内容正文:
广州奥林匹克中学2025学年第二学期高二物理学情调研(一)
一、单选题(每题4分,共28分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 驱动力的频率越高,做受迫振动物体的振幅越大
B. 医院对病人进行“超声波彩超”检查,利用了波的多普勒效应
C. 任意两列波相遇都将产生稳定的干涉现象
D. 同一声源发出的声波在空气和水中传播的波长相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率,当系统的固有频率等于驱动力的频率时,振幅达最大,这种现象称为共振,故A错误;
B.医生利用超声波探测出反射波的频率变化来确定血流的速度,显然是运用了多普勒效应原理,故B正确;
C.两列频率相同、相位差恒定的波相遇才能产生稳定的干涉现象,故C错误;
D.同一声源发出的声波在空气和水中传播时,频率不变,波速不同,根据可知,波长改变,故D错误。
故选B。
2. 如图所示,在光滑的水平面上,小明站在平板车上用锤子敲打小车。初始时,人、车、锤都静止。下列说法正确的是( )
A. 当人挥动锤子,敲打车之前,小车保持静止
B. 停止敲打小车,人、车和锤组成的系统将水平匀速向右
C. 人、车和锤组成的系统动量守恒
D. 人、车和锤组成的系统水平方向动量守恒
【答案】D
【解析】
【详解】CD.人、车和锤组成的系统竖直方向的合力不等于零,该方向系统的动量不守恒,所以系统的动量不守恒,但系统水平方向不受外力,水平方向动量守恒,C错误,D正确;
AB.初始时,人、车、锤都静止,水平动量为零,所以水平方向动量时刻为零,当人挥动锤子,敲打车之前,小车与锤的运动方向相反,不能保持静止;停止敲打小车,人、车和锤组成的系统将保持静止,AB错误。
故选D。
3. 开车时,驾驶员必须系上安全带,因为它是驾驶员生命安全的保障带。如图,在汽车正面碰撞测试中,汽车以72km/h的速度发生碰撞。车内假人的质量为60kg,使用安全带时,假人用时0.8s停下,不使用安全带时,假人与前方碰撞,用时0.2s停下,则在碰撞过程中使用安全带( )
A. 减小了假人所受合外力的冲量 B. 减小了假人的动量变化量
C. 使假人受到的平均作用力约为1500N D. 增大了假人受到的冲击力
【答案】C
【解析】
【详解】假人的初动量为
末动量为0,所以无论是否使用安全带,假人的动量变化量相同,根据动量定理可得
解得
安全带增加了碰撞过程中的作用时间,减小了假人受到的冲击力。
故选C。
4. 航模小组制作了一枚质量为的火箭模型,某时刻火箭速度为,方向水平,燃料即将耗尽。如图,火箭突然炸裂成两块,其中质量为的一块沿着与初速度相反的方向飞去,速度大小为,则炸裂后另一块速度大小为
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】以炸裂前火箭的速度方向为正方向,火箭炸裂成两块瞬间,由水平方向动量守恒得
则
故选D。
5. 质量分别为和的两个大小相同的匀质小球在光滑水平面上发生正碰,碰撞时间极短,碰撞前后的位移—时间图像如图所示。已知,下列说法中正确的是( )
A. 碰后两球的速度方向相同
B. 碰后质量为的小球速度为2m/s
C.
D. 该碰撞为弹性碰撞
【答案】D
【解析】
【详解】A.因x-t图像的斜率等于速度,可知碰后两球的速度方向相反,A错误;
B.碰后质量为的小球速度为,B错误;
C.碰前质量为的小球速度为
碰前质量为的小球速度为0;碰后质量为的小球速度为
根据动量守恒定律
解得,C错误;
D.碰撞损失能量
则该碰撞为弹性碰撞,D正确。
故选D。
6. 某科研浮标在水波的带动下做竖直方向上的简谐振动。从某时刻开始计时,其振动方程为,若水波可视为横波且其传播速度为,则下列说法正确的是( )
A. 该水波的波长为4m
B. 浮标1min可以完成60次全振动
C. 1.4s时,浮标沿轴正方向运动
D. 经过3s,浮标沿水波传播方向运动了6m
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据浮标的振动方程,可得
解得
已知水波的传播速度为,则该水波的波长为,故A正确;
B.浮标1min可以完成次全振动,故B错误;
C.,根据正弦函数的规律,可知在时,浮标沿轴负方向运动,故C错误;
D.浮标只在竖直方向上做简谐振动,沿水波传播方向位移为0,故D错误。
故选A。
7. 蝎子足部有高度灵敏的振动感受器,可感知沙地表面由猎物振动产生的微小横波(如图1),波形可抽象为沿x轴传播的简谐横波。如图2为时刻的波形图,A为猎物的位置(平衡位置位于处),C为蝎子的位置(平衡位置位于处)。已知时,蝎子感受到振动,下列说法正确的是( )
A. C点的起振方向向下 B. 该机械波的波速为
C. 该机械波的频率为 D. 时,A处质点处于平衡位置
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据图2可知,质点B刚刚开始振动,波沿x轴负方向传播,根据同侧法可知,B点的起振方向向上,由于所有质点的起振方向均相同,则C点的起振方向向上,故A错误;
B.0时刻,质点B刚刚开始振动,由于时,蝎子感受到振动,可知,在0.05s内,波传播的距离
则该机械波的波速为,故B正确;
C.根据图2可知,波长
根据,
结合上述解得,,故C错误;
D.时刻,A处质点处于波谷,由于
可知,时,A处质点处于波峰,故D错误。
故选B。
二、多选题(每题6分,共18分)
8. 如图(甲)所示,弹簧一端固定,另一端连接一个小球,小球置于水平光滑地面上,O点为小球自然静止的位置。在O点给小球一个水平向右的瞬时速度,小球在A、B两点间做往复运动,若规定向右为正,图(乙)为小球运动的位置-时刻图像,由图可知下列说法中正确的是( )
A. 在时,小球的加速度为负向最大
B. 在与两个时刻,小球的位移和速度均相同
C. 从到时间内,小球做加速度增加的减速运动
D. 在时,小球的速度最小
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由图乙可知,时,小球位于正向最大位移处,根据牛顿第二定律可得
可知,小球的加速度为负向最大,故A正确;
B.由图乙可知,在与两个时刻,小球的位移相同,速度大小相等,方向相反,B错误;
C.从到时间内,小球从平衡位置向最大位移处移动,位移逐渐增大,加速度逐渐增大,由于小球速度方向与加速度方向相反,小球的速度逐渐减小,因此从到时间内,小球做加速度增加的减速运动,故C正确;
D.由图乙可知,在时,小球在平衡位置,此时小球的速度最大,故D错误。
故选AC。
9. 质量为M、长度为d的木块,放在光滑的水平面上,在木块右边有一个销钉把木块挡住,使木块不能向右滑动.质量为m的子弹以水平速度射入木块,刚好能将木块射穿.现在拔去销钉,使木块能在水平面上自由滑动,而子弹仍以水平速度射入静止的木块.设子弹在木块中受到的阻力大小恒定,则
A. 拔去销钉,木块和子弹组成的系统动量守恒,机械能也守恒
B. 子弹在木块中受到的阻力大小为
C. 拔去销钉,子弹与木块相对静止时的速度为
D. 拔去销钉,子弹射入木块的深度为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.拔去销钉,木块和子弹之间的摩擦力是系统内力,木块和子弹组成的系统水平方向动量守恒;但因摩擦力要做功,故系统机械能不守恒,故A错误
B.当木块固定时,由动能定理可知:
解得:
故B正确.
C.拔去销钉,子弹与木块系统水平方向动量守恒,则根据动量守恒定律可得:
解得:
故C错误.
D.拔去销钉,由C选项可知最终速度,故整个过程根据动能定理有:
解得:
故D正确.
10. 如图为弹跳玩具,底部是一个质量为的底座,通过轻弹簧与顶部一质量的小球相连,同时用轻质无弹性的细绳将底座和小球连接,稳定时绳子伸直而无张力。用手将小球按下一段距离后释放,小球运动到初始位置处时,瞬间绷紧细绳,带动底座离开地面,一起向上运动,底座离开地面后能上升的最大高度为,重力加速度为,则( )
A. 松手后到玩具上升到最大高度的过程中,玩具的机械能守恒
B. 绳子绷紧前的瞬间,小球的速度为
C. 绳子绷紧瞬间,合外力对底座的冲量为
D. 小球按下后松手的瞬间,弹簧的弹性势能为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.松手后到上升最大高度的过程中,绳子绷紧瞬间存在机械能损失(非弹性碰撞),因此玩具的机械能不守恒,A错误;
B.设细绳绷紧后瞬间,小球和底座一起向上运动的速度大小为v,底座离开地面后能上升h高,则有
设细绳绷紧前瞬间,小球的速度为,绳子绷紧瞬间,由于小球、弹簧与底座组成的系统作用时间很小,内力远大于系统受的合外力,可认为系统动量守恒
根据动量守恒定律可得
解得,B正确;
C.根据动量定理,合外力的冲量等于动量变化量,C正确;
D.在绳子绷紧前的瞬间,小球的动能
用手将小球按下一段距离后,在绳子绷紧前的瞬间,减小的弹性势能转化成小球的动能和重力势能,故弹性势能满足,D错误。
故选BC。
三、填空题(10分)
11. 某同学在玩“打水漂”时,向平静的湖面抛出石子,恰好向下砸中一个安全警戒浮漂,浮漂之后的运动可简化为竖直方向的简谐振动,在水面形成一列简谐波,距离浮漂S处的水面上有一片小树叶。小树叶将先向_______(选填“上”或“下”)运动;浮漂的振幅越小,波传到S处时间_______(选填“变长”“变短”或“不变”);浮漂的振幅越大,小树叶的振动频率_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 下 ②. 不变 ③. 不变
【解析】
【详解】[1]石子砸中浮漂后,浮漂将向下运动,传到树叶后,树叶也将先向下运动;
[2]简谐波的波速由介质决定,与振幅无关,故波传到S处时间不变;
[3]简谐运动的周期和频率与振幅无关,故小树叶的振动频率不变。
12. 一列简谐横波沿x轴传播,t=0时刻的波形如图甲所示,坐标原点处质点的振动图像如图乙所示,则该波沿x轴______(填“正”或“负”)方向传播,波长为______m,传播速度大小______m/s。
【答案】 ①. 正 ②. 8 ③. 1
【解析】
【详解】[1]由振动图像可知,时刻坐标原点处质点正沿轴负方向运动,根据图甲波形图结合波形平移法可知,波沿轴正方向传播;
[2]由图甲波形图可知
可得波长为
[3]由图乙可知,波动周期为,则波的传播速度大小为
13. 良好的生活习惯对人的一生有重要意义。有些同学在家经常躺着看手机,出现了手机碰伤眼睛的情况。若手机质量为,从距离眼睛约的高度无初速度掉落,碰到眼睛后手机未反弹,眼睛受到手机的冲击时间约为,g取,则手机碰到眼睛时的速度约为__________m/s,手机对眼睛的冲击力约为__________N。
【答案】 ①. 2 ②. 4.2
【解析】
【详解】[1]根据匀变速直线运动规律
代入数据解得手机碰到手机时的速度
方向竖直向下。
[2]对手机受力分析,选取竖直向上的方向为正方向,根据动量定理可得
代入数据解得
根据牛顿第三定律可知,眼睛受到手机的冲击力大小也为。
四、实验题
14.
某同学用单摆周期公式测当地重力加速度的值,组装了几种实验装置。
(1)下列最合理的装置是________。
A. B. C. D.
(2)用游标卡尺测量小球直径,示数如图甲所示,则摆球的直径________。周期公式中的l是单摆的摆长,其值等于摆线长与_______之和(用d表示)。
(3)实验中多次改变摆线长度,并测得对应的周期T,该同学误将摆线长度当成了摆长,作出图像如图乙,该图像的斜率为________(填“”“”或“”)。
【答案】(1)D (2) ①. ②.
(3)
【解析】
【小问1详解】
为了减小误差,小球应选取质量大体积小即密度大的铁球,还需要保证摆动过程中摆线的长度不变,应选用细丝线,且要保证摆动过程中摆点不发生移动固定,应采取铁夹夹住细丝线。故选D。
【小问2详解】
[1]由图甲可知,摆球的直径
[2]周期公式中的l是单摆的摆长,其值等于摆线长与小球半径,即。
【小问3详解】
根据题意,由单摆的周期公式可得
整理可得
则图像的斜率为。
15. 如图(a),光电门1、2固定在气垫导轨上,滑块A静置于光电门1左侧,滑块B静置于光电门1、2之间,现用该装置验证A、B碰撞前后系统动量守恒。完成下列相关实验内容。
(1)实验原理
若气垫导轨水平,A、B质量分别为;A向右运动,遮光片通过光电门1的遮光时间为,A、B碰后粘在一起运动,遮光片通过光电门2的遮光时间为。当________(用表示)时,系统动量守恒得到验证。
(2)实验操作
①调节气垫导轨水平:接通气源,仅将A放置于光电门1的左侧,轻推A,若遮光片通过光电门1的遮光时间大于通过光电门2的遮光时间,则需要适当______(填“升高”“降低”)导轨左端,反复调节使气垫导轨水平;
②再将A、B如图(a)放置,轻推A,使A、B碰撞并粘在一起,记录的值;
③重复步骤②,多次实验,记录多组数据;
(3)实验数据处理
把记录的数据在图(b)中描点连线,作出图线,其斜率k=______(保留两位有效数字);已知,若定义,本次实验___%(保留1位有效数字)。
【答案】(1)
(2)降低 (3) ①. 0.49 ②. 3
【解析】
【小问1详解】
设遮光片的宽度为,则A通过光电门1的速度为
A、B碰后粘在一起通过光电门2的速度为
若系统动量守恒,则有
联立可得,当满足
系统动量守恒得到验证。
【小问2详解】
轻推A,若遮光片通过光电门1的遮光时间大于通过光电门2的遮光时间,说明A做加速运动,则需要适当降低导轨左端,反复调节使气垫导轨水平。
【小问3详解】
[1]由图(b)中数据可得,图线的斜率为
[2]已知,则有
则有
五、解答题
16. 列车进入编组站后要分解重组,会出现列车挂接问题,许多节车厢逐一组合起来的过程实质上是一个完全非弹性碰撞过程。平直轨道上静止停放4节、每节质量均为m的车厢,相邻车厢之间间隙相等且均为s。第一节车厢以速度向第二节车厢运动,碰撞后通过“詹天佑挂钩”挂接在一起,直到4节车厢全部挂好组成列车。不计一切阻力,碰撞时间很短,可忽略不计。求:
(1)列车最后的速度大小;
(2)第一节车厢与第二节车厢挂接过程中损失的机械能;
(3)整个过程经历的时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设列车最后的速度为v,对4节车厢,规定方向为正方向,由动量守恒定律得
解得
【小问2详解】
设第一、二节车厢挂接后的速度为,对第一、二节车厢,由动量守恒定律得
解得
设第一、二节车厢挂接过程中损失的机械能为,由能量守恒定律有
联立解得
【小问3详解】
设前三节车厢挂接后的速度为,由动量守恒定律得
解得
设相邻车厢挂接前的运动时间分别为、、,整个过程经历的时间为t,由,,
整个过程经历的时间为
联立解得
17. 如图所示,质量m=2kg的滑块B静止放置于光滑平台上,B的左端固定一轻质弹簧。平台右侧有一质量M=6kg的小车C,其上表面与平台等高,小车与水平面间的摩擦不计。光滑圆弧轨道半径R=1.6m,连线PO与竖直方向夹角为60°,另一与B完全相同的滑块A从P点由静止开始沿圆弧下滑。A滑至平台上挤压弹簧,弹簧恢复原长后滑块B离开平台滑上小车C且恰好未滑落,滑块B与小车C之间的动摩擦因数μ=0.75,g取10m/s2,A、B可视为质点,求:
(1)滑块A刚到平台上的速度大小;
(2)小车C的长度。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)滑块A自P点滑至平台过程中,由动能定理有
解得,滑块A刚到平台上的速度大小为
(2)弹簧恢复原长时B与A分离,设分离时A的速度为,B的速度为,由动量守恒定律和机械能守恒定律有
解得
,
B恰好未从小车C上滑落,即B到小车C右端时二者速度相同,由动量守恒定律有
解得,B到小车C右端时二者相同的速度为
由能量守恒定律有
又
可得,小车C的长度为
18. 如图所示,绝缘水平面上有宽l=0.4 m的匀强电场区域,场强E=6×105 N/C,方向水平向左.不带电的物块B静止在电场边缘的O点;带电量q=+5×10-8 C、质量m=1×10-2 kg的物块A在距O点x=2.25 m处以v0=5 m/s的水平初速度向右运动,并与B发生碰撞,假设碰撞前后A、B构成的系统没有动能损失,A的质量是B的k(k>1)倍,A、B与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.2,物块可视为质点,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,且A的电荷量始终不变,g取10 m/s2。
(1)求A到达O点与B碰撞前的速度大小;
(2)求碰撞后瞬间A和B的速度大小;
(3)讨论k在不同取值范围时电场力对A做的功。
【答案】(1)4m/s ;(2);(3)见解析
【解析】
【详解】(1)由动能定理可知
得
v=4 m/s
(2)根据
得
;
(3)①根据题意
即k>3
得
W=-1.2×10-2 J
②若1<k≤3
qE>μmg
得
W=0
考点:动能定理及动量守恒定律的应用
【名师点睛】本题综合考查了动量守恒定律、动能定理、机械能守恒定律,综合性较强,对学生的能力要求较高,尤其第三问,要考虑电场能从右边界离开和不能从右边界离开.
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广州奥林匹克中学2025学年第二学期高二物理学情调研(一)
一、单选题(每题4分,共28分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 驱动力的频率越高,做受迫振动物体的振幅越大
B. 医院对病人进行“超声波彩超”检查,利用了波的多普勒效应
C. 任意两列波相遇都将产生稳定的干涉现象
D. 同一声源发出的声波在空气和水中传播的波长相同
2. 如图所示,在光滑的水平面上,小明站在平板车上用锤子敲打小车。初始时,人、车、锤都静止。下列说法正确的是( )
A. 当人挥动锤子,敲打车之前,小车保持静止
B. 停止敲打小车,人、车和锤组成的系统将水平匀速向右
C. 人、车和锤组成的系统动量守恒
D. 人、车和锤组成的系统水平方向动量守恒
3. 开车时,驾驶员必须系上安全带,因为它是驾驶员生命安全的保障带。如图,在汽车正面碰撞测试中,汽车以72km/h的速度发生碰撞。车内假人的质量为60kg,使用安全带时,假人用时0.8s停下,不使用安全带时,假人与前方碰撞,用时0.2s停下,则在碰撞过程中使用安全带( )
A. 减小了假人所受合外力的冲量 B. 减小了假人的动量变化量
C. 使假人受到的平均作用力约为1500N D. 增大了假人受到的冲击力
4. 航模小组制作了一枚质量为的火箭模型,某时刻火箭速度为,方向水平,燃料即将耗尽。如图,火箭突然炸裂成两块,其中质量为的一块沿着与初速度相反的方向飞去,速度大小为,则炸裂后另一块速度大小为
A. B. C. D.
5. 质量分别为和的两个大小相同的匀质小球在光滑水平面上发生正碰,碰撞时间极短,碰撞前后的位移—时间图像如图所示。已知,下列说法中正确的是( )
A. 碰后两球的速度方向相同
B. 碰后质量为的小球速度为2m/s
C.
D. 该碰撞为弹性碰撞
6. 某科研浮标在水波的带动下做竖直方向上的简谐振动。从某时刻开始计时,其振动方程为,若水波可视为横波且其传播速度为,则下列说法正确的是( )
A. 该水波的波长为4m
B. 浮标1min可以完成60次全振动
C. 1.4s时,浮标沿轴正方向运动
D. 经过3s,浮标沿水波传播方向运动了6m
7. 蝎子足部有高度灵敏的振动感受器,可感知沙地表面由猎物振动产生的微小横波(如图1),波形可抽象为沿x轴传播的简谐横波。如图2为时刻的波形图,A为猎物的位置(平衡位置位于处),C为蝎子的位置(平衡位置位于处)。已知时,蝎子感受到振动,下列说法正确的是( )
A. C点的起振方向向下 B. 该机械波的波速为
C. 该机械波的频率为 D. 时,A处质点处于平衡位置
二、多选题(每题6分,共18分)
8. 如图(甲)所示,弹簧一端固定,另一端连接一个小球,小球置于水平光滑地面上,O点为小球自然静止的位置。在O点给小球一个水平向右的瞬时速度,小球在A、B两点间做往复运动,若规定向右为正,图(乙)为小球运动的位置-时刻图像,由图可知下列说法中正确的是( )
A. 在时,小球的加速度为负向最大
B. 在与两个时刻,小球的位移和速度均相同
C. 从到时间内,小球做加速度增加的减速运动
D. 在时,小球的速度最小
9. 质量为M、长度为d的木块,放在光滑的水平面上,在木块右边有一个销钉把木块挡住,使木块不能向右滑动.质量为m的子弹以水平速度射入木块,刚好能将木块射穿.现在拔去销钉,使木块能在水平面上自由滑动,而子弹仍以水平速度射入静止的木块.设子弹在木块中受到的阻力大小恒定,则
A. 拔去销钉,木块和子弹组成的系统动量守恒,机械能也守恒
B. 子弹在木块中受到的阻力大小为
C. 拔去销钉,子弹与木块相对静止时的速度为
D. 拔去销钉,子弹射入木块的深度为
10. 如图为弹跳玩具,底部是一个质量为的底座,通过轻弹簧与顶部一质量的小球相连,同时用轻质无弹性的细绳将底座和小球连接,稳定时绳子伸直而无张力。用手将小球按下一段距离后释放,小球运动到初始位置处时,瞬间绷紧细绳,带动底座离开地面,一起向上运动,底座离开地面后能上升的最大高度为,重力加速度为,则( )
A. 松手后到玩具上升到最大高度的过程中,玩具的机械能守恒
B. 绳子绷紧前的瞬间,小球的速度为
C. 绳子绷紧瞬间,合外力对底座的冲量为
D. 小球按下后松手的瞬间,弹簧的弹性势能为
三、填空题(10分)
11. 某同学在玩“打水漂”时,向平静的湖面抛出石子,恰好向下砸中一个安全警戒浮漂,浮漂之后的运动可简化为竖直方向的简谐振动,在水面形成一列简谐波,距离浮漂S处的水面上有一片小树叶。小树叶将先向_______(选填“上”或“下”)运动;浮漂的振幅越小,波传到S处时间_______(选填“变长”“变短”或“不变”);浮漂的振幅越大,小树叶的振动频率_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
12. 一列简谐横波沿x轴传播,t=0时刻的波形如图甲所示,坐标原点处质点的振动图像如图乙所示,则该波沿x轴______(填“正”或“负”)方向传播,波长为______m,传播速度大小______m/s。
13. 良好的生活习惯对人的一生有重要意义。有些同学在家经常躺着看手机,出现了手机碰伤眼睛的情况。若手机质量为,从距离眼睛约的高度无初速度掉落,碰到眼睛后手机未反弹,眼睛受到手机的冲击时间约为,g取,则手机碰到眼睛时的速度约为__________m/s,手机对眼睛的冲击力约为__________N。
四、实验题
14.
某同学用单摆周期公式测当地重力加速度的值,组装了几种实验装置。
(1)下列最合理的装置是________。
A. B. C. D.
(2)用游标卡尺测量小球直径,示数如图甲所示,则摆球的直径________。周期公式中的l是单摆的摆长,其值等于摆线长与_______之和(用d表示)。
(3)实验中多次改变摆线长度,并测得对应的周期T,该同学误将摆线长度当成了摆长,作出图像如图乙,该图像的斜率为________(填“”“”或“”)。
15. 如图(a),光电门1、2固定在气垫导轨上,滑块A静置于光电门1左侧,滑块B静置于光电门1、2之间,现用该装置验证A、B碰撞前后系统动量守恒。完成下列相关实验内容。
(1)实验原理
若气垫导轨水平,A、B质量分别为;A向右运动,遮光片通过光电门1的遮光时间为,A、B碰后粘在一起运动,遮光片通过光电门2的遮光时间为。当________(用表示)时,系统动量守恒得到验证。
(2)实验操作
①调节气垫导轨水平:接通气源,仅将A放置于光电门1的左侧,轻推A,若遮光片通过光电门1的遮光时间大于通过光电门2的遮光时间,则需要适当______(填“升高”“降低”)导轨左端,反复调节使气垫导轨水平;
②再将A、B如图(a)放置,轻推A,使A、B碰撞并粘在一起,记录的值;
③重复步骤②,多次实验,记录多组数据;
(3)实验数据处理
把记录的数据在图(b)中描点连线,作出图线,其斜率k=______(保留两位有效数字);已知,若定义,本次实验___%(保留1位有效数字)。
五、解答题
16. 列车进入编组站后要分解重组,会出现列车挂接问题,许多节车厢逐一组合起来的过程实质上是一个完全非弹性碰撞过程。平直轨道上静止停放4节、每节质量均为m的车厢,相邻车厢之间间隙相等且均为s。第一节车厢以速度向第二节车厢运动,碰撞后通过“詹天佑挂钩”挂接在一起,直到4节车厢全部挂好组成列车。不计一切阻力,碰撞时间很短,可忽略不计。求:
(1)列车最后的速度大小;
(2)第一节车厢与第二节车厢挂接过程中损失的机械能;
(3)整个过程经历的时间。
17. 如图所示,质量m=2kg的滑块B静止放置于光滑平台上,B的左端固定一轻质弹簧。平台右侧有一质量M=6kg的小车C,其上表面与平台等高,小车与水平面间的摩擦不计。光滑圆弧轨道半径R=1.6m,连线PO与竖直方向夹角为60°,另一与B完全相同的滑块A从P点由静止开始沿圆弧下滑。A滑至平台上挤压弹簧,弹簧恢复原长后滑块B离开平台滑上小车C且恰好未滑落,滑块B与小车C之间的动摩擦因数μ=0.75,g取10m/s2,A、B可视为质点,求:
(1)滑块A刚到平台上的速度大小;
(2)小车C的长度。
18. 如图所示,绝缘水平面上有宽l=0.4 m的匀强电场区域,场强E=6×105 N/C,方向水平向左.不带电的物块B静止在电场边缘的O点;带电量q=+5×10-8 C、质量m=1×10-2 kg的物块A在距O点x=2.25 m处以v0=5 m/s的水平初速度向右运动,并与B发生碰撞,假设碰撞前后A、B构成的系统没有动能损失,A的质量是B的k(k>1)倍,A、B与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.2,物块可视为质点,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,且A的电荷量始终不变,g取10 m/s2。
(1)求A到达O点与B碰撞前的速度大小;
(2)求碰撞后瞬间A和B的速度大小;
(3)讨论k在不同取值范围时电场力对A做的功。
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