内容正文:
介休一中2025-2026学年高二下学期6月考试
物理试题
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。
1. 下列有关机械波的说法,正确的是( )
A. 对同一列波,缝、孔等障碍物尺寸越大,衍射现象越明显
B. 频率相同的两列横波和纵波,沿同一方向传播能发生干涉现象
C. 当波源与观察者之间的相对距离改变时,一定要发生多普勒效应
D. 一维简谐波在传播过程中,位于平衡位置的质点,动能最大,势能最小
【答案】C
【解析】
【详解】A.发生明显衍射的条件是缝、孔或障碍物的尺寸与波长相差不多,或小于波长。同一列波波长固定,障碍物尺寸越大,衍射现象越不明显,故A错误;
B.两列波发生干涉的必要条件为:频率相同、振动方向相同、相位差恒定。横波振动方向与传播方向垂直,纵波振动方向与传播方向平行,二者振动方向不同,不满足干涉条件,故B错误;
C.多普勒效应的本质是波源与观察者相对距离变化时,观察者接收到的波的频率与波源固有频率存在差异,因此二者相对距离改变时一定发生多普勒效应,故C正确;
D.一维简谐波传播过程中,质点的动能与势能变化同相位,位于平衡位置的质点振动速度最大、动能最大,同时相邻质点位移差最大、形变最大,势能也最大;只有做简谐运动的孤立质点在平衡位置时势能最小,故D错误。
故选C。
2. 在盛沙的漏斗下面放一木板,让漏斗左右摆动起来,同时其中细沙匀速流出,经历一段时间后,观察木板上沙子的堆积情况,则沙堆的剖面应是如图中的( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】漏斗摆动时,经过最大位移处左右两个端点时,漏斗的速度最小,通过相同距离所用时间较长,而细沙匀速流出,则木板上沙子堆积较多;
漏斗经过平衡位置时速度最大,通过相同距离所用时间较短,而细沙匀速流出,说明平衡位置堆积的沙子较少。
故选B。
3. 如图甲所示为一款玩具“弹簧公仔”,该玩具由头部、轻弹簧及底座连接组成。已知公仔头部的质量,底座的质量。给头部一竖直方向上的初速度,当头部运动到最高点时,底座与水平面间的作用力刚好为零。从某时刻开始计时,头部的位移随时间变化规律如图乙所示,已知重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 时,弹簧的弹力为零
B. 头部在任意一个1.25 s内通过的路程均为50 cm
C. 底座对水平面的最大压力为3 N
D. 弹簧的劲度系数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据题意可知,头部在竖直面内做简谐运动,时,位于平衡位置,则合外力为零,即弹簧弹力和头部重力相等,故A错误;
B.根据图乙可知,周期,则1.25 s为振动,简谐运动中,只有从平衡位置或最大位移处开始计时,振动的路程才为,若非特殊点时,振动的路程不为,故头部在任意一个1.25 s内通过的路程不一定为50 cm,故B错误;
C.根据振动回复力对称性可知,在最高点时弹簧弹力,则回复力,在最低点时底座对水平面的压力最大,此时回复力
解得弹力
对底座受力分析可知,水平面支持力
底座对水平面的最大压力为,故C正确;
D.根据胡克定律,头部位于最高点时弹簧处于伸长状态,头部位于最低点时弹簧处于压缩状态,又
联立解得,故D错误。
故选C。
4. 如图所示,厚度均匀的玻璃砖下表面为镀银反射面,一束复色光从上表面点射入,经过玻璃砖折射和反射面反射后分成两束光分别从上表面的点射出,则下列说法正确的是( )
A. 玻璃砖对光的折射率小于光
B. 光在玻璃砖中传播速度大于光
C. 从点射出的两束光可能不平行
D. 光在玻璃砖中从到和的传播时间可能相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.
作出光路图如上,相同入射角,a光的折射角更小,所以玻璃砖对光的折射率大于光b,故A错误;
B.由,,所以a光在玻璃砖中传播速度小于光,故B错误;
C.由光路的可逆性和反射定律,入射光和出射光的入射角和折射角都相等,因此从点射出的两束光一定平行,故C错误;
D.设玻璃砖厚度为,光在空气中的入射角为,玻璃中的折射角为,由图可知光在玻璃中传播的总路程
传播时间,代入得
由三角函数性质,当时,,此时,因此传播时间可能相等,故D正确。
故选D。
5. 如图所示,弹簧一端固定,另一端与光滑水平面上的木箱相连,箱内放置一小物块,物块与木箱之间有摩擦。压缩弹簧并由静止释放,释放后物块在木箱上有滑动,滑动过程中不与木箱前后壁发生碰撞,不计空气阻力,则( )
A. 释放瞬间,物块加速度为零
B. 物块和木箱最终仍有相对运动
C. 木箱第一次到达最右端时,物块速度为零
D. 物块和木箱的速度第一次相同前,物块受到的摩擦力不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据题意可知,释放时,物块与木箱发生相对滑动,且有摩擦力,根据牛顿第二定律可知释放时物块加速度不为0,故A错误;
B.由于物块与木箱间有摩擦力且发生相对滑动,所以弹簧的弹性势能会减少,直到弹簧的最大弹力满足以下分析的:设物块与木箱之间的最大静摩擦力为,物块质量为,对物块根据牛顿第二定律
设木箱质量为,对物块与木箱整体,根据牛顿第二定律
可得
即弹簧的最大弹力减小到后,二者一起做简谐运动,故B错误;
C.根据AB选项分析可知只有当二者一起做简谐运动前,有相对滑动,木箱第一次到达最右端时,物块速度不为零,故C错误;
D.开始滑块的加速度向右,物块与滑块第一次共速前,物块相对滑块向左运动,受到向右的摩擦力,共速前二者有相对滑动,摩擦力恒为二者之间的滑动摩擦力,保持不变,故D正确。
故选D。
6. 均匀介质中一列简谐横波沿x轴传播,t=0时刻部分波形如图所示,已知质点P比质点Q先回到平衡位置,且t=4s时质点P、Q的位移相同,则( )
A. 波沿x轴负方向传播
B. 该波的波长为12m
C. 该波的波速可能为3m/s
D. 图示时刻经周期,P、Q两质点通过的路程相等
【答案】C
【解析】
【详解】A.由于P点比Q点先回到平衡位置,说明P点的振动方向沿y轴向下,所以机械波向x轴正方向传播,故A错误;
B.读取图像信息可知,波长为8m,故B错误;
C.若P、Q两质点的位移相同,要求波形中的波峰或波谷运动到PQ的中点处即可,所以
当n=1时,,故C正确;
D.根据图像可知P点的初始相位为
Q点的初始相位为
根据三角函数关系可知,再经过(即相位增加),,
二者的路程并不相等,故D错误。
故选C。
7. 如图甲所示,曲面为四分之一圆弧、质量为M的滑块静止在光滑水平地面上,一光滑小球以某一速度水平冲上滑块的圆弧面,且没有从滑块上端冲出去,若测得在水平方向上小球与滑块的速度大小分别为、,作出图像如图乙所示,重力加速度为,不考虑任何阻力,则下列说法正确的是( )
A. 小球的质量为2M
B. 小球运动到最高点时的速度为
C. 小球能够上升的最大高度为
D. 小球在与圆弧滑块分离后相对地面向右做平抛运动
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.设小球的质量为,初速度为,在水平方向上由动量守恒定律有
整理可得
则图线的斜率为
解得,故A正确;
B.图线的纵截距为
解得小球的初速度大小为
小球运动到最高点时,竖直方向速度为零,在水平方向上与滑块具有相同的速度,在水平方向上由动量守恒定律得
解得,故B正确;
C.小球从开始运动到最高点的过程中,由机械能守恒定律得
解得,故C错误;
D.对小球和圆弧滑块组成的系统,分离时有,
解得小球在与圆弧滑块分离时的速度为
即小球的速度方向向右,所以小球在与圆弧滑块分离后相对地面向右做平抛运动,故D正确。
故选ABD。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。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. 下列说法正确的是( )
A. 甲图测量油膜分子直径时,为了避免油酸挥发带来影响,在滴完油酸之后要立即测量油膜的面积
B. 乙图是布朗运动示意图,悬浮在液体中的颗粒越大,某一瞬间跟颗粒碰撞的液体分子数目就会越多,撞击的不平衡性越明显,布朗运动越显著
C. 丙图是气体分子速率分布图,由图可知代表的温度小于代表的温度,但图像与坐标轴包围的面积等于图像与坐标轴包围的面积
D. 丁图是分子间作用力示意图,在处引力和斥力等大,分子力为零
【答案】CD
【解析】
【详解】A.甲图测量油膜分子直径时,在滴完油酸之后不能立即测量油膜的面积,应等油膜稳定后再测量油膜的面积,故A错误;
B.乙图是布朗运动示意图,悬浮在液体中的颗粒越大,某一瞬间跟颗粒碰撞的液体分子数目就会越多,撞击的不平衡性越不明显,布朗运动越不显著,故B错误;
C.丙图是气体分子速率分布图,温度越高,速率大的分子占总分子数的百分比更大,则代表的温度小于代表的温度;但图像与坐标轴包围的面积等于图像与坐标轴包围的面积,均为1,故C正确;
D.丁图是分子间作用力示意图,在处引力和斥力等大,分子力表现为零,故D正确。
故选CD。
9. 两列简谐横波在轴上传播、波沿轴正向传播,波沿轴负向传播,时刻的波形图如图所示,此时刻平衡位置在和的质点、刚好开始振动,两列波的波速均为,质点的平衡位置分别为和,下列说法正确的是( )
A. 两列波相遇时刻为,点起振方向为向下
B. 、间(不包括、)有2处振动加强点
C. 0~2.5 s内质点M运动路程为32 cm
D. 两列波振幅不同,故不能发生干涉
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】A.0时刻P、Q两质点刚好开始振动,且振动方向相反,经过时间t两列波在N点相遇,则有,相遇时两列波在N点引起的振动方向相反,由于b波振幅较大,振动速度较大,故N点起振方向向上,A错误;
B.由题可知两列波的波长均为λ=4 m,xPQ=4 m,即,因为P、Q两质点起振方向相反,设在P、Q两点之间振动加强的点到P点的距离为∆x,则应满足的条件为(n=1,2,3,…),将代入λ=4 m和(n=1,2,3,…)解得∆x=1m或3m,即P、Q两点之间的振动加强的点有两处,B正确;
C.根据公式可得波的周期为,a波传播到M点时间,b波传到M点时间。0~0.5 s:M点未振动;0.5 s~1.5 s:仅a波作用,M点以振幅Aa=4 cm振动1 s(0.5个周期),路程为2Aa=8 cm;1.5 s~2.5 s:a、b波叠加(振动加强,振幅为Aa+Ab=12 cm),振动1 s(0.5个周期),路程为2(Aa+Ab)=24 cm;总路程为8 cm+24 cm=32 cm,C正确;
D.两列波周期相同、振动方向在同一直线、相位差恒定,满足干涉条件,可以发生干涉,D错误。
故选BC。
【点睛】
10. 如图甲,某轻弹簧两端系着质量均为的小球、。小球用细线悬挂于天花板上,系统处于静止状态。现将细线烧断,以此为计时起点,、两小球运动的图线如图乙所示,表示到时间内的图线与横轴所围面积大小,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 从到时刻,弹簧对球的冲量为
B. 时刻,球的速度大小为
C. 时刻,弹簧弹性势能最大
D. 时刻,、两小球的速度差最大
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.加速度与时间的关系()中图像与时间轴围成的面积是速度变化量,从图像可知从0到时刻两图线与时间轴所围成的面积相等,而小球A、B的初速度为0,即时刻两小球速度大小相等,对A与B的整体列动量定理,有
所以两球速度大小
设弹簧对球A的冲量为,对A球由动量定理有
解得,故A正确;
B.从0到时刻,以A、B两球整体为研究对象,可列动量定理
其中时刻小球A的速度大小为
化简得时刻小球B的速度大小为,故B正确;
C.时刻,两小球加速度大小相等,设弹簧的弹力为T,则对A分析,有
对球B分析,有
联立可知
即弹簧处于原长,弹性势能为0,故C错误;
D.从图乙可知,从0到时刻,两个图像与时间轴围成的面积差一直在增大,时刻达到最大,即时刻A与B的速度差最大,故D正确。
故选ABD。
三、实验题:每空2分,共16分。
11. 某同学通过双缝干涉实验测量红光的波长,实验装置如图甲所示。
(1)实验测量时,将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,记下此时图乙中手轮上的示数__________mm,然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐,此时手轮上的示数为10.200mm。
(2)若已知双缝间距为,测得双缝到屏的距离为,则实验所测红光波长为__________nm。
(3)图丙是本实验中从目镜中看到的红光干涉条纹,若换用更窄的双缝,则看到的条纹应是图丁中的__________(填“A”或“B”)。
【答案】(1)3.700
(2)650 (3)B
【解析】
【小问1详解】
图乙中手轮上的示数为
【小问2详解】
第1条亮条纹到第5条亮条纹的间隔为
所以,相邻亮纹间距
根据双缝干涉公式,波长为
【小问3详解】
根据公式,换用更窄的双缝,即双缝间距减小,故相邻亮纹间距增大,条纹间距变宽的是丁图中的B。
故填B。
12. 同学们用如图所示的装置研究小球在斜槽末端碰撞时动量是否守恒。
(1)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时先让入射小球多次从斜槽上位置S由静止释放,通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P,测出平抛射程OP。然后,把半径相同的被碰小球静置于轨道的水平部分末端,仍将入射小球从斜轨上位置S由静止释放,与被碰小球发生正碰,并多次重复该操作,两小球平均落地点位置分别为M、N。实验中还需要测量的物理量有__________。(选填选项前的字母)
A. 入射小球和被碰小球的质量、
B. 入射小球开始的释放高度
C. 小球抛出点距地面的高度
D. 两球相碰后的平抛射程OM、ON
(2)在实验误差允许范围内,若满足关系式__________(用所测物理量的字母表示),则可以认为两球碰撞前后的动量守恒;若满足关系式__________(用所测物理量的字母表示),则可以认为两球发生的是弹性碰撞。
(3)有同学认为,在上述实验中更换两个小球的材质,并增大入射球的质量,其他条件不变,可以使被碰小球的射程增大。请你分析被碰小球射程ON不能超过__________。(用实验中测量的物理量表示)
(4)若采用如图装置来验证碰撞中的动量守恒,实验中先后两次得到小球的三个落点位置:、和,与小球在斜槽末端时球心的位置等高。下列说法中正确的是__________。(选填选项前的字母)
A. 若,则此碰撞过程动量守恒
B. 若,则此碰撞过程动量守恒
C. 若,则此碰撞过程机械能守恒
D. 若,则此碰撞过程机械能守恒
【答案】(1)AD (2) ①. ②.
(3) (4)C
【解析】
【小问1详解】
设碰撞前入射球的速度大小为v0,碰撞后瞬间入射球的速度大小为v1,被碰球的速度大小为v2,两球碰撞过程系统动量守恒,以碰撞前入射球的速度方向为正方向,由动量守恒定律得
小球离开斜槽后做平抛运动,竖直方向的分运动是自由落体运动,它们抛出点的高度都相等,运动时间t相等,则
根据平抛运动水平方向做匀速直线运动可得
故实验中还需要测量的物理量有入射小球和被碰小球的质量、,两球相碰后的平抛射程OM、ON。AD正确,BC错误。
故选AD。
【小问2详解】
[1]在实验误差允许范围内,若满足关系式得
则可以认为两球碰撞前后的动量守恒
[2]若碰撞前后机械能不变,则有
根据平抛运动水平分运动
可得
若满足此式,则可以认为两球发生的是弹性碰撞。
【小问3详解】
若小球发生弹性碰撞,被碰小球获得的速度最大,根据动量守恒定律
根据机械能守恒定律
可得
结合平抛运动水平分运动,可知小球��2最大射程为
【小问4详解】
AB.设与斜槽末端距离为L,小球碰后做平抛运动,速度越快,下落高度越小,单独一个球下落时,落点为,两球碰撞后,被碰球速度快,落点为,入射球落点为,根据动量守恒定律可得
根据平抛运动规律,
可得
故,,
代入动量守恒表达式可得,故AB错误;
CD.根据机械能守恒可知
代入速度表达式可得,故C正确,D错误。
故选C。
四、解答题:本题共3个小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不得分,有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位
13. 打篮球是青少年比较喜爱的体育运动,某次比赛前发现篮球气压不足,于是立即给篮球打气,若每次都能将体积为0.2L、压强为1.0atm的气体打进篮球内部,共打了9次气,打完气后测得篮球内部气体的压强为1.6atm,篮球的容积为6L。已知外界大气压为1.0atm且不变,设整个打气过程中气体温度均不变,空气可视为理想气体。求:
(1)若不考虑篮球内部容积的变化,则篮球内部原有气体的压强是多少?
(2)若打气前篮球内部容积为5L,则篮球内部原有气体的压强是多少?
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设篮球内原有气体压强为,气体体积为,打入气体的压强为,打入气体的体积
气体经历了等温变化,则
解得
【小问2详解】
设篮球内原有气体压强为,气体体积为,打入气体的压强为,打入气体的体积
气体经历了等温变化,则
解得
14. 某透明介质的横截面如图所示。截面由半径为2R的四分之一圆弧ABO和一个长方形BCDO组成,OD:AO=():2。一单色光线从圆弧AB的中点E沿垂直于DC边的方向射入,折射光线刚好到达D点。光在真空中的传播速度为c,不考虑光在介质中的反射,求:
(i)介质对该光的折射率n;
(ii)该光在介质中传播的时间t。
【答案】(i);(ii)
【解析】
【详解】(i)由于光线从弧面AB的中点E沿垂直于DC边的方向射入,如图所示
由几何关系可知,入射角α=45°,由正弦定理有
又因为
代入得
又因为
代入得
(ii)光在介质中的传播速度大小
又因为
代入得
15. 如图所示,虚线左侧的水平地面粗糙,右侧的水平地面光滑,在虚线左侧处静止放置质量为的物块,在虚线右侧静止放置质量为的木板,的右端静止放置质量为的小物块,现给方向水平向右、大小为的初速度,一段时间后以速度与发生弹性碰撞,始终未滑离。已知与左侧地面间的动摩擦因数为,与间的动摩擦因数为,重力加速度,均可视为质点。
(1)求的大小;
(2)求和长木板因相对运动而产生的热量;
(3)若其它条件不变,与地面间的摩擦因数,求最终停止时距右端的距离。
【答案】(1)6m (2)6J
(3)2m
【解析】
【小问1详解】
选A为研究对象,在左侧运动阶段,由牛顿第二定律有
根据运动学公式,有
联立解得
【小问2详解】
A与B发生弹性碰撞的瞬间,C的速度未发生变化,则碰撞过程中A和B组成的系统动量守恒,有
根据机械能守恒,有
解得B的速度大小为
对B与C,根据动量守恒定律有
根据能量守恒定律,有
联立解得
【小问3详解】
A、B碰撞后,对C,牛顿第二定律有
解得
对B,牛顿第二定律有
解得
共速时,有
解得
最终C停在距离B右端的距离为
解得
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介休一中2025-2026学年高二下学期6月考试
物理试题
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。
1. 下列有关机械波说法,正确的是( )
A. 对同一列波,缝、孔等障碍物尺寸越大,衍射现象越明显
B. 频率相同的两列横波和纵波,沿同一方向传播能发生干涉现象
C. 当波源与观察者之间相对距离改变时,一定要发生多普勒效应
D. 一维简谐波在传播过程中,位于平衡位置的质点,动能最大,势能最小
2. 在盛沙的漏斗下面放一木板,让漏斗左右摆动起来,同时其中细沙匀速流出,经历一段时间后,观察木板上沙子的堆积情况,则沙堆的剖面应是如图中的( )
A. B.
C. D.
3. 如图甲所示为一款玩具“弹簧公仔”,该玩具由头部、轻弹簧及底座连接组成。已知公仔头部的质量,底座的质量。给头部一竖直方向上的初速度,当头部运动到最高点时,底座与水平面间的作用力刚好为零。从某时刻开始计时,头部的位移随时间变化规律如图乙所示,已知重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 时,弹簧的弹力为零
B. 头部在任意一个1.25 s内通过的路程均为50 cm
C. 底座对水平面的最大压力为3 N
D. 弹簧的劲度系数为
4. 如图所示,厚度均匀玻璃砖下表面为镀银反射面,一束复色光从上表面点射入,经过玻璃砖折射和反射面反射后分成两束光分别从上表面的点射出,则下列说法正确的是( )
A. 玻璃砖对光的折射率小于光
B. 光在玻璃砖中传播速度大于光
C. 从点射出的两束光可能不平行
D. 光在玻璃砖中从到和的传播时间可能相等
5. 如图所示,弹簧一端固定,另一端与光滑水平面上的木箱相连,箱内放置一小物块,物块与木箱之间有摩擦。压缩弹簧并由静止释放,释放后物块在木箱上有滑动,滑动过程中不与木箱前后壁发生碰撞,不计空气阻力,则( )
A. 释放瞬间,物块加速度为零
B. 物块和木箱最终仍有相对运动
C. 木箱第一次到达最右端时,物块速度为零
D. 物块和木箱的速度第一次相同前,物块受到的摩擦力不变
6. 均匀介质中一列简谐横波沿x轴传播,t=0时刻部分波形如图所示,已知质点P比质点Q先回到平衡位置,且t=4s时质点P、Q的位移相同,则( )
A. 波沿x轴负方向传播
B. 该波的波长为12m
C. 该波的波速可能为3m/s
D. 图示时刻经周期,P、Q两质点通过的路程相等
7. 如图甲所示,曲面为四分之一圆弧、质量为M的滑块静止在光滑水平地面上,一光滑小球以某一速度水平冲上滑块的圆弧面,且没有从滑块上端冲出去,若测得在水平方向上小球与滑块的速度大小分别为、,作出图像如图乙所示,重力加速度为,不考虑任何阻力,则下列说法正确的是( )
A. 小球的质量为2M
B. 小球运动到最高点时的速度为
C. 小球能够上升的最大高度为
D. 小球在与圆弧滑块分离后相对地面向右做平抛运动
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。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. 下列说法正确的是( )
A. 甲图测量油膜分子直径时,为了避免油酸挥发带来影响,在滴完油酸之后要立即测量油膜的面积
B. 乙图是布朗运动示意图,悬浮在液体中的颗粒越大,某一瞬间跟颗粒碰撞的液体分子数目就会越多,撞击的不平衡性越明显,布朗运动越显著
C. 丙图是气体分子速率分布图,由图可知代表的温度小于代表的温度,但图像与坐标轴包围的面积等于图像与坐标轴包围的面积
D. 丁图是分子间作用力示意图,在处引力和斥力等大,分子力为零
9. 两列简谐横波在轴上传播、波沿轴正向传播,波沿轴负向传播,时刻的波形图如图所示,此时刻平衡位置在和的质点、刚好开始振动,两列波的波速均为,质点的平衡位置分别为和,下列说法正确的是( )
A. 两列波相遇时刻为,点起振方向为向下
B. 、间(不包括、)有2处振动加强点
C. 0~2.5 s内质点M运动路程为32 cm
D. 两列波振幅不同,故不能发生干涉
10. 如图甲,某轻弹簧两端系着质量均为的小球、。小球用细线悬挂于天花板上,系统处于静止状态。现将细线烧断,以此为计时起点,、两小球运动的图线如图乙所示,表示到时间内的图线与横轴所围面积大小,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 从到时刻,弹簧对球的冲量为
B. 时刻,球的速度大小为
C. 时刻,弹簧弹性势能最大
D. 时刻,、两小球的速度差最大
三、实验题:每空2分,共16分。
11. 某同学通过双缝干涉实验测量红光的波长,实验装置如图甲所示。
(1)实验测量时,将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,记下此时图乙中手轮上的示数__________mm,然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐,此时手轮上的示数为10.200mm。
(2)若已知双缝间距为,测得双缝到屏的距离为,则实验所测红光波长为__________nm。
(3)图丙是本实验中从目镜中看到的红光干涉条纹,若换用更窄的双缝,则看到的条纹应是图丁中的__________(填“A”或“B”)。
12. 同学们用如图所示的装置研究小球在斜槽末端碰撞时动量是否守恒。
(1)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时先让入射小球多次从斜槽上位置S由静止释放,通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P,测出平抛射程OP。然后,把半径相同的被碰小球静置于轨道的水平部分末端,仍将入射小球从斜轨上位置S由静止释放,与被碰小球发生正碰,并多次重复该操作,两小球平均落地点位置分别为M、N。实验中还需要测量的物理量有__________。(选填选项前的字母)
A. 入射小球和被碰小球的质量、
B. 入射小球开始的释放高度
C. 小球抛出点距地面的高度
D. 两球相碰后的平抛射程OM、ON
(2)在实验误差允许范围内,若满足关系式__________(用所测物理量的字母表示),则可以认为两球碰撞前后的动量守恒;若满足关系式__________(用所测物理量的字母表示),则可以认为两球发生的是弹性碰撞。
(3)有同学认为,在上述实验中更换两个小球的材质,并增大入射球的质量,其他条件不变,可以使被碰小球的射程增大。请你分析被碰小球射程ON不能超过__________。(用实验中测量的物理量表示)
(4)若采用如图装置来验证碰撞中的动量守恒,实验中先后两次得到小球的三个落点位置:、和,与小球在斜槽末端时球心的位置等高。下列说法中正确的是__________。(选填选项前的字母)
A. 若,则此碰撞过程动量守恒
B. 若,则此碰撞过程动量守恒
C. 若,则此碰撞过程机械能守恒
D. 若,则此碰撞过程机械能守恒
四、解答题:本题共3个小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不得分,有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位
13. 打篮球是青少年比较喜爱的体育运动,某次比赛前发现篮球气压不足,于是立即给篮球打气,若每次都能将体积为0.2L、压强为1.0atm的气体打进篮球内部,共打了9次气,打完气后测得篮球内部气体的压强为1.6atm,篮球的容积为6L。已知外界大气压为1.0atm且不变,设整个打气过程中气体温度均不变,空气可视为理想气体。求:
(1)若不考虑篮球内部容积的变化,则篮球内部原有气体的压强是多少?
(2)若打气前篮球内部容积为5L,则篮球内部原有气体的压强是多少?
14. 某透明介质横截面如图所示。截面由半径为2R的四分之一圆弧ABO和一个长方形BCDO组成,OD:AO=():2。一单色光线从圆弧AB的中点E沿垂直于DC边的方向射入,折射光线刚好到达D点。光在真空中的传播速度为c,不考虑光在介质中的反射,求:
(i)介质对该光的折射率n;
(ii)该光在介质中传播的时间t。
15. 如图所示,虚线左侧的水平地面粗糙,右侧的水平地面光滑,在虚线左侧处静止放置质量为的物块,在虚线右侧静止放置质量为的木板,的右端静止放置质量为的小物块,现给方向水平向右、大小为的初速度,一段时间后以速度与发生弹性碰撞,始终未滑离。已知与左侧地面间的动摩擦因数为,与间的动摩擦因数为,重力加速度,均可视为质点。
(1)求的大小;
(2)求和长木板因相对运动而产生的热量;
(3)若其它条件不变,与地面间摩擦因数,求最终停止时距右端的距离。
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