精品解析：陕西西安高新第一中学2025-2026学年高一第二学期第二次阶段检测物理试卷

陕西西安高新第一中学2025-2026学年高一第二学期第二次阶段检测 物理试题 一、单项选择题：共9小题，每小题4分。每小题给出的四个选项只有一项符合题目要求。 1. 下列说法正确的是（ ） A. 冲量是矢量，冲量的方向一定与物体的速度的方向相同 B. 动量是矢量，某一时刻物体动量的方向一定与此时该物体的速度的方向相同 C. 做匀速圆周运动的物体，在任何相同的时间内动量的变化量都相同 D. 质量一定的物体，动量增大为原来的2倍，其动能增大为原来的2倍 2. 如图所示的装置可用于研究受迫振动。匀速转动把手时，曲杆给轻弹簧和砝码组成的系统提供驱动力，使其做受迫振动。已知该系统的固有频率为f0，改变把手的转动速度可以调整驱动力的频率。则以下说法中正确的是（　　） A. 改变把手的转动速度，系统做受迫振动的频率保持不变 B. 系统做受迫振动的频率总等于驱动力的频率 C. 匀速转动把手的速度越大，系统的振幅也越大 D. 该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f0 3. 如图所示，光滑直杆上弹簧连接的小球以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。以O点为原点，选择由O指向B为正方向，建立Ox坐标轴。小球经过B点时开始计时，经过0.5s首次到达A点。则小球在第一个周期内的振动图像为 （　　） A. B. C. D. 4. 如图甲所示，一根细线拉着一个小摆球在竖直平面内做小角度摆动（），不计空气阻力。某次摆球从左向右通过平衡位置开始计时，其振动图像如图乙所示。取，下列说法正确的是（　　） A. 时摆球所受合力为零 B. 从至的过程中，摆球所受回复力逐渐增大 C. 从至的过程中，摆球在向左做加速运动 D. 该单摆的摆长约为 5. 一弹簧振子沿水平方向做简谐运动，振子的位移随时间变化的关系式为。则下列说法正确的是（ ） A. 弹簧振子的振幅为 B. 弹簧振子的振动频率为 C. 在内，振子的动能转化为弹簧的弹性势能 D. 振子的初相位为 6. 如图所示，光滑水平面上静置有一质量为的木板，一只质量为的猫，从木板端缓慢走到木板端时，稍作停顿后奋力跃起，以大小为、方向与水平方向夹角为斜向右上的速度跳离木板，刚好跳上台阶左边缘的点。初始时，点与点的水平距离为，木板长为，小猫可看成质点，下列说法正确的是（ ） A. 整个过程，猫和木板组成的系统动量守恒 B. 猫跳离木板的过程中，猫和木板组成的系统机械能守恒 C. 猫跳离木板后木板的速度大小为 D. 猫走到木板端时，距离点的水平距离为 7. 舞中幡是中国传承千年的杂技项目之一。如图所示，杂技演员用手顶住中幡，将幡从胸口处竖直向上抛出，时在胸口处相同位置用手接幡，同时缓慢竖直下蹲，又经幡速度为零时稳稳接住。已知中幡质量为，，忽略空气阻力。设竖直向上为正方向。下列说法正确的是（ ） A. 幡经上升到最高点 B. 幡被抛出时的速度大小为 C. 幡从胸口处抛出到落回胸口处，幡的动量变化为 D. 杂技演员接幡过程中，手对幡的平均作用力大小为 8. 萍乡市上栗县是“中国烟花爆竹之乡”，现有上栗县生产的某烟花筒，结构如图1所示。其工作原理为：点燃引线，引燃发射药燃烧发生爆炸，礼花弹获得一个竖直方向的初速度并同时点燃延期引线，当礼花弹到最高点时，延期引线点燃礼花弹并炸开形成漂亮的球状礼花。现假设某礼花弹在最高点炸开成a、b两部分，速度均为水平方向。炸开后a、b的轨迹图如图2所示。不计空气阻力，则（　　） A. 炸开后a、b处于最高点时，a、b两部分的动能之比为1∶3 B. 炸开后a、b处于最高点时，a、b两部分的动量大小之比为1∶3 C. 从炸开到两部分落地的过程中，a、b两部分所受重力的冲量之比为3∶2 D. a、b两部分落地时的重力功率之比为1∶2 9. 如图，足够大的光滑水平面上静止着、、、四个弹性小球，质量分别为、、、，四个小球在同一直线上。小球左端与墙壁刚好接触但不粘连，右端连接一根轻弹簧，弹簧右端与小球相连，小球和接触但也不粘连，此时弹簧处于原长。现给小球一个向左的初速度，与小球发生碰撞，所有碰撞过程均为弹性正碰也不计空气阻力，弹簧始终处于弹性限度之内。在整个运动过程中，下列说法正确的是（ ） A. 整个运动过程中小球、、、和弹簧组成的系统动量守恒 B. 整个运动过程中四个弹性小球、、、组成的系统机械能守恒 C. 当小球、速度相等时，弹簧的弹性势能最大 D. 小球速度最大时，弹簧处于原长状态 二、多项选择题：共3小题，每小题6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。 10. 如图所示，在光滑的水平桌上有一个动量为2kg·m/s的小球 A 和一个动量为4kg·m/s的小球B沿同一直线同一方向运动，一段时间后小球A追上小球B发生碰撞，若不计摩擦阻力，则碰撞后A、B两球的动量可能是（ ） A. pA=3kg·m/s， pB=5kg·m/s B. pA =1kg·m/s，pB =5kg·m/s C. pA =-1kg·m/s，pB =7kg·m/s D. pA =-2kg·m/s，pB =8kg·m/s 11. 如图所示，沿水平方向做简谐振动的质点，依次通过相距L的A、B两点。已知质点在A点的位移大小为振幅的一半，B点位移大小是A点的倍，质点经过A点时开始计时，t时刻第二次经过B点，该振动的振幅和周期可能是（ ） A. B. C. D. 12. 如图甲，固定的光滑水平横杆上套有质量为m的小环B，其右侧有一固定挡块。一根长为L的轻绳，一端与B相连，另一端与质量为的小球A相连。初始状态轻绳水平且伸直，B靠在挡块处。由静止释放A，在运动过程中水平方向速度v的大小与时间t的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 时刻之后，组成的系统动量守恒 B. 时刻速度相同，大小为 C. 图乙中阴影部分的面积为 D. 阶段，A的水平位移一定大于 三、实验题：共2小题，共16分。 13. 某实验小组的同学用如图所示的实验装置来验证动量守恒定律，并进行了如下的操作： a.将斜槽固定在水平桌面上，并调整斜槽末端水平； b.在长木板上由下往上依次铺有白纸和复写纸，并将白纸固定； c.先让入射小球多次从斜轨上的某一位置由静止释放；然后把被碰小球静置于轨道的末端，再将入射小球从斜轨上同一位置由静止释放，在斜槽末端与小球相撞； d.多次重复步骤c，用最小圆圈法分别找到碰撞前后小球在长木板上的平均落点，平均落点自上而下依次记为M、P、N。 （1）关于对本实验的理解，下列说法正确的是__________； A. 需测量释放点到斜槽末端的高度 B. 需测量小球从抛出至落到斜面的飞行时间 C. 需用天平测量、两球的质量和 D. 需测量M、P、N到斜槽末端点的长度、、 （2）小球与小球相碰后小球的平均落点是上图中的__________点。 （3）若两球碰撞的过程中动量守恒，则关系式__________成立（用、、、、表示）。 14. 某实验小组在实验室测量当地的重力加速度。实验器材有：铁架台、细线、小摆球（有多个小摆球可选）、秒表、米尺、游标卡尺等。 （1）如图1所示，将细线的一端连接摆球，另一端固定在铁架台上点，然后将摆球拉离平衡位置，由静止释放摆球，让单摆开始摆动。下列做法有助于减小实验误差的有________。 A. 摆球选择半径较小、密度较大的 B. 使摆角大一些，取左右，方便观察 C. 让摆球在同一竖直面内摆动 D. 在摆球摆至最高点时开始计时 （2）甲同学选取摆线长度为时，测得小摆球摆动30个完整周期的时间为，计算出单摆周期。改变摆线长度多次重复实验，记录相关数据，在坐标纸上作出的图线为一条直线，如图2所示。设直线斜率为，则重力。加速度可表示为__________（用表示）。 （3）由图2利用直线斜率求得当地的重力加速度大小为__________（取9.86，结果保留3位有效数字）。 （4）甲同学在本实验中没有测量小摆球直径，对第（3）问中的测量结果__________（选填“有”或“无”）影响。 （5）乙同学用游标卡尺测得另一个小摆球的直径如图所示，则其直径为__________； 四、解答题：共3小题，共30分。 15. 如图所示为一款玩具“弹簧公仔”，该玩具由头部、轻弹簧及底座组成，已知公仔头部质量为，弹簧劲度系数为，底座质量也为。轻压公仔头部至弹簧弹力为时，由静止释放公仔头部，此后公仔头部在竖直方向上做简谐运动。重力加速度为，弹簧始终在弹性限度内。求： （1）释放公仔头部瞬间的加速度大小； （2）公仔头部运动至最高点时桌面对底座的弹力大小； （3）公仔头部做简谐运动的振幅。 16. 如图所示，静止在光滑水平面上的物体B是由平板ab、固定在平板最左端a点的薄挡板和四分之一光滑圆弧轨道bc组成，圆弧bc的半径为R=2m，其最低点b与平板ab的上平面相切。刚开始时，滑块A（可视为质点）静置于a点，t=0时刻，给滑块A一向右的瞬时速度v0=12m/s，已知平板ab部分的长度为L=3m，A、B的质量分别为m1=2kg、m2=4kg，A与B的ab部分之间的摩擦因数为μ=0.6，重力加速度g=10m/s2，A与挡板碰撞时间极短且不计A与挡板碰撞过程的能量损失，在此后的运动过程中，求： （1）滑块A上升的最大高度； （2）滑块A与挡板第一次碰撞后的速度； （3）滑块A最终在平板ab上相对B静止时的位置。 17. 如图，倾角的足够长光滑斜面固定在水平面上，斜面上某位置固定有垂直于斜面的挡板，质量的凹槽在外力作用下静止在斜面上，凹槽下端与固定挡板间的距离，凹槽两端挡板厚度不计。质量的小物块紧贴凹槽上端放置，物块B与凹槽间的动摩擦因数，时撤去外力，凹槽与物块一起自由下滑；时物块与凹槽发生了第一次碰撞。整个运动过程中，所有碰撞均为弹性碰撞，且碰撞时间极短，可忽略不计。物块可视为质点，也不计空气阻力，重力加速度。求： （1）凹槽A与挡板P发生第一次碰撞前物块的速率； （2）凹槽A的长度； （3）从凹槽A与物块B发生第一次碰撞后再经多长时间两者发生第二次碰撞。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 陕西西安高新第一中学2025-2026学年高一第二学期第二次阶段检测 物理试题 一、单项选择题：共9小题，每小题4分。每小题给出的四个选项只有一项符合题目要求。 1. 下列说法正确的是（ ） A. 冲量是矢量，冲量的方向一定与物体的速度的方向相同 B. 动量是矢量，某一时刻物体动量的方向一定与此时该物体的速度的方向相同 C. 做匀速圆周运动的物体，在任何相同的时间内动量的变化量都相同 D. 质量一定的物体，动量增大为原来的2倍，其动能增大为原来的2倍 【答案】B 【解析】 【详解】A．冲量是矢量，由冲量定义可知，冲量的方向与合力的方向一致，不一定与物体速度方向相同，例如匀减速直线运动中合力冲量方向与速度方向相反，故A错误； B．动量是矢量，由动量定义式可知，某一时刻物体动量的方向与该时刻瞬时速度的方向完全一致，故B正确； C．做匀速圆周运动的物体，合力为向心力，方向时刻变化，根据动量定理，相同时间内动量变化量等于合力冲量，冲量为矢量，方向随向心力方向变化，因此动量变化量不相同，故C错误； D．质量一定的物体，动能和动量的关系为，当动量增大为原来的2倍时，动能增大为原来的4倍，故D错误。 故选B。 2. 如图所示的装置可用于研究受迫振动。匀速转动把手时，曲杆给轻弹簧和砝码组成的系统提供驱动力，使其做受迫振动。已知该系统的固有频率为f0，改变把手的转动速度可以调整驱动力的频率。则以下说法中正确的是（　　） A. 改变把手的转动速度，系统做受迫振动的频率保持不变 B. 系统做受迫振动的频率总等于驱动力的频率 C. 匀速转动把手的速度越大，系统的振幅也越大 D. 该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f0 【答案】B 【解析】 【详解】AB．振动系统稳定时，系统做受迫振动的频率等于驱动力的频率，当把手的转动速度改变，即驱动力的频率改变时，系统做受迫振动的频率改变，故A错误，B正确； C．匀速转动把手的速度越大，驱动力的频率越大，由于不能判断驱动力的频率与固有频率的大小关系，则不能确定系统振幅的变化，故C错误； D．稳定时系统的频率等于驱动力的频率，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，光滑直杆上弹簧连接的小球以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。以O点为原点，选择由O指向B为正方向，建立Ox坐标轴。小球经过B点时开始计时，经过0.5s首次到达A点。则小球在第一个周期内的振动图像为 （　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】小球经过B点时开始计时，即t=0时小球的位移为正向最大，经过0.5s首次到达A点，位移为负向最大，且周期为T=1s。 故选A。 4. 如图甲所示，一根细线拉着一个小摆球在竖直平面内做小角度摆动（），不计空气阻力。某次摆球从左向右通过平衡位置开始计时，其振动图像如图乙所示。取，下列说法正确的是（　　） A. 时摆球所受合力为零 B. 从至的过程中，摆球所受回复力逐渐增大 C. 从至的过程中，摆球在向左做加速运动 D. 该单摆的摆长约为 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图乙，振幅，周期，故角频率 因此振动方程为 时，，位移，处于正向最大位移处。单摆在最大位移处受重力和拉力，在切向分力提供回复力，合力不为零，故A错误； B．从至的过程中，摆球从平衡位置向最大位移运动，位移大小增大。回复力大小与位移大小成正比，故逐渐增大，故B正确； C．时，，单摆位于平衡位置处，此时速度大小最大，之后单摆向左运动；时，，摆球从平衡位置向左运动到负向最大位移处，速度为零，回复力向右，与速度方向相反，故摆球做减速运动，故C错误； D．由单摆周期公式变形得 代入数据解得，故D错误。 故选B。 5. 一弹簧振子沿水平方向做简谐运动，振子的位移随时间变化的关系式为。则下列说法正确的是（ ） A. 弹簧振子的振幅为 B. 弹簧振子的振动频率为 C. 在内，振子的动能转化为弹簧的弹性势能 D. 振子的初相位为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由表达式可知，振幅，故A错误； B．角频率，则频率，故B错误； C．时，，振子位于平衡位置，动能最大、弹性势能最小；时，代入表达式得 振子位于最大位移处，动能为0、弹性势能最大，该过程动能减小、弹性势能增大，动能转化为弹性势能，故C正确； D．由表达式可知，初相位，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，光滑水平面上静置有一质量为的木板，一只质量为的猫，从木板端缓慢走到木板端时，稍作停顿后奋力跃起，以大小为、方向与水平方向夹角为斜向右上的速度跳离木板，刚好跳上台阶左边缘的点。初始时，点与点的水平距离为，木板长为，小猫可看成质点，下列说法正确的是（ ） A. 整个过程，猫和木板组成的系统动量守恒 B. 猫跳离木板的过程中，猫和木板组成的系统机械能守恒 C. 猫跳离木板后木板的速度大小为 D. 猫走到木板端时，距离点的水平距离为 【答案】D 【解析】 【详解】A．猫在跳离木板的过程中，系统竖直方向合外力不为零，因此系统的动量不守恒，故A错误； B．猫在跳离木板的过程中，猫对外做功，系统的机械能增大，故B错误； C．系统在水平方向上合外力为零，系统水平方向上动量守恒，设木板获得的速度大小为，根据水平方向动量守恒 解得，故C错误； D．猫和木板在水平方向动量总是等大反向，因此有 其中 解得，，故D正确。 故选D。 7. 舞中幡是中国传承千年的杂技项目之一。如图所示，杂技演员用手顶住中幡，将幡从胸口处竖直向上抛出，时在胸口处相同位置用手接幡，同时缓慢竖直下蹲，又经幡速度为零时稳稳接住。已知中幡质量为，，忽略空气阻力。设竖直向上为正方向。下列说法正确的是（ ） A. 幡经上升到最高点 B. 幡被抛出时的速度大小为 C. 幡从胸口处抛出到落回胸口处，幡的动量变化为 D. 杂技演员接幡过程中，手对幡的平均作用力大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．竖直上抛运动的上升、下落过程对称，抛出到落回原位置总时间为，因此上升到最高点的时间为总时间的一半，即，故A错误； B．最高点速度为0，由得抛出速度，故B错误； C．取竖直向上为正方向，抛出初动量 由对称可知，落回原位置时速度为，末动量 动量变化，大小为，方向竖直向下，故C错误； D．接幡过程：初速度，末速度为，时间，根据动量定理得 代入数据解得，故D正确。 故选D。 8. 萍乡市上栗县是“中国烟花爆竹之乡”，现有上栗县生产的某烟花筒，结构如图1所示。其工作原理为：点燃引线，引燃发射药燃烧发生爆炸，礼花弹获得一个竖直方向的初速度并同时点燃延期引线，当礼花弹到最高点时，延期引线点燃礼花弹并炸开形成漂亮的球状礼花。现假设某礼花弹在最高点炸开成a、b两部分，速度均为水平方向。炸开后a、b的轨迹图如图2所示。不计空气阻力，则（　　） A. 炸开后a、b处于最高点时，a、b两部分的动能之比为1∶3 B. 炸开后a、b处于最高点时，a、b两部分的动量大小之比为1∶3 C. 从炸开到两部分落地的过程中，a、b两部分所受重力的冲量之比为3∶2 D. a、b两部分落地时的重力功率之比为1∶2 【答案】A 【解析】 【详解】AB．a、b两部分水平方向做匀速运动，水平位移之比，竖直高度相等 根据可得运动时间相等 根据可得水平速度大小之比等于水平位移大小之比，即 a、b两部分在最高点炸裂时，由动量守恒可得 根据动量与动能关系 可得，故A正确，B错误； C．根据 可得a、b两部分所受重力的冲量之比，故C错误； D．根据功率公式 二者的竖直速度大小相等，可得a、b落地时的重力功率之比等于质量之比，即，故D错误。 故选A。 9. 如图，足够大的光滑水平面上静止着、、、四个弹性小球，质量分别为、、、，四个小球在同一直线上。小球左端与墙壁刚好接触但不粘连，右端连接一根轻弹簧，弹簧右端与小球相连，小球和接触但也不粘连，此时弹簧处于原长。现给小球一个向左的初速度，与小球发生碰撞，所有碰撞过程均为弹性正碰也不计空气阻力，弹簧始终处于弹性限度之内。在整个运动过程中，下列说法正确的是（ ） A. 整个运动过程中小球、、、和弹簧组成的系统动量守恒 B. 整个运动过程中四个弹性小球、、、组成的系统机械能守恒 C. 当小球、速度相等时，弹簧的弹性势能最大 D. 小球速度最大时，弹簧处于原长状态 【答案】D 【解析】 【详解】A．在小球b向左压缩弹簧的过程中，墙壁对小球a施加向右的作用力，系统合外力不为零，故动量不守恒，故A错误； B．全过程系统机械能（含弹簧弹性势能）守恒，但四个小球的机械能（动能之和）不守恒，因部分能量转化为弹性势能，故B错误； C．当a、b速度相等时对应弹簧形变量有极值。第一阶段b向左减速至0时，，此时弹簧的弹性势能等于b的初动能，即整个过程中的最大弹性势能；第二阶段a离开墙后向右运动，当两者共速时，根据动量守恒，可知此时系统有向右的速度，根据能量守恒，可知此时弹性势能小于第一阶段的最大弹性势能，故当小球、速度相等，且都为0时弹簧的弹性势能才最大，故C错误； D．小球a离开墙壁后受弹簧向右拉力做加速运动。当弹簧恢复原长时弹力为零，此时a加速度为零且速度最大，故D正确。 故选D。 二、多项选择题：共3小题，每小题6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。 10. 如图所示，在光滑的水平桌上有一个动量为2kg·m/s的小球 A 和一个动量为4kg·m/s的小球B沿同一直线同一方向运动，一段时间后小球A追上小球B发生碰撞，若不计摩擦阻力，则碰撞后A、B两球的动量可能是（ ） A. pA=3kg·m/s， pB=5kg·m/s B. pA =1kg·m/s，pB =5kg·m/s C. pA =-1kg·m/s，pB =7kg·m/s D. pA =-2kg·m/s，pB =8kg·m/s 【答案】BC 【解析】 【详解】A．碰撞过程中两小球组成的系统的动量守恒，碰撞前系统的总动量为6kg·m/s，碰撞后系统的总动量为8kg·m/s，故A错误； B．碰撞前，A的速度大于B的速度，可得 可得 根据，碰撞过程总动能不增加，则有 可得，满足条件，且符合动量守恒，故B正确； C．根据和碰撞过程总动能不增加，则有 可得，满足条件，且符合动量守恒，故C正确； D．可以看出，碰撞后A的动能不变，B的动能增大，违背能量守恒定律，故D错误。 故选BC。 11. 如图所示，沿水平方向做简谐振动的质点，依次通过相距L的A、B两点。已知质点在A点的位移大小为振幅的一半，B点位移大小是A点的倍，质点经过A点时开始计时，t时刻第二次经过B点，该振动的振幅和周期可能是（ ） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．当AB两点在平衡位置的同侧时有 可得 ；或者 因此可知第二次经过B点时， 解得 此时位移关系为 解得 故A错误，B正确； CD．当AB两点在平衡位置两侧时有 解得 或者（由图中运动方向舍去），或者 当第二次经过B点时，则 解得 此时位移关系为 解得 C正确D错误； 故选BC。 12. 如图甲，固定的光滑水平横杆上套有质量为m的小环B，其右侧有一固定挡块。一根长为L的轻绳，一端与B相连，另一端与质量为的小球A相连。初始状态轻绳水平且伸直，B靠在挡块处。由静止释放A，在运动过程中水平方向速度v的大小与时间t的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 时刻之后，组成的系统动量守恒 B. 时刻速度相同，大小为 C. 图乙中阴影部分的面积为 D. 阶段，A的水平位移一定大于 【答案】BD 【解析】 【详解】A．图乙可知时刻后，B开始运动起来了，说明此时B已经离开挡板向左运动，B与挡板间没有了作用力，由于杆光滑，故AB构成的系统水平方向不受外力，即AB组成的系统水平动量守恒，但AB整体在竖直方向上合力不为0，则竖直方向动量不守恒，故时刻之后，组成的系统动量不守恒，故A错误； B．题意可知时刻A的水平最大为，对A，由动能定理得 时刻后，由AB系统水平方向动量守恒有 联立解得相同速度 故B正确； CD．图乙中阴影部分的面积为表示的AB水平方向位移差（），从阶段，设AB共速时A的下落高度为，由能量守恒有 联立以上可得 故从阶段，图乙中阴影部分的面积为 联立以上解得 整理可得 故C错误，D正确。 故选 BD。 三、实验题：共2小题，共16分。 13. 某实验小组的同学用如图所示的实验装置来验证动量守恒定律，并进行了如下的操作： a.将斜槽固定在水平桌面上，并调整斜槽末端水平； b.在长木板上由下往上依次铺有白纸和复写纸，并将白纸固定； c.先让入射小球多次从斜轨上的某一位置由静止释放；然后把被碰小球静置于轨道的末端，再将入射小球从斜轨上同一位置由静止释放，在斜槽末端与小球相撞； d.多次重复步骤c，用最小圆圈法分别找到碰撞前后小球在长木板上的平均落点，平均落点自上而下依次记为M、P、N。 （1）关于对本实验的理解，下列说法正确的是__________； A. 需测量释放点到斜槽末端的高度 B. 需测量小球从抛出至落到斜面的飞行时间 C. 需用天平测量、两球的质量和 D. 需测量M、P、N到斜槽末端点的长度、、 （2）小球与小球相碰后小球的平均落点是上图中的__________点。 （3）若两球碰撞的过程中动量守恒，则关系式__________成立（用、、、、表示）。 【答案】（1）CD （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 A．本实验只需保证入射小球每次从斜槽上的同一位置由静止释放即可，不需要测量释放点到斜槽末端的高度，故A错误； B．设斜面倾角为，小球做平抛运动，根据平抛运动规律分别有， 由几何关系有 联立解得 根据几何关系有 联立解得 推导可得 可见小球的初速度与斜面长度的平方根成正比，故本实验不需要测量小球的飞行时间，只需测量小球在斜面上的落点到斜槽末端的长度即可验证动量守恒，故B错误； C．验证动量守恒定律的表达式中含有两球的质量，故需用天平测量、两球的质量和，故C正确； D．由选项B的分析可知，由于小球的初速度与斜槽末端到落点的长度的平方根成正比，故需测量小球分别落在、、点到斜槽末端点的长度、、，故D正确。 故选CD。 【小问2详解】 入射小球与被碰小球发生碰撞后，被碰小球的速度最大，根据可知其在斜面上的落点距离斜槽末端最远，由于平均落点自上而下依次记为、、，故小球的平均落点是上图中的点。 【小问3详解】 未放小球时，小球对应的落点为点，根据前面分析推导可得 放入小球后发生碰撞，碰后小球的速度最小，对应的落点为点，推导可得 小球对应的落点为点，推导可得 若两球碰撞的过程中动量守恒，根据动量守恒定律有 将速度表达式代入解得 14. 某实验小组在实验室测量当地的重力加速度。实验器材有：铁架台、细线、小摆球（有多个小摆球可选）、秒表、米尺、游标卡尺等。 （1）如图1所示，将细线的一端连接摆球，另一端固定在铁架台上点，然后将摆球拉离平衡位置，由静止释放摆球，让单摆开始摆动。下列做法有助于减小实验误差的有________。 A. 摆球选择半径较小、密度较大的 B. 使摆角大一些，取左右，方便观察 C. 让摆球在同一竖直面内摆动 D. 在摆球摆至最高点时开始计时 （2）甲同学选取摆线长度为时，测得小摆球摆动30个完整周期的时间为，计算出单摆周期。改变摆线长度多次重复实验，记录相关数据，在坐标纸上作出的图线为一条直线，如图2所示。设直线斜率为，则重力。加速度可表示为__________（用表示）。 （3）由图2利用直线斜率求得当地的重力加速度大小为__________（取9.86，结果保留3位有效数字）。 （4）甲同学在本实验中没有测量小摆球直径，对第（3）问中的测量结果__________（选填“有”或“无”）影响。 （5）乙同学用游标卡尺测得另一个小摆球的直径如图所示，则其直径为__________； 【答案】（1）AC （2） （3）9.66 （4）无 （5）1.070 【解析】 【小问1详解】 A．当摆球的半径小、密度大时，可以减少空气阻力的影响，有助于减少实验误差，A正确； B．单摆做简谐运动要求摆角小于，摆角在左右，这时候的运动不再是简谐运动，会增加误差，B错误； C．在同一竖直面摆动，能够避免圆锥摆，保证了单摆运动的规范性，减小误差，C正确； D．在最高点计时，最高点速度小，肉眼难以精准判断刚好到达最高点的瞬间，计时误差大，而最低点速度大，计时误差小，因此应该在最低点计时，D错误。 故选AC。 【小问2详解】 由单摆周期公式 得到 因此图像斜率 解得 【小问3详解】 当时，，将数据代入 其中取，解得 【小问4详解】 图像斜率是 摆球直径为常数，直径不影响斜率只影响图像的上下移动，斜率不发生变化，因此对无影响。 【小问5详解】 由游标卡尺读数可知直径为 四、解答题：共3小题，共30分。 15. 如图所示为一款玩具“弹簧公仔”，该玩具由头部、轻弹簧及底座组成，已知公仔头部质量为，弹簧劲度系数为，底座质量也为。轻压公仔头部至弹簧弹力为时，由静止释放公仔头部，此后公仔头部在竖直方向上做简谐运动。重力加速度为，弹簧始终在弹性限度内。求： （1）释放公仔头部瞬间的加速度大小； （2）公仔头部运动至最高点时桌面对底座的弹力大小； （3）公仔头部做简谐运动的振幅。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 释放公仔头部瞬间，对公仔头部分析，根据牛顿第二定律有 解得 【小问2详解】 根据简谐运动的对称性可知，最高点与最低点的加速度大小相等，方向相反。 在最高点时，令弹簧的弹力大小为，根据牛顿第二定律有 解得 即此时弹簧恰好处于原长。 对底座分析可知，地面对底座的支持力 【小问3详解】 初态公仔静止时，对公仔头部分析，有 轻压公仔头部至弹簧弹力为时，有 则振幅 16. 如图所示，静止在光滑水平面上的物体B是由平板ab、固定在平板最左端a点的薄挡板和四分之一光滑圆弧轨道bc组成，圆弧bc的半径为R=2m，其最低点b与平板ab的上平面相切。刚开始时，滑块A（可视为质点）静置于a点，t=0时刻，给滑块A一向右的瞬时速度v0=12m/s，已知平板ab部分的长度为L=3m，A、B的质量分别为m1=2kg、m2=4kg，A与B的ab部分之间的摩擦因数为μ=0.6，重力加速度g=10m/s2，A与挡板碰撞时间极短且不计A与挡板碰撞过程的能量损失，在此后的运动过程中，求： （1）滑块A上升的最大高度； （2）滑块A与挡板第一次碰撞后的速度； （3）滑块A最终在平板ab上相对B静止时的位置。 【答案】（1）3m （2）8m/s （3）停在a点右侧2m处（或距离b点左侧1m处） 【解析】 【小问1详解】 A上升到最大高度时，系统水平方向动量守恒，最高点时A、B速度相同，有 a到最高点根据能量守恒 解得 【小问2详解】 滑块A与挡板第一次碰撞后，A、B组成的系统动量守恒， 解得或0（舍去） 【小问3详解】 根据能量守恒 解得 所以A最终停在a点右侧2m处（或距离b点左侧1m处）。 17. 如图，倾角的足够长光滑斜面固定在水平面上，斜面上某位置固定有垂直于斜面的挡板，质量的凹槽在外力作用下静止在斜面上，凹槽下端与固定挡板间的距离，凹槽两端挡板厚度不计。质量的小物块紧贴凹槽上端放置，物块B与凹槽间的动摩擦因数，时撤去外力，凹槽与物块一起自由下滑；时物块与凹槽发生了第一次碰撞。整个运动过程中，所有碰撞均为弹性碰撞，且碰撞时间极短，可忽略不计。物块可视为质点，也不计空气阻力，重力加速度。求： （1）凹槽A与挡板P发生第一次碰撞前物块的速率； （2）凹槽A的长度； （3）从凹槽A与物块B发生第一次碰撞后再经多长时间两者发生第二次碰撞。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设凹槽与挡板P发生第一次碰撞前物块的速度为，从撤去外力到凹槽与挡板P发生第一次碰撞过程，对A、B，由动能定理得 代入数据解得 【小问2详解】 设从凹槽开始下滑经时间与挡板P碰撞，对、整体，由牛顿第二定律得 碰撞前瞬间凹槽A的速度 由题意可知 则 凹槽与挡板P发生第一次碰撞后，物块所受合力为零，物块匀速下滑，凹槽匀减速上滑。对，由牛顿第二定律得 设凹槽与物块第一次碰撞前的速度为，此时物块与挡板P间的距离为。则 由题意可知，代入数据解得 凹槽的长度 代入数据解得 【小问3详解】 设凹槽与物块发生第一次碰撞后，凹槽速度大小为，物块速度大小为，、发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，取沿斜面向下为正向，由动量守恒定律得 由机械能守恒定律得 代入数据解得， 凹槽与物块发生第一次碰撞后，凹槽匀速下滑，物块匀加速下滑，设凹槽经时间与挡板P第二次碰撞，此时物块的速度为，物块与挡板P间的距离为，物块的加速度为； 对有 代入数据解得 对由牛顿第二定律得 的速度 代入数据解得 由运动学公式得 代入数据解得 凹槽与挡板P第二次碰撞后，凹槽沿斜面匀减速上滑，物块匀速下滑（），设经时间凹槽与物块发生第二次碰撞，第二次碰撞前凹槽的速度为，则 代入数据解得 设从凹槽与物块发生第一次碰撞后经时间凹槽与物块发生第二次碰撞，则 代入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $