精品解析：吉林长春外国语学校2025-2026学年高一下学期7月期末物理试题

长春外国语学校2025-2026学年第二学期第三学程考试高一年级 物理试卷 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共4页。考试结束后，将答题卡交回。 注意事项： 1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。 2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。 3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。 4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。 5．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。 第Ⅰ卷 一、选择题：本题共10小题，1-7每题4分，8-10每题6分，共46分。1-7题只有一项是符合题目要求的，8-10题有多个选项符合要求。 1. 如图所示，汽车雨刮器在转动时，杆上A、B两点绕O点转动的角速度大小为，线速度大小为，则（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】杆上A、B两点绕O点转动，则两点的角速度相等，即 根据 ， 可知 故选D． 2. 北斗卫星导航系统是我国自主研制的全球卫星导航系统。该系统由三种不同轨道的卫星组成，分别是地球静止轨道卫星（离地面约）、倾斜同步轨道卫星（与赤道平面倾角约为）和中圆轨道卫星（离地面高度约）。下列说法正确的是（　　） A. 地球静止轨道卫星的角速度大于倾斜同步轨道卫星的角速度 B. 地球静止轨道卫星的角速度小于倾斜同步轨道卫星的角速度 C. 中圆轨道卫星的周期大于地球静止轨道卫星的周期 D. 中圆轨道卫星的周期小于地球静止轨道卫星的周期 【答案】D 【解析】 【详解】AB．地球静止轨道卫星和倾斜同步轨道卫星的周期均为地球自转周期（约24h)，故角速度相同，AB错误。 CD．根据开普勒第三定律，中圆轨道卫星的轨道半径小于地球静止轨道卫星的轨道半径，则中圆轨道卫星周期小于地球静止轨道卫星的周期，C错误，D正确。 故选D。 3. 质量为的物块静置于光滑水平地面上，设物块静止时的位置为x轴零点。现给物块施加一沿x轴正方向的水平力F，其大小随位置x变化的关系如图所示，则物块运动到处，F做功的瞬时功率为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据图像可知物块运动到处，F做的总功为 该过程根据动能定理得 解得物块运动到处时的速度为 故此时F做功的瞬时功率为 故选A。 4. 如图甲所示，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置时开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（　　） A. 单摆的摆长约为2.0m B. 从t=1.5s到t=2.0s时间内，摆球的动能逐渐增大 C. 从t=0.5s到t=1.0s时间内，摆球所受回复力逐渐增大 D. 单摆的位移x随时间t变化的关系式为cm 【答案】B 【解析】 【详解】A．由题图乙可知，单摆的周期为T=2s，由单摆的周期公式 结合可得m 故A错误； B．由图乙可知，从t=1.5s到t=2.0s的振动中，摆球向平衡位置运动，速度逐渐增大，动能逐渐增大，故B正确； C．由图乙可知，从t=0.5s到t=1.0s的振动中，向平衡位置运动，摆球的位移减小，根据可知，回复力逐渐减小，故C错误； D．由图乙可知：振幅A=8cm，，角速度rad/s 单摆的位移x随时间t变化的关系式为x=8sinπt（cm） 故D错误； 故选B。 5. 抗日战争时期，我军缴获不少敌军武器武装自己，其中某轻机枪子弹弹头质量约8 g，出膛速度大小约750 m/s。某战士在使用该机枪连续射击1分钟的过程中，机枪所受子弹的平均反冲力大小约12 N，则机枪在这1分钟内射出子弹的数量约为（　　） A. 40 B. 80 C. 120 D. 160 【答案】C 【解析】 【分析】本题考查动量定理。 【详解】设1分钟内射出的子弹数量为n，则对这n颗子弹由动量定理得 代入数据解得 故选C。 6. 图示为某时刻在同种均匀介质中沿轴正方向传播的机械波的波形图，振幅与频率在改变的波源位于坐标原点，该时刻机械波恰好传到P点。下列说法正确的是（ ） A. 该时刻波源向上振动 B. 机械波传播速度逐渐增大 C. 波源振动频率逐渐增大 D. 波源振幅逐渐增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．波沿正方向传播，用上下坡法判断振动方向：沿波的传播方向，（波源位置）右侧附近为正，属于上坡，规律为“上坡下”，因此该时刻波源向下振动，故A错误； B．机械波的传播速度仅由介质决定，同种均匀介质中波速不变，故B错误； C．波源发出的波中，先发出的波传播更远（位于x更大处），后发出的波靠近波源（位于更小处）。由图可知，越靠近波源，波长越小；波速不变，根据 得 波长减小说明频率逐渐增大，因此波源振动频率逐渐增大，故C正确； D．由图可知，越靠近波源（越晚发出的波）振幅越小，说明波源振幅逐渐减小，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，粗糙水平圆盘上，质量相等的、两物块叠放在一起，与圆盘相对静止，一起做匀速圆周运动，和、和圆盘之间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ） A. 受到的向心力是受到的向心力的2倍 B. 受到的合力是受到的合力的2倍 C. 圆盘对的摩擦力是对的摩擦力的2倍 D. 若缓慢增大圆盘的角速度，物块比物块先开始相对圆盘运动 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】AB．设两物块的质量为，依题意，二者叠放在一起做匀速圆周运动，做圆周运动的角速度和半径都相同，由牛顿第二定律有，因此一起运动时的、两物块受到的向心力大小相等，合力大小相等，A、B错误； C．根据前面分析可知，物块对物块的摩擦力等于物块的向心力，大小为 物块所受的合外力等于物块的向心力，分析物块的受力，有，其中 得，C正确； D．设和、和圆盘之间的动摩擦因数为，刚好相对滑动时的角速度为，有 得 、整体刚好相对圆盘滑动时的角速度为，有 得，二者临界角速度相等，会同时开始相对圆盘滑动，D错误。 故选C。 【点睛】 8. 下列说法正确的是（　　） A. 图①为两列频率相同，振幅相同的相干水波于某时刻叠加。实线和虚线分别表示波峰和波谷，则此时点正处于平衡位置且向下运动 B. 图②S为在水面上振动的波源，为在水面上的两块挡板，要使处水也能发生振动，则波源的频率应该变小 C. 图③是一个单摆做受迫振动，其共振曲线（振幅与驱动力的频率的关系）图，由此判断出该单摆摆长约为 D. 图④救护车向右运动的过程中，A、B两人听到警笛声的频率相同 【答案】BC 【解析】 【详解】A．c点是波峰和波谷叠加，两列波的振动相互抵消，即c点处于平衡位置不动，故A错误； B．要使A处水也能发生振动，要求波要发生衍射，由波长越长，越容易衍射，可知 由于v相同，频率f越小，波长越长，波越容易发生衍射，因此要使处水也能发生振动，则波源的频率应该变小，故B正确； C．由图③知当时发生共振，则单摆的周期 结合 解得，故C正确； D．图④救护车向右运动的过程中，根据多普勒效应可知，A听到警笛声的频率变高，B听到警笛声的频率变低，故D错误。 故选BC。 9. 质量为m的小球（可视为质点）用长为L的轻绳悬于P点，某同学用该装置进行了两种情景的操作：Ⅰ．如图甲所示，使小球在水平面内做匀速圆周运动，绳子与竖直方向的夹角为37°，小球的向心加速度大小为，绳子的拉力大小为；Ⅱ．如图乙所示，使小球在竖直平面内左右摆动，绳子的最大摆角为37°，当小球摆到最低点时，小球的加速度大小为，绳子的拉力大小为。重力加速度为g，，，忽略空气阻力，则以下比值正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】根据题意图甲，由牛顿第二定律有 竖直方向有 联立解得 ， 根据题意图乙，设绳子长度为，由机械能守恒定律有 在最低点，由牛顿第二定律有 解得 ， AB．加速度之比为 故B错误，A正确； CD．绳子拉力大小之比为 故C错误，D正确。 故选AD。 10. 如图所示，力传感器固定在斜面顶端挡板上，劲度系数为k的轻质弹簧一端与力传感器相连，另一端与质量为M的滑块A拴接，滑块A放置在固定、上表面光滑且倾角为的斜面上。质量为m的物块B叠放在A上，A、B之间的动摩擦因数为，系统保持静止。现用手对A施加一外力，当A、B整体位于斜面某处，此时力传感器示数为零，静止释放，A、B整体在某两个位置间做简谐运动。已知弹簧弹性势能，k为弹簧劲度系数，x为弹簧形变量。在整个过程中，A、B视为质点且始终相对静止，弹簧始终在弹性限度内，忽略空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 释放A、B瞬间，A、B之间摩擦力不为零 B. A、B之间的动摩擦因数至少为 C. 释放A、B之后，A、B的最大速度 D. 释放A、B之后，弹簧的最大弹性势能为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．A、B始终相对静止，则二者加速度相同，释放A、B瞬间，根据牛顿第二定律可知整体加速度大小 对B有 联立解得AB间摩擦力大小，故A错误； B．当A、B运动到最低点时，对B有 因为 联立解得，故B错误； C．当二者加速度为零时，速度达到最大，则 由能量守恒得 联立解得，故C正确； D．根据简谐运动的对称性可知，当A、B运动到最低点时，有 此时弹簧的弹性势能最大，则 联立解得，故D正确。 故选CD。 第Ⅱ卷 二、实验题：本题共2小题，每空2分，共16分。 11. 在“验证动量守恒定律”的实验中，某同学用如图a 所示的装置进行了如下的操作： ①先调整斜槽轨道，使其末端的切线水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并 将该木板竖直立于靠近槽口处，使小球a 从斜槽轨道上菜固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O； ②将木板向右平移适当的距离，再使小球a 从原固定点由 静止释放，撞在木板上并在白纸上留下痕迹B； ③把半径相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端 让小球a 仍从原固定点由静止释放，和小球b 相碰后，两 球撞在木板上并在白纸上留下痕迹A 和 C； ④用刻度尺测量白纸上O 点到A、B 、C三点的距离分别 为y₁、y₂ 和y3，。 （1）两小球的质量关系：ma________m b （填“>”“<”或“=”）。 （2）碰撞后，小球b 落点的痕迹是_______（填 “A” 、“B” 、“C”） （3）上述实验除需测量白纸上O 点到A 、B 、C三点的距离外，还需要测量的物理量有_______。 A.木板向右移动的距离L B.小球a 和小球 b的质量ma、m b C.A 、B 两点间的高度差△t D.小球a 和小球b 的半径r （4）用本实验中所测得的量来验证两小球碰撞过程动量守恒，其表达式为_______ 【答案】 ①. > ②. A ③. B ④. 【解析】 【详解】（1）[1] 为防止两球碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即 ma＞mb （2）[2]根据题意可知，碰后小球b速度最大，根据 ， 可知，小球b下落距离最小，所以落点为A。 （3）[3] 根据（2）分析，可知 则碰撞前入射球a的速度大小 碰撞后入射球的速度大小 碰撞后被碰球的速度 两球碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得 整理得 所以还需测量的物理小球a 和小球 b的质量ma、m b。 故选B。 （4）[4] 验证两小球碰撞过程动量守恒，其表达式为 12. 单摆实验装置如图1所示。 （1）根据图2所示，已知悬点对齐零刻度，测得的摆长L＝________cm； （2）小张为减小实验误差，多次改变摆长L，测量对应的单摆周期T，用多组实验数据绘制得到如图3的T2-L图像，由图可知当地重力加速度g＝________（用图中字母表示）。 （3）小刘同学将一个摆长未知的单摆挂在测力传感器的探头上，用测力探头和计算机组成的实验装置来测定单摆动过程中摆线受到的拉力（摆角小于5°），计算机屏幕上得到如图所示的F-t图像，由图像可确定： ①此单摆的周期为________s； ②此摆球的质量为________kg（g取10 m/s2）。 【答案】（1）97.90##97.88##97.89##97.91##97.92 （2） （3） ①. ②. 0.05 【解析】 【小问1详解】 由图2读得摆长 【小问2详解】 由单摆的周期公式 可得 则图像的斜率 由图3可知，图线的斜率 解得当地重力加速度 【小问3详解】 [1]单摆在一个周期内两次经过最低点，摆线拉力有两次最大值，由图4的图像可知，拉力变化的周期为，所以单摆的振动周期为 [2]在最高点时，摆球速度为零，沿绳方向合力为零，有 在最低点时，根据牛顿第二定律有， 摆球从最高点到最低点，根据动能定理有 解得摆球的质量 三、解答题：本题共3小题，13题10分，14题12分，15题16分，共38分。 13. 如图为一列沿x轴传播的简谐横波，图中实线和虚线分别表示和时的波形图。 （1）若该波沿x轴正方向传播，求0~2s内，该波传播的距离； （2）若该波沿x轴负方向传播，且周期大于2秒，求该波的波速； 【答案】（1）（，，） （2） 【解析】 【小问1详解】 由图可知该波的波长，若该波沿x轴正方向传播，0~2s内，该波传播的距离为（，，） 解得（，，） 【小问2详解】 若该波沿x轴负方向传播，且周期大于2秒，0~2s内，该波传播的距离为 该波的波速为 14. 设地球质量为M，半径为R，万有引力常量为G。 （1）推导出第一宇宙速度表达式。 （2）若地球表面处的重力加速度为g，地球质量未知，试推导出第一宇宙速度表达式。 （3）若只知地球的第一宇宙速度为v，其他条件均为未知，某行星的质量是地球的8倍，半径是地球的2倍，则此行星的近地卫星环绕速度为多少？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，有 得地球的第一宇宙速度 （2）地球表面的物体，受到的万有引力与重力相等，有 故有，则地球的第一宇宙速度 （3）行星的第一宇宙速度等于近地卫星的环绕速度 已知 行星的近地卫星环绕速度为 15. 如图，物块P固定在水平面上，其上表面有半径为R的圆弧轨道。P右端与薄板Q连在一起，圆弧轨道与Q上表面平滑连接。一轻弹簧的右端固定在Q上，另一端自由。质量为m的小球自圆弧顶端A点上方的B点自由下落，落到A点后沿圆弧轨道下滑，小球与弹簧接触后，当速度减小至刚接触时的时弹簧的弹性势能为2mgR，此时断开P和Q的连接，Q从静止开始向右滑动。g为重力加速度大小，忽略空气阻力，圆弧轨道及Q的上、下表面均光滑，弹簧长度的变化始终在弹性限度内。 （1）求小球从落入圆弧轨道至离开圆弧轨道，重力对其做的功； （2）求小球与弹簧刚接触时速度的大小及B、A两点间的距离； （3）欲使P和Q断开后，弹簧的最大弹性势能等于2.2mgR，Q的质量应为多大？ （4）欲使P和Q断开后，Q的最终动能最大，Q的质量应为多大？ 【答案】（1） （2）， （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 小球从落入圆弧轨道至离开圆弧轨道，重力对其做的功为 【小问2详解】 设小球与弹簧刚接触时速度的大小为v0，由机械能守恒定律可知，其中 同时有 联立解得， 【小问3详解】 弹簧达到最大弹性势能时，小球与Q共速，设Q的质量为M，根据动量守恒定律和机械能守恒定律有，，其中 联立解得 【小问4详解】 对Q和小球整体根据机械能守恒可知要使Q的最终动能最大，需满足小球的速度刚好为零时，此时弹簧刚好恢复原长；设此时Q的质量为M′，Q的最大速度为vm，根据动量守恒和机械能守恒有， 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 长春外国语学校2025-2026学年第二学期第三学程考试高一年级 物理试卷 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共4页。考试结束后，将答题卡交回。 注意事项： 1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。 2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。 3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。 4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。 5．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。 第Ⅰ卷 一、选择题：本题共10小题，1-7每题4分，8-10每题6分，共46分。1-7题只有一项是符合题目要求的，8-10题有多个选项符合要求。 1. 如图所示，汽车雨刮器在转动时，杆上A、B两点绕O点转动的角速度大小为，线速度大小为，则（ ） A. B. C. D. 2. 北斗卫星导航系统是我国自主研制的全球卫星导航系统。该系统由三种不同轨道的卫星组成，分别是地球静止轨道卫星（离地面约）、倾斜同步轨道卫星（与赤道平面倾角约为）和中圆轨道卫星（离地面高度约）。下列说法正确的是（　　） A. 地球静止轨道卫星的角速度大于倾斜同步轨道卫星的角速度 B. 地球静止轨道卫星的角速度小于倾斜同步轨道卫星的角速度 C. 中圆轨道卫星的周期大于地球静止轨道卫星的周期 D. 中圆轨道卫星的周期小于地球静止轨道卫星的周期 3. 质量为的物块静置于光滑水平地面上，设物块静止时的位置为x轴零点。现给物块施加一沿x轴正方向的水平力F，其大小随位置x变化的关系如图所示，则物块运动到处，F做功的瞬时功率为（　　） A. B. C. D. 4. 如图甲所示，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置时开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（　　） A. 单摆的摆长约为2.0m B. 从t=1.5s到t=2.0s时间内，摆球的动能逐渐增大 C. 从t=0.5s到t=1.0s时间内，摆球所受回复力逐渐增大 D. 单摆的位移x随时间t变化的关系式为cm 5. 抗日战争时期，我军缴获不少敌军武器武装自己，其中某轻机枪子弹弹头质量约8 g，出膛速度大小约750 m/s。某战士在使用该机枪连续射击1分钟的过程中，机枪所受子弹的平均反冲力大小约12 N，则机枪在这1分钟内射出子弹的数量约为（　　） A. 40 B. 80 C. 120 D. 160 6. 图示为某时刻在同种均匀介质中沿轴正方向传播的机械波的波形图，振幅与频率在改变的波源位于坐标原点，该时刻机械波恰好传到P点。下列说法正确的是（ ） A. 该时刻波源向上振动 B. 机械波传播速度逐渐增大 C. 波源振动频率逐渐增大 D. 波源振幅逐渐增大 7. 如图所示，粗糙水平圆盘上，质量相等的、两物块叠放在一起，与圆盘相对静止，一起做匀速圆周运动，和、和圆盘之间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ） A. 受到的向心力是受到的向心力的2倍 B. 受到的合力是受到的合力的2倍 C. 圆盘对的摩擦力是对的摩擦力的2倍 D. 若缓慢增大圆盘的角速度，物块比物块先开始相对圆盘运动 8. 下列说法正确的是（　　） A. 图①为两列频率相同，振幅相同的相干水波于某时刻叠加。实线和虚线分别表示波峰和波谷，则此时点正处于平衡位置且向下运动 B. 图②S为在水面上振动的波源，为在水面上的两块挡板，要使处水也能发生振动，则波源的频率应该变小 C. 图③是一个单摆做受迫振动，其共振曲线（振幅与驱动力的频率的关系）图，由此判断出该单摆摆长约为 D. 图④救护车向右运动的过程中，A、B两人听到警笛声的频率相同 9. 质量为m的小球（可视为质点）用长为L的轻绳悬于P点，某同学用该装置进行了两种情景的操作：Ⅰ．如图甲所示，使小球在水平面内做匀速圆周运动，绳子与竖直方向的夹角为37°，小球的向心加速度大小为，绳子的拉力大小为；Ⅱ．如图乙所示，使小球在竖直平面内左右摆动，绳子的最大摆角为37°，当小球摆到最低点时，小球的加速度大小为，绳子的拉力大小为。重力加速度为g，，，忽略空气阻力，则以下比值正确的是（　　） A. B. C. D. 10. 如图所示，力传感器固定在斜面顶端挡板上，劲度系数为k的轻质弹簧一端与力传感器相连，另一端与质量为M的滑块A拴接，滑块A放置在固定、上表面光滑且倾角为的斜面上。质量为m的物块B叠放在A上，A、B之间的动摩擦因数为，系统保持静止。现用手对A施加一外力，当A、B整体位于斜面某处，此时力传感器示数为零，静止释放，A、B整体在某两个位置间做简谐运动。已知弹簧弹性势能，k为弹簧劲度系数，x为弹簧形变量。在整个过程中，A、B视为质点且始终相对静止，弹簧始终在弹性限度内，忽略空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 释放A、B瞬间，A、B之间摩擦力不为零 B. A、B之间的动摩擦因数至少为 C. 释放A、B之后，A、B的最大速度 D. 释放A、B之后，弹簧的最大弹性势能为 第Ⅱ卷 二、实验题：本题共2小题，每空2分，共16分。 11. 在“验证动量守恒定律”的实验中，某同学用如图a 所示的装置进行了如下的操作： ①先调整斜槽轨道，使其末端的切线水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并 将该木板竖直立于靠近槽口处，使小球a 从斜槽轨道上菜固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O； ②将木板向右平移适当的距离，再使小球a 从原固定点由 静止释放，撞在木板上并在白纸上留下痕迹B； ③把半径相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端 让小球a 仍从原固定点由静止释放，和小球b 相碰后，两 球撞在木板上并在白纸上留下痕迹A 和 C； ④用刻度尺测量白纸上O 点到A、B 、C三点的距离分别 为y₁、y₂ 和y3，。 （1）两小球的质量关系：ma________m b （填“>”“<”或“=”）。 （2）碰撞后，小球b 落点的痕迹是_______（填 “A” 、“B” 、“C”） （3）上述实验除需测量白纸上O 点到A 、B 、C三点的距离外，还需要测量的物理量有_______。 A.木板向右移动的距离L B.小球a 和小球 b的质量ma、m b C.A 、B 两点间的高度差△t D.小球a 和小球b 的半径r （4）用本实验中所测得的量来验证两小球碰撞过程动量守恒，其表达式为_______ 12. 单摆实验装置如图1所示。 （1）根据图2所示，已知悬点对齐零刻度，测得的摆长L＝________cm； （2）小张为减小实验误差，多次改变摆长L，测量对应的单摆周期T，用多组实验数据绘制得到如图3的T2-L图像，由图可知当地重力加速度g＝________（用图中字母表示）。 （3）小刘同学将一个摆长未知的单摆挂在测力传感器的探头上，用测力探头和计算机组成的实验装置来测定单摆动过程中摆线受到的拉力（摆角小于5°），计算机屏幕上得到如图所示的F-t图像，由图像可确定： ①此单摆的周期为________s； ②此摆球的质量为________kg（g取10 m/s2）。 三、解答题：本题共3小题，13题10分，14题12分，15题16分，共38分。 13. 如图为一列沿x轴传播的简谐横波，图中实线和虚线分别表示和时的波形图。 （1）若该波沿x轴正方向传播，求0~2s内，该波传播的距离； （2）若该波沿x轴负方向传播，且周期大于2秒，求该波的波速； 14. 设地球质量为M，半径为R，万有引力常量为G。 （1）推导出第一宇宙速度表达式。 （2）若地球表面处的重力加速度为g，地球质量未知，试推导出第一宇宙速度表达式。 （3）若只知地球的第一宇宙速度为v，其他条件均为未知，某行星的质量是地球的8倍，半径是地球的2倍，则此行星的近地卫星环绕速度为多少？ 15. 如图，物块P固定在水平面上，其上表面有半径为R的圆弧轨道。P右端与薄板Q连在一起，圆弧轨道与Q上表面平滑连接。一轻弹簧的右端固定在Q上，另一端自由。质量为m的小球自圆弧顶端A点上方的B点自由下落，落到A点后沿圆弧轨道下滑，小球与弹簧接触后，当速度减小至刚接触时的时弹簧的弹性势能为2mgR，此时断开P和Q的连接，Q从静止开始向右滑动。g为重力加速度大小，忽略空气阻力，圆弧轨道及Q的上、下表面均光滑，弹簧长度的变化始终在弹性限度内。 （1）求小球从落入圆弧轨道至离开圆弧轨道，重力对其做的功； （2）求小球与弹簧刚接触时速度的大小及B、A两点间的距离； （3）欲使P和Q断开后，弹簧的最大弹性势能等于2.2mgR，Q的质量应为多大？ （4）欲使P和Q断开后，Q的最终动能最大，Q的质量应为多大？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $