mvo=（必+」協(xié)v

B.mvocos。=（勿+粉v

C.（由sin，）2

D.勿的（）+助v=^mvQ

解析：選BD小物塊上升到最高點(diǎn)時(shí)，速度與楔形物體的速度相同，系統(tǒng)水平方向動量守恒,

全過程機(jī)械能也守恒。以向右為正方向，在小物塊上升過程中，由水平方向系統(tǒng)動量守恒得:力預(yù)cos

。=("+助匕故A錯(cuò)誤，B正確；系統(tǒng)機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得：儂力+上(/+,切v=^/nvo~,

故C錯(cuò)誤，D正確。

三、非選擇題(本題共5小題，共54分)

11.(7分)用如圖中所示的氣墊導(dǎo)軌來驗(yàn)證動量守恒定律，用頻閃照相機(jī)閃光4次拍得照片

如圖乙所示，已知閃光時(shí)間間隔為△2=0.02s,閃光本身持續(xù)時(shí)間極短，已知在這4次閃光的

時(shí)間內(nèi)力、歹均在0~80cm范圍內(nèi)，且第一次閃光時(shí)，4恰好過x=55cm處，夕恰好過x=70cm

處，則由圖可知：

甲

01020304050607080cm

團(tuán)畝畝Ri—㈤

乙

(1)兩滑塊在x=cm處相碰。

(2)兩滑塊在第一次閃光后t=s時(shí)發(fā)生碰撞。

(3)若碰撞過程中滿足動量守恒，則46兩滑塊的質(zhì)量比為o

解析：(1)由題圖乙可知，第2、3、4次閃光時(shí)，8未發(fā)生位移，則可知碰撞后8速度為0,

即靜止，故碰撞發(fā)生在x=60cm處。

(2)碰撞后力向左做勻速運(yùn)動，設(shè)其速度為"，所以"△t=20cm,碰撞到第二次閃光

時(shí)/向左運(yùn)動10cm,時(shí)間為，，有"V=10cm,第一次閃光到發(fā)生碰撞時(shí)間為3有t+

t'=卜t,得片=；△6=0.01So

，八、z…斗,i5cm10cm.,,.八山…一.,s,10cm20cm

(3)碰撞前,A的速度大小為：K/j--=~人，方I可I可右；夕的速度大小為VB=~,=~,?

2Af2At

方向向左；碰撞后，力的速度力=今早，方向向左，取向左為正方向，則由動量守恒定律可知:

mAVA—IHHVB—mAvA,解得：mA脅=2:3?

答案：(1)60(2)0.01(3)2：3

12.(9分)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動量守恒定律的實(shí)驗(yàn)：在小車/的前端

粘有橡皮泥，推動小車/使之做勻速直線運(yùn)動，然后與原來靜止在前方的小車8相碰并粘合成一

體，繼續(xù)做勻速直線運(yùn)動。他設(shè)計(jì)的裝置如圖甲所示。在小車1后連著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所

用電源頻率為50Hz,長木板下墊著薄木片以平衡摩擦力。

電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

小車橡皮泥脩工=1紙帶

長木板回紙帶

777777777777777777777777777777777777777777777777'，VC

甲

8.4010.509.086.95(cm)

乙

(1)若已測得打點(diǎn)紙帶如圖乙所示，并測得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距(已標(biāo)在圖上)。a為運(yùn)動的起點(diǎn)，則

應(yīng)選段計(jì)算小車A碰前的速度，應(yīng)選段計(jì)算小車A和8碰后的共同速度(以上兩

空選填"ab”"be”"cd”或“de”兀

(2)已測得小車［的質(zhì)量加=0.4kg,小車6的質(zhì)量為盅=0.2kg,則碰前兩小車的總動量

為kg?m/s,碰后兩小車的總動量為kg,m/so

解析：(1)從分析紙帶上打點(diǎn)的情況看，曲段既表示小車做勻速運(yùn)動，又表示小車有較大速

度，因此A段能較準(zhǔn)確地描述小車］在碰撞前的運(yùn)動情況，應(yīng)選用A段計(jì)算小車力碰前的速度。

從cd段打點(diǎn)的情況看，小車的運(yùn)動情況還沒穩(wěn)定，而在加段內(nèi)小車運(yùn)動穩(wěn)定，故應(yīng)選用de段

計(jì)算小車A和B碰后的共同速度。

(2)小車/在碰撞前的速度

be10.50X10-2,,

F=—=~1八co-m/s=l.050m/s

05/5X0.02

小車/在碰撞前的動量

Po=nhn>=0.4X1.050kg,m/s=0.420kg,m/s

碰撞后小車46的共同速度

de6.95X107,,

片芯=5X0.02m/s=0.695m/s

碰撞后小車/、8的總動量

p—(n+mi)v—(0.2+0.4)X0.695kg?m/s

=0.417kg,m/s。

答案：⑴bede(2)0.4200.417

13.(10分)如圖甲所示，光滑水平面上有48兩物塊，已知/物塊的質(zhì)量如=1kg。初始

時(shí)刻8靜止，4以一定的初速度向右運(yùn)動，之后與8發(fā)生碰撞并一起運(yùn)動，它們的位移一時(shí)間圖

像如圖乙所示(規(guī)定向右為位移的正方向)，則物體6的質(zhì)量為多少？

解析：根據(jù)公式由題圖可知，

撞前匕尸牛m/s=4m/s，喋=0

“L20-16,,

撞后v~3—4m/s=lm/s

則由mwa=(?i+?/)v

解得：mu—3kgo

答案：3kg

14.(12分)如圖所示，質(zhì)量為的=3kg的小車4以外=4m/s的速度沿光滑水平面勻速運(yùn)動，

小車左端固定的支架通過不可伸長的輕繩懸掛質(zhì)量為如=1kg的小球以可看作質(zhì)點(diǎn))，小球距離

車面〃=0.8m。某一時(shí)刻，小車與靜止在水平面上的質(zhì)量為次=1kg的物塊。發(fā)生碰撞并粘連

在一起(碰撞時(shí)間可忽略)，此時(shí)輕繩突然斷裂。此后，小球剛好落入小車右端固定的沙桶中(小

桶的尺寸可忽略)，不計(jì)空氣阻力，重力加速度取『10m/s2?求：

(1)繩未斷前小球距沙桶的水平距離Ax；

(2)小車的最終速度「的大?。?/p>

(3)整個(gè)系統(tǒng)損失的機(jī)械能△仇

解析：(1)/與C的碰撞動量守恒：m.iVo=(?+a)v\,

得：n=3m/s

設(shè)小球下落時(shí)間為t,貝ij：1占軌解得力=0.4s

△x=(Vo-v\)t=0.4mo

(2)4B、。組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒，有：

(如+加Vo=(如+如+&)V

得：K=3.2m/so

(3)對4B、。組成的系統(tǒng)由能量守恒定律得：

bE=三5A+m3(如+◎+/%)v

解得A—14.4Jo

答案：(1)0.4m(2)3.2m/s(3)14.4J

15.(16分)如圖所示，在距水平地面高A=0.80m的水平桌面左邊緣有一質(zhì)量如=1.0kg

的物塊力以一定的初速度沿桌面運(yùn)動，經(jīng)過位移為=1.8m與放在桌面右邊緣。點(diǎn)的物塊方發(fā)生

正碰，碰后物塊/的速度變?yōu)榱?，物塊，離開桌面后落到地面上，落地點(diǎn)到桌邊緣。點(diǎn)的水平距

離x=1.0m。設(shè)兩物塊均可視為質(zhì)點(diǎn)，它們的碰撞時(shí)間極短，物塊4與桌面間的動摩擦因數(shù)〃=

0.25,物塊8的質(zhì)量廄=1.6kg,重力加速度g=10m/s2,求：

(1)兩物塊碰撞后瞬間，物塊5的速度大小小

(2)兩物塊碰撞前瞬間，物塊{的速度大小0；

(3)物塊/與5碰撞的過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能AE；

(4)物塊/在水平桌面左邊緣時(shí)的初速度修。

解析：(1)物塊8離開桌面后做平拋運(yùn)動，設(shè)其飛行時(shí)間為3離開水平桌面時(shí)的速度為3

則有

豎直方向有h—\st'

水平方向有X=Vf}t

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得⑼=2.5m/so

(2)物塊力與物塊8碰撞過程中動量守恒，設(shè)物塊力碰撞前的速度為內(nèi)，則有

如%+0=0+而/%

解得匕1=4.0m/so

(3)碰撞過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能為

1212

△E=^niAVA-那3Vli

代入數(shù)據(jù)解得△43.0Jo

(4)設(shè)物塊A在水平桌面左邊緣時(shí)的初速度%,由動能定理得一〃如gxi=5病—/淋

代入數(shù)據(jù)解得的=5.0m/so

答案：(1)2.5m/s(2)4.0m/s(3)3.0J(4)5.0m/s

第二章機(jī)械振動

（本試卷滿分：100分）

一、單項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，只有

一項(xiàng)是符合題目要求的）

1.下列說法正確的是（）

A.自由振動一定是阻尼振動

B.物體做阻尼振動時(shí)，隨著振幅的減小，頻率不斷增大

C.做受迫振動的物體穩(wěn)定時(shí)的頻率等于驅(qū)動力的頻率，與物體固有頻率無關(guān)

D.受迫振動的頻率由驅(qū)動力和振動系統(tǒng)共同決定

解析：選C自由振動一定不是阻尼振動，故A錯(cuò)誤。物體做阻尼振動時(shí)，隨著振幅的減小,

頻率不變，所以B錯(cuò)誤。做受迫振動的物體穩(wěn)定時(shí)的頻率等于驅(qū)動力的頻率，與物體固有頻率無

關(guān)，所以C正確。受迫振動的頻率僅由驅(qū)動力決定，所以D錯(cuò)誤。

2.如圖所示，彈簧振子在園間振動，。為平衡位置，止宓=5cm,若振子從8到C的運(yùn)動

時(shí)間為1s,則下列說法正確的是（）

Avwuwuwyuw\_7、、/P

4CO下卜

A.振子從8經(jīng)。到C完成一次全振動

B.振動周期為2s,振幅為5cm

C.經(jīng)過兩次全振動，振子通過的路程為20cm

D.從8開始經(jīng)過3s,振子通過的路程為20cm

解析：選B彈簧振子在比■間振動，振子從8到C經(jīng)歷的時(shí)間為半個(gè)周期，不是一個(gè)全振動,

故A錯(cuò)誤；振子從8到。經(jīng)歷的時(shí)間為半個(gè)周期，所以周期為2s,振子在反。兩點(diǎn)間做簡諧運(yùn)

動，30=0C=5cm,0是平衡位置，則該彈簧振子的振幅為5cm,故B正確；振子從8到。經(jīng)歷

的時(shí)間為半個(gè)周期，即半個(gè)全振動路程為10cm,則經(jīng)過兩次全振動，振子通過的路程是40cm,

3

故C錯(cuò)誤；從8開始經(jīng)過3s,振子通過的路程為s=]X4X5cm=30cm,故D錯(cuò)誤。

3.在水平方向上做簡諧運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)，其振動圖像如圖所示。假設(shè)向右的方向?yàn)檎较?，則物

體的位移向左且速度向右的時(shí)間段是（）

A.0至U1s內(nèi)B.1s至1]2s內(nèi)

C.2s到3s內(nèi)D.3s到4s內(nèi)

解析：選D據(jù)題意，假設(shè)向右的方向?yàn)檎较?，則物體的位移向左時(shí)為負(fù)值，即時(shí)間段在

2~4s內(nèi)；根據(jù)x-t圖像的切線斜率等于速度，可知速度向右為正值，應(yīng)在3?4s內(nèi)，故D正

確。

4.蜘蛛捕食是依靠昆蟲落在絲網(wǎng)上引起的振動準(zhǔn)確判斷昆蟲的方位。已知絲網(wǎng)固有頻率方,

某昆蟲掉落在絲網(wǎng)上掙扎時(shí)振動頻率為￡則該昆蟲落在絲網(wǎng)上時(shí)（）

A.f增大，則絲網(wǎng)振幅增大

B.f減小，則絲網(wǎng)振幅減小

C.昆蟲引起絲網(wǎng)振動的頻率為6

D.絲網(wǎng)和昆蟲掙扎振動周期相同

解析：選D昆蟲落在絲網(wǎng)上時(shí)，絲網(wǎng)做受迫振動，絲網(wǎng)的振動周期與昆蟲掙扎的振動周期

相同，當(dāng)絲網(wǎng)的固有周期和昆蟲掙扎振動周期相同時(shí)，絲網(wǎng)振幅最大，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確。

5.某彈簧振子沿x軸做簡諧運(yùn)動的圖像如圖所示，下列描述正確的是（）

A.t=ls時(shí)，振子的速度為0,加速度為負(fù)的最大值

B.t=2s時(shí)，振子的速度為負(fù)，加速度為正的最大值

C.t=3s時(shí)，振子的速度為負(fù)的最大值，加速度為0

D.t=4s時(shí)，振子的速度為正，加速度為負(fù)的最大值

kx

解析：選At=ls時(shí)，振子在正的最大位移處，振子的速度為0,由a=一方知，加速度

為負(fù)的最大值，A項(xiàng)正確；t=2s時(shí)，振子位于平衡位置，由a=一一知，加速度為0,B項(xiàng)錯(cuò)誤；

m

kx

t=3s時(shí)，振子在負(fù)的最大位移處，由@=一得知，加速度為正的最大值，C項(xiàng)錯(cuò)誤；t=4s時(shí)，

kx

振子位于平衡位置，由且=一下知，加速度為0,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

6.如圖所示，將彈簧振子從平衡位置拉下一段距離△人釋放后振子在/、8間振動，且

=20cm,振子由｛到6的時(shí)間為0.1s,則下列說法中正確的是（）

--B

O

-

￡&-

cA

t,-

A.振子在力、8兩點(diǎn)時(shí)，彈簧彈力大小相等

B.振子由1到。的時(shí)間比振子由。到8的時(shí)間短

C.振子完成一次全振動通過的路程為20cm

D.若使振子在48=10cm間振動，則振子由1到8的時(shí)間仍為0.1s

解析：選D振子在4、6兩點(diǎn)，彈力大小并不相等，但回復(fù)力大小相等，故A錯(cuò)誤。據(jù)對稱

性，振子從力到。和從。到8的時(shí)間相同，B錯(cuò)誤。一次全振動的路程為44=40cm,C錯(cuò)誤。同

一彈簧振子振幅改變，但周期不變，仍為0.2s,月到6仍用時(shí)0.1s,D正確。

7.某單擺的擺動過程如圖甲所示，乙圖中圖像記錄了該單擺中擺球的動能、勢能隨擺球位

置變化的關(guān)系，不計(jì)空氣阻力，下列關(guān)于圖像的說法正確的是（）

A.b圖線表示動能隨位置的變化關(guān)系

B.a圖線表示機(jī)械能隨位置的變化關(guān)系

C.c圖線表示動能隨位置的變化關(guān)系

D.圖像表明擺球在勢能和動能的相互轉(zhuǎn)化過程中機(jī)械能不變

解析：選D單擺擺動過程中，只有重力做功，機(jī)械能守恒，在4。兩點(diǎn)動能最小，勢能最

大，故a圖線表示動能隨位置的變化關(guān)系，6圖線表示重力勢能隨位置的變化關(guān)系，c圖線表示

擺球在勢能和動能的相互轉(zhuǎn)化過程中機(jī)械能不變，故A、B、C錯(cuò)，D對。

二、多項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，有多

項(xiàng)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(cuò)的得。分）

4

8.一簡諧振子沿x軸振動，平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)。2=0時(shí)刻振子的位移x=-0.1m；￡=可

s時(shí)刻X=O.1m；t=4s時(shí)刻x=0.1nio該振子的振幅和周期可能為（）

8

A.0.1m,-sB.0.1m,8s

8

C.0.2m,-sD.0.2m,8s

解析：選ACD若振幅4=0.1m,7號s,則gs為半周期，從一0.1m處運(yùn)動到0.1m處,

48

符合運(yùn)動實(shí)際，4s--s=-s=7為一個(gè)周期，正好返回0.1m處，故選項(xiàng)A正確；若力=0.1叫

OO

41

7=8s/s只是7鯨，不可能由負(fù)的最大位移處運(yùn)動到正的最大位移處，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若4

84T48

=0.2m,7=可s,-s=~,振子可以由一0.1m處運(yùn)動到對稱位置，4s--s=-s=T,振子可

以由0.1m處返回0.1m處，故選項(xiàng)C正確；若J=0.2m,7=8s,[s=2XK，而sin（亨~?得）

1TO

=2.即適時(shí)間內(nèi)，振子可以從平衡位置運(yùn)動到0.1m處，再經(jīng)gs又恰好能由0.1m處運(yùn)動到

0.2m處后，再返回0.1m處，故選項(xiàng)D正確。

9.甲、乙兩單擺在同一地點(diǎn)做簡諧運(yùn)動的圖像如圖所示，由圖可知（）

A.甲和乙的擺長一定相等

B.甲的擺球質(zhì)量較小

C.甲的擺角大于乙的擺角

D.擺到平衡位置時(shí)，甲和乙擺線所受的拉力可能相等

解析：選ACD由題圖可知，甲和乙兩擺的周期相同，則由單擺的周期公式可知，

兩擺的擺長一定相同，故A正確：因?yàn)閱螖[的周期與擺球質(zhì)量無關(guān)，故B錯(cuò)誤；擺長相同，而甲

的振幅大，故甲擺的擺角大，故C正確；在最低點(diǎn)時(shí)，拉力與重力的合力充當(dāng)向心力，則有：F

一昭=*,解得尸=/（k因?yàn)閿[長相等，但偏角不同，故到達(dá)底部時(shí)的速度不同，同時(shí)因

為質(zhì)量未知，故拉力有可能相同，故D正確。

10.如圖甲所示為一彈簧振子自由振動（即做簡諧運(yùn)動）時(shí)的位移隨時(shí)間變化的圖像，圖乙為

該彈簧振子在某外力的作用下做受迫振動時(shí)的位移隨時(shí)間變化的圖像，則下列說法中正確的是

)

4

2

0

-72

A.由圖甲可知該彈簧振子的固有周期為4s

B.由圖乙可知該彈簧振子的固有周期為8s

C.由圖乙可知外力的周期為8s

D.如果改變外力的周期，當(dāng)周期在4s附近時(shí)該彈簧振子的振幅較大

解析：選ACD圖像甲是物體自由振動時(shí)的周期，故由圖像甲可知，物體的固有周期為乙=4

s,故A正確；圖像乙是受迫振動的圖像，故實(shí)際的振動周期為8s,即7=8s,故B錯(cuò)誤；由B

選項(xiàng)可知，外力的周期為8s,故C正確；當(dāng)物體的驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率時(shí)，物體

的振動達(dá)到最強(qiáng)，故當(dāng)7在4s附近時(shí)，發(fā)生共振，振幅顯著增大，當(dāng)7比4s小得多或大得多

時(shí)，振幅很小，故D正確。

三、非選擇題(本題共5小題，共54分)

11.(7分)在用單擺測量重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，測得單擺擺角很小時(shí)，完成〃次全振動時(shí)間

為t,用毫米刻度尺測得擺線長為1,用螺旋測微器測得擺球直徑為幾

(1)測得重力加速度的表達(dá)式為g=O

(2)實(shí)驗(yàn)中某學(xué)生所測g值偏大，其原因可能是。

A.實(shí)驗(yàn)室海拔太高

B.擺球太重

C.測出〃次全振動時(shí)間為誤作為("+D次全振動時(shí)間進(jìn)行計(jì)算

D.以擺線長與擺球直徑之和作為擺長來計(jì)算

解析：(1)單擺的周期為：7=-；擺長為：￡=/+*根據(jù)7=2得：3=安-￡=

n2\lgT

2nW27+(7

70

(2)實(shí)驗(yàn)室海拔太高，所測值應(yīng)偏小，故A錯(cuò)誤；擺球的輕重對實(shí)驗(yàn)沒有影響，故B錯(cuò)誤；

4JI2

測出〃次全振動時(shí)間為t,誤作為(〃+i)次全振動時(shí)間進(jìn)行計(jì)算，周期算小了，由可知,

會導(dǎo)致所測g值偏大，故c正確；以擺線長與擺球直徑之和作為擺長來計(jì)算，擺長算長了，會導(dǎo)

致g偏大，故D正確。

?，、2nq21+d,、

答案：(1)-------p------(2)CD

12.(9分)甲同學(xué)想在家里做用單擺測量重力加速度的實(shí)驗(yàn)，但沒有合適的擺球，他找到了

一塊長為3cm左右，外形不規(guī)則的大理石塊代替小球。他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟是:

Md

A.將石塊用細(xì)線系好，結(jié)點(diǎn)為“，將細(xì)線的上端固定于。點(diǎn)(如圖所示)

B.用刻度尺測量QV間細(xì)線的長度/作為擺長

C.將石塊拉開一個(gè)大約。=30°的角度，然后由靜止釋放

D.從石塊擺到最高點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，測出30次全振動的總時(shí)間由7=5得出周期

(1)則該同學(xué)以上實(shí)驗(yàn)步驟中有錯(cuò)誤的是。

(2)若該同學(xué)用。”的長作為擺長，這樣做引起的系統(tǒng)誤差將使重力加速度的測量值比真實(shí)值

(選填“偏大”或“偏小”).

(3)如果該同學(xué)改正了錯(cuò)誤，改變物/間細(xì)線的長度做了2次實(shí)驗(yàn)，記下每次相應(yīng)的細(xì)線長度

h、A和周期71、①，則由上述四個(gè)量得到重力加速度g的表達(dá)式是o

解析：(1)該同學(xué)以上實(shí)驗(yàn)步驟中有錯(cuò)誤的是B、C、D；B中，擺長應(yīng)是從懸點(diǎn)到大理石塊的

質(zhì)心的距離；C中，石塊的擺角太大，將不能看作簡諧運(yùn)動，單擺周期公式失效，不能測定g；D

中，測量時(shí)間應(yīng)從石塊擺到最低點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，因?yàn)樽畹忘c(diǎn)的位置石塊速度最大，相同的視覺距離

誤差，引起的時(shí)間誤差較小，則周期測量比較準(zhǔn)確。

(2)根據(jù)單擺的周期公式7=2口扉，得：尸號工該同學(xué)用的的長/作為擺長，擺長偏

小，根據(jù)上述表達(dá)式得知，g的測量值偏小。

(3)設(shè)擺線的結(jié)點(diǎn)到大理石塊質(zhì)心的距離為r,則根據(jù)單擺的周期公式7=2得：刀=2

11z

yF'聯(lián)立解得：尸“占」.

4n~h—11

答案：(DBCD(2)偏小(3)g=-1二廣

13.(10分)彈簧振子以。點(diǎn)為平衡位置在反C兩點(diǎn)之間做簡諧運(yùn)動，B、，相距20cm。某

時(shí)刻振子處于8點(diǎn)，經(jīng)過0.5s,振子首次到達(dá)。點(diǎn)，求：

(1)振動的周期和頻率；

(2)振子在5s內(nèi)通過的路程：

(3)振子在6點(diǎn)的加速度大小跟它距。點(diǎn)4cm處。點(diǎn)的加速度大小的比值。

解析：(1)設(shè)振幅為4由題意式‘=24=20cm,所以1=10cm。振子從8到。所用時(shí)間

0.5s,為周期7的一半，所以7=1.0s；/-=y=1.0Hzo

⑵振子在1個(gè)周期內(nèi)通過的路程為4人故在f=5s=57內(nèi)通過的路程s=X4力=200

cmo

⑶振子加速度a=—5,a-x,所以a,：a,=x,：x,=10：4=5：2。

答案：（1）1.0s1.0Hz（2）200cm（3）5：2

14.（12分）擺長為，的單擺在平衡位置。的左右做擺角小于5。的簡諧運(yùn)動，當(dāng)擺球經(jīng)過平

衡位置伏。在｛點(diǎn)正上方）向右運(yùn)動的同時(shí)，另一個(gè)以速度/在光滑水平面運(yùn)動的小滑塊，恰好

經(jīng)過4點(diǎn)向右運(yùn)動，如圖所示，小滑塊與豎直墻面。碰撞后以原來的速率返回，略去碰撞所用時(shí)

間，試問:

⑴力、尸間的距離滿足什么條件，才能使小滑塊剛好返回1點(diǎn)時(shí)，擺球也同時(shí)到達(dá)。點(diǎn)且向

左運(yùn)動？

(2)A戶間的最小距離是多少？

2x

解析:（1）小滑塊做勻速直線運(yùn)動的往返時(shí)間為3,t^—,單擺做簡諧運(yùn)動回到。點(diǎn)且向左

運(yùn)動所需時(shí)間為t2

友=介〃7(〃=0,1,2,…)，其中7=2

9rT

由題意可知力="所以；=]+江

解得x=：(2/?+l)n-(/?=0,1,2,…)。

（2）由（1）知,當(dāng)〃=0時(shí),/、尸間的距離最小,

答案：（1）見解析（2）

15.（16分）將一測力傳感器連接到計(jì)算機(jī)上就可以測量快速變化的力，如圖甲中。點(diǎn)為單擺

的固定懸點(diǎn)，現(xiàn)將擺球（可視為質(zhì)點(diǎn)）拉至｛點(diǎn)，此時(shí)細(xì)線處于繃緊狀態(tài)，釋放擺球，則擺球?qū)⒃?/p>

豎直平面內(nèi)的力、B、C之間來回?cái)[動，其中6點(diǎn)為運(yùn)動中的最低位置，NA0B=NC0B=a,。小

于5。且是未知量。圖乙是由計(jì)算機(jī)得到的細(xì)線對擺球的拉力大小尸隨時(shí)間t變化的曲線，且圖

中力=0時(shí)刻為擺球從4點(diǎn)開始運(yùn)動的時(shí)刻。試根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中（包括圖中）所給的信息，求:

（g取10m/s2）

(1)單擺的振動周期和擺長;

(2)擺球的質(zhì)量及擺球運(yùn)動過程中的最大速度的大小。

解析：(1)由題圖乙可知單擺的周期7=0.4"s

由T—2n得擺長1=4卜=°，4田。

⑵在8點(diǎn)拉力的最大值為國x=0.510N

my2

此時(shí)由牛頓第二定律得七一儂

在力、C兩點(diǎn)拉力最小用n=0.495N

此時(shí)由平衡條件得冗川=。躍osa

月f6過程機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律有

/7^7(1—COS4)=；涼

、歷

由以上各式解得勿=0.05kg,r=---m/so

答案：(1)0.4兀s0.4m(2)0.05kg坐m/s

□

第三章機(jī)械波

一、單項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，只有

一項(xiàng)是符合題目要求的）

1.關(guān)于機(jī)械波，紫珠、藍(lán)仔、白胖、黃娃四位同學(xué)各自發(fā)表了自己的觀點(diǎn)：

①紫珠說：樹葉在水面上下振動，說明機(jī)械波并不向外傳遞介質(zhì)

②藍(lán)仔說：只有橫波才能發(fā)生衍射現(xiàn)象，縱波不能發(fā)生衍射現(xiàn)象

③白胖說：只有橫波才能發(fā)生干涉現(xiàn)象，縱波不能發(fā)生干涉現(xiàn)象

④黃娃說：機(jī)械波的頻率由波源決定

他們的觀點(diǎn)正確的是（）

A.①②B.②③

C.③④D.①④

解析：選D機(jī)械波是以機(jī)械振動形式向外傳播，是能量向外傳遞，介質(zhì)只在各自平衡位置

附近振動，不向外傳遞，故①正確；衍射、干涉是波特有的現(xiàn)象，一切波都能發(fā)生衍射、干涉現(xiàn)

象，故②、③錯(cuò)誤；由機(jī)械波的性質(zhì)可知，機(jī)械波的頻率由波源決定，故④正確。故選項(xiàng)D正確。

2.振源A帶動細(xì)繩上各點(diǎn)上下做簡諧運(yùn)動，t=0時(shí)刻繩上形成的波形如圖所示。規(guī)定繩上質(zhì)

點(diǎn)向上運(yùn)動的方向?yàn)閤軸的正方向，則P點(diǎn)的振動圖像是（）

解析：選B根據(jù)題意知，t=0時(shí)P點(diǎn)正由平衡位置向下運(yùn)動，故比較各圖知，選項(xiàng)B正確。

3.有一種用鋼絲操縱做圓周飛行的飛機(jī)模型，該飛機(jī)模型裝有發(fā)動機(jī)。操縱者站在圓心，

他聽到的發(fā)動機(jī)工作時(shí)發(fā)出的聲音是平穩(wěn)不變的，而場邊觀察者聽到的聲音是忽高忽低地做周期

性變化的，這是（）

A.波的反射現(xiàn)象B.波的衍射現(xiàn)象

C.波的干涉現(xiàn)象D.波的多普勒效應(yīng)

解析：選D多普勒效應(yīng)是由于波源和觀察者之間有相對運(yùn)動，使觀察者感到頻率發(fā)生變化

的現(xiàn)象。操縱者和做圓周飛行的飛機(jī)模型之間沒有距離變化，場邊觀察者和做圓周飛行的飛機(jī)模

型之間的距離卻一直在改變，故D正確。

4.如圖所示，實(shí)線是沿x軸傳播的一列簡諧橫波在1=0時(shí)刻的波形圖，虛線是這列波在t

=0.2s時(shí)刻的波形圖。已知該波的波速是0.8m/s,則下列說法正確的是（）

y/cm

A.這列波的波長是14cm

B.這列波的周期是0.125s

C.這列波可能是沿x軸正方向傳播的

D.￡=0時(shí)，x=4cm處的質(zhì)點(diǎn)速度沿y軸負(fù)方向

解析：選D由波的圖像可以看出，波長4=12cm,波的周期六'n之行s=0.15s,0?

v0.8

0.2s時(shí)間內(nèi)波傳播的距離△X—rt=0.8X0.2m=0.16m=16cm=（A+4cm）,由波動圖像可

以看出，波沿x軸負(fù)方向傳播；力=0時(shí)，x=4cm處質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動。

5.一列簡諧波沿x軸傳播，其波源位于坐標(biāo)原點(diǎn)。，質(zhì)點(diǎn)。剛好完成一次全振動時(shí)，形成的

簡諧橫波波形如圖所示。已知波速為8m/s,波源。做簡諧運(yùn)動的周期為0.4s,8是沿波傳播方

向上介質(zhì)中的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，則（）

A.圖中x軸上0、4之間的距離為3.2m

B.波源。的起振方向沿y軸正方向

C.在一個(gè)周期內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)4將向右運(yùn)動一個(gè)波長的距離

D.圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)6所受的回復(fù)力方向沿y軸正方向

解析：選D該波的波長為A=v7=4X0.8m=3.2m,則。、｛之間的距離為萬=1.6m,故

A錯(cuò)誤；波源。開始振動時(shí)的運(yùn)動方向與波前質(zhì)點(diǎn)的起振方向相同，沿y軸負(fù)方向，故B錯(cuò)誤；

質(zhì)點(diǎn)只是在平衡位置附近上下振動，并不隨波遷移，故C錯(cuò)誤；圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)8所受的回復(fù)力方

向指向平衡位置，即沿y軸正方向，故D正確。

6.一簡諧橫波在x軸上傳播，實(shí)線和虛線分別是右和友時(shí)刻的波形圖，已知r2-t,=1.0so

由圖判斷下列哪一個(gè)波速是不可能的（）

A.1m/sB.3m/s

C.5m/sD.10m/s

解析:選D如果波向右傳播，Mr^=(4/?+l)m/s,(/?=0,1,2,3-);如果波向左傳播,

左=（4〃+3）m/s,（〃=0,1,2,3…）；將P=1m/s代入人，〃=0,符合向右的波速通項(xiàng)，故A正

確；將z=3m/s代入。左，〃=0,符合向左的波速通項(xiàng)，故B正確；將r=5m/s代入。右，〃=1,

符合向右的波速通項(xiàng)，故C正確；將。=10m/s代入任何一式均不符合，故D錯(cuò)誤。

7.一列簡諧橫波a,某時(shí)刻的波形如圖甲所示。從該時(shí)刻經(jīng)￡=：后開始計(jì)時(shí)，波上質(zhì)點(diǎn)/

的振動圖像如圖乙所示。波a與另一列簡諧橫波6相遇能發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象，則下列判斷正確的

是（）

甲乙

A.波a沿”軸正方向傳播

B.波6的頻率為0.4Hz

C.從該時(shí)刻起，經(jīng)過0.4s質(zhì)點(diǎn)4通過的路程為40cm

D.若波6遇到障礙物能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，則障礙物的尺寸一定比0.4m大很多

解析：選C從題圖乙可知開始計(jì)時(shí)時(shí)甲圖中4點(diǎn)正向下振動，由波形平移法可知波a沿x

軸負(fù)方向傳播，故A錯(cuò)誤；由乙圖得到波a的周期為T=0.4s,故頻率為：f=：=2.5Hz,發(fā)生

穩(wěn)定干涉的條件是兩列波的頻率相同、相位差恒定、振動方向相同，故若此波遇到另一列簡諧橫

波并發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象，則所遇到的波6的頻率為2.5Hz,故B錯(cuò)誤：質(zhì)點(diǎn)力做簡諧運(yùn)動，一個(gè)

周期內(nèi)通過的路程為：s=4/l=4X10cm=40cm,故C正確；由甲圖得到波長為八=0.4m；發(fā)

生明顯的衍射現(xiàn)象的條件是障礙物的尺寸與波長相差不大或者比波長小，故波6遇到一障礙物能

發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，該障礙物的尺寸一定與0.4m相差不大或者比0.4m小，故D錯(cuò)誤。

二、多項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，有多

項(xiàng)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(cuò)的得。分）

8.假如一輛汽車在靜止時(shí)喇叭發(fā)出聲音的頻率是300Hz,在汽車向你駛來并擦身而過的過

程中，下列說法正確的是（）

A.當(dāng)汽車向你駛來時(shí)，聽到喇叭聲音的頻率大于300Hz

B.當(dāng)汽車向你駛來時(shí)，聽到喇叭聲音的頻率小于300Hz

C.當(dāng)汽車擦身而過后，聽到喇叭聲音的頻率大于300Hz

D.當(dāng)汽車擦身而過后，聽到喇叭聲音的頻率小于300Hz

解析：選AD汽車?yán)劝l(fā)出的聲波，因多普勒效應(yīng)，當(dāng)汽車向你駛來時(shí)，你所聽到的聲波的

頻率大于聲源的頻率，當(dāng)汽車擦身而過后，汽車遠(yuǎn)離你而去，此時(shí)聽到聲波的頻率小于聲源的頻

率，故A、D選項(xiàng)正確。

9.一列橫波某時(shí)刻的波形如圖所示，則關(guān)于質(zhì)點(diǎn)/的受力，下列說法中正確的是(