精品解析：广东省佛山市顺德区第一中学2024-2025学年高二下学期3月考试物理试题

顺德一中2024-2025学年第二学期3月份考试高二物理试题 一、单选题(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，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，错选、不选的得0分) 1. 浮漂是钓鱼人的“眼睛”。某人在户外垂钓时所用的浮漂可以近似看作一个横截面积为S的均匀泡沫细直管制成。如图所示，O为浮漂的中点，A、B两点到O点的距离相等，垂钓时，鱼钩、鱼饵、钓鱼线和浮漂在水中静止时，O点恰好与水面平齐，鱼咬钩（未吞食鱼饵）时将浮漂竖直向下拉至A点与水面平齐后释放，不计水的阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 在浮漂上升的过程中，其速度一直增加 B. 浮漂AO的中点在经过水面时，浮漂的速度最大 C. 浮漂在上升到最高点的过程中加速度一直增大 D. 浮漂上升到最高点时，B点恰好与水面平齐 2. 一列横波沿x轴正方向传播，某时刻的波形如图所示，质点a、b均处于平衡位置。则下列说法正确的是（　　） A. 该时刻质点a 正向下运动 B. 该时刻质点 b 正向上运动 C. 该时刻质点a、b的速度不相同 D. 质点a、b的振动周期不相同 3. 我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭。如图所示，发射舱内的高压气体先将火箭竖直向上推出，火箭速度接近零时再点火飞向太空。从火箭开始运动到点火的过程中（ ） A. 火箭的加速度为零时，动能最大 B. 高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能 C. 高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量 D. 高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量 4. 质量相同的甲、乙两小球（视为质点）以不同的初速度竖直上抛，某时刻两球发生正碰。图中实线和虚线分别表示甲、乙两球位置随时间变化的曲线，其中虚线关于左右对称，实线两个顶点的纵坐标相同，若小球运动中除碰撞外仅受重力，则（　　） A. 时刻，甲的速率大于乙的速率 B. 碰撞前后瞬间，乙的动量不变 C. 碰撞前后瞬间，甲的动能不变 D. 碰撞后甲的机械能大于乙的机械能 5. 如图所示，物块B分别通过轻弹簧、细线与水平面上的物体A左右端相连，整个系统保持静止。已知所有接触面均光滑，弹簧处于伸长状态。剪断细线后（　　） A. 弹簧恢复原长时，A的动能达到最大 B. 弹簧压缩最大时，A的动量达到最大 C. 弹簧恢复原长过程中，系统的动量增加 D. 弹簧恢复原长过程中，系统的机械能增加 6. 如图所示，光滑的半圆槽置于光滑的水平地面上，从一定高度自由下落的小球m恰能沿半圆槽边缘的切线方向滑入原先静止的槽内，对此情况，下列说法正确的是（　　） A. 小球第一次离开槽时，将向右上方做斜抛运动 B. 小球第一次离开槽时，将做竖直上抛运动 C. 小球离开槽后，仍能落回槽内，而槽将始终向右运动 D. 小球沿槽的右侧下滑到底端过程，只有重力对小球做功 7. 如图1所示，质量相等的小球和点光源，分别用相同的弹簧竖直悬挂于同一水平杆上，间距为，竖直悬挂的观测屏与小球水平间距为，小球和光源做小振幅运动时，在观测屏上可观测小球影子的运动。以竖直向上为正方向，小球和光源的振动图像如图2所示，则（　　） A. 时刻小球向上运动 B. 时刻光源的加速度向上 C. 时刻小球与影子相位差为 D. 时刻影子的位移为 二、多选题(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，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不选的得0分) 8. 如图所示，设想在地球表面的P、Q两地之间开凿一个直通隧道，在隧道里铺设直管道，将地球视为均质球体，忽略一切摩擦阻力，不考虑地球自转，在P点将一物块由静止释放，管道内的物块会在PQ之间做简谐运动，运动周期为T，图中O点为PQ的中点，B点和B′点分别为OP和OQ连线的中点，下列说法正确的是（　　） A. 物块由P到O的加速度增大 B. 物块经过B点和B′点时速度大小相等 C. 物块由P到O的运动时间为 D. 物块在P、B两处回复力大小之比为2:1 9. 如图所示，轻弹簧下端固定在水平地面上，弹簧位于竖直方向，另一端静止于点B，在点B正上方点A 处，有一质量为 m 的物块，物块从静止开始自由下落，物块落在弹簧上，压缩弹簧，到达点 C 时，物块的速度为零，如果弹簧的形变始终未超过弹性限度，不计空气阻力，已知重力加速度为g。下列判断正确的是（　　） A. 物块达到平衡位置时动能最大 B. 从点A 经点B 到点C，再由点C经点B到点A的全过程中，物块的加速度的最大值大于g C. 从点A 经点 B 到点C，再由点C经点B 到点A 的全过程中，物块做简谐运动 D. 如果将物块从点 B 由静止释放，物块达到最低点时的加速度大小为g 10. 使甲、乙两条形磁铁隔开一段距离，静止于水平桌面上，甲的N极正对着乙的S极，甲的质量大于乙的质量，两者与桌面之间的动摩擦因数相等。现同时释放甲和乙，在它们相互接近过程中的任一时刻（　　） A. 甲的速度大小比乙的大 B. 甲的动量大小比乙的小 C. 甲的动量大小与乙的相等 D. 甲和乙的动量之和不为零 三、实验题(本大题共2小题，每空2分，共计16分) 11. 某同学采用如图所示的装置进行验证动量守恒定律，并判断实验中两个小球的碰撞是否为弹性碰撞： （1）若入射小球的质量为mA，半径为rA；被碰小球的质量为mB，半径为rB，则要求 . A. B. C. D. （2）以下选项中哪些是本次实验必须注意的事项 .。 A. 斜槽必须光滑 B. 斜槽末端必须水平 C. 入射小球A必须从同一高度释放 D. 水平槽放上B球时，B球落点位置必须在斜面上 （3）实验中，经过多次从同一位置由静止释放入射小球A，在记录纸上找到了未放被碰小球B时，入射小球A的平均落点P，以及A球与B球碰撞后，A、B两球平均落点位置M、N，并测得它们到抛出点O的距离分别为OP、OM、ON。已知A、B两球的质量分别为mA、mB，如果A、B两球在碰撞过程中动量守恒，则mA、mB、OP、OM、ON之间需满足的关系式是__________________________________。 （4）如果A、B两球的碰撞是弹性碰撞，则mA、mB、OP、OM、ON之间需满足的关系式是：__________________________________° 12. 南山中学某物理课外活动小组准备测量南山公园处的重力加速度，其中一小组同学将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为（未知）且开口向下的小筒中（单摆的下半部分露于筒外），如图甲所示，将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆摆动过程中悬线不会碰到筒壁.本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口到摆球球心的距离，并通过改变而测出对应的摆动周期，再以为纵轴、为横轴作出函数关系图像，那么就可以通过此图像得出小筒的深度和当地的重力加速度。 （1）实验时用10分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图所示，该摆球的直径___________ mm。 （2）测量单摆的周期时，某同学在摆球某次通过最低点时按下停表开始计时，同时数0，当摆球第二次通过最低点时数1，依此法往下数，当他数到60时，按下停表停止计时，读出这段时间，则该单摆的周期为___________。 A. B. C. D. （3）如果实验中所得到的关系图线如图乙中的_____所示（选填，，），当地的重力加速度_________（取，结果取小数点后两位） 四、解答题(本大题共3小题，共38分，按题目要求作答，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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) 13. 2022年第24届冬季奥运会在北京和张家口举行。冰壶运动是冬季运动项目之一，深受观众喜爱。图1为中国运动员在训练时投掷冰壶的镜头。冰壶的一次投掷过程可以简化为如图2所示的模型：在水平冰面上，运动员将冰壶甲推到A点放手，冰壶甲以速度从A点沿直线ABC滑行，之后与对方静止在B点的冰壶乙发生正碰。已知两冰壶的质量均为m，冰面与两冰壶间的动摩擦因数均为，，重力加速度为g，冰壶可视为质点。不计空气阻力。 （1）求冰壶甲滑行到B点时的速度大小v； （2）若忽略两冰壶发生碰撞时的能量损失。请通过计算，分析说明碰后两冰壶最终停止的位置将如图3所示：甲停在B点，乙停在B右侧某点D。 （3）在实际情景中，两冰壶发生碰撞时有一定的能量损失。如果考虑了它们碰撞时的能量损失，请你在图4中画出甲、乙两冰壶碰后最终停止的合理位置。 14. 如图甲，点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与点之间。现将摆球拉到点，释放摆球，摆球将在竖直面内的、之间来回摆动，其中点为运动中的最低位置。图乙表示细线对摆球的拉力大小随时间变化的曲线，图中为摆球从点开始运动的时刻，取。 (1)求单摆的振动周期和摆长。 (2)求摆球的质量。 (3)求摆球运动过程中的最大速度。 15. 如图所示，水平传送带以5m/s的速度顺时针匀速转动，传送带左右两端的距离为。传送带右端的正上方有一悬点O，用长为、不可伸长的轻绳悬挂一质量为0.2kg的小球，小球与传送带上表面平齐但不接触。在O点右侧的P点固定一钉子，P点与O点等高。将质量为0.1kg的小物块无初速轻放在传送带左端，小物块运动到右端与小球正碰，碰撞时间极短，碰后瞬间小物块的速度大小为、方向水平向左。小球碰后绕O点做圆周运动，当轻绳被钉子挡住后，小球继续绕P点向上运动。已知小物块与传送带间的动摩擦因数为0.5，重力加速度大小。 （1）求小物块与小球碰撞前瞬间，小物块的速度大小； （2）求小物块与小球碰撞过程中，两者构成的系统损失的总动能； （3）若小球运动到P点正上方，绳子不松弛，求P点到O点的最小距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 顺德一中2024-2025学年第二学期3月份考试高二物理试题 一、单选题(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，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，错选、不选的得0分) 1. 浮漂是钓鱼人的“眼睛”。某人在户外垂钓时所用的浮漂可以近似看作一个横截面积为S的均匀泡沫细直管制成。如图所示，O为浮漂的中点，A、B两点到O点的距离相等，垂钓时，鱼钩、鱼饵、钓鱼线和浮漂在水中静止时，O点恰好与水面平齐，鱼咬钩（未吞食鱼饵）时将浮漂竖直向下拉至A点与水面平齐后释放，不计水的阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 在浮漂上升的过程中，其速度一直增加 B. 浮漂AO的中点在经过水面时，浮漂的速度最大 C. 浮漂在上升到最高点的过程中加速度一直增大 D. 浮漂上升到最高点时，B点恰好与水面平齐 【答案】D 【解析】 【详解】根据题意可知，浮漂在水中静止时，O点恰好与水面平齐，鱼咬钩（未吞食鱼饵）时将浮漂竖直向下拉至A点与水面平齐后释放，浮漂以点为平衡位置，为振幅，做简谐振动 AB．在浮漂上升的过程中，其速度先增大，O点与水面平齐时，速度最大，然后速度开始减小，故AB错误； C．浮漂在上升到最高点的过程中，加速度先减小后增大，故C错误； D．由对称性可知，浮漂上升到最高点时，B点恰好与水面平齐，故D正确。 故选D。 2. 一列横波沿x轴正方向传播，某时刻的波形如图所示，质点a、b均处于平衡位置。则下列说法正确的是（　　） A. 该时刻质点a 正向下运动 B. 该时刻质点 b 正向上运动 C. 该时刻质点a、b的速度不相同 D. 质点a、b的振动周期不相同 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由“带动法”知质点a正向上运动，此时质点b向下运动，AB错误； C．此时a、b都处于平衡位置，振动速率最大，速度大小相等但方向相反，C正确； D．a、b两点的振动周期都等于波源的振动周期，因此振动周期相等，D错误。 故选C。 3. 我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭。如图所示，发射舱内的高压气体先将火箭竖直向上推出，火箭速度接近零时再点火飞向太空。从火箭开始运动到点火的过程中（ ） A. 火箭的加速度为零时，动能最大 B. 高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能 C. 高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量 D. 高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量 【答案】A 【解析】 【详解】A．火箭从发射舱发射出来，受竖直向下的重力、竖直向下的空气阻力和竖直向上的高压气体的推力作用，且推力大小不断减小，刚开始向上的时候高压气体的推力大于向下的重力和空气阻力之和，故火箭向上做加速度减小的加速运动，当向上的高压气体的推力等于向下的重力和空气阻力之和时，火箭的加速度为零，速度最大，接着向上的高压气体的推力小于向下的重力和空气阻力之和时，火箭接着向上做加速度增大的减速运动，直至速度为零，故当火箭的加速度为零时，速度最大，动能最大，故A正确； B．根据能量守恒定律，可知高压气体释放的能量转化为火箭的动能、火箭的重力势能和内能，故B错误； C．根据动量定理，可知合力冲量等于火箭动量的增加量，故C错误； D．根据功能关系，可知高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭机械能的增加量，故D错误。 故选A。 4. 质量相同的甲、乙两小球（视为质点）以不同的初速度竖直上抛，某时刻两球发生正碰。图中实线和虚线分别表示甲、乙两球位置随时间变化的曲线，其中虚线关于左右对称，实线两个顶点的纵坐标相同，若小球运动中除碰撞外仅受重力，则（　　） A. 时刻，甲的速率大于乙的速率 B. 碰撞前后瞬间，乙的动量不变 C. 碰撞前后瞬间，甲的动能不变 D. 碰撞后甲的机械能大于乙的机械能 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据位移图像斜率表示速度可知，时刻，甲的速率小于乙的速率，故A错误； BC．根据甲乙两球位移图像可知，碰撞前后瞬间，两球交换速度，方向反向。根据题述，虚线（乙的位移图像）关于左右对称，所以碰撞前后瞬间，乙的动量大小不变，方向变化，甲的动能不变，故B错误C正确； D．根据题述，实线两个顶点的纵坐标相同，可知碰撞后甲的机械能与乙的机械能相等，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，物块B分别通过轻弹簧、细线与水平面上的物体A左右端相连，整个系统保持静止。已知所有接触面均光滑，弹簧处于伸长状态。剪断细线后（　　） A. 弹簧恢复原长时，A的动能达到最大 B. 弹簧压缩最大时，A的动量达到最大 C. 弹簧恢复原长过程中，系统的动量增加 D. 弹簧恢复原长过程中，系统的机械能增加 【答案】A 【解析】 【详解】对整个系统分析可知合外力为0，A和B组成的系统动量守恒，得 设弹簧的初始弹性势能为，整个系统只有弹簧弹力做功，机械能守恒，当弹簧恢复原长时得 联立得 故可知弹簧恢复原长时物体A速度最大，此时物体A的动量最大，动能最大。对于系统来说动量一直为零，系统机械能不变。 故选A。 6. 如图所示，光滑的半圆槽置于光滑的水平地面上，从一定高度自由下落的小球m恰能沿半圆槽边缘的切线方向滑入原先静止的槽内，对此情况，下列说法正确的是（　　） A. 小球第一次离开槽时，将向右上方做斜抛运动 B. 小球第一次离开槽时，将做竖直上抛运动 C. 小球离开槽后，仍能落回槽内，而槽将始终向右运动 D. 小球沿槽的右侧下滑到底端过程，只有重力对小球做功 【答案】B 【解析】 【详解】A B．小球与半圆槽组成的系统在水平方向所受合外力为零，初状态时系统在水平方向动量为零，由动量守恒定律可知，小球第一次离开槽时，系统水平方向动量守恒，球与槽在水平方向的速度都为零，球离开槽后做竖直上抛运动，故A错误，B正确； C．小球沿槽的右侧下滑到底端过程，槽向右做加速运动，球从底端向左侧上升过程，槽向右做减速运动，球离开槽时，槽静止，球做竖直上抛运动，然后小球落回槽的左侧，球从槽的左侧下滑过程，槽向左做加速运动，从最低点向右上滑时，槽向左做减速运动，然后球离开槽做竖直上抛运动，此后重复上述过程，由此可知，槽在水平面上做往复运动，故C错误； D．小球沿槽的右侧下滑到底端过程中，小球还参与了和槽一起的向右平动，因此其合速度并不沿槽，因此槽给小球的支持力也做功，故D错误。 故选B。 7. 如图1所示，质量相等的小球和点光源，分别用相同的弹簧竖直悬挂于同一水平杆上，间距为，竖直悬挂的观测屏与小球水平间距为，小球和光源做小振幅运动时，在观测屏上可观测小球影子的运动。以竖直向上为正方向，小球和光源的振动图像如图2所示，则（　　） A. 时刻小球向上运动 B. 时刻光源的加速度向上 C. 时刻小球与影子相位差为 D. 时刻影子的位移为 【答案】D 【解析】 【详解】A．以竖直向上为正方向，根据图2可知，时刻，小球位于平衡位置，随后位移为负值，且位移增大，可知，时刻小球向下运动，故A错误； B．以竖直向上为正方向，时刻光源的位移为正值，光源振动图像为正弦式，表明其做简谐运动，根据 可知，其加速度方向与位移方向相反，位移方向向上，则加速度方向向下，故B错误； C．根据图2可知，小球与光源的振动步调总是相反，由于影子是光源发出的光被小球遮挡后，在屏上留下的阴影，可知，影子与小球的振动步调总是相同，即时刻小球与影子相位差为0，故C错误； D．根据图2可知，时刻，光源位于最低点，小球位于最高点，根据直线传播能够在屏上影子的位置也处于最高点，影子位于正方向上的最大位移处，根据几何关系有 解得 即时刻影子的位移为5A，故D正确。 故选D。 二、多选题(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，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不选的得0分) 8. 如图所示，设想在地球表面的P、Q两地之间开凿一个直通隧道，在隧道里铺设直管道，将地球视为均质球体，忽略一切摩擦阻力，不考虑地球自转，在P点将一物块由静止释放，管道内的物块会在PQ之间做简谐运动，运动周期为T，图中O点为PQ的中点，B点和B′点分别为OP和OQ连线的中点，下列说法正确的是（　　） A. 物块由P到O的加速度增大 B. 物块经过B点和B′点时速度大小相等 C. 物块由P到O的运动时间为 D. 物块在P、B两处回复力大小之比为2:1 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据题意，管道内的物块会在PQ之间做简谐运动，而在为PQ的中点处物块所受万有引力竖直向下指向地心，水平方向合力为零，则可知PQ的中点O即为简谐运动的平衡位置，由此可知，物块由P到O的加速度减小，故A错误； B．根据简谐运动的对称性可知，物块经过B点和B′点时速度大小相等，故B正确； C．根据题意，在P点将一物块由静止释放，物块做简谐运动，则可知P点为物块做简谐运动的最大位移处，而从最大位移处到平衡位置，所用时间为，故C错误； D．由于物块做简谐运动，而 则根据简谐运动回复力与位移之间的关系 可知物块在P、B两处回复力大小之比为2:1，故D正确。 故选BD。 9. 如图所示，轻弹簧下端固定在水平地面上，弹簧位于竖直方向，另一端静止于点B，在点B正上方点A 处，有一质量为 m 的物块，物块从静止开始自由下落，物块落在弹簧上，压缩弹簧，到达点 C 时，物块的速度为零，如果弹簧的形变始终未超过弹性限度，不计空气阻力，已知重力加速度为g。下列判断正确的是（　　） A. 物块达到平衡位置时动能最大 B. 从点A 经点B 到点C，再由点C经点B到点A的全过程中，物块的加速度的最大值大于g C. 从点A 经点 B 到点C，再由点C经点B 到点A 的全过程中，物块做简谐运动 D. 如果将物块从点 B 由静止释放，物块达到最低点时的加速度大小为g 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．设在D点弹力等于重力，在D点之前物体一直做加速运动，AB段只受重力，故动能增加，BD段由于重力大于弹力，故合外力还是做正功，而过了D点后，重力小于弹力，合外力做负功，故到D点的动能最大，即物块达到平衡位置时动能最大，故A正确； B．在C点，根据功能关系 在C点的弹力为F=kx 解得 由于H>x 故F> 2mg 故在C点的加速度 故B正确； C．整个过程受力不符合F=-kx 所以不符合简谐运动特征。故C错误； D．若物体从B点静止释放，设物块到达最低点的形变量为，由能量守恒定律 在最低点时的弹力为 由牛顿第二定律 解得物块达到最低点时的加速度大小为 故D正确。 故选ABD。 10. 使甲、乙两条形磁铁隔开一段距离，静止于水平桌面上，甲的N极正对着乙的S极，甲的质量大于乙的质量，两者与桌面之间的动摩擦因数相等。现同时释放甲和乙，在它们相互接近过程中的任一时刻（　　） A. 甲的速度大小比乙的大 B. 甲的动量大小比乙的小 C. 甲的动量大小与乙的相等 D. 甲和乙的动量之和不为零 【答案】BD 【解析】 【详解】对甲、乙两条形磁铁分别做受力分析，如图所示 A．根据牛顿第二定律有 由于 m甲 > m乙 所以 a甲 < a乙 由于两物体运动时间相同，且同时由静止释放，可得 v甲 < v乙 A错误； BCD．对于整个系统而言，由于μm甲g > μm乙g，合力方向向左，合冲量方向向左，所以合动量方向向左，显然甲的动量大小比乙的小，BD正确、C错误。 故选BD。 三、实验题(本大题共2小题，每空2分，共计16分) 11. 某同学采用如图所示的装置进行验证动量守恒定律，并判断实验中两个小球的碰撞是否为弹性碰撞： （1）若入射小球的质量为mA，半径为rA；被碰小球的质量为mB，半径为rB，则要求 . A. B. C. D. （2）以下选项中哪些是本次实验必须注意的事项 .。 A. 斜槽必须光滑 B. 斜槽末端必须水平 C. 入射小球A必须从同一高度释放 D. 水平槽放上B球时，B球落点位置必须在斜面上 （3）实验中，经过多次从同一位置由静止释放入射小球A，在记录纸上找到了未放被碰小球B时，入射小球A的平均落点P，以及A球与B球碰撞后，A、B两球平均落点位置M、N，并测得它们到抛出点O的距离分别为OP、OM、ON。已知A、B两球的质量分别为mA、mB，如果A、B两球在碰撞过程中动量守恒，则mA、mB、OP、OM、ON之间需满足的关系式是__________________________________。 （4）如果A、B两球的碰撞是弹性碰撞，则mA、mB、OP、OM、ON之间需满足的关系式是：__________________________________° 【答案】（1）B （2）BCD （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 为保证两个小球都能从平台上抛出，则，要保证发生正碰，则 故选B。 【小问2详解】 AC．要求小球A碰撞之前速度相同，只需保证入射小球A从同一斜槽同一高度释放，斜槽不需要光滑，故A错误，C正确； B．斜槽必须末端水平，保证小球做平抛运动，故B正确； D．B球落点必须在斜面上，这样三个球的落点构成的位移具有相同的斜面倾角，从而能推出碰撞前后的速度，故D正确。 故选BCD。 【小问3详解】 设碰撞前的A球的速度为v0，碰撞后A球的速度为vA，B球的速度为vB，以向右为正方向，由动量守恒得 两球离开轨道后做平抛运动，设小球的位移为L，斜面的倾角为，水平方向 竖直方向 解得 则，， 整理得 【小问4详解】 如果小球发生弹性碰撞，碰撞过程中系统机械能守恒，由机械能守恒定律得 整理得 12. 南山中学某物理课外活动小组准备测量南山公园处的重力加速度，其中一小组同学将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为（未知）且开口向下的小筒中（单摆的下半部分露于筒外），如图甲所示，将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆摆动过程中悬线不会碰到筒壁.本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口到摆球球心的距离，并通过改变而测出对应的摆动周期，再以为纵轴、为横轴作出函数关系图像，那么就可以通过此图像得出小筒的深度和当地的重力加速度。 （1）实验时用10分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图所示，该摆球的直径___________ mm。 （2）测量单摆的周期时，某同学在摆球某次通过最低点时按下停表开始计时，同时数0，当摆球第二次通过最低点时数1，依此法往下数，当他数到60时，按下停表停止计时，读出这段时间，则该单摆的周期为___________。 A. B. C. D. （3）如果实验中所得到的关系图线如图乙中的_____所示（选填，，），当地的重力加速度_________（取，结果取小数点后两位） 【答案】 ①. 12.0 ②. C ③. a ④. 9.86 【解析】 【详解】（1）[1]游标卡尺读数为 （2）[2]从“0”数到“60”时有经历了30个周期，该单摆的周期为。故选C。 （3）[3][4]摆线在筒内部分的长度为h，由 可得 可知其关系图线应为a，再将 代入 可得 将 代入 可求得 四、解答题(本大题共3小题，共38分，按题目要求作答，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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) 13. 2022年第24届冬季奥运会在北京和张家口举行。冰壶运动是冬季运动项目之一，深受观众喜爱。图1为中国运动员在训练时投掷冰壶的镜头。冰壶的一次投掷过程可以简化为如图2所示的模型：在水平冰面上，运动员将冰壶甲推到A点放手，冰壶甲以速度从A点沿直线ABC滑行，之后与对方静止在B点的冰壶乙发生正碰。已知两冰壶的质量均为m，冰面与两冰壶间的动摩擦因数均为，，重力加速度为g，冰壶可视为质点。不计空气阻力。 （1）求冰壶甲滑行到B点时的速度大小v； （2）若忽略两冰壶发生碰撞时的能量损失。请通过计算，分析说明碰后两冰壶最终停止的位置将如图3所示：甲停在B点，乙停在B右侧某点D。 （3）在实际情景中，两冰壶发生碰撞时有一定的能量损失。如果考虑了它们碰撞时的能量损失，请你在图4中画出甲、乙两冰壶碰后最终停止的合理位置。 【答案】（1）；（2）冰壶甲停在B点，冰壶乙继续运动一段距离停在D点；（3） 【解析】 【详解】（1）对滑行的冰壶分析可知，受重力和支持力平衡，还受摩擦力就等于合力，根据牛顿第二定律得 根据匀变速直线运动的速度—位移公式，由 得 （2）碰撞模型中，作用时间很短，认为碰撞的内力远大于外力，动量守恒，设冰壶甲刚刚碰后的速度为，冰壶乙刚刚碰后的速度为，有 又忽略两冰壶发生碰撞时的能量损失，有 联立解得 ， 由于又是正碰，所以冰壶甲停在B点，冰壶乙继续运动一段距离停在D点。 （3）甲、乙两冰壶碰后最终停止的合理位置如图所示，甲、乙停在BD之间，甲在B点右侧，乙在D点左侧。 14. 如图甲，点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与点之间。现将摆球拉到点，释放摆球，摆球将在竖直面内的、之间来回摆动，其中点为运动中的最低位置。图乙表示细线对摆球的拉力大小随时间变化的曲线，图中为摆球从点开始运动的时刻，取。 (1)求单摆的振动周期和摆长。 (2)求摆球的质量。 (3)求摆球运动过程中的最大速度。 【答案】(1)0.4πs， 0.4m；(2)0.05kg；(3)0.283m/s。 【解析】 【分析】 【详解】(1)小球在一个周期内两次经过最低点，根据该规律 T=0.4πs 由单摆的周期公式为 解得 (2)(3)摆球受力分析如图所示： 在最高点A，有 Fmin=mgcosθ=0.495N 在最低点B，有 从A到B，机械能守恒，由机械能守恒定律得 mgR（1-cosθ)=mv2 联立三式并代入数据得 m=0.05kg v=m/s≈0.283m/s 15. 如图所示，水平传送带以5m/s的速度顺时针匀速转动，传送带左右两端的距离为。传送带右端的正上方有一悬点O，用长为、不可伸长的轻绳悬挂一质量为0.2kg的小球，小球与传送带上表面平齐但不接触。在O点右侧的P点固定一钉子，P点与O点等高。将质量为0.1kg的小物块无初速轻放在传送带左端，小物块运动到右端与小球正碰，碰撞时间极短，碰后瞬间小物块的速度大小为、方向水平向左。小球碰后绕O点做圆周运动，当轻绳被钉子挡住后，小球继续绕P点向上运动。已知小物块与传送带间的动摩擦因数为0.5，重力加速度大小。 （1）求小物块与小球碰撞前瞬间，小物块的速度大小； （2）求小物块与小球碰撞过程中，两者构成的系统损失的总动能； （3）若小球运动到P点正上方，绳子不松弛，求P点到O点的最小距离。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据题意，小物块在传送带上，由牛顿第二定律有 解得 由运动学公式可得，小物块与传送带共速时运动的距离为 可知，小物块运动到传送带右端前与传送带共速，即小物块与小球碰撞前瞬间，小物块的速度大小等于传送带的速度大小。 （2）小物块运动到右端与小球正碰，碰撞时间极短，小物块与小球组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律有 其中 ， 解得 小物块与小球碰撞过程中，两者构成的系统损失的总动能为 解得 （3）若小球运动到P点正上方，绳子恰好不松弛，设此时P点到O点的距离为，小球在P点正上方的速度为，在P点正上方，由牛顿第二定律有 小球从点正下方到P点正上方过程中，由机械能守恒定律有 联立解得 即P点到O点的最小距离为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $