精品解析:湖北华中师范大学第一附属中学2025-2026学年高一下学期期末物理试卷
2026-07-06
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 湖北省 |
| 地区(市) | 武汉市 |
| 地区(区县) | 东西湖区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.90 MB |
| 发布时间 | 2026-07-06 |
| 更新时间 | 2026-07-06 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-06 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58675562.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
华中师范大学第一附属中学2025-2026学年高一下学期期末
物理试卷
本试卷共4页,共15题。全卷满分100分,考试用时75分钟。请将答案填涂在答题卡上。
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第题只有一项符合题目要求,第题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1. 关于振动,下列说法正确的是( )
A. 简谐运动的位移-时间图像就是振子实际运动的轨迹
B. 单摆的摆球位于平衡位置时其回复力为零,所受合力也为零
C. 将在北京走时准确的摆钟移到武汉,若要调准摆钟可将摆长适当增大
D. 物体做受迫振动达到稳定后,物体振动频率等于驱动力频率,与物体的固有频率无关
【答案】D
【解析】
【详解】A.简谐运动的位移-时间图像反映振子位移随时间的变化规律,为正弦/余弦曲线,而振子实际运动轨迹是直线(弹簧振子)或圆弧(单摆),二者并不相同,故A错误;
B.单摆摆球在平衡位置时,重力沿轨迹切线方向的分力提供的回复力为零,但摆球做圆周运动需要向心力,合力指向悬点,不为零,故B错误;
C.根据单摆周期公式,北京纬度更高,重力加速度大于武汉的,摆钟移到武汉后g减小,周期T变大,摆钟走时偏慢,要调准需减小周期,因此应适当减小摆长,故C错误;
D.受迫振动达到稳定后,物体的振动频率由驱动力频率决定,与物体自身固有频率无关,故D正确。
故选D。
2. 如图,光滑水平面上两个质量不等的物块、用一轻质弹簧相连,初始时弹簧处于压缩状态并被锁定,整个装置静止。某时刻解除弹簧锁定,至弹簧第一次恢复原长,整个过程中弹簧对、的冲量大小分别为,弹簧对、做的功分别为,则( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】B
【解析】
【详解】在解除锁定至弹簧第一次恢复原长的过程中,系统动量守恒,初始总动量为零。设、质量分别为、,获得的速度大小分别为、,则有
冲量大小:弹簧对物块的冲量等于其动量变化量,故、
因此
做功:弹簧对物块做的功等于其动能增量,故、
代入动量关系得
由于,所以
故选B。
3. 质量为速度为的球跟质量为的静止球发生正碰,碰后球的速度大小不可能是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】碰撞过程需要满足三个约束条件,首先系统动量守恒,其次系统总动能不能增加,最后若碰后两球同向运动,后方A球速度不能大于前方B球速度。
若两球发生完全非弹性碰撞,由得
此时A球同向速度最大为,超过则不符合运动逻辑。
若两球之间发生完全弹性碰撞:联立动量守恒
和动能守恒
解得,即A球速度大小最大为,超过则总动能增加违反能量守恒。
因此只有A选项不满足约束条件,本题选择不可能的选项。
故选A。
4. 为估算淋浴时,人头部受水冲击产生的平均压强。测试员在花洒下自己头顶处,放置一个烧杯,测得内烧杯中水面上升了,查询得知花洒喷出的水落至头顶时速度约为。设水滴撞击头部后无反弹,不计水滴重力。水的密度为,将人头顶视为平面,据此估算人头部受水冲击的平均压强约为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设烧杯横截面积为,时间内落到烧杯中的水的质量为
其中为水面上升高度。 取竖直向下为正方向,对撞击头部的水应用动量定理,水撞击后无反弹、末速度为0,头部对水的平均作用力为,则
整理得
根据牛顿第三定律,水对头部的压力大小等于,平均压强
代入数值计算
故选B。
5. 如图,质量为的小船在静止水面上以的速率向右匀速行驶,一质量为的救生员站在船尾,相对小船静止。若救生员以相对小船的速率水平向左跃入水中,则救生员跃出后小船的速率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】救生员在跃出的过程中,对救生员、船组成的系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律可得(M+m)v0=Mv+m(v-v1)
其中v1=6m/s,代入数据解得v=4.2m/s
故选A。
6. 如图甲,将一弹簧振子竖直悬挂,以小球的平衡位置为坐标原点,竖直向上为正方向建立轴。若将小球从弹簧原长处由静止释放,其在地球与某球状天体表面做简谐运动的图像如乙所示(不考虑自转影响),设该天体、地球的平均密度分别为和,该天体半径是地球半径的倍。则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】对于竖直悬挂的弹簧振子,设振子质量为,弹簧劲度系数为,星球表面的重力加速度为。
当小球在平衡位置时,受力平衡,有
解得平衡位置时弹簧的伸长量
将小球从弹簧原长处由静止释放,在释放瞬间小球速度为零,该点即为简谐运动的最高点。因此,小球做简谐运动的振幅就等于弹簧在平衡位置的伸长量,即
可见,在同一个弹簧振子系统中(、不变),振幅与当地的重力加速度成正比。
观察图乙的振动图像,小球在地球表面振动时,图像显示的振幅为;小球在某天体表面振动时,图像显示的振幅为。
设该天体表面的重力加速度为,地球表面的重力加速度为,则有:
在任意星球表面,忽略自转影响,重力等于万有引力:。解得:
将星球视为质量分布均匀的球体,其质量
代入上式得
由此可知,星球表面的重力加速度与星球的密度和半径成正比,即。
已知该天体半径是地球半径的倍,即。
列出比例关系:
将前面求得的重力加速度之比代入,解得两星球的密度之比为:
故选C。
7. 如图,粗糙水平面上有一倾角的斜面体,斜面体上表面光滑,下表面与水平面间的动摩擦因数。一轻弹簧上端固定在斜面顶端,下端连接质量为的物块A,现将A移至弹簧原长处并无初速度释放,此后A在斜面上做简谐运动,且斜面体始终保持静止:则斜面体质量至少为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A物体在斜面上做简谐运动,当A物体处于平衡状态时,弹簧伸长量为,满足
A物体在弹簧处于原长时从静止释放,此时速度为0,根据简谐运动的概念可知此运动的振幅为
根据运动的对称性,物体A运动到最低点时弹簧的伸长量应为
由以上公式经过计算可得到此时弹簧弹力最大,大小为
设物体A运动的过程中弹簧的弹力为F,A对斜面体的压力大小为
设斜面体的质量为M,对斜面体进行受力分析,如图所示
斜面体若静止时还会受到地面对它的静摩擦力作用(可能向左或向右),设为f,建立坐标系后满足
水平方向上,当时,摩擦力向左
即时,满足
取时的临界状态时可解得
当时,摩擦力向右,则有
取的临界情况时可解得
综上所述,斜面体的质量应满足
故选A。
8. 如图,小车的上面由中间突出的两个对称的曲面组成。整个小车的质量为,原来静止在光滑的水平面上。今有一可视为质点的小球,质量为,以水平速度从左端滑上小车,恰好到达小车的最高点后,又从另一个曲面滑下。下列说法正确的是( )
A. 小球在滑上曲面的过程中,小车的动量变化是
B. 车上曲面的竖直高度不会大于
C. 小球滑离小车时,小车又回到了原来的位置
D. 小球和小车作用前后,小车和小球的速度一定变化
【答案】AB
【解析】
【详解】A.小球在滑上曲面直至到达最高点的过程中,小球与小车组成的系统在水平方向上不受外力,水平方向动量守恒。当小球恰好到达最高点时,小球与小车在水平方向上相对静止,具有相同的水平速度。
以向右为正方向,根据动量守恒定律有
解得共同速度为
在此过程中,小车的初动量为,末动量为,故小车的动量变化量为,故A正确;
B.在小球滑上最高点的过程中,设克服摩擦力做功产生热量为。根据能量守恒定律,系统减少的动能转化为小球的重力势能和系统内能
代入可得:
因为,所以
解得曲面的竖直高度必须满足,故B正确;
C.在整个相互作用过程中,系统的总动量始终向右,小车受到小球的作用力,小车的速度始终大于等于。因此小车一直向右运动,位移不断增加,不可能回到原来的位置。故C错误;
D.假设小车的曲面是绝对光滑的,那么小球滑上曲面再从另一侧滑下的全过程,系统不仅水平方向动量守恒,机械能也守恒。设小球滑离小车时,小球速度为,小车速度为。
动量守恒有
机械能守恒有
联立解得两组解:
第一组:,(小球被原路弹回,从左侧滑离,不符合题意)
第二组:,(小球越过山峰从右侧滑离,符合题意)
由此可见,在曲面光滑的理想情况下,小球滑离后,小车的速度恢复为,小球的速度恢复为,两者速度与作用前完全一样,并没有发生变化。因此“一定变化”的表述过于绝对。故D错误。
故选AB。
9. 如图,在悬点的正下方有一个光滑的销钉,摆线。小球从点由静止释放后在之间摆动,与竖直方向的夹角均小于(图示做了放大处理),小球从运动到与从运动的到的时间分别记为间距与间距分别记为、,忽略空气阻力,则( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.偏角小于,小球做简谐运动,满足单摆周期公式
摆动时,摆心为,摆长,周期
从最大位移到平衡位置的时间
摆动时,摆心为,摆长,周期
时间
因此
即
故A正确,B错误;
CD.运动过程机械能守恒,最高点A、B速度为0,相对于最低点C的重力势能相等,下降高度相等
小角度下近似,代入化简得
小角度下,间距(弧长/弦长近似)满足: ,,因此
即
故D正确,C错误;
故选AD。
10. 如图,倾角为的光滑斜面足够长,物块、、的质量均为,A通过不可伸长的轻绳绕过固定在斜面顶端的轻质光滑定滑轮与连接,与位于斜面下方的用劲度系数为的轻弹簧相连。初始时托住和,使弹簧处于原长,三个物块均静止。现同时无初速度释放和,运动中,物块均视为质点且不与滑轮或地面相碰,不计空气阻力,弹簧始终在弹性限度内,弹性势能(为形变量),重力加速度大小为。则( )
A. 释放后瞬间的加速度大小为
B. 释放后瞬间轻绳上的拉力大小为
C. 释放后的速度为零时的速度也为零
D. 释放后下降的最大高度为
【答案】ABC
【解析】
【详解】AB.释放瞬间,弹簧弹力仍为零,绳不可伸长,A下降的加速度大小等于B沿斜面向上的加速度,即
对A,竖直方向
对B,沿斜面方向
联立解得,,故AB正确;
C.释放瞬间,对C,沿斜面方向,解得,方向沿斜面向下。
设A下降位移为,则B沿斜面上升位移也为,C沿斜面下降为,则弹簧伸长量
开始运动后,由牛顿第二定律:
对A,竖直方向
对B,沿斜面方向
联立解得
对C,沿斜面方向
解得
比较、可得
加速度关系始终成立,初始时所有物体静止,故任意时刻
因此,当时,,故C正确;
D.由,初始时所有物体静止,在任意时刻
则
系统机械能守恒,取初始位置为势能零点。
A竖直下降,重力势能减少;B沿斜面上升,重力势能增加;C沿斜面下降,重力势能减少
弹簧弹性势能
动能
机械能守恒
当A下降到最低点时,速度
解得,故D错误。
故选ABC。
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
11. 某小组用单摆测量当地重力加速度。
(1)关于单摆装置,下列最合理的是___________。
A. B.
C. D.
(2)用游标卡尺测量摆球的直径,示数如图所示,___________cm。
(3)多次改变单摆的摆长,测得相应的周期,在坐标纸中画出与的关系图线。根据图线的斜率,利用即可算出重力加速度的值。某同学每一次计算摆长时都漏加了摆球半径,仅考虑该因素,用上述方法求得的值___________真实值(填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】(1)C (2)1.920
(3)等于
【解析】
【小问1详解】
为了保证小铁球运动的过程中绳的长度不变,不能用弹性细绳,应该用细丝线来进行实验。利用铁夹来固定住细线,防止运动过程中细绳的长度变化。
故选C。
【小问2详解】
根据图像可知游标卡尺是20分尺,最小分度值为0.05mm,所以读数为
【小问3详解】
根据单摆的周期公式,若忘记加入小球半径,则公式为
变形为
图像的斜率依然是
求得的重力加速度为
与原图像相同。
12. 某同学利用生活中的常见物品来验证动量守恒定律。如图所示,他将电线线槽做成一个斜槽轨道和一个平直轨道,两轨道间利用圆弧实现平滑过渡(未画出):使两节相同的5号电池在水平轨道上做一维碰撞(碰撞前后两物体速度都在一条直线上),利用电池在平直轨道上滑行的最远距离来验证动量守恒定律。
(1)该同学使电池2静止在水平轨道上,将电池1从斜槽某一位置由静止释放,运动到平直轨道上在A点与电池2碰撞,碰撞后两节电池做匀减速直线运动,最终静止,如图所示。则电池1、电池2碰撞后滑行的最大距离分别为________(填“AB”或“AC”),=________(填“AD”或“AE”)。
(2)使电池1再次从同一高度静止释放,冲到平直轨道上滑行一段距离后停止。测出它从碰撞点开始滑行的最大距离________(填“AM”或“AN”)。用刻度尺量取、、的长度。
(3)借助匀变速直线运动的规律,我们可以通过电池的滑动距离推导电池碰撞前后的速度,从而验证动量守恒。若在误差允许的范围内、、满足__________,则电池1、2的碰撞过程系统动量守恒。
(4)如果电池1、2的碰撞是弹性碰撞,则、、应该满足__________。
(5)做完实验应当进行必要的反思和总结。关于该实验,下列说法正确的是__________。
A. 两电池碰撞时,虽然轨道对电池有摩擦力,但碰撞时间极短,内力远大于外力依然近似满足动量守恒的条件
B. 做实验时,即使平直轨道稍微倾斜,也不会带来实验误差
C. 电池沿斜槽轨道下滑过程中受摩擦力作用,机械能有损失,这会带来实验误差
D. 碰撞点的位置离斜槽轨道末端越远越好
【答案】(1) ①. AC ②. AD
(2)AN (3)
(4)且##且 (5)AB
【解析】
【小问1详解】
[1]电池1:碰撞时右端在A,停止时右端在C,滑行距离为其右端从A到C的距离
[2]电池2:碰撞时左端在A,停止时左端在D,滑行距离为其左端从A到D的距离
【小问2详解】
电池1从同一高度释放,不碰撞直接滑行停止,右端停止点为N。从碰撞点A开始算起,滑行的最大距离为
【小问3详解】
电池在水平轨道上做匀减速运动,设加速度大小为,由运动学公式得:碰撞前电池1的速度
碰撞后电池1的速度
碰撞后电池2的速度
两电池质量相等,动量守恒
消去和得
【小问4详解】
由动量守恒,动能守恒
联立解得,
或等质量物体发生弹性碰撞时,速度交换,即碰撞后电池1静止,电池2获得电池1的速度,因此且
【小问5详解】
A.碰撞时间极短,碰撞力(内力)远大于轨道摩擦力(外力),系统动量近似守恒,故A正确;
B.若平直轨道有均匀微小倾斜,电池所受合力(重力分力与摩擦力的合力)仍为恒力,加速度恒定,速度与的正比关系保持不变,验证表达式相同,不会引入系统误差,故B正确;
C.斜槽摩擦虽消耗机械能,但只要每次从同一高度释放,电池1到达A点的速度恒定,该速度已通过单独滑行的准确测定,不影响动量守恒的验证,故C错误;
D.碰撞点A离斜槽末端过远,电池1到达A点速度过小,碰撞可能不充分,且测量相对误差增大,并非越远越好,故D错误。
故选AB。
13. 图为某物体做简谐运动的图像,求:
(1)该简谐运动的振幅周期及关系式;
(2)末物体的位移及内物体通过的路程。
【答案】(1),,
(2),
【解析】
【小问1详解】
由图可知,振幅
周期
设位移时间关系式为
代入及
可得
则
【小问2详解】
将代入上述公式,可得位移
方向沿y轴正方向。因为
所以路程
14. 如图,光滑水平轨道上放置长木板A(上表面粗糙)和滑块C,。开始时AC静止,质量为的滑块B以的水平速度从左端滑上A,当A和B第一次达到共同速度后一起向右运动,之后A和C发生碰撞(时间极短),经过一段时间,A和B再次达到共同速度后一起向右运动,且恰好不再与C碰撞,滑块B也恰好滑到A的右端。已知A长取,求:
(1)A、B第一次共速时的速度大小;
(2)A和C发生碰撞后瞬间A的速度大小;
(3)B与A间的动摩擦因数。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
A、B第一次共速时,由动量守恒定律
得
【小问2详解】
最终A、B、C共速时,则
得
A、C碰撞后C的速度为6m/s,设AC碰后瞬间A速度为,则
得
【小问3详解】
A、B第一次共速时,B在A上的相对位移为,则
A、B第二次共速时,B在A上的相对位移为,则
又
得
15. 如图,竖直面内一半径的四分之一圆弧轨道底部外接一微小平台,上面静置一质量的小球,轨道下方为竖直墙壁,墙壁某处水平固定一足够长细杆,质量的滑块穿过细杆靠墙放置,一长的轻杆上端连接,下端通过光滑铰链(未画出)与相连。现将另一质量的小球从圆弧顶端静止释放,经时间到达圆弧底端,然后与发生对心碰撞,碰后立即取走。已知、碰撞过程机械能损失,与水平细杆的碰撞为弹性碰撞。不计一切摩擦及空气阻力,、、均可视为质点,铰链尺寸可忽略,重力加速度取,求:
(1)圆弧轨道对的冲量大小(结果可含有);
(2)、碰后的速度大小;
(3)第一次与细杆碰前瞬间、各自的速度大小;若从离开墙壁开始计时,至某次与细杆碰前瞬间所用时间为,则该过程的位移大小(结果可含有)。
【答案】(1)
(2)
(3),;,
【解析】
【小问1详解】
从静止滑到圆弧底端,由机械能守恒
解得
重力冲量
动量变化量
弹力冲量
联立得
【小问2详解】
、碰撞过程,动量守恒
机械能损失,故
解得,
即碰后的速度大小为
【小问3详解】
恰好离开墙壁时,轻杆中弹力为0,对,水平方向速度不变,设此时轻杆与竖直方向夹角,速度
机械能守恒
绕做圆周运动
解得,
轻杆第一次变水平前瞬间,、水平方向共速,设水平共速为,竖直向下速度为,对、:
水平方向动量守恒
解得
竖直方向机械能守恒
解得
故轻杆第一次水平前瞬间、速度大小分别为,
若某次碰前,在右侧,则水平方向,
解得
若某次碰前,在左侧,则水平方向,
解得
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华中师范大学第一附属中学2025-2026学年高一下学期期末
物理试卷
本试卷共4页,共15题。全卷满分100分,考试用时75分钟。请将答案填涂在答题卡上。
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第题只有一项符合题目要求,第题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1. 关于振动,下列说法正确的是( )
A. 简谐运动的位移-时间图像就是振子实际运动的轨迹
B. 单摆的摆球位于平衡位置时其回复力为零,所受合力也为零
C. 将在北京走时准确的摆钟移到武汉,若要调准摆钟可将摆长适当增大
D. 物体做受迫振动达到稳定后,物体振动频率等于驱动力频率,与物体的固有频率无关
2. 如图,光滑水平面上两个质量不等的物块、用一轻质弹簧相连,初始时弹簧处于压缩状态并被锁定,整个装置静止。某时刻解除弹簧锁定,至弹簧第一次恢复原长,整个过程中弹簧对、的冲量大小分别为,弹簧对、做的功分别为,则( )
A. , B. ,
C. , D. ,
3. 质量为速度为的球跟质量为的静止球发生正碰,碰后球的速度大小不可能是( )
A. B. C. D.
4. 为估算淋浴时,人头部受水冲击产生的平均压强。测试员在花洒下自己头顶处,放置一个烧杯,测得内烧杯中水面上升了,查询得知花洒喷出的水落至头顶时速度约为。设水滴撞击头部后无反弹,不计水滴重力。水的密度为,将人头顶视为平面,据此估算人头部受水冲击的平均压强约为( )
A. B. C. D.
5. 如图,质量为的小船在静止水面上以的速率向右匀速行驶,一质量为的救生员站在船尾,相对小船静止。若救生员以相对小船的速率水平向左跃入水中,则救生员跃出后小船的速率为( )
A. B. C. D.
6. 如图甲,将一弹簧振子竖直悬挂,以小球的平衡位置为坐标原点,竖直向上为正方向建立轴。若将小球从弹簧原长处由静止释放,其在地球与某球状天体表面做简谐运动的图像如乙所示(不考虑自转影响),设该天体、地球的平均密度分别为和,该天体半径是地球半径的倍。则的值为( )
A. B. C. D.
7. 如图,粗糙水平面上有一倾角的斜面体,斜面体上表面光滑,下表面与水平面间的动摩擦因数。一轻弹簧上端固定在斜面顶端,下端连接质量为的物块A,现将A移至弹簧原长处并无初速度释放,此后A在斜面上做简谐运动,且斜面体始终保持静止:则斜面体质量至少为( )
A. B. C. D.
8. 如图,小车的上面由中间突出的两个对称的曲面组成。整个小车的质量为,原来静止在光滑的水平面上。今有一可视为质点的小球,质量为,以水平速度从左端滑上小车,恰好到达小车的最高点后,又从另一个曲面滑下。下列说法正确的是( )
A. 小球在滑上曲面的过程中,小车的动量变化是
B. 车上曲面的竖直高度不会大于
C. 小球滑离小车时,小车又回到了原来的位置
D. 小球和小车作用前后,小车和小球的速度一定变化
9. 如图,在悬点的正下方有一个光滑的销钉,摆线。小球从点由静止释放后在之间摆动,与竖直方向的夹角均小于(图示做了放大处理),小球从运动到与从运动的到的时间分别记为间距与间距分别记为、,忽略空气阻力,则( )
A. B. C. D.
10. 如图,倾角为的光滑斜面足够长,物块、、的质量均为,A通过不可伸长的轻绳绕过固定在斜面顶端的轻质光滑定滑轮与连接,与位于斜面下方的用劲度系数为的轻弹簧相连。初始时托住和,使弹簧处于原长,三个物块均静止。现同时无初速度释放和,运动中,物块均视为质点且不与滑轮或地面相碰,不计空气阻力,弹簧始终在弹性限度内,弹性势能(为形变量),重力加速度大小为。则( )
A. 释放后瞬间的加速度大小为
B. 释放后瞬间轻绳上的拉力大小为
C. 释放后的速度为零时的速度也为零
D. 释放后下降的最大高度为
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
11. 某小组用单摆测量当地重力加速度。
(1)关于单摆装置,下列最合理的是___________。
A. B.
C. D.
(2)用游标卡尺测量摆球的直径,示数如图所示,___________cm。
(3)多次改变单摆的摆长,测得相应的周期,在坐标纸中画出与的关系图线。根据图线的斜率,利用即可算出重力加速度的值。某同学每一次计算摆长时都漏加了摆球半径,仅考虑该因素,用上述方法求得的值___________真实值(填“大于”“小于”或“等于”)。
12. 某同学利用生活中的常见物品来验证动量守恒定律。如图所示,他将电线线槽做成一个斜槽轨道和一个平直轨道,两轨道间利用圆弧实现平滑过渡(未画出):使两节相同的5号电池在水平轨道上做一维碰撞(碰撞前后两物体速度都在一条直线上),利用电池在平直轨道上滑行的最远距离来验证动量守恒定律。
(1)该同学使电池2静止在水平轨道上,将电池1从斜槽某一位置由静止释放,运动到平直轨道上在A点与电池2碰撞,碰撞后两节电池做匀减速直线运动,最终静止,如图所示。则电池1、电池2碰撞后滑行的最大距离分别为________(填“AB”或“AC”),=________(填“AD”或“AE”)。
(2)使电池1再次从同一高度静止释放,冲到平直轨道上滑行一段距离后停止。测出它从碰撞点开始滑行的最大距离________(填“AM”或“AN”)。用刻度尺量取、、的长度。
(3)借助匀变速直线运动的规律,我们可以通过电池的滑动距离推导电池碰撞前后的速度,从而验证动量守恒。若在误差允许的范围内、、满足__________,则电池1、2的碰撞过程系统动量守恒。
(4)如果电池1、2的碰撞是弹性碰撞,则、、应该满足__________。
(5)做完实验应当进行必要的反思和总结。关于该实验,下列说法正确的是__________。
A. 两电池碰撞时,虽然轨道对电池有摩擦力,但碰撞时间极短,内力远大于外力依然近似满足动量守恒的条件
B. 做实验时,即使平直轨道稍微倾斜,也不会带来实验误差
C. 电池沿斜槽轨道下滑过程中受摩擦力作用,机械能有损失,这会带来实验误差
D. 碰撞点的位置离斜槽轨道末端越远越好
13. 图为某物体做简谐运动的图像,求:
(1)该简谐运动的振幅周期及关系式;
(2)末物体的位移及内物体通过的路程。
14. 如图,光滑水平轨道上放置长木板A(上表面粗糙)和滑块C,。开始时AC静止,质量为的滑块B以的水平速度从左端滑上A,当A和B第一次达到共同速度后一起向右运动,之后A和C发生碰撞(时间极短),经过一段时间,A和B再次达到共同速度后一起向右运动,且恰好不再与C碰撞,滑块B也恰好滑到A的右端。已知A长取,求:
(1)A、B第一次共速时的速度大小;
(2)A和C发生碰撞后瞬间A的速度大小;
(3)B与A间的动摩擦因数。
15. 如图,竖直面内一半径的四分之一圆弧轨道底部外接一微小平台,上面静置一质量的小球,轨道下方为竖直墙壁,墙壁某处水平固定一足够长细杆,质量的滑块穿过细杆靠墙放置,一长的轻杆上端连接,下端通过光滑铰链(未画出)与相连。现将另一质量的小球从圆弧顶端静止释放,经时间到达圆弧底端,然后与发生对心碰撞,碰后立即取走。已知、碰撞过程机械能损失,与水平细杆的碰撞为弹性碰撞。不计一切摩擦及空气阻力,、、均可视为质点,铰链尺寸可忽略,重力加速度取,求:
(1)圆弧轨道对的冲量大小(结果可含有);
(2)、碰后的速度大小;
(3)第一次与细杆碰前瞬间、各自的速度大小;若从离开墙壁开始计时,至某次与细杆碰前瞬间所用时间为,则该过程的位移大小(结果可含有)。
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