精品解析：福建省厦门双十中学2024-2025学年高二上学期12月月考物理试题

厦门双十中学高二上学期物理月考2 （满分：100分，考试时间：75分钟） 一、单选题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 对下列情景说法正确的是（　　） A. 子弹打进木块后一起向左运动过程，子弹和木块构成的系统动量守恒 B. 两同学传接篮球的过程，两同学和篮球构成的系统水平方向动量守恒 C. 绑有磁铁的两小车在光滑水平地面上相向运动的过程，两车构成的系统动量守恒 D. 小球从静止在光滑水平面上的斜槽顶端释放，在离开斜槽前小球和斜槽构成的系统动量守恒 2. 图甲为共振筛基本结构图，由四根弹簧和一个电动偏心轮组成，当偏心轮每转一周，就给筛子一个周期性交化的驱动力。若增大电压，可使偏心轮转速提高；增加筛子质量，可增大筛子固有周期。图乙是该共振筛的共振曲线。现在某电压下偏心轮的转速是54r/min，下列说法正确的是（　　） A. 质量不变时，增大电压，图中振幅的峰值会往右移 B. 电压不变，适当增加共振筛的质量，可以增大其振幅 C. 质量不变时，适当减小电压，可以增大共振筛的振幅 D. 突然断电，共振筛不会立即停下来，而会以0.9Hz的频率做阻尼振动直到停止 3. 如图所示，颠球是足球运动中的一项基本功，若某次颠球中，颠出去的足球竖直向上运动之后又落回到原位置，设整个运动过程中足球所受阻力大小不变。下列说法正确的是（　　） A. 球从颠出到落回的时间内，重力的冲量为零 B. 球从颠出到落回的时间内，阻力的冲量为零 C. 球上升阶段与下降阶段合外力的冲量大小相等 D. 球上升阶段动量的减少量大于下降阶段动量的增加量 4. 如图所示，劲度系数为k的轻弹簧上端固定，下端通过细线连接两个质量均为m的小球a和b，系统处于静止状态。时烧断细线，时弹簧的弹力第一次为零。重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 小球a做简谐运动的振幅为 B. 小球a做简谐运动的周期为 C. 时，小球a的动能最大 D. 时，小球a的回复力为零 二、双选题；本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5. 若振子运动到B处时将一质量为m的物体放到M的上面，且m和M无相对运动而一起运动，下列叙述正确的是（　　） A. 振幅不变 B. 振幅减小 C. 最大动能不变 D. 最大动能减少 6. 质量都为m的小球a、b、c以相同的速度分别与另外三个质量都为M的静止小球相碰后，a球被反向弹回，b球与被碰球粘合在一起仍沿原方向运动，c球碰后静止，则下列说法正确的是(　　) A. m一定小于M B. m可能等于M C. b球与质量为M球组成的系统损失的动能最大 D. c球与质量为M的球组成的系统损失的动能最大 7. 中国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的第一架大型喷气式民用C919大飞机首次飞行试验圆满成功，一部分得益于我国拥有强大的风洞测试系统。在某次风洞测试中，飞机始终保持水平静止状态，风以速度v垂直打到机身面积为S的平面上，且速度立即减为零。已知气流密度为，则（　　） A. 风对机身平面的冲量与机身平面对风的冲量相同 B. 此平面受到的风力大小为 C. 若风速减小为原来的，则此平面受到的风力减小为原来的 D. 若风速增大为原来的2倍，则飞机的功率要增大为原来的4倍 8. 如图，斜面体C质量为M，斜面足够长，始终静止在水平面上，一质量为m的足够长的长方形木板A上表面光滑，下表面与C的动摩擦因数，A沿C斜面下滑速度为时，将一质量为2m的滑块B轻轻放在A上表面，下列说法正确的是（　　） A. 当A与B共速时 B. A、B共速后，C对水平面的压力始终等于 C. 若A、B间动摩擦因数也为，当A与B共速时 D. 若A、B间动摩擦因数也为，C与水平面的摩擦力始终为0 三、非选择题：本题共8题，共60分。 9. 如图所示，甲、乙两人各站在静止小车的左右两端，车与地面之间无摩擦，当他们同时相向运动时，发现小车向右运动；则在此过程，甲人的动量大小______________（选填“大于”、“等于”或“小于”）乙人的动量大小；甲人对小车水平方向冲量大小______________（选填“大于”、“等于”或“小于”）乙人对小车水平方向冲量大小。当两人相遇停下后，小车运动情况______________（选填“匀速向右”、“静止”或“匀速向左”）。 10. 某质点做简谐振动，其位移x与时间t关系如图，则该质点振动周期为___________s，在0~1s内通过路程为___________cm，该质点的振动方程（即位移-时间函数表达式）为___________。 11. 如图所示，用轻弹簧相连的质量均为2kg的A、B两物块都以v＝6m/s的速度在光滑水平地面上运动，弹簧处于原长，质量为4kg的物块C静止在前方，B与C碰撞后二者粘在一起运动。则在以后的运动中，当弹簧的弹性势能最大时，物块A的速度是为________m/s；弹性势能的最大值为_______J；A物体的速度_____向左（填“有可能”或“不可能”）。 12. 学习了单摆后，同学们做“利用单摆测重力加速度”的实验，实验中进行了如下的操作： （1）用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球直径如图1所示，摆球直径的测量值为_____。把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长，通过计算得到摆长。 （2）使摆球在竖直平面内摆动稳定后，当摆球到达_____（选填“最低点”或“最高点”）时启动停表开始计时，并记录此后摆球再次经过计时起点的次数n（、、3……），当时停止计时，此时停表的示数如图2所示，其读数为_____s。 （3）经过正确的操作与测量，得到多组周期与对应的摆长数值后，画出图像是一条过坐标原点的直线，测得此直线的斜率为，则实验所测得重力加速度的表达式为_____（用及相关的常数表示） （4）若某小组的同学用测量出多组周期和对应摆长数值，画出图像如图3所示，造成图线不过坐标原点的原因可能是_____。 A. 摆球的振幅过小 B. 将计为摆长 C. 将计为摆长 D. 摆球质量过大 （5）某小组的同学小明没有使用游标卡尺测摆球直径，也测出了重力加速度，他采用的方法是：先测出一摆线较长的单摆的振动周期，然后把摆线缩短适当的长度，再测出其振动周期。则该小组同学测出的重力加速度的表达式为_____。（用相关的测量量和常数表示） 13. 某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、光电门、轻质弹簧和滑块等器材设计了测量物体质量和验证动量守恒的实验，组装摆放好的装置如图甲所示。 主要步骤如下： a.测得A、B滑块上固定的挡光片的宽度均为d，并根据挡光片调节光电门到合适的高度； b.将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块A上； c.接通气源，放上滑块，调节气垫导轨，使滑块能在导轨上保持静止状态； d.弹簧处于原长时右端位于O点，将滑块A向左水平推动，使弹簧右端压至P点，稳定后由静止释放滑块A，并开始计时； e.计算机采集获取数据，得到滑块A所受弹力大小F、加速度大小a随时间t变化的图像，如图乙所示； f.滑块A与弹簧分开后，经过光电门1，记录遮光时间，然后滑块A、B发生碰撞，碰撞时间极短，B、A分开后依次通过光电门2的时间分别为和； g.用滑块B重复实验步骤（d）（e），并得到滑块B的F-t和a-t图像（未给出），分别提取滑块A、B某些时刻F与a对应的数据，画出a-F图像如图丙所示。 回答以下问题 （1）结合图乙、图丙数据，滑块A与加速度传感器以及挡光片的总质量mA=_________kg，滑块B与加速度传感器以及挡光片的总质量mB=_________kg；（结果均保留两位有效数） （2）利用测量数据，验证动量守恒定律的表达式是________________（用字母mA、mB、、、表示）； （3）图乙数据包含大量隐含信息，假设F-t和a-t图像与坐标轴围成的面积分别为S1、S2，则滑块A与加速度传感器以及挡光片的总质量mA可表示为_________；将弹簧右端压缩至P点时，弹簧具有的弹性势能可表示为_________（结果均用S1、S2表示） 14. 某高校设计专业学生对手机进行了防摔设计，防摔设计是这样：在屏幕的四个角落设置了由弹性塑料、聚合物及超薄金属片组成的保护器，一旦手机内的加速度计、陀螺仪及位移传感器感知到手机掉落，保护器会自动弹出，对手机起到很好的保护作用。总质量为160g的该种型号手机从距离地面高的口袋中被无意间带出，之后的运动可以看作自由落体运动，平摔在地面上，保护器撞击地面的时间为，不计空气阻力，，试求： (1)手机落地前瞬间速度大小； (2)手机从开始掉落到落地前的过程中重力的冲量大小； (3)地面对手机的平均作用力大小。 15. 如图所示，A、B分别为两个完全相同的圆弧槽，并排放在光滑的水平面上，两槽最低点相接触且均与水平面相切。A的左侧紧靠固定物块P，A、B圆弧半径均为R=0.2 m，质量均为M=3kg，质量为m=2kg可视为质点的小球C从距A槽上端点a高为h=0.6m处由静止下落到A槽，经A槽后滑到B槽，最终滑离B槽。g取10 m/s2，不计一切摩擦，水平面足够长。求： （1）小球C第一次滑到A槽最低点时速度的大小； （2）小球C第一次从B槽上端b点飞离槽后所能上升的最大高度（距水平面）； （3）若B槽与小球C质量M和m未知，其他条件不变，要使小球C只有一次从最低点滑上B槽，则质量M与m的关系应满足的条件。 16. 如图，质量m1= 1kg的木板静止在光滑水平地面上，右侧的竖直墙面固定一劲度系数k = 20N/m的轻弹簧，弹簧处于自然状态。质量m2= 4kg的小物块以水平向右的速度滑上木板左端，两者共速时木板恰好与弹簧接触。木板足够长，物块与木板间的动摩擦因数μ = 0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。弹簧始终处在弹性限度内，弹簧的弹性势能Ep与形变量x的关系为。取重力加速度g = 10m/s2，结果可用根式表示。 （1）求木板刚接触弹簧时速度的大小及木板运动前右端距弹簧左端的距离x1； （2）求木板与弹簧接触以后，物块与木板之间即将相对滑动时弹簧的压缩量x2及此时木板速度v2的大小； （3）已知木板向右运动的速度从v2减小到0所用时间为t0。求木板从速度为v2时到之后与物块加速度首次相同时的过程中，系统因摩擦转化的内能U（用t0表示）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 厦门双十中学高二上学期物理月考2 （满分：100分，考试时间：75分钟） 一、单选题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 对下列情景说法正确的是（　　） A. 子弹打进木块后一起向左运动的过程，子弹和木块构成的系统动量守恒 B. 两同学传接篮球的过程，两同学和篮球构成的系统水平方向动量守恒 C. 绑有磁铁的两小车在光滑水平地面上相向运动的过程，两车构成的系统动量守恒 D. 小球从静止在光滑水平面上的斜槽顶端释放，在离开斜槽前小球和斜槽构成的系统动量守恒 【答案】C 【解析】 【详解】A．子弹打进木块的瞬间子弹和木块组成的系统内力远大于外力，系统动量守恒，但在一起向左运动的过程，由于弹簧的弹力作用，子弹和木块所受合外力不为零，系统动量不守恒，故A错误； B．两同学传接篮球的过程，由于地面摩擦力的作用，两同学和篮球构成的系统动量不守恒，故B错误； C．绑有磁铁的两小车在光滑水平地面上相向运动的过程，两车构成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，故C正确； D．小球从静止在光滑水平面上的斜槽顶端释放，在离开斜槽前小球和斜槽构成的系统水平方向动量守恒，竖直方向动量不守恒，所以系统不动量守恒，故D错误。 故选C。 2. 图甲为共振筛基本结构图，由四根弹簧和一个电动偏心轮组成，当偏心轮每转一周，就给筛子一个周期性交化的驱动力。若增大电压，可使偏心轮转速提高；增加筛子质量，可增大筛子固有周期。图乙是该共振筛的共振曲线。现在某电压下偏心轮的转速是54r/min，下列说法正确的是（　　） A. 质量不变时，增大电压，图中振幅的峰值会往右移 B. 电压不变，适当增加共振筛的质量，可以增大其振幅 C. 质量不变时，适当减小电压，可以增大共振筛的振幅 D. 突然断电，共振筛不会立即停下来，而会以0.9Hz的频率做阻尼振动直到停止 【答案】C 【解析】 【详解】D．现在某电压下偏心轮的转速是54 r/min，偏心轮振动的频率为 突然断电，共振筛不会立即停下来，由于惯性共振筛继续振动，稳定后共振筛做自由振动，频率变为0.8 Hz，故D错误； A．由共振曲线可知，共振筛的固有频率为0.8 Hz，质量不变时，增大电压，共振筛的固有频率不变，则图中振幅的峰值不会移动，故A错误； B．电压不变，适当增加共振筛的质量，则共振筛的固有周期增大，固有频率减小，使得固有频率与驱动力频率的差值变大，共振筛的振幅减小，故B错误； C．质量不变时，适当减小电压，会减小偏心轮转速，驱动力频率减小，使得固有频率与驱动力频率的差值变小，共振筛的振幅增大，故C正确。 故选C。 3. 如图所示，颠球是足球运动中的一项基本功，若某次颠球中，颠出去的足球竖直向上运动之后又落回到原位置，设整个运动过程中足球所受阻力大小不变。下列说法正确的是（　　） A. 球从颠出到落回的时间内，重力的冲量为零 B. 球从颠出到落回的时间内，阻力的冲量为零 C. 球上升阶段与下降阶段合外力的冲量大小相等 D. 球上升阶段动量的减少量大于下降阶段动量的增加量 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由冲量定义 球从击出到落回的时间内，重力和阻力的冲量为力乘以力作用的时间，大小不为零，AB错误； CD．球上升时合力为重力加阻力，下降时合力为重力减阻力，故上升时合外力比下降时合外力大，由牛顿第二定律，上升时加速度 大于下降时加速度 设上升阶段球初速度为，末速度为，由动量定理 下降阶段初速度为，由于上升时加速度比下降时加速度大，根据速度位移关系 其末速度 动量的变化量 则球上升阶段动量的变化量大于下降阶段动量的变化量，球上升阶段与下降阶段合外力的冲量大小不相等，C错误，D正确； 故选D。 4. 如图所示，劲度系数为k的轻弹簧上端固定，下端通过细线连接两个质量均为m的小球a和b，系统处于静止状态。时烧断细线，时弹簧的弹力第一次为零。重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 小球a做简谐运动的振幅为 B. 小球a做简谐运动的周期为 C. 时，小球a的动能最大 D. 时，小球a的回复力为零 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据可知，在平衡位置时，弹簧伸长量为 烧断细线前 所以，小球a做简谐运动的振幅为 故A错误； B．根据简谐运动的对称性可知，小球a运动到最高点时，弹簧的形变量为 即，小球a运动到最高点时弹簧处于原长，所以，小球a做简谐运动的周期为 故B错误； C．根据简谐运动的时间对称可知，时，小球a运动到平衡位置，即小球a的动能最大，故C正确； D．时，小球a运动到最高点，位移最大，回复力最大，故D错误。 故选C。 二、双选题；本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5. 若振子运动到B处时将一质量为m的物体放到M的上面，且m和M无相对运动而一起运动，下列叙述正确的是（　　） A. 振幅不变 B. 振幅减小 C. 最大动能不变 D. 最大动能减少 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】AB．振子运动到B点时速度恰为0，此时放上m，系统的总能量即为此时弹簧储存的弹性势能，由于简谐运动中机械能守恒，所以振幅保持不变，故A正确；B错误； CD．由于机械能守恒，最大动能不变，故C正确；D错误。 故选AC。 6. 质量都为m的小球a、b、c以相同的速度分别与另外三个质量都为M的静止小球相碰后，a球被反向弹回，b球与被碰球粘合在一起仍沿原方向运动，c球碰后静止，则下列说法正确的是(　　) A. m一定小于M B. m可能等于M C. b球与质量为M的球组成的系统损失的动能最大 D. c球与质量为M的球组成的系统损失的动能最大 【答案】AC 【解析】 【详解】由a球被反向弹回，可以确定三小球的质量m一定小于M；若m≥M，则无论如何m不会被弹回．当m与M发生完全非弹性碰撞时损失的动能最大，b与M粘合在一起，发生的是完全非弹性碰撞，则选项A、C正确。 故选AC。 7. 中国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的第一架大型喷气式民用C919大飞机首次飞行试验圆满成功，一部分得益于我国拥有强大的风洞测试系统。在某次风洞测试中，飞机始终保持水平静止状态，风以速度v垂直打到机身面积为S的平面上，且速度立即减为零。已知气流密度为，则（　　） A. 风对机身平面的冲量与机身平面对风的冲量相同 B. 此平面受到的风力大小为 C. 若风速减小为原来的，则此平面受到的风力减小为原来的 D. 若风速增大为原来的2倍，则飞机的功率要增大为原来的4倍 【答案】BC 【解析】 【详解】A．风对机身平面的冲量与机身平面对风的冲量大小相等，方向相反，故A错误； BC．在时间内，风的质量为 设平面对风的力为，根据动量定理有 解得 根据牛顿第三定律可得此平面受到的风力大小为 所以若风速减小为原来的，根据上式可得此平面受到的风力减小为原来的，故BC正确； D．根据 可知若风速增大为原来的2倍，则飞机的功率要增大为原来的8倍，故D错误。 故选BC。 8. 如图，斜面体C质量为M，斜面足够长，始终静止在水平面上，一质量为m的足够长的长方形木板A上表面光滑，下表面与C的动摩擦因数，A沿C斜面下滑速度为时，将一质量为2m的滑块B轻轻放在A上表面，下列说法正确的是（　　） A. 当A与B共速时 B. A、B共速后，C对水平面的压力始终等于 C. 若A、B间动摩擦因数也为，当A与B共速时 D. 若A、B间动摩擦因数也为，C与水平面的摩擦力始终为0 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由于A下表面与C的动摩擦因数，以A、B为系统，所受外力在沿斜面方向有 可知A、B组成的系统在A、B都运动的过程中满足动量守恒，则当A与B共速时有 解得 故A正确； B．A、B共速后，由于A上表面光滑，则B向下加速运动，A向下做减速运动，当A的速度减为0后，A将处于静止状态，B继续向下加速运动，以A、B、C为质点组，由于B有竖直向下的分加速度，所以质点组处于失重状态，C对水平面的压力小于，故B错误； CD．若A、B间动摩擦因数也为，以A、B为系统，所受外力在沿斜面方向有 可知A、B组成系统在A、B都运动的过程中满足动量守恒，则当A与B共速时有 解得 由于A、B间动摩擦因数也为，则A与B共速后将保证相对静止一起沿斜面向下做匀速运动；可知共速前后A、B系统都满足动量守恒，即C对B的作用力一直与A、B整体的重力平衡，即C对B的作用力方向一直竖直向上，则B对C作用力方向一直竖直向下，以C 为对象，根据受力平衡可知，C与水平面的摩擦力始终为0，故C错误，D正确。 故选AD。 三、非选择题：本题共8题，共60分。 9. 如图所示，甲、乙两人各站在静止小车的左右两端，车与地面之间无摩擦，当他们同时相向运动时，发现小车向右运动；则在此过程，甲人的动量大小______________（选填“大于”、“等于”或“小于”）乙人的动量大小；甲人对小车水平方向冲量大小______________（选填“大于”、“等于”或“小于”）乙人对小车水平方向冲量大小。当两人相遇停下后，小车运动情况______________（选填“匀速向右”、“静止”或“匀速向左”）。 【答案】 ①. 小于 ②. 小于 ③. 静止 【解析】 【详解】[1][2][3]甲乙两人及小车组成的系统不受外力，系统动量守恒，小车向右运动，则说明甲与乙两人的总动量向左，甲人的动量大小小于乙人的动量大小；因小车的动量向右，说明小车受到的总冲量向右，而乙对小车的冲量向右，甲对小车的冲量向左，故甲人对小车水平方向冲量大小小于乙人对小车水平方向冲量大小。当两人相遇停下后，根据动量守恒，小车运动情况静止。 10. 某质点做简谐振动，其位移x与时间t关系如图，则该质点的振动周期为___________s，在0~1s内通过路程为___________cm，该质点的振动方程（即位移-时间函数表达式）为___________。 【答案】 ①. 0.8 ②. 25 ③. 【解析】 【详解】[1]该质点的振动周期为 [2]在0~1s内通过路程为 [3]该质点的振动方程 11. 如图所示，用轻弹簧相连的质量均为2kg的A、B两物块都以v＝6m/s的速度在光滑水平地面上运动，弹簧处于原长，质量为4kg的物块C静止在前方，B与C碰撞后二者粘在一起运动。则在以后的运动中，当弹簧的弹性势能最大时，物块A的速度是为________m/s；弹性势能的最大值为_______J；A物体的速度_____向左（填“有可能”或“不可能”）。 【答案】 ①. 3 ②. 12 ③. 不可能 【解析】 【详解】[1]当A、B、C三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大，对A、B、C三者组成的系统，由动量守恒定律可得 (mA+mB)v=(mA+mB+mC)vA 解得 vA=3m/s [2]B、C碰撞时，B、C组成的系统动量守恒，设碰后瞬间两者的速度为v1，则 mBv=(mB+mC)v1 解得 v1=2m/s 设弹簧的弹性势能最大值为Ep，根据机械能守恒得 解得 Ep=12J [3]从开始到B、C碰撞后的某时刻，三者构成的系统，由动量守恒定律可得 (mA+mB)v=mA+(mB+mC)vB 假设该时刻A向左运动，则，代入上述方程可解的 vB>4m/s 此时A、B、C动能之和为 实际上系统的机械能为 E=(mB+mC)v12+mAv2=48J 对比可知，E′>E，违反了能量守恒定律，是不可能的，即A物体的速度不可能向左。 12. 学习了单摆后，同学们做“利用单摆测重力加速度”的实验，实验中进行了如下的操作： （1）用游标尺上有10个小格游标卡尺测量摆球直径如图1所示，摆球直径的测量值为_____。把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长，通过计算得到摆长。 （2）使摆球在竖直平面内摆动稳定后，当摆球到达_____（选填“最低点”或“最高点”）时启动停表开始计时，并记录此后摆球再次经过计时起点的次数n（、、3……），当时停止计时，此时停表的示数如图2所示，其读数为_____s。 （3）经过正确的操作与测量，得到多组周期与对应的摆长数值后，画出图像是一条过坐标原点的直线，测得此直线的斜率为，则实验所测得重力加速度的表达式为_____（用及相关的常数表示） （4）若某小组的同学用测量出多组周期和对应摆长数值，画出图像如图3所示，造成图线不过坐标原点的原因可能是_____。 A. 摆球的振幅过小 B. 将计为摆长 C. 将计为摆长 D. 摆球质量过大 （5）某小组的同学小明没有使用游标卡尺测摆球直径，也测出了重力加速度，他采用的方法是：先测出一摆线较长的单摆的振动周期，然后把摆线缩短适当的长度，再测出其振动周期。则该小组同学测出的重力加速度的表达式为_____。（用相关的测量量和常数表示） 【答案】（1）18.4 （2） ①. 最低点 ②. 67.5 （3） （4）B （5） 【解析】 【小问1详解】 [1]直径：主尺读数1.8cm；游标尺对齐格数：4个格，读数为 所以直径为 【小问2详解】 [1]摆球在竖直平面内摆动稳定后，当摆球到达最低点时启动停表开始计时。 [2]由图示秒表可知，其示数：t=60s+7.5s=67.5s； 【小问3详解】 [1]由单摆周期公式 可知 则T2-L图象的斜率 【小问4详解】 [1]题图3图线不通过坐标原点，将图线向右平移1cm就会通过坐标原点，故相同的周期下，摆长偏小1cm，可能是测摆长时漏掉了摆球的半径，故选B。 【小问5详解】 [1]根据题意，由单摆周期公式 可得 联立可得 13. 某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、光电门、轻质弹簧和滑块等器材设计了测量物体质量和验证动量守恒的实验，组装摆放好的装置如图甲所示。 主要步骤如下： a.测得A、B滑块上固定的挡光片的宽度均为d，并根据挡光片调节光电门到合适的高度； b.将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块A上； c.接通气源，放上滑块，调节气垫导轨，使滑块能在导轨上保持静止状态； d.弹簧处于原长时右端位于O点，将滑块A向左水平推动，使弹簧右端压至P点，稳定后由静止释放滑块A，并开始计时； e.计算机采集获取数据，得到滑块A所受弹力大小F、加速度大小a随时间t变化的图像，如图乙所示； f.滑块A与弹簧分开后，经过光电门1，记录遮光时间，然后滑块A、B发生碰撞，碰撞时间极短，B、A分开后依次通过光电门2的时间分别为和； g.用滑块B重复实验步骤（d）（e），并得到滑块B的F-t和a-t图像（未给出），分别提取滑块A、B某些时刻F与a对应的数据，画出a-F图像如图丙所示。 回答以下问题 （1）结合图乙、图丙数据，滑块A与加速度传感器以及挡光片的总质量mA=_________kg，滑块B与加速度传感器以及挡光片的总质量mB=_________kg；（结果均保留两位有效数） （2）利用测量数据，验证动量守恒定律的表达式是________________（用字母mA、mB、、、表示）； （3）图乙数据包含大量隐含信息，假设F-t和a-t图像与坐标轴围成的面积分别为S1、S2，则滑块A与加速度传感器以及挡光片的总质量mA可表示为_________；将弹簧右端压缩至P点时，弹簧具有的弹性势能可表示为_________（结果均用S1、S2表示） 【答案】（1） ①. 0.24##0.25##0.26 ②. 0.19##0.20##0.21 （2） （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1]由图乙可知，开始时当F=0.751N时a=3.02m/s2，可得滑块A与加速度传感器以及挡光片的总质量 [2]滑块A、B发生碰撞后均向右运动，可知作用力相同时B的加速度较大，由图丙图像上方直线可知 【小问2详解】 碰前A的速度 碰后AB的速度 若动量守恒则满足 即 【小问3详解】 [1]F-t图像与坐标轴围成的面积等于弹力的冲量I，即 I=S1 a-t图像与坐标轴围成的面积等于速度变化量，即 根据动量定理 I=mA∆v 即 S1= mA S2 则滑块A与加速度传感器以及挡光片的总质量mA可表示为 [2]弹簧具有的弹性势能 14. 某高校设计专业学生对手机进行了防摔设计，防摔设计是这样的：在屏幕的四个角落设置了由弹性塑料、聚合物及超薄金属片组成的保护器，一旦手机内的加速度计、陀螺仪及位移传感器感知到手机掉落，保护器会自动弹出，对手机起到很好的保护作用。总质量为160g的该种型号手机从距离地面高的口袋中被无意间带出，之后的运动可以看作自由落体运动，平摔在地面上，保护器撞击地面的时间为，不计空气阻力，，试求： (1)手机落地前瞬间的速度大小； (2)手机从开始掉落到落地前的过程中重力的冲量大小； (3)地面对手机的平均作用力大小。 【答案】(1)；(2)；(3) 【解析】 【详解】(1)落地速度 代入数值得 (2)方法一：根据自由落体运动 代入数值得 根据 得重力冲量 方法二：由动量定理 代入数值得 (3)取竖直向下为正方向，由动量定理 得 15. 如图所示，A、B分别为两个完全相同的圆弧槽，并排放在光滑的水平面上，两槽最低点相接触且均与水平面相切。A的左侧紧靠固定物块P，A、B圆弧半径均为R=0.2 m，质量均为M=3kg，质量为m=2kg可视为质点的小球C从距A槽上端点a高为h=0.6m处由静止下落到A槽，经A槽后滑到B槽，最终滑离B槽。g取10 m/s2，不计一切摩擦，水平面足够长。求： （1）小球C第一次滑到A槽最低点时速度的大小； （2）小球C第一次从B槽上端b点飞离槽后所能上升的最大高度（距水平面）； （3）若B槽与小球C质量M和m未知，其他条件不变，要使小球C只有一次从最低点滑上B槽，则质量M与m的关系应满足的条件。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设小球C第一次滑到A槽最低点时速度的大小为，由机械能守恒定律得 解得 【小问2详解】 小球C第一次滑过B槽后上升到最高点时，设小球距水平面的最大高度为，此时B、C具有共同的水平速度，由系统水平方向动量守恒定律可得 解得 根据系统机械能守恒可得 解得 【小问3详解】 设小球C第一次滑离B槽时，B、C对地速度的分别为和，由系统水平方向动量守恒和机械能守恒可得， 解得， 若，则有，满足小球C只有一次从最低点滑上B槽；若，则，小球将向左运动滑上A返回水平面的速度大小为 为了使小球C第一次滑离B槽后不再滑上B槽，需要满足 即 解得 综上分析可知，要使小球C只有一次从最低点滑上B槽，需要满足 16. 如图，质量m1= 1kg的木板静止在光滑水平地面上，右侧的竖直墙面固定一劲度系数k = 20N/m的轻弹簧，弹簧处于自然状态。质量m2= 4kg的小物块以水平向右的速度滑上木板左端，两者共速时木板恰好与弹簧接触。木板足够长，物块与木板间的动摩擦因数μ = 0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。弹簧始终处在弹性限度内，弹簧的弹性势能Ep与形变量x的关系为。取重力加速度g = 10m/s2，结果可用根式表示。 （1）求木板刚接触弹簧时速度的大小及木板运动前右端距弹簧左端的距离x1； （2）求木板与弹簧接触以后，物块与木板之间即将相对滑动时弹簧的压缩量x2及此时木板速度v2的大小； （3）已知木板向右运动的速度从v2减小到0所用时间为t0。求木板从速度为v2时到之后与物块加速度首次相同时的过程中，系统因摩擦转化的内能U（用t0表示）。 【答案】（1）1m/s；0.125m；（2）0.25m；；（3） 【解析】 【详解】（1）由于地面光滑，则m1、m2组成的系统动量守恒，则有 m2v0= (m1＋m2)v1 代入数据有 v1= 1m/s 对m1受力分析有 则木板运动前右端距弹簧左端的距离有 v12= 2a1x1 代入数据解得 x1= 0.125m （2）木板与弹簧接触以后，对m1、m2组成的系统有 kx = (m1＋m2)a共 对m2有 a2= μg = 1m/s2 当a共 = a2时物块与木板之间即将相对滑动，解得此时的弹簧压缩量 x2= 0.25m 对m1、m2组成的系统列动能定理有 代入数据有 （3）木板从速度为v2时到之后与物块加速度首次相同时的过程中，由于木板即m1的加速度大于木块m2的加速度，则当木板与木块的加速度相同时即弹簧形变量为x2时，则说明此时m1的速度大小为v2，共用时2t0，且m2一直受滑动摩擦力作用，则对m2有 －μm2g∙2t0= m2v3－m2v2 解得 则对于m1、m2组成的系统有 U = Wf 联立有 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$