精品解析:河南新乡市2025-2026学年高二下学期素养测评(一) 物理试题
2026-04-21
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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 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 河南省 |
| 地区(市) | 新乡市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.14 MB |
| 发布时间 | 2026-04-21 |
| 更新时间 | 2026-04-21 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-04-21 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57462781.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2025—2026学年高二下学期素养测评(一)
物理试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。
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。
考试时间为75分钟,满分100分
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. 下列关于动能和动量的说法正确的是( )
A. 物体的动量发生变化,动能也一定变化
B. 物体的速率改变,物体的动能和动量不一定都变
C. 两个物体质量相等,动量大的物体其动能也一定大
D. 做匀速圆周运动的物体,在任何相等的时间内动量的变化量都相同
2. 如图为某水平弹簧振子中的小球做简谐运动的振动图像。下列说法正确的是( )
A. t=1s时,弹簧振子的弹性势能最大
B. t=2s时,小球的加速度最大
C. 1~2s的过程中,小球的速度与加速度方向相同
D. t=2.5s时和t=3.5s时,小球的位移相同
3. 一个有固定转动轴的竖直圆盘如图甲所示,圆盘转动时,固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动,T形支架的下面系着一个由弹簧和小球组成的振动系统。当圆盘静止时,让小球振动,其振动图像如图乙所示。现使圆盘匀速转动,经过一段时间后,小球振动达到稳定,下列说法正确的是( )
A. 小球振动时的周期一定是4s
B. 圆盘转动越快,小球振幅越大
C. 若圆盘以60r/min匀速转动,小球振动达到稳定时其振动的周期为2s
D. 若圆盘以10r/min匀速转动,欲使小球振幅增加则可使圆盘转速适当增大
4. 清明节荡秋千是我国的传统习俗,如图所示。秋千由踏板和绳构成,人在秋千上小幅度摆动时可以简化为单摆。等效“摆球”的质量为m,摆绳长为l,忽略空气阻力。已知重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A. 经过最低点时“摆球”处于平衡状态
B. “摆球”偏离最低点位移为x时,回复力
C. 偏离最低点运动的过程中,“摆球”的机械能逐渐增大
D. 经过最低点时,人顺势轻轻跳下,踏板的振幅将增大
5. 图1中,用一轻质细线将一可视为质点的小球悬挂在天花板上,其摆动周期为T1;图2中,用一轻质细线将该小球挂在光滑固定的斜面上,使其紧贴斜面摆动,摆动周期为T2;图3中,用两根等长的轻质细线将该小球悬挂在水平天花板上,使其沿垂直纸面方向摆动,摆动周期为T3。若所有摆动均视为单摆运动,且所有细线长度相同,重力加速度均为g,则( )
A. T2>T1>T3 B. T1>T3>T2 C. T1>T2>T3 D. T2>T1=T3
6. 将质量为m的小球从地面上方某点由静止释放,小球下落过程中所受空气阻力f与下落速率v的关系为(k为大于零的常数),经时间t小球落地,落地瞬间速度大小为。已知重力加速度大小为g,则释放点离地面的高度为( )
A. B. C. D.
7. 如图,光滑水平面上有一辆带竖直杆质量为M的小车,长为L的轻绳一端有一质量为m的小球,轻绳与竖直杆在O点相连。开始时轻绳处于水平伸直状态,先给小球一竖直向下的初速度,下列说法正确的是( )
A. 若小车不固定,则以小车和小球为系统动量守恒
B. 以小车和小球为系统机械能不守恒
C. 若小车不固定,则小球再回到等高位置时和原来出发点相距
D. 若小车不固定,则小球再回到等高位置时和原来出发点相距
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求。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. 下列说法中正确的有( )
A. 阻尼振动的振幅不断减小
B. 物体做阻尼振动时,随着振幅的减小,频率也不断减小
C. 阻尼振动的振幅逐渐减小,所以周期也逐渐减小
D. 阻尼过大时,系统将不能发生振动
9. 图(a)是一种双响炮图片,图(b)是其内部结构图:内部由上、下层火药组成。在一次燃放测试时,点燃引线,下层火药先被引燃发出第一声响,爆竹获得竖直向上的速度。当爆竹上升到最大高度处时,上层火药恰好被引燃,爆炸瞬间分裂成质量均为的、两部分,、均沿水平方向飞出,、落地前瞬间速度方向互相垂直,不计空气阻力及爆竹爆炸前后的质量变化,重力加速度为。则( )
A. 落地前瞬间速度为
B. 爆炸后,、组成的系统机械能比爆炸前增加了
C. 、落地点的距离为
D. 、落地时,系统总动能为
10. 两个物块A、B在光滑的水平地面上发生正碰,碰撞时间极短,两物块运动的图线如图所示,则下列判断正确的是( )
A. 此碰撞为弹性碰撞
B. 碰撞后A、B两个物块动量方向相同
C. 两个物块A、B的质量之比为
D. 碰撞前、后A物块的动量大小之比为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 如图甲所示,用碰撞实验器可以研究两个刚性小球在水平轨道碰撞前后的动量关系。实验时先让质量为的小球1从斜槽上某一固定位置Q由静止开始释放,从轨道末端水平抛出,落到位于水平地面的P点。再把质量为的小球2放在水平轨道末端,让小球1仍从位置Q由静止释放,两小球碰撞后从轨道末端水平抛出,小球2落到位于水平地面的N点,小球1落到位于水平地面的M点。
(1)该小组用游标卡尺测小球直径如图乙所示,则小球直径d为______mm;
(2)本实验中,小球1的质量为,半径为,小球2的质量为,半径为,则两小球的质量和半径关系需满足( )
A. , B. ,
C. , D. ,
(3)用天平测量两个小球的质量、,实验中分别找到碰前和、相碰后平均落地点的位置,测量平抛水平射程、、。
①则动量守恒的表达式可表示为______
A. B.
C. D.
②若碰撞过程中,动量和机械能均守恒,不计空气阻力,则下列表达式中正确的有______。
A. B.
C. D.
12. 随着科技发展,智能手机不仅为我们的生活带来了便利,也可以利用它的摄像头和内部传感器协助我们完成物理实验。某同学在“用单摆测量重力加速度”的实验中,利用了智能手机磁传感器和一个磁性小球进行了如下实验:
(1)将摆线上端固定在铁架台上,下端系在小球上,做成图1所示的单摆。在测量单摆的摆长时,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),再用螺旋测微器测得摆球的直径为(读数如图2所示)。从图2可知,摆球的直径为__________。
(2)将智能手机磁传感器置于磁性小球平衡位置正下方,打开智能手机的磁传感器,准备测量磁感应强度的变化。将磁性小球由平衡位置拉开一个小角度,由静止释放,手机软件记录磁感应强度的变化曲线如图3所示。由图3可知,单摆的周期为___________。
(3)经测量得到6组不同的摆长和对应的周期,画出图线,然后在图线上选取、两个点,坐标如图4所示。则当地重力加速度的表达式__________。图4中图像不过原点的原因是___________。
A.计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球半径
B.计算摆长时用的是摆线长度加上小球直径
(4)另一同学只通过一次实验测量出重力加速度,但由于操作失误,致使摆球不在同一竖直平面内运动,而是在一个水平面内做圆周运动,如图5所示,这时如果测出摆球做这种运动的周期,仍用单摆的周期公式求出重力加速度,则求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比___________(填“偏大”、“偏小”、“不变”)。
13. 如图甲所示,弹簧振子在竖直方向做简谐运动的图像如图乙所示,完成以下问题:
(1)写出该振子简谐运动的振动方程;
(2)该振子在前40s内运动的路程是多少?
14. 如图所示,光滑的水平面上有A、B、C三个物块,A的质量为,B的质量为,C的质量为,用一根轻弹簧拴连并处于静止状态。某时刻,物块C以速度向左运动,并与A发生碰撞,碰后AC共速但不粘连。求:
(1)AC碰后的速度大小;
(2)弹簧最短时的弹性势能;
(3)A与C碰后弹簧第一次恢复原长时B的速度大小。
15. 如图所示,一质量的长木板B放在光滑水平地面上,在其右端放一质量可视为质点的小木块A,现A和B以大小为的共同初速度向左运动。一与长木板等高,前端有胶,质量为,长度的短木板C,以的向右初速度水平撞击长木板并粘为一体,撞击时间极短,A始终没有滑离B、C,A和B、C间的动摩擦因数均为0.5,g取。求:
(1)C与B撞击后的速度大小;
(2)从C与B撞击到A、B、C具有共同速度所需的时间;
(3)长木板B至少要多长。
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2025—2026学年高二下学期素养测评(一)
物理试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。
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。
考试时间为75分钟,满分100分
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. 下列关于动能和动量的说法正确的是( )
A. 物体的动量发生变化,动能也一定变化
B. 物体的速率改变,物体的动能和动量不一定都变
C. 两个物体质量相等,动量大的物体其动能也一定大
D. 做匀速圆周运动的物体,在任何相等的时间内动量的变化量都相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.物体的动量发生变化,可能仅为速度方向改变、速度大小不变,则物体的动能不变,故A错误;
B.物体的速率改变即速度大小改变,因此物体的动能和动量一定都变化,故B错误;
C.根据可知,两物体质量相等时,动量大的物体动能一定大,故C正确;
D.匀速圆周运动的合力(向心力)方向时刻改变,相等时间内合力的冲量(矢量)方向不同,根据动量定理,动量变化量等于合外力冲量,因此相等时间内动量变化量不相同,故D错误。
故选C。
2. 如图为某水平弹簧振子中的小球做简谐运动的振动图像。下列说法正确的是( )
A. t=1s时,弹簧振子的弹性势能最大
B. t=2s时,小球的加速度最大
C. 1~2s的过程中,小球的速度与加速度方向相同
D. t=2.5s时和t=3.5s时,小球的位移相同
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.t=1s时,弹簧振子处在位移最大处,弹簧的形变量最大,弹性势能最大,故A正确;
B.t=2s时,小球处在平衡位置,小球的速度最大,加速度为零,故B错误;
C.1~2s的过程中,小球回到平衡位置,速度方向沿y轴负方向,此过程中,弹簧由伸长状态回到原长,弹力方向沿y轴负方向,加速度沿y轴负方向,速度与加速度方向相同,故C正确;
D.根据弹簧振子运动的对称性,如图所示,t=2.5s时和t=3.5s时,小球的位移相同,故D正确。
故选ACD。
3. 一个有固定转动轴的竖直圆盘如图甲所示,圆盘转动时,固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动,T形支架的下面系着一个由弹簧和小球组成的振动系统。当圆盘静止时,让小球振动,其振动图像如图乙所示。现使圆盘匀速转动,经过一段时间后,小球振动达到稳定,下列说法正确的是( )
A. 小球振动时的周期一定是4s
B. 圆盘转动越快,小球振幅越大
C. 若圆盘以60r/min匀速转动,小球振动达到稳定时其振动的周期为2s
D. 若圆盘以10r/min匀速转动,欲使小球振幅增加则可使圆盘转速适当增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.小球做受迫振动时,小球的周期等于驱动力的周期,即等于圆盘转动周期,不一定等于固有周期4s,故A错误;
B.当驱动频率接近固有频率时,振幅增大;当驱动频率等于固有频率时,发生共振,振幅最大。当驱动频率远离固有频率时,振幅减小。因此圆盘转动越快(驱动频率越大),小球振幅越大的说法不一定正确,故B错误;
C.若圆盘以60r/min匀速转动,则驱动力周期
小球稳定后做受迫振动,其周期等于驱动力周期,即为1s,故C错误;
D.题意可知系统固有周期为4s,固有频率为0.25Hz,若圆盘以10r/min匀速转动,则驱动力频率
此时驱动力频率小于系统的固有频率,适当增大转速,驱动力频率会更接近固有频率,振幅会增大(向共振靠近),故D正确。
故选D。
4. 清明节荡秋千是我国的传统习俗,如图所示。秋千由踏板和绳构成,人在秋千上小幅度摆动时可以简化为单摆。等效“摆球”的质量为m,摆绳长为l,忽略空气阻力。已知重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A. 经过最低点时“摆球”处于平衡状态
B. “摆球”偏离最低点位移为x时,回复力
C. 偏离最低点运动的过程中,“摆球”的机械能逐渐增大
D. 经过最低点时,人顺势轻轻跳下,踏板的振幅将增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.摆球经过最低点时具有向心加速度,所以摆球处于非平衡状态,故A错误;
B.根据简谐运动公式,当摆角很小时,摆球运动的圆弧可以看作直线,可知摆球偏离最低点位移为时,回复力为,故B正确;
C.摆球偏离最低点运动的过程中,动能向重力势能转化,但机械能保持不变,故C错误;
D.经过最低点时,人顺势轻轻跳下,踏板的能量未增大,则振幅不变,故D错误。
故选B。
5. 图1中,用一轻质细线将一可视为质点的小球悬挂在天花板上,其摆动周期为T1;图2中,用一轻质细线将该小球挂在光滑固定的斜面上,使其紧贴斜面摆动,摆动周期为T2;图3中,用两根等长的轻质细线将该小球悬挂在水平天花板上,使其沿垂直纸面方向摆动,摆动周期为T3。若所有摆动均视为单摆运动,且所有细线长度相同,重力加速度均为g,则( )
A. T2>T1>T3 B. T1>T3>T2 C. T1>T2>T3 D. T2>T1=T3
【答案】A
【解析】
【详解】设细线长度为L,图2斜面倾角为,图3中两线夹角为,则图1、图2、图3单摆周期分别为,,
综上可知。
故选A。
6. 将质量为m的小球从地面上方某点由静止释放,小球下落过程中所受空气阻力f与下落速率v的关系为(k为大于零的常数),经时间t小球落地,落地瞬间速度大小为。已知重力加速度大小为g,则释放点离地面的高度为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】小球下落过程中受重力 和空气阻力 (阻力与速度成正比)。
根据动量定理
解得
故选C。
7. 如图,光滑水平面上有一辆带竖直杆质量为M的小车,长为L的轻绳一端有一质量为m的小球,轻绳与竖直杆在O点相连。开始时轻绳处于水平伸直状态,先给小球一竖直向下的初速度,下列说法正确的是( )
A. 若小车不固定,则以小车和小球为系统动量守恒
B. 以小车和小球为系统机械能不守恒
C. 若小车不固定,则小球再回到等高位置时和原来出发点相距
D. 若小车不固定,则小球再回到等高位置时和原来出发点相距
【答案】C
【解析】
【详解】A.若小车不固定,小车和小球组成的系统所受合外力不为零,故动量不守恒。但系统在水平方向上不受外力,所以系统在水平方向动量守恒,故A错误;
B.对小车和小球组成的系统进行分析可知,系统只有重力做功,所以系统机械能守恒,故B错误;
CD.若小车不固定,当小球运动到等高位置时,设小球相对于地面向左运动的位移为,小车的位移为,规定向左为正方向,则根据“人船模型”有
又因为
联立解得,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。每小题有多个选项符合题目要求。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. 下列说法中正确的有( )
A. 阻尼振动的振幅不断减小
B. 物体做阻尼振动时,随着振幅的减小,频率也不断减小
C. 阻尼振动的振幅逐渐减小,所以周期也逐渐减小
D. 阻尼过大时,系统将不能发生振动
【答案】AD
【解析】
【详解】ABC.振幅越来越小的振动叫做阻尼振动,阻尼导致能量的耗散,但其周期和频率不变,故A正确,BC错误;
D.阻尼过大时,能量耗散过大,则系统将不能发生振动,D正确。
故选AD。
9. 图(a)是一种双响炮图片,图(b)是其内部结构图:内部由上、下层火药组成。在一次燃放测试时,点燃引线,下层火药先被引燃发出第一声响,爆竹获得竖直向上的速度。当爆竹上升到最大高度处时,上层火药恰好被引燃,爆炸瞬间分裂成质量均为的、两部分,、均沿水平方向飞出,、落地前瞬间速度方向互相垂直,不计空气阻力及爆竹爆炸前后的质量变化,重力加速度为。则( )
A. 落地前瞬间速度为
B. 爆炸后,、组成的系统机械能比爆炸前增加了
C. 、落地点的距离为
D. 、落地时,系统总动能为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.引燃上层火药后、两部分向相反的方向做平抛运动,竖直方向有
上层火药燃爆时,水平方向动量守恒,则有
解得
故、落地前瞬间速度大小相等,又方向互相垂直,故此时速度与水平方向夹角为
根据数学知识知
故落地前瞬间速度为
故A错误;
B.根据能量守恒知,爆炸后,、组成的系统机械能比爆炸前增加了
故B正确;
C.爆炸前
水平方向落地点的距离为
故C正确;
D.、落地时,系统总动能为
故D错误。
故选BC。
10. 两个物块A、B在光滑的水平地面上发生正碰,碰撞时间极短,两物块运动的图线如图所示,则下列判断正确的是( )
A. 此碰撞为弹性碰撞
B. 碰撞后A、B两个物块动量方向相同
C. 两个物块A、B的质量之比为
D. 碰撞前、后A物块的动量大小之比为
【答案】AD
【解析】
【详解】B.因x-t图像斜率的符号反映速度的方向,由图像可知,碰撞后A、B两个物块运动方向相反,动量方向相反,故B错误;
C.因x-t图像的斜率等于速度,根据图像可得,碰撞前A的速度为v0=5m/s;碰撞前,B物块的速度为0,碰撞后,A、B的速度分别为vA=-1m/s,vB=4m/s;以v0的方向为正方向,根据动量守恒定律有mAv0=mAvA+mBvB
解得mA:mB=2:3,故C错误;
D.根据上述分析可知,碰撞前、后A物块的速度大小之比为5:1,则由p=mv,可知动量大小之比为,故D正确;
A.碰撞前系统的动能
碰撞后,系统的总动能
结合上面的结论可得Ek1=Ek2,即碰撞前后系统的机械能守恒,故二者的碰撞为弹性碰撞,故A正确。
故选AD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 如图甲所示,用碰撞实验器可以研究两个刚性小球在水平轨道碰撞前后的动量关系。实验时先让质量为的小球1从斜槽上某一固定位置Q由静止开始释放,从轨道末端水平抛出,落到位于水平地面的P点。再把质量为的小球2放在水平轨道末端,让小球1仍从位置Q由静止释放,两小球碰撞后从轨道末端水平抛出,小球2落到位于水平地面的N点,小球1落到位于水平地面的M点。
(1)该小组用游标卡尺测小球直径如图乙所示,则小球直径d为______mm;
(2)本实验中,小球1的质量为,半径为,小球2的质量为,半径为,则两小球的质量和半径关系需满足( )
A. , B. ,
C. , D. ,
(3)用天平测量两个小球的质量、,实验中分别找到碰前和、相碰后平均落地点的位置,测量平抛水平射程、、。
①则动量守恒的表达式可表示为______
A. B.
C. D.
②若碰撞过程中,动量和机械能均守恒,不计空气阻力,则下列表达式中正确的有______。
A. B.
C. D.
【答案】(1)18.9 (2)C
(3) ①. C ②. BC
【解析】
【小问1详解】
10分度游标卡尺的精度为,则小球的直径
【小问2详解】
为保证小球1碰后不反弹,小球1的质量为需大于小球2的质量为;为保证两球之间为对心碰撞,可知两球半径应相等。
故选C。
【小问3详解】
[1]高度相同,可知小球的运动时间相同。平抛运动的小球其水平分运动为匀速直线运动,则有,根据动量守恒定律可知,若系统满足动量守恒则有
变形可得
即验证等式
故选C。
[2]根据能量守恒定律可知,若系统满足能量守恒则有
变形可得
即验证等式
与动量守恒联立解得
故选BC。
12. 随着科技发展,智能手机不仅为我们的生活带来了便利,也可以利用它的摄像头和内部传感器协助我们完成物理实验。某同学在“用单摆测量重力加速度”的实验中,利用了智能手机磁传感器和一个磁性小球进行了如下实验:
(1)将摆线上端固定在铁架台上,下端系在小球上,做成图1所示的单摆。在测量单摆的摆长时,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),再用螺旋测微器测得摆球的直径为(读数如图2所示)。从图2可知,摆球的直径为__________。
(2)将智能手机磁传感器置于磁性小球平衡位置正下方,打开智能手机的磁传感器,准备测量磁感应强度的变化。将磁性小球由平衡位置拉开一个小角度,由静止释放,手机软件记录磁感应强度的变化曲线如图3所示。由图3可知,单摆的周期为___________。
(3)经测量得到6组不同的摆长和对应的周期,画出图线,然后在图线上选取、两个点,坐标如图4所示。则当地重力加速度的表达式__________。图4中图像不过原点的原因是___________。
A.计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球半径
B.计算摆长时用的是摆线长度加上小球直径
(4)另一同学只通过一次实验测量出重力加速度,但由于操作失误,致使摆球不在同一竖直平面内运动,而是在一个水平面内做圆周运动,如图5所示,这时如果测出摆球做这种运动的周期,仍用单摆的周期公式求出重力加速度,则求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比___________(填“偏大”、“偏小”、“不变”)。
【答案】(1)5.980
(2)
(3) ①. ②. A
(4)偏大
【解析】
【小问1详解】
[1]由图2可知,摆球的直径为
【小问2详解】
[1]实验中,磁性小球经过最低点时测得的磁感应强度最大,根据图3有
解得周期为
【小问3详解】
[1]根据
解得
结合图像,可得
解得
[2]结合上述可知,考虑磁性小球的半径时
图像过会过原点,其中
同理,若没有考虑磁性小球的半径时
故图4中图像不过原点的原因是没有考虑磁性小球的半径,故选A。
【小问4详解】
[1]以表示摆线长,表示摆线与竖直方向的夹角,表示摆球的质量,表示摆线对摆球的拉力,表示摆球圆锥摆运动的周期,如图
由牛顿第二定律得
在竖直方向,由平衡条件得
解得
单摆的周期公式
单摆运动的等效摆长小于单摆摆长,则单摆周期的测量值偏小,根据单摆周期公式求出的重力加速度偏大,即重力加速度的测量值大于真实值。
13. 如图甲所示,弹簧振子在竖直方向做简谐运动的图像如图乙所示,完成以下问题:
(1)写出该振子简谐运动的振动方程;
(2)该振子在前40s内运动的路程是多少?
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
由图乙可知,振幅,周期
弹簧振子的振动方程为
【小问2详解】
因
而振子在一个周期内通过的路程是,所以振子在前40s内运动的总路程
14. 如图所示,光滑的水平面上有A、B、C三个物块,A的质量为,B的质量为,C的质量为,用一根轻弹簧拴连并处于静止状态。某时刻,物块C以速度向左运动,并与A发生碰撞,碰后AC共速但不粘连。求:
(1)AC碰后的速度大小;
(2)弹簧最短时的弹性势能;
(3)A与C碰后弹簧第一次恢复原长时B的速度大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
碰撞动量守恒,
解得
【小问2详解】
第一次、、共速时弹簧压缩量最大,以、、与弹簧组成的系统为研究对象,则动量守恒
解得
【小问3详解】
以与碰后至弹簧第一次恢复原长为研究过程,以、、与弹簧组成的系统为研究对象,由系统动量守恒有
由系统机械能守恒有
可得
即B的速度大小为
15. 如图所示,一质量的长木板B放在光滑水平地面上,在其右端放一质量可视为质点的小木块A,现A和B以大小为的共同初速度向左运动。一与长木板等高,前端有胶,质量为,长度的短木板C,以的向右初速度水平撞击长木板并粘为一体,撞击时间极短,A始终没有滑离B、C,A和B、C间的动摩擦因数均为0.5,g取。求:
(1)C与B撞击后的速度大小;
(2)从C与B撞击到A、B、C具有共同速度所需的时间;
(3)长木板B至少要多长。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
取向右为正方向,由于C和B碰撞时间极短,对C、B系统由动量守恒定律
解得
【小问2详解】
从C和B碰撞到A、B、C共速,对A、B、C系统由动量守恒定律
解得
对A由动量定理有
解得
(或者另一解法)
对A由牛顿第二定律有
解得
解得
【小问3详解】
对C和B碰撞后的A、B、C系统由能量守恒定律有
解得A与B、C面之间由于摩擦产生的热量为
由功能关系有
解得
由于
解得
所以木板B至少长。
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