精品解析:黑龙江哈尔滨市第六中学校2025-2026学年高二下学期期中考试物理试题
2026-06-19
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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-期中 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 黑龙江省 |
| 地区(市) | 哈尔滨市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 12.53 MB |
| 发布时间 | 2026-06-19 |
| 更新时间 | 2026-06-19 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-19 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58415400.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
哈尔滨市第六中学校2024级高二下学期期中考试
物理试题
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6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)
1. 下列关于甲、乙、丙、丁四幅图中物理现象的描述,正确的是( )
A. 图甲中,救护车向右运动,人行道上静止的A、B两人听到警笛声的频率不相同
B. 图乙中,泊松亮斑现象是由于光的折射产生的
C. 图丙中,用3D眼镜看3D电影感受到的立体影像,是由光的干涉现象形成的
D. 图丁中,在检验工件平整度的操作中,通过干涉条纹可推断出为凸处、为凹处
2. 关于分子动理论,下列说法正确的是( )
A. 在显微镜下追踪悬浮于水中的小炭粒的运动,图甲中的折线是小炭粒的运动轨迹
B. 图乙为氧气分子在不同温度下的速率分布规律,任意一个分子在100℃时的速率一定比0℃时的速率大
C. 分子力与分子势能随分子间距变化规律相似,图丙表示分子力与分子间距离的关系
D. 图丁为模拟气体压强产生机理的实验,仅增加豆粒数量,可模拟温度降低对气体压强的影响
3. 下列说法正确的是( )
A. 当一个物体的机械能增加时,其内能也跟着增加
B. 当存在分子力时,两分子间距离增大时,分子势能不一定增大
C. 当两个铅块的接触面削平、压紧后能“粘”在一起,是因为分子间存在引力而没有斥力
D. 已知某气体的摩尔质量为 、密度为 ,阿伏加德罗常数为,则气体分子的体积
4. 简谐运动的振动图线可用下述方法画出:如图甲所示,在弹簧振子的小球上安装一支绘图笔P,让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上做匀速运动,绘图笔在纸带上画出的就是小球的振动图线。取振子水平向右的方向为振子离开平衡位置位移的正方向,纸带运动的距离代表时间,得到的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 弹簧振子的周期为2 s B. 弹簧振子的振幅为20 cm
C. 1.5 s时小球正在向右运动 D. 小球的加速度向右增大
5. 如图所示为一台小型发电机的示意图,单匝线圈逆时针转动.若从中性面开始计时,产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示。已知外接灯泡的电阻恒为18 Ω,电压表是理想电表,其余部分电阻不计,下列说法正确的是( )
A. 灯泡两端的瞬时电压的表达式
B. 时,电压表读数为
C. 小灯泡的功率为2.0 W
D. 线圈匀速转动一周的过程中,电流做的功
6. 如图所示为一块透明玻璃的截面图,虚线左侧是半径为的圆弧面,右侧是等腰直角三角形。现有一束平行单色光与边成角射入玻璃,已知光在真空中的传播速度为 ,玻璃体对该单色光的折射率为,不考虑多次反射,下列说法正确的是( )
A. 单色光在玻璃体中的传播速度为
B. 不会有折射光线从 边上射出
C. 圆弧AP没有光线射出的部分占整个弧长的
D. 圆弧AP没有光线射出的部分占整个弧长的
7. 一列振幅为的简谐横波向右传播,在其传播路径上每隔 选取一个质点,如图甲所示,时刻波恰传到质点1,质点1立即开始向上振动,经过时间 ,所选取的号质点间第一次出现如图乙所示的波形,则下列判断正确的是( )
A. 该波的周期为0.6 s,波速为
B. 时刻,质点9向上运动
C. 到 这段时间内,质点8运动的时间为0.25 s
D. 到 这段时间内,质点5运动的时间只有0.3 s
8. 下列有关物理实验的操作及误差说法正确的是( )
A. 如图甲,在用“单摆测量重力加速度”的实验中,小钢球可以换成较轻的橡胶球
B. 如图乙,在计算油膜面积时,若只数完整的方格数,则油酸分子直径测量值会偏大
C. 如图丙,在用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”实验中,原线圈接的是学生电源的直流电压挡
D. 如图丁,在“测量玻璃砖的折射率”实验中,玻璃砖宽度宜大些,大头针应垂直插在纸面上
9. 2025年夏天我国南方地区持续高温,用户用电量激增(相当于用户端总电阻减小),使用户端电压有所降低.远距离输电的示意图如图所示,发电厂的输出电压保持不变,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,输电线总电阻一定,当用户用电量增加时,下列说法正确的是( )
A. 升压变压器的输出电压不变 B. 降压变压器的输出电流增加
C. 输电线上损失的功率不变 D. 降压变压器的输入电压增大
10. 均匀介质中两简谐波源和分别位于和处,和 时和分别开始振动. 时的波形如图1所示,波源振动形式刚好传到平衡位置坐标为 处的质点。的振动图像如图2所示,则( )
A. 两波源的起振方向相反
B. 时两列波恰好相遇
C. 两列波叠加稳定后,在轴上间共有8个振动加强点
D. 前10s内,平衡位置在处的质点路程为12cm
二、实验题(本题共2小题,共14分)
11. 某学习小组利用图甲所示的电路做“测量电源的电动势和内阻”实验,电阻 ,电压表量程为 ,实验正确操作,调节滑动变阻器的滑片,记录多组电压表和电流表的示数,并根据实验数据作出 图像,如图乙所示。试回答下列问题:
(1)为了使电流表不超量程,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至________(填“左”或“右”)端;
(2)根据图线可得,电源的电动势 ________V、内阻 ________Ω。(结果均保留两位小数)
12. “用双缝干涉测量光的波长”的实验装置示意图如图甲所示。
(1)实验中若仅忘记放置双缝,则通过目镜看到的图样应为________(填“乙”或“丙”)图。
(2)两位同学均利用频率相同的红光做双缝干涉实验,得到的干涉图样分别如图1、2所示,则他们在实验中________(填选项标号)。
A. 放置的单缝与双缝间的距离可能不同 B. 使用的双缝间距可能不同
C. 放置的双缝到毛玻璃屏的距离可能不同 D. 放置的光源到双缝的距离可能不同
(3)已知双缝间的距离为 ,双缝到毛玻璃屏的距离为 ,当分划板中心刻线对齐如图3所示的第1条亮条纹的中心时,手轮上的读数为 ,当分划板中心刻线对齐第5条亮条纹中心时,手轮上的示数如图4所示,其读数为________mm;由以上已知数据和测量数据可知,该红光的波长为________m(结果保留三位有效数字)。
三、计算题(本题共3小题,共40分。其中13题10分,14题14分,15题16分。解答时请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. 如图所示,光由真空射入某种介质时的折射情况,光在真空中传播速度为 ,取 、 ,求:
(1)介质的折射率;
(2)光在介质中的传播速度;
(3)光从该介质射向真空,发生全反射的临界角C的正弦值.
14. 一列简谐横波在两个不同时刻的波形如图所示,虚线为实线所示的横波在 后的波形图线。
(1)若波沿轴负方向传播,求波速的大小;
(2)若波速大小为 ,计算说明波向哪个方向传播?
15. 如图所示,倾角的光滑斜面固定在水平地面上,在斜面底端固定挡板,劲度系数 的轻质弹簧下端与挡板相连,上端与物块A拴接,A处于静止状态。现将A上方沿斜面处的物块B由静止释放,B与A碰后瞬间粘在一起运动。已知物块A、B的质量分别为、 ,弹簧的弹性势能(为弹簧的形变量),简谐振动的周期(本题 为弹簧劲度系数,为振子质量),弹簧始终在弹性限度内,重力加速度.求:
(1)B与A碰后瞬间粘在一起运动的速度大小;
(2)弹簧的最大压缩量;
(3)B与A碰后到第一次运动到最低点所用的时间。(结果可用及根式表示)
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哈尔滨市第六中学校2024级高二下学期期中考试
物理试题
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6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)
1. 下列关于甲、乙、丙、丁四幅图中物理现象的描述,正确的是( )
A. 图甲中,救护车向右运动,人行道上静止的A、B两人听到警笛声的频率不相同
B. 图乙中,泊松亮斑现象是由于光的折射产生的
C. 图丙中,用3D眼镜看3D电影感受到的立体影像,是由光的干涉现象形成的
D. 图丁中,在检验工件平整度的操作中,通过干涉条纹可推断出 为凸处、 为凹处
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据多普勒效应,图甲救护车向右运动的过程中,A听到警笛声的频率大于车发出的频率,B听到警笛声的频率小于车发出的频率,因此,故A正确;
B.图乙所示泊松亮斑现象是由于光的衍射产生的,故B错误;
C.3D眼镜利用光的偏振现象(左、右眼接收不同偏振方向的光)形成立体影像,故C错误;
D.薄膜干涉中,同一条亮纹(或暗纹)对应的空气膜厚度相同,P处条纹向左侧弯曲,说明P处空气膜厚度与右侧相同,故P为凹处,Q处条纹向右侧弯曲,说明Q处空气膜厚度与左侧相同,故Q为凸处,故D错误。
故选A。
2. 关于分子动理论,下列说法正确的是( )
A. 在显微镜下追踪悬浮于水中的小炭粒的运动,图甲中的折线是小炭粒的运动轨迹
B. 图乙为氧气分子在不同温度下的速率分布规律,任意一个分子在100℃时的速率一定比0℃时的速率大
C. 分子力与分子势能随分子间距变化规律相似,图丙表示分子力与分子间距离的关系
D. 图丁为模拟气体压强产生机理的实验,仅增加豆粒数量,可模拟温度降低对气体压强的影响
【答案】C
【解析】
【详解】A.在显微镜下追踪悬浮于水中的小炭粒的运动情况,图甲中的折线是小炭粒每隔一定时间位置的连线,不是小炭粒的运动轨迹,故A错误;
B.温度越高,分子平均动能越大,分子平均速率越大,但任意一个分子在100℃时的速率不一定比0℃时要大,故B错误;
C.当分子间距离为平衡位置,分子力为0,分子势能具有最小值,分子势能为负值(规定无穷远处分子势能为零),则图丙表示分子力与两分子间距离的关系,故C正确;
D.仅增加豆粒的数量,即气体分子数的密度增加,所以可模拟体积减小对气体压强的影响,故D错误。
故选C。
3. 下列说法正确的是( )
A. 当一个物体的机械能增加时,其内能也跟着增加
B. 当存在分子力时,两分子间距离增大时,分子势能不一定增大
C. 当两个铅块的接触面削平、压紧后能“粘”在一起,是因为分子间存在引力而没有斥力
D. 已知某气体的摩尔质量为、密度为 ,阿伏加德罗常数为,则气体分子的体积
【答案】B
【解析】
【详解】A.因为一切物体都有内能,所以物体的机械能为零时,内能一定不为零;一个物体的机械能发生改变时,其内能不一定发生改变,故A错误;
B.当时,分子力表现为斥力,随着两分子距离的增大,分子力做正功,分子势能减小;当时,分子力表现为引力,随着两分子距离的增大,分子力做负功,分子势能增大;故B正确;
C.分子间引力和斥力共存,距离变化时合力表现为引力或斥力,但不会仅存在引力或斥力,故C错误。
D.公式计算的是气体分子平均占据空间体积,故D错误。
故选B。
4. 简谐运动的振动图线可用下述方法画出:如图甲所示,在弹簧振子的小球上安装一支绘图笔P,让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上做匀速运动,绘图笔在纸带上画出的就是小球的振动图线。取振子水平向右的方向为振子离开平衡位置位移的正方向,纸带运动的距离代表时间,得到的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 弹簧振子的周期为2 s B. 弹簧振子的振幅为20 cm
C. 1.5 s时小球正在向右运动 D. 小球的加速度向右增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.周期是振子完成一次全振动的时间,由图乙可知,弹簧振子的周期为T=4s,故A错误;
B.振幅是振子离开平衡位置的最大距离,由图乙可知,弹簧振子的振幅为10cm,故B错误;
C.图像的斜率表示速度,斜率正负表示速度的方向,则由图乙可知,1.5s时图线的斜率为正,所以小球正在向右运动,故C正确;
D. 小球的位移从-10 cm变化到0,小球位于平衡位置左侧并正在向平衡位置运动,根据简谐运动的动力学特征可知小球的加速度向右减小,故D错误。
故选C。
5. 如图所示为一台小型发电机的示意图,单匝线圈逆时针转动.若从中性面开始计时,产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示。已知外接灯泡的电阻恒为18 Ω,电压表是理想电表,其余部分电阻不计,下列说法正确的是( )
A. 灯泡两端的瞬时电压的表达式
B. 时,电压表读数为
C. 小灯泡的功率为2.0 W
D. 线圈匀速转动一周的过程中,电流做的功
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图乙可知,周期
所以
则灯泡两端的瞬时电压的表达式,故A错误;
B.由图乙可知,电动势最大值
电压表测量交流电的有效值,有效值
所以电压表读数为,故B错误;
C.小灯泡的功率为 ,故C正确;
D.线圈匀速转动一周的过程中,电流做的功 ,故D错误。
故选C。
6. 如图所示为一块透明玻璃的截面图,虚线左侧是半径为的圆弧面,右侧是等腰直角三角形。现有一束平行单色光与 边成角射入玻璃,已知光在真空中的传播速度为 ,玻璃体对该单色光的折射率为,不考虑多次反射,下列说法正确的是( )
A. 单色光在玻璃体中的传播速度为
B. 不会有折射光线从 边上射出
C. 圆弧AP没有光线射出的部分占整个弧长的
D. 圆弧AP没有光线射出的部分占整个弧长的
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据
可得单色光在玻璃体中的传播速度,故A错误;
B.光路图如图所示
从 点入射后再折射的光线照射到 边的 点,此时入射角为小于临界角,因此一定可以射出 边,故B错误;
C.根据
解得
故单色光在 边的折射角为,根据
解得单色光在玻璃体中发生全反射的临界角
从点射入的光线在弧面的入射角为,发生全反射;从点射入的光线在弧面的入射角恰为,恰好发生全反射,故圆弧AF间没有光线射出,根据几何关系得
因此圆弧AP没有光线射出的部分AF占整个弧长的,故C错误;D正确。
故选D。
7. 一列振幅为的简谐横波向右传播,在其传播路径上每隔 选取一个质点,如图甲所示,时刻波恰传到质点1,质点1立即开始向上振动,经过时间 ,所选取的号质点间第一次出现如图乙所示的波形,则下列判断正确的是( )
A. 该波的周期为0.6 s,波速为
B. 时刻,质点9向上运动
C. 到 这段时间内,质点8运动的时间为0.25 s
D. 到 这段时间内,质点5运动的时间只有0.3 s
【答案】C
【解析】
【详解】A.时刻质点1从平衡位置开始向上振动, 时第一次出现如图乙所示的波形,此时质点1向下振动,可知经过了0.6s的时间,质点1已经振动了 ,即
解得
波长为
则波速 ,故A错误;
B.简谐横波向右传播,根据同侧法可知,质点9向下运动,故B错误;
C.振动从1传到8的时间为
所以到这段时间内,质点8运动的时间为 ,故C正确;
D.振动从1传到5的时间为
则至内,质点5运动的时间只有0.4s,故D错误。
故选C。
8. 下列有关物理实验的操作及误差说法正确的是( )
A. 如图甲,在用“单摆测量重力加速度”的实验中,小钢球可以换成较轻的橡胶球
B. 如图乙,在计算油膜面积时,若只数完整的方格数,则油酸分子直径测量值会偏大
C. 如图丙,在用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”实验中,原线圈接的是学生电源的直流电压挡
D. 如图丁,在“测量玻璃砖的折射率”实验中,玻璃砖宽度宜大些,大头针应垂直插在纸面上
【答案】BD
【解析】
【详解】A.如图甲,在用“单摆测量重力加速度”的实验中,为减小阻力的影响,小钢球不可以换成较轻的橡胶球,故A错误;
B.根据计算油膜面积时,只数完整的方格数,则油酸面积测量值偏小,所测油酸分子直径会偏大,故B正确;
C.在用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”实验中,原线圈接的是学生电源的交流电压挡,所以C错误;
D.“测量玻璃砖的折射率”实验中,玻璃砖宽度适当大一些,大头针应垂直插在纸面上,故D正确。
故选BD。
9. 2025年夏天我国南方地区持续高温,用户用电量激增(相当于用户端总电阻减小),使用户端电压有所降低.远距离输电的示意图如图所示,发电厂的输出电压保持不变,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,输电线总电阻一定,当用户用电量增加时,下列说法正确的是( )
A. 升压变压器的输出电压不变 B. 降压变压器的输出电流增加
C. 输电线上损失的功率不变 D. 降压变压器的输入电压增大
【答案】AB
【解析】
【详解】A.发电厂的输出电压不变,变压器匝数比不变,所以升压变压器的输出电压不变,故A正确;
CD.降压变压器的输出电压降低,根据电压比等于匝数比,可得降压变压器的输入电压降低,因为升压变压器的输出电压不变,所以输电线上的电压损失增大,输电电流增大,输电线损失功率
不变,因此损失功率增大,故CD错误;
B.根据降压变压器的电流比等于匝数的反比,因匝数比不变,可知用户端电流增加,故B正确;
故选AB。
10. 均匀介质中两简谐波源和分别位于和处,和 时和分别开始振动. 时的波形如图1所示,波源振动形式刚好传到平衡位置坐标为 处的质点。的振动图像如图2所示,则( )
A. 两波源的起振方向相反
B. 时两列波恰好相遇
C. 两列波叠加稳定后,在轴上间共有8个振动加强点
D. 前10s内,平衡位置在处的质点路程为12cm
【答案】ABD
【解析】
【详解】由图1可知, 时发出的波传播到 处,则波速为
由题图可知波长,则周期为
根据波形平移法, 处质点起振方向向下,故起振方向向下。由图2可知,在 时开始振动,起振方向向上,周期,
A.起振方向向下,起振方向向上,方向相反,故A正确;
B. 时,波传播距离,到达处;
波传播时间,传播距离,到达处;
可知 时两列波恰好相遇,故B正确;
C.由于两波源的起振方向相反,则振动加强点到两波源的距离差满足(为整数)
在轴上间,质点到两波源的距离满足
可知, ,,,,时满足条件,共10个点,故C错误;
D.波传到处的时间为
波传到处的时间为
可知内,只有波引起处的质点振动,振动了2个周期,该段时间的路程为
内,两波叠加;由于两波起振方向相反,到两波源的距离差为
可知处为振动减弱点,则内的路程为
故前10s内,平衡位置在处的质点路程为,故D正确。
故选ABD。
二、实验题(本题共2小题,共14分)
11. 某学习小组利用图甲所示的电路做“测量电源的电动势和内阻”实验,电阻 ,电压表量程为 ,实验正确操作,调节滑动变阻器的滑片,记录多组电压表和电流表的示数,并根据实验数据作出 图像,如图乙所示。试回答下列问题:
(1)为了使电流表不超量程,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至________(填“左”或“右”)端;
(2)根据图线可得,电源的电动势 ________V、内阻 ________Ω。(结果均保留两位小数)
【答案】(1)右 (2) ①. 1.48 ②. 0.30
【解析】
【小问1详解】
为了确保安全,闭合开关前,应使滑动变阻器接入电阻达到最大,可知,滑动变阻器的滑片应移至右端。
【小问2详解】
根据闭合电路欧姆定律有
[1] 图像的纵截距表示电源电动势,则有
[2] 图像的斜率表示等效内阻,则有 ,解得
12. “用双缝干涉测量光的波长”的实验装置示意图如图甲所示。
(1)实验中若仅忘记放置双缝,则通过目镜看到的图样应为________(填“乙”或“丙”)图。
(2)两位同学均利用频率相同的红光做双缝干涉实验,得到的干涉图样分别如图1、2所示,则他们在实验中________(填选项标号)。
A. 放置的单缝与双缝间的距离可能不同 B. 使用的双缝间距可能不同
C. 放置的双缝到毛玻璃屏的距离可能不同 D. 放置的光源到双缝的距离可能不同
(3)已知双缝间的距离为 ,双缝到毛玻璃屏的距离为 ,当分划板中心刻线对齐如图3所示的第1条亮条纹的中心时,手轮上的读数为 ,当分划板中心刻线对齐第5条亮条纹中心时,手轮上的示数如图4所示,其读数为________mm;由以上已知数据和测量数据可知,该红光的波长为________m(结果保留三位有效数字)。
【答案】(1)丙 (2)BC
(3) ①. 17.25 ②.
【解析】
【小问1详解】
忘记放置双缝,则发生的是光通过单缝后的衍射现象,则通过目镜看到的是衍射图样,应为图丙。
【小问2详解】
两位同学均利用红光做双缝干涉实验,两次的条纹间距不同,根据
可知双缝到毛玻璃屏的距离或双缝间距可能不同。
故选BC。
【小问3详解】
[1]手轮上的整毫米数为 ,第6条刻度线(5个格)与主尺上的刻度线对齐,故手轮上的读数为
[2]第1条亮条纹与第5条亮条纹共有4个条纹间距,则相邻亮纹的中心距离为
根据双缝干涉公式
代入 ,
解得波长
三、计算题(本题共3小题,共40分。其中13题10分,14题14分,15题16分。解答时请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. 如图所示,光由真空射入某种介质时的折射情况,光在真空中传播速度为 ,取 、 ,求:
(1)介质的折射率;
(2)光在介质中的传播速度;
(3)光从该介质射向真空,发生全反射的临界角C的正弦值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由图可知,光由真空射入某种介质时的入射角和折射角分别为
根据折射定律有
【小问2详解】
根据折射率与光速的关系公式,解得光在介质中的传播速度
【小问3详解】
光从该介质射向真空,发生全反射的临界角正弦值
14. 一列简谐横波在两个不同时刻的波形如图所示,虚线为实线所示的横波在 后的波形图线。
(1)若波沿轴负方向传播,求波速的大小;
(2)若波速大小为 ,计算说明波向哪个方向传播?
【答案】(1)
(2)波向轴正方向传播
【解析】
【小问1详解】
由图可知波长,若波沿x轴负方向传播,波传播的距离
波速
【小问2详解】
若波速为,在 内,波传播的距离 ,
则根据波形的平移法得知,波向x轴正方向传播。
15. 如图所示,倾角的光滑斜面固定在水平地面上,在斜面底端固定挡板,劲度系数 的轻质弹簧下端与挡板相连,上端与物块A拴接,A处于静止状态。现将A上方沿斜面处的物块B由静止释放,B与A碰后瞬间粘在一起运动。已知物块A、B的质量分别为、 ,弹簧的弹性势能(为弹簧的形变量),简谐振动的周期(本题 为弹簧劲度系数,为振子质量),弹簧始终在弹性限度内,重力加速度.求:
(1)B与A碰后瞬间粘在一起运动的速度大小;
(2)弹簧的最大压缩量;
(3)B与A碰后到第一次运动到最低点所用的时间。(结果可用及根式表示)
【答案】(1)2m/s
(2)1.4m (3)
【解析】
【小问1详解】
物块B由静止释放至与A碰前瞬间,由动能定理得
解得
B与A碰后瞬间粘在一起运动,由动量守恒定律得
解得
【小问2详解】
初始时,设弹簧的形变量为,对A受力分析得
解得
A、B整体处于平衡位置时
解得
B与A碰后瞬间粘在一起做简谐运动,设振幅为,当弹簧压缩最短时,此时B与A的速度刚好为0,设此时弹簧的形变量为,对B与A整体,由能量守恒定律得
解得振幅 ,
【小问3详解】
由前面分析可知简谐运动的振幅为 ,平衡位置时弹簧的形变量为,开始时,均为压缩状态,B与A一起构成弹簧振子,其周期
设物体B与物体A刚碰后到平衡位置的时间为
平衡位置到最低点的时间为
则B与A碰后到第一次运动到最低点所用的时间
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