精品解析：吉林长春市东北师范大学附属中学2025-2026学年高一下学期期末考试物理试卷

2025—2026学年下学期 东北师大附中（物理）科试卷 高一年级期末考试 注意事项： 1．答题前，考生需将自己的姓名、班级、考场/座位号填写在答题卡指定位置上，并粘贴条形码。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。 3．回答非选择题时，请使用0.5毫米黑色字迹签字笔将答案写在答题卡各题目的答题区域内，超出答题区域或在草稿纸、本试题卷上书写的答案无效。 4．保持卡面清洁，不要折叠、不要弄皱、弄破，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。 一、选择题：本题共12小题，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9~12题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 某质点做简谐运动。从该质点经过某一位置时开始计时，则（　　） A. 当质点再次经过此位置时，经过的时间为一个周期 B. 当质点的速度再次与零时刻的速度相同时，经过的时间为一个周期 C. 当质点的加速度再次与零时刻的加速度相同时，经过的时间为一个周期 D. 当质点经过的路程为振幅的4倍时，经过的时间为一个周期 2. 在光滑水平面上，原来静止的物体受到水平拉力F作用，拉力大小F随时间t按图示规律变化，下列说法正确的是（　　） A. 0~4s内物体的动量先增大后减小 B. 0~4s内物体的动量一直增大 C. 2s末物体的动量大小为4kg•m/s D. 4s末物体的动量为0 3. 如图为某同学在参加引体向上体测，已知该同学质量为，向上引体一次的过程重心上移约，有关该过程下列说法正确的是（ ） A. 该同学机械能守恒 B. 单杠对该同学的支持力做正功 C. 该同学克服重力做功约 D. 该同学一直处于超重状态 4. 如图是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，图中用实线表示波峰，虚线表示波谷。已知两列波的振幅均为，波速为，波长为，下列说法正确的是（ ） A. 点偏离平衡位置的位移始终为 B. 点的振动周期为 C. 该时刻、处两质点的高度差是 D. 处质点是振动加强的点 5. 章鱼遇到危险时可将吸入体内的水在极短时间内向后喷出，由此获得一个反冲速度，从而迅速向前逃窜完成自救。假设有一只吸满水后的章鱼总质量为，它正以速度匀速运动。若它在极短时间内向后一次性喷射出质量为的水，喷出的水相对于喷水后瞬间它自身的速率为，章鱼所受阻力可以忽略，则以下说法中正确的是（ ） A. 喷水的过程中，章鱼和喷出的水组成的系统总动量一直为零 B. 喷水的过程中，章鱼和喷出的水组成的系统机械能守恒 C. 章鱼喷水后瞬间逃跑的速度大小为 D. 章鱼喷水后瞬间逃跑的速度大小为 6. 已知嫦娥六号在环月圆轨道上运行的周期为，轨道半径与月球半径之比为，万有引力常量为，则月球的平均密度为（ ） A. B. C. D. 7. 我国“天宫”空间站在距地面约的轨道上运行，该高度处仍存在相对地心静止的稀薄气体，会对空间站产生阻力，空间站可通过持续开启发动机以维持原有速度大小不变。已知空间站垂直速度方向的横截面积为S，气体密度均匀、大小为，空间站速度为v，若气体与空间站前端碰撞后共速，则空间站克服气体阻力做功的功率为（　　） A. B. C. D. 8. 如图，半径为的光滑圆环轨道固定于竖直平面内，圆心为。一小球（可视为质点）静止在轨道最低点。现使该小球获得一水平向右的初速度，随后它开始沿着轨道内侧运动，到点时刚好脱离轨道。已知与竖直方向的夹角为，则小球在点时获得的初速度为（ ） A. B. C. D. 9. 有关图甲、乙、丙、丁所描绘的四种情境及其相关的物理现象，下列说法中正确的是（ ） A. 图甲中，正在鸣笛的火车通过站台边不动的工作人员时，工作人员听到的笛声音调发生变化，这是由于多普勒效应引起的 B. 图乙中，若将孔的宽度变大，则下方会观察到更明显的衍射现象 C. 图丙中，手掌摩擦龙洗盆盆耳使得水花飞溅，是因为手和盆之间的摩擦力较大 D. 若图丁，是两列步调相同的水波的干涉图像，则图中有些点可能一直处于平衡状态 10. 如图所示为一载人飞船的发射及与空间站对接过程的简化示意图。飞船先进入轨道Ⅰ，然后在点火，第一次变轨进入转移轨道Ⅱ（A点为其近地点），到达远地点时，再次点火，进入目标轨道Ⅲ并与空间站实现对接。假设轨道Ⅰ和轨道Ⅲ都近似为圆轨道。下列说法正确的是（ ） A. 飞船在轨道Ⅰ运行的速度大于 B. 在相同时间内，飞船在轨道Ⅰ上与地心连线扫过的面积小于轨道Ⅱ上与地心连线扫过的面积 C. 飞船在A点点火加速，在点点火减速 D. 当飞船分别在轨道Ⅰ与轨道Ⅲ上运动时，在轨道Ⅰ上运动时的角速度大 11. 如图所示，倾角的传送带以恒定的速度顺时针匀速运行。传送带两轮轴间距长。在传送带端，轻轻地放一个质量为的煤块（可视为质点）。已知煤块与传送带之间的动摩擦因数为，取，，下列说法正确的是（ ） A. 煤块放上传送带后与传送带速度相同 B. 煤块在传送带上留下了长的黑色痕迹 C. 传送带对煤块做了的功 D. 传送带克服与煤块间的摩擦力做了的功 12. 如图甲，光滑水平面左侧有一竖直墙壁，质量为的小球以向右的速度与静止的质量为的小球发生对心碰撞，。与或墙壁之间的碰撞均没有能量损失。现用下述方法描述这个力学系统，设任意时刻、两球的速度分别为和，令，，且，其中为定值，该函数的图像如图乙所示，图像中的点表示两个小球组成的系统可能的状态。若、、为系统连续经历的三个状态。根据以上信息，下列说法正确的是（ ） A. 从状态到状态的过程系统动量守恒 B. 从状态到状态的过程两个小球发生弹性碰撞 C. 直线的斜率 D. 图像中圆的半径 二、非选择题：本题共5小题，共52分。 13. 某实验小组用如图所示的实验装置验证动量守恒定律。调节气垫导轨水平，图中气垫导轨上固定有光电门1和光电门2，它们与数字计时器（图中未画出）相连，两滑块（含挡光片）的质量分别为和（），两挡光片沿运动方向的宽度均为，实验时先调节气垫导轨成水平状态，滑块A静置于光电门1左侧，滑块B静置于光电门1和光电门2之间，轻推滑块A，测得A通过光电门1的挡光时间为，A与B相碰后，B和A先后经过光电门2的挡光时间分别为和。回答下列问题： （1）碰前A的速度大小___________（用题中字母表示）； （2）为使B和A先后经过光电门2，应选取质量为___________（选填“”或“”）的滑块作为滑块A； （3）若在误差范围内满足关系式___________（用字母，，，，表示），则可验证动量守恒定律。 14. 图（a）是某兴趣小组基于手机磁力传感器，利用Phyphox应用软件完成单摆测量重力加速度的示意图，手机中的磁力传感器能够实时测量并记录外部磁场的磁感应强度大小。在磁性小球摆动过程中，当磁性小球摆动到最右端时，记录的磁感应强度最大。实验时，通过磁力传感器记录磁感应强度发生的周期性变化，间接测得小球运动的周期。部分实验操作如下： （1）用游标卡尺测量小球直径，结果如图（b）所示， 则小球的直径为__________mm。 （2）保证细线与竖直方向的夹角小于5°并释放小球，打开Phyphox应用软件采集数据，图（c）为实验过程中磁感应强度随时间发生周期性变化的图像。则小球运动的周期为__________（用、表示）。 （3）某次实验中，由于操作不当，导致小球不在同一竖直面内运动，而是在一个水平面内做圆周运动，测量周期后，仍用单摆的周期公式求出重力加速度，则重力加速度的测量值__________实际值（填“小于”、“大于”或“等于”）。 （4）此小组又改进了实验装置，决定采用杆线摆测量重力加速度。如图（d）所示，杆线摆可以绕着悬挂轴来回摆动，直径为的摆球其运动轨迹被约束在一个倾斜平面内，这相当于单摆在斜面上来回摆动。如图（e）所示，在铁架台上装一根铅垂线，在铁架台的立柱跟铅垂线平行的情况下把杆线摆装在立柱上，调节细线的长度，使摆杆与立柱垂直，保持摆杆长度不变。如图（f）所示，把铁架台底座一侧垫高，立柱倾斜，测出静止时摆杆与铅垂线的夹角为，并测量该倾角下单摆的周期。改变铁架台的倾斜程度，测出多组夹角和单摆周期，若作出的图像是一条过原点的直线，其斜率为，则可以求得重力加速度为__________（结果用、、表示）。 15. 一列沿轴传播的简谐横波，时刻的波形图如图甲所示。图乙表示处的质点的振动图像，求： （1）简谐横波的波长和周期； （2）波的传播方向和波速大小。 16. 如图，质量均为的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的点系一长为的细线，细线另一端系一质量也为的球C（可视为质点）。现将C球拉起使细线水平伸直，并由静止释放C球。已知重力加速度为，不计空气阻力。求： （1）C球第一次运动至最低点时的速度大小； （2）C球相对摆动过程中的最低点向左上升的最大高度。 17. 水滑梯是水上乐园常见的游乐设施。图甲为水滑梯的示意图，倾角为的倾斜加速滑道和水平减速滑道平滑连接，起点距水平滑道的高度为H=10m，水平减速滑道长为L=10m。乘坐滑垫的游客在滑道上受到的阻力与所受支持力成正比，比例系数，在滑道上受到的阻力与运动的速率成正比，比例系数k=16kg/s，阻力方向始终与运动方向相反。质量为m=40kg的游客甲乘坐滑垫从滑道起点无初速度滑下，与在水平滑道末端静止的另一质量为M=80kg的游客乙发生弹性碰撞，游客甲碰后反弹，运动距离后停下（小于距离），游客乙从水平滑道向右飞出，落入水中。已知重力加速度为，不考虑其他阻力和水流动时产生的推动力，忽略滑垫的质量以及游客的体积，求： （1）游客甲到达点的速度大小； （2）游客甲碰后反弹的距离； （3）由于场地限制，水平滑道的起始点与终点的直线距离无法调整。为减少游客从水平滑道点冲出时的速度，设计者将水平直滑道调整为水平曲滑道（假设比例系数不变），滑道由四段圆心角为的圆弧组成，其俯视图如图乙所示。求由于水平滑道的更改，游客甲单独运动到点时的速度变为多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025—2026学年下学期 东北师大附中（物理）科试卷 高一年级期末考试 注意事项： 1．答题前，考生需将自己的姓名、班级、考场/座位号填写在答题卡指定位置上，并粘贴条形码。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。 3．回答非选择题时，请使用0.5毫米黑色字迹签字笔将答案写在答题卡各题目的答题区域内，超出答题区域或在草稿纸、本试题卷上书写的答案无效。 4．保持卡面清洁，不要折叠、不要弄皱、弄破，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。 一、选择题：本题共12小题，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9~12题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 某质点做简谐运动。从该质点经过某一位置时开始计时，则（　　） A. 当质点再次经过此位置时，经过的时间为一个周期 B. 当质点的速度再次与零时刻的速度相同时，经过的时间为一个周期 C. 当质点的加速度再次与零时刻的加速度相同时，经过的时间为一个周期 D. 当质点经过的路程为振幅的4倍时，经过的时间为一个周期 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．若从最大位移处开始计时，当质点再次经过此位置时，经过的时间为一个周期，若从其他位置开始计时，则小于一个周期，故A错误； B．当速度再次与零时刻的速度相同时，有可能是过关于平衡位置对称的两个点，故B错误； C．当加速度再次与零时刻的加速度相同时，有可能是两次经过平衡位置一侧的某个点，故C错误； D．根据简谐振动的特点可知，一个周期的路程为振幅的4倍。故D正确。 故选D。 2. 在光滑水平面上，原来静止的物体受到水平拉力F作用，拉力大小F随时间t按图示规律变化，下列说法正确的是（　　） A. 0~4s内物体的动量先增大后减小 B. 0~4s内物体的动量一直增大 C. 2s末物体的动量大小为4kg•m/s D. 4s末物体的动量为0 【答案】B 【解析】 【详解】AB．因F-t图像与坐标轴围成的面积等于力的冲量，可知0~4s内物体所受的冲量一直为正，可知物体的动量一直增大，A错误，B正确； C．根据动量定理可知，因初动量为零，则2s末物体的动量大小等于力F的冲量，即，C错误； D．同理，4s末物体的动量为，D错误。 故选B。 3. 如图为某同学在参加引体向上体测，已知该同学质量为，向上引体一次的过程重心上移约，有关该过程下列说法正确的是（ ） A. 该同学机械能守恒 B. 单杠对该同学的支持力做正功 C. 该同学克服重力做功约 D. 该同学一直处于超重状态 【答案】C 【解析】 【详解】A．由能量守恒，该同学引体向上过程中体内的化学能转化为机械能，所以机械能不守恒，故A错误； B．该同学受到单杠的支持力，但该力未发生沿力方向的位移，故支持力不做功，故B错误； C．该同学克服重力做功等于重力势能增量，故C正确； D．该同学完成一次引体向上过程，先向上加速后减速运动，故先处于超重后失重状态，故D错误。 故选C。 4. 如图是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，图中用实线表示波峰，虚线表示波谷。已知两列波的振幅均为，波速为，波长为，下列说法正确的是（ ） A. 点偏离平衡位置的位移始终为 B. 点的振动周期为 C. 该时刻、处两质点的高度差是 D. 处质点是振动加强的点 【答案】B 【解析】 【详解】A．点处两列波均为波峰，此时叠加位移为，质点仍随时间振动，位移并非始终为，故A错误； B．点的振动周期与波源周期相同，由波长、波速与周期的关系有，故B正确； C．此时点处两列波的波峰相遇，位移为；点处两列波的波谷相遇，位移为，两点的高度差为，故C错误； D．点处一列波的波峰与另一列波的波谷相遇，两列波等振幅，叠加后振动减弱，故D错误。 故选B。 5. 章鱼遇到危险时可将吸入体内的水在极短时间内向后喷出，由此获得一个反冲速度，从而迅速向前逃窜完成自救。假设有一只吸满水后的章鱼总质量为，它正以速度匀速运动。若它在极短时间内向后一次性喷射出质量为的水，喷出的水相对于喷水后瞬间它自身的速率为，章鱼所受阻力可以忽略，则以下说法中正确的是（ ） A. 喷水的过程中，章鱼和喷出的水组成的系统总动量一直为零 B. 喷水的过程中，章鱼和喷出的水组成的系统机械能守恒 C. 章鱼喷水后瞬间逃跑的速度大小为 D. 章鱼喷水后瞬间逃跑的速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．喷水过程时间极短，系统内力远大于外力，动量守恒，初始系统总动量为，因此总动量保持不变，并非一直为零，故A错误； B．喷水过程中章鱼体内的化学能转化为系统机械能，系统机械能增加，不满足机械能守恒条件，故B错误； CD．规定章鱼初始运动方向为正方向，设喷水后章鱼瞬间对地速度为，喷出的水相对章鱼向后的速率为，因此喷出的水相对章鱼的速度为，由相对速度关系得水对地速度为。根据动量守恒定律列方程有 化简得 解得，故C错误，D正确。 故选D。 6. 已知嫦娥六号在环月圆轨道上运行的周期为，轨道半径与月球半径之比为，万有引力常量为，则月球的平均密度为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设月球半径为，由题意可知嫦娥六号的环月轨道半径 嫦娥六号绕月球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有 将代入上式，消去后解得月球质量 月球体积 根据密度定义，将、代入，约去后可得月球的平均密度为 故选A。 7. 我国“天宫”空间站在距地面约的轨道上运行，该高度处仍存在相对地心静止的稀薄气体，会对空间站产生阻力，空间站可通过持续开启发动机以维持原有速度大小不变。已知空间站垂直速度方向的横截面积为S，气体密度均匀、大小为，空间站速度为v，若气体与空间站前端碰撞后共速，则空间站克服气体阻力做功的功率为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】取极短时间内与空间站碰撞的气体为研究对象。该部分气体的体积为时间内扫过的气柱体积，质量 气体初始相对地心静止，碰撞后与空间站共速为，根据动量定理，空间站对气体的作用力满足 代入可得 解得 根据牛顿第三定律，气体对空间站的阻力大小 空间站克服阻力做功的功率 故选C。 8. 如图，半径为的光滑圆环轨道固定于竖直平面内，圆心为。一小球（可视为质点）静止在轨道最低点。现使该小球获得一水平向右的初速度，随后它开始沿着轨道内侧运动，到点时刚好脱离轨道。已知与竖直方向的夹角为，则小球在点时获得的初速度为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】在点刚好脱离轨道时，轨道对小球的支持力为零。沿半径指向圆心的方向，由牛顿第二定律得 结合，可得 点相对点升高 从点运动到点的过程中机械能守恒，有 代入数据得 从而 故选C。 9. 有关图甲、乙、丙、丁所描绘的四种情境及其相关的物理现象，下列说法中正确的是（ ） A. 图甲中，正在鸣笛的火车通过站台边不动的工作人员时，工作人员听到的笛声音调发生变化，这是由于多普勒效应引起的 B. 图乙中，若将孔的宽度变大，则下方会观察到更明显的衍射现象 C. 图丙中，手掌摩擦龙洗盆盆耳使得水花飞溅，是因为手和盆之间的摩擦力较大 D. 若图丁，是两列步调相同的水波的干涉图像，则图中有些点可能一直处于平衡状态 【答案】AD 【解析】 【详解】A．多普勒效应的本质是当波源和观察者发生相对运动时，观察者接收到的波的频率会发生变化，鸣笛的火车靠近静止的工作人员时，工作人员接收到的声波频率高于波源实际频率，音调偏高；火车远离时接收到的频率低于实际频率，音调偏低，该现象正是多普勒效应的体现，故A正确； B．发生明显衍射的条件是狭缝的尺寸与波长相差不多，甚至比波长更小，若将孔AB的宽度变大，狭缝尺寸远大于波长的程度提升，会导致衍射现象变得更不明显，故B错误； C．龙洗盆水花飞溅的原因是手掌摩擦盆耳的频率和盆的固有频率匹配，引发了共振，盆体剧烈振动带动水飞溅，并非单纯因为手和盆之间摩擦力大，故C错误； D． 两列步调相同的水波发生干涉时，存在振动减弱点：当两列波在该点的振幅相等时，振动减弱的合振幅为0，这些点会一直保持静止、处于平衡状态，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示为一载人飞船的发射及与空间站对接过程的简化示意图。飞船先进入轨道Ⅰ，然后在点火，第一次变轨进入转移轨道Ⅱ（A点为其近地点），到达远地点时，再次点火，进入目标轨道Ⅲ并与空间站实现对接。假设轨道Ⅰ和轨道Ⅲ都近似为圆轨道。下列说法正确的是（ ） A. 飞船在轨道Ⅰ运行的速度大于 B. 在相同时间内，飞船在轨道Ⅰ上与地心连线扫过的面积小于轨道Ⅱ上与地心连线扫过的面积 C. 飞船在A点点火加速，在点点火减速 D. 当飞船分别在轨道Ⅰ与轨道Ⅲ上运动时，在轨道Ⅰ上运动时的角速度大 【答案】D 【解析】 【详解】A．7.9 km/s是地球的第一宇宙速度，是近地卫星的最大环绕速度。轨道I是圆轨道，且轨道半径大于地球半径，因此飞船在轨道I的运行速度一定小于7.9 km/s，A错误； B．开普勒第二定律仅适用于同一轨道上的卫星。轨道I是圆轨道，轨道II是椭圆轨道，二者不是同一轨道，因此不能直接用开普勒第二定律比较相同时间内扫过的面积。轨道 I 上的卫星受到的万有引力等于向心力，解得速度，轨道II的卫星在A点受到的万有引力小于向心力 解得速度，同时轨道II的卫星在B点的速度，所以无法比较相同时间内扫过的面积，B错误； C．在A点从圆轨道I进入椭圆轨道II，需要点火加速，使飞船做离心运动，进入转移轨道。在B点从椭圆轨道II进入圆轨道III，需要点火加速，使飞船做离心运动进入更高的圆轨道，C错误； D．根据万有引力提供向心力 可得角速度 轨道I的半径小于轨道III的半径，因此，轨道I上的角速度更大，D正确。 故选D。 11. 如图所示，倾角的传送带以恒定的速度顺时针匀速运行。传送带两轮轴间距长。在传送带端，轻轻地放一个质量为的煤块（可视为质点）。已知煤块与传送带之间的动摩擦因数为，取，，下列说法正确的是（ ） A. 煤块放上传送带后与传送带速度相同 B. 煤块在传送带上留下了长的黑色痕迹 C. 传送带对煤块做了的功 D. 传送带克服与煤块间的摩擦力做了的功 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．煤块放上传送带，沿传送带方向受到摩擦力和重力分力作用，由牛顿第二定律得： 解得加速度 对于煤块，加速过程有 解得 故A错误； B．加速阶段，煤块位移 痕迹长度等于加速阶段传送带位移与煤块位移之差，即 故B正确； C．摩擦力对煤块做功分为加速阶段和匀速阶段，匀速运动阶段静摩擦力做功，摩擦力大小与重力分力相等，即 且煤块匀速运动位移 易得摩擦力对煤块做功 故C正确； D．加速阶段传送带位移 克服摩擦力做功 匀速阶段传送带位移 克服摩擦力做功 总功 故D正确。 故选BCD。 12. 如图甲，光滑水平面左侧有一竖直墙壁，质量为的小球以向右的速度与静止的质量为的小球发生对心碰撞，。与或墙壁之间的碰撞均没有能量损失。现用下述方法描述这个力学系统，设任意时刻、两球的速度分别为和，令，，且，其中为定值，该函数的图像如图乙所示，图像中的点表示两个小球组成的系统可能的状态。若、、为系统连续经历的三个状态。根据以上信息，下列说法正确的是（ ） A. 从状态到状态的过程系统动量守恒 B. 从状态到状态的过程两个小球发生弹性碰撞 C. 直线的斜率 D. 图像中圆的半径 【答案】ACD 【解析】 【详解】由已知有， 系统全程无能量损失，总动能守恒 化简得 A．状态A是初始态：m以向右运动、M 静止；A到B 是m与M在光滑水平面发生弹性碰撞的过程，以m、M为系统，水平面光滑、合外力为 0，系统动量守恒，故A正确； B．从图像看，B到C是一条水平线，说明M速度u没有变化，是m撞击左侧竖直墙壁、速度反向的过程，并非两球碰撞，故B错误； C．两球碰撞过程中，系统水平方向不受外力，因此动量守恒 又 代入得 所以 所以直线AB的斜率 故C正确； D．由 可知图像中圆的半径，故D正确。 故选ACD。 二、非选择题：本题共5小题，共52分。 13. 某实验小组用如图所示的实验装置验证动量守恒定律。调节气垫导轨水平，图中气垫导轨上固定有光电门1和光电门2，它们与数字计时器（图中未画出）相连，两滑块（含挡光片）的质量分别为和（），两挡光片沿运动方向的宽度均为，实验时先调节气垫导轨成水平状态，滑块A静置于光电门1左侧，滑块B静置于光电门1和光电门2之间，轻推滑块A，测得A通过光电门1的挡光时间为，A与B相碰后，B和A先后经过光电门2的挡光时间分别为和。回答下列问题： （1）碰前A的速度大小___________（用题中字母表示）； （2）为使B和A先后经过光电门2，应选取质量为___________（选填“”或“”）的滑块作为滑块A； （3）若在误差范围内满足关系式___________（用字母，，，，表示），则可验证动量守恒定律。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由于遮光片宽度很小，可用平均速度近似代替瞬时速度，故碰前A的速度大小为 【小问2详解】 若要碰撞后A、B都向右运动，且先后经过光电门2，需要碰撞后入射滑块A不反弹，仍向原方向运动，根据碰撞规律，入射滑块质量需大于被碰滑块，故选取质量为的滑块作为滑块A； 【小问3详解】 碰撞前B静止，碰撞前系统的总动量大小为 设碰撞后，B的速度大小为，A的速度大小为，故碰撞后系统的总动量大小为 若在误差允许的范围内满足关系式，则可验证动量守恒定律。 14. 图（a）是某兴趣小组基于手机磁力传感器，利用Phyphox应用软件完成单摆测量重力加速度的示意图，手机中的磁力传感器能够实时测量并记录外部磁场的磁感应强度大小。在磁性小球摆动过程中，当磁性小球摆动到最右端时，记录的磁感应强度最大。实验时，通过磁力传感器记录磁感应强度发生的周期性变化，间接测得小球运动的周期。部分实验操作如下： （1）用游标卡尺测量小球直径，结果如图（b）所示， 则小球的直径为__________mm。 （2）保证细线与竖直方向的夹角小于5°并释放小球，打开Phyphox应用软件采集数据，图（c）为实验过程中磁感应强度随时间发生周期性变化的图像。则小球运动的周期为__________（用、表示）。 （3）某次实验中，由于操作不当，导致小球不在同一竖直面内运动，而是在一个水平面内做圆周运动，测量周期后，仍用单摆的周期公式求出重力加速度，则重力加速度的测量值__________实际值（填“小于”、“大于”或“等于”）。 （4）此小组又改进了实验装置，决定采用杆线摆测量重力加速度。如图（d）所示，杆线摆可以绕着悬挂轴来回摆动，直径为的摆球其运动轨迹被约束在一个倾斜平面内，这相当于单摆在斜面上来回摆动。如图（e）所示，在铁架台上装一根铅垂线，在铁架台的立柱跟铅垂线平行的情况下把杆线摆装在立柱上，调节细线的长度，使摆杆与立柱垂直，保持摆杆长度不变。如图（f）所示，把铁架台底座一侧垫高，立柱倾斜，测出静止时摆杆与铅垂线的夹角为，并测量该倾角下单摆的周期。改变铁架台的倾斜程度，测出多组夹角和单摆周期，若作出的图像是一条过原点的直线，其斜率为，则可以求得重力加速度为__________（结果用、、表示）。 【答案】（1）22.50 （2） （3）大于 （4） 【解析】 【小问1详解】 [1] 游标卡尺的游标为20分度，分度值为，游标零刻度线左侧的主尺读数为，游标尺第10条刻度线与主尺刻度线对齐，故小球直径为 【小问2详解】 [2] 磁感应强度最大时小球位于最右端，从到包含10个完整运动周期，故小球运动周期 【小问3详解】 [3] 设细线长为，小球做水平圆周运动时细线与竖直方向的夹角为，细线拉力大小为，实际重力加速度为，小球做圆周运动的半径为 沿竖直方向和水平方向分别列式，有 由关系式 联立得 若仍按单摆周期公式计算，则 故测量值大于实际值。 【小问4详解】 [4] 摆球球心到悬挂轴的距离为，重力加速度在摆动平面内的有效值为 根据单摆周期公式有 以为纵坐标、为横坐标，图像斜率 整理得 15. 一列沿轴传播的简谐横波，时刻的波形图如图甲所示。图乙表示处的质点的振动图像，求： （1）简谐横波的波长和周期； （2）波的传播方向和波速大小。 【答案】（1）2m， （2）沿轴正向传播， 【解析】 【小问1详解】 由图甲、乙可知，此波的波长为2 m，周期为。 【小问2详解】 ，则可知和时，处的质点的振动情况相同。由图乙可知，时刻，处的质点从平衡位置沿轴正向振动，可知波沿轴正向传播 波速大小为。 16. 如图，质量均为的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的点系一长为的细线，细线另一端系一质量也为的球C（可视为质点）。现将C球拉起使细线水平伸直，并由静止释放C球。已知重力加速度为，不计空气阻力。求： （1）C球第一次运动至最低点时的速度大小； （2）C球相对摆动过程中的最低点向左上升的最大高度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 球运动到最低点前，细线对的拉力有水平向右的分量，推动一起运动；到达最低点时，细线竖直，、间的弹力减为零，此时两者速度相同，之后分离。 取水平向左为正方向，设最低点处球的速度大小为，、的共同速度大小为，系统水平方向动量守恒，有 由机械能守恒定律有 联立解得 【小问2详解】 设球向左上升至最高点时相对最低点的高度为，此时、的共同速度大小为，由水平方向动量守恒有 解得 对、组成的系统，由机械能守恒定律有 代入各速度解得 17. 水滑梯是水上乐园常见的游乐设施。图甲为水滑梯的示意图，倾角为的倾斜加速滑道和水平减速滑道平滑连接，起点距水平滑道的高度为H=10m，水平减速滑道长为L=10m。乘坐滑垫的游客在滑道上受到的阻力与所受支持力成正比，比例系数，在滑道上受到的阻力与运动的速率成正比，比例系数k=16kg/s，阻力方向始终与运动方向相反。质量为m=40kg的游客甲乘坐滑垫从滑道起点无初速度滑下，与在水平滑道末端静止的另一质量为M=80kg的游客乙发生弹性碰撞，游客甲碰后反弹，运动距离后停下（小于距离），游客乙从水平滑道向右飞出，落入水中。已知重力加速度为，不考虑其他阻力和水流动时产生的推动力，忽略滑垫的质量以及游客的体积，求： （1）游客甲到达点的速度大小； （2）游客甲碰后反弹的距离； （3）由于场地限制，水平滑道的起始点与终点的直线距离无法调整。为减少游客从水平滑道点冲出时的速度，设计者将水平直滑道调整为水平曲滑道（假设比例系数不变），滑道由四段圆心角为的圆弧组成，其俯视图如图乙所示。求由于水平滑道的更改，游客甲单独运动到点时的速度变为多少？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 对于游客甲，从A到B的运动过程，根据动能定理有 解得 【小问2详解】 设游客甲与游客乙碰撞前速度为，由B至C有 其中 游客甲速度大小变为，游客乙速度大小变为，碰撞前后动量守恒、机械能守恒，有 ， 解得 设碰撞后对于游客甲反弹减速至0，有 其中 联立解得 【小问3详解】 设圆弧的半径为，水平曲滑道的总长度为，由几何分析可得， 联立解得 游客甲在水平曲线滑道上做变速圆周运动的全过程仅由阻力提供切向力改变速度的大小，设游客甲的速率为，则有 对等式两边同乘极短的时间，并求和可得 解得 所以 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $