精品解析：黑龙江大庆铁人中学2025-2026学年高一下学期期末考试物理试题

大庆铁人中学2025级高一年级下学期期末考试 物理学科 2026.07 注意事项： 1．答题前，考生先将自己的姓名、班级、考场号/座位号填写在答题卡上，如有条形码，认真核对条形码上的姓名、准考证号，并将条形码粘贴在答题卡的指定位置上。 2．选择题答案使用2B铅笔填涂，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案的标号；非选择题答案使用0.5毫米黑色中性（签字）笔或碳素笔书写，字体工整，笔迹清楚。 3．请按照题号在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效。 4．保持卷面及答题卡清洁，不折叠，不破损，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。 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. 如图所示，静止在光滑水平面上的小车，站在车上的人将右边筐中的篮球一个一个地投入左边的筐中，所有篮球仍在车上，不计空气阻力。在投篮过程中下列说法正确的是（ ） A. 小车向左运动 B. 人和小车组成的系统机械能守恒 C. 人和小车组成的系统动量守恒 D. 投完篮球后，篮球静止，小车亦静止 2. 生活中很多现象蕴含了物理知识，下列说法正确的是（ ） A. 在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话，这是声波的折射现象 B. 在发声的音叉周围有些区域声音较强，有些区域声音较弱，这是声波的衍射现象 C. 医生利用彩超测病人血管内的血流速度是利用了超声波的多普勒效应 D. 火车进站时，站台上的人听见火车鸣笛的音调会变高，出站时会变低，这是声波的干涉现象 3. 如图为民谣吉他的示意图，将一只手放在音孔附近拨动琴弦使其振动，即可让吉他发声，另一只手可以将琴弦按在不同的品柱上，即可调整相应琴弦从品柱到琴码之间的长度，从而改变其音调。下列说法正确的是（　　） A. 同一根琴弦，拨动琴弦后，琴弦上不同质点振动周期相同 B. 弹奏同一根琴弦，用力越大琴声越响亮，是因为琴弦的振动频率增大了 C. 同一根琴弦先后按在不同的品柱上，拨动琴弦后，机械振动在琴弦上的传播速率不同 D. 若发现某条琴弦拨动后，另一根琴弦也有明显振动，仅是因为它们的材质相同 4. 如图所示，、为两个振动情况完全一样的波源，两列波的波长都为，它们在介质中产生干涉现象，、在空间共形成6个振动减弱的区域（图中虚线处），是振动减弱区域中的一点，从图中可看出（ ） A. 两波源频率之间没有关系 B. 点到两波源的距离差等于0.5λ C. 点此时刻振动最弱，过半个周期后，振动变为最强 D. 当一列波的波峰传到点时，另一列波的波谷也一定传到点 5. 图甲为某一简谐波在 t＝0 时刻的波形图，图乙为图甲中平衡位置位于x＝2m处的质点B的振动图像，质点 C的平衡位置位于x＝4m处。则下列说法正确的是（ ） A. 该简谐波沿x轴负方向传播 B. 在0~3.5s时间内，质点B运动的路程为3.5m C. 要使该波能够发生明显的衍射，则障碍物的尺寸应远大于4m D. 若该波能与另一列波发生稳定的干涉，则另一列波的频率为2Hz 6. 如图所示，长为的轻绳一端固定在天花板上，一端系着质量为、可视为质点的小球，初始时轻绳静止在竖直方向上。时刻，空间中出现方向水平向右，大小为（很小）的恒定水平风力，小球在风力的作用下开始向右摆动，不计其它阻力，重力加速度为，则下列说法正确的是（ ） A. 小球摆到最高点时，轻绳与竖直方向的夹角为 B. 当时，小球恰好运动到起点 C. 适当增大风力，小球运动的周期保持不变 D. 小球的机械能守恒 7. 长为L、质量为M的平板小车停在光滑水平面上，质量为m的木块（可视为质点，）以速度滑上小车的左端，如图甲所示，最后随小车一起运动；若小车以速度向左运动，将木块轻轻放在小车左端，如图乙所示，最终也随小车一起运动。则（　　） A. 两种情况中木块相对小车滑行的距离相等 B. 两种情况中木块最终随小车运动的速率相等 C. 两种情况中木块与小车间摩擦产生的热不相等 D. 两种情况中木块相对小车滑行的时间不相等 8. 图甲为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置。手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况，以向上为正方向，得到手机振动过程中加速度随时间变化的曲线为正弦曲线，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 时，弹簧弹力为0 B. 时，手机位于平衡位置下方 C. 从至，手机的动能减小 D. a随t变化的关系式为 9. 波源P的平衡位置位于x=-6m处，产生的简谐横波沿着x轴正方向传播，0时刻波源P开始振动，t时刻形成的波形图如图所示，质点Q的平衡位置位于x=2m处。波源P的振动频率为2Hz，下列说法正确的是（　　） A. 波源P的起振方向沿y轴负方向 B. 该波的波速大小为1m/s C. 2s时质点Q开始振动 D. 0~3s内，质点Q通过的路程为8cm 10. 如图甲所示，光滑水平面上两物块A、B用轻质橡皮绳水平连接，橡皮绳恰好处于原长。时，A以水平向左的初速度开始运动，B的初速度为0，已知B的质量为m，时二者发生碰撞并粘在一起，A、B运动的图像如图乙所示。则（　　） A. 橡皮绳的最大弹性势能为 B. 橡皮绳的最大弹性势能为 C. 橡皮绳的原长为 D. 橡皮绳的原长为 二、实验题：本题共2小题，共14分。 11. 用单摆测定某地的重力加速度，装置如图甲所示。对单摆小角度（小于5°）振动过程进行测量，图乙是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的绳子拉力大小与时间F-t图像。 （1）t时刻小球处于最______（填“低”或“高”）点，由此可得此单摆的振动周期_______； （2）若测出悬点到小球球心的距离（摆长）为L，则当地的重力加速度________。（用L、t和必要的数学常量表示） 12. 用如图所示的装置验证动量守恒定律。气垫导轨上安装光电门1、2，滑块1、2上固定着相同的竖直遮光条（图中未画出），与光电门连接的电子计时器可以记录遮光条通过光电门的时间。 （1）接通气垫导轨待气源稳定后，轻推滑块1，测得遮光条先后通过光电门1、2的时间分别为、。若，则说明气垫导轨________（选填“左端”或“右端”）偏高。 （2）调整水平后，测得滑块（含遮光条）1、2的质量分别为和，将滑块1静放在光电门1的右侧，滑块2静放在光电门1、2之间，向左轻推滑块1，光电门1先后记录了两次遮光条通过的时间分别为和，光电门2记录了一次遮光条通过的时间为（滑块与导轨左右两侧的缓冲装置碰后被锁定），判断两滑块碰后速度方向________（选填“相同”或“相反”）。 （3）在上述碰撞过程中，如果关系式________________________（用，，，和表示）成立，则表明滑块1、2碰撞过程中满足动量守恒。 （4）在上述碰撞过程中，如果关系式________________________成立（用，和表示），则表明滑块1、2的碰撞为弹性碰撞。 三、计算题（本题共3小题，共40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给分．有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．） 13. 如图所示，实线和虚线分别表示沿x轴传播的一列简谐横波在和时刻的波形图，已知在时刻，介质中x＝0.6m处的质点P沿y轴正方向运动。求： （1）该波的传播方向及周期的可能值； （2）若T＞0.2s，求波的传播速度； （3）在第（2）问条件下，从时刻开始，介质中x＝0.1m处的质点Q第1次到达波谷所用的时间。 14. 如图甲所示，在汽车安全气囊的性能测试中，质量的头锤（视为质点）从距气囊表面高度处由静止下落，与正下方的气囊发生碰撞，以头锤到达气囊表面为计时起点，气囊对头锤竖直方向的作用力F随时间t变化的规律如图乙所示。碰撞结束后头锤上升的最大高度，取重力加速度大小，不计空气阻力。求： （1）碰撞前后头锤动量变化量的大小； （2）碰撞过程中F的冲量大小； （3）气囊对头锤竖直方向的作用力的最大值。 15. 如图所示，光滑水平轨道与光滑竖直圆弧轨道在A点平滑连接，圆弧轨道圆心为O，轨道上端点B和圆心连线与水平面成角，半径。圆弧轨道的左上方有一固定平台，平台上静止一质量的足够长木板S，木板与平台间的动摩擦因数为。质量的物块P以初速度向右运动，与静止的质量的物块Q发生碰撞，碰后P的速度反向，大小变为。Q从B点离开圆弧轨道后，运动到最高点时恰好从右端滑上木板S，Q与S间的动摩擦因数。已知重力加速度，，。求： （1）P、Q碰撞过程损失的机械能； （2）物块Q经过B点时对轨道的压力大小； （3）木板S在平台上运动的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 大庆铁人中学2025级高一年级下学期期末考试 物理学科 2026.07 注意事项： 1．答题前，考生先将自己的姓名、班级、考场号/座位号填写在答题卡上，如有条形码，认真核对条形码上的姓名、准考证号，并将条形码粘贴在答题卡的指定位置上。 2．选择题答案使用2B铅笔填涂，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案的标号；非选择题答案使用0.5毫米黑色中性（签字）笔或碳素笔书写，字体工整，笔迹清楚。 3．请按照题号在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效。 4．保持卷面及答题卡清洁，不折叠，不破损，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。 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. 如图所示，静止在光滑水平面上的小车，站在车上的人将右边筐中的篮球一个一个地投入左边的筐中，所有篮球仍在车上，不计空气阻力。在投篮过程中下列说法正确的是（ ） A. 小车向左运动 B. 人和小车组成的系统机械能守恒 C. 人和小车组成的系统动量守恒 D. 投完篮球后，篮球静止，小车亦静止 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．在投球过程中，人和车（含篮球）系统所受的合外力不为零，则人和小车组成的系统动量不守恒，但水平方向不受外力，系统水平方向动量守恒，篮球有水平向左的动量，则人和车系统获得水平向右的动量，所以小车向右运动，人和小车组成的系统机械能将增加，故ABC错误； D．由题知，投完球后所有球仍在车上，人、车和球速度相同，在初状态，系统水平方向的总动量为零，根据系统水平方向动量守恒，可知小车的速度为零，故D正确。 故选D。 2. 生活中很多现象蕴含了物理知识，下列说法正确的是（ ） A. 在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话，这是声波的折射现象 B. 在发声的音叉周围有些区域声音较强，有些区域声音较弱，这是声波的衍射现象 C. 医生利用彩超测病人血管内的血流速度是利用了超声波的多普勒效应 D. 火车进站时，站台上的人听见火车鸣笛的音调会变高，出站时会变低，这是声波的干涉现象 【答案】C 【解析】 【详解】A．声波波长较长，易发生衍射绕过障碍物，该现象属于声波的衍射现象，故A错误； B．发声音叉的两个叉股为两列相干声波的波源，叠加后出现振动加强区（声音强）和振动减弱区（声音弱），属于声波的干涉现象，故B错误； C．彩超发射的超声波遇到运动的血流反射后频率会发生变化，利用该多普勒效应即可测算血流速度，故C正确； D．火车进站、出站时与观察者存在相对运动，观察者接收到的鸣笛频率发生变化导致音调改变，属于声波的多普勒效应，故D错误。 故选C。 3. 如图为民谣吉他的示意图，将一只手放在音孔附近拨动琴弦使其振动，即可让吉他发声，另一只手可以将琴弦按在不同的品柱上，即可调整相应琴弦从品柱到琴码之间的长度，从而改变其音调。下列说法正确的是（　　） A. 同一根琴弦，拨动琴弦后，琴弦上不同质点振动周期相同 B. 弹奏同一根琴弦，用力越大琴声越响亮，是因为琴弦的振动频率增大了 C. 同一根琴弦先后按在不同的品柱上，拨动琴弦后，机械振动在琴弦上的传播速率不同 D. 若发现某条琴弦拨动后，另一根琴弦也有明显振动，仅是因为它们的材质相同 【答案】A 【解析】 【详解】A．同一根琴弦，拨动琴弦后，琴弦上不同质点做受迫振动，振动周期相同，故A正确； B．弹奏同一根琴弦，用力越大琴声越响亮，是因为琴弦的振幅变大了，琴弦的振动频率不变，故B错误； C．机械波的传播速度只由介质决定，所以同一根琴弦先后按在不同的品柱上，拨动琴弦后，机械振动在琴弦上的传播速率相同，故C错误； D．若发现某条琴弦拨动后，另一根琴弦也有明显振动，这是共振现象；当一根琴弦的振动频率与另一根琴弦的固有频率相等时，会引发另一根琴弦的强烈振动，与它们的材质是否相同没有直接关系，故D错误。 故选A。 4. 如图所示，、为两个振动情况完全一样的波源，两列波的波长都为，它们在介质中产生干涉现象，、在空间共形成6个振动减弱的区域（图中虚线处），是振动减弱区域中的一点，从图中可看出（ ） A. 两波源频率之间没有关系 B. 点到两波源的距离差等于0.5λ C. 点此时刻振动最弱，过半个周期后，振动变为最强 D. 当一列波的波峰传到点时，另一列波的波谷也一定传到点 【答案】D 【解析】 【详解】A．两列波在介质中产生干涉现象，则两波源频率相同，故A错误； B．由题意可知，、在空间共形成6个振动减弱的区域，中间的两个减弱区域到两波源的距离之差为0.5λ，则P点到两波源的距离差等于1.5λ，故B错误； C．加强区域和减弱区域是由位置决定的，若P点此时刻振动最弱，则过半个周期后，振动仍为最弱，故C错误； D．因P点是振动减弱区，所以当一列波的波峰传到P点时，另一列波的波谷也一定传到P点，故D正确。 故选D。 5. 图甲为某一简谐波在 t＝0 时刻的波形图，图乙为图甲中平衡位置位于x＝2m处的质点B的振动图像，质点 C的平衡位置位于x＝4m处。则下列说法正确的是（ ） A. 该简谐波沿x轴负方向传播 B. 在0~3.5s时间内，质点B运动的路程为3.5m C. 要使该波能够发生明显的衍射，则障碍物的尺寸应远大于4m D. 若该波能与另一列波发生稳定的干涉，则另一列波的频率为2Hz 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图乙可知在时刻质点B沿y轴负向振动，结合波形图，根据同侧法可知该简谐波沿x轴正方向传播，故A错误； B．由图乙可知周期，在0~3.5s时间内，即经过 质点B运动的路程为，故B正确； C．由图甲可知波长为4m，要使该波能够发生明显的衍射，则障碍物的尺寸应小于或等于 4m，故C错误； D．该波的频率为 若该波能与另一列波发生稳定的干涉，则另一列波的频率为，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，长为的轻绳一端固定在天花板上，一端系着质量为、可视为质点的小球，初始时轻绳静止在竖直方向上。时刻，空间中出现方向水平向右，大小为（很小）的恒定水平风力，小球在风力的作用下开始向右摆动，不计其它阻力，重力加速度为，则下列说法正确的是（ ） A. 小球摆到最高点时，轻绳与竖直方向的夹角为 B. 当时，小球恰好运动到起点 C. 适当增大风力，小球运动的周期保持不变 D. 小球的机械能守恒 【答案】B 【解析】 【详解】A．小球受重力mg和水平风力F作用，其合力大小为 合力方向与竖直方向夹角满足 解得 这相当于小球处于一个等效重力场中，等效重力加速度 其方向与竖直方向成角斜向右下方。 由于很小，小球在等效重力场中做简谐运动。 平衡位置在轻绳与竖直方向成角处。根据简谐运动的对称性，小球运动到最高点（另一个端点）时，轻绳与竖直方向的夹角应为，故A错误； B．小球做简谐运动的周期 当时，小球完成一次全振动，恰好回到起点，故B正确； C．适当增大风力F，会改变，等效重力加速度会改变，故小球运动的周期会改变，故C错误； D．风力对小球做了功，小球的机械能不守恒，故D错误。 故选B。 7. 长为L、质量为M的平板小车停在光滑水平面上，质量为m的木块（可视为质点，）以速度滑上小车的左端，如图甲所示，最后随小车一起运动；若小车以速度向左运动，将木块轻轻放在小车左端，如图乙所示，最终也随小车一起运动。则（　　） A. 两种情况中木块相对小车滑行的距离相等 B. 两种情况中木块最终随小车运动的速率相等 C. 两种情况中木块与小车间摩擦产生的热不相等 D. 两种情况中木块相对小车滑行的时间不相等 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．根据动量守恒定律和能量关系，甲图中 乙图中 因 可知 选项A正确，BC错误； D．对滑块由动量定理，对甲 对乙 解得 可知 选项D错误。 故选A。 8. 图甲为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置。手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况，以向上为正方向，得到手机振动过程中加速度随时间变化的曲线为正弦曲线，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 时，弹簧弹力为0 B. 时，手机位于平衡位置下方 C. 从至，手机的动能减小 D. a随t变化的关系式为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．由题图乙知，时，手机加速度为0，由牛顿第二定律得弹簧弹力大小为，A错误； B．由题图乙知，时，手机的加速度为正，弹簧的拉力大于重力，则手机位于平衡位置下方，B正确； C．由题图乙知，从至，手机的加速度增大，手机从平衡位置向最大位移处运动，速度减小，动能减小，C正确； D．由题图乙知， 则角频率 则a随t变化的关系式为，D正确。 故选BCD。 9. 波源P的平衡位置位于x=-6m处，产生的简谐横波沿着x轴正方向传播，0时刻波源P开始振动，t时刻形成的波形图如图所示，质点Q的平衡位置位于x=2m处。波源P的振动频率为2Hz，下列说法正确的是（　　） A. 波源P的起振方向沿y轴负方向 B. 该波的波速大小为1m/s C. 2s时质点Q开始振动 D. 0~3s内，质点Q通过的路程为8cm 【答案】AC 【解析】 【详解】A．波沿正方向传播，根据上下坡法，波最前端处质点的振动方向沿轴负方向；所有质点的起振方向与波源一致，因此波源的起振方向沿轴负方向，故A正确； B．由波形图可知，波从波源传到，共传播了，对应个完整波长，因此 已知波源频率，波速，故B错误； C．Q在处，距离的距离 波传播到的时间 ，即时开始振动，故C正确； D．在才开始振动，振动总时间 振幅，一个周期质点路程为，因此个周期总路程为，故D错误。 故选AC。 10. 如图甲所示，光滑水平面上两物块A、B用轻质橡皮绳水平连接，橡皮绳恰好处于原长。时，A以水平向左的初速度开始运动，B的初速度为0，已知B的质量为m，时二者发生碰撞并粘在一起，A、B运动的图像如图乙所示。则（　　） A. 橡皮绳的最大弹性势能为 B. 橡皮绳的最大弹性势能为 C. 橡皮绳的原长为 D. 橡皮绳的原长为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．由图像及动量守恒有 得 橡皮绳的最大弹性势能 得，A错误、B正确； CD．由图像可知时刻橡皮绳恢复到原长，内A、B间相当于是弹性碰撞，， 解得， 时刻二者碰撞，即橡皮绳的原长为，C错误、D正确。 故选BD。 二、实验题：本题共2小题，共14分。 11. 用单摆测定某地的重力加速度，装置如图甲所示。对单摆小角度（小于5°）振动过程进行测量，图乙是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的绳子拉力大小与时间F-t图像。 （1）t时刻小球处于最______（填“低”或“高”）点，由此可得此单摆的振动周期_______； （2）若测出悬点到小球球心的距离（摆长）为L，则当地的重力加速度________。（用L、t和必要的数学常量表示） 【答案】（1） ①. 高 ②. 8t （2） 【解析】 【小问1详解】 [1] 小球在最低点时速度最大，绳子拉力最大；在最高点时速度为零，绳子拉力最小，故时刻小球处于最高点。 [2] 相邻两个拉力极小值对应小球先后到达两侧最高点，时间间隔为半个周期。由图可知相邻两个拉力极小值的时间间隔为 又有=，解得 【小问2详解】 [3] 由单摆周期公式 整理得 代入，整理得= 12. 用如图所示的装置验证动量守恒定律。气垫导轨上安装光电门1、2，滑块1、2上固定着相同的竖直遮光条（图中未画出），与光电门连接的电子计时器可以记录遮光条通过光电门的时间。 （1）接通气垫导轨待气源稳定后，轻推滑块1，测得遮光条先后通过光电门1、2的时间分别为、。若，则说明气垫导轨________（选填“左端”或“右端”）偏高。 （2）调整水平后，测得滑块（含遮光条）1、2的质量分别为和，将滑块1静放在光电门1的右侧，滑块2静放在光电门1、2之间，向左轻推滑块1，光电门1先后记录了两次遮光条通过的时间分别为和，光电门2记录了一次遮光条通过的时间为（滑块与导轨左右两侧的缓冲装置碰后被锁定），判断两滑块碰后速度方向________（选填“相同”或“相反”）。 （3）在上述碰撞过程中，如果关系式________________________（用，，，和表示）成立，则表明滑块1、2碰撞过程中满足动量守恒。 （4）在上述碰撞过程中，如果关系式________________________成立（用，和表示），则表明滑块1、2的碰撞为弹性碰撞。 【答案】（1）右端 （2）相反 （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 遮光条通过光电门的时间越短，说明滑块的瞬时速度越大。由可知，滑块通过光电门1的速度小于通过光电门2的速度，即滑块在向左运动的过程中加速。重力具有沿导轨向下的分力，故气垫导轨的右端偏高。 【小问2详解】 光电门1记录了两次挡光时间，说明滑块1在碰撞后发生了反弹，再次向右经过光电门1；而滑块2被碰撞后向左运动经过光电门2。因此，两滑块碰后的速度方向相反。 【小问3详解】 设遮光条的宽度为，规定向左为正方向。碰前滑块1的速度为，滑块2静止 碰后滑块1反弹向右，速度为，滑块2向左运动，速度为 若碰撞过程中动量守恒，应满足 代入各速度表达式可得 整理即得动量守恒的关系式 【小问4详解】 若滑块1、2的碰撞为弹性碰撞，则不仅满足动量守恒，还满足机械能守恒。根据弹性碰撞的推论，碰撞前后两物体的相对速度大小相等、方向相反，有 代入速度表达式有 整理可得 三、计算题（本题共3小题，共40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给分．有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．） 13. 如图所示，实线和虚线分别表示沿x轴传播的一列简谐横波在和时刻的波形图，已知在时刻，介质中x＝0.6m处的质点P沿y轴正方向运动。求： （1）该波的传播方向及周期的可能值； （2）若T＞0.2s，求波的传播速度； （3）在第（2）问条件下，从时刻开始，介质中x＝0.1m处的质点Q第1次到达波谷所用的时间。 【答案】（1）沿轴负方向， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 依题意，时刻，介质中处的质点沿轴正方向运动，根据同侧法，可知波沿轴负方向传播 根据波的多解性，有 得 【小问2详解】 若，则，周期 由图可知，该波的波长，根据波长与波速的关系，有 【小问3详解】 质点第1次到达波谷，波沿轴方向传播的距离 所用时间为 14. 如图甲所示，在汽车安全气囊的性能测试中，质量的头锤（视为质点）从距气囊表面高度处由静止下落，与正下方的气囊发生碰撞，以头锤到达气囊表面为计时起点，气囊对头锤竖直方向的作用力F随时间t变化的规律如图乙所示。碰撞结束后头锤上升的最大高度，取重力加速度大小，不计空气阻力。求： （1）碰撞前后头锤动量变化量的大小； （2）碰撞过程中F的冲量大小； （3）气囊对头锤竖直方向的作用力的最大值。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 碰撞前速度大小为，方向竖直向下 碰撞后速度大小为，方向竖直向上 取竖直向上为正方向，动量变化量为 所以其大小为 【小问2详解】 碰撞持续时间为。取竖直向上为正方向，气囊作用力的冲量向上，重力的冲量向下。由动量定理，气囊作用力冲量与重力冲量共同产生动量变化，有 其中为气囊作用力的冲量。代入、、和 解得 【小问3详解】 由图像可知，气囊作用力的冲量等于图线与时间轴所围三角形的面积，有 其中，代入 解得 15. 如图所示，光滑水平轨道与光滑竖直圆弧轨道在A点平滑连接，圆弧轨道圆心为O，轨道上端点B和圆心连线与水平面成角，半径。圆弧轨道的左上方有一固定平台，平台上静止一质量的足够长木板S，木板与平台间的动摩擦因数为。质量的物块P以初速度向右运动，与静止的质量的物块Q发生碰撞，碰后P的速度反向，大小变为。Q从B点离开圆弧轨道后，运动到最高点时恰好从右端滑上木板S，Q与S间的动摩擦因数。已知重力加速度，，。求： （1）P、Q碰撞过程损失的机械能； （2）物块Q经过B点时对轨道的压力大小； （3）木板S在平台上运动的距离。 【答案】（1）10.5J （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 P、Q碰撞过程，由动量守恒定律和能量守恒定律得 联立解得 ， 【小问2详解】 A、B两点的高度差为 由能量守恒定律得 在B点，由牛顿第二定律，得 联立解得 ， 由牛顿第三定律知物块Q在B点对轨道的压力大小为 【小问3详解】 Q滑上木板S时的速度大小为 木板加速阶段，分别对木板S和物块Q应用牛顿第二定律，得， 设经过时间t1二者达到共同速度，则 联立解得 ， 二者共同减速至速度为0的过程，根据动量定理得 解得 木板S在平台上运动的距离为 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $