内容正文:
周口恒大中学2024--2025学年高二上期期中考试
物 理 试 题
(考试时间∶90分钟 试卷满分∶100分)
注意事项∶
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题∶本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 雪崩是积雪山区一种常见的自然现象。如图所示,坡面AB可视为半径约为2.5km的圆弧,P点与圆心的连线OP偏离竖直方向约5°。不计阻力,P处积雪由静止下滑到山坡底端所需的时间约为( )
A. 25s B. 50s C. 75s D. 100s
2. 如图所示,颠球练习是乒乓球运动员掌握击球的力度、手感和球感的重要方法。运动员练习中将球竖直抛出,让球连续在球拍上竖直弹起和落下。某一次乒乓球由最高点下落18cm后被球拍击起,离开球拍竖直上升的最大高度为22cm。已知球与球拍的作用时间为0.1s,乒乓球的质量为2.7g,重力加速度g取10m/s2,空气阻力恒为乒乓球重力的0.1倍。则( )
A. 运动的全过程球与球拍组成的系统动量守恒
B. 球落到球拍前的瞬间动量大小为5.1×10-3 kg·m/s
C. 球与球拍作用过程中动量变化量大小为1.08×10-2 kg·m/s
D. 球拍对球的平均作用力为乒乓球重力的4倍
3. 如图所示,运动员挥拍将质量为m的网球击出,如果网球被拍子击打前、后瞬间速度的大小分别为v1、v2,v1与v2方向相反,且v2>v1.重力影响可忽略,则此过程中拍子对网球作用力的冲量为( )
A. 大小为m(v2+v1),方向与v1方向相同
B. 大小为m(v2-v1),方向与v1方向相同
C. 大小为m(v2-v1),方向与v2方向相同
D. 大小为m(v2+v1),方向与v2方向相同
4. 某同学用手指以固定频率触动水面形成水波。水波自左向右传播,某时刻波形如下图所示,P为波面上的一点,下列关于该段水波说法正确的是( )
A. 波长为4cm B. 振幅为1.0cm
C. 此刻P点速度为零 D. 此刻P点运动方向向下
5. 一束光线从折射率为的玻璃射向空气,入射角为。下列四幅光路图中正确的是( )
A. B.
C. D.
6. 如图所示,放在空气中的玻璃砖的上表面与下表面平行,一束红光从上表面的点处射入玻璃砖,从下表面的Q点处射出玻璃砖,下列说法正确的是( )
A. 红光进入玻璃砖前后的波长不变
B. 红光进入玻璃砖前后的速度变大
C. 红光进入玻璃砖前后的频率变小
D. 若紫光与红光都从P点以相同的入射角入射,则紫光将从Q点右侧某处射出玻璃砖
7. 物体在恒定的合外力作用下做直线运动,在时间△t1内动能由0增大到E0,在时间∆t2内动能由E0增大到2E0.设合外力在△t1内做的功是W1、冲量是I1,在∆t2内做的功是W2、冲量是I2,那么( )
A. I1<I2 W1=W2 B. I1>I2 W1=W2 C. I1<I2 W1<W2 D. I1=I2 W1<W2
二、多项选择题∶本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全都选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是( )
A. 单缝的作用是获得一个线光源
B. 双缝的作用是获得两个振动情况相反的相干光源
C. 频率相同、相位差恒定的两列单色光能够产生干涉现象
D. 照射单缝的单色光的频率越高,光屏上出现的条纹宽度越宽
9. 下列说法正确的是( )
A. “3D电影”的播放和观看利用了光的衍射
B. 色散现象表明白光是复色光
C. 泊松亮斑是光的干涉现象
D. 增透膜的厚度应为入射光在增透膜中波长的
E. 光的偏振现象表明光是横波
10. 如图所示,是均匀媒质中轴上的四个质点,相邻两点的间距依次为、和。一列简谐横波以的波速沿轴正向传播,在时刻到达质点处,质点由平衡位置开始竖直向下运动,时第一次到达最高点。下列说法正确的是( )
A. 在时刻波恰好传到质点处
B. 在时刻质点恰好到达最低点
C. 在的时间间隔内质点向上运动
D. 当质点向下运动时,质点一定向上运动
E. 在时,质点偏离平衡位置的距离是其振幅的一半
三、非选择题∶共54分。把答案填在答题卡中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和需要演算步骤,共写出最后答案的不能得分。有数作计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
11. (1)如图(甲)是测定玻璃折射率的实验示意图,其中AB、CD是根据插针法确定的入射光线和出射光线,请在图(甲)中标出需要测量的物理量,并写出计算玻璃折射率的表达式______(用直接测量的物理量表示).
(2)如图(乙)所示,某同学在白纸上正确画出玻璃的两个界面ab和cd后,不慎碰了玻璃砖使它向ab方向平移了一些,若实验操作都正确,则测出的n值将______.(填“偏大”、“偏小”或“不变”)
12. 如图所示为某同学利用插针法测定半圆形玻璃砖折射率实验,在一半圆形玻璃砖外面插上P1、P2、P3、P4四枚大头针时,P3、P4恰可挡住P1、P2所成的像。
(1)以下说法正确的是___________;
A.入射角越大越好
B.入射角越小越好
C.P1、P2及P3、P4之间的距离越小越好
D.P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大些
(2)该玻璃砖的折射率___________,另一同学将大头针P1和P2插在圆弧侧某半径延长线位置时,在另一侧任何方向看不到大头针的像,可能的原因是___________。
13. 某同学利用可伸缩万向支架、激光笔和长方体透明水槽测量水的折射率,如图激光笔固定在万向支架上,调节高度和角度,使激光平行于水槽正立面(下图中所示的横截面),从水槽的左上角射入,用记号笔在水槽正立面记下激光在水槽底部的光点A。往水槽内缓慢注入清水,直到水面高度接近水槽高度的一半,用记号笔在水槽正立面记下激光在水槽底部光点B(图中未画出)和水面CD,在水槽正立面用记号笔画直线,连接水槽左上角和A点,相交CD于E点,用刻度尺分别测量EA的长度,EB的长度,水面CD距水槽底部高度h=12.0cm。由此可得:
(1)B点处于A点的___________侧(填左、右)。
(2)激光入射角的正弦值sini=___________(结果保留两位有效数字)。
(3)水的折射率n=___________(结果保留三位有效数字)。
(4)要使得测量到水的折射率更准确,实验操作可采取的措施有(答一点即可):___________。
14. 如图所示,为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个滑块的碰撞是否为弹性碰撞.某同学选取了两个体积相同、质量不同、与水平面的动摩擦因数相同的滑块A、B,按下述步骤做实验:
①用天平测出两个滑块的质量分别为mA,mB;
②将图示装置固定在水平面上,使圆弧形轨道末端切线水平;
③先不放滑块B,让滑块A多次从圆弧轨道上某一位置由静止释放,记下.其在水平面上滑行距离的平均值x0;
④将滑块B静止置于轨道下端水平部分,仍将滑块A从轨道上同一位置由静止释放,与滑块B碰撞,重复多次.
(1)为确保实验中滑块A不反向运动,mA,mB,应满足的关系是_______________
(2)实验中,还需要测量的量是__________________.
(3)用测得的物理量来表示,只要满足关系式__________,则说明碰撞过程中动量是守恒的
(4)用测得的物理量来表示,只要满足关系式_____________,则说明两滑块的碰撞是弹性碰撞.
15. 某学习兴趣小组用如图所示的装置验证动量守恒定律。实验中采用质量分别为和两个小球,实验步骤如下:
①用天平测出两个小球的质量分别为和;
②安装实验装置,将斜槽固定在桌边,使槽的末端水平;
③先不放小球,让小球从斜槽顶端S处由静止释放,标记小球在地上的落点位置;
④将小球放在斜槽末端,仍让小球从斜槽顶端S处由静止释放,两球发生碰撞,分别标记小球、在地上的落点位置、;
⑤用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端的水平距离。图中、、点是实验过程中记下的小球在地面上的三个落点位置,、、到斜槽末端在地面的投影点的距离分别为、、。
依据上述实验步骤,请回答下面问题:
(1)下列器材选取或实验操作符合实验要求的是______。
A.可选用半径不同的两小球
B.选用两球的质量应满足
C.小球每次必须从斜轨同一位置由静止释放
D.需用秒表测定小球在空中飞行的时间
(2)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度大小是不容易的,但是,可以通过测量(填选项前的符号)来验证动量守恒定律。( )
A.小球开始释放的高度
B.小球抛出点距地面的高度
C.小球做平抛运动的水平位移
(3)若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为______(用题目中所给的物理量表示);若碰撞是弹性碰撞,那么还应该满足的表达式为______(用题目中所给的物理量表示)。
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周口恒大中学2024--2025学年高二上期期中考试
物 理 试 题
(考试时间∶90分钟 试卷满分∶100分)
注意事项∶
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题∶本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 雪崩是积雪山区一种常见的自然现象。如图所示,坡面AB可视为半径约为2.5km的圆弧,P点与圆心的连线OP偏离竖直方向约5°。不计阻力,P处积雪由静止下滑到山坡底端所需的时间约为( )
A. 25s B. 50s C. 75s D. 100s
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】可以将P到A看作单摆的一部分,则从P到A所用的时间为单摆周期的四分之一,即
单摆周期公式为
代入数据联立可得
故选A。
2. 如图所示,颠球练习是乒乓球运动员掌握击球的力度、手感和球感的重要方法。运动员练习中将球竖直抛出,让球连续在球拍上竖直弹起和落下。某一次乒乓球由最高点下落18cm后被球拍击起,离开球拍竖直上升的最大高度为22cm。已知球与球拍的作用时间为0.1s,乒乓球的质量为2.7g,重力加速度g取10m/s2,空气阻力恒为乒乓球重力的0.1倍。则( )
A. 运动的全过程球与球拍组成的系统动量守恒
B. 球落到球拍前的瞬间动量大小为5.1×10-3 kg·m/s
C. 球与球拍作用过程中动量变化量大小为1.08×10-2 kg·m/s
D. 球拍对球的平均作用力为乒乓球重力的4倍
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.运动的过程中,球与球拍组成的系统,在竖直方向上受到了重力和人手的作用力,其合力不为零,所以系统的动量不守恒,故A错误;
B.球落到球拍前的瞬间,其速度为
动量大小为
故B错误;
C.球与球拍作用后的瞬间其速度大小为
所以作用过程中动量变化量的大小为
故C正确;
D.根据动量定理,可得球拍对球的平均作用力为
小球所受的重力为
倍数关系为
故D错误。
故选C。
3. 如图所示,运动员挥拍将质量为m的网球击出,如果网球被拍子击打前、后瞬间速度的大小分别为v1、v2,v1与v2方向相反,且v2>v1.重力影响可忽略,则此过程中拍子对网球作用力的冲量为( )
A. 大小为m(v2+v1),方向与v1方向相同
B. 大小为m(v2-v1),方向与v1方向相同
C. 大小为m(v2-v1),方向与v2方向相同
D. 大小为m(v2+v1),方向与v2方向相同
【答案】D
【解析】
【详解】设击打前球的速度方向为正,则击打后的速度为负,则前后的动量分别为mv1和-mv2;由动量定理可得:合外力的冲量I=-mv2-mv1=-m(v2+v1),即冲量的大小为m(v2+v1),负号表示冲量与正方向相反,即与v2方向相同;故选D.
4. 某同学用手指以固定频率触动水面形成水波。水波自左向右传播,某时刻波形如下图所示,P为波面上的一点,下列关于该段水波说法正确的是( )
A. 波长为4cm B. 振幅为1.0cm
C. 此刻P点速度为零 D. 此刻P点运动方向向下
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由图可知,波长为2cm,振幅为0.5cm,故AB错误;
CD.根据“上下坡”法可知,此刻P点处于平衡位置,且向下振动,速度达到最大,故C错误,D正确。
故选D。
5. 一束光线从折射率为的玻璃射向空气,入射角为。下列四幅光路图中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】光从玻璃进入空气可能发生全反射,根据全反射临界角公式可计算出
临界角小于入射角,所以发生全反射。
故选A。
6. 如图所示,放在空气中的玻璃砖的上表面与下表面平行,一束红光从上表面的点处射入玻璃砖,从下表面的Q点处射出玻璃砖,下列说法正确的是( )
A. 红光进入玻璃砖前后的波长不变
B. 红光进入玻璃砖前后的速度变大
C. 红光进入玻璃砖前后的频率变小
D. 若紫光与红光都从P点以相同的入射角入射,则紫光将从Q点右侧某处射出玻璃砖
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.波速由介质决定,但频率由波源决定,同一种波在不同的介质中,波速不同,但频率不变,由公式
,,
故进入玻璃砖之后,红光的传播速度减小,则波长减小,ABC错误;
D.若紫光与红光都从P点以相同的入射角入射,由于紫光折射率较大,所以紫光折射角较小,所以紫光将从Q点右侧某处射出玻璃砖,D正确。
故选D。
7. 物体在恒定的合外力作用下做直线运动,在时间△t1内动能由0增大到E0,在时间∆t2内动能由E0增大到2E0.设合外力在△t1内做的功是W1、冲量是I1,在∆t2内做的功是W2、冲量是I2,那么( )
A. I1<I2 W1=W2 B. I1>I2 W1=W2 C. I1<I2 W1<W2 D. I1=I2 W1<W2
【答案】B
【解析】
【详解】根据动能定理得:
W1=E0-0=E0,W2=2E0-E0=E0
则W1=W2.动量与动能的关系式为 , 则由动量定理得:
,
则I1>I2.
A. I1<I2 W1=W2与上述分析结论I1>I2 W1=W2不相符,故A不符合题意;
B. I1>I2 W1=W2与上述分析结论I1>I2 W1=W2相符,故B符合题意;
C. I1<I2 W1<W2与上述分析结论I1>I2 W1=W2不相符,故C不符合题意;
D. I1=I2 W1<W2与上述分析结论I1>I2 W1=W2不相符,故D不符合题意.
二、多项选择题∶本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全都选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是( )
A. 单缝的作用是获得一个线光源
B. 双缝的作用是获得两个振动情况相反的相干光源
C. 频率相同、相位差恒定的两列单色光能够产生干涉现象
D. 照射单缝的单色光的频率越高,光屏上出现的条纹宽度越宽
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.双缝干涉实验中,单缝的作用是获得一个线光源,双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的光源,故B错误,A正确;
C.频率相同、相位差恒定的两列光可以发生干涉现象,故C正确;
D.根据题意,由公式可知,单色光的频率越高,波长越短,由可知,光屏上出现的条纹宽度越窄,故D错误。
故选AC。
9. 下列说法正确的是( )
A. “3D电影”的播放和观看利用了光的衍射
B. 色散现象表明白光是复色光
C. 泊松亮斑是光的干涉现象
D. 增透膜的厚度应为入射光在增透膜中波长的
E. 光的偏振现象表明光是横波
【答案】BDE
【解析】
【分析】
【详解】A.“3D电影”的播放和观看利用了光的偏振现象,A错误;
B.太阳光是复色光,而七种色光混合后成为白光,色散现象表明白光是由多种色光组成的,B正确;
C.泊松亮斑是光的衍射现象, C错误;
D.增透膜是利用光的干涉原理,当光程差为在膜中波长的一半时,出现光的减弱,从而增加光的透射,则膜的厚度为光程差的一半,因此膜的厚度应为入射光在增透膜中波长的,D正确;
E.只有横波才会发生偏转现象,光波具有偏振特性说明光是横波,E正确。
故选BDE。
10. 如图所示,是均匀媒质中轴上的四个质点,相邻两点的间距依次为、和。一列简谐横波以的波速沿轴正向传播,在时刻到达质点处,质点由平衡位置开始竖直向下运动,时第一次到达最高点。下列说法正确的是( )
A. 在时刻波恰好传到质点处
B. 在时刻质点恰好到达最低点
C. 在的时间间隔内质点向上运动
D. 当质点向下运动时,质点一定向上运动
E. 在时,质点偏离平衡位置的距离是其振幅的一半
【答案】ACE
【解析】
【详解】根据题意可知,在时刻质点由平衡位置开始竖直向下运动,时第一次到达最高点,则有
解得
A.根据题意,由公式可得,波恰好传到质点处的时间为
故A正确;
B.根据题意,由公式可得,波传到质点处的时间为
则在时刻质点振动的时间为
可知,在时刻质点在平衡位置向上振动,故B错误;
C.结合上述分析可知,在的时间间隔内质点振动时间为
可知,质点由最低点运动到最高点,故C正确;
D.根据题意,由公式可得,波长为
可知,间的距离
则当质点向下运动时,质点可能向下运动,故D错误;
E.根据题意,结合上述分析可得,质点的振动方程为
当时,解得
故E正确。
故选ACE。
三、非选择题∶共54分。把答案填在答题卡中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和需要演算步骤,共写出最后答案的不能得分。有数作计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
11. (1)如图(甲)是测定玻璃折射率的实验示意图,其中AB、CD是根据插针法确定的入射光线和出射光线,请在图(甲)中标出需要测量的物理量,并写出计算玻璃折射率的表达式______(用直接测量的物理量表示).
(2)如图(乙)所示,某同学在白纸上正确画出玻璃的两个界面ab和cd后,不慎碰了玻璃砖使它向ab方向平移了一些,若实验操作都正确,则测出的n值将______.(填“偏大”、“偏小”或“不变”)
【答案】 ①. 或 ②. 不变
【解析】
【详解】(1)[1]用插针法“测定玻璃砖折射率”的实验原理是折射定律
从图中找到入射角和折射角,可得折射率
或者以入射点为圆心做圆,与入射光线和折射光线交点为EN,然后通过EN两点向法线做垂线,垂足为FM,则折射率为
(2)[2]如图所示,实线表示玻璃砖向上平移后实际的光路图,虚线表示作图光路图,由图看出,画图时的入射角、折射角与实际的入射角、折射角相等,由折射定律可知,测出的折射率没有变化。
12. 如图所示为某同学利用插针法测定半圆形玻璃砖折射率实验,在一半圆形玻璃砖外面插上P1、P2、P3、P4四枚大头针时,P3、P4恰可挡住P1、P2所成的像。
(1)以下说法正确的是___________;
A.入射角越大越好
B.入射角越小越好
C.P1、P2及P3、P4之间的距离越小越好
D.P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大些
(2)该玻璃砖的折射率___________,另一同学将大头针P1和P2插在圆弧侧某半径延长线位置时,在另一侧任何方向看不到大头针的像,可能的原因是___________。
【答案】 ①. D ②. ③. 发生了全反射
【解析】
【详解】(1)[1]为了提高实验的精确度,实验时大头针之间的距离适当大些,入射角适当大些。故ABC错误;D正确。
故选D。
(2)[2]根据折射定律,可得玻璃砖的折射率为
[3] 另一同学将大头针P1和P2插在圆弧侧某半径延长线位置时,在另一侧任何方向看不到大头针的像,可能的原因是发生了全反射。
13. 某同学利用可伸缩万向支架、激光笔和长方体透明水槽测量水的折射率,如图激光笔固定在万向支架上,调节高度和角度,使激光平行于水槽正立面(下图中所示的横截面),从水槽的左上角射入,用记号笔在水槽正立面记下激光在水槽底部的光点A。往水槽内缓慢注入清水,直到水面高度接近水槽高度的一半,用记号笔在水槽正立面记下激光在水槽底部光点B(图中未画出)和水面CD,在水槽正立面用记号笔画直线,连接水槽左上角和A点,相交CD于E点,用刻度尺分别测量EA的长度,EB的长度,水面CD距水槽底部高度h=12.0cm。由此可得:
(1)B点处于A点的___________侧(填左、右)。
(2)激光入射角的正弦值sini=___________(结果保留两位有效数字)。
(3)水的折射率n=___________(结果保留三位有效数字)。
(4)要使得测量到水的折射率更准确,实验操作可采取的措施有(答一点即可):___________。
【答案】 ①. 左 ②. 0.80 ③. 1.33 ④. 保证可伸缩万向支架与透明水槽所处平面水平
【解析】
【详解】(1)[1]由于激光在水面发生折射,而光从光疏介质射入光密介质时,入射角大于折射角,做出光路图如图所示
可知,B点位于A点的左侧。
(2)[2]根据几何关系可知,激光入射角的正弦值
(3)[3]根据折射定律可知水的折射率为
而
代数数据解得
(4)[4]进行多次测量以减小偶然误差,提高准确度;保证可伸缩万向支架与透明水槽所处平面水平。
14. 如图所示,为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个滑块的碰撞是否为弹性碰撞.某同学选取了两个体积相同、质量不同、与水平面的动摩擦因数相同的滑块A、B,按下述步骤做实验:
①用天平测出两个滑块的质量分别为mA,mB;
②将图示装置固定在水平面上,使圆弧形轨道末端切线水平;
③先不放滑块B,让滑块A多次从圆弧轨道上某一位置由静止释放,记下.其在水平面上滑行距离的平均值x0;
④将滑块B静止置于轨道下端水平部分,仍将滑块A从轨道上同一位置由静止释放,与滑块B碰撞,重复多次.
(1)为确保实验中滑块A不反向运动,mA,mB,应满足的关系是_______________
(2)实验中,还需要测量的量是__________________.
(3)用测得的物理量来表示,只要满足关系式__________,则说明碰撞过程中动量是守恒的
(4)用测得的物理量来表示,只要满足关系式_____________,则说明两滑块的碰撞是弹性碰撞.
【答案】 ①. ; ②. 碰撞后,滑块A在水平面上滑行距离的平均值、滑块B在水平面上滑行距离的平均值; ③. ; ④. ;
【解析】
【详解】(1)为防止两球碰撞后入射球反弹,入射球的质量应大于被碰球的质量,即:;(2)碰撞后两球做减速运动,设碰撞后的速度为:、,由动能定理得:,解得:;,解得:;,解得:;如果碰撞过程动量守恒,则:,即,整理得:,实验需要测量碰撞后A、B球在水平面滑行的平均距离:、.(3)由(2)问可知用测得的物理量来表示,只要满足关系式,则说明碰撞过程中动量是守恒的;(3)若两滑块的碰撞是弹性碰撞的,碰撞前后动量守恒、动能不变,根据能量守恒得:,即:,解得:,即若用测得的物理量来表示,只要满足关系式,则说明两滑块的碰撞是弹性碰撞.则说明碰撞过程中动量是守恒的.
15. 某学习兴趣小组用如图所示的装置验证动量守恒定律。实验中采用质量分别为和两个小球,实验步骤如下:
①用天平测出两个小球的质量分别为和;
②安装实验装置,将斜槽固定在桌边,使槽的末端水平;
③先不放小球,让小球从斜槽顶端S处由静止释放,标记小球在地上的落点位置;
④将小球放在斜槽末端,仍让小球从斜槽顶端S处由静止释放,两球发生碰撞,分别标记小球、在地上的落点位置、;
⑤用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端的水平距离。图中、、点是实验过程中记下的小球在地面上的三个落点位置,、、到斜槽末端在地面的投影点的距离分别为、、。
依据上述实验步骤,请回答下面问题:
(1)下列器材选取或实验操作符合实验要求的是______。
A.可选用半径不同的两小球
B.选用两球的质量应满足
C.小球每次必须从斜轨同一位置由静止释放
D.需用秒表测定小球在空中飞行的时间
(2)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度大小是不容易的,但是,可以通过测量(填选项前的符号)来验证动量守恒定律。( )
A.小球开始释放的高度
B.小球抛出点距地面的高度
C.小球做平抛运动的水平位移
(3)若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为______(用题目中所给的物理量表示);若碰撞是弹性碰撞,那么还应该满足的表达式为______(用题目中所给的物理量表示)。
【答案】 ①. BC##CB ②. C ③. ④.
【解析】
【详解】(1)[1]A.为了确保发生对心正碰,需要两球的半径相等,A错误;
B.为了避免发生碰后反弹,两球质量需要满足
B正确;
C.为了确保小球每次飞出的速度大小一定,小球每次必须从斜轨同一位置由静止释放,C正确;
D.由于小球下落的高度相等,根据
,
解得
可知,小球碰撞后飞出的速度与水平位移成正比,则实验时不需要测时间,D错误。
故选BC。
(2)[2]根据上述有
,,
根据动量守恒有
解得
可知,AB错误,C正确。
故选C。
(3)[3]根据上述,若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为
[4]若碰撞是弹性碰撞,则有
,
结合上述解得
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