选择性必修第一册全书综合提优测试-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第一册(教科版2019)

全书综合提优测试 全书复习测 黑题 限时:75min 选择题 单位面积的质量,L为空气层的厚度,经测试 1.(2024·江苏镇江期中)如图所示,轻质弹笛 发现它对频率为200Hz的声音减噪效果最 一端连接在固定挡板上.另一端与物块连接 强,若外界声波频率由200Hz变为300Hz. 0为弹策原长时物块所在位置,水平面粗糙 则 ( ) 现将物块拉至A处由静止释放,物块向右运 A. 系统振动频率为200Hz 涛试{ 动到B点时速度变为零,则物块在从A运动 B. 系统振动频率为300Hz 到B的过程中,其速度v随时间1.加速度的 C. 为获得更好减噪效果,可仅增 大小a、动能E、弹性势能E.随位移x变化关 大乙的大小 系图像可能正确的是 C ) D. 为获得更好减噪效果,可仅换 用o更大的薄板 #wwwww 4.(2022·天津高 考)在同一均匀 介质中,分别位 7 于坐标原点和x三7m处的两个波源0和P. 沿v轴振动,形成了两列相向传播的简谐横 C. 波a和b.某时刻a和b分别传播到x三3m 和x=5m处,波形如图所示.下列说法正确的 2.(2024·陕西西安期中)清洗汽车时经常会用 ( ) 到高压水枪,水枪喷出水柱的速度可以调节 A.a与b的频率之比为2:1 且水速变化时水柱的横截面积不变,当水枪 B. O与P开始振动的时刻相同 分别以,和心的水平速度垂直于车门方向 C. a与相遇后会出现干涉现象 喷出水杜进行清洗时,车门所受的冲击力大小 D. 0开始振动时沿v轴正方向运动 分别为F,和F,不计空气阻力,水冲击车门后 5.(2023·河南南阳月考)如图所示,轻 均沿车门流下,则F,和F。之比为 ( ) 质弹策下挂重力为500N的物体A.轻 来 B. 质弹策伸长了5cm,再在物体A的下 A. 端用细线挂上重力为200N的物体B. C. 弹策均在弹性限度内.A、B两物体均 D #### 静止后,将连接A、B两物体的细线剪断,则A 3.(2023·江苏镇江期初)某种减噪装置结构如 在竖直面内做简谐运动,4运动到最高点时 图所示,通过装置的共振可吸收声波,已知其 弹策相对于原长的形变量的大小为( __ 60 A. 1cm 固有频率为f。= (SI制),其中o为薄板 B. 2cm gL C.3cm D. 4cm 选择性必修第一册·JK 黑白题096 6.(2024·山东济南期中)如图(a)所示,是利用 8.(2022·山东烟台模拟)光导纤维可简化为长 双缝干涉仪测量单色光波长的实验装置示意 玻璃丝,只有几微米到一百微米,由于很细, 图.某同学在做该实验时,第一次分划板中心 一定程度上可以弯折.如图所示,将一半径为 刻度对齐A条纹中心时[图(b),游标卡尺 r的圆柱形光导纤维,做成外半径为R的半圆 的示数如图(c)所示.第二次分划板中心刻度 形,一细光束由空气中从纤维的左端面圆心 对齐B条纹中心时[图(d)],游标卡尺的示 0. 点射入,入射角a三53{},已知光导纤维对 数如图(e)所示,已知双缝间距为0.5mm.从 该光的折射率为 4 1 双缝到屏的距离为1m.则 _ 滤光 屏 0.6.要使从左端面射入的光能够不损失的传 白炽灯片单健 双缝 遮光简 ..... 送到半圆形光导纤维的另一端,外半径R需 满足的条件为 ( __ (a) A. R>4r B. R>16r C. R<16r 010 D. R<4r 在^rB (b) (c) 9.(2023·江苏苏州质检)如图甲所示,物块A B间铨接一个压缩后被锁定的轻弹策,整个 _.... 系统静止放在光滑水平地面上,其中A物块 01 最初与左侧固定的挡板相接触,B物块质量 B () () 为6kg.现解除对弹策的锁定,在A离开挡板后 ( B物块的,一,图如图乙所示,则可知 ) A. 双缝的作用是获得线状光源 B. 单缝和双缝的方向关系是垂直 m·) C. 图(e)游标卡尺的示数为11.5mm 过0 D. 所测单色光波长为6.5x10}m 7.(2024·湖北孝感期中)如图所示,小球A和 糟形物体B的质量分别为m.2m.B置干水平 A. 物块A的质量为4kg 面上,B的上部半圆形糟的半径为R,的左 B. 运动过程中物块A的最大速度为\= 右两侧等高,将A从糟的右侧顶端由静止释 4m/s ) 放,一切摩擦均不计,则 ( C. 在物块A离开挡板前,系统动量守恒、机 A. A刚能到达橹的左侧 械能守恒 顶端 D. 在物块A离开挡板后弹策的最大弹性势 B. A运动到橹的最低点时 -7777777777777777777 能为45J 速度为/2gR 10.(2024·山东德州一中月考)劈尖干涉是一 C. B向右匀速运动 种薄膜于涉,其装置如图甲所示,将单色红 光从上方射入,俯视可以看到图乙的条纹, 利用此装置可以检查工件的平整度,下列说 全书综合提优测试 黑白题097 法中正确的是 37*°.一质量为3m的L形工件沿斜面以速度 # v.=1m/s匀速向下运动.工件上表面光滑; 下端为挡板,现将一质量为n的小木块轻轻 侧祝图 放在工件上的A点,当木块运动到工件下端 甲 乙 时(与挡板碰前的瞬间),工件速度刚好减为 A. 图乙中条纹弯曲处表明被检查的平面在 此处是回的 零,而后未块与挡板第一次相碰,以后木块将 B. 若用单色紫光从上方射人,条纹变疏 与挡板发生多次碰撞,已知未块与挡板都是 弹性碰撞且碰撞时间极短,木块始终在工件 C. 若装置中抽去一张纸片,条纹变密 D. 若装置中抽去一张纸片,条纹向左移动 上运动,重力加速度g取10m/s{,下列说 法正确的是 11.(2023·湖北武汉期末)(多选)如图甲所示 ) 在x0y平面内有S.和S.两个波源分别位于 A. 下滑过程中,工件和木块 x.=-0.2m和x.=1.2m处,振动方向与xO 机械能守恒 平面垂直并向周围空间传播,图像分别如图 B. 下滑过程中,工件的加速 乙、丙所示,1=0时刻同时开始振动,波速为 度大小为2m/s2 v=2m/s.M为xOy平面内一点,Ar= C. 木块与挡板第2次碰撞后瞬间,工件的速 WS.-MS..整个空间有均匀分布的介质.下列 度大小为1.5m/s ) 说法正确的是 ( D. 木块与挡板第2次碰撞至第3次碰撞的 .yn 时间间隔为0.75s .M 二、非选择题 13.(2023·江苏南通期中)某智能手机中有一 由 个软件,其中的“磁传感器”功能能实时记录 .rn ._fein 手机附近磁场的变化,磁极越靠近手机,“磁 传感器”记录下的磁感应强度越大,现用手 0.1 0.2 机、磁化的小球、铁架台、塑料夹子等实验器 丙 材组装成如图甲所示的装置,来测量重力加 乙 A. x三0.2m处的质点开始振动方向沿 速度,实验步骤如下: 轴正方向 ①把智能手机正面朝 B. 两列波相遇后,x=0.6m处的质点振动 上放在悬点的正下 加强 方,接着往侧边拉开 夫子 磁化小球 小球,并用夹子夹住 C. 两列波相遇后,x三0.5m处的质点振动 智能手机 加强 ②打开夹子释放小 一子 D. 若Ar=0.2m.从两列波在M点相遇开始 球,小球运动,取下 甲 计时,V点振动方程为z=0.4sin(10mt+ 夹子。 n)m ③运行该软件,点开“磁传感器”功能,手机 12.(2024·湖南邵阳期末)(多选)如图所示,固 记录下磁感应强度的变化 定斜面足够长,斜面与水平面的夹角a= ④改变摆线长和夹子的位置,测量出各次实 选择性必修第一册·JK 黑白题098 验的摆线长L及相应的周期7 使坐标纸与小球运动平面平行且尽量靠 根据以上实验过程,回答下列问题 近.坐标纸每一小格是边长为d的正方 (1)图乙中的a、b分别记录了两次实验中磁 形,将小球1拉至某一位置A.由静止释 感应强度的变化情况,a图测得连续A 放,垂直坐标纸方向用手机高速连拍 个磁感应强度最大值之间的总时间为/ (3)分析连拍照片得出,球1从A点由静止释 则单摆周期7的测量值为 .b图 放,在最低点与球2发生水平方向的正 中手机记录下的磁感应强度几乎不变 碰,球1反弹后到达最高位置为B.球2 可能的操作原因是 向左摆动的最高位置为C.如图乙.已知 们南 重力加速度为g,碰前球1的动量大小 精确度高 精确度高 为 ,若满足关系式 #0{)# ,则 验证碰撞中动量守恒 { (4)与用一根细线悬挂小球相比,本实验采 用双线摆的优点是 乙 (2)实验中得到多组摆线长L及相应的周期 (5)球1在最低点与静止的球2水平正碰 T后,作出了^{}-L图线,图线的斜率 后,球1向右反弹摆动,球2向左摆动 为5.在纵轴上的截距为c.由此得到当 若为弹性碰撞,则可判断球1的质量 地重力加速度g= ,小球的半径 (填“大于”“等于”或“小于”) R= 球2的质量;若为非弹性碰撞,则 (3)实验中,若手机放的位置不在悬点正下方 (填“能”或“不能”)比较两球 则测量结果 (填“会”或“不会”) 质量大小?理由是 影响实验结果,地磁场对该实验结果 (填“会”或“不会”)产生影响 15.(2024·江苏泰州期末)如图所示,工厂按照 14. 利用“类牛顿摆”验证碰撞过程中的动量守 客户要求进行玻璃异形加工,工人将边长为 恒定律. a的正方体透明玻璃砖从右部挖去一部分, 实验器材:两个半径相同的球1和球2.细线 挖去部分恰好是以边长a为直径的半圆柱 若干,坐标纸,刻度尺 现将平行单色光垂直于玻璃砖左表面射人 实验步骤: 右侧半圆柱面上有光线射出的部分为其表 (1)测量小球1、2的质量分别为m、m,将 小球各用两细线悬挂于水平支架上,各 悬点位于同一水平面,如图甲 已知光在真空中的传播速度为c.求 (1)玻璃砖对该单色光的折射率; (2)单色光在玻璃砖中传播的最短时间 甲 (2)将坐标纸竖直固定在一个水平支架上, 全书综合提优测试 黑白题099 I6. (2022·福建高考)如图.L形滑板A静置在 17.(2022·辽宁大连二模)如图,质量M=2kg 粗糙水平面上,滑板右端固定一劲度系数 的小车上固定有处于竖直平面内的特殊形 为^的轻质弹策,弹策左端与一小物块B相 状的圆管,圆管内壁处处光滑且圆管可以忽 连,弹处于原长状态.一小物块C以初速 略内径,其中AB段圆孤所对应的半径R,= 度。从滑板最左端滑入,滑行s.后与B发 0.5.m.圆心角乙A0B=53*.B点切线方向竖 生完全非弹性碰撞(碰撞时间极短).然后一 直向下,圆管的BC段是一段四分之一圆狐, 起向右运动;一段时间后,滑板A也开始运 对应的半径R.=0.35m.C点与小车表面平 动,已知A、B、C的质量均为m.滑板与小物 滑衔接,小车CD部分足够长,且CD部分与 块、滑板与地面之间的动摩擦因数均为n.重 小球之间的动摩擦因数为1.=0.1.小车置于 力加速度大小为g:最大静摩擦力近似等于 水平地面的光滑段.现将质量m三2kg的小 滑动摩擦力,弹策始终处于弹性限度内,求 球由A点左上方某点以v三4m/s的初速度 (1)C在碰撞前瞬间的速度大小; 水平抛出,使小球刚好可以无碰撞的进入到 (2)C与B碰撞过程中损失的机械能 圆管中.小球穿过圆管后,滑上CD段.当小 (3)从C与B相碰后到A开始运动的过程 球与小车共速时,小车也刚好运动至水平面 中,C和B克服摩擦力所做的功 的粗糙段,车与地面的动摩擦因数为1。= Bwn C一 0.2.g取10m/s2,求: (1)小球运动到B点时,小球和小车的速度; (2)小球刚运动到C点时,小球和小车的 速度; (3)最终小球和小车都静止时,小球到C点 的距离是多少? 。. 选择性必修第一册:JK 黑白题1005.(2)82.25(3)2 1.51(4)稍小一些 全书综合提优测试 解析：(2)③刻度尺的最小分度为0.1cm,由图可知，d, 黑题全书复习测 为2.25cm: 1.A解析：AB物块从A到B的过程弹簧弹力先诚小后增大 M 根据牛顿第二定律得kx-wmg=ma,即a=一x-g,加速度与 (3)玻璃砖折射率的表达式n= nip_0W,代人数 sin r M PMd 弹簧形变量成线性关系，所以物块的加速度先减小后反向增 OM 大，-图像的斜率表示物体的加速度，因此-1图像的斜率 据可知n=30 先减小后增大，由于摩擦力的存在平衡位置前后的加速度不 2.25 l.51: 对称，故A正确，B错误：CD.从物块开始运动到加速度为零 (4)相对误差的计算式为6-测量值-真实值 ×100%，为了或 的过程速度增大，偏离平衡位置的位移减小，动能增大，弹性 真实值 势能减小，从平衡位置到B点的过程，偏离平衡位置的位移 小d,、山测量的相对误差，实验中4，、d2要尽量稍大一些，即 增大，动能域小，弹性势能先减小后增大，由于摩擦力的存在 微光在M点入射时应尽量使入射角稍小一些. 平衡位置前后的动能、弹性势能不对称，故CD错误，故选A 633 2.A解析：设水柱的横截面积为S,作用时间为△，设初速度 方向为正方向，由动量定理可知-F△=0-△，=0- 解析：由题意可知作出光路图如图所示： ,-Fa=0-dm=0-n,4r5,解得= 故选A. 3.B解析：AB.系统做受迫振动，振动时的频率等于驱动力的 B7777777777777777C 频率，即为300Hz,故A错误，B正确：CD.由于驱动力的顿率 大于系统的固有频率，在驱动力的频率一定时，为获得更好 光线垂直于BC方向射人，根据几何关系可知入射角为45°： 诚噪效果，应使系统的周有频率增大，由题。=60 (SI制) 而，有nr 由于棱镜折射率为，2，根据n= 2,则折射角 L 可知，应减小或L,故CD错误故选B. 为30°，∠BM0=60°， 4.A解析：A由同一均匀介质条件可得a和b两列波在介质 因为∠B=45°.所以光在BC面的人射角为8=90°-(180°- 中传播速度相同，由图可知，a和b两列波的波长之比为 60°-45°)=15°， .2.1 根据反射定律可知∠MOA=20=30°. λ4 =2根据f上大，可得a与6的频率之比为=入 'fiA。 根据几何关系可知∠BAO=30°，即△MA0为等腰三角形.则 2 M03 ，故A正确：B.因a和6两列波的波速相同，由a和b两列 A03 波分别传播到x=3m和x=5m处的时刻相同，可知0与P 又因为△BOW与△C01相似，放有B_M0 开始振动的时刻不相同，故B错误：C.因a与b的频率不同， AC AO a与b相遇后不能产生干涉现象，故C错误：D.a波刚传到 由题知AB=AC=l. 3m处，由波形平移法可知，3m处的质点开始振动方向沿 联立可得训= 轴负方向，而所有质点的开始振动方向都相同，所以O点开 AC= 3 3 始振动的方向也沿y轴负方向，故D错误故选A 所以M到A点的距离为x=MA=上BW=3- 5.C解析：由题意可知，弹簧的劲度系数为= G、三 34 Ax 7C解析：硅片呈现深紫色的原因是薄膜的厚度正好使紫光 在薄膜上下表面的反射光发生干涉，振动加强。当薄膜的厚 5x10Vm=10000Vm,再在物体A的下端用细线挂上重 500 度发生变化时，满足加强条件的波长也会发生改变，导致硅 -G.200 片呈现不同的颜色.故C正确， 力为200N的物休B时，弹簧再伸长△，=素1000m= 8.B解析：根据双缝干涉的条纹间距与波长关系有4x=二入， 0,02m=2cm,将连接A,B两物体的细线剪断，则A在竖直 d 面内做简谐运动，平衡位置在弹簧伸长5cm的位置，由对称 由题图知42=2A,则d2=了，放选B 性可知，A运动到最高点时弹簧相对于原长的形变量的大小 为4x=△x,-△x2=5cm-2cm=3cm,ABD错误，C正确.故 9.A解析：由题知，C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当温度 选C. 升高时，G增长的高度大于C增长的高度，则劈形空气层的 6.D解析：AB.单缝的作用是产生线光源，双缝的作用是产生 厚度变大，且同一厚度的空气膜向劈尖移动，则条纹向左移 相干光源，单缝和双缝之间的方向关系是平行，故AB错误： 动.故选A C.图(e)游标卡尺的示数为1.6cm+6×0.1mm=16.6mm.故 10.D解析：从薄膜的上下表面反射的两列光是相干光，其光 C错误：D.图(e)游标卡尺的示数为1.1cm+5×0.1mm= 程差为Ax=2d,即光程差为薄膜厚度的2倍，当光程 .5mm,则相邻条纹间距为4c=166-l1.5 mm≈1.3mm. △x=nA(n=1,2.3,…)时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹 4 之间的薄膜的厚度差为，，在图中相邻亮条纹（或暗条 由公式△=A可得，单色光被长为A=4·465× 纹)之间的距离变大，则薄膜层的厚度变小，因条纹宽度逐 10m,故D正确.故选D. 渐变宽，则厚度不是均匀变小故选D. 7.A解析：A.设A到达左侧最高点的速度为P,根据动量守 选择性必修第一册·JK黑白题40 恒定律知.由于初动量为零.则末总动量为零，即，=0，根据 偶数倍，故为振动减弱点，故C错误：D,若△r=0.2m,为半 能量守恒定律知，A能到达槽左侧的最高点，故A正确： 波长的奇数倍，为振动加强点，振幅为A=2×0.2m=0.4m, B.设A到达最低点时的速度为，根据动量守恒定律得 号 0.2 nad/s=10m rad/s,=0.4x ×2知=π，故其振动方 0=m-2m,解得'=5，根据能量守恒定律得meR= 程：=Asin(w+e)m=0.4sin(10+m)m,故D正确.故 1 ×2m(行）广.解得=√放B销误：CB向右 选ABD. 12.BCD解析：A.由于放上木块前，工件在斜面上做匀速运 先加速后减速，减速到零之后又向左先加速后减速，即做往 动，所以工件与斜面之间一定存在摩擦力，则下滑过程中， 返运动，故C错误：D.因为A和B组成的系统在水平方向上 工件和木块机械能不守恒.故A错误： 动量守恒，当A运动到左侧最高点时，向左运动的位移最大， B.放木块前，对工件根据平衡条件有3 mgcos=3 ngsin, 设A向左的最大位移为x,根据动量守恒定律得mx=2m× 放木块后，设工件的加速度大小为，根据牛顿第二定律 (2R-)每得：放D错说故选人 4pmngcos a-3mgsin a=3ma, 解得a1=2m/s2,故B正确； 8.B解析：如图所示，由n=mg,代人数据得B=37设在光 CD.从放上木块到木块与挡板第1次碰撞经历的时间为 sin B' 0-t=0.58 导纤维中发生全反射的临界角为C,若光不损失应满足y≥ C,即加y≥m血G=如图所示，由正弦定理可得： 木块在工件上下滑时的加速度大小为2=gsin a=6m/s2, R-r 第1次碰撞前瞬间木块的速度大小为"，=21=3m/s,工 sin(90°+p) 件的速度大小刚好减为0. ,联立解得R≥16r,故选B. R 设碰后瞬间工件和木块的速度分别为，，根据动量守恒 定律和能量守恒定律有 1 m,=3m,+m,2m= 2·3m+ m,解得2= 1.5m/s,"3=-1.5m/s 9.B解析：A由题图知，A离开挡板瞬间B的速度为= 假设工件速度变为零之前，木块与挡板未发生第2次碰撞 3m“,B的速度最小值为=1m/s.B的速度最小时，弹簧 工件速度从4减为零所用时间为，==0.75， 第一次恢复原长，A的速度最大，取向右为正方向，根据系统 动量守恒和机械能守恒得m=m。+me,2m,后= 与时间内，工件和木块的位移分别为， -=0.5625m, 2 2mn后，解得m1=3kg,=4ms,故A错误，B正 马4+ ,5=05625m 确：C.在A离开挡板前，由于挡板对A有作用力，A,B系统 由x,=x,可知，木块与挡板第2次碰撞瞬间.工件刚好停 所受合外力不为零，所以系统动量不守恒，故C错误：D.分析 下，此时木块的速度为刊，=3+，4=3m/s=1 从A离开挡板后A、B的运动过程，弹簧伸长到最长时，弹性 所以木块与挡板第2次碰撞后瞬间，工件的速度大小为 势能最大，此时A,B的共同速度为共，根据动量守恒m= 5=3=1.5m/8 (m,+me)D共，解得其=2ms,根据机械能守恒定律 且第2次碰撞后的运动过程与第1次碰撞后的运动过程相 1 2（m+mm)+E,解得E。=91,故D错误故 同，则木块与挡板第2次碰撞至第3次碰撞的时间间隔为 4=2=0,75s,故CD正确.故选BCD. 选B. 10.A解析：A图乙中条纹弯曲处表明左侧空气膜厚度与右 13.(10N- 4 形成了圆维物(2)4 kk (3)不会不会 侧一致，说明此处是凹的，故A正确：B.从空气膜的上下表 解析：(1)a图测得连续N个磁感应强度最大值之间的总时 面分别反射的两列光是相干光，其光程差为△x=2d,即光 程差为空气层厚度的2倍，当光程差为△x=2d=nA,则此处 间为，相邻的磁感应强度最大值之间时间间隔为)则 表现为亮条纹，散相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为 2入，若把红光换成紫光，波长变短，相邻亮条纹（或暗条 -号得r名气 图中手机记录下的磁感应强度几乎不变，可能的操作原 纹)之间的距离变小，干涉条纹间距变小，条纹变密，放 因是形成了圆锥摆小球距离手机不变，磁感应强度儿乎 B错误：CD.抽去一一张纸片后空气层的倾角变小，故相邻亮 不变 条纹（或暗条纹）之间的距离变大，干涉条纹问距变大，条 (2)单摆摆长1=L+R 纹变疏，条纹向右移动，故CD错误故选A 11.ABD解析：Ax=0.2m处的质点，离S,波源更近.故该质 由单摆周期公式T=2m√ ,得7=4m 44 点先按S,波源的振动形式振动，S,波源开始向上振动，故 图线的斜率为k=4口，纵轴上的截距为c4rR 该质点开始振动时，也是光向上振动.故A正确：B.两列波 的振动周期.波速均相等，故波长也相等，为A=T= 42 0,2×2m=0.4m,由于两列波的起振方向相反，故质点离两 当地重力加速度名=石，小球的半径R=。 波源距离差为半波长的偶数倍为振动诚弱点，为奇数倍为 (3)实验中，若手机放的位置不在悬点正下方，则测量结果 振动加强点，x=0.6m处的质点，离两波源的距离差为 不会影响实验结果，靠近手机最近时，测得磁感应强度最 0.2m,为半波长的奇数倍，故为振动加强点，故B正确： 大，地磁场对该实验结果不会产生影响.地磁场不变，实验 Cx=0.5m处的质点，离两波源的距离差为零，为半波长的 测量的是小球的磁感应强度和地磁场的磁感应强度的合 参考答案与解析黑白题41 矢量 故C与B碰撞过程中损失的机域能为 14.(3)3m1√2gd2m,=m1(4)双摆线能保证小球运动更稳 定，使得小球运动轨迹在同一竖直平面内(5)小于 能理由见解析 (3)滑板A刚要滑动时，对滑板A,由受力平衡可得 k△x+2mg=3mg, 解析：(3)对小球1，根据动能定理得m1g·9d= 2m, 解得弹簧的压缩量，即滑板A开始运动前物块B和物块C 碰前动量为p,=m1",=3m√2gd, 一起运动的位移大小为4x=m坚 碰后小球1,2的速度分别为=-√2g,2=2√2gd, 如果动量守恒，则满足m1,=m,写+m22, 从C与B相碰后到A开始运动的过程中，C和B克服摩擦 即2m1=m2: 力所做的功为F=2umg·4r-mg (4)双摆线能保证小球运动更稳定，使得小球运动轨迹在 同一竖直平面内，避免小球做圆锥摆运动. 17.(1)小球速度=√29ms,方向：右下方，与水平方向夹角 (5)根据弹性碰撞的特征有 ana=2.5小车速度，=2m/s,方向向右(2)小球速度 m1,=m1+m32, ,=-2/s,方向向左小车速度p:=6m/s,方向向右 (3)14.67m 2m,=2m旷+2m, 解析：(1)由小球无磁撞的进人圆管AB段可知，进人A的 解得 m一m3 瞬间，小球速度沿着A点切线方向，又由于∠AOB=53°， m,+m, 在A点时，对小球有上=m37°，可知，=3m/s. 球1反弹.则说明球1的质量小于球2的质量 若为非弹性碰撞，能比较两球质量大小，如果小球1碰后速 度反弹，根据动量守恒m,o=一m,",+m,2, A点距离抛出点的高度差。2是 =三，解得，=045m 可知m22>mo, 对从小球抛出到运动至B点的过程进行分析可知：水平方 同时需要满足碰后机械能不增加，有 向系统动量守恒 1 -（m252)2 mto=(m+M).. 2m, 系统机械能守恒 可知m,必然小于m2 15.(1)2(2) mimg(h B,sin 53)m(). 解得小车速度(=2m/s,方向：水平向右： 解析：(1)光在玻璃砖中的光路图如图所示： 小球速度=√29m/s,方向：右下方，与水平方向夹角 30 5 tan a=- 225 (2)研究小球从抛出到运动至C点的过程，分析可知系统 30 水平方向动量守恒，且整个过程系统机械能守恒，则有 设恰好发生反射临界角为&，正方体边长为a,则半圆柱半 mn。=1+2, 轻R分 2mr6+mg(h,+R,sin539+尼)=2w好+2m。 解得r,=-2m/s,方向向左，2=6m/s,方向向右 有光线射出的部分的面积S=2×aRa= ，a=石则 (3)由于从小球抛出后直到与小球小车共速的过程中，水 平方向系统的动量守恒，则有m,+Me,=(m+M), -=2 sin a 从小球经过C点一直到小球与小车共速的过程中，设△x, (2)从半圆圆心处射出的光线，在玻璃中的距离最短，最短 为小球和小车共速过程中二者的相对位移，对系统有 的距离为？，则根据==5。 n2· m+好-(a+Wnr,g4d与=16m 即小车在这段时间内比小球多走16m,随后系统进入粗糙 0 可得最短时间1=2。“ 水平路面，对小车受力分析可知4，mg-4(m+M)g=Ma:, r e a,=3m/s2,方向向左诚速。 16.()-4。(2)(d-4g)(3) 对小球受力分析有4，mg=ma1,a,=1m/s2,方向向左减速， k 解析：(1)小物块C运动至刚要与物块B相碰过程，根据动 从小球与小车共速到停止运动前，小车的位移x,=,解 1 21 能定理可得-umg。=2m2m6, 2 得x2 3m, 解得C在碰撞前瞬间的速度大小为，=√后-g (2)物块B,C碰撞过程，根据动量守恒可得mm,=2mr2, 小球的位移2a解得，=2m,可知△，=行m, 解得物块B与物块C碰后一起运动的速度大小为，= 即小球比小车多走了m,最终小球相对于C点的位移 2-244, △x=Ax-△x2=14.67m 选择性必修第一册·JK黑白题42