精品解析：湖北省武汉市部分重点中学2024-2025学年高一下学期期末联考物理试卷

武汉市部分重点中学2024—2025学年度下学期期末联考 高一物理 本试卷共6页，15题。满分100分。考试用时75分钟。 ★祝考试顺利★ 注意事项∶ 1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码贴在答题卡上的指定位置。 2.选择题的作答∶每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.非选择题的作答∶用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。 一、选择题∶本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 下列关于机械振动的有关说法正确的是（　　） A. 单摆做简谐运动的回复力是由重力和摆线拉力的合力提供 B. 做简谐运动的物体，其振动能量与振动的频率有关 C. 已知弹簧振子的振幅及周期，就可以确定振子在任意时刻的振动情况 D. 轮船航行时，轮船摇摆的固有频率远离波浪冲击的频率，是为了防止共振 2. 运动鞋鞋底和普通的皮鞋、胶鞋不同，一般都是柔软而富有弹性的，能起一定的缓冲作用。对于某同学穿运动鞋与一般的胶鞋比较的描述，下列说法正确的是（　　） A. 穿运动鞋能缩短双脚与鞋底冲击时间，从而减小合力对双脚的冲量 B. 穿运动鞋能延长双脚与鞋底的冲击时间，从而增大合力对双脚的冲量 C. 穿运动鞋能延长双脚与鞋底的冲击时间，从而减小鞋底对双脚的平均冲击力 D. 穿运动鞋能缩短双脚与鞋底的冲击时间，从而减小鞋底对双脚的平均冲击力 3. 国际排联（FIVB）规定的标准比赛用的排球质量为260~280g，训练用的排球质量可能略小。假设某次训练用排球质量g，运动员将一个速度为/s，方向与水平面成角飞来的排球以等大反向的速度垫向队友，球与手臂接触的时间s。重力加速度大小/s²，空气阻力忽略不计，则（　　） A. 运动员垫球过程中重力的冲量大小为2.5N·s B. 排球与运动员手臂接触过程中所受合外力的冲量大小为2N·s C. 运动员垫球过程中球的动量变化量的方向与同向 D. 运动员垫球过程中手对球的平均作用力大小为20N 4. 美妙的彩虹，常引发人们产生美好的联想，被比喻为“天空的微笑”、“相会的彩桥”。有时在看见彩虹时还能看见一组相对“虹”而言颜色较淡的彩色圆弧，这被称为“霓”。虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，结合如图所示光路图，以下说法正确的是（　　） A. MN为形成虹的光带，N端为红色 B. PQ为形成霓光带，Q端为红色 C. 在PQ段，从左到右光在同一介质中传播速度变大 D. 在MN段，从左到右的光从同一介质射入空气时的临界角减小 5. A、B两球沿一直线运动并发生正碰。如图所示，a、b分别为A、B两球碰前的位移随时间变化的图象，c为碰撞后两球共同运动的位移随时间变化的图像，若A球质量是2kg，则（　　） A. A、B两球碰撞为弹性碰撞 B. A球质量有可能小于B球质量 C. A、B两球碰撞前的总动量为 D. 碰撞过程中A、B两球组成的系统损失的动能为10J 6. 两个振动相位相同的波源、相距3m，它们在空间产生的干涉图样如图所示，图中实线表示振动加强的区域，虚线表示振动减弱的区域。下列说法正确的是（　　） A. 实线上的质点一直在波峰或者波谷位置 B. 振动减弱区域的质点一定处于静止状态 C. 两列波的波长均为1m D. 在、的连线上，相邻的振动加强点和减弱点之间的距离为0.5m 7. 如图所示，质量均为的木块A、B并排放在光滑水平面上，木块A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为的细线，细线另一端系一质量为的球C。现将球C拉起使细线水平伸直，并由静止释放球C，重力加速度大小为，小球和木块均可视为质点。则（　　） A. 球C由释放运动到最低点，物体A、B和球C所组成的系统动量守恒 B. 球C从释放运动到最低点过程中，木块A移动的距离为 C. A、B两木块分离时，A的速度大小为 D. 球C第一次到达轻杆左侧能上升的最大高度（相对小球的最低点）为 8. 一列简谐横波沿轴传播，周期为，时刻的波形如图所示，此时平衡位置位于m处的质点正在向下运动，若、两质点平衡位置的坐标分别为，，则（　　） A. 当质点处在波谷时，质点恰在波峰 B. 时，质点向轴正方向运动 C. 时，质点加速度方向沿轴正方向 D. 在某一时刻，、两质点的位移和速度可能相同 9. 如图所示，有一质量为的平板小车静止在光滑的水平地面上。现有质量均为的小物块A和B（均可视为质点）由车上P处开始，A以初速度向左运动，B同时以向右运动，最终A、B两物块恰好停在小车两端没有脱离小车。两物块与小车间的动摩擦因数均为，重力加速度大小。从初始状态到三者共速的过程中，则（　　） A. 三者最终共速，速度大小为0.5m/s B. 物块A一直做匀减速运动 C. 小车的位移为0.25m D. 小车总长度为9.5m 10. 如图甲所示，物块A、B静止叠放在水平地面上，B受到水平拉力的作用，A、B间的摩擦力和B与地面间的摩擦力随水平拉力变化的情况如图乙所示。已知物块A的质量，重力加速度大小，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则（　　） A. 前2s内，B所受合外力的冲量大小 B. 前6s内，A、B系统所受的合外力冲量大小 C. 前6s内，外力做功 D. 末，A的速度大小 二、非选择题∶本大题共5小题，共60分。 11. 某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验时 （1）如果他测得的值偏小，可能的原因是__________。 A. 悬点到摆球最低点的距离为摆长 B. 摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了 C. 实验中误将49次全振动次数记为50次 （2）在某次假期夏令营游学活动中，有两位同学分别去参观北京大学和武汉大学的物理实验室，各自在实验室利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期与摆长的关系”，并用计算机绘制了如图甲所示的图像。由图可知，去武汉大学的同学所测实验结果对应的图线是__________（填“A”或“B”）。 （3）另外，在武汉大学做探究的同学还利用计算机绘制了他实验用的、两个摆球的振动图像，如图乙所示，则下列说法正确的是__________。 A. 摆球的摆长比摆球小 B. 、两个摆球的振动周期之比 C. 时，摆球的加速度为0 12. 某同学用如图甲所示装置探究碰撞过程中的守恒量。已知入射小球质量为，被碰小球质量为，记录小球抛出点在地面上的垂直投影点。 （1）关于实验要点，下列说法正确是__________。 A．两球半径可以不同 B．斜槽必须光滑 C．斜槽末端必须水平 （2）实验中的重要步骤如下 ①不放被碰小球，让入射小球从斜槽上紧靠挡板由静止滚下，并落在地面上，重复多次； ②把被碰小球放在斜槽前端边缘位置，让入射小球从斜槽上紧靠挡板由静止滚下，使入射球与被碰球碰撞，重复多次； ③用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置，从左至右依次标为M、P、N； ④用刻度尺分别测量M、P、N离点的距离分别为、、。 （3）实验结果：若表达式成立__________（用题干中所给的符号、、、、表示），两球碰撞过程动量守恒。 （4）若某次测量中水平纸面上有三个落点的平均位置，计算得出：、碰前、碰后的动量分别为，，，则两球质量关系可能为__________。 A. B. C. （5）若另一同学用如图乙所示装置探究碰撞过程中的守恒量，在抛出点右侧放置竖直挡板，已知入射小球质量为，被碰小球质量为，设M、P、N三点与抛出点在竖直方向的高度差分别、、，如果两球碰撞是弹性碰撞，则表达式__________成立（用题干中所给的符号、、表示）。 13. 一列简谐横波在时的波形图如图甲所示，P、Q是介质中的两个质点，图乙是质点Q的振动图像，求： （1）这列波的波速及波的传播方向； （2）质点P的位移随时间变化的关系式。 14. 如图所示为一半径为的半球形玻璃砖的截面图，为球心，下表面水平。玻璃砖的上方水平放置一个足够大的光屏，虚线为光轴（过球心与半球下表面垂直的直线），为光轴与光屏的交点。现有一平行单色光束垂直于玻璃砖的下表面射入玻璃砖，恰好照满下表面。一条从玻璃砖下表面点射入的光线，经过玻璃砖后从上表面的点射出，出射光线与光轴相交于点，光线与的夹角，不考虑光在玻璃砖内表面的反射光，已知，，真空中的光速为。求 （1）玻璃砖的折射率； （2）从点射入的光线在玻璃砖中的传播时间； （3）光屏上被光线照亮区域的面积。 15. 如图所示，物体A和B静止在光滑水平面上，其质量分别为、。A和轻质弹簧连接，弹簧压缩后将A、B用轻绳连接，此时弹簧的弹性势能。某时刻剪断轻绳，A、B分离，B沿水平面运动一段距离后，滑上粗糙斜面（假设斜面和水平平面平滑连接），接着下滑，随后第二次压缩弹簧，一段时间后B再次滑上斜面，在斜面运动的最大位移与前一次之比为。假设水平面和斜面足够长，斜面与水平面夹角为，B与斜面的动摩擦因数为。求 （1）剪断细绳，弹簧恢复原长时A、B的速度大小； （2）B第一次返回水平面时速度大小； （3）与的正切值之比。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 武汉市部分重点中学2024—2025学年度下学期期末联考 高一物理 本试卷共6页，15题。满分100分。考试用时75分钟。 ★祝考试顺利★ 注意事项∶ 1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码贴在答题卡上的指定位置。 2.选择题的作答∶每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.非选择题的作答∶用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。 一、选择题∶本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 下列关于机械振动的有关说法正确的是（　　） A. 单摆做简谐运动的回复力是由重力和摆线拉力的合力提供 B. 做简谐运动的物体，其振动能量与振动的频率有关 C. 已知弹簧振子的振幅及周期，就可以确定振子在任意时刻的振动情况 D. 轮船航行时，轮船摇摆的固有频率远离波浪冲击的频率，是为了防止共振 【答案】D 【解析】 【详解】A．单摆的回复力是重力沿切线方向的分力（）提供，故A错误； B．做简谐运动的物体，其振动能量与振动的振幅有关，与振动的频率无关，故B错误； C．弹簧振子的振动需由振幅、周期（或频率）和初相位共同描述。仅已知振幅和周期，无法确定初相位，因此不能完全确定任意时刻的振动状态，故C错误； D．当驱动力频率等于固有频率时，振动的幅度最大，达到共振。轮船航行时通过改变航向，使波浪冲击力的方向与轮船摇摆的方向不一致，同时改变航速，使波浪冲击的频率远离轮船摇摆的固有频率，这是应用共振规律防止共振，故D正确。 故选D。 2. 运动鞋的鞋底和普通的皮鞋、胶鞋不同，一般都是柔软而富有弹性的，能起一定的缓冲作用。对于某同学穿运动鞋与一般的胶鞋比较的描述，下列说法正确的是（　　） A. 穿运动鞋能缩短双脚与鞋底的冲击时间，从而减小合力对双脚的冲量 B. 穿运动鞋能延长双脚与鞋底的冲击时间，从而增大合力对双脚的冲量 C. 穿运动鞋能延长双脚与鞋底的冲击时间，从而减小鞋底对双脚的平均冲击力 D. 穿运动鞋能缩短双脚与鞋底的冲击时间，从而减小鞋底对双脚的平均冲击力 【答案】C 【解析】 【详解】根据动量定理，动量的变化量等于合外力的冲量，即 当双脚着地时，动量变化量是固定的（由质量和速度变化决定），所以合力对双脚的冲量是固定的；运动鞋的弹性缓冲作用会延长双脚与鞋底的冲击时间，从而减小鞋底对双脚的平均冲击力。 故选C。 3. 国际排联（FIVB）规定的标准比赛用的排球质量为260~280g，训练用的排球质量可能略小。假设某次训练用排球质量g，运动员将一个速度为/s，方向与水平面成角飞来的排球以等大反向的速度垫向队友，球与手臂接触的时间s。重力加速度大小/s²，空气阻力忽略不计，则（　　） A. 运动员垫球过程中重力的冲量大小为2.5N·s B. 排球与运动员手臂接触过程中所受合外力的冲量大小为2N·s C. 运动员垫球过程中球的动量变化量的方向与同向 D. 运动员垫球过程中手对球的平均作用力大小为20N 【答案】B 【解析】 【详解】A．运动员垫球过程中重力的冲量大小，故A错误； B．根据动量定理 可得排球与运动员手臂接触过程中所受合外力的冲量大小为 代入数据可得，故B正确； C．运动员垫球过程中球的动量变化量 可知与初速度方向相反，故C错误； D．若忽略重力，根据动量定律 可得运动员垫球过程中手对球的平均作用力大小 但球还受到重力作用，则运动员垫球过程中手对球的平均作用力大小不等于20N，故D错误。 故选B。 4. 美妙的彩虹，常引发人们产生美好的联想，被比喻为“天空的微笑”、“相会的彩桥”。有时在看见彩虹时还能看见一组相对“虹”而言颜色较淡的彩色圆弧，这被称为“霓”。虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，结合如图所示光路图，以下说法正确的是（　　） A. MN为形成虹的光带，N端为红色 B. PQ为形成霓的光带，Q端为红色 C. 在PQ段，从左到右光在同一介质中传播速度变大 D. 在MN段，从左到右的光从同一介质射入空气时的临界角减小 【答案】A 【解析】 【详解】AD．根据图像可知，实线表示的白光，刚刚进入玻璃球时，入射角相等，下侧折射光对应的折射角较小，其折射率较大，该光最终照射到M点，七色光中白光中红光的折射率最小，紫光的折射率最大，可知M、N点的颜色分别为紫、红，根据可知在MN段，从左到右的光从同一介质射入空气时的临界角增大，故A正确，D错误； BC．根据图像可知，虚线表示的白光，刚刚进入玻璃球时，入射角相等，上侧折射光对应的折射角较小，其折射率较大，该光最终照射到Q点，七色光中白光中红光的折射率最小，紫光的折射率最大，可知P、Q点的颜色分别为红、紫，根据可知从左到右光在同一介质中传播速度变小，故BC错误。 故选A。 5. A、B两球沿一直线运动并发生正碰。如图所示，a、b分别为A、B两球碰前的位移随时间变化的图象，c为碰撞后两球共同运动的位移随时间变化的图像，若A球质量是2kg，则（　　） A. A、B两球碰撞为弹性碰撞 B. A球质量有可能小于B球质量 C. A、B两球碰撞前的总动量为 D. 碰撞过程中A、B两球组成的系统损失的动能为10J 【答案】D 【解析】 【详解】BC．碰撞前A、B两球的速度分别为， 碰撞后A、B的速度均为 根据动量守恒定律 代入数据解得 A、B两球碰撞前的总动量为，故BC错误； AD．碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为 可知碰撞过程有能量损失，不是弹性碰撞，故A错误，D正确。 故选D。 6. 两个振动相位相同的波源、相距3m，它们在空间产生的干涉图样如图所示，图中实线表示振动加强的区域，虚线表示振动减弱的区域。下列说法正确的是（　　） A. 实线上的质点一直在波峰或者波谷位置 B. 振动减弱区域的质点一定处于静止状态 C. 两列波的波长均为1m D. 在、的连线上，相邻的振动加强点和减弱点之间的距离为0.5m 【答案】C 【解析】 【详解】A．实线上质点为振动加强点，其运动为两列波振幅相加的简谐运动，不是一直在波峰或者波谷位置，故A错误； B．若两列波振幅相同，则振动减弱区域的质点处于静止状态，若两列波振幅不相同，则其运动为两列波振幅相减的简谐运动，不是一直处于静止状态，B错误； CD．又因为能发生稳定的干涉，所以频率相等，根据可知波长相等，相邻振动加强区域或振减弱区域之间的距离为半个波长，由图可知波源S1和S2之间的距离为3个波长，所以两列波的波长都是1m，则在、的连线上，相邻的振动加强点和减弱点之间的距离为四分之一波长，即为0.25m，C正确，D错误。 故选C。 7. 如图所示，质量均为的木块A、B并排放在光滑水平面上，木块A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为的细线，细线另一端系一质量为的球C。现将球C拉起使细线水平伸直，并由静止释放球C，重力加速度大小为，小球和木块均可视为质点。则（　　） A. 球C由释放运动到最低点，物体A、B和球C所组成的系统动量守恒 B. 球C从释放运动到最低点过程中，木块A移动的距离为 C. A、B两木块分离时，A的速度大小为 D. 球C第一次到达轻杆左侧能上升的最大高度（相对小球的最低点）为 【答案】B 【解析】 【详解】AB．C球从释放到最低点过程中，A、B、C构成的系统，水平方向动量守恒，竖直方向系统受到的合外力不为零，系统动量不守恒，根据动量守恒定律水平方向的位移表达式有 其中 解得，故A错误，B正确； C．当C球运动到最低点时，A、B开始分离，根据动量守恒定律有 根据机械能守恒定律有 解得，故C错误； D．A、B分离后，对C与A构成的系统，在水平方向动量守恒，当小球C第一次到达轻杆左侧能上升的最大高度时，则有 令小球C第一次到达轻杆左侧能上升的最大高度为h，则有 解得，故D错误。 故选B。 8. 一列简谐横波沿轴传播，周期为，时刻的波形如图所示，此时平衡位置位于m处的质点正在向下运动，若、两质点平衡位置的坐标分别为，，则（　　） A. 当质点处在波谷时，质点恰在波峰 B. 时，质点向轴正方向运动 C. 时，质点的加速度方向沿轴正方向 D. 在某一时刻，、两质点的位移和速度可能相同 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图，且 则a质点处在波谷时，b质点在平衡位置，故A错误； B．由于m处的质点0时刻正在向下运动，可知该波沿x轴正方向传播，则t=0时a质点正在向y轴负方向运动，则时，a质点正在向y轴正方向运动，故B正确； C．同侧法可知0时刻b质点沿y轴正方向运动，则时，b质点正在向y轴正方向运动，故C正确； D．由于，位移相同时，速度大小相等，方向相反，两者不可能同时相同，故D错误。 故选BC。 9. 如图所示，有一质量为的平板小车静止在光滑的水平地面上。现有质量均为的小物块A和B（均可视为质点）由车上P处开始，A以初速度向左运动，B同时以向右运动，最终A、B两物块恰好停在小车两端没有脱离小车。两物块与小车间的动摩擦因数均为，重力加速度大小。从初始状态到三者共速的过程中，则（　　） A. 三者最终共速，速度大小为0.5m/s B. 物块A一直做匀减速运动 C. 小车的位移为0.25m D. 小车总长度为9.5m 【答案】AD 【解析】 【详解】AD．平板小车、小物块A和B组成的系统满足动量守恒定律，最后三者以共同速度v一起运动，设从初始状态到三者共速的过程，小物块A和B相对平板小车的位移大小分别为xA、xB，以向右为正方向，根据动量守恒定律与能量守恒定律得mv2-mv1=（2m+M）v， 联立解得v=0.5m/s，方向水平向右；xA+xB=9.5m 已知最终A、B两物块恰好停在小车两端，则小车总长度L=xA+xB=9.5m，故AD正确； B．已知A的初速度方向水平向左，而最后三者共同速度方向水平向右，可知A先向左做匀减速直线运动，后向右做匀加速直线运动，故B错误； C．由题知A、B相对小车滑动时，A、B对小车的滑动摩擦力大小相等，方向相反，故在A运动至小车左端前小车始终静止。A运动至小车左端时速度为零，之后与小车保持相对静止一起向右做匀减速直线运动，设A与小车整体的加速度大小为a，根据牛顿第二定律得μmg=（m+M）a 解得a=m/s2 设小车的位移为x，由运动学公式得2ax=v2 解得x=0.375m，故C错误。 故选AD。 10. 如图甲所示，物块A、B静止叠放在水平地面上，B受到水平拉力的作用，A、B间的摩擦力和B与地面间的摩擦力随水平拉力变化的情况如图乙所示。已知物块A的质量，重力加速度大小，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则（　　） A. 前2s内，B所受合外力的冲量大小 B. 前6s内，A、B系统所受的合外力冲量大小 C. 前6s内，外力做功 D. 末，A的速度大小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．当0<F<4N时，根据图像可知，还未到达B与地面间的最大静摩擦力，此时A、B保持静止，B所受合外力的冲量大小I=0，故A错误； B．前6s内，A、B系统所受的合外力为（N） 冲量，故B正确； C．拉力F=12N时，对AB整体，由牛顿第二定律可得 对A有 联立解得，mB=1kg 前6s内，根据动量定理可得 解得 v=4m/s 所以前6s内，根据动能定理可知合力做功为 因为还有摩擦力做负功，所以外力F做功要大于32J，故C错误； D．由C可知，在t=6s末，A的速度大小为vA=4m/s，故D正确。 故选BD。 二、非选择题∶本大题共5小题，共60分。 11. 某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验时 （1）如果他测得的值偏小，可能的原因是__________。 A. 悬点到摆球最低点的距离为摆长 B. 摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了 C. 实验中误将49次全振动次数记为50次 （2）在某次假期夏令营游学活动中，有两位同学分别去参观北京大学和武汉大学的物理实验室，各自在实验室利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期与摆长的关系”，并用计算机绘制了如图甲所示的图像。由图可知，去武汉大学的同学所测实验结果对应的图线是__________（填“A”或“B”）。 （3）另外，在武汉大学做探究的同学还利用计算机绘制了他实验用的、两个摆球的振动图像，如图乙所示，则下列说法正确的是__________。 A. 摆球的摆长比摆球小 B. 、两个摆球的振动周期之比 C. 时，摆球的加速度为0 【答案】（1）B （2）A （3）A 【解析】 【小问1详解】 A．根据 得 当测量的摆长偏大时，测量的重力加速度偏大，A错误； B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，测量的摆长偏小，则测量的重力加速度偏小，B正确； C． 记录次数偏大，周期偏小，重力加速度偏大，C错误。 故选B。 【小问2详解】 根据 解得 可知重力加速度越小，图像的斜率越大，武汉与北京相比重力加速度偏小，所以A图线对应着武汉的测量结果。 【小问3详解】 A．由乙图可知，摆的周期小，所以摆的摆长小，A正确； B．根据乙图 解得，B错误； C．时，摆球处在平衡位置，即最低点，根据 此时摆球的加速度不为0，C错误。 故选A。 12. 某同学用如图甲所示装置探究碰撞过程中的守恒量。已知入射小球质量为，被碰小球质量为，记录小球抛出点在地面上的垂直投影点。 （1）关于实验要点，下列说法正确的是__________。 A．两球半径可以不同 B．斜槽必须光滑 C．斜槽末端必须水平 （2）实验中的重要步骤如下 ①不放被碰小球，让入射小球从斜槽上紧靠挡板由静止滚下，并落在地面上，重复多次； ②把被碰小球放在斜槽前端边缘位置，让入射小球从斜槽上紧靠挡板由静止滚下，使入射球与被碰球碰撞，重复多次； ③用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置，从左至右依次标为M、P、N； ④用刻度尺分别测量M、P、N离点的距离分别为、、。 （3）实验结果：若表达式成立__________（用题干中所给的符号、、、、表示），两球碰撞过程动量守恒。 （4）若某次测量中水平纸面上有三个落点的平均位置，计算得出：、碰前、碰后的动量分别为，，，则两球质量关系可能为__________。 A. B. C. （5）若另一同学用如图乙所示装置探究碰撞过程中的守恒量，在抛出点右侧放置竖直挡板，已知入射小球质量为，被碰小球质量为，设M、P、N三点与抛出点在竖直方向的高度差分别、、，如果两球碰撞是弹性碰撞，则表达式__________成立（用题干中所给的符号、、表示）。 【答案】 ①. C ②. ③. B ④. 【解析】 【详解】（1）[1]A．两球需要发生对心碰撞，要求半径相同，故A错误； B．每次进行实验只需要m1到斜面末端的速度相同，不需要斜槽光滑，故B错误； C．两球离开斜槽后做平抛运动，斜槽末端必须水平，故C正确。 故选C。 （3）[2]设碰撞前m1的速度为v1，碰撞后m1的速度为v2，m1的速度为v3，如果碰撞过程系统动量守恒，以水平向右为正方向，由动量守恒定律得 小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t，得 即 （4）[3]碰撞过程中系统的总动能不增加，有 得 碰撞后m1的速度小于m2的速度，有 解得 故选B （5）[4]小球做平抛运动，在竖直方向上 平抛运动时间 设轨道末端到木条的水平位置为x，小球做平抛运动的初速度 可知不放置m2时，m1在P点与挡板碰撞，放置m2，两球碰后，m1在M点与挡板碰撞，m2在N点与挡板碰撞，有，， 若为弹性碰撞，则动能不变，即 代入速度表达式，化简可得 13. 一列简谐横波在时的波形图如图甲所示，P、Q是介质中的两个质点，图乙是质点Q的振动图像，求： （1）这列波的波速及波的传播方向； （2）质点P的位移随时间变化的关系式。 【答案】（1），波沿x轴负方向传播 （2） 【解析】 【小问1详解】 根据图甲可知，波长 根据图乙可知，周期 则波速 由图乙可知，时，Q质点向y轴负方向振动，根据“同侧法”可以判断出，波沿x轴负方向传播。 【小问2详解】 设质点P的位移随时间变化的关系式为 圆频率 解得 根据图甲可知时， 解得或 结合上述可知，波沿x轴负方向传播，则取 联立解得 综上所述，质点P的位移随时间变化的关系式为 14. 如图所示为一半径为的半球形玻璃砖的截面图，为球心，下表面水平。玻璃砖的上方水平放置一个足够大的光屏，虚线为光轴（过球心与半球下表面垂直的直线），为光轴与光屏的交点。现有一平行单色光束垂直于玻璃砖的下表面射入玻璃砖，恰好照满下表面。一条从玻璃砖下表面点射入的光线，经过玻璃砖后从上表面的点射出，出射光线与光轴相交于点，光线与的夹角，不考虑光在玻璃砖内表面的反射光，已知，，真空中的光速为。求 （1）玻璃砖的折射率； （2）从点射入的光线在玻璃砖中的传播时间； （3）光屏上被光线照亮区域的面积。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 从A点射入光线在砖内沿直线传播，在球表面上B点折射，设入射角∠OBA为i，折射角为γ，光路如图。 由几何关系可知 由几何知识可得γ=i+α=45° 则折射率 【小问2详解】 由，得 根据几何关系得，光线在玻璃砖中的路程 由s=vt，解得 【小问3详解】 设射入砖内光线在上表面E点恰好发生全反射，临界角为C，E点在光屏上投影点为E'，对应折射光线与光屏的右侧交点为F点，光路如图。 由 解得C=45° 由几何知识可∠E'EF=45°，EE'=E'F= 则光屏上照亮区域半径 光屏上被光线照亮区域的面积 15. 如图所示，物体A和B静止在光滑水平面上，其质量分别为、。A和轻质弹簧连接，弹簧压缩后将A、B用轻绳连接，此时弹簧的弹性势能。某时刻剪断轻绳，A、B分离，B沿水平面运动一段距离后，滑上粗糙斜面（假设斜面和水平平面平滑连接），接着下滑，随后第二次压缩弹簧，一段时间后B再次滑上斜面，在斜面运动的最大位移与前一次之比为。假设水平面和斜面足够长，斜面与水平面夹角为，B与斜面的动摩擦因数为。求 （1）剪断细绳，弹簧恢复原长时A、B的速度大小； （2）B第一次返回水平面时速度大小； （3）与的正切值之比。 【答案】（1）2m/s，8m/s （2）7m/s （3） 【解析】 【小问1详解】 设弹簧恢复原长时A、B的速度分别为、，以水平向右为正方向，由动量守恒定律有 由能量守恒定律有 联立解得/s；/s 故A、B速度大小分别为2m/s和8m/s 【小问2详解】 设B第一次在斜面上运动的最大位移为，第二次在斜面上运动的最大位移为，B第一次返回水平面的速度为，A、B再次碰撞后的速度为、 B在斜面上向上运动时由牛顿第二定律有 B第一次冲上斜面时有 B第二次冲上斜面时有 由题意 联立解得/s A、B第二次压缩弹簧至恢复原长时，设向右为正方向，由动量守恒定律有 由能量守恒定律有 解得/s 【小问3详解】 B在斜面上下滑动时由牛顿第二定律 B第一次在斜面上下滑时有 B在斜面上上滑动时由牛顿第二定律 B第一次在斜面上上滑时有 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $