精品解析:江西省景德镇一中2025-2026学年高二上学期期中考试物理(19班)试题
2025-11-19
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 江西省 |
| 地区(市) | 景德镇市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.49 MB |
| 发布时间 | 2025-11-19 |
| 更新时间 | 2025-11-19 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-11-19 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55001001.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
景德镇一中2025-2026学年度第一学期期中考试
高二(19)班物理
一、单选题
1. 如图所示,圆弧AO是一段半径为R的光滑圆弧面,圆弧与水平面相切于O点,AO弧长为l,()现将一小球先后从曲面的顶端A和AO弧的中点B由静止释放,到达底端的速度分别为和,经历的时间分别为和,那么( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】B
【解析】
【详解】因为AO弧长远小于半径,所以小球从A、B处沿圆弧滑下可等效成单摆,即做简谐运动,单摆的周期与振幅无关
根据机械能守恒定律得
因为
解得,故选B。
2. 如图甲所示,粗细均匀的一根木筷,下端绕有铁丝,可使其竖直漂浮于装水的杯中。以竖直向上为正方向,把木筷提起一段距离后放手,木筷的振动图像如图乙所示。关于木筷(含铁丝)下列说法正确的是( )
A. 在时刻处于超重状态 B. 在时刻向下运动
C. 在时刻合力不为零 D. 运动过程中,机械能一直减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.在时刻,振动物体处于正的最大位移处,加速度方向竖直向下,物体处于失重状态,故A错误;
B.由图乙可知,在时刻,物体处于平衡位置,且向上运动,故B错误;
C.在时刻,物体处于平衡位置,木筷(含铁丝)受到的浮力和重力等产生回复力的力的合力为0,但由于木筷(含铁丝)做阻尼运动,则木筷(含铁丝)依然受阻尼力的作用(水对木筷的阻力),合力不为零,故C正确;
D.木筷(含铁丝)向上运动时,浮力做正功,若浮力大于阻力,则机械能增加,故D错误。
故选C。
3. 我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功,这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。“长征九号”点火瞬间:火箭的总质量为M,每秒钟喷出的高温气体质量为∆m,火箭的加速度为a,重力加速度为g,不计空气阻力和高温气体喷出前后火箭质量的变化。则火箭点火瞬间喷出的高温气体的对地速度大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】对火箭,根据牛顿第二定律可得
对喷出的高温气体,根据动量定理可得
联立可得
故选C。
4. 如图所示,在光滑绝缘水平面上,A、B两小球质量分别为2m、m,带电荷量分别为+q、+2q。某时刻A有指向B的速度v0,B球速度为零,之后两球在运动中始终未相碰,当两小球从该时刻开始到第一次相距最近的过程中( )
A. 任意时刻A、B两小球的加速度大小之比均为2:1
B. 两小球构成的系统动量守恒,电势能减少
C. 电场力对A球做功的大小为
D. A球减少的机械能大于B球增加的机械能
【答案】D
【解析】
【详解】A.A因为两小球所受库仑力大小相等,A、B两小球质量分别为2m、m,由牛顿第二定律可知A、B两小球的加速度大小之比均为1:2,故A错误;
B.A、B两小球所受外力为零,故系统动量守恒,由于A小球所受库仑力做负功,B小球所受库仑力做正功,且负功多于正功,所以系统电势能增加,故B错误;
D.运动过程中A球减少的机械能转化为B的机械能和系统增加的电势能,故A球减少的机械能大于B球增加的机械能,故D正确;
C.两小球相距最近时,速度相同,根据动量守恒可得
由动能定理可得电场力对A球做功为
联立解得
故C错误。
故选D。
5. 雨打芭蕉是中国古代文学中常见的抒情意象,为估算雨滴撞击芭蕉叶产生的平均压强p,小明将一圆柱形量筒置于雨中,测得时间t内筒中水面上升的高度为h,设雨滴下落的速度为,雨滴竖直下落到水平芭蕉叶上后以速率v竖直反弹,雨水的密度为,不计雨滴重力。压强p为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】以极短时间内落至芭蕉叶上的雨滴的质量为,雨滴与芭蕉叶作用的有效面积为S,根据动量定理有
由于圆柱形量筒置于雨中,测得时间t内筒中水面上升的高度为h,则单位面积单位时间内下落的雨水质量为
则以极短时间内落至芭蕉叶上的雨滴的质量
根据牛顿第三定律有
雨滴撞击芭蕉叶产生的平均压强
解得
故选B。
6. 如图所示,一轻弹簧竖直放置,两端分别固定物体B和C,此时B、C处于静止状态,O点是弹簧处于原长时物体B上表面所处的位置,B上表面与O间的距离为x。把一物体A从某一高度静止释放,物体A和物体B的质量均为m,发生碰撞后粘在一起,压缩弹簧然后上升到最高点时,物体B的上表面刚好到达D点,O、D之间距离也为x,重力加速度为g,物体C始终静止,下列说法正确的是( )
A. 物体C的质量不可能等于m
B. 运动到D点时,A、B之间弹力为零
C. 碰撞后瞬间物体B的速度为
D. 碰撞后AB物体做简谐运动的振幅是2x
【答案】C
【解析】
【详解】A.因为C始终静止,当运动至D点时,O、D之间距离也为x,由胡克定律可知弹簧弹力等于物体B受到的重力,所以物体C的质量要大于或等于m,故A错误;
B.A、B运动到D点时,弹簧处于拉伸状态,设此时A、B的共同加速度为,对A受力分析,根据牛顿第二定律可得
A与B整体受力分析则有
结合上述分析可知
联立解得,故B错误;
C.O、D之间距离为x,则从A、B碰撞后到上升到最高点,弹簧的形变量相同,可知弹簧弹性势能不变,根据能量关系可得
解得碰撞后瞬间物体B的速度为,故C正确;
D.设A、B简谐振动的平衡位置距O点为,则有,
解得
则碰撞后AB物体做简谐运动的振幅是,故D错误。
故选C。
7. 质量为的小车放在光滑水平面上,质量为的小球用长为的轻质细线悬挂于小车顶端。从图中位置开始(细线水平且伸直),同时由静止释放小球和小车,设小球到达最低点时速度为,从释放到小球到达最低点的过程中细线对小球做的功为,从释放开始小车离开初位置的最大距离为,则下列说法正确的是( )
A B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AB.从释放到小球到达最低点的过程中,小车和小球组成的系统由水平方向动量守恒和能量守恒得,
解得,故AB错误;
C.该过程对小球由动能定理得
解得,故C正确;
D.小球摆至左侧最高点时,小车离开初位置的距离最大,此时小球与车的速度均为零,由能量守恒知小球恰好回到原高度,由“人船模型”可得
解得,故D错误。
故选C。
二、多选题
8. 如图1是摄影师航拍到钱塘江两波潮水娓娓向对方走来,交织在一起形成壮观的景象。其原理为两列平面波相遇的干涉现象,可将两列波简化成如图2示意图(其中实线表示波峰,虚线表示波谷),甲、乙两列频率均为0.5Hz的水波以2m/s的速度传播,振幅均为0.2m,波面间形成夹角120°,此时O点刚要开始起振,C点距O点8m,则( )
A. C点是振动加强点
B. 经过,波传到C点
C. 图中此刻A点经过的总路程比B点多1.6m
D. 稳定干涉后,O、C连线间共有三个振动加强点(不含C、O)
【答案】AC
【解析】
【详解】A.O点刚要开始起振,将过O点的两列波面等效为波源,C点到两波面间距相等,即间距差为0,根据干涉原理可知,C点是振动加强点,故A正确;
B.O点刚要开始起振,波面间形成夹角120°,C点到过O点的两列波面间距
波传到C点的时间
故B错误;
C.根据图2可知,AO沿垂直于右侧波面的投影比BO沿垂直于左侧波面的投影长一个波长,即A点比B点振动时间多一个周期,由于A、B均为振动加强点,则图中此刻A点经过的总路程比B点多
故C正确;
D.将过O点的两列波面等效为波源,由于O、C连线上各个质点到左右两波面的间距相等,可知,O、C连线上各个质点均为振动加强点,故D错误。
故选AC。
9. 如图所示,图甲为一简谐横波在时的波形图,P是平衡位置在处的质点,Q是平衡位置在处的质点,图乙为Q质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 这列波沿x轴负方向传播
B. 当这列波遇到尺寸超过10m的障碍物时不能发生衍射现象
C. 到,P点通过的路程小于20cm
D. 时,P点的加速度方向与y轴正方向相同
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据图乙可知,0.2s时刻,Q质点沿y轴负方向运动,根据图甲,利用同侧法可知,这列波沿x轴负方向传播,故A正确;
B.根据图甲可知,波长为8m,当障碍物的尺寸接近波长时,能够发生明显衍射现象,由于衍射是波的特性,即当这列波遇到尺寸超过10m的障碍物时仍然能够发生衍射现象,只不过衍射不明显,故B错误;
C.到,由于
根据同侧法可知,0.2s时,P质点沿y轴负方向运动,即靠近平衡位置,由于质点靠近平衡位置的速度大于远离平衡位置的速度,可知,P质点在到这内的平均速率大于在到这内的平均速率,即到,P点通过的路程大于20cm,故C错误;
D.波传播速度
由于波沿x轴负方向传播,则P质点第一次到达平衡位置的时间
由于
可知,时,P质点恰好处于波谷位置,位移为负值,则此时P点的加速度方向与y轴正方向相同,故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,从倾角为的斜面点的正上方高处由静止释放一个质量为的弹性小球(视为质点),小球与斜面发生弹性碰撞(时间极短,平行于斜面方向的分速度不变,垂直于斜面方向的分速度大小不变,方向反向),然后落到斜面上的点,不计空气阻力,重力加速度大小为,下列说法正确的是( )
A. 小球与斜面碰撞后瞬间的速度大小为
B. 小球与斜面碰撞过程中,受到斜面的冲量大小为
C. 小球从点运动到点的时间为
D. 两点间的距离为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据,小球与斜面发生弹性碰撞(时间极短),小球离开斜面时速度大小仍为,方向与斜面成,A错误;
B.小球离开斜面时,速度可分解为沿斜面方向的分速度和垂直于斜面方向的分速度,小球与斜面发生弹性碰撞,沿斜面方向分速度大小、方向均不变,垂直于斜面方向分速度大小不变、方向相反,根据动量定理,,解得,B正确;
CD.小球离开斜面到再次落回斜面的运动可分解为沿斜面、垂直于斜面的匀变速运动,垂直于斜面方向,,沿斜面方向,
解得,,C错误,D正确。
故选 BD。
三、实验题
11. 某实验小组利用如图所示装置测量当地重力加速度,其中光电计数、计时器位于悬点的正下方,部分实验步骤如下:
(1)先测出小球的直径d,再测出小球竖直悬挂时悬点与小球上端的距离l,则单摆的摆长_______,然后调整悬点的高度,使小球能正好通过光电计数器;
(2)保持细线拉直,使小球在竖直平面内偏离平衡位置一小段距离后静止释放,通过光电计数器、计时器记录下小球连续n次经过光电计数的时间间隔为t,则单摆的周期_______;
(3)多次改变细线的长度,重复(1)、(2)的操作,记录下多组摆长和对应的周期,作出图像,并得到该图像的斜率,则当地重力加速度大小为_________(,计算结果保留三位有效数字)。
【答案】(1)
(2)
(3)9.86
【解析】
【小问1详解】
单摆的摆长为悬点到球心的距离,即
【小问2详解】
小球连续n次经过光电计数器的时间间隔为个周期,即
得。
小问3详解】
由
得:
即图像的斜率
得
12. 某物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验装置。在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门,其右侧摩擦很小,可忽略不计,左侧为粗糙水平面。当地重力加速度大小为g。采用的实验步骤如下:
A.在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片;
B.用天平分别测出小滑块a(含挡光片)和小球b的质量ma、mb;
C.在a和b间用细线连接,中间夹一被压缩了的轻短弹簧(与a、b不连接),静止放置在平台上;
D.细线烧断后,a、b瞬间被弹开,向相反方向运动;
E.记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t;
F.小球b从平台边缘飞出后,落在水平地面的B点,用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离s;
G.改变弹簧压缩量,进行多次测量。
(1)用游标卡尺测量挡光片的宽度,如图乙所示,则挡光片的宽度d为________mm。
(2)针对该实验装置和实验结果,同学们做了充分的讨论。讨论结果如下:
①该实验要验证“动量守恒定律”,则只需验证a、b两物体弹开后的动量大小相等,即________=________(用上述实验所涉及物理量的字母表示);
②若该实验的目的是求弹簧的最大弹性势能,则弹簧的弹性势能为________(用上述实验所涉及物理量的字母表示);
③改变弹簧压缩量,多次测量后,该实验小组得到与的关系图象如图所示,图线的斜率为k,则平台上A点左侧与滑块a之间的动摩擦因数大小为________(用上述实验数据字母表示)。
【答案】(1)3.80
(2) ①. ②. ③. ④.
【解析】
【小问1详解】
20分度游标卡尺的精确值为,由图乙可知挡光片的宽度为
【小问2详解】
[1][2]应该验证
而a球通过光电门可得
而b球离开平台后做平抛运动,则有,
可得
因此验证动量守恒的表达式为
[3]根据能量守恒可知,弹簧的弹性势能为
联立可得
[4]根据动能定理可得
而
联立整理得
可知图像的斜率为
可得动摩擦因数为
四、解答题
13. 两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,两波源分别位于x=-0.2m和x=1.2m处,两列波的波速均为0.4m/s,波源的振幅均为2cm。t=1s时刻两列波的图像如图所示,此刻平衡位置在x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于x=0.5m处。
(1)求两列波相遇的时刻;
(2)求0~2.75s内质点M运动的路程;
(3)求PQ之间振动加强点的坐标。
【答案】(1)1.75s ;(2)16cm ;(3)(0.3m,0)、(0.5m,0)、(0.7m,0)
【解析】
【详解】(1)介质相同,波传播速度相同,由图可知,两列波会在M点相遇,即两列波还需要传播的距离为
对应时刻
(2)根据图像可知波长为0.4m,则波传播的周期为
0~1.75s内,M点还没有开始振动,M点总共振动时间为1s,即为1T。两波源与M点的距离分别为
,
可知波程差为零,由于两列波振动步调相同,故M点为振动加强点,振幅为2A,可知在剩余的1T内,质点M运动的路程为
(3)令PQ之间振动加强点的横坐标为x,则加强点到两波源的波程差为
()
波程差为(n=0,±1,±2,±3…)的位置为振动加强点,则有
(n=±1,±2,±3…)
解得
n=0,±1
则解得x为0.3m、0.5m、0.7m,即PQ之间振动加强点的坐标为(0.3m,0)、(0.5m,0)、(0.7m,0)。
14. 均匀介质中,两波源和分别位于和处,如图甲所示,时同时开始振动,它们在介质中的传播速度大小均为。
(1)若只考虑波源在介质中传播,且其振动图像如图乙所示,求波源的起振方向以及振幅A1和振动周期;
(2)若只考虑波源在介质中的传播,且波源的起振方向向下,在时刻,该波在轴正半轴区间内第一次出现了如图丙所示波形,求;
(3)在满足第1、2问的条件下,求0~23.5s内,平衡位置在(18,24)处的质点通过的路程。
【答案】(1)起振方向向上,,
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由乙图可知,起振方向向上,振幅
由于
解得振动周期
【小问2详解】
由丙图可知
此时处质点振动方向向上,因为起振方向向下,所以此时波已经传到了处,则有
【小问3详解】
的振动传到B的时间
的振动传到B的时间
0~16s,B质点运动路程为0,内B质点运动路程为
20s~23.5s内B质点同时参与两个波源的共同振动,其波程差为
由于两波源起振方向相反,所以B质点为振动减弱点,则振幅为
由于,此时间内B质点振动图像如图所示
时,B质点的位移为
所以内B质点运动路程为
则内B质点运动路程为
15. 如图所示为某同学设计的竖直平面内2005型圆管轨道,轨道半径分别为R1=2m、R2=4m、R3=2.5m,圆管的半径忽略不计,轨道的水平BCDE部分粗糙,其余部分光滑,在轨道出口F处有光滑的水平面,在水平面上有长为L、质量为m3的木板,木板上表面与出口F下底面等高,在木板左端静置有质量为m2的小物块,小物块与木板间的动摩擦因数为μ2=0.8,在轨道入口A处将质量为m1的小球以初速度v0沿水平向右方向射入圆管,m1与水平轨道BCDE间的动摩擦因数为μ1=0.125,已知m1=1kg,m2=2kg,m3=6kg,水平轨道BC、CD、DE长度均为x=8m,重力加速度g取10m/s2。
(1)为使小球能到达管口F处,求m1在入口A处的初速度v0最小值;
(2)求小球m1以(1)的初速度v0入射时在圆管M处对轨道的压力;
(3)小球m1以初速度射入圆管,从出口F离开轨道时与物块m2发生弹性碰撞,若m2不能从木板上掉下,求物块与木板间因摩擦而产生的内能和小球m1最终静止的位置。
【答案】(1)10m/s
(2)5N,方向竖直向下
(3)48J,静止在BC之间距离C点6.4m处
【解析】
【小问1详解】
为使小球能够到达管口F处,临界时,小球到达管口F处速度为零,对小球从管口A到出口F全过程
解得
【小问2详解】
对小球从管口A到圆轨道M点全过程有
在M点,对小球有
解得
小球和圆管外壁挤压,方向竖直向下;
【小问3详解】
对小球从管口A到出口F全过程有
解得
对m1、m2取水平向右为正方向有,
解得,
对m2、m3有,
解得
m1反弹由管口F进入圆管内,在圆轨道O3、O4内若做完整圆周运动,在圆轨道最低点速度的最小值为vmin,则
解得
假如m1能沿轨道到达C点,由F到C全过程有
解得
所以小球m1能沿圆管轨道返回C点,若能从管口A冲出,C点最小速度为vCmin,则
解得
所以,小球不能从管口A冲出,小球再次返回到C点时,有
解得
所以,小球由B到C再次进入圆轨道O3时,不能通过圆轨道O3,对小球m1从管口F返回圆管直到停止全过程有
解得
小球最终静止在BC之间距离C点距离为
16. 如图所示,长的水平传送带的左、右两侧为光滑的水平台面,传送带与左、右两侧台面等高且平滑连接,左台面上有五个挨在一起、质量均为的刚性小球,右台面上放了一个曲面光滑、半径为的圆弧(圆弧的最高点的切线竖直,最低点切线刚好在水平台面上)物体Q,其质量为。一质量为的小物块P从圆弧的最高点由静止释放。已知物块P与传送带间的动摩擦因数,传送带始终以的速度逆时针转动,物块和小球的碰撞为弹性碰撞,。
(1)求物块P、Q第一次分离时各自的速度大小;
(2)通过计算说明物块P与小球a第一次碰撞后能否再次运动到光滑圆弧曲面上;
(3)求物块P与小球a第一次碰撞后,在传送带上运动的总时间。
【答案】(1),
(2)不能 (3)
【解析】
【小问1详解】
物块P在圆弧面上运动时,物块P和Q组成的系统在水平方向上动量守恒,有
物块P从圆弧的最高点到第一次运动至圆弧的最低点过程,根据动能定理
联立解得,
【小问2详解】
设物块P在传送带上滑动过程中因受摩擦力所产生的加速度大小为a,有
设物块P通过传送带后运动速度大小为,有
联立解得
设物块P与小球a第一次碰撞后的速度分别为和,取向左为正方向,根据动量守恒和机械能守恒可得,
解得
碰撞后,物块P向右滑上传送带,根据动能定理有
解得
故物块P与小球a第一次碰撞后不能再次运动到光滑圆弧曲面上。
【小问3详解】
物块P第一次与小球a碰撞后,五个挨在一起的小球依次连续碰撞,最终小球e以速度向左运动,物块P向右运动至传送带上,然后以速度离开传送带向左运动,物块P在传送带上运动的时间
设物块P与小球a第二次碰撞后的速度分别为和,根据动量守恒和机械能守恒可得,
解得
物块P第二次与小球a碰撞后,五个挨在一起的小球依次连续碰撞,最终小球d以速度向左运动,物块P向右运动至传送带上,然后以速度离开传送带向左运动,物块P在传送带上运动的时间
以此类推,可知物块P第n次与小球a碰撞后,物块P在传送带上运动的时间
物块P一共和小球a碰撞五次,则物块P在传送带上运动的总时间
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景德镇一中2025-2026学年度第一学期期中考试
高二(19)班物理
一、单选题
1. 如图所示,圆弧AO是一段半径为R的光滑圆弧面,圆弧与水平面相切于O点,AO弧长为l,()现将一小球先后从曲面的顶端A和AO弧的中点B由静止释放,到达底端的速度分别为和,经历的时间分别为和,那么( )
A , B. ,
C. , D. ,
2. 如图甲所示,粗细均匀的一根木筷,下端绕有铁丝,可使其竖直漂浮于装水的杯中。以竖直向上为正方向,把木筷提起一段距离后放手,木筷的振动图像如图乙所示。关于木筷(含铁丝)下列说法正确的是( )
A. 在时刻处于超重状态 B. 在时刻向下运动
C. 在时刻合力不为零 D. 运动过程中,机械能一直减小
3. 我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功,这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。“长征九号”点火瞬间:火箭的总质量为M,每秒钟喷出的高温气体质量为∆m,火箭的加速度为a,重力加速度为g,不计空气阻力和高温气体喷出前后火箭质量的变化。则火箭点火瞬间喷出的高温气体的对地速度大小为( )
A. B.
C. D.
4. 如图所示,在光滑绝缘水平面上,A、B两小球质量分别为2m、m,带电荷量分别为+q、+2q。某时刻A有指向B的速度v0,B球速度为零,之后两球在运动中始终未相碰,当两小球从该时刻开始到第一次相距最近的过程中( )
A. 任意时刻A、B两小球的加速度大小之比均为2:1
B. 两小球构成系统动量守恒,电势能减少
C. 电场力对A球做功的大小为
D. A球减少的机械能大于B球增加的机械能
5. 雨打芭蕉是中国古代文学中常见的抒情意象,为估算雨滴撞击芭蕉叶产生的平均压强p,小明将一圆柱形量筒置于雨中,测得时间t内筒中水面上升的高度为h,设雨滴下落的速度为,雨滴竖直下落到水平芭蕉叶上后以速率v竖直反弹,雨水的密度为,不计雨滴重力。压强p为( )
A. B.
C. D.
6. 如图所示,一轻弹簧竖直放置,两端分别固定物体B和C,此时B、C处于静止状态,O点是弹簧处于原长时物体B上表面所处的位置,B上表面与O间的距离为x。把一物体A从某一高度静止释放,物体A和物体B的质量均为m,发生碰撞后粘在一起,压缩弹簧然后上升到最高点时,物体B的上表面刚好到达D点,O、D之间距离也为x,重力加速度为g,物体C始终静止,下列说法正确的是( )
A. 物体C的质量不可能等于m
B. 运动到D点时,A、B之间弹力为零
C. 碰撞后瞬间物体B的速度为
D. 碰撞后AB物体做简谐运动的振幅是2x
7. 质量为的小车放在光滑水平面上,质量为的小球用长为的轻质细线悬挂于小车顶端。从图中位置开始(细线水平且伸直),同时由静止释放小球和小车,设小球到达最低点时速度为,从释放到小球到达最低点的过程中细线对小球做的功为,从释放开始小车离开初位置的最大距离为,则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
二、多选题
8. 如图1是摄影师航拍到钱塘江两波潮水娓娓向对方走来,交织在一起形成壮观的景象。其原理为两列平面波相遇的干涉现象,可将两列波简化成如图2示意图(其中实线表示波峰,虚线表示波谷),甲、乙两列频率均为0.5Hz的水波以2m/s的速度传播,振幅均为0.2m,波面间形成夹角120°,此时O点刚要开始起振,C点距O点8m,则( )
A. C点是振动加强点
B. 经过,波传到C点
C. 图中此刻A点经过的总路程比B点多1.6m
D. 稳定干涉后,O、C连线间共有三个振动加强点(不含C、O)
9. 如图所示,图甲为一简谐横波在时的波形图,P是平衡位置在处的质点,Q是平衡位置在处的质点,图乙为Q质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 这列波沿x轴负方向传播
B. 当这列波遇到尺寸超过10m障碍物时不能发生衍射现象
C. 到,P点通过的路程小于20cm
D. 时,P点的加速度方向与y轴正方向相同
10. 如图所示,从倾角为的斜面点的正上方高处由静止释放一个质量为的弹性小球(视为质点),小球与斜面发生弹性碰撞(时间极短,平行于斜面方向的分速度不变,垂直于斜面方向的分速度大小不变,方向反向),然后落到斜面上的点,不计空气阻力,重力加速度大小为,下列说法正确的是( )
A. 小球与斜面碰撞后瞬间的速度大小为
B. 小球与斜面碰撞过程中,受到斜面的冲量大小为
C. 小球从点运动到点的时间为
D. 两点间的距离为
三、实验题
11. 某实验小组利用如图所示装置测量当地重力加速度,其中光电计数、计时器位于悬点正下方,部分实验步骤如下:
(1)先测出小球的直径d,再测出小球竖直悬挂时悬点与小球上端的距离l,则单摆的摆长_______,然后调整悬点的高度,使小球能正好通过光电计数器;
(2)保持细线拉直,使小球在竖直平面内偏离平衡位置一小段距离后静止释放,通过光电计数器、计时器记录下小球连续n次经过光电计数的时间间隔为t,则单摆的周期_______;
(3)多次改变细线的长度,重复(1)、(2)的操作,记录下多组摆长和对应的周期,作出图像,并得到该图像的斜率,则当地重力加速度大小为_________(,计算结果保留三位有效数字)。
12. 某物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验装置。在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门,其右侧摩擦很小,可忽略不计,左侧为粗糙水平面。当地重力加速度大小为g。采用的实验步骤如下:
A.在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片;
B.用天平分别测出小滑块a(含挡光片)和小球b的质量ma、mb;
C.在a和b间用细线连接,中间夹一被压缩了的轻短弹簧(与a、b不连接),静止放置在平台上;
D.细线烧断后,a、b瞬间被弹开,向相反方向运动;
E.记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t;
F.小球b从平台边缘飞出后,落在水平地面的B点,用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离s;
G.改变弹簧压缩量,进行多次测量。
(1)用游标卡尺测量挡光片的宽度,如图乙所示,则挡光片的宽度d为________mm。
(2)针对该实验装置和实验结果,同学们做了充分讨论。讨论结果如下:
①该实验要验证“动量守恒定律”,则只需验证a、b两物体弹开后的动量大小相等,即________=________(用上述实验所涉及物理量的字母表示);
②若该实验的目的是求弹簧的最大弹性势能,则弹簧的弹性势能为________(用上述实验所涉及物理量的字母表示);
③改变弹簧压缩量,多次测量后,该实验小组得到与的关系图象如图所示,图线的斜率为k,则平台上A点左侧与滑块a之间的动摩擦因数大小为________(用上述实验数据字母表示)。
四、解答题
13. 两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,两波源分别位于x=-0.2m和x=1.2m处,两列波的波速均为0.4m/s,波源的振幅均为2cm。t=1s时刻两列波的图像如图所示,此刻平衡位置在x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于x=0.5m处。
(1)求两列波相遇的时刻;
(2)求0~2.75s内质点M运动的路程;
(3)求PQ之间振动加强点的坐标。
14. 均匀介质中,两波源和分别位于和处,如图甲所示,时同时开始振动,它们在介质中的传播速度大小均为。
(1)若只考虑波源在介质中的传播,且其振动图像如图乙所示,求波源的起振方向以及振幅A1和振动周期;
(2)若只考虑波源在介质中的传播,且波源的起振方向向下,在时刻,该波在轴正半轴区间内第一次出现了如图丙所示波形,求;
(3)在满足第1、2问的条件下,求0~23.5s内,平衡位置在(18,24)处的质点通过的路程。
15. 如图所示为某同学设计的竖直平面内2005型圆管轨道,轨道半径分别为R1=2m、R2=4m、R3=2.5m,圆管的半径忽略不计,轨道的水平BCDE部分粗糙,其余部分光滑,在轨道出口F处有光滑的水平面,在水平面上有长为L、质量为m3的木板,木板上表面与出口F下底面等高,在木板左端静置有质量为m2的小物块,小物块与木板间的动摩擦因数为μ2=0.8,在轨道入口A处将质量为m1的小球以初速度v0沿水平向右方向射入圆管,m1与水平轨道BCDE间的动摩擦因数为μ1=0.125,已知m1=1kg,m2=2kg,m3=6kg,水平轨道BC、CD、DE长度均为x=8m,重力加速度g取10m/s2。
(1)为使小球能到达管口F处,求m1在入口A处的初速度v0最小值;
(2)求小球m1以(1)的初速度v0入射时在圆管M处对轨道的压力;
(3)小球m1以初速度射入圆管,从出口F离开轨道时与物块m2发生弹性碰撞,若m2不能从木板上掉下,求物块与木板间因摩擦而产生的内能和小球m1最终静止的位置。
16. 如图所示,长的水平传送带的左、右两侧为光滑的水平台面,传送带与左、右两侧台面等高且平滑连接,左台面上有五个挨在一起、质量均为的刚性小球,右台面上放了一个曲面光滑、半径为的圆弧(圆弧的最高点的切线竖直,最低点切线刚好在水平台面上)物体Q,其质量为。一质量为的小物块P从圆弧的最高点由静止释放。已知物块P与传送带间的动摩擦因数,传送带始终以的速度逆时针转动,物块和小球的碰撞为弹性碰撞,。
(1)求物块P、Q第一次分离时各自的速度大小;
(2)通过计算说明物块P与小球a第一次碰撞后能否再次运动到光滑圆弧曲面上;
(3)求物块P与小球a第一次碰撞后,在传送带上运动的总时间。
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