精品解析：新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市第一中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试题

乌鲁木齐市第一中学2024--2025学年第二学期 2026届高二年级期中考试 物理试卷 一、选择题（1-8题单选题，9-12题多选题，每题4分） 1. 下列关于波的说法正确的是（　　） A. 有机械波必有机械振动，有机械振动必有机械波 B. 相机镜头上的增透膜是光的偏振的应用 C. “未见其人，先闻其声”的现象，说明声波比光波更易发生明显衍射 D. 我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的频率变低，可以判断该星球正在靠近我们 2. 下列关于光的说法合理的是（　　） A. 图甲是光导纤维的工作原理示意图，内芯的折射率比外套的折射率小 B. 图乙是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑” C. 图丙中的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动、N缓慢转动时，光屏P上光斑的亮度出现明、暗交替变化，此现象表明光波是纵波 D. 图丁是空气中双缝干涉原理图，若到S1、S2（S1、S2到S等距）的路程差是半波长的偶数倍，则处是亮纹中心 3. 光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲所示是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中上板是标准样板，下板是待检查的光学元件 B. 若换用频率更大的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变宽 C. 若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了凸起 D. 用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，得到的条纹是等间距的同心圆环 4. 如图所示，平静湖面上静止的小船的船头直立一垂钓者，距离船头右侧d处有一株荷花，当此人沿直线走到船尾时，船头恰好到达荷花处。若已知人的质量为m，船长为L，不计水的阻力，则船的质量为（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，生活中我们常用高压水枪清洗汽车，水枪出水口直径为D，水流以速度 v 从枪口喷出近距离垂直喷射到车身。所有喷到车身的水流，约有75%向四周溅散开，溅起时垂直车身向外的速度为，其余25%的水流撞击车身后无反弹顺车流下。由于水流与车身的作用时间较短，在分析水流对车身的作用力时可忽略水流所受的重力。已知水的密度为ρ，则（　　） A. 水枪的功率为 B. 水枪的功率为 C. 水流对车身的平均冲击力约为 D. 水流对车身的平均冲击力约为 6. 在机械振动中，关于共振现象，以下说法正确的是（　　） A. 在图1中，A、B、C三个小球。其中C球的固有频率最大 B. 在图1中，若把A球拉开较小角度，A球释放后较短时间内，B、C球的振幅相等 C. 在图2中，若把两单摆放在同一地点。则甲乙两单摆的摆长之比为4：1 D. 图2中，若两单摆长相同，放在不同的星球上，则甲乙两单摆所处星球的重力加速度之比为4：1 7. 如图甲所示，质量为的物体放在水平面上，通过轻弹簧与质量为的物体连接，现在竖直方向给物体一初速度，当物体运动到最高点时，物体与水平面间的作用力刚好为零。从某时刻开始计时，物体的位移随时间的变化规律如图乙所示，已知重力加速度为，则下列说法正确的是（ ） A. 时间内，物体的速度与加速度方向相反 B. 物体在任意一个内通过的路程均为 C. 物体的振动方程为 D. 物体对水平面的最大压力为 8. 如图所示，在光滑的水平面上，质量为3kg的足够长的木板A上有一个质量为0.5kg的小滑块B，在木板的右侧有一质量为5.0kg的小球C，三者均处于静止状态。现给B一个瞬间冲量，使它获得4m/s的初速度开始沿木板向右运动，某时刻木板A和小球C发生弹性碰撞，之后A和B同时停下来，以下说法正确的是（　　） A. 木板碰撞小球前的瞬间A的速度为0.6m/s B. 整个过程产生的热量为3.6J C. 碰后C的速度为0.5m/s D. A和C碰撞前A、B已经共速运动 9. “世界上第一个想利用火箭飞行的人”是明朝的士大夫万户。他把47个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，飞上天空，然后利用风筝平稳着陆。假设万户及所携设备（火箭（含燃料）、椅子、风筝等）总质量为M，点燃火箭后在极短的时间内，质量为m的炽热燃气相对地面以v0的速度竖直向下喷出。忽略此过程中空气阻力的影响，重力加速度为g，下列说法中正确的是（　　） A. 火箭的推力来源于燃气对它的反作用力 B. 在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为 C. 喷出燃气后万户及所携设备能上升的最大高度为 D. 在火箭喷气过程中，万户及所携设备机械能守恒 10. 如图所示，两波源分别位于和处，形成两列分别沿x轴正方向和负方向传播的简谐横波，两列波的波速均为，两波源的振幅均为2cm，时刻两波的图像如图中所示，此时平衡位置处于和的质点P和Q刚开始振动。质点M的平衡位置处于处，下列判断正确的是（　　） A. 质点M刚开始振动时的方向沿y轴的负方向 B. 时刻，质点P、Q的位移都为2cm C. 内，质点M经过的路程为20cm D. 2.5s后，两波源间振动加强的点有7个 11. 边长为a的立方体透明材料中心O处安装一红色点光源，O'点为上表面的中心，透明材料对该单色光的折射率为，光在真空中的传播速度为c，不考虑二次反射，则（　　） A. 在O'点观察到O点的深度为 B. 光从立方体中射出需要的最短时间为 C. 若点光源发出蓝光，透明材料表面有光出射的区域面积将减小 D. 光从立方体射出的区域面积占立方体表面积的 12. 如图甲所示，光滑水平面上两物块A、B用轻质橡皮绳水平连接，橡皮绳恰好处于原长。时，A以水平向左的初速度开始运动，B的初速度为0，A、B运动的图像如图乙所示。已知A的质量为m，时间内B的位移为，时二者发生碰撞并粘在一起，则（　　） A. B的质量为2m B. 橡皮绳的最大弹性势能为 C. 橡皮绳的原长为 D. 时间内橡皮绳对B的平均作用力大小为 二、实验题（13题8分，14题8分） 13. 小明学习“用单摆测量重力加速度”实验后，利用图甲装置做了该实验。 （1）测量摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长（从悬点到摆球的最上端）为L，再用游标卡尺测得摆球的直径，读数如乙图所示，则__________cm，若再测得单摆周期为T，则当地的重力加速度__________（用L、d、T表示）。 （2）在安装装置时，摆线上端有三种系挂方式，下列方式哪种是正确的_________（填对应序号）。 （3）在测量周期时，若从摆球运动到最低点开始计时且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间为t，则单摆周期为=________（用n、t表示）。 （4）若在实验中误将n-1次全振动数为n次，测得的值________（填“偏大”“偏小”或“准确”）。 （5）假如把该装置搬到月球上进行实验，改变单摆的摆长l，多次测量单摆在不同摆长下所对应的周期T，并描绘出图像如图所示，则可得知月球重力加速度大小为________。 14. 用如图甲所示的“碰撞实验器”可验证两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量守恒定律。图甲中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影。实验时，先让质量为的小球A多次从斜轨上位置G点由静止释放，找到其落点的平均位置P，测量平抛射程OP。然后，把质量为的小球B静置于轨道末端的水平部分，再将小球A从斜轨上位置G由静止释放，与小球B碰撞，如此重复多次，M、N为两球碰后的平均落点，重力加速度为g，回答下列问题： （1）为了保证碰撞时小球A不反弹，两球的质量必须满足__________（填“<”或“>”），为了保证两小球发生对心正碰，两小球的半径__________（填“需相等”或“不需相等”），本实验_________测量平抛运动的高度和时间（填“不需要”或“需要”）。 （2）若两球发生弹性碰撞，其表达式可表示为____________________（用OM、OP、ON表示）。 （3）若实验中得出的落点情况如图乙所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球A的质量与被碰小球B的质量之比为__________。 三、计算题（15题8分，16题8分，17题10分，18题10分，19题10分） 15. 弹簧振子以点为平衡位置在、两点之间做简谐运动，、相距，某时刻振子处于点经过，振子首次到达点，求： （1）振子振动的振幅； （2）振子在内通过的路程及位移的大小； （3）振子在点的加速度大小跟它距点处点的加速度大小的比值 16. 图中实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线，经过0.1s后，其波形曲线如图中虚线所示。 （1）若波向左传播，求它在0.1s内传播的最小距离； （2）若波向右传播，求它的周期； （3）若波速是3.5m/s，求波的传播方向。 17. 如图所示为等腰直角棱镜的截面图，斜边镀有反射膜，棱镜材料的折射率。一细单色光束在截面内从直角边的A点平行边入射，经、点反射后再从直角边的点射出。已知边长为，光在真空中速度为。 （1）判断处的反射是否为全反射； （2）求处的出射光方向与初始入射光方向的夹角； （3）求光从A到经历的时间。 18. 某科学小组在室外用实验探究碰撞的“和谐之美”。其中的一种模型如图所示，一倾角的固定斜面足够长，质量的滑块B静止在斜面上，B与斜面间的动摩擦因数。在与B距离处，将另一质量的光滑小球A由静止释放，A与B发生多次弹性碰撞且碰撞时间极短，不计空气阻力，A、B均可视为质点。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度。求： （1）第一次碰撞前瞬间，A的速度大小； （2）第一次与第二次碰撞的时间间隔； （3）第一次与第十次碰撞位置间的距离。 19. 如图（a）所示，将长为的粗糙木板与水平地面成角固定放置，将小物块从木板顶端由静止释放，与底端挡板碰撞后，恰好能回到木板的中点。之后将水板放置在光滑水平地面上，并在木板中点放置与完全相同的小物块，如图（b）所示，物块以的初速度滑上木板，并能够恰好不从木板的左端掉落。已知质量相同，以上过程中所有碰撞时间极短且均为弹性碰撞。，重力加速度，求： （1）与之间的动摩擦因数； （2）的大小； （3）若以的初速度滑上木板，且物块均能从木板左端掉落，则的大小应满足什么条件。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 乌鲁木齐市第一中学2024--2025学年第二学期 2026届高二年级期中考试 物理试卷 一、选择题（1-8题单选题，9-12题多选题，每题4分） 1. 下列关于波的说法正确的是（　　） A. 有机械波必有机械振动，有机械振动必有机械波 B. 相机镜头上的增透膜是光的偏振的应用 C. “未见其人，先闻其声”的现象，说明声波比光波更易发生明显衍射 D. 我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的频率变低，可以判断该星球正在靠近我们 【答案】C 【解析】 【详解】A．有机械波必有机械振动，有机械振动没有传播振动的介质，也不会有机械波，故A错误； B．相机镜头上的增透膜利用的是光的干涉原理制成的，故B错误； C．“未见其人，先闻其声”的现象，是因为声波波长较长，容易发生衍射现象；而光波的波长比较短，不容易发生明显衍射现象，即声波比光波更易发生明显衍射，故C正确； D．根据多普勒效应可知，在地球上接收到来自遥远星球的光波的频率变低，可判断该星球正在远离我们，故D错误。 故选C。 2. 下列关于光的说法合理的是（　　） A. 图甲是光导纤维的工作原理示意图，内芯的折射率比外套的折射率小 B. 图乙是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑” C. 图丙中的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动、N缓慢转动时，光屏P上光斑的亮度出现明、暗交替变化，此现象表明光波是纵波 D. 图丁是空气中双缝干涉原理图，若到S1、S2（S1、S2到S等距）的路程差是半波长的偶数倍，则处是亮纹中心 【答案】D 【解析】 【详解】A．图甲是光导纤维的工作原理示意图，利用的是光在内芯中发生全反射，所以内芯的折射率比外套的折射率大，故A错误； B．图乙是“牛顿环”，一种薄膜干涉现象，不是“泊松亮斑”， “泊松亮斑”是圆盘衍射，故B错误； C．图丙中的M、N是偏振片，P是光屏。当M固定不动缓慢转动N时，光屏P上的亮度将明、暗交替变化，即偏振现象，只有横波才有偏振现象，表明光波是横波，故C错误； D．图丁是空气中双缝干涉原理图，若P1到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，即为波长的整数倍，说明P1点是振动加强的点，即P1处是亮条纹，故D正确。 故选D。 3. 光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲所示是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中上板是标准样板，下板是待检查的光学元件 B. 若换用频率更大的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变宽 C. 若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了凸起 D. 用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，得到的条纹是等间距的同心圆环 【答案】A 【解析】 【详解】A．图甲中上板是标准样板，下板是待检查的光学元件，故A正确； B．相邻亮条纹之间，空气膜的厚度差等于半个波长，若换用频率更大、波长更小的单色光，其它条件不变，则图中的干涉条纹变密，故B错误； C．图丙中条纹向左弯曲，说明亮条纹提前出现，应是被检查的平面在此处出现了凹陷，故C错误； D．空气膜的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，依据光程差是光的半个波长的偶数倍即为亮条纹，是光的半个波长的奇数倍即为暗条纹，因凸透镜压在平面玻璃上，空气薄膜不等间距，可以看到内疏外密的明暗相间的圆环状条纹，故D错误。 故选A。 4. 如图所示，平静湖面上静止的小船的船头直立一垂钓者，距离船头右侧d处有一株荷花，当此人沿直线走到船尾时，船头恰好到达荷花处。若已知人的质量为m，船长为L，不计水的阻力，则船的质量为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】船和垂钓者组成的系统动量守恒，故每时每刻均有 所以有 两边同乘以t，有 即 且有 其中 联立解得 故选A。 5. 如图所示，生活中我们常用高压水枪清洗汽车，水枪出水口直径为D，水流以速度 v 从枪口喷出近距离垂直喷射到车身。所有喷到车身的水流，约有75%向四周溅散开，溅起时垂直车身向外的速度为，其余25%的水流撞击车身后无反弹顺车流下。由于水流与车身的作用时间较短，在分析水流对车身的作用力时可忽略水流所受的重力。已知水的密度为ρ，则（　　） A. 水枪的功率为 B. 水枪的功率为 C. 水流对车身的平均冲击力约为 D. 水流对车身的平均冲击力约为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．在很短时间内流出的水的质量 水喷出过程中，根据动能定理可得 解得水枪的功率为 故A、B错误； CD．设水流对车身的平均冲击力大小为F，取反弹的速度方向为正方向，对时间内喷出的水根据动量定理可得 解得 故C错误，D正确。 故选D。 6. 在机械振动中，关于共振现象，以下说法正确的是（　　） A. 在图1中，A、B、C三个小球。其中C球的固有频率最大 B. 在图1中，若把A球拉开较小角度，A球释放后较短时间内，B、C球的振幅相等 C. 在图2中，若把两单摆放在同一地点。则甲乙两单摆的摆长之比为4：1 D. 图2中，若两单摆长相同，放在不同的星球上，则甲乙两单摆所处星球的重力加速度之比为4：1 【答案】C 【解析】 【详解】A．由物体固有频率周期公式可得，其中小球C的摆长最长，故而其固有周期最大，则固有频率最小，故A错误； B．当A小球释放之后，BC小球做受迫振动。由于B小球的固有频率，更接近于A小球的频率，则B小球的振幅要比C小球的大，故B错误； CD．由图乙可知，甲、乙两个单摆的固有频率之比为1:2，由 又因为 可得 若两单摆放在同一地点，则甲、乙两单摆的摆长之比为4：1，若两单摆摆长相同放在不同的星球上，则甲、乙两单摆所处星球的重力加速度之比为1:4，故C正确，D错误。 故选C。 7. 如图甲所示，质量为的物体放在水平面上，通过轻弹簧与质量为的物体连接，现在竖直方向给物体一初速度，当物体运动到最高点时，物体与水平面间的作用力刚好为零。从某时刻开始计时，物体的位移随时间的变化规律如图乙所示，已知重力加速度为，则下列说法正确的是（ ） A. 时间内，物体的速度与加速度方向相反 B. 物体在任意一个内通过的路程均为 C. 物体的振动方程为 D. 物体对水平面的最大压力为 【答案】D 【解析】 【详解】A.的时间内，物体由负的最大位移向平衡位置运动，回复力指向平衡位置，即物体的速度与加速度方向均沿轴正方向，故A错误； B.物体由特殊位置（平衡位置或最大位移处）开始计时，在任意一个内，质点通过的路程等于振幅的5倍，除此外在的时间内通过的路程不等于振幅的5倍，故B错误； C.由图乙可知振幅为 周期为 圆频率为 规定向上为正方向，时刻位移为，表示振子由平衡位置上方处开始运动，所以初相为 则振子的振动方程为 单位错误，故C错误； D.由物体在最高点时，物体与水平面间的作用力刚好为零，此时弹簧的拉力为 对于物体有 解得 当物体运动到最低点时，物体对水平面的压力最大，由简谐运动的对称性可知，物体在最低点时加速度向上，且大小等于，由牛顿第二定律得 解得 由物体的受力可知，物体对水平面的最大压力为 故D正确。 故选D。 8. 如图所示，在光滑的水平面上，质量为3kg的足够长的木板A上有一个质量为0.5kg的小滑块B，在木板的右侧有一质量为5.0kg的小球C，三者均处于静止状态。现给B一个瞬间冲量，使它获得4m/s的初速度开始沿木板向右运动，某时刻木板A和小球C发生弹性碰撞，之后A和B同时停下来，以下说法正确的是（　　） A. 木板碰撞小球前的瞬间A的速度为0.6m/s B. 整个过程产生的热量为3.6J C. 碰后C的速度为0.5m/s D. A和C碰撞前A、B已经共速运动 【答案】B 【解析】 【详解】C．对A、B、C整体，根据动量守恒定律有 解得 故C错误； B．根据能量守恒定律有 故B正确； A．木板A和小球C发生弹性碰撞，则 代入数据解得 故A错误； D．A和C碰撞前，对A、B，根据动量守恒定律有 代入数据解得 由此可知，A和C碰撞前A、B未达到共速，故D错误。 故选B。 9. “世界上第一个想利用火箭飞行的人”是明朝的士大夫万户。他把47个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，飞上天空，然后利用风筝平稳着陆。假设万户及所携设备（火箭（含燃料）、椅子、风筝等）总质量为M，点燃火箭后在极短的时间内，质量为m的炽热燃气相对地面以v0的速度竖直向下喷出。忽略此过程中空气阻力的影响，重力加速度为g，下列说法中正确的是（　　） A. 火箭的推力来源于燃气对它的反作用力 B. 在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为 C. 喷出燃气后万户及所携设备能上升的最大高度为 D. 在火箭喷气过程中，万户及所携设备机械能守恒 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．火箭的推力来源于燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对火箭的反作用力，故A正确； B．在燃气喷出后的瞬间，万户及其所携设备组成的系统内力远大于外力，系统动量守恒，设火箭的速度大小为v，规定火箭运动方向为正方向，由动量守恒定律得 解得火箭的速度大小为 故B正确； C．喷出燃气后万户及所携设备做竖直上抛运动，上升的最大高度为 故C正确； D．在火箭喷气过程中，燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对万户及所携设备做正功，所以万户及所携设备机械能不守恒，故D错误。 故选ABC。 10. 如图所示，两波源分别位于和处，形成两列分别沿x轴正方向和负方向传播的简谐横波，两列波的波速均为，两波源的振幅均为2cm，时刻两波的图像如图中所示，此时平衡位置处于和的质点P和Q刚开始振动。质点M的平衡位置处于处，下列判断正确的是（　　） A. 质点M刚开始振动时的方向沿y轴的负方向 B. 时刻，质点P、Q的位移都为2cm C. 内，质点M经过的路程为20cm D. 2.5s后，两波源间振动加强的点有7个 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由波形图可知，两列波将同时传到M点，由左侧波在M点引起的振动方向向上，由右侧波在M点引起的振动方向也向上，可知质点M起振时的振动方向沿y轴正向，故A错误； B．由题意知波的周期 则有 时刻质点P、Q都是从平衡位置向正最大位移处运动，在时刻，P、Q都运动到负最大位移处，位移都为，故B错误； C．两列波传到M点的时间均为 由于M到两波源距离相等，波长相等，M点是振动加强点，振幅为 则内质点M经过的路程为 故C正确； D．经过2.5s，波前进的距离为 即2.5s末，x轴上范围内所有质点都处于两列波叠加区域，两波源路程差为波长整数倍的质点在-0.1m、0.1m、0.3m、0.5m、0.7m、0.9m、1.1m处，即有7个振动加强点，故D正确。 故选CD。 11. 边长为a的立方体透明材料中心O处安装一红色点光源，O'点为上表面的中心，透明材料对该单色光的折射率为，光在真空中的传播速度为c，不考虑二次反射，则（　　） A. 在O'点观察到O点的深度为 B. 光从立方体中射出需要的最短时间为 C. 若点光源发出蓝光，透明材料表面有光出射的区域面积将减小 D. 光从立方体射出的区域面积占立方体表面积的 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．从O′点观察O点的光路如图所示 其中B是O的像点，设视深O′B＝h′，O′O＝h，根据折射定律 i、r均很小，则， 则视深为 故A正确； B．光从立方体中射出的最短距离为，传播速度为 所以需要的最短时间为 故B正确； C．若点光源发出蓝光，由于蓝光的频率大于红光的频率，透明材料对蓝光的折射率大于对红光的折射率，根据可知，蓝光发生全反射的临界角较小，则透明材料表面有光出射的区域面积将减小，故C正确； D．由，解得 则 设光从一个侧面射出的半径为r，由几何关系知 解得 对于半径恰好为的圆的面积为 由数学关系可知该圆的面积肯定小于立方体一个面上有光射出的面积，设光从立方体射出的区域面积占立方体表面积的k倍，可得 故D错误。 故选ABC。 12. 如图甲所示，光滑水平面上两物块A、B用轻质橡皮绳水平连接，橡皮绳恰好处于原长。时，A以水平向左的初速度开始运动，B的初速度为0，A、B运动的图像如图乙所示。已知A的质量为m，时间内B的位移为，时二者发生碰撞并粘在一起，则（　　） A. B的质量为2m B. 橡皮绳的最大弹性势能为 C. 橡皮绳的原长为 D. 时间内橡皮绳对B的平均作用力大小为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．由于A、B组成的系统受合外力为零，动量守恒，则结合题图乙可知，时间内有 解得 故A正确； B．时刻二者速度相同，橡皮绳刚好处于最大形变量，由能量守恒定律有 故B错误； C．由图分析可知时刻，橡皮绳刚好由拉伸状态变为原长，阶段物块向右匀速运动，物块向左匀速运动，直至相碰，由于系统动量和能量守恒有， 解得二者的速度大小为、 则设橡皮绳原长为，由运动关系可知橡皮绳的原长为 故C正确； D．根据题意，对B由动量定理有 解得 故D正确。 故选ACD。 二、实验题（13题8分，14题8分） 13. 小明学习“用单摆测量重力加速度”实验后，利用图甲装置做了该实验。 （1）测量摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长（从悬点到摆球的最上端）为L，再用游标卡尺测得摆球的直径，读数如乙图所示，则__________cm，若再测得单摆周期为T，则当地的重力加速度__________（用L、d、T表示）。 （2）在安装装置时，摆线上端有三种系挂方式，下列方式哪种是正确的_________（填对应序号）。 （3）在测量周期时，若从摆球运动到最低点开始计时且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间为t，则单摆周期为=________（用n、t表示）。 （4）若在实验中误将n-1次全振动数为n次，测得的值________（填“偏大”“偏小”或“准确”）。 （5）假如把该装置搬到月球上进行实验，改变单摆的摆长l，多次测量单摆在不同摆长下所对应的周期T，并描绘出图像如图所示，则可得知月球重力加速度大小为________。 【答案】（1） ①. 2.150 ②. （2）C （3） （4）偏大 （5）1.6 【解析】 【小问1详解】 [1]20分度游标卡尺的精确值为，由图乙可知摆球的直径为 [2]根据单摆周期公式可得 可得重力加速度为 【小问2详解】 为防止摆球摆动过程摆长发生变化，应该用夹子固定摆线悬点。 故选C。 【小问3详解】 从摆球运动到最低点开始计时且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间为t，则单摆全振动的次数为 则单摆的周期为 【小问4详解】 根据单摆周期公式可得 可得 若在实验中误将n-1次全振动数为n次，则周期测量值偏小，测得的值偏大。 【小问5详解】 根据单摆周期公式可得 可得 可知图像的斜率为 解得月球重力加速度大小为 14. 用如图甲所示的“碰撞实验器”可验证两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量守恒定律。图甲中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影。实验时，先让质量为的小球A多次从斜轨上位置G点由静止释放，找到其落点的平均位置P，测量平抛射程OP。然后，把质量为的小球B静置于轨道末端的水平部分，再将小球A从斜轨上位置G由静止释放，与小球B碰撞，如此重复多次，M、N为两球碰后的平均落点，重力加速度为g，回答下列问题： （1）为了保证碰撞时小球A不反弹，两球的质量必须满足__________（填“<”或“>”），为了保证两小球发生对心正碰，两小球的半径__________（填“需相等”或“不需相等”），本实验_________测量平抛运动的高度和时间（填“不需要”或“需要”）。 （2）若两球发生弹性碰撞，其表达式可表示为____________________（用OM、OP、ON表示）。 （3）若实验中得出的落点情况如图乙所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球A的质量与被碰小球B的质量之比为__________。 【答案】 ①. > ②. 需相等 ③. 不需要 ④. ⑤. 4：1 【解析】 【详解】（1）[1][2]为了保证碰撞时小球A不反弹，两球的质量必须满足，为了保证两小球发生对心正碰，两小球的半径需相等； [3]本实验中两小球做平抛运动下落高度相同，而竖直方向做自由落体运动，因此因此可知时间相等，而水平方向做匀速直线运动，水平位移 可得 则可知只需测量抛出点到落点的水平位移即可，在验证动量守恒的式子中，时间将被消去，因此不需要测量平抛运动的高度和时间。 （2）[4]根据以上分析，结合题意，根据碰撞过程中动量守恒有 根据机械能守恒有 联立解得 （3）[5]根据 可得 则有 代入测量数据解得 三、计算题（15题8分，16题8分，17题10分，18题10分，19题10分） 15. 弹簧振子以点为平衡位置在、两点之间做简谐运动，、相距，某时刻振子处于点经过，振子首次到达点，求： （1）振子振动的振幅； （2）振子在内通过的路程及位移的大小； （3）振子在点的加速度大小跟它距点处点的加速度大小的比值 【答案】（1）A=10cm；（2）200cm，0；（3）5:2 【解析】 【详解】（1）设振幅为A，由题意BC=2A=20 cm，所以A=10 cm． （2）振子从B到C所用时间t=0.5 s，为周期T的一半，所以T=1.0 s；振子在1个周期内通过的路程为4A，故在t′=5 s=5T内通过的路程s=×4A=200 cm． 5 s内振子振动了5个周期，5 s末振子仍处在B点，所以它的位移大小为0 cm． （3）振子加速度a=-x，a∝x． 所以aB：aP=xB：xP=10：4=5：2． 点睛：简谐运动的物体除回复力大小与位移大小成正比、方向彼此相反外，物体的运动学物理量的大小及能量相对于平衡位置有对称性． 16. 图中实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线，经过0.1s后，其波形曲线如图中虚线所示。 （1）若波向左传播，求它在0.1s内传播的最小距离； （2）若波向右传播，求它的周期； （3）若波速是3.5m/s，求波的传播方向。 【答案】（1）0.05m或5cm （2）（s）（n=0，1，2，3…） （3）向右传播 【解析】 【小问1详解】 由题图可知=20cm 若波向左传播，传播距离最小值 =5cm=0.05m 【小问2详解】 若波向右传播，传播距离 所用时间 解得 （s）（n=0，1，2，3…） 【小问3详解】 若波速是3.5m/s，波在0.1s内传播的距离=0.35m 若波向右传播，传播距离满足 此时n=1，所以波向右传播。 17. 如图所示为等腰直角棱镜的截面图，斜边镀有反射膜，棱镜材料的折射率。一细单色光束在截面内从直角边的A点平行边入射，经、点反射后再从直角边的点射出。已知边长为，光在真空中速度为。 （1）判断处的反射是否为全反射； （2）求处的出射光方向与初始入射光方向的夹角； （3）求光从A到经历的时间。 【答案】（1）全反射 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 如图所示 A处的入射角，折射角为，由折射定律有 解得 根据几何关系，得处的入射角 全反射的临界角为，则有 可得 由于，可以判断处发生的是全反射 【小问2详解】 根据几何关系，得B处反射角为 故处入射角 反射角 处入射角 由折射定律有 可得 处的出射光方向与A处入射光方向的夹角为 【小问3详解】 根据光的反射的对称性可知，光在棱镜中从A到的路程等于图中A到的线段长度有 光在棱镜中的速度 光从A到经历的时间 18. 某科学小组在室外用实验探究碰撞的“和谐之美”。其中的一种模型如图所示，一倾角的固定斜面足够长，质量的滑块B静止在斜面上，B与斜面间的动摩擦因数。在与B距离处，将另一质量的光滑小球A由静止释放，A与B发生多次弹性碰撞且碰撞时间极短，不计空气阻力，A、B均可视为质点。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度。求： （1）第一次碰撞前瞬间，A的速度大小； （2）第一次与第二次碰撞的时间间隔； （3）第一次与第十次碰撞位置间的距离。 【答案】（1）1m/s （2）0.4s （3）24m 【解析】 【小问1详解】 对于A球下滑的过程中，列动能定理，则有 可解得 【小问2详解】 对于第一次发生弹性碰撞的过程中，满足动量守恒和能量守恒，则有 可解得 碰后由于B满足 所以B做匀速直线运动，而A做匀加速直线运动，则有 发生第二次碰撞，存在A和B位移相等，即 可解得 【小问3详解】 刚要发生第二次碰撞前瞬间，小球与滑块的速度分别为 第二次碰撞的过程中，同样满足动量守恒和能量守恒，则有 可解得 发生第三次碰撞，仍需满足位移相等，则有 可解得 由此可知，每发生一次碰撞的时间间隔为，所以第n次碰后B的速度为 所以直到第十次碰撞，距离为 19. 如图（a）所示，将长为的粗糙木板与水平地面成角固定放置，将小物块从木板顶端由静止释放，与底端挡板碰撞后，恰好能回到木板的中点。之后将水板放置在光滑水平地面上，并在木板中点放置与完全相同的小物块，如图（b）所示，物块以的初速度滑上木板，并能够恰好不从木板的左端掉落。已知质量相同，以上过程中所有碰撞时间极短且均为弹性碰撞。，重力加速度，求： （1）与之间的动摩擦因数； （2）的大小； （3）若以的初速度滑上木板，且物块均能从木板左端掉落，则的大小应满足什么条件。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设质量均为。从释放到返回中点，能量守恒 解得 （2）恰好不从左端掉下的条件是：运动到木板左端时，恰好共速 滑上木板减速，一起加速；与弹性碰撞交换速度，减速，相对静止，以相同初速度加速；与弹性碰撞交换速度后，以相同的初速度和加速度相对于向左运动，故当滑到的左端时，滑到的中点，由能量守恒 解得 （3）当滑到的左端时，滑到的中点，此时的速度为，的速度为。对整个系统动量守恒 对整个系统能量守恒 之后若恰好从左端掉落，此时共速，设速度大小为。与动量守恒 与系统能量守恒 解得 故要使物块均能从木板左端掉落，则的大小应满足 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $