精品解析：黑龙江省哈尔滨市第九中学校2024-2025学年高三上学期期中考试物理试卷

哈尔滨市第九中学2024—2025学年度高三上学期期中考试 物理学科试卷 （考试时间：90分钟 满分：100分） 一、选择题（本题共14小题，共47分。在每小题给出的四个选项中，第1~9题只有一项符合题目要求，每小题3分；第10~14题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错得0分） 1. 如图所示，木块A和木块B用一根轻质弹簧连在一起静置于光滑水平地面上。某时刻木块A获得一瞬时速度，在弹簧压缩过程中，关于木块A、木块B构成的系统（不包含弹簧），下列说法正确的是（　　） A. 系统动量守恒，机械能守恒 B. 系统动量守恒，机械能不守恒 C. 系统动量不守恒，机械能守恒 D. 系统动量不守恒，机械能不守恒 2. 下列关于机械波的说法正确的是（　　） A. 产生多普勒效应原因是波源频率发生了变化 B. 在一个周期内，介质的质点所通过的路程等于振幅 C. 发生干涉现象时，介质中振动加强点，振动的振幅最大，减弱点振幅可能为零 D. 某一频率的声波，从空气进入水中时，波长和频率均增大 3. 如图所示，质量为m，半径为R的四分之一光滑圆弧轨道小车静置于光滑水平面上。一质量也为m的小球以水平初速度冲上小车，到达某一高度后，小球又返回小车的左端，不计空气阻力，下列说法不正确的是（　　） A. 上述过程小球和小车组成的系统水平方向动量守恒 B. 球返回到车左端时，车向右运动的速度最大 C. 无论小球初速度多大，小球最终都会从小车左侧离开 D. 小球返回到小车左端后将向左做平抛运动 4. 一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t的变化规律如图所示，4s末物块速度的大小为（　　） A. 1m/s B. 2m/s C. 4m/s D. 0 5. 如图所示，在光滑水平面上有一小车，小车上固定一竖直杆，总质量为M，杆顶系一长为L的轻绳，绳另一端系一质量为m的小球，绳被水平拉直处于静止状态，将小球由静止释放，重力加速度为g，不计空气阻力，已知小球运动过程中，始终未与杆相撞。则下列说法正确的是（　　） A. 小球向左摆动的过程中，小车速度也向左 B. 小球向左摆动到最高点瞬间，小车速度向右 C. 小球摆到最低点的速率为 D. 小球向左摆到最低点的过程中，小车向右移动的距离为 6. 一列简谐横波，在时刻的波形如图甲所示，图乙为介质中质点的振动图像，则根据甲、乙两图判断正确的是（　　） A. 时，质点在平衡位置且向下运动 B. 该波在介质中传播的速度为6m/s C. 从时刻起，质点在3s内通过的路程为8m D. 在振动过程中，、的速度方向总是相同的 7. 如图甲所示，一轻弹簧的两端分别与质量为和的两物块相连接，并且静止在光滑的水平面上。现使瞬间获得水平向右的速度，以此刻为计时零点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图像信息可得（ ） A. 在、时刻两物块达到共同速度且弹簧都处于压缩状态 B. 从到时刻弹簧由压缩状态逐渐恢复原长 C. 两物块的质量之比为 D. 在时刻两物块的动量大小之比为 8. 如图所示，在同一均匀介质中，有波源和，其平衡位置坐标分别为（-4cm，0）、（4cm，0），它们振动频率相同，振动方向均垂直xoy平面，步调相反，波长均为。若以O为圆心，为半径作圆，那么此圆周上振动加强的点有（　　） A. 5个 B. 6个 C. 7个 D. 8个 9. 台球是青年喜爱的运动项目，球员出杆击打白球，运动白球撞击彩色球使其入洞并计分。假设在光滑水平面的一条直线上依次放4个质量均为m的弹性红球，质量为2m的白球以初速度与4号红球发生碰撞，假设发生的碰撞均为弹性正碰，则多次碰后，白球最终的速度大小为（　　） A. 0 B. C. D. 10. 历史上，一种观点认为应该用物理量mv来量度运动“强弱”；另一种观点认为应该用物理量来量度运动的“强弱”。前者代表人物是笛卡尔，后者则是莱布尼茨。经过半个多世纪的争论，法国科学家达兰贝尔用他的研究指出，双方实际是从不同的角度量度运动。关于这段描述中体现的物理思想，下列说法正确的是（　　） A. 用mv量度体现了动量守恒的思想 B. 用量度体现了动量守恒的思想 C. 动量决定了物体在力的阻碍下能够运动多长距离 D. 动能定理反映了力对空间的累积效应 11. 如图所示，小滑块A以初速度v0滑上静止在光滑水平面上的滑板B的左端，经过一段时间滑出B的右端。现把滑板B固定于水平面上，小滑块A以初速度v0滑上静止在光滑水平面上的滑板B的左端，经过一段时间也滑出B的右端，则（　　） A. 第一种情况小滑块A克服摩擦力做的功较多 B. 两种情况小滑块A克服摩擦力做的功一样多 C. 第一种情况系统产生的内能较多 D. 两种情况系统产生的内能一样多 12. 如图所示，一单摆悬于O点，摆长为L，若在O点正下方的点钉一个光滑钉子，使，将单摆拉至A处释放，小球将在A、B、C间来回振动，若振动中摆线与竖直方向夹角小于5°，则以下说法正确的是（　　） A. 由于机械能守恒，可得摆角大小不变 B. A和C两点在同一水平面上 C. 周期 D 周期 13. 如图甲所示，质量为m的物体B放在水平面上，通过轻弹簧与质量为2m的物体A连接，现使物体A在竖直方向上仅在重力和弹簧弹力的作用下运动，当物体A刚好运动到最高点时，物体B与水平面间的作用力刚好为零。取竖直向上为正方向，重力加速度为g，从某时刻开始计时，物体A的位移随时间的变化规律如图乙所示。则下列说法正确的是（　　） A. 时刻弹簧处于原长状态 B. 的时间内，物体A的速度与加速度方向相同 C. 物体A振动方程为 D. 物体B对水平面的最大压力为6mg 14. 如图，两端固定有小球A、B的竖直轻杆，A球紧贴竖直光滑墙面，B球位于光滑水平地面上，小球C紧贴小球B，小球A受到轻微扰动后顺着墙面下滑，此后的运动过程中，三球始终在同一竖直面上，小球A落地后不反弹，已知小球C的最大速度为v，三球质量均为m，轻杆长为L，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. B、C两球分离时，A球恰好离开墙面 B. 竖直墙对小球A的冲量大小为2mv C. 小球A落地前瞬间，小球C的速度是小球A速度的2倍 D. 小球A落地前瞬间，动能大小为 二、非选择题（本题共5小题，共53分） 15. 某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动。然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，他设计的具体装置如图甲所示。在小车A后连着纸带，电磁打点计时器所用的电源频率为50 Hz，长木板下垫着小木片用以补偿阻力。 （1）若已得到打点纸带，测得各计数点间距如图乙所示，A为运动起始的第一点，则应选______段来计算A车的碰前速度，应选______段来计算A车和B车碰后的共同速度。（以上两空均选填“AB”“BC”“CD”或“DE”） （2）已测得小车A的质量m1 = 0.40 kg，小车B的质量m2 = 0.20 kg，由以上测量结果可得，碰前总动量为______kg∙m/s；碰后总动量为______kg∙m/s（小数点后保留3位小数）。由上述实验结果得到的结论是：在误差允许范围内，A、B系统在碰撞过程中动量守恒。 16. 某实验小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。水平桌面上固定一个倾斜的气垫导轨，导轨上A处有一个带有遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与质量为m的小球相连，遮光片两条长边与导轨垂直，导轨上B处有一个光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，d表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看成滑块通过B处时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动，重力加速度为g。 （1）用游标卡尺测出遮光片的宽度，如图乙所示，则遮光片的宽度d＝_______mm； （2）某次实验测得倾角，该小组同学将滑块从不同位置释放，测出释放点A到光电门B处的距离L，若作出L（为纵坐标）与_____（选填“t”“”或“”）的图像是过原点的一条倾斜直线，且直线的斜率为______，则滑块和小球组成的系统满足机械能守恒（用题中已知物理量的字母表示）。 17. 一列简谐横波在轴上传播，已知时波形如图中实线所示，时的波形如图中虚线所示。（横轴上所标数据对应实线与横轴交点） （1）若波向轴负向传播，求：该波的波速； （2）用表示该简谐波的周期，若，且波向轴正向传播，求：处的质点在从到的时间内通过的路程。 18. 如图，一滑板的上表面由长度为L的粗糙水平部分AB和半径为R的四分之一光滑圆弧BC组成，滑板静止于光滑的水平地面上，物体P（可视为质点）置于滑板上面的A点，物体P与滑板水平部分的动摩擦因数为（已知，但具体大小未知）。一根长度为L、不可伸长的轻质细线，一端固定于点，另一端系一小球Q，小球Q位于最低点时与物体P处于同一高度并恰好接触。现将小球Q拉至与同一高度（细线处于水平拉直状态），然后由静止释放，小球Q向下摆动并与物体P发生弹性碰撞（碰撞时间极短）。已知小球Q的质量为m，物体P的质量为m，滑板的质量为3m，，重力加速度为g，不计空气阻力。 （1）小球Q与物体P碰撞后瞬间，求物体P速度的大小； （2）若物体P恰不从C点滑出，求的值。 19. 如图所示，一质量mB=3kg、长的长木板B静止放置于光滑水平面上，其左端紧靠一半径的光滑固定圆弧轨道，但不粘连。圆弧轨道左端点P与圆心O的连线PO与竖直方向夹角为60°，其右端最低点处与长木板B上表面相切。距离木板B右端处有一与木板等高的固定平台，平台上表面光滑，其上放置有质量mD=1kg的滑块D，平台上方有一固定水平光滑细杆，其上穿有一质量mC=2kg的滑块C，滑块C与D通过一轻弹簧连接，开始时弹簧原长，且处于竖直方向。一质量mA=1kg的滑块A从P点由静止开始沿圆弧轨道下滑。A下滑至圆弧轨道最低点并滑上木板B，带动B向右运动，B与平台碰撞后即粘在一起不再运动。A随后继续向右运动，滑上平台，与滑块D碰撞并粘在一起向右运动。A、D组合体在随后运动过程中一直没有离开平台，且C没有滑离细杆。A与木板B间动摩擦因数为。忽略所有滑块大小及空气阻力的影响。重力加速度g取，求： （1）滑块A到达圆弧最低点时对轨道压力的大小； （2）滑块A滑上平台时速度的大小； （3）随后运动过程中，弹簧的最大弹性势能是多大？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 哈尔滨市第九中学2024—2025学年度高三上学期期中考试 物理学科试卷 （考试时间：90分钟 满分：100分） 一、选择题（本题共14小题，共47分。在每小题给出的四个选项中，第1~9题只有一项符合题目要求，每小题3分；第10~14题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错得0分） 1. 如图所示，木块A和木块B用一根轻质弹簧连在一起静置于光滑水平地面上。某时刻木块A获得一瞬时速度，在弹簧压缩过程中，关于木块A、木块B构成系统（不包含弹簧），下列说法正确的是（　　） A. 系统动量守恒，机械能守恒 B. 系统动量守恒，机械能不守恒 C. 系统动量不守恒，机械能守恒 D. 系统动量不守恒，机械能不守恒 【答案】B 【解析】 【详解】系统外力之和为零，动量守恒；弹簧弹性势能增加，木块A、木块B构成的系统机械能减少，机械能不守恒； 故选B。 2. 下列关于机械波的说法正确的是（　　） A. 产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化 B. 在一个周期内，介质的质点所通过的路程等于振幅 C. 发生干涉现象时，介质中振动加强点，振动的振幅最大，减弱点振幅可能为零 D. 某一频率的声波，从空气进入水中时，波长和频率均增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．产生多普勒效应的原因是振源与观察者之间距离变化，使观察者接收的频率发生了变化，但波源频率并不改变，故A错误； B．质点简谐振动时，一个周期内通过的路程是振幅的4倍，故B错误； C．发生干涉现象时，介质中振动加强点振幅最大，减弱点振幅最小，若两列波的振幅相等，减弱点的振幅可能为零，故C正确； D．波速由介质决定，频率由波源决定，当声波从空气进入水中时，频率不变，波速变大，则波长变大，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，质量为m，半径为R的四分之一光滑圆弧轨道小车静置于光滑水平面上。一质量也为m的小球以水平初速度冲上小车，到达某一高度后，小球又返回小车的左端，不计空气阻力，下列说法不正确的是（　　） A. 上述过程小球和小车组成的系统水平方向动量守恒 B. 球返回到车左端时，车向右运动的速度最大 C. 无论小球初速度多大，小球最终都会从小车左侧离开 D. 小球返回到小车左端后将向左做平抛运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．上述过程，小球和小车组成的系统在水平方向上所受合外力为0，则系统在水平方向上动量守恒，故A正确，不满足题意要求； B．小球在圆弧轨道运动时，对车的压力一直具有水平向右的分力，使车向右加速运动，则球返回到车左端时，车向右运动的速度最大，故B正确，不满足题意要求； C．足够大使小球飞离小车时，此时小球相对车的速度竖直向上，即此时二者水平分速度相等，则小球一定会落回小车从圆弧轨道滑落，从左侧离开小车；故无论小球初速度多大，小球最终都会从小车左侧离开，故C正确，不满足题意要求； D．设小球离开小车时，小球的速度为，小车的速度为，选取向右为正方向，整个过程中根据水平方向动量守恒得 由系统机械能守恒得 联立解得 ， 所以小球与小车分离后做自由落体运动，故D错误，满足题意要求。 故选D。 4. 一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t的变化规律如图所示，4s末物块速度的大小为（　　） A. 1m/s B. 2m/s C. 4m/s D. 0 【答案】A 【解析】 【详解】由动量定理 可得4s末物块速度的大小为 故选A。 5. 如图所示，在光滑水平面上有一小车，小车上固定一竖直杆，总质量为M，杆顶系一长为L的轻绳，绳另一端系一质量为m的小球，绳被水平拉直处于静止状态，将小球由静止释放，重力加速度为g，不计空气阻力，已知小球运动过程中，始终未与杆相撞。则下列说法正确的是（　　） A. 小球向左摆动的过程中，小车速度也向左 B. 小球向左摆动到最高点瞬间，小车速度向右 C. 小球摆到最低点的速率为 D. 小球向左摆到最低点的过程中，小车向右移动的距离为 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球向左摆动的过程中，根据水平方向动量守恒，由于初动量为零，则小车速度向右，故A错误； B．小球与车组成系统水平方向动量守恒，当小球向左摆到最高点瞬间，水平方向速度为零，所以此时小车速度也为零，故B错误； C．取水平向右为正方向，设当小球到达最低点时速度大小为v1，此时小车的速度大小为v2。则根据动量守恒和能量守恒定律可知 解得小球摆到最低点的速率为 故C错误； D．当小球到达最低点时，设小球向左移动的距离为s1，小车向右移动的距离为s2，根据水平动量守恒有 且有 解得 故D正确。 故选D。 6. 一列简谐横波，在时刻的波形如图甲所示，图乙为介质中质点的振动图像，则根据甲、乙两图判断正确的是（　　） A. 时，质点在平衡位置且向下运动 B. 该波在介质中传播的速度为6m/s C. 从时刻起，质点在3s内通过的路程为8m D. 在振动过程中，、的速度方向总是相同的 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据图乙可知，时质点P1的运动方向y轴负方向，根据同侧法可知，波向x负方向传播，则此时P2质点在平衡位置向上振动，故A错误； B．由图乙可知，该波的周期；由图甲可知，波长为，波速为 故B正确； C．从t=0时刻起经过时间，即经过，t=0时刻P1在平衡位置，故通过路程为 故C错误； D．因为P1、P2两质点相距12m，相差半个波长，所以两质点振动总是相反的，即两质点的速度总是大小相等，方向相反，故D错误。 故选B。 7. 如图甲所示，一轻弹簧的两端分别与质量为和的两物块相连接，并且静止在光滑的水平面上。现使瞬间获得水平向右的速度，以此刻为计时零点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图像信息可得（ ） A. 在、时刻两物块达到共同速度且弹簧都处于压缩状态 B. 从到时刻弹簧由压缩状态逐渐恢复原长 C. 两物块的质量之比为 D. 在时刻两物块的动量大小之比为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图乙可知、时刻两物块达到共同速度，总动能最小，根据系统机械能守恒可知，此时弹性势能最大，时刻弹簧处于压缩状态，时刻弹簧处于伸长状态，故A错误； B．结合题图乙可知两物块的运动过程，开始时逐渐减速，逐渐加速，弹簧被压缩，时刻二者速度相同，系统动能最小，势能最大，弹簧被压缩至最短，然后弹簧逐渐恢复原长，继续加速，先减速为零，然后反向加速，时刻，弹簧恢复原长状态，因为此时两物块速度相反，因此弹簧的长度将逐渐增大，两物块均减速，时刻，两物块速度相等，系统动能最小，弹簧最长，因此从到过程中弹簧由伸长状态恢复原长，故B错误； C．从开始到时刻，由系统动量守恒可得 将，代入得 故C错误； D．在时刻，的速度为，的速度为，又 则动量大小之比为 故D正确。 故选D。 8. 如图所示，在同一均匀介质中，有波源和，其平衡位置坐标分别为（-4cm，0）、（4cm，0），它们的振动频率相同，振动方向均垂直xoy平面，步调相反，波长均为。若以O为圆心，为半径作圆，那么此圆周上振动加强的点有（　　） A. 5个 B. 6个 C. 7个 D. 8个 【答案】D 【解析】 【详解】两波源频率相等，步调相反，则振动加强点满足 （n=±0，±1，±2，±3…） 空间n相等的所用加强点处于同一条双曲线上，与圆周有两个交点，在两波源连线上，令加强点到S1间距为x1。则有 （n=±0，±1，±2，±3…） 其中 解得 可知，n可取-2、-1、0、1，结合上述，根据加强点构成的双曲线的对称性可知，圆周上振动加强的点有8个。 故选D。 9. 台球是青年喜爱的运动项目，球员出杆击打白球，运动白球撞击彩色球使其入洞并计分。假设在光滑水平面的一条直线上依次放4个质量均为m的弹性红球，质量为2m的白球以初速度与4号红球发生碰撞，假设发生的碰撞均为弹性正碰，则多次碰后，白球最终的速度大小为（　　） A. 0 B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由题意知，光滑水平面一条直线上依次放4个质量均为m弹性红球，质量为2m的白球以初速度v0与4号红球发生弹性正碰；根据一动碰一静的弹性碰撞特点可知 解得 每碰撞一次白球的速度变为原来的，由于红球质量相等，且为弹性正碰，则4号球每次将速度传给右侧球，故白球与4号球碰撞4次后，白球速度 故选C。 10. 历史上，一种观点认为应该用物理量mv来量度运动的“强弱”；另一种观点认为应该用物理量来量度运动的“强弱”。前者代表人物是笛卡尔，后者则是莱布尼茨。经过半个多世纪的争论，法国科学家达兰贝尔用他的研究指出，双方实际是从不同的角度量度运动。关于这段描述中体现的物理思想，下列说法正确的是（　　） A. 用mv量度体现了动量守恒的思想 B. 用量度体现了动量守恒的思想 C. 动量决定了物体在力的阻碍下能够运动多长距离 D. 动能定理反映了力对空间的累积效应 【答案】AD 【解析】 【详解】AC．mv是物体的动量，用mv量度体现了动量守恒的思想，动量决定了物体在力的阻碍下能够运动多长时间，故A正确、C错误； BD．是物体的动能，用量度体现了能量的思想，动能定理反映了力对空间的累积效应，故B错误、D正确。 故选AD。 11. 如图所示，小滑块A以初速度v0滑上静止在光滑水平面上的滑板B的左端，经过一段时间滑出B的右端。现把滑板B固定于水平面上，小滑块A以初速度v0滑上静止在光滑水平面上的滑板B的左端，经过一段时间也滑出B的右端，则（　　） A. 第一种情况小滑块A克服摩擦力做的功较多 B. 两种情况小滑块A克服摩擦力做功一样多 C. 第一种情况系统产生的内能较多 D. 两种情况系统产生的内能一样多 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．第一种情况小滑块A相对地面运动的位移较大，所以A克服摩擦力做的功较多，故A正确，B错误； CD．两种情况两者的相对位移大小相等，所以系统产生的内能一样多，故C错误，D正确。 故选AD。 12. 如图所示，一单摆悬于O点，摆长为L，若在O点正下方的点钉一个光滑钉子，使，将单摆拉至A处释放，小球将在A、B、C间来回振动，若振动中摆线与竖直方向夹角小于5°，则以下说法正确的是（　　） A. 由于机械能守恒，可得摆角大小不变 B. A和C两点在同一水平面上 C. 周期 D. 周期 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．小球在运动过程中，摆线的拉力不做功，只有重力做功，机械能守恒，故A、C两点在同一水平面上，但是小球经过B点时，单摆的摆长发生变化，摆角发生变化，，故A错误，B正确； CD．设小球从A到B的时间为 小球从B到C的时间为 则周期为 故C错误，D正确。 故选BD。 13. 如图甲所示，质量为m的物体B放在水平面上，通过轻弹簧与质量为2m的物体A连接，现使物体A在竖直方向上仅在重力和弹簧弹力的作用下运动，当物体A刚好运动到最高点时，物体B与水平面间的作用力刚好为零。取竖直向上为正方向，重力加速度为g，从某时刻开始计时，物体A的位移随时间的变化规律如图乙所示。则下列说法正确的是（　　） A. 时刻弹簧处于原长状态 B. 的时间内，物体A的速度与加速度方向相同 C. 物体A的振动方程为 D. 物体B对水平面的最大压力为6mg 【答案】BD 【解析】 【详解】A．时刻物体A处在平衡位置，此时物体A的合力为零，即弹簧对物体A向上的弹力等于物体A的重力，弹簧该时刻处于压缩状态，故A错误； B．时间内，物体A由负的最大位移向平衡位置运动，回复力指向平衡位置，即物体A的速度与加速度方向均沿y轴的正方向，故B正确； C．由图乙可知振幅为、周期为，所以 向上为正方向，时刻位移为0.05m，表示振子由平衡位置上方0.05m处开始运动，由图乙可知初相为，则振子的振动方程为 故C错误； D．由题意物体A在最高点时，由于物体B与水平面间的作用力刚好为零，此时弹簧的拉力为，对于物体A有 解得 当物体A运动到最低点时，物体B对地面的压力最大，由简谐运动的对称性可知，物体A在最低点时加速度向上，且大小等于1.5g，由牛顿第二定律得 解得 根据牛顿第三定律，由物体B的受力可知，物体B对地面的最大压力为 故D正确。 故选BD。 14. 如图，两端固定有小球A、B的竖直轻杆，A球紧贴竖直光滑墙面，B球位于光滑水平地面上，小球C紧贴小球B，小球A受到轻微扰动后顺着墙面下滑，此后的运动过程中，三球始终在同一竖直面上，小球A落地后不反弹，已知小球C的最大速度为v，三球质量均为m，轻杆长为L，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. B、C两球分离时，A球恰好离开墙面 B. 竖直墙对小球A的冲量大小为2mv C. 小球A落地前瞬间，小球C的速度是小球A速度的2倍 D. 小球A落地前瞬间，动能大小为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．B、C两球分离时，两球速度相等但两球之间无弹力，即此时两球的速度达到最大值，对于三个小球组成的系统，在水平方向上，根据动量定理可知，墙面对小球A的冲量此时达到最大，即此时A球恰好离开墙面，故A正确； B．小球A顺着墙面下滑直到与墙面分离的过程中，对于三个小球组成的系统，在水平方向上，根据动量定理可知，竖直墙对小球A的冲量等于B、C两球动量的变化量，即 故B正确； C．B、C两球分离后，小球C的速度为并保持不变，此后A、B两球组成的系统水平方向动量守恒，小球A落地前瞬间，小球A和小球B水平方向速度相同，设为，有 求得 但此时小球A竖直方向有速度，故C错误； D．小球A开始沿竖直墙下滑到落地前过程，对于三小球组成的系统，根据机械能守恒定律，有 求得 故D正确。 故选ABD。 二、非选择题（本题共5小题，共53分） 15. 某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动。然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，他设计的具体装置如图甲所示。在小车A后连着纸带，电磁打点计时器所用的电源频率为50 Hz，长木板下垫着小木片用以补偿阻力。 （1）若已得到打点纸带，测得各计数点间距如图乙所示，A为运动起始的第一点，则应选______段来计算A车的碰前速度，应选______段来计算A车和B车碰后的共同速度。（以上两空均选填“AB”“BC”“CD”或“DE”） （2）已测得小车A的质量m1 = 0.40 kg，小车B的质量m2 = 0.20 kg，由以上测量结果可得，碰前总动量为______kg∙m/s；碰后总动量为______kg∙m/s（小数点后保留3位小数）。由上述实验结果得到的结论是：在误差允许范围内，A、B系统在碰撞过程中动量守恒。 【答案】（1） ①. BC ②. DE （2） ①. 0.420 ②. 0.417 【解析】 【小问1详解】 [1][2]小车A碰前运动稳定时做匀速直线运动，所以选择BC段计算A碰前的速度；两小车碰后粘在一起仍做匀速直线运动，所以选择DE段计算A和B碰后的共同速度； 【小问2详解】 [1][2]碰前小车A的速度为 则碰前两小车的总动量为 p = m1v0 + 0 = 0.40 × 1.050 kg·m/s = 0.420 kg·m/s 碰后两小车的速度为 则碰后两小车的总动量为 p′ = （m1 + m2）v = （0.40 + 0.20） × 0.695 kg·m/s = 0.417 kg·m/s 16. 某实验小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。水平桌面上固定一个倾斜的气垫导轨，导轨上A处有一个带有遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与质量为m的小球相连，遮光片两条长边与导轨垂直，导轨上B处有一个光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，d表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看成滑块通过B处时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动，重力加速度为g。 （1）用游标卡尺测出遮光片的宽度，如图乙所示，则遮光片的宽度d＝_______mm； （2）某次实验测得倾角，该小组同学将滑块从不同位置释放，测出释放点A到光电门B处的距离L，若作出L（为纵坐标）与_____（选填“t”“”或“”）的图像是过原点的一条倾斜直线，且直线的斜率为______，则滑块和小球组成的系统满足机械能守恒（用题中已知物理量的字母表示）。 【答案】 ①. 3.60 ②. ③. 【解析】 【详解】（1）[1]游标卡尺读数为 （2）[2][3]根据题意可知滑块经过B处时的速度为 若滑块和小球组成的系统满足机械能守恒，则有 作出L（为纵坐标）与的图像是过原点的一条倾斜直线，解得直线的斜率 17. 一列简谐横波在轴上传播，已知时波形如图中实线所示，时的波形如图中虚线所示。（横轴上所标数据对应实线与横轴交点） （1）若波向轴负向传播，求：该波的波速； （2）用表示该简谐波的周期，若，且波向轴正向传播，求：处的质点在从到的时间内通过的路程。 【答案】（1）；（2）3m 【解析】 【详解】（1）若波向x轴负向传播，由图象知在 内波向左传播的距离为 则波速为 （2）若 且波向x轴正向传播，时处的质点向下振动，在内，该质点振动了，通过的路程为 18. 如图，一滑板的上表面由长度为L的粗糙水平部分AB和半径为R的四分之一光滑圆弧BC组成，滑板静止于光滑的水平地面上，物体P（可视为质点）置于滑板上面的A点，物体P与滑板水平部分的动摩擦因数为（已知，但具体大小未知）。一根长度为L、不可伸长的轻质细线，一端固定于点，另一端系一小球Q，小球Q位于最低点时与物体P处于同一高度并恰好接触。现将小球Q拉至与同一高度（细线处于水平拉直状态），然后由静止释放，小球Q向下摆动并与物体P发生弹性碰撞（碰撞时间极短）。已知小球Q的质量为m，物体P的质量为m，滑板的质量为3m，，重力加速度为g，不计空气阻力。 （1）小球Q与物体P碰撞后瞬间，求物体P速度的大小； （2）若物体P恰不从C点滑出，求的值。 【答案】（1） （2）0.5 【解析】 【小问1详解】 对Q由机械能守恒可得 则 以向左为正方向，小球Q与物体P碰撞后瞬间，小球Q的速度为v1，物体P的速度为v2，由动量守恒定律可得 由能量守恒定律可得 物体P速度的大小 【小问2详解】 物体P恰不从C点滑出，由水平方向动量守恒有 由能量守恒定律有 可得 19. 如图所示，一质量mB=3kg、长的长木板B静止放置于光滑水平面上，其左端紧靠一半径的光滑固定圆弧轨道，但不粘连。圆弧轨道左端点P与圆心O的连线PO与竖直方向夹角为60°，其右端最低点处与长木板B上表面相切。距离木板B右端处有一与木板等高的固定平台，平台上表面光滑，其上放置有质量mD=1kg的滑块D，平台上方有一固定水平光滑细杆，其上穿有一质量mC=2kg的滑块C，滑块C与D通过一轻弹簧连接，开始时弹簧原长，且处于竖直方向。一质量mA=1kg的滑块A从P点由静止开始沿圆弧轨道下滑。A下滑至圆弧轨道最低点并滑上木板B，带动B向右运动，B与平台碰撞后即粘在一起不再运动。A随后继续向右运动，滑上平台，与滑块D碰撞并粘在一起向右运动。A、D组合体在随后运动过程中一直没有离开平台，且C没有滑离细杆。A与木板B间动摩擦因数为。忽略所有滑块大小及空气阻力的影响。重力加速度g取，求： （1）滑块A到达圆弧最低点时对轨道压力的大小； （2）滑块A滑上平台时速度的大小； （3）随后运动过程中，弹簧的最大弹性势能是多大？ 【答案】（1）20N （2） （3）0.02J 【解析】 【小问1详解】 从P点到圆弧最低点，由动能定理 在最低点，由牛顿第二定律可知 解得 由牛顿第三定律可知，滑块A到达圆弧最低点时对轨道压力的大小 【小问2详解】 假设物块A在木板B上与B共速后木板才到达右侧平台，对AB系统，由动量守恒定律 由能量关系 解得 B板从开始滑动到AB共速的过程中，对B由动能定理 解得 即假设成立。B撞平台后，A在B上继续向右运动，对A由动能定理 解得 【小问3详解】 A与D发生碰撞，设碰后速度为v，则 解得 三者共速时弹性势能最大，由动量守恒定律 解得 由机械能守恒定律可得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$