内容正文:
高二物理卷
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,只有一项符合题目要求。)
1. 如图所示,曲轴上挂一个弹簧振子,转动摇把,曲轴可带动弹簧振子上下振动。开始时不转动摇把,让振子自由振动,测得其频率为2Hz。现匀速转动摇把,转速为240r/min。则( )
A. 当振子稳定振动时,它的振动周期是0.5s
B. 当振子稳定振动时,它的振动频率是6Hz
C. 当转速增大时,弹簧振子的振幅增大
D. 当转速减小时,弹簧振子的振幅增大
2. 位于坐标原点的波源在时刻开始振动,形成的简谐横波沿x轴正方向传播,平衡位置在处的质点P开始振动时,波源恰好第1次处于波峰位置。已知波源振动的位移y随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 波的周期是0.1s
B. 波的振幅是0.4m
C. 波的传播速度是20m/s
D. 质点P开始振动时方向沿y轴正向
3. 下列关于光的干涉、衍射、偏振以及激光的说法中,不正确的是( )
A. 激光全息照相是利用了激光相干性好的特性
B. 3D电影是利用了光的干涉特性
C. 日落时分拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰
D. 通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹,这是光的衍射现象
4. 如图所示,甲分子固定在坐标原点,乙分子沿x轴运动,两分子间的分子势能与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示,图中分子势能的最小值为。若两分子所具有的总能量为,则下列说法中正确的是( )
A. 乙分子在点时,加速度最大
B. 乙分子在点()时,其动能最大
C. 乙分子在点()时,处于平衡状态
D. 乙分子的运动范围为
5. 如图甲,是吹肥皂泡游戏的画面,在图乙玻璃杯内注入肥皂水,再用铁丝做成的圆环放进玻璃杯中,沾满肥皂水后取出,可以吹出在空中做无规则运动的肥皂泡,下列说法正确的是( )
A. 肥皂泡的无规则运动为布朗运动
B. 肥皂泡呈球状与液体的表面张力有关
C. 肥皂水与玻璃杯壁接触位置的分子力表现为引力
D. 肥皂泡表面液体分子间只存在引力,没有斥力
6. 一列简谐横波沿x轴方向传播,P、Q为x轴上的两个质点,P、Q两质点平衡位置间的距离为10m,从波传到P点开始计时,质点Q的振动图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 简谐横波从Q点向P点传播
B. 波源的起振方向沿y轴正方向
C. 简谐横波的波速为
D. 简谐横波的波长为8m
7. 如图所示,质量为M的小车静止在光滑的水平面上,小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道,BC段是长为L的水平粗糙轨道,两段轨道相切于B点,一质量为m的滑块在小车上从A点静止开始沿AB轨道滑下,然后滑入BC轨道,最后恰好停在C点。已知小车质量M=3m,滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。则( )
A. 全程滑块水平方向相对地面的位移R+L
B. 全程小车相对地面的位移大小x=(R+L)
C. 滑块m运动过程中的最大速度vm=
D. μ、L、R三者之间的关系为R=4μL
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共 18 分。每个小题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. 一种液体,滴在固体的表面时,出现如图甲所示的情况;当把毛细管插入这种液体中时,液面又出现如图乙所示的情况。若固体和毛细管都很干净,则( )
A. 固体和毛细管可能是由同种材料制成的
B. 固体和毛细管一定不是由同种材料制成的
C. 固体的分子对液体附着层内的分子的引力比毛细管的分子对液体附着层内的分子的引力小些
D. 图乙是液体对毛细管的浸润现象
9. 霓是大气中有时和虹一起出现的一种光的现象,也叫“副虹”。它的形成原理与彩虹大致相同,太阳光在水珠中的反射比彩虹多了一次,是经过水珠的两次折射和两次反射形成的,其成因的简化示意图如图所示,其中a、b是两种不同频率的单色光,则a、b两光相比较( )
A. b光的频率更低
B. 在同一介质中,a光的传播速度更快
C. 分别照射同一狭缝,a光通过狭缝时的衍射现象更明显
D. 从水中射入空气时,b光发生全反射的临界角更大
10. 如图所示,光滑的直角墙壁处有A、B两个物体,质量分别为、,两物体间有一压缩的轻质弹簧用细线绷住,弹簧两端拴在物体上,弹簧储存的弹性势能为,初时B物体紧靠着墙壁。将细线烧断,A物体将带动B物体离开墙壁,在光滑水平面上运动。由此可以判断( )
A. 烧断细线后,A、B物体和弹簧组成的系统机械能、动量均守恒
B. 物体B离开墙壁后,弹簧的最大弹性势能等于
C. 物体B离开墙壁后弹簧第一次恢复原长时,A物体速度方向有可能向左
D. 物体B离开墙壁后,每当弹簧恢复原长时A物体的速度都等于
三、实验题(共2小题,共14分)
11. 如图甲所示是一种研究气球的体积和压强的变化规律的装置。将气球、压强传感器和大型注射器用T型管连通。初始时认为气球内无空气,注射器内气体体积,压强,型管与传感器内少量气体体积可忽略不计。缓慢推动注射器,保持温度不变,装置密封良好。
(1)该装置可用于验证______定律。填写气体实验定律名称
(2)将注射器内气体部分推入气球,读出此时注射器内剩余气体的体积为,压强传感器读数为,则此时气球体积为______。
(3)继续推动活塞,多次记录注射器内剩余气体的体积及对应的压强,计算出对应的气球体积,得到如图乙所示的“气球体积和压强”关系图。根据该图象估算:若初始时注射器内仅有体积为、压强为的气体。当气体全部压入气球后,气球内气体的压强将变为______。(保留3位小数)
12. 如图甲所示,让两个小球在斜槽末端碰撞来验证动量守恒定律。
(1)关于本实验,下列做法正确的两项是______(填选项前的字母)。
A. 实验前,调节装置,使斜槽末端水平
B. 选用两个半径不同的小球进行实验
C. 用质量大的小球碰撞质量小的小球
(2)图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影,首先,将质量为m1的小球 从斜槽上的S位置由静止释放,小球落到复写纸上,重复多次。然后,把质量为m2的被碰小球置于斜槽末端,再将质量为m1的小球从S位置由静止释放,两球相碰,重复多次。分别确定平均落点,记为M、N和P(P为m1单独滑落时的平均落点)。
分别测出O点到平均落点的距离,记为OP、OM和ON。在误差允许范围内,若关系式______成立,即可验证碰撞前后动量守恒。
(3)受上述实验的启发,某同学设计了另一种验证动量守恒定律的实验方案。如图丙所示,用两根不可伸长的等长轻绳将两个半径相同、质量不等的匀质小球悬挂于等高的O点和O'点,两点间距等于小球的直径。将质量较小的小球1向左拉起至A点由静止释放,在最低点B与静止于C点的小球2发生正碰。碰后小球1向左反弹至最高点A',小球2向右摆动至最高点D。测得小球1、2的质量分别为m和M,弦长AB =l1、A'B=l2、CD=l3。推导说明,m、M、l1、l2、l3满足______关系即可验证碰撞前后动量守恒。
四、计算题(本题共3小题,共40分。作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 某同学学习了防溺水知识后,知道了清澈见底的池塘往往“似浅实深”,于是他设计了一测量水深的装置如图所示。在一池塘边的竖直杆上处装有两可忽略大小的激光笔,激光笔1、激光笔2发射出的光线与竖直方向的夹角分别固定为和,某次测量时,调节两激光笔的高度,使两束激光均照在池塘底部的点,测得两激光笔距离水面的高度、分别为,水的折射率为,,。求:
(1)激光笔1发射出的激光光进入水中时的折射角;
(2)两入射点之间的距离和处的水深。(结果均可用根式表示)
14. 中国共产党成立100周年庆祝大会临近尾声时,广场上的100个气球笼同时打开,10万只气球腾空而起,缤纷的色彩在天空中恣意绽放,一道斑斓的气球幕墙在北京上空描绘出一幅美丽的画卷。据报道,本次使用的气球为氦气球,每个气球需要充入氦气,充气后压强等于一个标准大气压,地面附近空气温度为、压强为。
(1)用一个体积为、压强为的氦气罐给气球充气(认为充气前后气球和氦气罐温度都与环境温度一致,不发生变化),在忽略漏气损耗的情况下,这样的1个氦气罐可以充满多少个氦气球;
(2)本次大会使用的气球由可降解材料制成,当气球体积膨胀到时会发生爆炸。已知高度每升高,空气温度下降,若一个气球在刚好上升到时发生爆炸(气球上升过程中没有漏气),则此时高处大气压强为多少。
15. 如图所示,在光滑水平面上,放置着竖直挡板P,距挡板处静止着质量的小物块A,A右侧固定着倾角的斜面与水平面平滑连接,质量的小物块B从距斜面底端处以的初速度沿斜面下滑。已知B与斜面间的动摩擦因数,A与B的碰撞为弹性碰撞,A与挡板碰撞后速度反向且大小为碰前的,所有碰撞时间极短且不计,重力加速度大小,,。求
(1)B与A第1次碰撞前的速度大小;
(2)B与A第1次碰撞后二者的速度大小;
(3)B与A第1次碰撞后立即撤去斜面,经过多长时间二者再次碰撞?
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高二物理卷
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,只有一项符合题目要求。)
1. 如图所示,曲轴上挂一个弹簧振子,转动摇把,曲轴可带动弹簧振子上下振动。开始时不转动摇把,让振子自由振动,测得其频率为2Hz。现匀速转动摇把,转速为240r/min。则( )
A. 当振子稳定振动时,它的振动周期是0.5s
B. 当振子稳定振动时,它的振动频率是6Hz
C. 当转速增大时,弹簧振子的振幅增大
D. 当转速减小时,弹簧振子的振幅增大
【答案】D
【解析】
【详解】AB.摇把匀速转动的频率
f=n=Hz=4Hz
周期
T==0.25s
当振子稳定振动时,它的振动周期及频率均与驱动力的周期及频率相等,AB错误;
CD.当转速减小时,其频率将更接近振子的固有频率2Hz,弹簧振子的振幅将增大,C错误,D正确。
故选D。
2. 位于坐标原点的波源在时刻开始振动,形成的简谐横波沿x轴正方向传播,平衡位置在处的质点P开始振动时,波源恰好第1次处于波峰位置。已知波源振动的位移y随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 波的周期是0.1s
B. 波的振幅是0.4m
C. 波的传播速度是20m/s
D. 质点P开始振动时方向沿y轴正向
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由题图可知周期为,振幅为,故AB错误;
D.由题图可知波源的起振方向沿y轴负向,则质点P开始振动时方向沿y轴负向,故D错误;
C.平衡位置在处的质点P开始振动时,波源恰好第1次处于波峰位置,由于波源的起振方向沿y轴负向,则该段时间为
则波的传播速度为
故C正确。
故选C。
3. 下列关于光的干涉、衍射、偏振以及激光的说法中,不正确的是( )
A. 激光全息照相是利用了激光相干性好的特性
B. 3D电影是利用了光的干涉特性
C. 日落时分拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰
D. 通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹,这是光的衍射现象
【答案】B
【解析】
【详解】A.激光全息照相是利用了激光相干性好,获得两频率相同的光,从而进行光的干涉,故A正确,不符合题意;
B.3D电影是利用了光的偏振现象,出现立体画面,故B错误,符合题意;
C.日落时分拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰,这是利用光的偏振现象,故C正确,不符合题意;
D.过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹,这是光的衍射现象,故D正确,不符合题意。
故选B。
4. 如图所示,甲分子固定在坐标原点,乙分子沿x轴运动,两分子间的分子势能与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示,图中分子势能的最小值为。若两分子所具有的总能量为,则下列说法中正确的是( )
A. 乙分子在点时,加速度最大
B. 乙分子在点()时,其动能最大
C. 乙分子在点()时,处于平衡状态
D. 乙分子的运动范围为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图像斜率表示分子受到的引力和斥力的矢量合,可知乙分子在点时,斜率为0,故分子引力与分子斥力大小相等,合力为零,加速度为零,故A错误;
B.乙分子在点()时,其分子势能为0,由两分子所具有的总能量为0可知,其分子动能为0最小,故B错误;
C.乙分子在平衡位置分子势能最小,故乙分子在P点时,处于平衡状态,而在Q点分子引力小于分子斥力,合力表现为斥力,乙分子有加速度,不处于平衡状态,故C错误;
D.乙分子在P点分子势能的最小值为,分子动能为E0,运动到Q点时动能为0,分子间距最小,而后向分子间距变大的方向运动,故乙分子的运动范围为,故D正确。
故选D。
5. 如图甲,是吹肥皂泡游戏的画面,在图乙玻璃杯内注入肥皂水,再用铁丝做成的圆环放进玻璃杯中,沾满肥皂水后取出,可以吹出在空中做无规则运动的肥皂泡,下列说法正确的是( )
A. 肥皂泡的无规则运动为布朗运动
B. 肥皂泡呈球状与液体的表面张力有关
C. 肥皂水与玻璃杯壁接触位置的分子力表现为引力
D. 肥皂泡表面液体分子间只存在引力,没有斥力
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.肥皂泡的无规则运动是肥皂泡受到的重力、浮力及风力作用的结果,而布朗运动是固体小颗粒受到分子撞击的不平衡引起的。A错误;
B.表面张力让液体收缩,而球面是同体积物体最小的表面积,所以肥皂泡呈球状与液体的表面张力有关。B正确;
C.玻璃杯附着层内的液体分子由于受到固体分子的吸引,所以附着层液体分子比较密集,分子间的作用力表现为斥力。C错误;
D.肥皂泡表面液体分子间既有引力又有斥力,合力表现为引力。D错误。
故选B。
6. 一列简谐横波沿x轴方向传播,P、Q为x轴上的两个质点,P、Q两质点平衡位置间的距离为10m,从波传到P点开始计时,质点Q的振动图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 简谐横波从Q点向P点传播
B. 波源的起振方向沿y轴正方向
C. 简谐横波的波速为
D. 简谐横波的波长为8m
【答案】D
【解析】
【详解】A.从质点Q的振动图像可知波先传到P点,经5s才传到Q点,所以简谐横波从P点向Q点传播,故A错误;
B.由质点Q的振动图像可知5s波传到Q点时质点向y轴负方向振动,各点起振的方向与波源起振的方向相同,则波源的起振方向沿y轴负方向,故B错误;
C.根据波速的计算公式有
故C错误;
D.从振动图像可知波的周期为
简谐横波的波长为
故D正确。
故选D。
7. 如图所示,质量为M的小车静止在光滑的水平面上,小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道,BC段是长为L的水平粗糙轨道,两段轨道相切于B点,一质量为m的滑块在小车上从A点静止开始沿AB轨道滑下,然后滑入BC轨道,最后恰好停在C点。已知小车质量M=3m,滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。则( )
A. 全程滑块水平方向相对地面的位移R+L
B. 全程小车相对地面的位移大小x=(R+L)
C. 滑块m运动过程中的最大速度vm=
D. μ、L、R三者之间的关系为R=4μL
【答案】B
【解析】
【详解】AB.设全程小车相对地面的位移大小为x′,则滑块水平方向相对地面的位移
x=R+L-x′
取水平向右为正方向,由水平方向动量守恒得
即
结合M=3m,解得
x′=(R+L),x=(R+L)
故A错误,B正确;
C.滑块刚滑到B点时速度最大,取水平向右为正方向,由动量守恒定律和机械能守恒分别得
0=mvm-Mv
mgR=m+Mv2
联立解得
故C错误;
D.对整个过程,由动量守恒定律得
0=(m+M)v′
得
v′=0
由能量守恒定律得
mgR=μmgL
解得
R=μgL
故D错误;
故选B。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共 18 分。每个小题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. 一种液体,滴在固体的表面时,出现如图甲所示的情况;当把毛细管插入这种液体中时,液面又出现如图乙所示的情况。若固体和毛细管都很干净,则( )
A. 固体和毛细管可能是由同种材料制成的
B. 固体和毛细管一定不是由同种材料制成的
C. 固体的分子对液体附着层内的分子的引力比毛细管的分子对液体附着层内的分子的引力小些
D. 图乙是液体对毛细管的浸润现象
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.由图甲可知,液滴在固体表面收缩,接触角大于,说明液体不浸润该固体;由图乙可知,毛细管内液面上升,且液面呈凹形,说明液体浸润毛细管。同一种液体对同种材料的浸润性质应当相同,既然出现一种不浸润、一种浸润的情况,说明固体和毛细管一定不是由同种材料制成的,故A错误B正确;
C.液体不浸润固体,是因为固体分子对液体附着层内分子的引力(附着力)小于液体内部分子对附着层内分子的引力(内聚力),导致附着层分子稀疏,表现为引力,液面收缩;液体浸润毛细管,是因为毛细管分子对液体附着层内分子的引力(附着力)大于液体内部分子对附着层内分子的引力(内聚力),导致附着层分子密集,表现为斥力,液面扩展。因此,固体的分子对液体附着层内的分子的引力比毛细管的分子对液体附着层内的分子的引力小,故C正确;
D.图乙中毛细管内液面上升,且液面呈凹形,这是液体对毛细管浸润产生的毛细现象,故D正确。
故选BCD。
9. 霓是大气中有时和虹一起出现的一种光的现象,也叫“副虹”。它的形成原理与彩虹大致相同,太阳光在水珠中的反射比彩虹多了一次,是经过水珠的两次折射和两次反射形成的,其成因的简化示意图如图所示,其中a、b是两种不同频率的单色光,则a、b两光相比较( )
A. b光的频率更低
B. 在同一介质中,a光的传播速度更快
C. 分别照射同一狭缝,a光通过狭缝时的衍射现象更明显
D. 从水中射入空气时,b光发生全反射的临界角更大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由题图可知,在第一次折射时,a、b两光的入射角相同,b光的折射角明显大于a光的折射角,由折射率公式,可知b光折射率小,频率也小,A正确;
B.在相同介质中传播时,由可知,由于b光折射率小于a光折射率,所以在同一介质中,a光的传播速度更慢,B错误;
C.分别照射同一狭缝,由产生明显衍射现象的条件可知,a、b光相比,波长越长衍射现象越明显,因为b光的频率小,波长大,所以b光的衍射现象更明显,C错误;
D.从水中射入空气,满足从光密介质射入光疏介质的条件,会产生全反射,由临界角公式可知,由于b光折射率小于a光折射率,可知b光临界角更大,D正确。
故选AD。
10. 如图所示,光滑的直角墙壁处有A、B两个物体,质量分别为、,两物体间有一压缩的轻质弹簧用细线绷住,弹簧两端拴在物体上,弹簧储存的弹性势能为,初时B物体紧靠着墙壁。将细线烧断,A物体将带动B物体离开墙壁,在光滑水平面上运动。由此可以判断( )
A. 烧断细线后,A、B物体和弹簧组成的系统机械能、动量均守恒
B. 物体B离开墙壁后,弹簧的最大弹性势能等于
C. 物体B离开墙壁后弹簧第一次恢复原长时,A物体速度方向有可能向左
D. 物体B离开墙壁后,每当弹簧恢复原长时A物体的速度都等于
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.烧断细线后由于墙壁对B有作用力,系统的外力不为零,故系统的动量不守恒;在这个过程中,只有弹簧得弹力做功,系统的机械能守恒,故A错误;
B.在B没有离开墙面前,弹簧的弹性势能逐渐转化为A的动能,当弹簧恢复原长后,B开始离开墙壁,此时有
此后系统的机械能和动量守恒,当两者速度相等时,弹簧形变量最大,弹性势能最大,故有
,
联立解得
故B正确;
CD.物体B离开墙面后,每当弹簧恢复原长时,弹簧弹性势能为零。取向右为正方向,根据动量守恒和能量守恒可得
联立解得
若,则有,即A的方向向左,故C、D正确。
故选BCD。
三、实验题(共2小题,共14分)
11. 如图甲所示是一种研究气球的体积和压强的变化规律的装置。将气球、压强传感器和大型注射器用T型管连通。初始时认为气球内无空气,注射器内气体体积,压强,型管与传感器内少量气体体积可忽略不计。缓慢推动注射器,保持温度不变,装置密封良好。
(1)该装置可用于验证______定律。填写气体实验定律名称
(2)将注射器内气体部分推入气球,读出此时注射器内剩余气体的体积为,压强传感器读数为,则此时气球体积为______。
(3)继续推动活塞,多次记录注射器内剩余气体的体积及对应的压强,计算出对应的气球体积,得到如图乙所示的“气球体积和压强”关系图。根据该图象估算:若初始时注射器内仅有体积为、压强为的气体。当气体全部压入气球后,气球内气体的压强将变为______。(保留3位小数)
【答案】 ①. 玻意耳 ②. ③. 1.027
【解析】
【详解】(1)该装置是研究在温度不变时,气体的压强随体积的变化情况,所以该装置可用于验证玻意耳定律;
(2)将注射器内气体部分推入气球,压强传感器读数为,根据玻意耳定律得
所以
读出此时注射器内剩余气体的体积为,所以时气球体积为
(3)由题可知,若初始时注射器内仅有体积为、压强为的气体,气体全部压入气球后气球内的体积和压强的乘积应等于,作出的图像,如图所示
由图中两图线的交点,可以读出对应的点坐标约为,因此压强约为。
12. 如图甲所示,让两个小球在斜槽末端碰撞来验证动量守恒定律。
(1)关于本实验,下列做法正确的两项是______(填选项前的字母)。
A. 实验前,调节装置,使斜槽末端水平
B. 选用两个半径不同的小球进行实验
C. 用质量大的小球碰撞质量小的小球
(2)图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影,首先,将质量为m1的小球 从斜槽上的S位置由静止释放,小球落到复写纸上,重复多次。然后,把质量为m2的被碰小球置于斜槽末端,再将质量为m1的小球从S位置由静止释放,两球相碰,重复多次。分别确定平均落点,记为M、N和P(P为m1单独滑落时的平均落点)。
分别测出O点到平均落点的距离,记为OP、OM和ON。在误差允许范围内,若关系式______成立,即可验证碰撞前后动量守恒。
(3)受上述实验的启发,某同学设计了另一种验证动量守恒定律的实验方案。如图丙所示,用两根不可伸长的等长轻绳将两个半径相同、质量不等的匀质小球悬挂于等高的O点和O'点,两点间距等于小球的直径。将质量较小的小球1向左拉起至A点由静止释放,在最低点B与静止于C点的小球2发生正碰。碰后小球1向左反弹至最高点A',小球2向右摆动至最高点D。测得小球1、2的质量分别为m和M,弦长AB =l1、A'B=l2、CD=l3。推导说明,m、M、l1、l2、l3满足______关系即可验证碰撞前后动量守恒。
【答案】(1)AC (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
A.为了使小球飞出斜槽后速度方向水平,实验前,应调节装置,使斜槽末端水平,故A正确;
B.为了使两个小球做对心正碰,实验中应选用两个半径相同的小球进行实验,故B错误;
C.为了避免入射小球碰撞后发生反弹,实验中应用质量大的小球碰撞质量小的小球,故C正确。
故选AC。
【小问2详解】
小球做平抛运动,则有,,,
根据动量守恒定律有
解得
【小问3详解】
令OA、、OD与竖直方向的夹角分别为、、,轻绳长为L,根据余弦定理有,,
根据动能定理有,,
根据动量守恒定律有
解得
四、计算题(本题共3小题,共40分。作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 某同学学习了防溺水知识后,知道了清澈见底的池塘往往“似浅实深”,于是他设计了一测量水深的装置如图所示。在一池塘边的竖直杆上处装有两可忽略大小的激光笔,激光笔1、激光笔2发射出的光线与竖直方向的夹角分别固定为和,某次测量时,调节两激光笔的高度,使两束激光均照在池塘底部的点,测得两激光笔距离水面的高度、分别为,水的折射率为,,。求:
(1)激光笔1发射出的激光光进入水中时的折射角;
(2)两入射点之间的距离和处的水深。(结果均可用根式表示)
【答案】(1);(2);
【解析】
【详解】(1)激光笔1发射出的激光进入水的时入射角为,由
可得
激光笔1发出的激光进入水中时入射角用表示,折射角用表示,由
可得
故
(2)激光笔2发射出的激光进入水面时入射角为,由
可得
激光笔2发出的激光进入水中时入射角用表示,折射角用表示,由
可得
设两光线入射点之间的距离为,则有
可得
同理
联立可得
14. 中国共产党成立100周年庆祝大会临近尾声时,广场上的100个气球笼同时打开,10万只气球腾空而起,缤纷的色彩在天空中恣意绽放,一道斑斓的气球幕墙在北京上空描绘出一幅美丽的画卷。据报道,本次使用的气球为氦气球,每个气球需要充入氦气,充气后压强等于一个标准大气压,地面附近空气温度为、压强为。
(1)用一个体积为、压强为的氦气罐给气球充气(认为充气前后气球和氦气罐温度都与环境温度一致,不发生变化),在忽略漏气损耗的情况下,这样的1个氦气罐可以充满多少个氦气球;
(2)本次大会使用的气球由可降解材料制成,当气球体积膨胀到时会发生爆炸。已知高度每升高,空气温度下降,若一个气球在刚好上升到时发生爆炸(气球上升过程中没有漏气),则此时高处大气压强为多少。
【答案】(1)995个;(2)
【解析】
【分析】
【详解】(1)氦气罐体积,压强,每个气球充满气的体积,压强,由玻意耳定律可得
可得
所以每个罐子可以充气球995个;
(2)在地面,气球,压强,温度为,到达高空时,,温度为,由理想气体状态方程
解得
15. 如图所示,在光滑水平面上,放置着竖直挡板P,距挡板处静止着质量的小物块A,A右侧固定着倾角的斜面与水平面平滑连接,质量的小物块B从距斜面底端处以的初速度沿斜面下滑。已知B与斜面间的动摩擦因数,A与B的碰撞为弹性碰撞,A与挡板碰撞后速度反向且大小为碰前的,所有碰撞时间极短且不计,重力加速度大小,,。求
(1)B与A第1次碰撞前的速度大小;
(2)B与A第1次碰撞后二者的速度大小;
(3)B与A第1次碰撞后立即撤去斜面,经过多长时间二者再次碰撞?
【答案】(1)
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
B沿斜面下滑,根据动能定理有
解得
【小问2详解】
取向左为正方向,B与A第1次碰撞后,速度分别为、
根据动量守恒定律和能量守恒定律有,
解得,
故B与A第1次碰撞后A的速度大小为6m/s,B的速度大小为3m/s。
【小问3详解】
经过时间t1, A与挡板碰撞,有
又经过时间, A与B第2次碰撞,有
又
解得
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