Question

（選修模塊3-4）
（1）一列沿著x軸正方向傳播的橫波，在t=0時(shí)刻的波形如圖甲所示．圖甲中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖乙所示．質(zhì)點(diǎn)N的振幅是

 

m，振動(dòng)周期為

 

s，圖乙表示質(zhì)點(diǎn)

 

（從質(zhì)點(diǎn)K、L、M、N中選填）的振動(dòng)圖象．該波的波速為

 

m/s．

（2）慣性系S中有一邊長(zhǎng)為l的正方形（如圖A所示），從相對(duì)S系沿x方向以接近光速勻速飛行的飛行器上測(cè)得該正方形的圖象是

 

（3）描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)特征的公式是x=

 

．自由下落的籃球緩地面反彈后上升又落下．若不考慮空氣阻力及在地面反彈時(shí)的能量損失，此運(yùn)動(dòng)

 

 （填“是”或“不是”）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)．
3．（選修模塊3-5）
（1）下列實(shí)驗(yàn)中，深入地揭示了光的粒子性一面的有

 

．

（2）場(chǎng)強(qiáng)為E、方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有兩小球A、B，它們的質(zhì)量分別為m₁、m₂，電量分別為q₁、q₂．A、B兩球由靜止釋放，重力加速度為g，則小球A和B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒應(yīng)滿足的關(guān)系式為

 

．
（3）約里奧?居里夫婦因發(fā)現(xiàn)人工放射性而獲得了1935年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，他們發(fā)現(xiàn)的放射性元素₁₅³⁰P衰變成₁₄³⁰ Si的同時(shí)放出另一種粒子，這種粒子是

 

．₁₅³²P是₁₅³⁰P的同位素，被廣泛應(yīng)用于生物示蹤技術(shù)．1mg₁₅³²P隨時(shí)間衰變的關(guān)系如圖所示，請(qǐng)估算4mg的₁₅³²P經(jīng)多少天的衰變后還剩0.25mg？

Answer 1

分析：3-4（1）．由甲圖讀出波長(zhǎng)，由乙圖讀出周期，由波速公式求出波速．由振動(dòng)圖象乙讀出t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置，且振動(dòng)方向沿y軸正方向．由波動(dòng)圖象，根據(jù)波的傳播方向，判斷各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，找出與振動(dòng)圖象t=0時(shí)刻運(yùn)動(dòng)情況一致的質(zhì)點(diǎn)．
（2）根據(jù)沿著自身長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)的物體，其長(zhǎng)度比靜止時(shí)小，在垂直方向沒(méi)有變化即可判斷；
（3）根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的定義即可寫出表達(dá)式；
3-5
（1）A為康普頓散射，B為光電效應(yīng)，C為α粒子散射．D為光的折射，其中康普頓散射和光電效應(yīng)都深入揭示了光的粒子性；
（2）系統(tǒng)動(dòng)量守恒的條件為所受合外力為零．即電場(chǎng)力與重力平衡；
（3）由核反應(yīng)過(guò)程中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可寫出核反應(yīng)方程，由圖象可知₁₅³² P的半衰期為14天，4mg的₁₅³² P衰變后還剩0.25mg₁₅³² P，經(jīng)歷了4個(gè)半衰期，所以為56天．

解答：解：3-4（1）由甲圖可知，波長(zhǎng)λ=2m，振幅為A=0.8m，由乙圖可知，周期為T=4s，
v=

λ

T

=

2

4

=0.5m/s
甲圖中，L點(diǎn)處于平衡位置，根據(jù)波沿著x軸正方向傳播，可判斷出L點(diǎn)沿y軸正方向振動(dòng)，與振動(dòng)圖象中t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況相同．
故答案為：0.8m，4s，L，0.5m/s
（2）根據(jù)長(zhǎng)度的相對(duì)論得：沿著自身長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)的物體，其長(zhǎng)度比靜止時(shí)小，在垂直方向沒(méi)有變化
故答案為：C
（3）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移隨時(shí)間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)規(guī)律，其運(yùn)動(dòng)表達(dá)式為：x=Asinωt，籃球的運(yùn)動(dòng)位移隨時(shí)間的變化不遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，所以不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)．
故答案為：x=Asinωt，不是．
3-5（1）A為康普頓散射，B為光電效應(yīng)，康普頓散射和光電效應(yīng)都深入揭示了光的粒子性；
C為α粒子散射，不是光子，揭示了原子的核式結(jié)構(gòu)模型．D為光的折射，揭示了氫原子能級(jí)的不連續(xù)；
故選AB
（2）系統(tǒng)動(dòng)量守恒的條件為所受合外力為零．即電場(chǎng)力與重力平衡E（q₁+q₂）=（m₁+m₂）g；
故答案為：E（q₁+q₂）=（m₁+m₂）g
（3）由核反應(yīng)過(guò)程中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可寫出核反應(yīng)方程：₁₅³⁰ P→₁₄³⁰ Si+₁⁰ e，可知這種粒子是正電子．由圖象可知₁₅³² P的半衰期為14天，4mg的₁₅³² P衰變后還剩0.25mg₁₅³² P，經(jīng)歷了4個(gè)半衰期，所以為56天．
答：正電子，56天．

點(diǎn)評(píng)：本題考查識(shí)別、理解振動(dòng)圖象和波動(dòng)圖象的能力，把握兩種圖象聯(lián)系的能力以及動(dòng)量守恒定律、半衰期的應(yīng)用，難度適中．