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湖南武冈二中2024-2025学年高二下学期物理选择性必修第一册第二章机械振动单元测试试卷
（人教版（2019）Word版，含答案）
考试范围：选择性必修第一册第二章机械振动
考试时间：75分钟命题人：邓老师
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一、单选题(共28分)
1．(本题4分)某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像如图所示，下列描述正确的是（ ）
A．时，振子的速度为零
B．时，振子的速度为负，但不是最大值
C．时，振子的速度为负的最大值
D．时，振子的速度为正，但不是最大值
2．(本题4分)摆长为l的单摆做简谐运动，若从某时刻开始计时（取t＝0），当振动至t＝T时，摆球具有负向最大速度，则能正确描述单摆的振动图像的是（　　）
A． B． C． D．
3．(本题4分)有一悬线长为l的单摆，其摆的外壳为一个有一定质量的金属空心球。球底有一小孔，球内盛满水。在摆动过程中，水从小孔慢慢流出。从水开始流到水流完的过程中，此摆的周期的变化是（　　）
A．由于悬线长l和重力加速度g不变，所以周期不变
B．由于水不断外流，周期不断变大
C．周期先变大，后又变小
D．周期先变小，后又变大
4．(本题4分)在“用单摆测量重力加速度的大小”实验中，下列说法正确的是（　　）
A．测量摆长时需将细线拉紧
B．应从摆球运动到最高点开始计时
C．若将次摆动的时间误记为次摆动的时间，重力加速度的测量值将偏大
D．若单摆的悬点未固定紧，振动中出现松动，摆长变大，重力加速度的测量值将偏大
5．(本题4分)图甲的竖直弹簧振子的振动图像如图乙所示，则（　　）
甲 乙
A．5s内，振子的路程为32cm
B．1~3s内，振子的动量变化量为0
C．第3s末，弹簧振子的弹性势能为零
D．与t=0.5s时振子的加速度之比为
6．(本题4分)弹簧振子做简谐运动，O为平衡位置，当它经过点O时开始时时，经过0.5s，第一次到达点M，再经过0.2s第二次到达点M，则弹簧振子的周期可能为（　　）
A．0.6s B．0.8s C．1.2s D．1.8s
7．(本题4分)假设可以沿着地球的直径挖一条隧道，利用重力把乘客运送到地球的另外一端，已知地球的半径为。地表的重力加速度为，则把乘客运送到地球的另外一端所需要的时间为（　　）
A． B． C． D．
二、多选题(共15分)
8．(本题5分)如图所示为一列简谐波在某时刻的波形图，a、b、c、d为介质中的四个质点，a在波峰，d在波谷，c在平衡位置，b的位移大小等于振幅的一半，四个质点的加速度大小分别为aa、ab、ac、ad，它们的速度大小分别为va、vb、vc、vd，则（　　）
A．ac＜ab＜aa=ad B．ac＞ab＞aa=ad
C．va=vd＞vb＞vc D．va=vd＜vb＜vc
9．(本题5分)如图，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动。以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为y=0.1sin（2.5πt）m。t=0时刻，一小球从距物块h高处自由落下；t=0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度。重力加速度的大小g取10m/s2。以下判断正确的是（　　）
A．h=1.7m
B．简谐运动的周期是0.8s
C．0.6s内物块运动的路程为0.2m
D．t=0.4s时，物块与小球运动方向相反
10．(本题5分)下列说法正确的是（　　）
A．单摆运动到平衡位置时，回复力为零
B．只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力的频率
C．水平放置的弹簧振子做简谐振动时的能量等于在平衡位置时振子的动能
D．单摆的周期随摆球质量的增大而增大
第II卷（非选择题）
三、实验题(共18分)
11．(本题6分)某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的操作：
（1）已知摆球的直径2.06 cm。把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长，通过计算得到摆长L。
用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n＝1，单摆每经过最低点记一次数，当数到n＝60时秒表的示数如图1所示，该单摆的周期是T＝________s（结果保留三位有效数字）。
（2）测量出多组周期T、摆长L的数值后，画出T2－L图线如图2，此图线斜率的物理意义是（______）。
A．g B． C． D．
（3）在（2）中，描点时若误将摆线长当作摆长，那么画出的直线将不通过原点，由图线斜率得到的重力加速度与原来相比，其大小（______）。
A．偏大 B．偏小 C．不变 D．都有可能
12．(本题12分)(1)小梁用如图所示的实验装置来探究小车速度随时间变化的规律，请回答下列几个问题：
①关于图所示的打点计时器说法正确的是（______）
A．工作电源是220V交流电源 B．工作电源是低压交流学生电源
C．利用了电磁感应原理 D．打点频率与工作电压大小有关
②如图所示，是本实验获得的一条纸带，若实验所用电源频率为50Hz，纸带上的点均为直接打出的点，则图中P点的速度为___________m/s（结果保留两位有效数字）。
③图是根据本实验中获得的某条纸带的相关数据在v-t图中描点的结果。请作出图线______，并求得小车的加速度为___________ m/s2（结果保留3位有效数字）。
(2)小明同学用单摆来测量当地重力加速度。
①用游标卡尺正确测量摆球直径，结果如图5所示，则该摆球的直径为D=___________cm。
②测出了摆球直径D，但由于缺少刻度尺，于是小明进行了以下两次测量。第一次用一定长度的细绳做摆线，测出周期为T1；第二次将第一次的细线对折，用一半长的细线做摆线，测出周期为T2。他根据上述测量能测出当地重力加速度吗？如果不能，请说明理由；如果能，请用题中所给物理量写出重力加速度表达式。（________）
四、解答题(共39分)
13．(本题6分)如图是某质点做简谐运动的振动图像。根据图像所提供的信息，回答下列问题：
（1）质点的振幅有多大？频率有多大？
（2）质点在第2s末的位移是多少？在前2s内走过的路程是多少？
14．(本题6分)有一单摆，在地球表面的周期为2s，已知月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的。（取，结果均保留2位有效数字）
(1)将该单摆置于月球表面，其周期为多大？
(2)该单摆的摆长为多少？
15．(本题12分)有一单摆，在地球表面的周期为2 s，已知月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的。（取g地＝9.8 m/s2，结果均保留2位有效数字）
（1）将该单摆置于月球表面，其周期为多大？
（2）若将摆长缩短为原来的，在月球表面时此摆的周期为多大？
（3）该单摆的摆长为多少？
16．(本题15分)简谐运动是一种理想化的运动模型，是机械振动中最简单、最基本的振动。它具有如下特点：
①简谐运动的物体受到回复力的作用，回复力F回的大小与物体偏离平衡位置的位移x成正比，回复力的方向与物体偏离平衡位置的位移方向相反，即：F回=-kx，其中k为振动系数，其值由振动系统决定；
②简谐运动是一种周期性运动，其周期与振动物体的质量的平方根成正比，与振动系统的振动系数的平方根成反比，而与振幅无关，即：，试论证分析如下问题：
（1）如图甲，摆长为L、摆球质量为m的单摆在AB间做小角度的自由摆动，当地重力加速度为g。
a．当摆球运动到P点时，摆角为θ，画出摆球受力的示意图，并写出此时刻摆球受到的回复力F回大小；
b．请结合简谐运动的特点，证明单摆在小角度摆动时周期为。
（提示：用弧度制表示角度，当角θ很小时，sinθ≈θ，θ角对应的弧长与它所对的弦长也近似相等）
（2）类比法、等效法等都是研究和学习物理过程中常用的重要方法。轻质绝缘细线下端系着一个带电量为+q，质量为m的小球，该单摆的摆长为L；将该装置处于场强大小为E的竖直向下的匀强电场中，如图乙所示；将该装置处于磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图丙所示。带电小球在乙、丙图中均做小角度的简谐运动。请分析求出带电小球在乙、丙两图中振动的周期。
参考答案
1．A
【详解】
AC．由题图可知，和时振子在最大位移处，速度为零，故选项A正确，C错误；
BD．和时振子在平衡位置，速度分别为负向最大值和正向最大值，故BD错误。
故选A。
2．C
【详解】
时，摆球具有负向最大速度，说明摆球在平衡位置且向负方向运动，在此四个选项中，时具有最大速度的有B、C两个选项，而具有负向最大速度的只有C选项。
故选C。
3．C
【详解】
单摆的摆长是悬点到小球重心的距离。开始时，重心在球心，水全部流完后，重心又回到球心。因此，重心先降低，后升高，摆长先变大，后变小，根据公式
故C正确。
故选C。
4．C
【详解】
A．测量摆长时，要让摆球自然下垂，不能用力拉紧摆线，否则使测量的摆长产生较大的误差。故A错误。
B．测量周期时应该从摆球运动到最低点时开始计时，这样会减小误差，故B错误；
C．实验中误将n次摆动的时间计为n+1次，则求出的周期偏小，根据
求出的g偏大。故C正确；
D．单摆的悬点未固定紧，振动中出现松动，使摆线增长了，则摆长的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏小。故D错误。
故选C。
5．D
【详解】
A．由图可知，竖直弹簧振子振动的周期
振幅
又
5s内，振子的路程为
故A错误；
B．第1s末和第3s末振子的速度大小相等，方向相反，振子的动量变化量不为0，故B错误；
C．第3s末，弹簧振子处于平衡位置，弹簧处于伸长状态，弹簧振子的弹性势能不为零，故C错误；
D．振子的加速度为
由振子振动方程
可知t=0.5s时
所以t=0.5s时振子加速度
因此与t=0.5s时振子的加速度之比为
故D正确。
故选D。
6．B
【详解】
如图甲所示
若振子从O点开始向右振动，则振子的振动周期为
如图乙所示
若振子从O点开始向左振动，令从O到M的时间为t，则有
则可解得
振子的振动周期为
故选B。
7．B
【详解】
把乘客运送到地球的另外一端可以简化成简谐运动，时间即简谐运动周期的一半，与近地卫星周期相等。对近地卫星有
解得
所以把乘客运送到地球的另外一端所需要的时间为。
故选B。
8．AD
【详解】
AB．由简谐运动规律可知，质点受与位移x的大小成正比，因而a的大小与x的大小成正比，所以由题图知
aa=ad＞ab＞ac
故A正确，B错误。
CD．质点越衡位置v越大，越远离平衡位置v越小，所以有
va=vd＜vb＜vc
故C错误，D正确。
故选AD。
9．AB
【详解】
AB．由物块简谐运动的表达式
y=0.1sin（2.5πt）m
可知
ω=2.5πrad/s
当
t=0.6s
时
y=－0.1m
对小球
解得
h=1.7m
故AB正确；
CD．物块在0.6s内运动的路程为0.3m，当
t=0.4s
时，物块经过平衡位置向下运动，与小球运动方向相同，故C、D错误。
故选AB。
10．AC
【详解】
A．对于单摆，在平衡位置，所受到的回复力为零，A正确；
B．受迫振动的频率总等于周期性驱动力的频率，与是否发生共振没有关系，B错误；
C．振动能量是振动系统的动能和势能的总和，在平衡位置时弹性势能为零，C正确；
D．根据单摆的周期公式
可知，单摆的周期与摆球的质量无关，D错误。
故选AC。
11．2.28 C C
【详解】
(1)秒表的读数为
T=60s+7.4s=67.4s
根据题意可得
解得周期为
T=2.28s
(2)根据单摆的周期公式
整理得
可知图线斜率表示
故选C。
(3)由题意可得
以l为横轴图线不过原点，相当于图线平移，斜率不受影响，所得到的重力加速度与原来相比，其大小不变。
故选C。
12．B 1.5 2.40 1.02
【详解】
(1)AB．根据图片判断，是电磁打点计时器，电磁打点计算器使用低压交流电源，A错误，B正确；
C．电磁打点计算器的原理是电流产生磁场，是根据电流的磁效应制成的，不是电磁感应原理，C错误；
D．打点频率与工作电压大小无关，与交变电流的频率有关，D错误。
故选B。
P点的速度为
速度图像如图所示
加速度为
(2)小球的直径为
根据单摆的周期公式
解得
13．（1）6cm，；（2）6cm，12cm
【详解】
（1）质点的振幅是
周期为
则频率为
（2）质点在第2s末的位移是6cm
在前2s内即半个周期内走过的路程是
14．1)4.9s或2s；(2)0.99m
【详解】
(1)由单摆的周期公式知
所以
则
（或）
(2)根据周期公式知
15．（1）4.9 s；（2）3.5 s；（3）0.99 m
【详解】
（1）由单摆的周期公式
知
所以
则
（2）根据周期公式
知
所以
则
（3）根据周期公式
知
16．（1）a． ，，b．证明见解析；（2），
【详解】
（1）a．摆球受力的示意图如图所示
摆球受到的回复力F回大小为
b．摆球受到的回复力F回大小为
当角θ很小时，sinθ≈θ，回复力大小为
当角度很小时，弧长 近似等于弦长，即摆球偏离平衡位置的位移x，则有
根据回复力的大小公式
解得振动系数为
把k代入简谐振动的周期公式
可得单摆的周期公式为
（2）图乙中，摆球受到重力G，电场力F和摆线拉力T，与重力场中的单摆类比，等效的重力为
等效重力加速度为
代入单摆周期公式则有
图丙中，摆球受到重力G，洛伦兹力F和摆线的拉力T，与重力场中的单摆类比，洛伦兹力始终沿摆线方向，不产生恢复力效果，单摆周期与洛伦兹力无关，所以单摆周期与重力场中的相同，有湖南武冈二中2024-2025学年高二下学期物理选择性必修第一册第三章机械波单元测试试卷
（人教版（2019）Word版，含答案）
考试范围 ：选择性必修第一册第三章机械波
考试时间：75分钟命题人：邓老师
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一、单选题(共28分)
1．(本题4分)在用水波槽做衍射实验时，若打击水面的振子振动频率是5Hz，水波在水槽中的传播速度为0.05m/s，为观察到明显的衍射现象，小孔的直径d应为（　　）
A．10cm B．50cm C．d>10cm D．d<1cm
2．(本题4分)下列说法正确的是（　　）
A．质点在竖直方向振动的波为横波
B．在水平方向传播的波为横波
C．只有质点振动方向为竖直的，波的传播方向为水平的波为横波
D．只要质点振动方向和波的传播方向垂直的波就是横波
3．(本题4分)一列沿x轴正方向传播的简谐横波，传播速度，时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动，下列图形中哪个是时的波形（　　）
A．B． C．D．
4．(本题4分)一列沿x轴负方向传播的简谐横波，t=2s时的波形如图（a）所示，x=2m处质点的振动图像如图（b）所示，则波速可能是（　　）
A．m/s B．m/s C．m/s D．m/s
5．(本题4分)对于波的折射现象，下列说法正确的是（　　）
A．当入射速度小于折射速度时，折射光线偏离法线
B．当波垂直界面入射时，传播方向不改变，波速和波长都不改变
C．在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生改变
D．波发生折射时一定不会发生反射现象
6．(本题4分)如图是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源S1、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线）；S1的振幅A1=4 cm，S2的振幅A2=3 cm，则下列说法正确的是（　　）
A．质点D是振动减弱点
B．质点A、D在任何时刻的高度差为14 cm
C．再过半个周期，质点B、C是振动加强点
D．质点C的振幅为1 cm
7．(本题4分)如图是一列频率为50Hz的机械波的图像，关于这列波，下列说法正确的是（ ）
A．波长是2m B．振幅是6cm C．周期是4s D．波速是200m/s
二、多选题(共15分)
8．(本题5分)以下关于波的认识，正确的是（　　）
A．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理
B．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的
C．超声波雷达的工作原理是利用波的折射
D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象
9．(本题5分)一列水波通过某孔的实际情况如图所示，现把孔的尺寸变小，或者把水波的波长变大，水波通过孔后的假想情况如图四幅图所示，其假想错误的图示有（　　）
A． B． C． D．
10．(本题5分)一列简谐机械横波沿x轴正方向传播，波速为2m/s。某时刻波形如下图所示，a、b两质点的平衡位置的横坐标分别为，，则下列说法中正确的是（　　）
A．这列波的周期为4s
B．此时质点b沿y轴负方向运动
C．此时质点a的加速度比质点b的加速度大
D．此时刻以后，a比b先到达平衡位置
第II卷（非选择题）
三、实验题(共20分)
11．(本题8分)如图是观察水波衍射现象的实验装置，AB和CD是两块挡板，BC是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间的距离表示一个波长，则此时______（选填“能”或“不能”）明显观察到波的衍射现象，挡板前后波纹之间的距离______。（选填“相等”或“不相等”）
12．(本题12分)一条弹性绳子呈水平状态.M为绳子中点,两端P.Q同时开始上下振动,一小段时间后产生的波形如图所示,对于其后绳上各点的振动情况,以下判断正确的是_____(填正确答案标号)
A．两列波将同时到达中点M
B．M点的位移大小在某时刻可能为零
C．中点M的振动总是加强的
D．两列波波速之比为1:2
E绳的两端点P、Q开始振动的方向相同
四、解答题(共37分)
13．(本题6分)如图甲、乙为某一列波在某时刻的波的图像和某质点的振动图像，两图像横坐标和纵坐标分别表示什么意义？两图线的物理意义分别是怎样的？
14．(本题8分)有一足够大的弹性介质平面，振源A点垂直介质平面上下振动，振幅为5cm，以A为圆心形成简谐横波向周围传播，如图所示，A、B、C三点在一条直线上，AB间距离为5m，AC间距离为3m。某时刻A点处在波峰位置，2.5s后此波峰传到B点，此时A点正通过平衡位置向下运动，AB之间还有一个波峰。
（1）求该波的周期和波长以及2.5s时C点的位移；
（2）在波已经传到C的情况下，以A点处在波峰位置为0时刻，画出C点的振动图像（标明单位和数值）。
15．(本题9分)一列沿x轴负方向传播的简谐横波，在t=0时刻的波形图如图所示，此时坐标为（1，0）的质点刚好开始振动，P质点的坐标为（3，0）。在t1=0.6s时刻，P质点第二次位于波峰位置，Q质点的坐标是（-3，0）。求：
（1）这列波的传播速度大小；
（2）t2=1.5s时，质点Q的位移。
16．(本题14分)甲、乙为一列沿x轴方向传播的简谐横波上的两个质点，两质点平衡位置的间距为x=3m，图中的实线和虚线分别为质点乙和质点甲的振动图像。
（1）请写出质点甲、乙的位移随时间变化的关系式；
（2）如果波由质点甲向质点乙传播，求该波的传播速度。
参考答案
1．D
【详解】
水波的波长为
要发生明显的衍射现象，障碍物或空的尺寸应与波长相差不多或比波长小，D正确。
故选D。
2．D
【详解】
判定一列波是否是横波的依据是，质点的振动方向和波的传播方向是否垂直。
故选D。
3．B
【详解】
由图中可以看出该波的波长为，根据
可知该列波的周期为
又因为时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动，当时经历了1.5T，所以此时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴负方向运动，结合图像可知B选项正确。
故选B。
4．A
【详解】
根据图b可知t=2s时x=2m处的质点正经过平衡位置向下振动；又因为该波向负方向传播，结合图a，利用“上下坡”法可知x=2m为半波长的奇数倍，即有
（n=1，2，3… …）
而由图b可知该波的周期为T=4s；所以该波的波速为
（n=1，2，3… …）
当n=3时可得波的速率为
故选A。
5．C
【详解】
A．当入射速度小于折射速度时，折射光线不一定偏离法线，当入射角为零度时，折射光线与法线重合，故A错误；
B．当波垂直界面入射时，传播方向不改变，但波速和波长都发生改变，故B错误；
C．波的频率由波源决定，与介质无关，在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都改变，故C正确；
D．波发生折射时在同一个界面也可发生反射现象，故D错误。
故选C。
6．D
【详解】
A．质点D是谷谷相遇点，则是振动加强点，选项A错误；
B．质点A是峰峰相遇点，是振动加强点，而D点也是振动加强点，在该时刻的高度差为2(A1+A2)=14 cm，任意时刻不一定。选项B错误；
C．质点B、C是振动减弱点，则再过半个周期，质点B、C还是振动减弱点，选项C错误；
D．质点C的振幅为A=A1-A2=1 cm，选项D正确。
故选D。
7．D
【详解】
A．由图可知波长为
故A错误；
B．由图可知振幅为
故B错误；
C．周期
故C错误；
D．波速为
故D正确。
故选D。
8．ABD
【详解】
A．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，声呐采用的是超声波，超声波的方向性好，遇到障碍物容易反射。故A正确；
B．隐形飞机的原理是：通过降低飞机的声、光、电等可探测特征量，使雷达等防空探测器无法早期发现，所以隐形飞机可能在机身表面涂有高效吸收电磁波的物质，使用吸收雷达电磁波材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现。故B正确；
C．雷达的工作原理是利用波的反射。故C不正确；
D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象。故D正确。
故选ABD。
9．BD
【详解】
AB．波发生明显的衍射现象的条件是：当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或比波长更小，从水波通过某孔的实际情况图可知，衍射现象不明显，则说明孔的尺寸比水波的波长更大，故孔变小后，孔的尺寸与水波的波长更接近，衍射现象更明显，故A不符合题意，B符合题意；
CD．衍射现象是普遍存在的。波遇到障碍物时都有绕过障碍物的特性，即衍射现象，但只有当障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多时才能观察到明显的衍射现象，从水波通过某孔的实际情况图可知，衍射现象不明显，则说明孔的尺寸比水波的波长更大，故波长变大后，孔的尺寸与水波的波长更接近，衍射现象更明显，故C不符合题意，D符合题意。
故选BD。
10．AC
【详解】
A．由图能直接读出波长λ=8m，由波速公式
得该波的周期T=4s，故A正确；
B．波向右传播，根据上下波法可知，b质点正在向y轴正方向运动，故B错误；
C．质点a离平衡位置比b远，即a的位移比b的位移大，由
可知，此时质点a的加速度比质点b的加速度大，故C正确；
D．根据上下波可知，ab质点均沿y轴正方向运动，故b比a先到达平衡位置，故D错误。
故选AC。
11．能 相等
【详解】
因为波长与孔的尺寸差不多，所以能够观察到明显的衍射现象。
波通过孔后，波速、频率、波长不变，则挡板前后波纹间的距离相等。
12．ABE
【详解】
AD、由题意可知，波在同种介质传播，所以波速相同，由于距离相同，所以两波同时到达M点，故A正确，D错误；
B、由于波长的不同，因此在M点相遇时，并不总是加强或减弱；当两波刚传的M点时，此时刻位移为零，所以M点的位移大小在某时刻可能为零，故B正确；C错误；
E、据波的传播特点可知，各质点的起振方向与波源的起振方向相同，据波形可知，两波源的起振方向都是向上振动，故E正确．
综上所述本题答案是：ABE
13．见解析
【详解】
波的图像横坐标表示各质点的平衡位置，纵坐标表示某时刻各质点离开平衡位置的位移；而振动图像横坐标表示某质点运动的时间，纵坐标表示该质点在不同时刻离开平衡位置的位移，波的图像表示某时刻各质点的位移，振动图像表示质点的位移随时间变化的规律
14．（1）2s，4m，-5cm；（2）
【详解】
（1）波速为
由题意可知，A点位于波峰，此波峰传递到B点时正通过平衡位置向下运动，且AB之间还有一个波峰，则AB两点运动时间为，则有
解得
T=2s
波长为
λ=vT=4m
此时A从平衡位置向下振动，C点位移为-5cm。
（2）AC为四分之三的波长，即
C点振动图像如图所示

15．（1）0.05m/s；（2）
【详解】
（1）由图示波形图可知，这列波的波长
波沿x轴负方向传播，根据波形平移法知t=0时刻P点向下振动，经过个周期第二次到达波峰位置，由此可知
得
所以波速为
（2）因为
故时，质点Q的位移为
16．（1）质点甲：y=2sin（5πt+）cm，质点乙：y=2sin5πtcm；（2）m/s（n=0，1，2，…）
【详解】
（1）由图像可得，两质点的振幅均为
A=2cm
周期为
T=0.4s
则
=5πrad/s
由此可知质点乙的振动方程为
y=2sin5πt cm
质点甲与质点乙的相位差为
则质点甲的振动方程为
y=2sin（5πt+）cm
（2）如果波由质点甲向质点乙传播，则
=3m（n=0，1，2，…）
则波长为
（n=0，1，2，…）
波速为
解得
m/s（n=0，1，2，…）湖南武冈二中2020-2021学年高二下学期物理选择性必修第一册第四章光单元测试试卷
（人教版（2019）Word版，含答案）
考试范围：选择性必修第一册第四章光
考试时间：75分钟命题人：邓老师
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一、单选题(共28分)
1．(本题4分)如图所示，将一个半圆形玻璃砖置于空气中，当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O时，下列情况不可能发生的是（　　）
A． B． C． D．
2．(本题4分)一束激光以入射角i＝30°照射液面，其反射光在固定的水平光屏上形成光斑B，如图所示，如果反射光斑位置向左移动了2 cm，说明液面可能（　　）
A．上升了 cm B．上升了 cm
C．下降了 cm D．下降了 cm
3．(本题4分)下列四种现象，不是光的衍射现象造成的是（　　）
A．通过游标卡尺两卡脚间狭缝观察发出红光的灯管，会看到平行的明暗相间的条纹
B．不透光的圆片后面的阴影中心出现一个泊松亮斑
C．太阳光照射下，架在空中的电线在地面上不会留下影子
D．用点光源照射小圆孔，后面屏上会出现明暗相间的圆环
4．(本题4分)如图所示，夏天，在平静无风的海面上，向远方望去，有时能看到山峰船舶、楼台、亭阁、集市等出现在远方的空中。沙漠里有时也会看到远处的水源、仙人掌近在咫尺，可望而不可即，这就是“蜃景”。下列有关蜃景的说法错误的是（　　）
A．海面上，上层空气的折射率比下层空气的折射率要小
B．沙面上，上层空气的折射率比下层空气的折射率要小
C．A是蜃景，B是景物
D．C是蜃景，D是景物
5．(本题4分)一半球形玻璃砖，C点为其球心，直线OO′与玻璃砖上表面垂直，C为垂足，如图所示。与直线OO′平行且到直线OO′距离相等的a、b两条不同频率的细光束从空气射入玻璃砖，折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是（　　）
A．真空中单个a光光子的能量大于b光光子的能量
B．a光从空气射入玻璃砖后速度变小，频率变小，波长变长
C．若a光、b光从同一介质射入真空，a光发生全反射的临界角大于b光
D．若用a、b分别在空气中做双缝干涉实验，同等条件下，光屏上得到的相邻两条干涉条纹的间距a光小于b光
6．(本题4分)激光测距雷达是一种可以用来测距的装置，激光可以用来进行精确测距是由于激光（　　）
A．具有高度的相干性 B．平行度好 C．亮度高 D．单色性好
7．(本题4分)下列说法正确的是（　　）
A．纵波传播时，其振动方向与传播方向相互垂直
B．做简谐运动的物体，在其平衡位置加速度一定为0
C．两列波发生干涉时，其振动减弱的点，位移不一定为0
D．要使波发生明显的衍射，障碍物的尺寸比波的波长大得多
二、多选题(共15分)
8．(本题5分)水下一点光源，发出红光，如图所示，水面上半径为的圆形区域有光射出，已知红光在水中的折射率为。下列判断正确的是（　　）
A．光源在水下的深度为
B．如果光源从水面开始在水中匀速下沉，则水面上有光射出的圆形区域的半径随时间均匀增大
C．水下光源发出的光，穿过水面可以照亮水面上方的任何位置
D．仅换成蓝光光源，在水面上有光射出的区域增大
9．(本题5分)在“双缝干涉”实验中，用黄色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是（ ）
A．改用红色激光
B．改用紫色激光
C．减小双缝间距
D．将屏幕向远离双缝的位置移动
E.将屏幕向靠近双缝的位置移动
10．(本题5分)如图所示，一束复色光经平行玻璃砖后分成a、b、c三种单色光。下列说法正确的是（　　）
A．c光的折射率最大
B．c光在玻璃砖中的波长最大，速度也最大
C．三种单色光从水中射向水面发生全反射时，c光的临界角最大
D．在相同条件下做双缝干涉实验，a光相邻亮条纹的中心间距最大
第II卷（非选择题）
三、实验题(共18分)
11．(本题6分)用双缝干涉测光的波长。实验装置如图甲，单缝与双缝的距离，双缝与屏的距离，单缝宽，双缝间距。用测量头来测量光屏上干涉亮条纹中心的距离。转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻度对准屏上亮纹的中心（如图乙），记下此时手轮的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的刻度。
（1）分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图丙所示，则对准第1条时读数___________，对准第4条时读数___________，相邻两条纹间的距离___________。（计算结果保留四位有效数字）
（2）求得该光波的波长为___________。（计算结果保留三位有效数字）
12．(本题12分)现用如图所示双缝干涉实验装置来测量光的波长。
（1）在组装仪器时单缝和双缝应该相互_____放置。（选填“垂直”或“平行”）；
（2）已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹，此时测量头上游标卡尺的读数为1.16mm；接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时测量头上游标卡尺的示数如下图所示，则读数为______mm。已知双缝间距，测得双缝到毛玻璃屏的距离L=0.800m，所测光的波长______nm。（保留3位有效数字）；
四、解答题(共39分)
13．(本题6分)如图所示是一个半圆柱形透明物体的侧视图，现在有一细束单色光从右侧沿轴线OA方向射入。（光在真空中传播速度为c）
（1）将该细束单色光平移到距O点处的C点，此时透明物体左侧恰好不再有光线射出，求透明物体对该单色光的折射率n；
（2）再将该细束单色光平移到距O点处，求光线在透明物体中的传播时间。
14．(本题8分)某器件由图甲所示的透明圆柱体和顶角为的倒立透明圆锥体构成，圆柱体和圆锥的中心轴重合，二者底面半径均为，圆柱体高为，器件置于水平桌面上，其截面如图乙所示，圆锥轴线与桌面垂直，现让一半径也为的圆柱形平行光束垂直入射到圆柱体的底面上，且使光束的中心轴与圆锥的轴重合，已知该单色光在透明材料中的波长是真空中波长的倍，求：
（1）该透明材料的折射率；
（2）光束在桌面上形成的光斑的面积（取，计算结果用根式表达）。
15．(本题10分)半径为R的半球形透明介质截面如图所示，底面AOB与EOF夹角为，D为OB的中点。一束平行光垂直底面AOB射入介质，由D点入射的光线沿着与EOF平行的方向射出介质。现将一不透光的圆形挡板贴在底面AOB上，使所有光线都不能由球面射出。求：
（1）透明介质的折射率；
（2）不透光圆形挡板的最小面积。
16．(本题15分)如图所示，半径为R的玻璃圆柱线下方被切除，球心O分别与A、B的连线间的夹角，其底面镀银。一束单色光从玻璃圆柱的上方垂直方向射向B点，与玻璃柱上表面交于C点。已知玻璃圆柱对该单色光的折射率，光在真空中的速度为c，求该单色光在玻璃柱内传播的时间t。
参考答案
1．D
【详解】
A．当光由空气斜射进入半圆形玻璃砖时，既有反射又有折射，折射角小于入射角，是可能发生的， A不符合题意；
B．当光由半圆形玻璃砖射入空气时，若入射角小于临界角，既有反射又有折射，是可能发生的， B不符合题意；
C．当光由半圆形玻璃砖射入空气时，若入射角大于等于临界角时，会发生全反射，光线就不能进入空气，这种情况是可能发生的， C不符合题意；
D．当光由空气射入半圆形玻璃砖折射时，折射角应小于入射角，所以这种情况不可能发生，D符合题意。
故选D。
2．B
【详解】
光斑左移2 cm，则液面上升为
ACD错误，B正确。
故选B。
3．C
【详解】
在选项C中，电线的直径要比光的波长大很多，根本不能发生明显的衍射现象。地面上没有留下电线的影子是由于电线直径与太阳相比，太阳相当于发光面积很大的光源，太阳光可以从电线的侧面照射到地面，使地面没有电线的影子。其他选项均是光的衍射现象造成的。故C符合题意。
故选C。
4．B
【详解】
海面上，下层空气的温度比上层的低，密度比上层的大，故海面附近的空气折射率从下到上逐渐减小；沙面上，下层空气的温度比上层的高，密度比上层的小，故沙漠地表附近的空气折射率从下到上逐渐增大，故ACD正确，与题意不符；B错误，与题意相符。
故选B。
5．C
【详解】
A．从图示光路图看，在球面上，b光偏折程度厉害，根据光的折射定律可知b光的折射率较大，则频率也较大，根据光子的能量
可知b光光子的能量较大，A错误；
B．由
可得a光从空气射入玻璃砖后速度变小，在不同的介质中光的频率不变，从空气射入，波长变短，B错误；
C．由
可知折射率较大的b光对应的全反射的临界角小，所以a光、b光从同一介质射入真空，a光发生全反射的临界角大于b光，C正确；
D．在双缝干涉实验中，由相邻两个亮（暗）条纹的间距公式
可知频率小、波长长的a光在实验中得到的相邻条纹间距大，D错误。
故选C。
6．B
【详解】
激光测距雷达能够利用激光测量很远距离的目标是因为激光平行度好，传播很远的距离后仍能保持一定的强度；
故选B。
7．C
【详解】
A．纵波传播时，其振动方向与传播方向相互平行，故A错误；
B．做简谐运动的物体，在其平衡位置加速度不一定为0，在如单摆模型在平衡位置时，合力不为零，其加速度也不为零；故B错误；
C．两列波发生于涉时，其振动减弱的点，位移不一定为0，两列波的振幅相等时，位移为0；振幅不相等，则位移不为0，故C正确；
D．障碍物的尺寸比波的波长小得多将发生明显的衍射现象，故D错误。
故选C。
8．ABC
【详解】
A．设光源距离水面的高度为，红光的临界角为，可得
解得
故A正确；
B．当光源从水面开始匀速下降时，设下降的速度为，则
联立得
即随时间均匀增大，故B正确；
C．当光从圆形区域接近边缘处射出时，光线接近水平，这样射出的光线向各个方向的都有，因此射出的光线能照亮水面上方的任何位置，故C正确；
D．换成蓝光，频率增大，折射率增大，则有光射出的圆形区域的半径减小，故D错误。
故选ABC。
9．ACD
【详解】
根据双缝干涉条纹间距公式
可知增大入射光的波长、减小双缝间距，以及增大屏幕与双缝的距离，可以增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距。
A．红光的波长比黄光大，故改用红色激光可以增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，故A符合题意；
B．紫光的波长比黄光小，故改用紫色激光不能增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，故B不符合题意；
C．根据双缝干涉条纹间距公式
可知减小双缝间距d，可以增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，故C符合题意；
DE．根据双缝干涉条纹间距公式
可知增大屏幕与双缝的距离L，可以增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，故D符合题意，E不符合题意。
故选ACD。
10．AD
【详解】
AB．如图所示
可知光线c偏折程度最大，折射率最大，由
，
可知，光线c在玻璃砖中传播速度最小，波长最短，A正确，B错误；
C．由
可知，三种单色光从水中射向水面发生全反射时，c光的临界角最小，C错误；
D．光线a波长最长，由
可知，在相同条件下做双缝干涉实验，a光相邻亮条纹的中心间距最大，D正确。
故选AD。
11．2.190 7.865 1.892 676
【详解】
（1）图乙中螺旋测微器的固定刻度读数为2mm，可动刻度读数为
则最终读数为
同理，对准第4条时读数为
相邻亮纹的间距
（2）根据双缝干涉条纹的间距公式
代入得
12．平行 15.02 693
【详解】
（1）在组装仪器时，单缝与双缝应该相互平行放置。
（2）由游标卡尺的规则为主尺读数加上游标尺的读数，可得读数为
15mm+1×0.02mm=15.02mm
根据
可知，光的波长
13．（1）；（2）
【详解】
（1）如下图所示，光束由C处水平射入，在B处发生全反射，∠OBC等于临界角C
由几何关系得
由临界角公式得
（2）如下图所示，光束由D点水平射入，在E点发生折射，入射角为∠OED=α，折射角为∠NEF=β
由几何关系可得，α=30°，则
又有折射率公式，可得
则光线在透明物体中的传播时间
14．（1）；（2）
【详解】
(1)设该单色光在介质中、真空中的波长分别为、，透明材料的折射率为
由题意可得
联立解得
(2)光射到圆锥面上的入射角
由于
光线会穿出圆锥面射到桌面上形成半径为的圆形光斑，设折射角为，由折射定律得
解得
由几何关系得
解得
圆形光斑的面积
15．（1）；（2）
【详解】
（1）光路如图所示：
由几何知识可知
由折射定律
可得
（2）刚好发生全反射时
挡板的半径
挡板的面积
16．
【详解】
依题意，连接并延长，作出如图所示光路图，由几何知识可得入射角
由折射定律可知
解得
作直线垂直于交折射光线的延长线于E点，分析可知，E点在圆O上，折射光线交于D点，过D点作面的法线，由对称性可知，反射光线过圆心O，由几何关系可知光在玻璃柱内传播的路程
即
光在玻璃柱内的传播速度
光在玻璃柱内的传播时间
联立解得湖南武冈二中2024-2025学年高二下学期物理选择性必修第一册第一章动量守恒定律单元测试试卷（人教版（2019）Word版，含答案）
考试范围:选择性必修第一册第一章动量守恒定律
考试时间：75分钟命题人：邓老师
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一、单选题(共28分)
1．(本题4分)如图所示，在粗糙水平面上，用水平轻绳相连的两个相同的物体A、B质量均为m，与水平面的摩擦因数均为μ，在水平恒力F作用下以速度v做匀速直线运动。在t0时轻绳断开，A在F作用下继续前进，则下列说法正确的是（　　）
A．水平恒力F=μmg
B．t0至t时间内，A、B的总动量不守恒
C．时，A的动量为3mv
D．时，A的动量为3mv
2．(本题4分)真空中有一如图所示的装置，可绕通过轻杆中点的光滑竖直轴在水平面内自由灵活地转动，其中左边是黑色圆形薄片，右边是和左边大小、质量都相同的白色圆形薄片。当用平行白光垂直照射这两个薄片时，关于装置的转动情况（俯视），下列说法正确的是（　　）
A．顺时针方向转动 B．逆时针方向转动
C．都有可能 D．不会转动
3．(本题4分)在光滑水平面上，原来静止的物体在水平力F的作用下，经过时间t、通过位移x后，动量变为p、动能变为Ek。以下说法正确的是 （　　）
A．在力F作用下，这个物体若经过时间2t，其动量将等于2p
B．在力F作用下，这个物体若经过位移2x，其动量将等于2p
C．在力F作用下，这个物体若经过时间2t，其动能将等于3Ek
D．在力F作用下，这个物体若经过位移2x，其动能将等于4Ek
4．(本题4分)两质量相同的木块并排静止的放在光滑水平面上，一子弹水平依次穿过两木块，子弹受木块阻力恒为，则在子弹穿过两木块的过程（　　）
A．子弹穿过第一个木块的动量变化较大
B．子弹穿过第二个木块的动量变化较大
C．子弹穿过第一个木块过程中系统产生的内能较大
D．子弹穿过第二个木块过程中系统产生的内能较大
5．(本题4分)7月31日，二青会冰壶比赛在天津落下帷幕，西队获得2金、1银、1铜。在比赛中，某队员利用红壶去碰撞对方的蓝壶，两者在大本营中心发生对心碰撞（如图甲所示），从t=0开始，碰撞前后两壶运动的v-t图线如图乙中实线所示，其中红壶碰撞前后的图线平行。已知两冰壶质量均为20kg，t=1s时两壶相撞不计两壶碰撞的时间，则（　　）
A．两壶发生了弹性碰撞
B．碰后蓝壶移动的距离为2.4m
C．碰撞过程中损失的动能为3.2J
D．碰后两壶静止时，它们之间的距离为1.8m
6．(本题4分)光滑水平面上有一静止木块，质量为m的子弹水平射入后未穿出，子弹与木块运动的图像如图所示，下列说法错误的是（　　）
A．子弹动量变化量的大小等于木块动量变化量的大小
B．子弹进入木块的深度为
C．木块的质量为9m
D．整个过程产生的热量为
7．(本题4分)如图所示，两个小球、在光滑水平地面上相向运动，它们的质量分别为，，速度分别是（设为正方向），。则它们发生正碰后，速度的可能值分别为（　　）
A．， B．，
C．， D．，
二、多选题(共15分)
8．(本题5分)如图，初始时包含人、小车和篮球在内的整个系统在光滑水平面上均处于静止状态，现站在车上的人将篮球投向左边的篮筐，但并未投中，且篮球在撞击篮筐边缘后又刚好被人稳稳接住，整个过程中人与车始终保持相对静止，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）
A．在篮球投出后，撞击篮筐之前，人与车不动
B．在篮球投出后，撞击篮筐之前，人与车将向右做匀速直线运动
C．在篮球撞击篮筐之后，被人接住以前，人与车继续向右做匀速直线运动
D．在篮球被人接住后，人与车将静止不动
9．(本题5分)矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为的子弹以速度水平射向滑块，若射击下层，子弹刚好不射出。若射击上层，则子弹刚好能射进一半厚度，如图所示，上述两种情况相比较（　　）
A．子弹损失的动能一样多
B．子弹射击上层时，从射入到共速所经历时间较长
C．系统产生的热量一样多
D．子弹与上层摩擦力较大
10．(本题5分)如图，一固定容器的内壁为光滑半球面，在半球面水平直径的一端有一质点。它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，下列说法正确的有（　　）
A．它受到的合力充当向心力
B．重力的瞬时功率不断变大
C．重力的冲量不断变大
D．它对内壁的压力不断变大
第II卷（非选择题）
三、实验题(共20分)
11．(本题8分)用半径相同的两个小球、的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图所示，斜槽与水平槽圆滑连接。实验时先不放球，使球从斜槽上某一固定点由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。再把球静置于水平槽右端边缘处，让球仍从处由静止滚下，球和球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹。记录纸上的点是重垂线所指的位置，若各落点痕迹到的距离分别为，，，两球的质量分别为与，则
（1）下列说法正确的是______。
A．球的质量应为 B．球的质量应为
C．斜槽必须光滑 D．水平槽必须光滑
（2）未放球时球落地点是记录纸上的______点。若、碰撞时动量守恒，则应成立的表达式为（用题中所给各物理量的符号表示）________。
12．(本题12分)如图为验证动量守恒定律实验装置。
（1）在不放小球m2时，让小球m1从斜槽导轨的水平槽口抛出，利用光电门传感器测量小球通过光电门的时间为t0并显示在计算机屏幕上。
（2）把小球m2放在斜槽末端水平位置处（光电门左侧），小球m1从斜槽相同位置处由静止开始滚下，使它们发生碰撞。为减小实验误差，在两球碰撞后使m1球不反弹，所选用的两小球质量关系应为m1______m2（填“>”、“<”、 “ =”）；碰后小球m1通过光电门的时间为，小球m2通过光电门的时间为。则 ____ （填“>”、 “<”、“=”）。m1落地时间为 ，m2落地时间为，则 _______ （填“>”、“<”、“=”）。
（3）用天平测量两个小球的质量m1、m2，则动量守恒的表达式可表示为， = ________。（用题中字母表示）
四、解答题(共37分)
13．(本题6分)如图甲所示，一块长度为L、质量为m的木块静止在光滑水平面上。一颗质量也为m的子弹以水平速度v0射入木块．当子弹刚射穿木块时，木块向前移动的距离为s（图乙）。设子弹穿过木块的过程中受到的阻力恒定不变，子弹可视为质点。则子弹穿过木块的时间为？
14．(本题8分)如图，LMN是竖直平面内固定的光滑轨道，MN水平且足够长，LM下端与MN相切。质量为2kg的小球B与一轻弹簧相连，并静止在水平轨道上，质量为4kg的小球A从LM上距水平轨道高为h=0.45m处由静止释放，在A球进入水平轨道之后与弹簧正碰并压缩弹簧但不粘连。设小球A通过M点时没有机械能损失，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）A球与弹簧相碰过程中弹簧的最大弹性势能Ep；
（2）A、B两球最终的速度vA、vB的大小。
15．(本题8分)如图所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块A和B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。现将A无初速度释放，A与B碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动。已知A的质量=1kg，B的质量。圆弧轨道的半径R=0.45m，圆弧轨道光滑，A和B整体与桌面之间的动摩擦因数0.2，取重力加速度g=10m/s2。
（1）求碰撞前瞬间A的速率；
（2）求碰撞过程中A、B系统损失的机械能；
（3）A和B整体在桌面上滑动的距距离。
16．(本题15分)如图所示，长度的水平传送带在电动机的带动下，以恒定速率顺时针匀速传动，将一个质量为的滑块（可视为质点）轻轻放到传送带左端，当滑块每次刚好与传送带共速时，都会被一颗由仿真手枪发射的完全相同的子弹以速度击中（子弹与滑块作用时间极短）并留在其内，已知每颗子弹的质量均为，滑块与传送带之间的动摩擦因数，忽略空气阻力的影响，重力加速度g取。求：
（1）滑块被第一颗子弹击中后向左运动的最大距离；
（2）从滑块被第一颗子弹击中后到被第二颗子弹击中前，滑块与传送带之间的摩擦生热Q及电动机因传送滑块需要多做的功W；
（3）滑块离开传送带时的速度大小（计算结果可用根式表示）。
参考答案
1．D
【详解】
A．设、所受的滑动摩擦力大小相等均为，系统匀速运动时，有
故A错误；
B．轻绳断开后，对B，取向右为正方向，由动量定理得
联立解得
即在停止运动前，即在到时间内，、系统的合外力为零，总动量守恒，故B错误；
C． 时，取向右为正方向，由系统动量守恒得
解得的动量
故C错误；
D．时，即物体停止后又经过对由动量定理得
解得的动量为
故D正确。
故选D。
2．B
【详解】
设在 t时间内光照射到纸面上的光子数为n，每个光子的动量为p，由于白色薄片反射光子，而黑色薄片吸收光子，由动量定理知
F白 t=2np
F黑 t=np
光子对白色薄片的冲击力大，即F白>F黑，横杆将逆时针方向转动，ACD错误，B正确。
故选B。
3．A
【详解】
AC. 当时间变为2t时，根据动量定律知，速度变为原来的2倍，动量将变为原来的2倍，动能将变为原来的4倍。故A正确，C错误。
BD. 当位移变为2x时，根据动能定理知，速度变为原来的倍，动量变为原来的倍，动能变为原来的2倍。故B、D错误。
故选A。
4．B
【详解】
AB．根据题意可知，子弹在穿过两木块过程中，在阻力f作用下做减速运动，所以子弹在穿过第二个木块运动的时间比在穿过第一个木块的时间更长，即；对木块分析，水平方向受阻力f作用，根据动量定理有
由于阻力f相同，且，所以，故A错误，B正确；
CD．根据功能关系可知，子弹在穿过木块过程中系统产生的内能为
由于阻力f相同，且子弹穿过两个木块的相对位移都为木块的长度d，故子弹穿过两个木块过程中系统产生的内能相等，故CD错误。
故选B。
5．C
【详解】
A．根据图乙可知，碰撞前瞬间红壶的速度为
两壶碰撞过程，动量守恒，有
解得，蓝壶碰后瞬间速度大小为
因为
故碰撞过程中有机械能损失，碰撞不是完全弹性碰撞，故A错误；
B．v-t图线与时间轴围成的面积表示位移，故碰后蓝壶移动的距离为
故B错误；
C．碰撞过程中损失的动能为
故C正确；
D．红壶运动过程加速度大小为
碰撞后，红壶继续移动的距离为
故碰后两壶静止时，它们之间的距离为
故D错误。
故选C。
6．B
【详解】
C．设木块的质量为M，由动量守恒定律得
解得
故C正确；
A．子弹动量变化量的大小为
木块动量变化量的大小为
故A正确；
D．由功能关系得
故D正确；
B．由图可知，时间内木块的位移
子弹的位移
则
即子弹进入木块的深度为，故B错误。
本题选错误项，故选B。
7．A
【详解】
由题意得，向右为正方向，碰前系统动量为
碰前系统总动能为
A．若
，
可求得末动量和动能为
，
此时系统动量守恒，动能不增加，符合实际，A正确；
B．若
，
可分析出动量不守恒且动能增加，不可能出现，B错误；
C．若
，
碰后B球速度为0，不符合事实，C错误；
D．若
，
碰后速度方向依旧与碰前一样，还要再发生一次碰撞，这是不可能的，D错误。
故选A。
8．BD
【详解】
AB．人、车与篮球组成的系统在水平方向所受合外力为零，系统在水平方向动量守恒，投篮前系统静止，系统总动量为零，投篮后篮球在水平方向的分速度水平向左，系统动量守恒，由动量守恒定律可知，车在水平方向速度向右，因此篮球投出后撞击篮筐前，人与车向右做匀速直线运动，A错误，B正确；
C．在篮球撞击篮筐之后，被人接住以前，篮球在水平方向有向右的速度，由动量守恒定律可知，车有向左的速度，人与车向左做匀速直线运动，C错误；
D．人、车与篮球组成的系统在水平方向动量守恒，系统初状态总动量为零，在篮球被人接住后人、篮球、车的速度相等，系统初动量为零，由动量守恒定律可知，系统末状态动量为零，速度为零，人与车将静止不动，D正确。
故选BD。
9．ACD
【详解】
AC．子弹射入滑块的过程中，将子弹和滑块看成一个整体，合外力为0，动量守恒，所以两种情况后子弹和滑块的速度相同，所以末动能相同，故系统损失的动能一样多，产生的热量一样多，AC正确；
BD．子弹射入上层滑块能进一半厚度，射入下层滑块刚好不射出，说明在上层所受的摩擦力比下层大，根据动量定理可知，两种情况冲量相同，子弹射击上层所受摩擦力大，所以从入射到共速经历时间短，B错误，D正确。
故选ACD。
10．CD
【详解】
A．质点沿光滑半球面内壁加速下滑，做变速圆周运动，沿半径指向圆心方向的合力提供向心力，产生向心加速度，改变速度的方向，切线方向的合力提供切向加速度，改变速度的大小，故A错误；
B．在最高点质点速度为零，此时重力的瞬时功率为零，在最低点质点重力与速度方向垂直，此时重力的瞬时功率为零，则在质点在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，重力的瞬时功率先变大后变小，故B错误；
C．根据冲量定义可知，下滑过程中重力的冲量不断变大，故C正确；
D．设质点与圆心连线和竖直方向的夹角为θ，沿半径方向，根据牛顿第二定律，可得
解得
质点在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，θ减小，v增大，则根据上式可知，FN增大，根据牛顿第三定律可知，质点对内壁的压力不断变大，故D正确。
故选CD。
11．A P
【详解】
（1）AB．为了碰撞后A的速度仍然沿原来方向，入射球的质量需大于B球的质量，可知入射球选择的小球，A正确，B错误；
CD．实验中只需要A球到达底端的速度相等，斜槽和水平槽不一定需光滑，CD错误。
故选A。
（2）由题意可知，A球不碰撞时，做平抛运动落在P点，与B碰撞后，B落在N点，A落在M点；
平抛运动的时间相等，可知平抛运动的初速度正比于水平位移，根据动量守恒知，即
可知成立的表达式为
12．> > =
【详解】
(2)为减小实验误差，在两球碰撞后m1球不反弹，所选用的两小球质量关系应为m1 > m2。
碰后小球m1通过光电门的时间为t1，小球m2通过光电门的时间为t2。因为碰后m1的速度小于m2的速度，所以t1>t2。
碰后平抛运动的高度一样，故时间一样，。
(3)由动量守恒可得
解得
则
13．
【详解】
设子弹射穿木块后子弹的速度为v1，木块最终速度为v2，子弹和木块系统动量守恒，以子弹初速度方向为正方向，由动量守恒定律可得
mv0=mv1+mv2
设子弹对木块的作用力为f，则对木块有
对子弹有由动能定理
对木块由动量定理有
ft=mv2
联立解得
14．（1）6J；（2）vA=1m/s，vB=4m/s
【详解】
（1）设A球质量m1，A球下滑的过程，由机械能守恒得
代入数据可解得
v0=3m/s
设B球的质量为m2，A球进入水平轨道之后与弹簧正碰并压缩弹簧过程，A、B两球组成的系统动量守恒，当A、B相距最近时，两球速度相等，弹簧的弹性势能最大，设此时A、B的速度为v1，由动量守恒得
m1 v0=( m1+ m2) v1
由能量守恒可得弹簧的弹性势能
联立方程，代入数据可解得
（2）当A、B两球速度相等之后，由于弹力作用，B将加速，A将减速，它们将相互远离，当弹簧恢复原长时，设A、B的速度分别为vA、vB，之后A、B分离，这也就是它们的最终速度，由动量守恒可得
m1 v0= m1vA+ m2 vB
再根据能量守恒可得
联立两式，代入数据可解得
vA=1m/s，vB=4m/s
15．（1）；（2）3J；（3）
【详解】
（1）对A，从释放到碰撞前，由动能定理得
解得
（2）对A、B组成的系统，在碰撞过程中，由动量守恒得
解得
碰撞之前的机械能为
碰撞之前的机械能为
碰撞过程中损失的机械能为
（3）A和B整体在桌面上做匀减速直线运动，有
得
又
得
16．（1）0.04m；（2）1.44J，2.4J；（3）
【详解】
（1）滑块与传送带相对运动过程，加速度大小为
滑块第一次与传送带共速过程，位移
滑块被第一颗子弹击中过程，以向左为正方向，根据动量守恒定律有
解得
滑块被第一颗子弹击中后向左运动的最大距离
（2）滑块第一次与传送带共速过程，需要时间
摩擦生热
滑块被第一颗子弹击中后，到速度为0过程，需要时间
摩擦生热
速度为0到再次与传送带共速过程，摩擦生热
从滑块被第一颗子弹击中后到被第二颗子弹击中前，滑块与传送带之间的摩擦生热
电动机因传送滑块需要多做的功
（3）第二次碰撞过程中，以向左为正方向，根据动量守恒定律有
解得
再次与传送带共速，又向右移动
第三次碰撞过程中，以向左为正方向，根据动量守恒定律有
解得
再次与传送带共速，又向右移动
第四次碰撞过程中，以向左为正方向，根据动量守恒定律有
解得
第四次碰撞发生时，滑块距离传送带右端的距离为
则有
解得

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