精品解析:湖北省十堰市八校教联体学校2025-2026学年高二上学期12月联考物理试题
2026-03-02
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2份
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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-阶段检测 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 湖北省 |
| 地区(市) | 十堰市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.45 MB |
| 发布时间 | 2026-03-02 |
| 更新时间 | 2026-08-08 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-03-02 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56631621.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2025-2026学年十堰市八校教联体12月联考
高二物理试卷
试卷满分:100分
一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分。1-7为单项选择,8-10题为多项选择。)
1. 2025年9月3日,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年阅兵式上展示的导弹具有强大的威慑力,图中“巨浪-3”潜射导弹是海基核力量的核心装备。假设导弹刚发射出来的一段运动可近似看成初速度为0,竖直向上的匀加速直线运动,导弹的质量为m,助推力为F,重力加速度为g,忽略空气阻力及质量变化,则当导弹运动了时间t时速度的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设竖直向上的方向为正方向,分析导弹的受力,由动量定理得
得
故选C。
2. 以下关于四幅图的说法,正确的是( )
A. 图甲中礼花弹爆炸的瞬间动量守恒、机械能不守恒
B. 图乙中A、B用压缩的轻弹簧连接放于光滑的水平面上,释放后A、B与弹簧组成的系统动量守恒、机械能不守恒
C. 图丙中子弹击穿木球的过程中,子弹和木球组成的系统水平方向动量不守恒
D. 图丁中小车位于光滑的水平面上,人将小球水平向左抛出后,车、人和球组成的系统动量守恒
【答案】A
【解析】
【详解】A.图甲中礼花弹爆炸的瞬间,有化学能转化为机械能,所以机械能不守恒,瞬间内力远大于外力,动量守恒,故A正确;
B.图乙中A、B用压缩的弹簧连接放于光滑的水平面上,释放后A、B与弹簧组成的系统满足动量守恒,只有弹簧弹力做功,机械能守恒,故B错误;
C.图丙中子弹击穿木球的过程中,子弹和木球组成的系统可认为所受外力之和为零,系统满足水平方向动量守恒,故C错误;
D.图丁中小车位于光滑的水平面上,人将小球水平向左抛出后,车、人和球组成的系统满足水平方向动量守恒,但竖直方向系统不满足动量守恒,故D错误。
故选A。
3. 如图所示,由两种单色光组成的复色光,通过足够大的长方体透明材料后分成a、b两束,则( )
A. 该透明材料对这两种光的折射率na<nb
B. 在该透明材料中,a光的传播速度小于b光的传播速度
C. 从该透明材料射入空气发生全反射时,a光的临界角较大
D. 遇到障碍物时,a光更容易发生明显的衍射现象
【答案】B
【解析】
【详解】A.复色光进入透明材料后,a光偏折程度更大,说明材料对a光的折射率更大,即na>nb,故A错误;
B.根据可知折射率越大,光在介质中传播速度越小;因为a光折射率更大,因此在该透明材料中,a光的传播速度小于b光的传播速度,故B正确;
C.全反射临界角满足可知折射率越大,临界角越小;因为a光折射率更大,故a光的临界角较小,故C错误;
D.折射率大的光,频率高、波长小,因为a光折射率更大,故a光波长小于b光;波长越长越易发生明显衍射,故b光更易衍射,故D错误。
故选B。
4. 如纵截面图所示,P、Q是两种透明材料制成的两块直角梯形的棱镜,叠合在一起组成一个长方体。某单色光沿与P的上表面成角的方向斜射向P,其折射光线正好垂直通过两棱镜的界面,已知材料的折射率分别为、。则从Q的下表面射出的光线与下表面所夹的锐角( )
A. 若时,锐角等于 B. 若时,锐角大于
C. 若时,锐角等于 D. 若时,锐角大于
【答案】D
【解析】
【详解】AB.光在介质中的传播路径如图所示
根据折射定律知,
单色光沿与P的上表面成θ角的方向斜射向P,其折射光线正好垂直通过两棱镜的界面,所以
当时,则有,
则从Q下表面射出的光线与下表面所夹的锐角小于θ,故AB错误;
CD.当时,则有,
则从Q下表面射出的光线与下表面所夹的锐角大于θ,故C错误,D正确。
故选D。
5. 如图,在张紧的绳上挂三个摆,a、c两摆的摆长相等。使a摆振动,其余各摆在a摆的驱动下逐步振动起来。稳定时,测得b摆的周期为。不计空气阻力,重力加速度为g,则( )
A. 稳定时c摆的周期等于t0
B. 稳定时b摆的振幅最大
C. 增加b摆的摆长可以增加稳定时b摆的周期
D. 根据已知条件无法估算出a摆的摆长
【答案】A
【解析】
【详解】A.受迫振动的周期由驱动力的周期决定。a摆是驱动力源,b、c摆的受迫振动周期均等于a摆的周期,可知c摆周期等于,故A正确;
B.受迫振动的固有周期与驱动力周期相等时发生共振,振幅最大。a、c摆长相等,固有周期相等,因此c摆发生共振,振幅最大,故B错误;
C.受迫振动的周期由驱动力周期决定,与自身摆长无关。因此增加b摆的摆长,其稳定时的周期仍等于a摆的周期,不会改变,故C错误;
D.b摆的周期等于a摆的周期,根据单摆周期公式
因为
联立解得,故D错误。
故选A。
6. 如图所示为沿x轴传播的简谐横波,实线为时刻的波形图,虚线为时刻的波形图,已知波的周期大于,下列说法正确的是( )
A. 该波沿x轴负方向传播
B. 该波的速度大小为
C. 处质点的振动方程可能为
D. 内,处质点通过的路程为
【答案】B
【解析】
【详解】A.若沿x轴正向传播则有
解得
当时,
若沿x轴负向传播则有
解得
因为,故
则沿x轴正方向传播
故A错误;
B.题图知波长,则波速
故B正确;
C.图像可知振幅A=10cm,0时刻处的质点振动方程
且处质点比处的质点早起振时间
故处质点振动方程为
故C错误;
D.恰好是,一个周期内质点运动路程为4A,内,处质点通过的路程为,即,故D错误。
故选B。
7. 战绳运动是健身房设计用来减脂的一项爆发性运动,人们在做战绳运动时,用手抓紧绳子,做出甩绳子的动作,使得绳子呈波浪状向前推进,形成横波(可视为简谐横波)。t=3s时波形如图甲所示,图乙是绳上某质点的振动图像,下列说法正确的是( )
A. 该波的波速为2.4m/s B. 波源开始振动的方向向上
C. 该质点与波源的距离为3.6m D. 时间内该质点通过的路程为4m
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由图甲可知该波的波长为,由图乙可知该波的周期为,由
故A正确;
B.由图乙知质点开始振动的方向向下,故波源开始振动的方向向下,故B错误;
C.由图乙知质点开始振动的时刻为0.5s,由
所以该质点与波源的距离为1.2 m,故C错误;
D.图甲可知振幅A=40cm,一个周期内质点通过的路程为4A,内该质点运动2.5 s,故2.5 s内质点通过的路程
故D正确。
故选 AD。
8. 火箭发射领域“世界航天第一人”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。假设万户及其所携设备(火箭、燃料、椅子、风筝等)的总质量为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的速度竖直向下喷出,忽略空气阻力的影响,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 火箭的推力来源于空气的浮力
B. 在燃气喷出后的瞬间,火箭的速度大小
C. 喷出燃气后,万户及其所携设备能上升的最大高度为
D. 在火箭喷气过程中,万户及其所携设备的机械能不守恒
【答案】BD
【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错误;
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(M-m)v-mv0=0
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,故C错误;
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正确。
故选BD。
9. 定义两物体碰撞后二者相对速度大小与碰撞前二者相对速度大小的比值为恢复系数。现有运动的物块A以速度与静止的物块B发生正碰,关于A、B间的碰撞,下列说法正确的是( )
A. 若,则碰撞后A、B速度相同
B. 若,且A、B质量相等,则碰撞后A、B交换速度
C. 若,A、B质量相同,则A、B碰后B的速度为
D. 若,且A的质量远大于B的质量,则碰撞后B的速度接近
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.由题意,若,则碰撞后A、B的相对速度为0,即二者速度相同,故A正确,B错误;
C.若,即
A、B质量相同,根据动量守恒定律,有
联立得,,或(不成立),故C错误;
D.若,即
根据动量守恒定律,有
联立得
若,可得碰撞后B的速度接近,故D正确。
故选AD。
二、非选择题(共5小题,6分、10分、10分、16分、18分,共60分。)
10. “用双缝干涉测量光的波长”实验装置如图所示。
(1)下列说法中正确的一个选项是( )
A. 调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏的中心时,应放上单缝和双缝
B. 通过调节拨杆(图中没有画出),使单缝和双缝平行,且通过目镜可以观察到干涉条纹
C. 为了减少测量误差,可用测微目镜测出条亮纹间的距离,求出相邻两条亮纹间距
(2)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图甲所示;然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时如图乙所示的手轮上的示数为_____mm;
(3)若相邻亮纹的间距为,双缝与屏的距离为,双缝间距为,则求得光的波长_____m。(结果保留三位有效数字)
【答案】(1)B (2)13.870
(3)
【解析】
【小问1详解】
A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏的中心时,不需放上单缝和双缝,故A错误;
B.通过调节拨杆(图中没有画出),使单缝和双缝平行,且通过目镜可以观察到干涉条纹,故B正确;
C.为了减少测量误差,可用测微目镜测出条亮纹间的距离,求出相邻两条亮纹间距,故C错误。
故选B。
【小问2详解】
螺旋测微器的精确值为,由图乙可知示数为
【小问3详解】
图甲中螺旋测微器读数为
则有
根据双缝干涉条纹的间距公式,可得
11. 甲、乙两同学分别用不同的方案做“验证动量守恒定律”实验。
(1)甲同学用如图所示的装置研究小球在斜槽末端碰撞时动量是否守恒。O点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时先让质量为m1的入射小球多次从斜槽上位置S由静止释放,通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P,测出平抛射程OP(称为第一次操作)。然后,把半径相同质量为m2的被碰小球静置于斜槽末端,仍将入射小球从斜槽上位置S由静止释放,与被碰小球发生正碰,并多次重复该操作,两小球平均落地点位置分别为M、N,测出OM、ON(称为第二次操作)。在实验误差允许范围内,若满足关系式m1|OP|=m1|OM|+m2|ON|,则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。
①下列关于本实验条件的叙述,正确的是______。(选填选项前的字母)
A.同一组实验中,入射小球必须从同一位置由静止释放
B.入射小球的质量必须大于被碰小球的质量
C.斜槽倾斜部分必须光滑
D.斜槽末端必须水平
②若第二次操作时,入射小球从斜槽上静止释放的位置低于S,其他操作都正确的情况下,实验结果为m1|OP|______m1|OM|+m2|ON|(选填“>”“<”或“=”)。
(2)乙同学用如图所示的装置利用气垫导轨验证滑块碰撞过程中的动量守恒。其主要实验步骤如下,请回答下列问题。
①用天平测得滑块A、B(均包括挡光片)的质量分别为m1、m2;用游标卡尺测得挡光片的宽度均为d。
②充气后,调节气垫导轨下面的旋钮,导轨左侧放一个滑块并推动滑块,滑块通过两个光电门时,若与光电门1、2相连的计时器测得的挡光时间分别为0.05s、0.06s,则应使导轨右端______(选填“调高”或“调低”),直至滑块在导轨上运动,通过两个光电门时______,说明气垫导轨已经调节水平。
③滑块B放在两个光电门之间,滑块A向左挤压导轨架上的轻弹簧,并释放滑块A,滑块A一直向右运动,与光电门1相连的计时器的示数只有一个,为t1,与光电门2相连的计时器的示数有两个,先后为t2、t3。
④在实验误差允许范围内,若表达式______(用测得的物理量表示)成立,说明滑块A、B碰撞过程中动量守恒;若表达式______(仅用t1、t2和t3表示)成立,说明滑块A、B碰撞过程中机械能和动量均守恒。
【答案】(1) ①. ABD ②. >
(2) ①. 调低 ②. 两个计时器显示的时间相等 ③. ④.
【解析】
【小问1详解】
[1]A.同一组实验中,必须让小球从同一位置下滑,保证小球运动到斜槽末端水平位置时速度相等,故A正确;
B.两个小球碰撞后,入射小球不能够被反弹或者速度为零,所以入射小球的质量必须大于被碰小球的质量,故B正确;
C.因为每次运动都是相同的,就可以保证小球每次运动到斜槽末端速度相等,所以不需要斜槽部分是光滑的,故C错误;
D.为保证两个小球碰撞是水平方向对心碰撞,之后两个小球均做平抛运动,能够用平抛的水平位移表示小球碰撞前后的速度,所以斜槽末端必须是水平的,故D正确。
故选ABD。
[2]小球平抛运动竖直高度相等,根据,
解得
如果两次高度相同,入射球碰前的落地点为P,碰后的落地点为M,被碰小球碰后的落地点为N,则有
结合上述有,,
解得
但是第二次的释放位置偏低导致第二次对应的总动量m1|OM|+m2|ON|小于第一次操作的m1|OP|总动量,即m1|OP|>m1|OM|+m2|ON|。
【小问2详解】
[1][2]滑块在气垫导轨上运动的摩擦力可以忽略不计,为了验证动量守恒,光电门测出的速度与滑块弹开时的速度应该相等,即需要使滑块在气垫导轨上做匀速直线运动,从左侧推动滑块,通过光电门2的时间比通过光电门1的时间长,则说明滑块做减速运动,需要调低导轨右端。再次轻推滑块,滑块先后经过两个光电门,若两光电门的两个计时器显示时间相等,表明滑块通过两光电门的速度相等,即滑块做匀速直线运动,表明气垫导轨处于水平状态。
[3]实验要验证的关系式为
以滑块A的初速度方向为正方向,则有,,
则
[4]若两滑块发生的是弹性碰撞,则
又
联立可得。
12. 如图所示,某单色光以45°角入射到等腰三棱镜的一个侧面AB上,测得其折射角是30°。已知光速为c,求:
(1)此单色光在该三棱镜中的速度;
(2)当此折射光在三棱镜内的另一侧面AC上刚好发生全反射时,三棱镜的顶角A的大小。
【答案】(1);(2)
【解析】
【分析】
【详解】(1)光路图如下
由图可得,光线在AB面上的入射角为i=45°,折射角为r=30°,则三棱镜的折射率为
此单色光在该三棱镜中的速度是
(2)设三棱镜的全反射临界角为C,由
光线在AC面上恰好发生全反射,入射角等于临界角C,做光路图如图
即有
有几何知识得,此时三棱镜的顶角为
13. 青蛙在平静的水面上鸣叫时引起水面振动,形成如图甲所示的水波(把水波当成横波处理)。假设原点O处为青蛙所在位置,O处的波源垂直xOy平面振动后,产生的简谐横波在xOy平面内传播。实线圆、虚线圆分别表示时刻相邻的波峰和波谷,此时波恰好传到图甲中的实线圆处,图乙为图甲中质点B的振动图像,z轴垂直于xOy水平面且z轴的正方向为竖直向上。
(1)写出质点B的振动方程;
(2)求波在水中的传播速度大小;
(3)求C点第10次到达波峰的时刻。
【答案】(1)
(2)0.5m/s (3)0.1s
【解析】
【小问1详解】
由图乙可知周期
所以,图中B点振动方程为
【小问2详解】
实线圆、虚线圆分别表示时刻相邻的波峰和波谷,由图甲可知
则波在水中的传播速度
【小问3详解】
根据题意可知O处此时处于波峰位置,且
实线圆传递到C点的时间
所以C点第10次到达波峰的时刻
14. 如图所示,一小车上表面由粗糙的水平部分AB和光滑的圆弧轨道BC组成,小车紧靠台阶静止在光滑水平地面上,且小车的左端与固定的光滑圆弧轨道MN末端等高,圆弧轨道MN末端水平。一质量的物块从距圆弧轨道MN末端高度处由静止开始滑下,与静止在小车左端的质量的物块发生弹性碰撞,且碰撞时间极短。AB的长度,圆弧BC的半径,小车的质量,物块P、Q均可视为质点,取重力加速度大小。
(1)求碰撞后瞬间,物块的速度大小;
(2)若物块恰好能滑到小车右端的点,求物块与水平轨道AB间的动摩擦因数;
(3)若物块与水平轨道AB间的动摩擦因数,通过计算判断物块是否从小车上掉下。
【答案】(1)
(2)
(3)物块未从小车上掉下
【解析】
【小问1详解】
设物块滑到点时的速度大小为,由机械能守恒定律有
取向右为正方向,设碰后物块的速度为,则
解得
。
【小问2详解】
物块运动至点时水平速度与小车的速度相等,竖直速度为零,设共同速度为,
有
解得
又由能量关系有
解得
【小问3详解】
假设物块没有掉下,即物块最终与小车共速,由动量守恒定律有
由能量关系有
设物块在水平轨道AB上相对滑动的距离为,有
解得
因为
所以假设成立,物块未从小车上掉下。
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2025-2026学年十堰市八校教联体12月联考
高二物理试卷
试卷满分:100分
一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分。1-7为单项选择,8-10题为多项选择。)
1. 2025年9月3日,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年阅兵式上展示的导弹具有强大的威慑力,图中“巨浪-3”潜射导弹是海基核力量的核心装备。假设导弹刚发射出来的一段运动可近似看成初速度为0,竖直向上的匀加速直线运动,导弹的质量为m,助推力为F,重力加速度为g,忽略空气阻力及质量变化,则当导弹运动了时间t时速度的大小为( )
A. B. C. D.
2. 以下关于四幅图的说法,正确的是( )
A. 图甲中礼花弹爆炸的瞬间动量守恒、机械能不守恒
B. 图乙中A、B用压缩的轻弹簧连接放于光滑的水平面上,释放后A、B与弹簧组成的系统动量守恒、机械能不守恒
C. 图丙中子弹击穿木球的过程中,子弹和木球组成的系统水平方向动量不守恒
D. 图丁中小车位于光滑的水平面上,人将小球水平向左抛出后,车、人和球组成的系统动量守恒
3. 如图所示,由两种单色光组成的复色光,通过足够大的长方体透明材料后分成a、b两束,则( )
A. 该透明材料对这两种光的折射率na<nb
B. 在该透明材料中,a光的传播速度小于b光的传播速度
C. 从该透明材料射入空气发生全反射时,a光的临界角较大
D. 遇到障碍物时,a光更容易发生明显的衍射现象
4. 如纵截面图所示,P、Q是两种透明材料制成的两块直角梯形的棱镜,叠合在一起组成一个长方体。某单色光沿与P的上表面成角的方向斜射向P,其折射光线正好垂直通过两棱镜的界面,已知材料的折射率分别为、。则从Q的下表面射出的光线与下表面所夹的锐角( )
A. 若时,锐角等于 B. 若时,锐角大于
C. 若时,锐角等于 D. 若时,锐角大于
5. 如图,在张紧的绳上挂三个摆,a、c两摆的摆长相等。使a摆振动,其余各摆在a摆的驱动下逐步振动起来。稳定时,测得b摆的周期为。不计空气阻力,重力加速度为g,则( )
A. 稳定时c摆的周期等于t0
B. 稳定时b摆的振幅最大
C. 增加b摆的摆长可以增加稳定时b摆的周期
D. 根据已知条件无法估算出a摆的摆长
6. 如图所示为沿x轴传播的简谐横波,实线为时刻的波形图,虚线为时刻的波形图,已知波的周期大于,下列说法正确的是( )
A. 该波沿x轴负方向传播
B. 该波的速度大小为
C. 处质点的振动方程可能为
D. 内,处质点通过的路程为
7. 战绳运动是健身房设计用来减脂的一项爆发性运动,人们在做战绳运动时,用手抓紧绳子,做出甩绳子的动作,使得绳子呈波浪状向前推进,形成横波(可视为简谐横波)。t=3s时波形如图甲所示,图乙是绳上某质点的振动图像,下列说法正确的是( )
A. 该波的波速为2.4m/s B. 波源开始振动的方向向上
C. 该质点与波源的距离为3.6m D. 时间内该质点通过的路程为4m
8. 火箭发射领域“世界航天第一人”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。假设万户及其所携设备(火箭、燃料、椅子、风筝等)的总质量为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的速度竖直向下喷出,忽略空气阻力的影响,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 火箭的推力来源于空气的浮力
B. 在燃气喷出后的瞬间,火箭的速度大小
C. 喷出燃气后,万户及其所携设备能上升的最大高度为
D. 在火箭喷气过程中,万户及其所携设备的机械能不守恒
9. 定义两物体碰撞后二者相对速度大小与碰撞前二者相对速度大小的比值为恢复系数。现有运动的物块A以速度与静止的物块B发生正碰,关于A、B间的碰撞,下列说法正确的是( )
A. 若,则碰撞后A、B速度相同
B. 若,且A、B质量相等,则碰撞后A、B交换速度
C. 若,A、B质量相同,则A、B碰后B的速度为
D. 若,且A的质量远大于B的质量,则碰撞后B的速度接近
二、非选择题(共5小题,6分、10分、10分、16分、18分,共60分。)
10. “用双缝干涉测量光的波长”实验装置如图所示。
(1)下列说法中正确的一个选项是( )
A. 调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏的中心时,应放上单缝和双缝
B. 通过调节拨杆(图中没有画出),使单缝和双缝平行,且通过目镜可以观察到干涉条纹
C. 为了减少测量误差,可用测微目镜测出条亮纹间的距离,求出相邻两条亮纹间距
(2)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图甲所示;然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时如图乙所示的手轮上的示数为_____mm;
(3)若相邻亮纹的间距为,双缝与屏的距离为,双缝间距为,则求得光的波长_____m。(结果保留三位有效数字)
11. 甲、乙两同学分别用不同的方案做“验证动量守恒定律”实验。
(1)甲同学用如图所示的装置研究小球在斜槽末端碰撞时动量是否守恒。O点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时先让质量为m1的入射小球多次从斜槽上位置S由静止释放,通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P,测出平抛射程OP(称为第一次操作)。然后,把半径相同质量为m2的被碰小球静置于斜槽末端,仍将入射小球从斜槽上位置S由静止释放,与被碰小球发生正碰,并多次重复该操作,两小球平均落地点位置分别为M、N,测出OM、ON(称为第二次操作)。在实验误差允许范围内,若满足关系式m1|OP|=m1|OM|+m2|ON|,则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。
①下列关于本实验条件的叙述,正确的是______。(选填选项前的字母)
A.同一组实验中,入射小球必须从同一位置由静止释放
B.入射小球的质量必须大于被碰小球的质量
C.斜槽倾斜部分必须光滑
D.斜槽末端必须水平
②若第二次操作时,入射小球从斜槽上静止释放的位置低于S,其他操作都正确的情况下,实验结果为m1|OP|______m1|OM|+m2|ON|(选填“>”“<”或“=”)。
(2)乙同学用如图所示的装置利用气垫导轨验证滑块碰撞过程中的动量守恒。其主要实验步骤如下,请回答下列问题。
①用天平测得滑块A、B(均包括挡光片)的质量分别为m1、m2;用游标卡尺测得挡光片的宽度均为d。
②充气后,调节气垫导轨下面的旋钮,导轨左侧放一个滑块并推动滑块,滑块通过两个光电门时,若与光电门1、2相连的计时器测得的挡光时间分别为0.05s、0.06s,则应使导轨右端______(选填“调高”或“调低”),直至滑块在导轨上运动,通过两个光电门时______,说明气垫导轨已经调节水平。
③滑块B放在两个光电门之间,滑块A向左挤压导轨架上的轻弹簧,并释放滑块A,滑块A一直向右运动,与光电门1相连的计时器的示数只有一个,为t1,与光电门2相连的计时器的示数有两个,先后为t2、t3。
④在实验误差允许范围内,若表达式______(用测得的物理量表示)成立,说明滑块A、B碰撞过程中动量守恒;若表达式______(仅用t1、t2和t3表示)成立,说明滑块A、B碰撞过程中机械能和动量均守恒。
12. 如图所示,某单色光以45°角入射到等腰三棱镜的一个侧面AB上,测得其折射角是30°。已知光速为c,求:
(1)此单色光在该三棱镜中的速度;
(2)当此折射光在三棱镜内的另一侧面AC上刚好发生全反射时,三棱镜的顶角A的大小。
13. 青蛙在平静的水面上鸣叫时引起水面振动,形成如图甲所示的水波(把水波当成横波处理)。假设原点O处为青蛙所在位置,O处的波源垂直xOy平面振动后,产生的简谐横波在xOy平面内传播。实线圆、虚线圆分别表示时刻相邻的波峰和波谷,此时波恰好传到图甲中的实线圆处,图乙为图甲中质点B的振动图像,z轴垂直于xOy水平面且z轴的正方向为竖直向上。
(1)写出质点B的振动方程;
(2)求波在水中的传播速度大小;
(3)求C点第10次到达波峰的时刻。
14. 如图所示,一小车上表面由粗糙的水平部分AB和光滑的圆弧轨道BC组成,小车紧靠台阶静止在光滑水平地面上,且小车的左端与固定的光滑圆弧轨道MN末端等高,圆弧轨道MN末端水平。一质量的物块从距圆弧轨道MN末端高度处由静止开始滑下,与静止在小车左端的质量的物块发生弹性碰撞,且碰撞时间极短。AB的长度,圆弧BC的半径,小车的质量,物块P、Q均可视为质点,取重力加速度大小。
(1)求碰撞后瞬间,物块的速度大小;
(2)若物块恰好能滑到小车右端的点,求物块与水平轨道AB间的动摩擦因数;
(3)若物块与水平轨道AB间的动摩擦因数,通过计算判断物块是否从小车上掉下。
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