精品解析：河南郑州市第四高级中学2025-2026学年高二年级下学期第一次学习能力评估物理试卷

2025-2026学年高二年级下期第一次学习能力评估 物理试卷 考试时间∶75分钟 满分∶100分 注意事项∶ 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题∶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，只有一项是符合题目要求的。 1. 如图为一款噪声消除器，它的主要工作原理是通过发出与噪声相匹配的声波，让该声波与噪声相遇相消，从而有效降低噪声。关于该噪声消除器，下列说法正确的是（　　） A. 其主要工作原理为波的衍射 B. 其主要工作原理为多普勒效应 C. 要达到最佳降噪效果，发出的声波的频率应和噪声的频率相同 D. 要达到最佳降噪效果，发出的声波的相位必须和噪声的相位相同 2. 2025年4月12日，北京遭遇近十年来罕见大风天气，局部地区达到14级大风，人能抵御大风等级与体重的关系如图，小付查阅资料：本次局部风速达40m/s，空气密度约为，一名质量60kg的中学生直立正对风时挡风面积约为，请估算风对人的作用力约为多少（风吹到人后速度减为零）（　　） A. 848N B. 944N C. 1344N D. 1648N 3. 如图所示，两个完全相同的弹性小球A和B（均可看作质点），分别挂在长和L的细线上，重心在同一水平面上、且小球恰好互相接触，把小球A向左拉开一个较小角度（小于5°）后由静止释放，经过多长时间两球发生第2次碰撞（碰撞均为弹性碰撞）（　　） A. B. C. D. 4. 如图，在光滑水平面上静置一质量为M、长为L的木块，质量为m的子弹水平射入木块。设子弹在木块内运动过程中受到的阻力恒定，大小为，改变子弹的初速度大小，则（　　） A. 越大，木块的末速度就越大 B. 越大，子弹与木块损失的总动能就越多 C. 越大，子弹与木块相对运动的时间就越短 D. 无论取何值，木块的末速度都不可能大于 5. 一列沿x轴传播的简谐横波在时的波形如图甲所示，P、Q是介质中的两个质点，P的平衡位置，Q的平衡位置；图乙为质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 这列波的传播速度大小为3 B. 这列波的传播方向沿x轴正方向 C. 再经过1s，质点Q沿x轴负方向运动3m D. 时，质点Q离开平衡位置的位移为 6. 某同学找来粗细均匀的圆柱形木棒，下端绕上铁丝，将其竖直浮在装有水的杯子中，如图所示。竖直向下按压后静止释放，木棒开始在液体中上下振动（不计液体粘滞阻力），其运动可视为简谐运动，测得其振动周期为，以竖直向上为正方向，某时刻开始计时，其振动图像如图所示。其中A为振幅。则木棒在振动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 时，木棒的重力大于其所受的浮力 B. 振动过程中木棒的机械能守恒 C. 开始计时内木棒所经过的路程是 D. 木棒的位移函数表达式是 7. 如图，某爆炸能量测量装置由装载台和滑轨等构成，C是可以在滑轨上运动的标准测量件，其规格可以根据测量需求进行调整。滑轨安装在高度为h的水平面上。测量时，将弹药放入装载台圆筒内，两端用物块A和B封装，装载台与滑轨等高。引爆后，假设弹药释放的能量完全转化为A和B的动能。极短时间内B嵌入C中形成组合体D，D与滑轨间的动摩擦因数为。D在滑轨上运动S1距离后抛出，落地点距抛出点水平距离为S2，根据S2可计算出弹药释放的能量。某次测量中，A、B、C质量分别为3m、m、5m，，整个过程发生在同一竖直平面内，不计空气阻力，重力加速度大小为g。则（　　） A. D的初动能与爆炸后瞬间A的动能相等 B. D的初动能小于其落地时的动能 C. 弹药释放的能量为 D. 弹药释放的能量为 二、多项选择题∶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。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 一振动片以频率f做简谐振动时，固定在振动片上的两根细杆同步周期性地触动水面上a、b两点，a、b两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样，c是水面上的一点，a、b、c间的距离均为l，如图所示。已知a、b两波源发出的波的波长为，则（　　） A. c点为振动加强点 B. c点为振动减弱点 C. 在a、b连线之间有四个振动减弱点 D. 在a、c连线之间有四个振动减弱点 9. 如图所示，质量均为m的两物体A、B用劲度系数为k的轻质弹簧拴接，物体C叠放在物体B上，系统处于静止状态。现将C瞬间取走，物体A恰好不离开地面。已知弹性势能的表达式为，其中x为弹簧的形变量，重力加速度为g。以下说法正确的是（　　） A. 物体C的质量为 B. 物体B运动到最高点时的加速度大小为 C. 物体B的最大速度大小为 D. 物体B上升的最大高度为 10. 如图所示，水平面内有两个光滑平行导轨，导轨足够长，其间距为L。质量分别为m、2m的环A、B套在导轨上，两环之间连接一轻弹簧，轻弹簧原长L。开始时弹簧与杆垂直，两环均静止。某时刻，给环B一水平向右的瞬时速度v，下列说法正确的是（　　） A. A、B和弹簧组成的系统满足动量守恒和机械能守恒 B. 若弹簧恢复原长时，环B速度为水平向右的2v，则此时A的速度为水平向左的v C. 若弹簧恢复原长时，环B速度为水平向右的2v，则初始状态时弹簧的弹性势能 D. 若某时刻弹簧与导轨之间的夹角为，此时环A、B的速度分别为 三、非选择题∶本题共5小题，共54分。 11. 小高同学正在做“利用单摆测重力加速度”实验。 （1）该同学先让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图甲所示，则单摆的摆长为______cm；实验时为了减小测量周期的误差，应在摆球经过最______（填“高”或“低”）点时开始计时。 （2）为减小实验误差，多次改变摆长L，测量对应的单摆周期T，根据实验数据作得的图像如图乙所示，则利用A、B两点求得的重力加速度的表达式为______。 （3）小高同学在实验后与其他同学讨论，若实验中操作不当，使得摆球在运动过程中变成圆锥摆（如图丙所示），则圆锥摆的周期______（填“大于”“小于”“等于”）未发生操作失当时单摆的周期。 12. 某学习小组做“验证动量守恒定律”实验，设计了如下方案：（已知重力加速度为） （1）方案甲：如图甲所示，大小相同的质量分别为和的滑块A、B与地面间的动摩擦因数为、，先不放滑块B，仅将滑块A压缩弹簧至点后由静止释放，滑块A在点与弹簧分离后，继续滑至点停止运动；再将滑块B放在点，仍将滑块A压缩弹簧至点后由静止释放，滑块A、B碰撞后分别静止在、点，测得点到、、三点的距离分别为、、，若满足______，则滑块A、B碰撞过程系统动量守恒。 （2）方案乙：如图乙所示，半径相同、质量分别为、的小球用等长的细绳悬挂在天花板上，将球A拉至某高度自由释放，记录拉力传感器A碰撞前后瞬时的示数为、，碰后瞬间拉力传感器的示数为，已知球A碰撞后反弹，若满足______，则滑块A、B碰撞过程系统动量守恒。 （3）方案丙：如图丙所示，滑块A、B上端装有等宽的挡光片，操作如下： ①打开气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间______时，可认为气垫导轨水平。 ②该装置用于“验证动量守恒定律”时______（填“需要”或“不需要”）测出遮光条的宽度。 ③滑块A置于光电门1的左侧，滑块B静置于两光电门之间，给滑块A一水平向右的初速度，滑块A先后通过光电门1和2的挡光时间为、，滑块B通过光电门2的挡光时间为，为使滑块A能通过光电门2，则______（填“小于”“等于”或“大于”）。 ④若两滑块碰撞过程中动量守恒，则满足表达式______（用题中物理量的符号表示）。 13. 如图甲所示，在波的传播方向上有A、B、C三点，其中，时刻开始观察到A、C两点处质点的振动情况分别如图乙、丙所示。 （1）该波的波速可能为多少？ （2）假设振源位于C点。起振方向向上，且（为波长），那么从振源起振开始计时，经过多长时间B处质点第二次到达波谷？ 14. 如图所示，一粗糙竖直管道竖直固定在水平地面上，下端与外界连通，质量为m的物块A叠放在质量为3m的物块B上，B在管道中运动时所受摩擦力大小恒为2mg，管道中心的地面上竖直固定劲度系数为的轻弹簧，同时将A、B从弹簧上端高度为h处静止释放，重力加速度大小为g，轻弹簧的弹性势能（x为弹簧的形变量），简谐运动的周期（m为振子质量，为回复力系数），不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内。求A、B第一次向下运动的过程中： （1）B刚与弹簧接触时，A的速度大小； （2）当A、B间弹力最大时，弹簧的形变量； （3）A、B从速度最大到减速为零的时间。 15. 如图所示，半径为的半圆形光滑轨道固定在竖直平面内，与光滑平台在最低点相切，P点是圆弧轨道的最高点。静置在平台上的物块A、B（均可视为质点），用轻质细绳将它们连接在一起，其间夹着一根被压缩的、长度较短的轻质弹簧（两端未与A、B拴接）。木板C、D静置在平台右侧粗糙的水平面上，上表面与平台平齐，竖直弹性挡板固定在木板D右侧足够远处。已知物块A的质量为，物块B的质量为，木板C、D的质量均为，C的长度为。物块B与木板C、D上表面的动摩擦因数均为，木板C下表面与水平面间的动摩擦因数为，木板D下表面光滑。现将物块A、B之间的细绳剪断，物块A脱离弹簧后向左滑入半圆形光滑轨道并恰好能通过最高点P。假设A到达P点后立即把A取走，木板D足够长且与弹性挡板碰撞后以原速率反弹。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，重力加速度g取。求： （1）轻质弹簧释放的弹性势能； （2）物块B滑离长木板C时的速度大小； （3）木板D第一次与弹性挡板碰撞之后运动的总路程。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高二年级下期第一次学习能力评估 物理试卷 考试时间∶75分钟 满分∶100分 注意事项∶ 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题∶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，只有一项是符合题目要求的。 1. 如图为一款噪声消除器，它的主要工作原理是通过发出与噪声相匹配的声波，让该声波与噪声相遇相消，从而有效降低噪声。关于该噪声消除器，下列说法正确的是（　　） A. 其主要工作原理为波的衍射 B. 其主要工作原理为多普勒效应 C. 要达到最佳降噪效果，发出的声波的频率应和噪声的频率相同 D. 要达到最佳降噪效果，发出的声波的相位必须和噪声的相位相同 【答案】C 【解析】 【详解】AB．该噪声消除器利用波的干涉来进行降噪，故AB错误； CD．要达到最佳降噪效果，其发出的波的频率应和噪声频率相同、相位相反，故C正确，D错误。 故选C。 2. 2025年4月12日，北京遭遇近十年来罕见大风天气，局部地区达到14级大风，人能抵御大风等级与体重的关系如图，小付查阅资料：本次局部风速达40m/s，空气密度约为，一名质量60kg的中学生直立正对风时挡风面积约为，请估算风对人的作用力约为多少（风吹到人后速度减为零）（　　） A. 848N B. 944N C. 1344N D. 1648N 【答案】C 【解析】 【详解】设时间内射到人身上的空气质量为，人身上的挡风面积为S，则有 根据动量定理有 解得 代入数据得 故选B。 3. 如图所示，两个完全相同的弹性小球A和B（均可看作质点），分别挂在长和L的细线上，重心在同一水平面上、且小球恰好互相接触，把小球A向左拉开一个较小角度（小于5°）后由静止释放，经过多长时间两球发生第2次碰撞（碰撞均为弹性碰撞）（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】两个质量相等的弹性小球做弹性正碰时，由动量守恒定律和机械能守恒定律可得， 由，解得， 可知两球碰撞后速度交换，由单摆周期公式得， 从释放小球A到第1次相碰经历时间 从小球B摆起到第2次相碰经历时间 故选A。 4. 如图，在光滑水平面上静置一质量为M、长为L的木块，质量为m的子弹水平射入木块。设子弹在木块内运动过程中受到的阻力恒定，大小为，改变子弹的初速度大小，则（　　） A. 越大，木块的末速度就越大 B. 越大，子弹与木块损失的总动能就越多 C. 越大，子弹与木块相对运动的时间就越短 D. 无论取何值，木块的末速度都不可能大于 【答案】D 【解析】 【详解】A．若子弹能穿过木块，子弹的初速度越大 ，子弹穿过木块的时间越短，规定向右为正方向，对木块，由动量定理得 可知越大，木块的末速度就越小，故A错误； B．若子弹能穿过木块，根据功能关系，可知子弹与木块损失的总动能为系统产生的热量，故子弹与木块损失的总动能 故越大，子弹与木块损失的总动能不变，故B错误； C．若子弹能不能穿过木块，由动量守恒有 解得 对木块，由动量定理得 解得 可知越大，子弹与木块相对运动的时间就越长，故C错误； D．要使木块获得的速度最大，子弹与木块相对运动的时间要最长，此时子弹刚好要击穿木板，设二者共同速度为v，由动量守恒有 能量守恒定律得 联立解得，故D正确。 故选D。 5. 一列沿x轴传播的简谐横波在时的波形如图甲所示，P、Q是介质中的两个质点，P的平衡位置，Q的平衡位置；图乙为质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 这列波的传播速度大小为3 B. 这列波的传播方向沿x轴正方向 C. 再经过1s，质点Q沿x轴负方向运动3m D. 时，质点Q离开平衡位置的位移为 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图可知，波长为12m，周期为4s，则波的传播速度为 A正确； B．在时，点P向y轴负方向运动，根据“上下坡法”，这列波的传播方向沿x轴负方向，B错误； C．Q点在平衡位置附近振动，不会沿传播方向运动，C错误； D．Q点振动滞后于P点，滞后时间为 由 Q点从平衡位置向y轴负方向运动时，即在t=2s时的位移为 D错误。 故选A。 6. 某同学找来粗细均匀的圆柱形木棒，下端绕上铁丝，将其竖直浮在装有水的杯子中，如图所示。竖直向下按压后静止释放，木棒开始在液体中上下振动（不计液体粘滞阻力），其运动可视为简谐运动，测得其振动周期为，以竖直向上为正方向，某时刻开始计时，其振动图像如图所示。其中A为振幅。则木棒在振动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 时，木棒的重力大于其所受的浮力 B. 振动过程中木棒的机械能守恒 C. 开始计时内木棒所经过的路程是 D. 木棒的位移函数表达式是 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据 在时，木棒位移为负的最大值，即回复力方向沿竖直向上方向，即木棒的重力小于其所受的浮力，A错误； B．振动过程中，除了重力做功以外，浮力对木棒也做了功，可知振动过程中木棒的机械能不守恒，B错误； C．根据题意可知振幅为5cm，由于 则开始计时内木棒所经过的路程是 C正确； D．若从平衡位置沿正方向振动开始计时，则此振动方程为 当上述振动第一次达到位移等于，解得 根据图像可知，将上述函数的图像向右平移 即可得到图中的图像，即木棒的位移函数表达式是 D错误。 故选C。 7. 如图，某爆炸能量测量装置由装载台和滑轨等构成，C是可以在滑轨上运动的标准测量件，其规格可以根据测量需求进行调整。滑轨安装在高度为h的水平面上。测量时，将弹药放入装载台圆筒内，两端用物块A和B封装，装载台与滑轨等高。引爆后，假设弹药释放的能量完全转化为A和B的动能。极短时间内B嵌入C中形成组合体D，D与滑轨间的动摩擦因数为。D在滑轨上运动S1距离后抛出，落地点距抛出点水平距离为S2，根据S2可计算出弹药释放的能量。某次测量中，A、B、C质量分别为3m、m、5m，，整个过程发生在同一竖直平面内，不计空气阻力，重力加速度大小为g。则（　　） A. D的初动能与爆炸后瞬间A的动能相等 B. D的初动能小于其落地时的动能 C. 弹药释放的能量为 D. 弹药释放的能量为 【答案】C 【解析】 【详解】A．爆炸前后，组成的系统动量守恒，即 与碰撞过程动量守恒 联立解得。 爆炸后瞬间的动能  的初动能  两者不相等，故A错误； B．在滑轨上水平滑动过程中摩擦力做功为  做平抛运动过程中重力做的功为  故从开始运动到落地瞬间合外力做功为，根据动能定理可知的初动能与其落地时的动能相等，故B错误； CD．物块平抛过程有  ，  联立可得  水平滑动过程中根据动能定理有  化简得  弹药释放的能量完全转化为A和B的动能，则爆炸过程的能量为  故C正确，D错误。 故选C。 二、多项选择题∶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。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 一振动片以频率f做简谐振动时，固定在振动片上的两根细杆同步周期性地触动水面上a、b两点，a、b两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样，c是水面上的一点，a、b、c间的距离均为l，如图所示。已知a、b两波源发出的波的波长为，则（　　） A. c点为振动加强点 B. c点为振动减弱点 C. 在a、b连线之间有四个振动减弱点 D. 在a、c连线之间有四个振动减弱点 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．c点到两波源的距离差为零，所以是振动加强点，A正确，B错误； C．振动减弱点到两波源的距离差为半波长的奇数倍，即为 （n=1,2,3,……） a、b连线上各点到a、b两波源的距离差的范围是0~l，所以从a到ab中点的距离上，振动减弱点有4个，到两波源距离差分别为、、、；同理，在ab中点到b的距离上，振动减弱点也有4个，所以在a、b连线之间有8个振动减弱点，C错误； D．a、c连线上从a到c，各点到a、b两波源的距离差从l逐渐减小到0，由C项分析可知，振动减弱点有4个，到两波源距离差分别为、、、，D正确。 故选AD。 9. 如图所示，质量均为m的两物体A、B用劲度系数为k的轻质弹簧拴接，物体C叠放在物体B上，系统处于静止状态。现将C瞬间取走，物体A恰好不离开地面。已知弹性势能的表达式为，其中x为弹簧的形变量，重力加速度为g。以下说法正确的是（　　） A. 物体C的质量为 B. 物体B运动到最高点时的加速度大小为 C. 物体B的最大速度大小为 D. 物体B上升的最大高度为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．物体C叠放在物体B上，处于静止状态时，有 将C取走后，B物体在弹簧上做简谐运动，其在平衡位置时有 其振幅为 当B物体上升到最高点，此时弹簧拉伸长度最长，由于物体A恰好不离开地面，由二力平衡 则有 解得物体C的质量为 故A正确； B．B物体在最高点受重力和弹簧弹力，由于物体A恰好不离开地面，故 所以由牛顿第二定律可得B物体在最高点的加速度为 故B错误； C．当B物体经过平衡位置的时候其速度最大，B物体从最高点回落到平衡位置的过程中，B物体与弹簧组成的系统机械能守恒，则 可得物体B的最大速度大小为 故C正确； D．物体B上升的最大高度为 故D正确。 故选ACD。 10. 如图所示，水平面内有两个光滑平行导轨，导轨足够长，其间距为L。质量分别为m、2m的环A、B套在导轨上，两环之间连接一轻弹簧，轻弹簧原长L。开始时弹簧与杆垂直，两环均静止。某时刻，给环B一水平向右的瞬时速度v，下列说法正确的是（　　） A. A、B和弹簧组成的系统满足动量守恒和机械能守恒 B. 若弹簧恢复原长时，环B速度为水平向右的2v，则此时A的速度为水平向左的v C. 若弹簧恢复原长时，环B速度为水平向右的2v，则初始状态时弹簧的弹性势能 D. 若某时刻弹簧与导轨之间的夹角为，此时环A、B的速度分别为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．平行导轨光滑，对A、B和弹簧组成的系统分析，所受的合外力为0，因此系统动量守恒，系统除系统内弹簧的弹力，没有其他力做功，系统机械能守恒，A正确； B．对A、B和弹簧组成的系统分析，取向右为正方向，由动量守恒定律 解得 B错误； C．开始时，弹簧长度为L，而原长为，故弹簧压缩了，弹性势能记为EP，由B项可知，弹簧恢复原长时，A的速度大小为2v，方向向左，由能量守恒得 解得 C正确； D．若弹簧与导轨间夹角为30°时，此时弹簧长度 故弹簧伸长了，弹性势能也是Ep，由动量守恒定律 由能量守恒定律 解得 D正确。 故选ACD。 三、非选择题∶本题共5小题，共54分。 11. 小高同学正在做“利用单摆测重力加速度”实验。 （1）该同学先让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图甲所示，则单摆的摆长为______cm；实验时为了减小测量周期的误差，应在摆球经过最______（填“高”或“低”）点时开始计时。 （2）为减小实验误差，多次改变摆长L，测量对应的单摆周期T，根据实验数据作得的图像如图乙所示，则利用A、B两点求得的重力加速度的表达式为______。 （3）小高同学在实验后与其他同学讨论，若实验中操作不当，使得摆球在运动过程中变成圆锥摆（如图丙所示），则圆锥摆的周期______（填“大于”“小于”“等于”）未发生操作失当时单摆的周期。 【答案】（1） ①. 98.50（98.46~98.55均可） ②. 低 （2） （3）小于 【解析】 【小问1详解】 [1]如图，球心所对应读数为，即单摆的摆长为 [2]摆球经过最低点时，速度最大，容易确定位置，故为了减小测量周期的误差，应在摆球经过最低点时开始计时。 【小问2详解】 根据周期公式，整理得，图像斜率为 解得重力加速度的表达式为 【小问3详解】 对圆锥摆有，解得 即圆锥摆的周期小于单摆的周期。 12. 某学习小组做“验证动量守恒定律”实验，设计了如下方案：（已知重力加速度为） （1）方案甲：如图甲所示，大小相同的质量分别为和的滑块A、B与地面间的动摩擦因数为、，先不放滑块B，仅将滑块A压缩弹簧至点后由静止释放，滑块A在点与弹簧分离后，继续滑至点停止运动；再将滑块B放在点，仍将滑块A压缩弹簧至点后由静止释放，滑块A、B碰撞后分别静止在、点，测得点到、、三点的距离分别为、、，若满足______，则滑块A、B碰撞过程系统动量守恒。 （2）方案乙：如图乙所示，半径相同、质量分别为、的小球用等长的细绳悬挂在天花板上，将球A拉至某高度自由释放，记录拉力传感器A碰撞前后瞬时的示数为、，碰后瞬间拉力传感器的示数为，已知球A碰撞后反弹，若满足______，则滑块A、B碰撞过程系统动量守恒。 （3）方案丙：如图丙所示，滑块A、B上端装有等宽的挡光片，操作如下： ①打开气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间______时，可认为气垫导轨水平。 ②该装置用于“验证动量守恒定律”时______（填“需要”或“不需要”）测出遮光条的宽度。 ③滑块A置于光电门1的左侧，滑块B静置于两光电门之间，给滑块A一水平向右的初速度，滑块A先后通过光电门1和2的挡光时间为、，滑块B通过光电门2的挡光时间为，为使滑块A能通过光电门2，则______（填“小于”“等于”或“大于”）。 ④若两滑块碰撞过程中动量守恒，则满足表达式______（用题中物理量的符号表示）。 【答案】（1） （2） （3） ①. 相等 ②. 不需要 ③. 大于 ④. 【解析】 【小问1详解】 物块从点到点过程，根据动能定理得 可得碰撞前物块到点时速度的大小 同理可得，碰撞后物块和物块的速度分别为， 若动量守恒定律成立，则应满足 即 【小问2详解】 碰撞瞬间前后，对球A有， 碰撞后瞬间，对球B有 若碰撞过程动量守恒，有 联立解得 【小问3详解】 [1]打开气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间相等时，可认为气垫导轨水平； [2]实验要验证的关系式为 其中，， 代入可得 即该实验不需要测出遮光条的宽度； [3]为使滑块A能通过光电门2，即防止滑块A碰后反弹，则应使大于； [4]由上述分析可知，若两滑块碰撞过程中动量守恒，则满足表达式。 13. 如图甲所示，在波的传播方向上有A、B、C三点，其中，时刻开始观察到A、C两点处质点的振动情况分别如图乙、丙所示。 （1）该波的波速可能为多少？ （2）假设振源位于C点。起振方向向上，且（为波长），那么从振源起振开始计时，经过多长时间B处质点第二次到达波谷？ 【答案】（1）或（，，） （2） 【解析】 【小问1详解】 由图乙、丙可得 当波向右传播时，有（，，） 解得（，，） 波速为（，，） 当波向左传播时，有（，，） 解得（，，） 波速为（，，） 综上所述，波速可能为或（，，） 【小问2详解】 由题意可得，波向左传播，又因为，所以 取，此时 设波从波源传播到B点所用时间为，则 设B点起振后到第二次到达波谷所用时间为，则 从振源起振开始计时，B处质点第二次到达波谷所用时间为 14. 如图所示，一粗糙竖直管道竖直固定在水平地面上，下端与外界连通，质量为m的物块A叠放在质量为3m的物块B上，B在管道中运动时所受摩擦力大小恒为2mg，管道中心的地面上竖直固定劲度系数为的轻弹簧，同时将A、B从弹簧上端高度为h处静止释放，重力加速度大小为g，轻弹簧的弹性势能（x为弹簧的形变量），简谐运动的周期（m为振子质量，为回复力系数），不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内。求A、B第一次向下运动的过程中： （1）B刚与弹簧接触时，A的速度大小； （2）当A、B间弹力最大时，弹簧的形变量； （3）A、B从速度最大到减速为零的时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由动能定理，有 解得 【小问2详解】 由动力学分析知，当A、B速度减为零时，A、B间的弹力最大，由能量守恒有 其中 可得 【小问3详解】 设A、B速度最大时弹簧压缩量为，A、B从处再下降时，受力分析，有， 可得 则A、B向下运动的过程可看成简谐运动的一部分，则 可得 15. 如图所示，半径为的半圆形光滑轨道固定在竖直平面内，与光滑平台在最低点相切，P点是圆弧轨道的最高点。静置在平台上的物块A、B（均可视为质点），用轻质细绳将它们连接在一起，其间夹着一根被压缩的、长度较短的轻质弹簧（两端未与A、B拴接）。木板C、D静置在平台右侧粗糙的水平面上，上表面与平台平齐，竖直弹性挡板固定在木板D右侧足够远处。已知物块A的质量为，物块B的质量为，木板C、D的质量均为，C的长度为。物块B与木板C、D上表面的动摩擦因数均为，木板C下表面与水平面间的动摩擦因数为，木板D下表面光滑。现将物块A、B之间的细绳剪断，物块A脱离弹簧后向左滑入半圆形光滑轨道并恰好能通过最高点P。假设A到达P点后立即把A取走，木板D足够长且与弹性挡板碰撞后以原速率反弹。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，重力加速度g取。求： （1）轻质弹簧释放的弹性势能； （2）物块B滑离长木板C时的速度大小； （3）木板D第一次与弹性挡板碰撞之后运动的总路程。 【答案】（1）75J （2）3m/s （3）0.9m 【解析】 【小问1详解】 物体A恰好通过最高点P，根据牛顿第二定律有 物体A上滑至最高点过程有 解得 对物体A与B构成的系统，根据动量守恒定律有 解得 轻质弹簧释放的弹性势能 解得 【小问2详解】 物块B在长木板C上运动时，物块B对长木板C的摩擦力为 长木板C受到水平面的最大静摩擦力为 由于，所以物块B在长木板C上运动时，长木板C、D静止不动，物块B在长木板C上运动时，对物块B进行分析，根据牛顿第二定律有 解得 令物块B滑离长木板C时的速度为，则有 解得 【小问3详解】 物块B滑离长木板C后，对物块B与长木板D组成的系统，根据动量守恒定律有 解得 长木板D与弹性挡板第一次碰撞后以原速率反弹至速度减为0过程，根据动能定理有 解得 长木板D与弹性挡板第一次碰撞后至物块B与长木板D达到共速过程，根据动量守恒定律有 解得 长木板D与弹性挡板第二次碰撞后以原速率反弹，根据动能定理有 解得 同理有，…， 即长木板D与弹性挡板碰撞后向左运动的位移是以为首项，以为公比的等比数列，所以长木板D第一次与弹性挡板碰撞后运动的总路程为 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $