16.(10分)如图4-8所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,已知波的传播速度v=2m/s.试回答下列问题:
(1)写出x=1.0m处质点的振动函数表达式;
(2)求出x=2.5m处质点在0-4.5s内通过的路程及t=4.5s时的位移.
15.(6分)气垫导轨是常用的一种实验仪器。它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律,实验装置如图5-2所示(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:
a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB。
b.调整气垫导轨,使导轨处于水平。
c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上。
d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1。
e.按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作。当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2。
(1)实验中还应测量的物理量是___________。
(2)利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是_____________,上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的原因是________。
14.(6分)某同学利用如图4-5所示的装置测量当地的重力加速度。实验步骤如下:
A.按装置图安装好实验装置;
B.用游标卡尺测量小球的直径d;
C.用米尺测量悬线的长度l;
D.让小球在竖直平面内小角度摆动。当小球经过最低点时开始计时,并计数为0,此后小球每经过最低点一次,依次计数1、2、3……。当数到20时,停止计时,测得时间为t;
E.多次改变悬线长度,对应每个悬线长度,都重复实验步骤C、D;
F.计算出每个悬线长度对应的t 2;
G.以t 2 为纵坐标、l为横坐标,作出t 2-l图线。
结合上述实验,完成下列任务:
(1)用游标为10分度的卡尺测量小球的直径。某次测量的示数如图4-6所示,读出小球直径d的值为 cm。
(2)该同学根据实验数据,利用计算机作出t 2 – l图线如图4-7所示。根据图线拟合得到
方程t 2=404.0 l+3.0。由此可以得出当地的重力加速度g= m/s2。(取π 2 = 9.86,结果保留3位有效数字)
(3)从理论上分析图线没有过坐标原点的原因,下列分析正确的是 ( )
A.不应在小球经过最低点时开始计时,应该在小球运动到最高点开始计时;
B.开始计时后,不应记录小球经过最低点的次数,而应记录小球做全振动的次数;
C.不应作t 2 – l图线,而应作t – l图线;
D.不应作t 2 – l图线,而应作t 2 –(l+d)图线。
13.(6分)两列相干波在同一水平面上传播,某时刻它们的波峰、波谷位置如图4-4所示。图中M是波峰与波峰相遇点,是凸起最高的位置之一。回答下列问题:
(1)由图中时刻经T/4,质点M相对平衡位置的位移是
(2)在图中标出的M、N、O、P、Q几点中,振动增强的点是 ;振动减弱的点是 。
12、一束光从空气射向折射率为n=的某种玻璃的表面,如图所示,i代表入射角,则( )
A.当i>45°时会发生全反射现象
B.无论入射角是多大,折射角都不会超过45°
C.欲使折射角r=30 °应以i=45°的角度入射
D.当入射角i=arctan 时,反射光线跟折射光线恰好互相垂直
11、一个弹簧振子,第一次被压缩x后释放做自由振动,周期为T1,第二次被压缩2x后释放做自由振动,周期为T2,则两次振动周期之比T1∶T2为 ( )
A.1∶1 B.1∶2 C.2∶1 D.1∶4
10、如图所示,设车厢长为L,质量为M,静止在光滑水平面上,车厢内有一质量为m的物体,以速度向右运动,与车厢壁来回碰撞n次后,静止于车厢中,这时车厢的速度为 ( )
A. v0 水平向右 B. 0
9.下列说法正确的是 ( )
A.质点做自由落体运动,每秒内重力所做的功都相同
B.质点做平抛运动,每秒内动量的增量都相同
C.质点做匀速圆周运动,每秒内合外力的冲量都相同
D.质点做简谐运动,每四分之一周期内回复力做的功都相同
8.把一支玩具枪水平地固定在处于光滑水平面上的小车上,当枪发射出一颗子弹时,下列说法中正确的是( )
A.枪和子弹组成的系统动量守恒
B.枪和车组成的系统动量守恒
C.子弹、枪、车这三者组成的系统水平方向动量守恒
D.子弹的动量变化量与枪和车的动量变化量相同
7.如图4-3所示,一列简谐横波在某一时刻的波的图象,A、B、C是介质中的三个质点.已知波是向x正方向传播的,波速为v=20m/s,下列说法中正确的是( )
A.这列波的波长是10m
B.质点A的振幅为零
C.质点B此刻向y轴正方向运动
D.质点C再经过0.15s通过平衡位置
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