2019人教版物理選擇性必修1例題和書后習題

PAGE4高一化學試卷第頁（共8頁）第1頁共18頁 選修1第一章動量守恒定律§1-1動量1【選1·p4·例題】一個質(zhì)量為0.1kg的鋼球，以6m/s的速度水平向右運動，碰到堅硬的墻壁后彈回，沿著同一直線以6m/s的速度水平向左運動（圖1.1-3）。碰撞前后鋼球的動量變化了多少？2【選1·p5·1】解答以下三個問題，總結(jié)動量與動能概念的不同。（1）質(zhì)量為2kg的物體，速度由3m/s增大為6m/s，它的動量和動能各增大為原來的幾倍？（2）質(zhì)量為2kg的物體，速度由向東的3m/s變?yōu)橄蛭鞯?m/s，它的動量和動能是否發(fā)生變化？如果發(fā)生變化，變化量各是多少？（3）A物體質(zhì)量是2kg，速度是3m/s，方向向東；B物體質(zhì)量是3kg，速度是4m/s，方向向西。它們動量的矢量和是多少？它們的動能之和是多少？3【選1·p5·2】一個質(zhì)量為2kg的物體在合力F的作用下從靜止開始沿直線運動。F隨時間t變化的圖像如圖1.1-5所示。（1）t＝2s時物體的動量大小是多少？（2）t＝3s時物體的動量大小是多少？§1-2動量定理4【選1·p8·例題】一個質(zhì)量為0.18kg的壘球，以25m/s的水平速度飛向球棒，被球棒擊打后，反向水平飛回，速度的大小為45m/s（圖1.2-4）。若球棒與壘球的作用時間為0.002s，球棒對壘球的平均作用力是多大？5【選1·p10·1】如圖1.2-6，一物體靜止在水平地面上，受到與水平方向成θ角的恒定拉力F作用時間t后，物體仍保持靜止?，F(xiàn)有以下看法：A．物體所受拉力F的沖量方向水平向右B．物體所受拉力F的沖量大小是FtcosθC．物體所受摩擦力的沖量大小為0D．物體所受合力的沖量大小為0你認為這些看法正確嗎？請簡述你的理由。6【選1·p10·2】體操運動員在落地時總要屈腿（圖1.2-7），這是為什么？7【選1·p10·3】如圖1.2-8，用0.5kg的鐵錘釘釘子，打擊前鐵錘的速度為4m/s。打擊后鐵錘的速度變?yōu)?，設(shè)打擊時間為0.01s。（1）不計鐵錘所受的重力，鐵錘釘釘子的平均作用力是多大？（2）考慮鐵錘所受的重力，鐵錘釘釘子的平均作用力是多大？（3）你分析一下，在計算鐵錘釘釘子的平均作用力時，在什么情況下可以不計鐵錘所受的重力。8【選1·p10·4】一個質(zhì)量為10kg的物體，以10m/s的速度做直線運動，受到一個反向的作用力F，經(jīng)過4s，速度變?yōu)榉聪?m/s。這個力是多大？9【選1·p10·5】一個質(zhì)量為60kg的蹦床運動員，從離水平網(wǎng)面3.2m高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面5.0m高處。已知運動員與網(wǎng)接觸的時間為0.8s，g取10m/s2。（1）求運動員與網(wǎng)接觸的這段時間內(nèi)動量的變化量。（2）求網(wǎng)對運動員的平均作用力大小。（3）求從自由下落開始到蹦回離水平網(wǎng)面5.0m高處這一過程中運動員所受重力的沖量、彈力的沖量。10【選1·p10·6】曾經(jīng)有一則新聞報道，一名4歲兒童從3層高的樓房掉下來，被一名見義勇為的青年接住。請你估算一下，兒童受到的合力的沖量是多大？設(shè)兒童與青年之間的相互作用時間為0.1s，則兒童受到的合力的平均值有多大？ §1-3動量守恒定律11【選1·p12·例題1】如圖1.3-3，在列車編組站里，一輛質(zhì)量為1.8×104kg的貨車在平直軌道上以2m/s的速度運動，碰上一輛質(zhì)量為2.2×104kg的靜止的貨車，它們碰撞后結(jié)合在一起繼續(xù)運動。求貨車碰撞后運動的速度。12【選1·p13·例題2】一枚在空中飛行的火箭質(zhì)量為m，在某時刻的速度為v，方向水平，燃料即將耗盡。此時，火箭突然炸裂成兩塊（圖1.3-4），其中質(zhì)量為m1的一塊沿著與v相反的方向飛去，速度為v1。求炸裂后另一塊的速度v2。13【選1·p15·1】甲、乙兩人靜止在光滑的冰面上，甲推乙后，兩人向相反方向滑去（圖1.3-5）。在甲推乙之前，兩人的總動量為0；甲推乙后，兩人都有了動量，總動量還等于0嗎？已知甲的質(zhì)量為45kg，乙的質(zhì)量為50kg，甲的速率與乙的速率之比是多大？14【選1·p15·2】在光滑水平面上，A、B兩個物體在同一直線上沿同一方向運動，A的質(zhì)量是5kg，速度是9m/s，B的質(zhì)量是2kg，速度是6m/s。A從后面追上B，它們相互作用一段時間后，B的速度增大為10m/s，方向不變，這時A的速度是多大？方向如何？15【選1·p15·3】質(zhì)量是10g的子彈，以300m/s的速度射入質(zhì)量是24g、靜止在光滑水平桌面上的木塊。（1）如果子彈留在木塊中，木塊運動的速度是多大？（2）如果子彈把木塊打穿，子彈穿過后的速度為100m/s，這時木塊的速度又是多大？16【選1·p15·4】某機車以0.4m/s的速度駛向停在鐵軌上的7節(jié)車廂，與它們對接。機車與第一節(jié)車廂相碰后，它們連在一起具有一個共同的速度，緊接著又與第二節(jié)車廂相碰，就這樣，直至碰上最后一節(jié)車廂。設(shè)機車和車廂的質(zhì)量都相等，求：與最后一節(jié)車廂碰撞后車廂的速度。鐵軌的摩擦忽略不計。17【選1·p15·5】甲、乙兩個物體沿同一直線相向運動，甲物體的速度是6m/s，乙物體的速度是2m/s。碰撞后兩物體都沿各自原方向的反方向運動，速度都是4m/s。求甲、乙兩物體的質(zhì)量之比。18【選1·p15·6】細線下吊著一個質(zhì)量為m1的靜止沙袋，沙袋到細線上端懸掛點的距離為l。一顆質(zhì)量為m的子彈水平射入沙袋并留在沙袋中，隨沙袋一起擺動。已知沙袋擺動時擺線的最大偏角是θ，求子彈射入沙袋前的速度。 §1-4實驗：驗證動量守恒定律19【選1·p19·1】如圖1.4-6甲，長木板的一端墊有小木塊，可以微調(diào)木板的傾斜程度，以平衡摩擦力，使小車能在木板上做勻速直線運動。小車A前端貼有橡皮泥，后端連一打點計時器紙帶，接通打點計時器電源后，讓小車A以某速度做勻速直線運動，與置于木板上靜止的小車B相碰并粘在一起，繼續(xù)做勻速直線運動。打點計時器電源頻率為50Hz，得到的紙帶如圖1.4-6乙所示，已將各計數(shù)點之間的距離標在圖上。（1）圖中的數(shù)據(jù)有AB、BC、CD、DE四段，計算小車A碰撞前的速度大小應選哪段？計算兩車碰撞后的速度大小應選哪段？為什么？（2）若小車A的質(zhì)量為0.4kg，小車B的質(zhì)量為0.2kg，根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)，碰前兩小車的總動量是多少？碰后兩小車的總動量是多少？20【選1·p19·2】某同學用圖1.4-5所示的實驗裝置和實驗步驟來驗證動量守恒定律，小球1的質(zhì)量為m1，它從斜槽上某點滾下，離開斜槽末端時的速度記為v1（稱為第一次操作）；小球2的質(zhì)量為m2，小球1第二次從斜槽上原位置滾下，跟小球2碰撞后離開斜槽末端的速度分別記為v1′和v2′（稱為第二次操作）。實驗所驗證的計算式為m1v1＝m1v1′＋m2v2′（1）如果第二次操作時，小球1從斜槽上開始滾下時位置比原先低一些，這將會影響計算式中哪個或哪幾個物理量？如果其他的操作都正確，實驗將會得到怎樣的結(jié)果？說明道理。（2）如果在第二次操作時，發(fā)現(xiàn)在第一次操作中，槽的末端是不水平的，有些向上傾斜，于是把它調(diào)為水平，調(diào)整后的斜槽末端離地面高度跟原來相同。然后讓小球在斜槽上原標記位置滾下進行第二次操作，分析時仍然和第一次操作的數(shù)據(jù)進行比較，其他實驗操作都正確，且調(diào)節(jié)斜槽引起小球在空中運動時間的變化可忽略不計。該實驗可能會得到怎樣的結(jié)果，說明道理。 §1-5彈性碰撞和非彈性碰撞 21【選1·p21·例題】如圖1.5-2，在光滑水平面上，兩個物體的質(zhì)量都是m，碰撞前一個物體靜止，另一個以速度v向它撞去。碰撞后兩個物體粘在一起，成為一個質(zhì)量為2m的物體，以一定速度繼續(xù)前進。碰撞后該系統(tǒng)的總動能是否會有損失？ 22【選1·p23·1】在氣墊導軌上，一個質(zhì)量為400g的滑塊以15cm/s的速度與另一質(zhì)量為200g、速度為10cm/s并沿相反方向運動的滑塊迎面相撞，碰撞后兩個滑塊粘在一起。（1）求碰撞后滑塊速度的大小和方向。（2）這次碰撞，兩滑塊共損失了多少機械能？ 23【選1·p23·2】速度為10m/s的塑料球與靜止的鋼球發(fā)生正碰，鋼球的質(zhì)量是塑料球的4倍，碰撞是彈性的，求碰撞后兩球的速度。 24【選1·p23·3】有些核反應堆里要讓中子與原子核碰撞，以便把中子的速度降下來。為此，應該選用質(zhì)量較大的還是質(zhì)量較小的原子核？為什么？ 25【選1·p23·4】一種未知粒子跟靜止的氫原子核正碰，測出碰撞后氫原子核的速度是3.3×107m/s。該未知粒子跟靜止的氮原子核正碰時，測出碰撞后氮原子核的速度是4.4×106m/s。已知氫原子核的質(zhì)量是mH，氮原子核的質(zhì)量是14mH，上述碰撞都是彈性碰撞，求未知粒子的質(zhì)量。這實際是歷史上查德威克測量中子質(zhì)量從而發(fā)現(xiàn)中子的實驗，請你根據(jù)以上查德威克的實驗數(shù)據(jù)計算：中子的質(zhì)量與氫核的質(zhì)量mH有什么關(guān)系？ 26【選1·p23·5】質(zhì)量為m、速度為v的A球跟質(zhì)量為3m的靜止B球發(fā)生正碰。碰撞可能是彈性的，也可能是非彈性的，因此，碰撞后B球的速度可能有不同的值。請你論證：碰撞后B球的速度可能是以下值嗎？（1）0.6v；（2）0.4v?！?-6反沖現(xiàn)象火箭 27【選1·p27·1】一架噴氣式飛機（圖1.6-7）飛行的速度是800m/s，如果它噴出的氣體相對飛機的速度小于800m/s，那么以地面為參考系，氣體的速度方向?qū)嶋H上是與飛機飛行的方向相同的。如果在這種情況下繼續(xù)噴出氣體，飛機的速度還會增加嗎？為什么？ 28【選1·p27·2】一個連同裝備共有100kg的航天員，脫離宇宙飛船后，在離飛船45m的位置與飛船處于相對靜止的狀態(tài)（圖1.6-8）。裝備中有一個高壓氣源，能以50m/s的速度噴出氣體。航天員為了能在10min內(nèi)返回飛船，他需要在開始返回的瞬間一次性向后噴出多少氣體？ 28【選1·p27·3】用火箭發(fā)射人造地球衛(wèi)星，假設(shè)最后一節(jié)火箭的燃料用完后，火箭殼體和衛(wèi)星一起以7.0×103m/s的速度繞地球做勻速圓周運動。已知衛(wèi)星的質(zhì)量為500kg，最后一節(jié)火箭殼體的質(zhì)量為100kg。某時刻火箭殼體與衛(wèi)星分離，分離時衛(wèi)星與火箭殼體沿軌道切線方向的相對速度為1.8×103m/s。試分析計算：分離后衛(wèi)星的速度增加到多大？火箭殼體的速度是多大？分離后它們將如何運動？ 29【選1·p27·4】一個士兵坐在皮劃艇上，他連同裝備和皮劃艇的總質(zhì)量是120kg。這個士兵用自動步槍在2s內(nèi)沿水平方向連續(xù)射出10發(fā)子彈，每發(fā)子彈的質(zhì)量是10g，子彈離開槍口時相對步槍的速度是800m/s。射擊前皮劃艇是靜止的，不考慮水的阻力。（1）每次射擊后皮劃艇的速度改變多少？（2）連續(xù)射擊后皮劃艇的速度是多大？（3）連續(xù)射擊時槍所受到的平均反沖作用力是多大？第一章動量守恒定律復習與提高A組1.120kg的鐵錘從3.2m高處落下，打在水泥樁上，與水泥樁撞擊的時間是0.005s。撞擊時，鐵錘對樁的平均沖擊力有多大？g取10m/s2。2.兩個質(zhì)量不同而初動量相同的物體，在水平地面上由于摩擦力的作用而停止運動。它們與地面的動摩擦因數(shù)相同，請比較它們的滑行時間。3.在離地面同一高度有質(zhì)量相同的三個小球a、b、c，a球以速度v0豎直上拋，b球以速度v0豎直下拋，c球做自由落體運動，不計空氣阻力，三球落地時動量是否相同？從拋出到落地，三球動量的變化量是否相同？4.質(zhì)量為0.5kg的金屬小球，以6m/s的速度水平拋出，拋出后經(jīng)過0.8s落地，g取10m/s2。（1）小球拋出時和剛落地時，動量的大小、方向如何？（2）小球從拋出到落地的動量變化量的大小和方向如何？（3）小球在空中運動的0.8s內(nèi)所受重力的沖量的大小和方向如何？（4）說出你解答上述問題后的認識。5.圖1-1是用木槌把糯米飯打成糍粑的場景，有人據(jù)此編了一道練習題：“已知木槌質(zhì)量為18kg，木槌剛接觸糍粑時的速度是22m/s，打擊糍粑0.1s后木槌靜止，求木槌打擊糍粑時平均作用力的大小?！苯獯鸫祟}，你是否發(fā)現(xiàn)，以上數(shù)據(jù)所描述的是一個不符合實際的情景。哪些地方不符合實際？6.A、B兩個粒子都帶正電，B的電荷量是A的2倍，B的質(zhì)量是A的4倍。A以已知速度v向靜止的B粒子飛去。由于靜電力，它們之間的距離縮短到某一極限值后又被彈開，然后各自以新的速度做勻速直線運動。設(shè)作用前后它們的軌跡都在同一直線上，計算A、B之間的距離最近時它們各自的速度。7.質(zhì)量為m1和m2的兩個物體在光滑的水平面上正碰，碰撞時間不計，其位移—時間圖像如圖1-2所示。（1）若m1＝1kg，則m2等于多少？（2）兩個物體的碰撞是彈性碰撞還是非彈性碰撞？8.把一個質(zhì)量為0.2kg的小球放在高度為5.0m的直桿的頂端（圖1-3）。一顆質(zhì)量為0.01kg的子彈以500m/s的速度沿水平方向擊中小球，并穿過球心，小球落地處離桿的距離為20m。g取10m/s2，求子彈落地處離桿的距離。B組1.物體受到方向不變的力F作用，其中力的大小隨時間變化的規(guī)律為F＝5t（F的單位是N），求力在2s內(nèi)的沖量大小。2.用水平力拉一個質(zhì)量為m的物體，使它在水平面上從靜止開始運動，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ。經(jīng)過時間t后，撤去這個水平力，物體在摩擦力的作用下又經(jīng)過時間t停止運動。求拉力的大小。3.城市進入高樓時代后，高空墜物已成為危害極大的社會安全問題。圖1-4為一則安全警示廣告，非常形象地描述了高空墜物對人傷害的嚴重性。小明同學用下面的實例來檢驗廣告詞的科學性：設(shè)一個50g的雞蛋從18樓的窗戶自由落下，相鄰樓層的高度差為3m，與地面撞擊時雞蛋的豎直高度為5cm，認為雞蛋下沿落地后，雞蛋上沿的運動是勻減速運動，并且上沿運動到地面時恰好靜止，以雞蛋的上、下沿落地的時間間隔作為雞蛋與地面的撞擊時間，不計空氣阻力。試估算從18樓下落的雞蛋對地面的平均沖擊力。4.水流射向墻壁，會對墻壁產(chǎn)生沖擊力。假設(shè)水槍噴水口的橫截面積為S，噴出水流的流速為v，水流垂直射向豎直墻壁后速度變?yōu)?。已知水的密度為ρ，重力加速度大小為g，求墻壁受到的平均沖擊力。5.長為l、質(zhì)量為m的小船停在靜水中，質(zhì)量為m′的人從靜止開始從船頭走到船尾。不計水的阻力，求船和人對地面位移的大小。6.在光滑水平地面上有兩個相同的彈性小球A、B，質(zhì)量都為m，現(xiàn)B球靜止，A球向B球運動，發(fā)生正碰。已知碰撞過程中總機械能守恒，兩球壓縮最緊時的彈性勢能為EP，求碰前A球的速度。7.如圖1-5，光滑水平軌道上放置長板A（上表面粗糙）和滑塊C，滑塊B置于A的左端，三者質(zhì)量分別為mA＝2kg，mB＝1kg，mC＝2kg。開始時C靜止，A、B一起以v0＝5m/s的速度勻速向右運動，A與C發(fā)生碰撞（時間極短）后C向右運動，經(jīng)過一段時間，A、B再次達到共同速度一起向右運動，且恰好不再與C碰撞。求A與C發(fā)生碰撞后瞬間A的速度大小。8.如圖1-6，質(zhì)量均為m的木塊A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一豎直輕桿，輕桿上端的O點系一長為l的細線，細線另一端系一質(zhì)量為m0的球C?，F(xiàn)將C球拉起使細線水平伸直，并由靜止釋放C球。求A、B兩木塊分離時，A、B、C的速度大小。第二章機械振動§2-1簡諧運動1【選1·p34·1】如圖2.1-5，兩人合作，模擬振動曲線的記錄裝置。先在白紙中央畫一條直線OO′，使它平行于紙的長邊，作為圖像的橫坐標軸。一個人用手使鉛筆尖在白紙上沿垂直于OO′的方向水平振動，另一個人沿OO′的方向勻速拖動白紙，紙上就畫出了一條描述筆尖振動情況的x-t圖像。請完成這個實驗，并解釋：橫坐標代表什么物理量？縱坐標代表什么量？為什么必須勻速拖動白紙？如果拖動白紙的速度是5×10-2m/s，在橫坐標軸上應該怎樣標出坐標的刻度？2【選1·p34·2】圖2.1-6是某質(zhì)點做簡諧運動的振動圖像。根據(jù)圖像中的信息，回答下列問題。（1）質(zhì)點離開平衡位置的最大距離有多大？（2）在1.5s和2.5s這兩個時刻，質(zhì)點的位置在哪里？質(zhì)點向哪個方向運動？（3）質(zhì)點相對于平衡位置的位移方向在哪些時間內(nèi)跟它的瞬時速度的方向相同？在哪些時間內(nèi)跟瞬時速度的方向相反？（4）質(zhì)點在第2s末的位移是多少？（5）質(zhì)點在前2s內(nèi)運動的路程是多少？§2-2簡諧運動的描述3【選1·p38·例題】如圖2.2-5，彈簧振子的平衡位置為O點，在B、C兩點之間做簡諧運動。B、C相距20cm。小球經(jīng)過B點時開始計時，經(jīng)過0.5s首次到達C點。（1）畫出小球在第一個周期內(nèi)的x-t圖像。（2）求5s內(nèi)小球通過的路程及5s末小球的位移。4【選1·p40·1】一個小球在平衡位置O點附近做簡諧運動，若從O點開始計時，經(jīng)過3s小球第一次經(jīng)過M點，再繼續(xù)運動，又經(jīng)過2s它第二次經(jīng)過M點；求該小球做簡諧運動的可能周期。5【選1·p40·2】有兩個簡諧運動：x1＝3asin（8πbt＋）和x2＝9asin（8πbt＋），它們的振幅之比是多少？它們的頻率各是多少？t＝0時它們的相位差是多少？6【選1·p40·3】圖2.2-8是兩個簡諧運動的振動圖像，它們的相位差是多少？7【選1·p40·4】有甲、乙兩個簡諧運動：甲的振幅為2cm，乙的振幅為3cm，它們的周期都是4s，當t＝0時甲的位移為2cm，乙的相位比甲落后4π。請在同一坐標系中畫出這兩個簡諧運動的位移—時間圖像。8【選1·p40·5】圖2.2-9為甲、乙兩個簡諧運動的振動圖像。請根據(jù)圖像寫出這兩個簡諧運動的位移隨時間變化的關(guān)系式?！?-3簡諧運動的回復力和能量9【選1·p43·1】把圖2.3-2中傾角為θ的光滑斜面上的小球沿斜面拉下一段距離，然后松開。假設(shè)空氣阻力可忽略不計，試證明小球的運動是簡諧運動。10【選1·p43·2】若想判定以下振動是不是簡諧運動，請你陳述求證的思路（可以不進行定量證明），空氣阻力可忽略。（1）粗細均勻的一根木筷，下端繞幾圈鐵絲，豎直浮在較大的裝有水的杯中（圖2.3-3）。把木筷往上提起一段距離后放手，木筷就在水中上下振動。（2）光滑圓弧面上有一個小球，把它從最低點移開一小段距離，放手后，小球以最低點為平衡位置左右振動（圖2.3-4）。11【選1·p43·3】做簡諧運動的物體經(jīng)過A點時，加速度的大小是2m/s2，方向指向B點；當它經(jīng)過B點時，加速度的大小是3m/s2，方向指向A點。若AB之間的距離是10cm，請確定它的平衡位置。12【選1·p43·4】圖2.3-5為某物體做簡諧運動的圖像，在0~1.5s范圍內(nèi)回答下列問題。（1）哪些時刻物體的回復力與0.4s時的回復力相同？（2）哪些時刻物體的速度與0.4s時的速度相同？（3）哪些時刻的動能與0.4s時的動能相同？（4）哪段時間的加速度在減??？（5）哪段時間的勢能在增大？§2-4單擺13【選1·p47·1】一個理想單擺，已知其周期為T。如果由于某種原因（如轉(zhuǎn)移到其他星球）自由落體加速度變?yōu)樵瓉淼模穹優(yōu)樵瓉淼?，擺長變?yōu)樵瓉淼?，擺球的質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?，它的周期變?yōu)槎嗌伲?4【選1·p47·2】周期是2s的單擺叫秒擺，秒擺的擺長是多少？把一個地球上的秒擺拿到月球上去，已知月球上的自由落體加速度為1.6m/s2，它在月球上做50次全振動要用多少時間？15【選1·p47·3】圖2.4-7是兩個單擺的振動圖像。（1）甲、乙兩個擺的擺長之比是多少？（2）以向右的方向作為擺球偏離平衡位置的位移的正方向，從t＝0起，乙第一次到達右方最大位移時，甲擺動到了什么位置？向什么方向運動？16【選1·p47·4】一條細線下面掛著一個小球，讓它自由擺動，畫出它的振動圖像如圖2.4-8所示。（1）請根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)計算出它的擺長。（2）請根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)估算出它擺動的最大偏角?！?-5實驗：用單擺測量重力加速度17【選1·p49·1】1.在用單擺測量重力加速度的實驗中，下面的敘述哪些是正確的，哪些是錯誤的？A.擺線要選擇細些的、伸縮性小些的，并且盡可能長一些B.擺球盡量選擇質(zhì)量大些、體積小些的C.為了使擺的周期大一些，以方便測量，開始時拉開擺球，使擺角較大D.用刻度尺測量擺線的長度l，這就是單擺的擺長E.釋放擺球，從擺球經(jīng)過平衡位置開始計時，記下擺球做50次全振動所用的時間t，則單擺周期T＝50t18【選1·p49·2】某同學在實驗探究a、b兩個物理量之間的定量關(guān)系時，測得了6組實驗數(shù)據(jù)如下表所示，它們的單位為P、Q。請用圖像（圖2.5-4）處理實驗數(shù)據(jù)，尋找它們之間的定量關(guān)系，根據(jù)圖像推出a、b之間關(guān)系的表達式，如果有常數(shù)，寫出常數(shù)的數(shù)值和單位?！?-6受迫振動共振19【選1·p54·1】如圖2.6-6，一個豎直圓盤轉(zhuǎn)動時，固定在圓盤上的小圓柱帶動一個T形支架在豎直方向振動，T形支架下面系著一個彈簧和小球組成的振動系統(tǒng)，小球浸沒在水中。當圓盤靜止時，讓小球在水中振動，其阻尼振動的頻率約為3Hz。現(xiàn)使圓盤以4s的周期勻速運動，經(jīng)過一段時間后，小球振動達到穩(wěn)定，它振動的頻率是多少？20【選1·p54·2】如圖2.6-7，張緊的水平繩上吊著A、B、C三個小球。B球靠近A球，但兩者的懸線長度不同；C球遠離A球，但兩者的懸線長度相同。（1）讓A球在垂直于水平繩的方向擺動，在起初一段時間內(nèi)將會看到B、C球有什么表現(xiàn)？（2）在C球擺動起來后，用手使A、B球靜止，然后松手，在起初一段時間內(nèi)又將看到A、B球有什么表現(xiàn)？21【選1·p54·3】汽車的車身是裝在彈簧上的，某車的車身—彈簧系統(tǒng)的固有周期是1.5s。這輛汽車在一條起伏不平的路上行駛，路面凸起之處大約都相隔8m。汽車以多大速度行駛時，車身上下顛簸得最劇烈？22【選1·p54·4】圖2.6-8是一個單擺的共振曲線。（1）試估計此單擺的擺長。（2）若擺長增大，共振曲線振幅最大值所對應的橫坐標將怎樣變化？23【選1·p54·5】圖2.6-9是單擺做阻尼振動的位移—時間圖像，請比較擺球在P與N時刻的勢能、動能、機械能的大小。第二章機械振動復習與提高A組1.做簡諧運動的質(zhì)點在通過平衡位置時，哪些物理量分別具有最大值和最小值？2.某一彈簧振子完成10次全振動需要2s的時間，在此2s的時間內(nèi)通過的路程是80cm。求此彈簧振子的振幅、周期和頻率。3.如圖2-1，滑塊在M、N之間做簡諧運動。以平衡位置O為原點，建立Ox軸，向右為x軸正方向。若滑塊位于N點時開始計時，試畫出其振動圖像。4.一座擺鐘走得慢了，要把它調(diào)準，應該怎樣改變它的擺長？為什么？5.如圖2-2，小球在半徑為R的光滑球面上的A、B之間來回運動。若，試證明小球的運動是簡諧運動，并求出其振動的頻率。6.使懸掛在長繩上的小球偏離平衡位置一個很小的角度，然后放開它，同時使另一個小球從靜止開始由懸點自由下落。哪一個小球先到達第一個小球的平衡位置？7.圖2-3是某簡諧運動的振動圖像，試根據(jù)圖像回答下列問題。（1）該簡諧運動的振幅、周期、頻率各是多大？（2）從C點算起，到曲線上的哪一點，表示完成了一次全振動？（3）曲線上A、B、C、D、E、F、G、H各點中，哪些點表示振子的動能最大，哪些點表示振子的勢能最大？B組1.一個單擺完成10次全振動的時間是40s，擺球的質(zhì)量為0.2kg，它振動到最大位移時距最低點的高度為1.5cm，它完成10次全振動回到最大位移時，距最低點的高度變?yōu)?.2cm。如果每完成10次全振動給它補充一次能量，使擺球回到原來的高度，在200s內(nèi)總共應補充多少能量？2.一個單擺在質(zhì)量為m1、半徑為R1的星球上做周期為T1的簡諧運動，在質(zhì)量為m2、半徑為R2的星球上做周期為T2的簡諧運動。求T1與T2之比。3.某同學用單擺測重力加速度。實驗時改變擺長，測出幾組擺長l和對應的周期T的數(shù)據(jù)，作出l-T2圖像，如圖2-4所示。（1）利用A、B兩點的坐標可求得重力加速度g，請寫出重力加速度的表達式。（2）本實驗用l-T2圖像計算重力加速度，是否可以消除因擺球質(zhì)量分布不均勻而造成的測量誤差？請說明道理。4.圖2-5是一個彈簧振子的振動圖像，試完成以下問題。（1）寫出該小球位移隨時間變化的關(guān)系式。（2）在第2s末到第3s末這段時間內(nèi)，小球的加速度、速度、動能和彈性勢能各是怎樣變化的？（3）該小球在第100s時的位移是多少？路程是多少？5.如圖2-6甲，O點為單擺的固定懸點，將力傳感器接在擺球與O點之間?，F(xiàn)將擺球拉到A點，釋放擺球，擺球?qū)⒃谪Q直面內(nèi)的A、C之間來回擺動，其中B點為運動中的最低位置。圖2-6乙表示細線對擺球的拉力大小F隨時間t變化的曲線，圖中t＝0為擺球從A點開始運動的時刻，g取10m/s2。（1）求單擺的振動周期和擺長。（2）求擺球的質(zhì)量。（3）求擺球運動過程中的最大速度。6.把一個篩子用四根彈簧支撐起來，篩子上裝一個電動偏心輪，它每轉(zhuǎn)一周，給篩子一個驅(qū)動力，這就做成了一個共振篩，如圖2-7甲所示。該共振篩的共振曲線如圖2-7乙所示。已知增大電壓，可使偏心輪轉(zhuǎn)速提高，增加篩子質(zhì)量，可增大篩子的固有周期?，F(xiàn)在，在某電壓下偏心輪的轉(zhuǎn)速是54r/min。為了使篩子的振幅增大，請?zhí)岢鰞煞N方案。第三章機械波§3-1波的形成1【選1·p61·1】舉出一個生活中的例子，說明機械波是“質(zhì)點振動”這種運動形式在介質(zhì)中的傳播，質(zhì)點并沒遷移。2【選1·p61·2】圖3.1-6是以質(zhì)點P為波源的機械波在繩上傳到質(zhì)點Q時的波形。（1）請判斷此機械波的類型。（2）P點從平衡位置剛開始振動時，是朝著哪個方向運動的？3【選1·p61·3】圖3.1-7是某繩波形成過程的示意圖。質(zhì)點1在外力作用下沿豎直方向做簡諧運動，帶動2，3，4，…各個質(zhì)點依次上下振動，把振動從繩的左端傳到右端。已知t＝0時，質(zhì)點1開始向上運動；t＝時，1到達最上方，5開始向上運動。（1）t＝時，質(zhì)點8、12、16的運動狀態(tài)如何？（2）t＝時，質(zhì)點8、12、16的運動狀態(tài)如何？（3）t＝T時,質(zhì)點8、12、16的運動狀態(tài)如何？§3-2波的描述4【選1·p64·例題】圖3.2-5中的實線是一列正弦波在某一時刻的波形圖。經(jīng)過0.5s后，其波形如圖中虛線所示。設(shè)該波的周期T大于0.5s。（1）如果波是向左傳播的，波的速度是多大？波的周期是多大？（2）如果波是向右傳播的，波的速度是多大？波的周期是多大？5【選1·p65·1】圖3.2-6為一列沿x軸正方向傳播的簡諧波在初始時刻的波形，試畫出該簡諧波經(jīng)過極短一段時間后的波形圖，并確定初始時刻圖中A、B、C、D四個質(zhì)點的振動方向及這段時間內(nèi)質(zhì)點速度大小的變化情況。6【選1·p65·2】簡諧橫波某時刻的波形如圖3.2-7所示，P為介質(zhì)中的一個質(zhì)點，波沿x軸的正方向傳播。（1）此時刻與時刻，質(zhì)點P的速度與加速度的方向各是怎樣的？（2）經(jīng)過一個周期，質(zhì)點P通過的路程為多少？（3）有同學說由此時刻起經(jīng)過后，質(zhì)點P通過的路程為A0，你認為這種說法對嗎？7【選1·p65·3】圖3.2-8是一列波的圖像。（1）如果波沿著x軸的正方向傳播，K、L、M三個質(zhì)點，哪一個最先回到平衡位置？（2）如果波沿著x軸的負方向傳播，K、L、M三個質(zhì)點，哪一個最先回到平衡位置？8【選1·p65·4】一列橫波某時刻的波形如圖3.2-9甲所示，圖3.2-9乙表示介質(zhì)中某質(zhì)點此后一段時間內(nèi)的振動圖像。（1）若波沿x軸的正方向傳播，圖乙為K、L、M、N四點中哪點的振動圖像？（2）若波沿x軸的負方向傳播，圖乙為K、L、M、N四點中哪點的振動圖像？9【選1·p65·5】在空氣中波長為1m的聲波，由空氣傳入水中，聲波在水中的頻率和波長各是多少？（此時溫度為0℃）10【選1·p65·6】湖面上停著A、B兩條小船，它們相距20m。一列水波正在湖面上沿AB連線的方向傳播，每條小船每分鐘上下浮動20次。當A船位于波峰時，B船在波谷，兩船之間還有一個波峰。求水波的波速。§3-3波的反射、折射和衍射11【選1·p68·1】蝙蝠是通過聲波的反射來判斷前方是否有障礙物的?？茖W家在蝙蝠飛行的空間里橫跨了很多系有銅鈴的繩索，蝙蝠黑暗中在此空間飛行時不會碰撞這些繩索而導致銅鈴發(fā)聲。據(jù)此，你認為蝙蝠發(fā)出的聲波頻率應該具有怎樣的特征？盡可能用數(shù)量級來描述你的估算。12【選1·p68·2】操場上的喇叭正在播放音樂，有高音也有低音。走到離操場不遠的教學大樓后面，聽到喇叭播放的音樂聲有所減弱。是高音還是低音減弱得明顯一些？為什么？13【選1·p68·3】如圖3.3-5，擋板M是固定的，擋板N可以上下移動?，F(xiàn)在把M、N兩塊擋板中的空隙當作一個“小孔”做水波的衍射實驗，出現(xiàn)了圖示中的圖樣，P點的水沒有振動起來。為了使擋板左邊的振動傳到P點，可以采用什么辦法？§3-4波的干涉14【選1·p73·1】圖3.4-6表示兩列頻率相同的橫波相遇時某一時刻的情況，實線表示波峰，虛線表示波谷。（1）描述一個周期內(nèi)M、N兩個質(zhì)點的運動情況。（2）用空心小圓圈把半個周期后圖中具有最大正位移的點標出來，用實心小圓點把半個周期后圖中具有最大負位移的點標出來。（3）把圖中比較“平靜”的地方用虛線標出來。15【選1·p73·2】在圖3.4-6所描述的時刻，M是波峰與波峰相遇的點，是凸起最高的位置之一。（1）隨著時間的推移，這個凸起最高的位置在向哪個方向移動？是不是M質(zhì)點在向那個方向遷移？M質(zhì)點在哪個方向上運動？（2）指出圖中哪個位置是凹下最低的位置（只需指出一個）。隨著時間的推移，這個凹下最低的位置在向哪個方向移動？（3）由圖中時刻經(jīng)過時，M質(zhì)點的位移有什么特點？16【選1·p73·3】消除噪聲污染是當前環(huán)境保護的一個重要課題，內(nèi)燃機、通風機等在排放各種高速氣流的過程中都會發(fā)出噪聲，圖3.4-7所示的消聲器可以用來削弱高速氣流產(chǎn)生的噪聲。波長為λ的聲波沿水平管道自左向右傳播，在聲波到達a處時，分成上下兩束波，這兩束聲波在b處相遇時可削弱噪聲。試說明該消聲器的工作原理及要達到良好的消聲效果必須滿足的條件。17【選1·p73·4】波源S1和S2振動方向相同，頻率均為4Hz，分別置于均勻介質(zhì)中的A、B兩點處，AB＝1.2m，如圖3.4-8所示。兩波源產(chǎn)生的簡諧橫波沿直線AB相向傳播，波速為4m/s。已知兩波源振動的初始相位相同，求A、B間合振動振幅最小的點的位置?！?-5多普勒效應18【選1·p76·1】為了理解多普勒效應，可以設(shè)想一個拋球的游戲（圖3.5-5）。設(shè)想甲每隔1s向乙拋一個球，如果甲、乙都站著不動，乙每隔1s接到一個球。如果甲拋球時仍然站著不動，而乙以一定速度向甲運動，這時乙接球的時間間隔是否還是1s？如果乙靠向甲的速度增大，乙接球的時間間隔是否會有變化？19【選1·p76·2】火車上有一個聲源發(fā)出頻率一定的樂音。當火車靜止、觀察者也靜止時，觀察者聽到并記住了這個樂音的音調(diào)。以下哪種情況中，觀察者聽到這個樂音的音調(diào)比原來低？請解釋原因。A.觀察者靜止，火車向他駛來B.觀察者靜止，火車離他駛?cè).火車靜止，觀察者乘汽車向著火車運動D.火車靜止，觀察者乘汽車遠離火車運動20【選1·p76·3】在網(wǎng)絡(luò)搜索引擎上鍵入“多普勒效應”一詞，查找多普勒效應的應用，并寫出一篇介紹文章，全班同學進行交流。第三章機械波復習與提高A組1.向水面上扔一個石塊，形成如圖3-1所示的波形，已知相鄰實線間的距離等于一個波長，不考慮水波的反射，試大致畫出水波通過圖3-1甲的孔A和B以及遇到圖3-1乙中障礙物C和D之后的傳播情況。2.第一次測定聲音在水中的傳播速度是1827年在日內(nèi)瓦湖上進行的，現(xiàn)有兩位同學模擬當年情景（圖3-2）：兩條船相距14km，一位同學在一條船上敲響水里的一口鐘，同時點燃船上的火把使其發(fā)光；另一條船上的同學在看到火把發(fā)光后10s，通過水里的聽音器聽到了水下的鐘聲。試根據(jù)這些數(shù)據(jù)計算水中的聲速。3.圖3-3的橫波正在沿x軸的正方向傳播，波速為0.5m/s，分別畫出經(jīng)過1s和4s時刻的兩個波形圖。4.一列簡諧橫波在t＝0時的波形圖如圖3-4所示。介質(zhì)中x＝2m處的質(zhì)點P沿y軸方向做簡諧運動的表達式為y＝10sin（5πt）（y的單位是cm）。（1）由圖確定這列波的波長λ與振幅。（2）求出這列波的波速。（3）試判定這列波的傳播方向。5.某波源S發(fā)出一列簡諧橫波，波源S的振動圖像如圖3-5所示。在波的傳播方向上有A、B兩點，它們到S的距離分別為45m和55m。測得A、B兩點開始振動的時間間隔為1.0s。（1）求這列波的波長λ。（2）當B點離開平衡位置的位移為6cm時，A點離開平衡位置的位移是多少？B組1.如圖3-6甲，兩列沿相反方向傳播的橫波，形狀相當于正弦曲線的一半，上下對稱，其振幅和波長都相等。它們在相遇的某一時刻會出現(xiàn)兩列波“消失”的現(xiàn)象，如圖乙。請判斷：從此時刻開始a、b兩質(zhì)點將向哪個方向運動？2.振源A從0時刻開始帶動細繩上各點上下做簡諧運動，振幅為0.2m。0.4s時繩上形成的波形如圖3-7所示。規(guī)定向上為質(zhì)點振動位移的正方向，試畫出A點的振動圖像。3.圖3-8中的a是一列正弦波在某時刻的波形曲線，b是0.2s后它的波形曲線。試求這列波可能的傳播速度。4.如圖3-9，S點是波源，振動頻率為100Hz，產(chǎn)生的簡諧波向右傳播，波速為80m/s。波在傳播過程中經(jīng)過P、Q兩點，已知SP為4.2m，SQ為5.4m。（1）在某一時刻t，當S點通過平衡位置向上運動時，P點和Q點是處于波峰還是處于波谷，或者處于其他位置？（2）取時刻t為時間的起點，分別作出S、P、Q三點的振動圖像。5.在學校運動場上50m直跑道的兩端，分別安裝了由同一信號發(fā)生器帶動的兩個相同的揚聲器。兩個揚聲器連續(xù)發(fā)出波長為5m的聲波。一同學從該跑道的中點出發(fā)，向某一端點緩慢行進10m。求在此過程中他聽到揚聲器聲音由強變?nèi)醯拇螖?shù)？6.如圖3-10，一列簡諧橫波在x軸上傳播，圖甲和圖乙分別為x軸上a、b兩質(zhì)點的振動圖像，且xab為6m。試求出這列波的波長與波速？7.兩列簡諧橫波分別沿x軸正方向和負方向傳播，兩波源分別位于x＝－0.2m和x＝1.2m處，兩列波的波速均為0.4m/s，波源的振幅均為2cm。圖3-11為0時刻兩列波的圖像，此刻平衡位置在x＝0.2m和x＝0.8m的P、Q兩質(zhì)點剛開始振動。質(zhì)點M的平衡位置處于x＝0.5m處。（1）求兩列波相遇的時刻。（2）求1.5s后質(zhì)點M運動的路程。第四章光§4-1光的折射1【選1·p83·例題】如圖4.1-4，一個儲油桶的底面直徑與高均為d。當桶內(nèi)沒有油時，從某點A恰能看到桶底邊緣的某點B。當桶內(nèi)油的深度等于桶高的一半時，仍沿AB方向看去，恰好看到桶底上的點C，C、B兩點相距。求油的折射率和光在油中傳播的速度。2【選1·p84·1】圖4.1-5是光線由空氣射入半圓形玻璃磚，再由玻璃磚射入空氣中的光路圖。O點是半圓形玻璃磚的圓心，指出哪些情況是可能發(fā)生的，哪些情況是不可能發(fā)生的。3【選1·p84·2】光以60°入射角從空氣射入折射率的玻璃中，折射角是多大？畫出光路圖。4【選1·p84·3】圖4.1-6是光由空氣射入某種介質(zhì)時的折射情況，試由圖中所給出的數(shù)據(jù)求出這種介質(zhì)的折射率和這種介質(zhì)中的光速。5【選1·p84·4】為了從坦克內(nèi)部觀察外部的目標，在坦克壁上開了一個孔。假定坦克壁厚20cm，孔的左右兩邊距離12cm，孔內(nèi)安裝一塊折射率為1.52的玻璃，厚度與坦克的壁厚相同（圖4.1-7，俯視圖）。坦克內(nèi)的人通過這塊玻璃能看到的外界角度范圍為多大？6【選1·p84·5】關(guān)于圖4.1-3測定玻璃折射率的實驗，回答以下問題。（1）證明圖中的入射光線與射出玻璃磚的光線是平行的。（2）射出玻璃磚的光線相對入射光線來說產(chǎn)生了側(cè)移。證明：入射角越大，側(cè)移越大。7【選1·p84·6】將一根筷子豎直插入裝有水的玻璃杯中，從水平方向拍攝的照片如圖4.1-8所示?？瓷先?，浸在水中的這段筷子產(chǎn)生了側(cè)移，而且變粗了。如何解釋觀察到的現(xiàn)象？§4-2全反射8【選1·p87·例題】在潛水員看來，岸上的所有景物都出現(xiàn)在一個倒立的圓錐里，為什么？這個圓錐的頂角是多大？9【選1·p89·1】光由折射率為1.5的玻璃和2.42的金剛石進入空氣時的臨界角各是多大？10【選1·p89·2】光從折射率為的介質(zhì)中以40°的入射角射到介質(zhì)與空氣的界面上時，能發(fā)生全反射嗎？11【選1·p89·3】圖4.2-11是一個用折射率n＝2.4的透明介質(zhì)做成的四棱柱的橫截面圖，其中∠A＝∠C＝90°，∠B＝60°，現(xiàn)有一束光從圖示的位置垂直入射到棱鏡的AB面上，畫出光路圖，確定射出光線。注意：每個面的反射光線和折射光線都不能忽略。12【選1·p89·4】圖4.2-12為光導纖維（可簡化為長玻璃絲）的示意圖，玻璃絲長為l，折射率為n（n<），AB代表端面。為使光能從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣?，求光在端面AB上的入射角應滿足的條件?！?-3光的干涉13【選1·p94·1】光的干涉現(xiàn)象對認識光的本性有什么意義？14【選1·p94·2】兩列光干涉時，光屏上的亮條紋和暗條紋到兩個光源的距離與波長有什么關(guān)系？聲的干涉也遵循類似的規(guī)律。設(shè)想在空曠的地方相隔一定位置的兩個振動完全一樣的聲源，發(fā)出的聲波波長是0.6m，觀察者A離兩聲源的距離分別是4.5m和5.4m，觀察者B離兩聲源的距離分別是4.3m和5.5m。這兩個觀察者聽到聲音的大小有什么區(qū)別？15【選1·p94·3】在雙縫干涉實驗中，光屏上某點P到雙縫S1和S2的路程差為7.5×10-7m，如果用頻率6.0×1014Hz的黃光照射雙縫，試通過計算分析P點出現(xiàn)的是亮條紋還是暗條紋。16【選1·p94·4】劈尖干涉是一種薄膜干涉，如圖4.3-7所示。將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個劈形空氣薄膜，當光從上方入射后，從上往下看到的干涉條紋有如下特點：（1）任意一條明條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；（2）任意相鄰明條紋或暗條紋所對應的薄膜厚度差恒定?，F(xiàn)若在如圖所示裝置中抽去一張紙片，則當光入射到劈形空氣薄膜后，從上往下可以觀察到干涉條紋發(fā)生了怎樣的變化？§4-4實驗：用雙縫干涉測量光的波長17【選1·p97·1】用如圖4.4-1所示的實驗裝置觀察雙縫干涉圖樣，雙縫之間的距離是0.2mm，用的是綠色濾光，從目鏡中可以看到綠色干涉條紋。（1）如果把毛玻璃屏向遠離雙縫的方向移動，相鄰兩亮條紋中心的距離如何變化？（2）把綠色濾色片換成紅色，相鄰兩個亮條紋中心的距離增大了。這說明哪種色光的波長較長？（3）如果改用間距為0.3mm的雙縫，相鄰兩個亮條紋中心的距離會有什么變化？18【選1·p97·2】在用雙縫干涉測量光的波長的實驗中，為什么不直接測?x，而要通過測n個條紋的間距求出?x？19【選1·p97·3】某同學在用雙縫干涉測量光的波長的實驗中，已知兩縫間的間距為0.3mm，以某種單色光照射雙縫時，在離雙縫1.2m遠的屏上，用測量頭測量條紋間的寬度：先將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時手輪上的示數(shù)如圖4.4-6甲所示；然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，此時手輪上的示數(shù)如圖4.4-6乙所示。根據(jù)以上實驗，測得的這種光的波長是多少？§4-5光的衍射20【選1·p101·1】用兩支鉛筆夾成一條狹縫，將眼睛緊貼著狹縫且讓狹縫與日光燈管或其他線狀光源平行，你會觀察到怎樣的現(xiàn)象？試解釋這個現(xiàn)象。21【選1·p101·2】在擋板上安裝一個寬度可以調(diào)節(jié)的狹縫，縫后放一個光屏。用平行單色光照射狹縫，當縫的寬度較小時，我們會從光屏上看到衍射條紋。此時，如果進一步調(diào)小狹縫的寬度，所看到的衍射條紋有什么變化？做這個實驗，看你的判斷是否正確。也可以用游標卡尺兩個卡腳之間的縫隙做單縫，用眼睛通過這個單縫觀察線狀光源。22【選1·p101·3】太陽光照射一塊遮光板，遮光板上有一個大的三角形孔，太陽光透過這個孔，在光屏上形成一個三角形光斑。請說明：遮光板上三角形孔的尺寸不斷減小時，光屏上的圖形將怎樣變化？請你說明其中的道理。23【選1·p101·4】用物理知識討論假想中的衍射現(xiàn)象。（1）可見光的波長是微米數(shù)量級的，人眼的瞳孔的直徑是毫米數(shù)量級的。假想有一種眼睛的瞳孔是微米數(shù)量級的，視網(wǎng)膜非常靈敏，能感覺非常微弱的光線，這時所看到的外部世界將是一幅什么景象