精品解析：海南省文昌中学2024-2025学年高二上学期第二次月考物理试题

2024—2025学年度第一学期高二第二次月考试题 物 理 一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题意。） 1. 如图，弹簧振子的平衡位置为O点，在B、C两点之间做简谐运动。B、C相距20cm。小球经过B点时开始计时，经过0.5s首次到达C点。下列说法正确的是（　　） A. 小球振动的周期为2.0s B. 小球振动的振幅为0.2m C. 小球的位移一时间关系为 D. 5s末小球位移为-0.1m 2. 下列光线在空气和半圆形玻璃砖中传播的光路图中，玻璃的折射率为1.5，正确的是（　　） A. 图乙、丙、丁 B. 图乙、丁 C. 图乙、丙 D. 图甲、丙 3. 一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播，波源位于坐标原点，t=0时刻波源开始振动，在时刻的波形如图所示，此时，处的质点刚开始振动。振幅为A，波长为，质点振动周期为T，则下列说法正确的是（　　） A. 在时间内，x=处质点通过的路程为2A B. 波源处质点的振动方程为y=－Asin C. 经过一个周期T，质点通过的路程为 D. 波源起振方向沿y轴负方向 4. 甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动，甲追上乙，并与乙发生碰撞，碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示。已知甲的质量为1kg，则碰撞过程两物块损失的机械能为（　　） A. 3 J B. 4 J C. 5 J D. 6 J 5. 如图甲所示，竖直圆盘转动时，可带动固定在圆盘上的T形支架在竖直方向振动，T形支架的下面系着一个弹簧和小球，共同组成一个振动系统．当圆盘静止时，小球可稳定振动．现使圆盘匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定．改变圆盘匀速转动的周期，其共振曲线（振幅A与驱动力的频率f的关系）如图乙所示，则（　　） A. 圆盘匀速转动时，振动小球的频率与圆盘转动的频率无关 B. 此振动小球的固有频率约为3Hz C. 若圆盘匀速转动的周期增大，振动小球的振幅减小 D. 若圆盘匀速转动的周期增大，共振曲线的峰值将向右移动 6. 下列四幅图中形成原理与其他三幅图不同的是（ ） A. B. C. D. 7. 如图，长方体玻璃砖的横截面为矩形，，其折射率为。一束单色光在纸面内以的入射角从空气射向边的中点O，则该束单色光（　　） A. 在边的折射角为 B. 在边的入射角为 C. 不能从边射出 D. 不能从边射出 8. 福建属于台风频发地区，各类户外设施建设都要考虑台风影响。已知10级台风的风速范围为，16级台风的风速范围为。若台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌，则16级台风对该交通标志牌的作用力大小约为10级台风的（　　） A. 2倍 B. 4倍 C. 8倍 D. 16倍 二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的，得4分；选对但不全的，得2分；有选错的，得0分） 9. 甲乙两人穿冰鞋静止在光滑的冰面上，甲推乙后，两人朝相反的方向滑去，已知甲的质量为，乙的质量为，则（　　 A. 甲、乙分开时的速度大小之比为 B. 甲、乙分开时的动量大小之比为 C. 甲对乙的冲量和乙对甲的冲量大小之比为 D. 从甲开始推乙到甲乙分开的过程中甲、乙的加速度之比为 10. 如图所示，学生练习用脚顺球。某一次足球由静止自由下落，被重新顺起，离开脚部后竖直上升的最大高度仍为。已知足球与脚部的作用时间为，足球的质量为，重力加速度大小g取，不计空气阻力，则（　　） A. 足球下落到与脚部刚接触时动量大小为 B. 足球自由下落过程重力的冲量大小为 C. 足球与脚部作用过程中动量变化量为零 D. 脚部对足球的平均作用力为足球重力的11倍 11. 如图所示，两个小球A、B大小相等，质量分布均匀。分别为m1、m2，m1 <m2，A、B与轻弹簧栓接，静止在光滑水平面上，第一次用锤子在左侧与A球心等高处水平快速向右敲击A，作用于A的冲量大小为I1，第二次两小球及弹簧仍静止在水平面上，用锤子在右侧与B球心等高处水平快速向左敲击B，作用于B的冲量大小为I2，Il=I2,则下列说法正确的是（　　） A. 若两次锤子敲击完成瞬间，A、B两球获得动量大小分别为p1和p2，则p1=p2 B. 若两次锤子敲击分别对A、B两球做功为W1和W2，则W1=W2． C. 若两次弹簧压缩到最短时的长度分别为L1和L2，则L1<L2 D. 若两次弹簧压缩到最短时A、弹簧、B的共同速度大小分别为v1和v2，则v1>v2 12. 一列简谐横波在t = 0时刻的波动图像如图1所示，质点M的振动图像如图2所示，则下列说法正确的是（　　） A. 波沿x轴负方向传播 B. 波的传播速度大小为2 m/s C. 0 ~ 3 s内质点M运动路程为0.12 m D. 质点M平衡位置的横坐标为x = 1 m 13. 一列简谐横波在介质中沿直线传播，直线上A、B两点的振动图像分别如图甲、乙所示，A、B两点的间距为0.6m，已知该波的波长m。下列说法正确的是（　　） A. 该波的周期 B. 若波从A向B传播，则波长为0.8m C. 若波从B向A传播，则波速为6m/s D. 0.25s时A偏离平衡位置的位移为10cm 三、实验题（本题有2个小题，14题8分，15题12分，共20分，把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答。） 14. 用如图甲所示的装置做“验证动量守恒定律”实验，研究小球在斜槽末端碰撞时动量是否守恒。 （1）下列关于本实验条件的叙述，不正确的是 A. 同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放 B. 入射小球的质量必须大于被碰小球的质量 C. 斜槽部分必须光滑 D. 轨道末端必须水平 （2）图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射小球多次从斜槽上同一位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P，测出平抛射程OP，然后，把半径相同的被碰小球静置于轨道的水平末端，仍将入射小球从斜槽上的位置S 由静止释放，与被碰小球发生正碰，并多次重复该操作，确定两小球平均落地点位置分别为M、N，测出碰撞后的各自射程OM、ON，则实验中还需要测量的物理量有__________ 。 （3）在实验误差允许范围内，若满足关系式_________（用所测物理量的字母表示），则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。 （4）若采用图乙装置来验证碰撞中的动量守恒，实验中小球平均落点位置分别为、、、与小球在斜槽末端时球心的位置等高。关于此碰撞过程以下说法正确的是 A. 若，则动量守恒 B. 若，则动量守恒 C 若 ，则机械能守恒 D. 若，则机械能守恒 15. 在“利用单摆测重力加速度”的实验中 （1）以下做法中正确的是______； A. 测量摆长的方法：用刻度尺量出从悬点到摆球间的细线长 B. 测量周期时，从小球到达最大振幅位置开始计时，摆球完成50次全振动时，及时截止，然后求出完成一次全振动的时间 C. 要保证单摆自始至终同一竖直面内摆动 D. 单摆振动时，应注意使它的偏角开始时不能小于10° （2）某同学先用米尺测得摆线长为97.43cm，用游标卡尺测得摆球直径如图甲所示为______cm，则单摆的摆长为______cm；然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间如图乙所示为______s。（结果均保留4位有效数字） （3）在“用单摆测定重力加速度”的实验中，由于没有游标卡尺，无法测小球的直径d，实验中将悬点到小球最低点的距离作为摆长L，测得多组周期T和L的数据，作出L－T2图像，如图丙所示。实验得到的L－T2图像是______（选填“a”“b”或“c”）； （4）关于实验操作或结果分析，下列说法正确的是______（填正确答案标号）。 A. 如果有两个大小相等且都带孔的铁球和木球，应选用铁球 B. 摆线要选细些的、伸缩性好的 C. 为了使单摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度 D. 测量周期时，误将摆球（n+1）次全振动的时间t记成了n次全振动的时间，测量的重力加速度g值偏小 四、综合分析与计算题（本题共3小题，16题10分，17题14分，18题12分，共36分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 16. 一列简谐横波在x轴上传播，在和时，其波形图分别如图中实线和虚线所示。求： （1）这列波的波长是多少； （2）这列波可能具有的波速； （3）当波速为26m/s时，波的传播方向如何（请写明具体判断过程） 17. 如图所示，一根竖直固定的长直圆管内有一个质量为M的静止薄圆盘，圆盘与管的上端口距离为l，圆管长度为20l。一个质量为的小球从管的上端口由静止下落，并撞在圆盘中心，圆盘向下滑动，所受滑动摩擦力与其所受重力大小相等。小球在管内运动时与管壁不接触，圆盘始终水平，小球与圆盘发生的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。不计空气阻力，重力加速度大小为g。求： （1）第一次碰撞后瞬间小球和圆盘的速度大小； （2）在第一次碰撞到第二次碰撞之间，小球与圆盘间的最远距离。 18. 如图所示，光滑水平地面上有一足够长的木板，左端放置可视为质点的物体，其质量为m1＝1kg，木板与物体间动摩擦因数μ＝0.1，二者以相同的初速度v0＝0.8m/s一起向右运动，木板与竖直墙碰撞时间极短，且没有机械能损失。g取10m/s2。 （1）如果木板质量m2＝3kg，求物体相对木板滑动的最大距离； （2）如果木板质量m2＝0.6kg，求物体相对木板滑动的最大距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024—2025学年度第一学期高二第二次月考试题 物 理 一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题意。） 1. 如图，弹簧振子的平衡位置为O点，在B、C两点之间做简谐运动。B、C相距20cm。小球经过B点时开始计时，经过0.5s首次到达C点。下列说法正确的是（　　） A. 小球振动的周期为2.0s B. 小球振动的振幅为0.2m C. 小球的位移一时间关系为 D. 5s末小球位移为-0.1m 【答案】C 【解析】 【详解】A. 小球经过B点时开始计时，经过0.5s首次到达C点，则小球振动的周期为T=1.0s，选项A错误； B. 由题意可知，小球振动的振幅为A=0.1m，选项B错误； C. 小球经过B点时开始计时，且 则小球的位移-时间关系为 选项C正确； D. 5s末小球回到B点，则位移为0.1m，选项D错误。 故选C。 2. 下列光线在空气和半圆形玻璃砖中传播的光路图中，玻璃的折射率为1.5，正确的是（　　） A. 图乙、丙、丁 B. 图乙、丁 C. 图乙、丙 D. 图甲、丙 【答案】B 【解析】 【详解】光线从空气射入半圆形玻璃砖时折射角应小于入射角，故甲图错误，乙图正确； 光线由玻璃砖射入空气时，设临界角为C，则有 则 C＜45° 由图知入射角 i=45°＞C 所以光线发生了全反射，故丙图错误，丁图正确。 故选B。 3. 一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播，波源位于坐标原点，t=0时刻波源开始振动，在时刻的波形如图所示，此时，处的质点刚开始振动。振幅为A，波长为，质点振动周期为T，则下列说法正确的是（　　） A. 在时间内，x=处质点通过的路程为2A B. 波源处质点的振动方程为y=－Asin C. 经过一个周期T，质点通过的路程为 D. 波源起振方向沿y轴负方向 【答案】A 【解析】 【详解】D．波源的起振方向与处的质点刚开始振动的方向相同，沿y轴正方向，D错误； A．由题知时，处质点刚开始振动，所以在时间内，x=处质点通过的路程为2A，故A正确； B．由A选项可知，波源处质点的振动方程为，B错误； C．质点在平衡位置附近上、下振动，若振动经过一个周期T，则通过的路程为，质点不沿波传播的方向运动，C错误。 故选A。 4. 甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动，甲追上乙，并与乙发生碰撞，碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示。已知甲的质量为1kg，则碰撞过程两物块损失的机械能为（　　） A. 3 J B. 4 J C. 5 J D. 6 J 【答案】A 【解析】 【详解】由v-t图可知，碰前甲、乙的速度分别为，；碰后甲、乙的速度分别为，，甲、乙两物块碰撞过程中，由动量守恒得 解得 则损失的机械能为 解得 故选A。 5. 如图甲所示，竖直圆盘转动时，可带动固定在圆盘上的T形支架在竖直方向振动，T形支架的下面系着一个弹簧和小球，共同组成一个振动系统．当圆盘静止时，小球可稳定振动．现使圆盘匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定．改变圆盘匀速转动的周期，其共振曲线（振幅A与驱动力的频率f的关系）如图乙所示，则（　　） A. 圆盘匀速转动时，振动小球的频率与圆盘转动的频率无关 B. 此振动小球的固有频率约为3Hz C. 若圆盘匀速转动的周期增大，振动小球的振幅减小 D. 若圆盘匀速转动的周期增大，共振曲线的峰值将向右移动 【答案】B 【解析】 【详解】A．振动系统的振动频率是由驱动力的频率决定的，振动小球的频率由圆盘转动的频率决定，故A错误； B．由振子的共振曲线可得，此振动系统的固有频率约为3Hz，故B正确； C．若圆盘匀速转动周期增大，频率减小，因不知道初始频率与固有频率的关系，无法判断振幅变化，故C错误； D．共振曲线的峰值表示振子的固有频率，它是由振动系统本身的性质决定的，与驱动力的频率无关，故D错误。 故选B。 6. 下列四幅图中形成原理与其他三幅图不同的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】干涉图样的条纹间距相等，衍射图样的中央条纹最宽，所以C是光的双缝干涉图样，A是圆孔衍射图样，B是泊松亮斑，是光的衍射图样，D是光的单缝衍射图样。即ABD是光的衍射图样，C是光的干涉图样，原理与其他三幅图不同。 故选C。 7. 如图，长方体玻璃砖的横截面为矩形，，其折射率为。一束单色光在纸面内以的入射角从空气射向边的中点O，则该束单色光（　　） A. 在边的折射角为 B. 在边的入射角为 C. 不能从边射出 D. 不能从边射出 【答案】C 【解析】 【详解】A．光线从O点入射，设折射角为，由折射定律有 解得 即该束单色光在边的折射角为，故A错误； B．设边长，则，作出光路图如图所示。 由几何关系可知光在边的入射角为，故B错误； C．设光在玻璃砖与空气界面发生全反射的临界角设为C，有 即，而光在MN边入射角大于，所以光在MN边发生全反射，不能从边射出，故C正确； D．根据几何关系可知光在A点发生全反射后到达NP边的B点时的入射角为30°，小于全反射临界角，所以光在B点折射出玻璃砖，故D错误。 故选C。 8. 福建属于台风频发地区，各类户外设施建设都要考虑台风影响。已知10级台风的风速范围为，16级台风的风速范围为。若台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌，则16级台风对该交通标志牌的作用力大小约为10级台风的（　　） A. 2倍 B. 4倍 C. 8倍 D. 16倍 【答案】B 【解析】 【详解】设空气的密度为，风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌的横截面积为，在时间的空气质量为 假定台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌的末速度变为零，对风由动量定理有 可得 10级台风的风速，16级台风的风速，则有 故选B。 二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的，得4分；选对但不全的，得2分；有选错的，得0分） 9. 甲乙两人穿冰鞋静止在光滑的冰面上，甲推乙后，两人朝相反的方向滑去，已知甲的质量为，乙的质量为，则（　　 A. 甲、乙分开时的速度大小之比为 B. 甲、乙分开时的动量大小之比为 C. 甲对乙的冲量和乙对甲的冲量大小之比为 D. 从甲开始推乙到甲乙分开的过程中甲、乙的加速度之比为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据动量守恒定律可得 解得 故A正确； B．甲、乙分开时的动量大小之比为 故B错误； C．根据动量定理可知甲对乙的冲量大小为 乙对甲的冲量大小为 则甲对乙的冲量和乙对甲的冲量大小之比为，故C正确； D．从甲开始推乙到甲乙分开的过程中，根据牛顿第三定律可知，甲乙所受力为相互作用力，大小相等，则甲、乙的加速度之比为 故D错误。 故选AC。 10. 如图所示，学生练习用脚顺球。某一次足球由静止自由下落，被重新顺起，离开脚部后竖直上升的最大高度仍为。已知足球与脚部的作用时间为，足球的质量为，重力加速度大小g取，不计空气阻力，则（　　） A. 足球下落到与脚部刚接触时动量大小为 B. 足球自由下落过程重力的冲量大小为 C. 足球与脚部作用过程中动量变化量为零 D. 脚部对足球的平均作用力为足球重力的11倍 【答案】AD 【解析】 【详解】A．足球达到脚背的速度为 足球下落到与脚部刚接触时动量大小为 A正确； BD．根据运动的对称性，足球离开脚背的速度大小也是5m/s，所以脚背与足球作用额过程中，由动量定理得 解得 全程由动量定理得 解得 B错误，D正确。 C．足球与脚部作用过程中动量变化大小 故选AD。 11. 如图所示，两个小球A、B大小相等，质量分布均匀。分别为m1、m2，m1 <m2，A、B与轻弹簧栓接，静止在光滑水平面上，第一次用锤子在左侧与A球心等高处水平快速向右敲击A，作用于A的冲量大小为I1，第二次两小球及弹簧仍静止在水平面上，用锤子在右侧与B球心等高处水平快速向左敲击B，作用于B的冲量大小为I2，Il=I2,则下列说法正确的是（　　） A. 若两次锤子敲击完成瞬间，A、B两球获得的动量大小分别为p1和p2，则p1=p2 B. 若两次锤子敲击分别对A、B两球做的功为W1和W2，则W1=W2． C. 若两次弹簧压缩到最短时的长度分别为L1和L2，则L1<L2 D. 若两次弹簧压缩到最短时A、弹簧、B的共同速度大小分别为v1和v2，则v1>v2 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由动量定理可知，由于Il=I2，则若两次锤子敲击完成瞬间有 故A正确； B．由于两次锤子敲击完成瞬间两球具有的动量大小相等，且可知，A球获得的初动能更大，由动能定理可知 故B错误； C．由动量守恒可得 得 由能量守恒有 得 由于则质量越大的，初速度越小，即A球获得的初速度较大，则敲击A球时弹簧的最大弹性势能较大，即 故C正确； D．由由动量守恒可得 得 则两次共速的速度相同，故D错误。 故选AC。 12. 一列简谐横波在t = 0时刻的波动图像如图1所示，质点M的振动图像如图2所示，则下列说法正确的是（　　） A. 波沿x轴负方向传播 B. 波的传播速度大小为2 m/s C. 0 ~ 3 s内质点M运动的路程为0.12 m D. 质点M平衡位置的横坐标为x = 1 m 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．由图2可知，t = 0时刻质点M的振动方向沿y轴负方向，根据“同侧法”可知，该波沿x轴负方向传播，故A正确； B．由图1可知，波长 由图2可知，周期 则波速为 故B错误； C．由 则0 ~ 3 s内质点M运动的路程为 故C正确； D．由图1可知波从M点传播到坐标原点，设时间为t1，则 解得 则从M到坐标原点的距离为 所以质点M平衡位置的横坐标为 故D正确。 故选ACD。 13. 一列简谐横波在介质中沿直线传播，直线上A、B两点的振动图像分别如图甲、乙所示，A、B两点的间距为0.6m，已知该波的波长m。下列说法正确的是（　　） A. 该波的周期 B. 若波从A向B传播，则波长为0.8m C. 若波从B向A传播，则波速为6m/s D. 0.25s时A偏离平衡位置的位移为10cm 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由振动图像可知，该波的周期为0.4s。故A错误； B．若波从A向B传播，波长大于0.6m，A、B间波形图如①所示， 则 解得 故B正确； C．若波从B向A传播，波长大于0.6m，A、B间波形图如②所示，则 解得 波速为 故C正确； D．由图甲可知 0.25s时A偏离平衡位置的位移为 故D错误。 故选BC。 三、实验题（本题有2个小题，14题8分，15题12分，共20分，把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答。） 14. 用如图甲所示的装置做“验证动量守恒定律”实验，研究小球在斜槽末端碰撞时动量是否守恒。 （1）下列关于本实验条件的叙述，不正确的是 A. 同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放 B. 入射小球的质量必须大于被碰小球的质量 C. 斜槽部分必须光滑 D. 轨道末端必须水平 （2）图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射小球多次从斜槽上同一位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P，测出平抛射程OP，然后，把半径相同的被碰小球静置于轨道的水平末端，仍将入射小球从斜槽上的位置S 由静止释放，与被碰小球发生正碰，并多次重复该操作，确定两小球平均落地点位置分别为M、N，测出碰撞后的各自射程OM、ON，则实验中还需要测量的物理量有__________ 。 （3）在实验误差允许范围内，若满足关系式_________（用所测物理量的字母表示），则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。 （4）若采用图乙装置来验证碰撞中的动量守恒，实验中小球平均落点位置分别为、、、与小球在斜槽末端时球心的位置等高。关于此碰撞过程以下说法正确的是 A. 若，则动量守恒 B. 若，则动量守恒 C. 若 ，则机械能守恒 D. 若，则机械能守恒 【答案】（1）C （2）入射小球和被碰小球的质量、 （3） （4）C 【解析】 【小问1详解】 A．同一组实验中，为了保证每次碰撞前入射小球的速度相同，入射小球必须从同一位置由静止释放，故A正确，不符合题意； B．为了保证碰后入射小球不反弹，入射小球的质量必须大于被碰小球的质量，故B正确，不符合题意； C．轨道倾斜部分是否光滑不影响碰撞前入射小球的速度，故斜槽部分不需要光滑，故C错误，符合题意； D．为了保证小球抛出时做平抛运动，轨道末端必须水平，故D正确，不符合题意。 本题选不正确的，故选C。 【小问2详解】 设入射小球碰撞前的速度为，碰撞后入射小球的速度为，被碰小球的速度为，入射小球的质量为，被碰小球的质量为，若碰撞过程满足动量守恒，则有 因小球从同一高度做平抛运动，故运动时间都相同，设为，则有 ，， 代入上式，则有 故实验中还需要测量的物理量有入射小球和被碰小球的质量、。 【小问3详解】 由（2）问，可知在实验误差允许范围内，若满足关系式 则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。 小问4详解】 AB．若采用图乙装置来验证碰撞中的动量守恒，设入射小球碰撞前的速度为，碰撞后的速度为，被碰小球的速度为，抛出点到挡板的水平位移为，则小球平均落点在点时有 ， 联立解得 同理，小球平均落点在点、点时，水平位移仍为为，则对应的平抛初速度为 ， 若满足 代入以上三个速度，可得 则表明此碰撞过程动量能守恒，故AB错误； CD．若满足 代入以上三个速度，可得 则表明此碰撞过程机械能守恒，故C正确，D错误。 故选C。 15. 在“利用单摆测重力加速度”的实验中 （1）以下做法中正确的是______； A. 测量摆长的方法：用刻度尺量出从悬点到摆球间的细线长 B. 测量周期时，从小球到达最大振幅位置开始计时，摆球完成50次全振动时，及时截止，然后求出完成一次全振动的时间 C. 要保证单摆自始至终在同一竖直面内摆动 D. 单摆振动时，应注意使它的偏角开始时不能小于10° （2）某同学先用米尺测得摆线长为97.43cm，用游标卡尺测得摆球直径如图甲所示为______cm，则单摆的摆长为______cm；然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间如图乙所示为______s。（结果均保留4位有效数字） （3）在“用单摆测定重力加速度”实验中，由于没有游标卡尺，无法测小球的直径d，实验中将悬点到小球最低点的距离作为摆长L，测得多组周期T和L的数据，作出L－T2图像，如图丙所示。实验得到的L－T2图像是______（选填“a”“b”或“c”）； （4）关于实验操作或结果分析，下列说法正确的是______（填正确答案标号）。 A. 如果有两个大小相等且都带孔的铁球和木球，应选用铁球 B. 摆线要选细些的、伸缩性好的 C. 为了使单摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度 D. 测量周期时，误将摆球（n+1）次全振动的时间t记成了n次全振动的时间，测量的重力加速度g值偏小 【答案】（1）C （2） ①. 2.125 ②. 98.49 ③. 100.0 （3）c （4）AD 【解析】 【小问1详解】 A．测量摆长的方法：用刻度尺量出从悬点到摆球间的细线长，摆长等于摆线长与摆球的半径（直径一半）的和值，故A错误； B．测量周期时，从小球到达最低点位置开始计时，摆球完成50次全振动时，及时截止，然后求出完成一次全振动的时间，故B错误； CD．为了确保摆球运动近似为简谐运动，要保证单摆自始至终在同一竖直面内摆动，且单摆振动时，应注意使它的偏角开始时不能大于10°，故C正确，D错误。 故选C。 【小问2详解】 [1]根据游标卡尺的读数规律，该读数为 [2]摆长等于摆线长与摆球半径之和，则有 [3]根据秒表的读数规律，该读数为 【小问3详解】 根据单摆周期公式有 其中 解得 可知，图像斜率为正值，纵轴截距也为正值，则实验得到的L－T2图像是c。 【小问4详解】 A．为了减小空气阻力的影响，实验中摆球选择体积小质量大的球体，即如果有两个大小相等且都带孔的铁球和木球，应选用铁球，故A正确； B．为了确保摆长一定，减小误差，摆线要选细些的、伸缩性差的，故B错误； C．根据单摆的周期公式可知，周期与摆角无关，故C错误； D．测量周期时，误将摆球（n+1）次全振动的时间t记成了n次全振动的时间，则周期的测量值偏大，由于 可知，测量的重力加速度g值偏小，故D正确。 故选AD。 四、综合分析与计算题（本题共3小题，16题10分，17题14分，18题12分，共36分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 16. 一列简谐横波在x轴上传播，在和时，其波形图分别如图中实线和虚线所示。求： （1）这列波的波长是多少； （2）这列波可能具有的波速； （3）当波速为26m/s时，波的传播方向如何（请写明具体判断过程） 【答案】（1）；（2）见解析；（3）波沿x轴正向传播，依据见解析 【解析】 【详解】（1）由图知这列波的波长 （2）若波沿x轴正向传播，则 （n=0，1，2，3……） 又 则波速 （n=0，1，2，3……） 若波沿x轴负向传播，则 （n=0，1，2，3……） 又 则波速 （n=0，1，2，3……） （3）当n=3时，有 故当波速为26m/s时，波沿x轴正向传播。 17. 如图所示，一根竖直固定的长直圆管内有一个质量为M的静止薄圆盘，圆盘与管的上端口距离为l，圆管长度为20l。一个质量为的小球从管的上端口由静止下落，并撞在圆盘中心，圆盘向下滑动，所受滑动摩擦力与其所受重力大小相等。小球在管内运动时与管壁不接触，圆盘始终水平，小球与圆盘发生的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。不计空气阻力，重力加速度大小为g。求： （1）第一次碰撞后瞬间小球和圆盘的速度大小； （2）在第一次碰撞到第二次碰撞之间，小球与圆盘间的最远距离。 【答案】（1），；（2）l 【解析】 【详解】（1）过程1：小球释放后自由下落，下降l，由机械能守恒定律有 解得 过程2：小球以的速度与静止圆盘发生弹性碰撞，根据能量守恒定律和动量守恒定律分别有 ， 解得 ， 即碰后小球速度大小为，方向竖直向上；，圆盘速度大小为方向竖直向下。 （2）第一次碰后，小球做竖直上抛运动，圆盘摩擦力与重力平衡，匀速下滑，当二者速度相同时，间距最大，即 解得 此过程圆盘向下的位移为 小球向上的位移为 则在第一次碰撞到第二次碰撞之间，小球与圆盘间的最远距离为 18. 如图所示，光滑水平地面上有一足够长的木板，左端放置可视为质点的物体，其质量为m1＝1kg，木板与物体间动摩擦因数μ＝0.1，二者以相同的初速度v0＝0.8m/s一起向右运动，木板与竖直墙碰撞时间极短，且没有机械能损失。g取10m/s2。 （1）如果木板质量m2＝3kg，求物体相对木板滑动的最大距离； （2）如果木板质量m2＝0.6kg，求物体相对木板滑动的最大距离。 【答案】（1）0.96m；（2）0.512m 【解析】 【详解】（1）木板与竖直墙碰撞后，以原速率反弹，设向左为正方向，由动量守恒定律得 解得 方向向左，不会与竖直墙再次碰撞 由能量守恒定律得 解得 （2）木板与竖直墙碰撞后，以原速率反弹，由动量守恒定律得 解得 方向向右，将与竖直墙再次碰撞，最后木板停在竖直墙处 由能量守恒定律得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$