内容正文:
石嘴山市第一中学2025-2026学年第二学期高一年级期末考试
物理试题
(时间:75分钟 分数:100分)
一、单选题:本题共7小题,每小题4分,共28分。
1. 如图所示,劈a放在光滑的水平面上,斜面光滑,把b物体放在斜面的顶端由静止开始滑下,则在下滑过程中,a对b的弹力对b做的功为W1,b对a的弹力对a做的功为W2,下列关系中正确的是( )
A. W1=0,W2=0,a、b组成的系统动量守恒
B. W1=0,W2>0 ,a、b组成的系统动量守恒
C. W1<0,W2>0 ,a、b组成的系统机械能守恒
D. W1>0,W2<0 ,a、b组成的系统机械能守恒
【答案】C
【解析】
【详解】a、b组成的系统在水平方向上不受外力,动量守恒,而系统在竖直方向上存在加速度,合外力不为零,动量不守恒;系统内只有重力做功,机械能守恒。设b下滑高度为h时,a、b的速度大小分别为va、vb,根据动量守恒定律和机械能守恒定律有
①
②
对a、b分别根据动能定理有
③
④
根据以上四式可推知W1<0,W2>0。
故选C。
2. 磁性圆盘竖直放置,绕固定的水平轴匀速转动,一铁质小物体吸附在距离圆盘中心r处,相对于圆盘静止,则小物体( )
A. 在最高点一定受四个力作用
B. 在转一圈的过程中,圆盘对小物块的支持力的冲量为0
C. 在转一圈的过程中,圆盘对小物块的摩擦力的冲量方向为竖直向上
D. 小物块从圆周的最高点运动到最低点的过程中,摩擦力对小物块做正功
【答案】C
【解析】
【详解】A.在最高点物体可能受到重力、支持力、磁力三个力的作用,重力提供向心力,故A错误;
B.在转一圈的过程中,圆盘对小物块的支持力不为0,,冲量不为0,故B错误;
C.在转一圈的过程中,根据动量定理可知,合力冲量为0,磁力与弹力的合力冲量为0,重力与摩擦力的合力冲量也为0,则圆盘对小物块的摩擦力的冲量方向为竖直向上,故C正确;
D.小物块从圆周的最高点运动到最低点的过程中,动能不变,合外力做功为0,支持力、磁力不做功,重力做正功,则摩擦力对小物块做负功,故D错误。
故选C。
3. 如图所示,三根细线在O点处打结,A、B端固定在同一水平面上相距为l的两点上,使成直角三角形,,已知OC线长也是l,下端C点系着一个小球(半径可忽略),下列说法正确的是( )(以下皆指摆动角度小于5°,重力加速度为g)
A. 让小球在纸面内振动,周期 B. 让小球在垂直纸面内振动,周期
C. 让小球在纸面内振动,周期 D. 让小球在垂直纸面内振动,周期
【答案】A
【解析】
【详解】AC.让小球在纸面内振动,在偏角很小时,单摆做简谐运动,摆长为,周期
故A正确;C错误;
BD.让小球在垂直纸面内振动,在偏角很小时,单摆做简谐运动,由几何关系可得O点到等效悬点的距离为
则等效摆长为
周期
故BD错误。
故选A。
4. 足够长的光滑斜面上的三个质量相同的物块通过与斜面平行的细线相连,在沿斜面方向的拉力的作用下保持静止,如图甲所示,物块2的上侧固定有不计质量的力传感器。改变拉力的大小,使三个物块沿斜面以相同加速度向上做初速度为零的匀加速直线运动,测得多组传感器的示数和物块通过的位移与时间的平方的比值,画出图像如图乙所示,重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 斜面的倾角
B. 每个物块的质量
C. 当时,物块的加速度大小为
D. 当将斜面的倾角增大时,由测得的数据画出的图像的纵截距绝对值小于2.5
【答案】C
【解析】
【详解】AB.对物块2、3整体受力分析,根据牛顿第二定律有
根据匀变速直线运动的运动学公式
联立整理得
由图乙可得,
解得,
所以斜面的倾角,每个物块的质量,故AB错误;
C.当时,对物块2、3整体受力分析,根据牛顿第二定律有
解得,故C正确;
D.根据上文分析可知,图乙中图像纵截距的大小为,当将斜面的倾角增大时,增大,即由测得的数据画出的图像的纵截距绝对值大于2.5,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,直角三角形为某棱镜的截面,其中,边长为L,将棱镜C点固定在水平地面上,面平行于地面。一束单色光从边的中点D垂直于面射入棱镜,单色光在边折射光线在水平面形成的光斑与C点的距离为。然后将单色光绕D点逆时针旋转60°。光在真空中的传播速度为c。下列说法中正确的是( )
A. 棱镜对单色光的折射率为
B. 单色光旋转前在棱镜中最短的传播时间为
C. 单色光旋转后可以在界面发生折射
D. 单色光旋转后光线垂直界面射出
【答案】D
【解析】
【详解】A.光路图如图所示
设单色光在AC边的入射点为O,折射光线在水平面形成的光斑为F,由几何关系可得,,,
则
解得
根据光路的可逆性可知
则棱镜对单色光的折射率为
故A错误;
B.根据
单色光旋转前在棱镜中最短的传播时间为
联立,解得
故B错误;
C.单色光旋转后光路图如图所示,
根据
解得
由几何关系可得
则单色光旋转后在界面的入射角
根据
解得
可知单色光旋转后在界面发生全反射,由几何关系可知
则单色光旋转后光线垂直界面射出,故C错误;D正确。
故选D。
6. 质量为m的小球A以速度v0在光滑水平面上运动,与质量为2m的静止小球B发生对心碰撞,则碰撞后小球A的速度vA和小球B的速度vB,以下四种情况可能会出现的有( )
① ②
③ ④
A. 1种 B. 2种 C. 3种 D. 4种
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】两球发生对心碰撞,动量守恒,动能不增加,且若碰后两球同向运动,则后面小球的速度不可能大于前面小球的速度。
根据动量守恒可得
将题中四种情况带入均满足。根据碰撞后动能不增加可得
带入②不满足,带入①③④都满足。根据碰后两球同向运动,则后面小球的速度不可能大于前面小球的速度,可得
则有④不满足。
故选B。
7. 如图所示,实线是一列简谐横波在时刻的波形图,虚线是在时刻的波形图。波的周期为,若,则波速可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知波长为8m,若波向右传播,则有
(n=0,1,2…)
若波向左传播,则有
(n=0,1,2…)
周期为
(n=0,1,2…),(n=0,1,2…)
根据题意可知
则周期可能为s、s,可知速度可能为
或
故选B。
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18分。
8. 单摆在空气中做阻尼振动,下列说法正确的是( )
A. 振动的能量逐渐转化为其他形式的能量
B. 后一时刻摆球的动能一定比前一时刻小
C. 后一时刻摆球的势能一定比前一时刻小
D. 后一时刻摆球的机械能一定能比前一时刻小
【答案】AD
【解析】
【详解】AD.阻尼振动中,会不断克服空气阻力做功使机械能逐渐转化为内能,故AD正确;
BC.虽然单摆总的机械能在逐渐减少,但在振动过程中动能和势能仍不断地相互转化,动能转化为势能时,动能逐渐减少,势能逐渐增加,而势能转化为动能时,势能逐渐减少,动能逐渐增加,所以不能说后一时刻的动能(或势能)一定小于前一时刻的动能(或势能),故BC错误。
故选AD。
9. 在如图所示的直角坐标系中,两列波在同一介质中传播。波源在x=-8m处,波源在x=13m处。t=0时刻两波源同时开始沿y轴方向振动,在与原点O之间存在点P,点P处质点的振动图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 两个波源的起振方向相同
B. 点P所在的位置坐标是x=7m
C. 稳定后,在S1与S2之间的连线上共有6个振动减弱点(不包括、)
D. t=4.5s时刻,在S1与S2之间形成的波中,位移为-1.5cm的质点有4个
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由乙图可知,时,P点的起振方向沿轴正方向,故第一个到达点的波源的起振方向沿轴正方向,从时,两个波源在P点的振动开始同步,故第二个到达点的波源的起振方向沿轴负方向,故A错误;
B.设波在介质中的传播速度为,点坐标为,若先传到点,由乙图可知,
解得,
若先传到点,由乙图可知,
解得,,不满足题意,故先传到点。故B正确;
C.波长,两波源起振方向相反,振动减弱条件为
解得时;时,;时,;时,,一共7个振动减弱点,C错误;
D.时,波传播的距离为
的波传播到 处, 的波传播到 处,两波重叠区域为 ,重叠区域两波叠加,刚好一个波长,振幅
位移为的质点有2个;区域,只有传播,,位移为的质点有0个;区域长度为,只有传播,此时向前一共传播,且起振方向沿轴正方向,,位移为的质点有2个。故t=4.5s时刻,在S1与S2之间形成的波中,位移为-1.5cm的质点有4个,故D正确。
故选BD。
10. 如甲图和乙图所示,A与B、C与D物块(均可视为质点)用轻绳跨过定滑轮连接。甲图中A在外力作用下以速度做匀速直线运动,某时刻甲图中的轻绳与竖直方向成夹角;乙图中C在恒定外力F的作用下由静止开始运动,此时刻乙图中的轻绳与竖直方向也成夹角,不计一切阻力,已知C与D的质量均为m,下列说法中正确的是( )
A. 此时B物块的速度为 B. 此刻B物块的速度为
C. 此刻D的加速度为 D. 此刻乙图中绳子的拉力为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.由关联速度可知
可解得,故A正确,B错误;
CD.由于C与D物块此刻速度都为0,取,在内C与D都可视为做匀加速直线运动,设加速度分别为与,C与D沿绳方向的加速度分量是相等的,即
可解得
设此时绳上拉力为T,对C由牛顿第二定律得
对D由牛顿第二定律得
联立解得,,故C正确,D错误。
故选AC。
三、非选择题:本题共54分。
11. 某同学采用如下图所示装置验证动量守恒定律。
(1)组装实验装置时,斜槽固定在桌面上,斜槽末端________(选填“需要”或“不需要”)保持水平。在斜槽下方的水平地面的合适位置铺上白纸和复写纸,________(选填“白纸”或“复写纸”)在最上层。
(2)为了减少误差,在上面给定四个球中选择A、B两球,最优选择是A选________,B选________。
(3)实验时,先让A球从斜槽轨道上某一固定位置S由静止释放,A球从轨道末端水平飞出,最后在白纸上留下首次落点痕迹,重复上述操作多次。再把B球放在斜槽轨道末端,让A球仍从位置S由静止释放,A球与B球碰撞后,分别在白纸上留下各自的落点痕迹,重复操作多次。M、P、N为三个落点的平均位置,O点是轨道末端在白纸上的竖直投影点。该实验中必须测量的物理量是________
A. OM的距离、OP的距离和ON的距离 B. 落点到平抛起点的高度H
C. 两球平抛的时间t D. A球质量,B球质量
(4)在误差允许的范围内,若满足关系式________则可以认为两球碰撞前后总动量守恒;如果再满足表达式________,则说明两球的碰撞为弹性碰撞。(用所测物理量符号表示)
【答案】(1) ①. 需要 ②. 复写纸
(2) ①. 钢球 ②. 玻璃球 (3)AD
(4) ①. ②. ####
【解析】
【小问1详解】
[1]本实验利用平抛求小球碰撞前后的速度,故斜槽末端需要保持水平;
[2]实验需要在白纸上打出点,故复写纸在最上层;
【小问2详解】
[1][2]本实验要求两个小球做对心碰撞,故大小必须相等,A球要能把B球撞落,故A选钢球,B选玻璃球;
【小问3详解】
设A、B球的质量分别为、,分析可知为碰撞前A球的落点,为碰撞后A球的落点,为碰撞后B球的落点,设OM的距离、OP的距离和ON的距离,根据动量守恒定律有
因两个小球下落的高度相同,由平抛知识可知下落的时间t相同,水平方向有,,
解得
故选AD;
【小问4详解】
[1][2]根据前面分析,在误差允许的范围内,若满足关系式,可以认为两球碰撞前后总动量守恒
弹性碰撞没有能量的损失,则有
解得
整理得
把
代入可得
12. 小军同学学习了用单摆测重力加速度的实验后,试图用实验室的光电门和圆形轨道用同样的原理测量重力加速度。他让小球在以O为圆心的圆形轨道上来回滚动,将光电门固定在轨道的最低点处。
(1)关于这个实验说法正确的是___________
A. 应使小球从轨道上尽量高的位置处静止释放
B. 应使用光电门测出小球到达最低点处的速度大小
C. 圆形轨道的半径可以等效为单摆的摆长
D. 不应使实验中小球来回滚动的次数过少
(2)某次实验中,测得小球的半径为r,圆形轨道的半径为R,用光电门测得小球第一次到达最低点至第N次到达最低点间的时间间隔为t,则可知小球来回滚动的周期T=______,当地的重力加速度可表示为g=________。
【答案】(1)D (2) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
A.为了使小球的运动是简谐运动,小球的摆角不能太大,所以不能使小球从轨道上尽量高的位置处静止释放,故A错误;
B.本实验通过单摆周期公式来测量重力加速度,只需要测量小球的周期和摆长,不需要测出小球到达最低点处的速度大小,故B错误;
C.圆形轨道的半径减去小球的半径可以等效为单摆的摆长,故C错误;
D.为了减小小球的周期测量的误差,实验中应使球来回滚动的次数多一些,测量总时间来求周期的平均值,故D正确。
故选D。
【小问2详解】
[1]用光电门测得小球第一次到达最低点至第N次到达最低点间的时间间隔为t,则小球来回滚动的周期为
[2]根据
联立解得当地的重力加速度为
13. 如图所示,一束半径为R的半球形玻璃体放置在水平桌面|上,圆心为O,一束半径为R的单色光柱正对球面竖直射向半球体,光柱的圆心与半球体圆心在一条直线上。已知玻璃的折射率为,真空中的光速为c,忽略水平面上光的反射,求:
①光在玻璃体中传播的最长时间;
②)玻璃体水平面上光斑的面积。
【答案】①;②。
【解析】
【详解】①光在玻璃中传播的最长时间
折射率
得
②作出光路图如图所示
在截面圆中,边缘光线入射角为i
根据折射定律有
得
根据几何关系可知
,
则有
解得
光斑面积
14. 如图所示,固定在竖直平面内的轨道由高为的平台,斜面,半径的竖直圆轨道(轨道在处稍微错开)及倾角为的斜面组成,一劲度系数为的弹簧一端固定在斜面的最高点,其下端距离地面。一质量为的滑块(可视为质点)从平台末端A以速度水平飞出,恰好无碰撞的从B点沿斜面向下滑行,B离地高度为,已知滑块与斜面间的动摩擦因数为,其余摩擦不计,不计滑块经轨道转折点能量损失及空气阻力,最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力,当弹簧压缩量为时,弹簧具有的弹性势能为(或可以用图像下的面积求变力做功)。
(1)求B与A间的水平距离;
(2)滑块经圆轨道最高点时轨道对滑块的压力;
(3)滑块沿右侧斜面第一次到达最高点时弹簧的弹性势能;
(4)滑块最终静止的位置距端的距离。
【答案】(1);(2);(3);(4)
【解析】
【详解】(1)从抛出到落至斜面的时间
故
(2)滑块从抛出到斜面底端过程由动能定理
得
由到过程中,由动能动理有
在时
联立得
(3)设滑块第一次上滑到最高点时,弹簧的最大压缩量为,则
解得
故弹簧弹性势能的最大值
(4)滑块第一次在最高点时,因为
故滑块会继续下滑,设滑块滑到水平面的速度为,则
解得
故滑块不能到达圆周轨道圆心等高线;又
故再次滑上斜面后不会接触弹簧,设滑块再次滑上斜面的最大位移为,有
解得
之后由于,所以滑块静止在该位置,即滑块最终静止的位置距的距离为。
15. 如图所示,光滑水平平台高,BC为一段光滑圆弧轨道,其圆心O与平台等高,轨道最低点C的切线水平,为60°,BC的高度差。一不计厚度、质量的长木板静止于粗糙水平面上,左端置于C点,右端与D点固定的竖直挡板相距。质量的小物块压缩弹簧至K点,弹簧与小物块不拴接,形变在弹性限度内。释放小物块,弹簧恢复原长后小物块从A点滑离平台,恰好能无碰撞地从B点进入圆弧形轨道,然后经过C点滑上长木板,继续运动。长木板向右运动与挡板发生弹性碰撞(碰撞时间极短),以原速率返回。碰撞后立即撤去挡板,运动过程中小物块始终未滑离长木板。已知物块与长木板间动摩擦因数,长木板与地面间的动摩擦因数,取。求:
(1)小物块由A到B的运动时间t(结果可以保留根号);
(2)弹簧被压缩至K点时具有的弹性势能;
(3)全程小物块与长木板因摩擦产生的热量。
【答案】(1)
(2)
(3)87J
【解析】
【小问1详解】
小物块离开平台后做平抛运动,设从A到B的时间为t,由平抛运动规律得
解得
【小问2详解】
设物体从A点抛出时的水平速度为v0,则在B点处有
解得
根据功能关系得弹簧的弹性势能
【小问3详解】
设物块到达C点时速度为vC,物块由A到C由动能定理得
代入数据解得vC=14m/s
物块在木板上滑行做匀减速运动,其加速度为a1,则有
对长木板由牛顿第二定律得:μ1mg﹣2μ2mg=ma2
解得
设经时间t1长木板与挡板相撞,由
得t1=2s
此时物块和长木板速度分别为v1、v2,则有v1=vC﹣a1t1=8m/s,v2=a2t1=4m/s
物块的位移为:
物块距离木板左端为
长木板与挡板相撞后,物块继续向右做匀减速运动,长木板向左减速运动,设其加速度为a3,则有μ1mg+2μ2mg=ma3
代入数据解得
经时间t2长木板速度为零,则
此时物块的速度为v3,则v3=v1﹣a1t2=5m/s
物块向右的位移
木板减速向左的位移
在此过程中物块相对木板向右的位移为
设又经时间t3两者速度相等为v4,即v4=a2t3=v3﹣a1t3
解得:t3=1s,v4=2m/s
在这段时间内物块与长木板的位移分别为
物块与长木板的相对位移
以后两个以相同的加速度向右做匀减速运动,直到速度为零
故Q=μ1mgL=87J
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石嘴山市第一中学2025-2026学年第二学期高一年级期末考试
物理试题
(时间:75分钟 分数:100分)
一、单选题:本题共7小题,每小题4分,共28分。
1. 如图所示,劈a放在光滑的水平面上,斜面光滑,把b物体放在斜面的顶端由静止开始滑下,则在下滑过程中,a对b的弹力对b做的功为W1,b对a的弹力对a做的功为W2,下列关系中正确的是( )
A. W1=0,W2=0,a、b组成的系统动量守恒
B. W1=0,W2>0 ,a、b组成的系统动量守恒
C. W1<0,W2>0 ,a、b组成的系统机械能守恒
D. W1>0,W2<0 ,a、b组成的系统机械能守恒
2. 磁性圆盘竖直放置,绕固定的水平轴匀速转动,一铁质小物体吸附在距离圆盘中心r处,相对于圆盘静止,则小物体( )
A. 在最高点一定受四个力作用
B. 在转一圈的过程中,圆盘对小物块的支持力的冲量为0
C. 在转一圈的过程中,圆盘对小物块的摩擦力的冲量方向为竖直向上
D. 小物块从圆周的最高点运动到最低点的过程中,摩擦力对小物块做正功
3. 如图所示,三根细线在O点处打结,A、B端固定在同一水平面上相距为l的两点上,使成直角三角形,,已知OC线长也是l,下端C点系着一个小球(半径可忽略),下列说法正确的是( )(以下皆指摆动角度小于5°,重力加速度为g)
A. 让小球在纸面内振动,周期 B. 让小球在垂直纸面内振动,周期
C. 让小球在纸面内振动,周期 D. 让小球在垂直纸面内振动,周期
4. 足够长的光滑斜面上的三个质量相同的物块通过与斜面平行的细线相连,在沿斜面方向的拉力的作用下保持静止,如图甲所示,物块2的上侧固定有不计质量的力传感器。改变拉力的大小,使三个物块沿斜面以相同加速度向上做初速度为零的匀加速直线运动,测得多组传感器的示数和物块通过的位移与时间的平方的比值,画出图像如图乙所示,重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 斜面的倾角
B. 每个物块的质量
C. 当时,物块的加速度大小为
D. 当将斜面的倾角增大时,由测得的数据画出的图像的纵截距绝对值小于2.5
5. 如图所示,直角三角形为某棱镜的截面,其中,边长为L,将棱镜C点固定在水平地面上,面平行于地面。一束单色光从边的中点D垂直于面射入棱镜,单色光在边折射光线在水平面形成的光斑与C点的距离为。然后将单色光绕D点逆时针旋转60°。光在真空中的传播速度为c。下列说法中正确的是( )
A. 棱镜对单色光的折射率为
B. 单色光旋转前在棱镜中最短的传播时间为
C. 单色光旋转后可以在界面发生折射
D. 单色光旋转后光线垂直界面射出
6. 质量为m的小球A以速度v0在光滑水平面上运动,与质量为2m的静止小球B发生对心碰撞,则碰撞后小球A的速度vA和小球B的速度vB,以下四种情况可能会出现的有( )
① ②
③ ④
A. 1种 B. 2种 C. 3种 D. 4种
7. 如图所示,实线是一列简谐横波在时刻的波形图,虚线是在时刻的波形图。波的周期为,若,则波速可能正确的是( )
A. B. C. D.
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18分。
8. 单摆在空气中做阻尼振动,下列说法正确的是( )
A. 振动的能量逐渐转化为其他形式的能量
B. 后一时刻摆球的动能一定比前一时刻小
C. 后一时刻摆球的势能一定比前一时刻小
D. 后一时刻摆球的机械能一定能比前一时刻小
9. 在如图所示的直角坐标系中,两列波在同一介质中传播。波源在x=-8m处,波源在x=13m处。t=0时刻两波源同时开始沿y轴方向振动,在与原点O之间存在点P,点P处质点的振动图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 两个波源的起振方向相同
B. 点P所在的位置坐标是x=7m
C. 稳定后,在S1与S2之间的连线上共有6个振动减弱点(不包括、)
D. t=4.5s时刻,在S1与S2之间形成的波中,位移为-1.5cm的质点有4个
10. 如甲图和乙图所示,A与B、C与D物块(均可视为质点)用轻绳跨过定滑轮连接。甲图中A在外力作用下以速度做匀速直线运动,某时刻甲图中的轻绳与竖直方向成夹角;乙图中C在恒定外力F的作用下由静止开始运动,此时刻乙图中的轻绳与竖直方向也成夹角,不计一切阻力,已知C与D的质量均为m,下列说法中正确的是( )
A. 此时B物块的速度为 B. 此刻B物块的速度为
C. 此刻D的加速度为 D. 此刻乙图中绳子的拉力为
三、非选择题:本题共54分。
11. 某同学采用如下图所示装置验证动量守恒定律。
(1)组装实验装置时,斜槽固定在桌面上,斜槽末端________(选填“需要”或“不需要”)保持水平。在斜槽下方的水平地面的合适位置铺上白纸和复写纸,________(选填“白纸”或“复写纸”)在最上层。
(2)为了减少误差,在上面给定四个球中选择A、B两球,最优选择是A选________,B选________。
(3)实验时,先让A球从斜槽轨道上某一固定位置S由静止释放,A球从轨道末端水平飞出,最后在白纸上留下首次落点痕迹,重复上述操作多次。再把B球放在斜槽轨道末端,让A球仍从位置S由静止释放,A球与B球碰撞后,分别在白纸上留下各自的落点痕迹,重复操作多次。M、P、N为三个落点的平均位置,O点是轨道末端在白纸上的竖直投影点。该实验中必须测量的物理量是________
A. OM的距离、OP的距离和ON的距离 B. 落点到平抛起点的高度H
C. 两球平抛的时间t D. A球质量,B球质量
(4)在误差允许的范围内,若满足关系式________则可以认为两球碰撞前后总动量守恒;如果再满足表达式________,则说明两球的碰撞为弹性碰撞。(用所测物理量符号表示)
12. 小军同学学习了用单摆测重力加速度的实验后,试图用实验室的光电门和圆形轨道用同样的原理测量重力加速度。他让小球在以O为圆心的圆形轨道上来回滚动,将光电门固定在轨道的最低点处。
(1)关于这个实验说法正确的是___________
A. 应使小球从轨道上尽量高的位置处静止释放
B. 应使用光电门测出小球到达最低点处的速度大小
C. 圆形轨道的半径可以等效为单摆的摆长
D. 不应使实验中小球来回滚动的次数过少
(2)某次实验中,测得小球的半径为r,圆形轨道的半径为R,用光电门测得小球第一次到达最低点至第N次到达最低点间的时间间隔为t,则可知小球来回滚动的周期T=______,当地的重力加速度可表示为g=________。
13. 如图所示,一束半径为R的半球形玻璃体放置在水平桌面|上,圆心为O,一束半径为R的单色光柱正对球面竖直射向半球体,光柱的圆心与半球体圆心在一条直线上。已知玻璃的折射率为,真空中的光速为c,忽略水平面上光的反射,求:
①光在玻璃体中传播的最长时间;
②)玻璃体水平面上光斑的面积。
14. 如图所示,固定在竖直平面内的轨道由高为的平台,斜面,半径的竖直圆轨道(轨道在处稍微错开)及倾角为的斜面组成,一劲度系数为的弹簧一端固定在斜面的最高点,其下端距离地面。一质量为的滑块(可视为质点)从平台末端A以速度水平飞出,恰好无碰撞的从B点沿斜面向下滑行,B离地高度为,已知滑块与斜面间的动摩擦因数为,其余摩擦不计,不计滑块经轨道转折点能量损失及空气阻力,最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力,当弹簧压缩量为时,弹簧具有的弹性势能为(或可以用图像下的面积求变力做功)。
(1)求B与A间的水平距离;
(2)滑块经圆轨道最高点时轨道对滑块的压力;
(3)滑块沿右侧斜面第一次到达最高点时弹簧的弹性势能;
(4)滑块最终静止的位置距端的距离。
15. 如图所示,光滑水平平台高,BC为一段光滑圆弧轨道,其圆心O与平台等高,轨道最低点C的切线水平,为60°,BC的高度差。一不计厚度、质量的长木板静止于粗糙水平面上,左端置于C点,右端与D点固定的竖直挡板相距。质量的小物块压缩弹簧至K点,弹簧与小物块不拴接,形变在弹性限度内。释放小物块,弹簧恢复原长后小物块从A点滑离平台,恰好能无碰撞地从B点进入圆弧形轨道,然后经过C点滑上长木板,继续运动。长木板向右运动与挡板发生弹性碰撞(碰撞时间极短),以原速率返回。碰撞后立即撤去挡板,运动过程中小物块始终未滑离长木板。已知物块与长木板间动摩擦因数,长木板与地面间的动摩擦因数,取。求:
(1)小物块由A到B的运动时间t(结果可以保留根号);
(2)弹簧被压缩至K点时具有的弹性势能;
(3)全程小物块与长木板因摩擦产生的热量。
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