精品解析:安徽省六安市舒城县晓天中学2024-2025学年高二下学期期中物理测试卷
2026-08-05
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 安徽省 |
| 地区(市) | 六安市 |
| 地区(区县) | 舒城县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.31 MB |
| 发布时间 | 2026-08-05 |
| 更新时间 | 2026-08-05 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-08-05 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59093806.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
晓天中学2025年春学期期中阶段质量检测
高二物理试卷
命题范围:选择性必修一第一章——第二章
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分)
1. 如图所示,半圆槽静止放在水平面上,现将一小球从槽的顶端A处由静止释放,不计一切摩擦,小球在槽内运动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 只有重力对小球做功
B. 小球和槽组成的系统动量守恒
C. 小球不可能到达与A等高的C点
D. 小球和槽系统机械能守恒
【答案】D
【解析】
【详解】A.小球下滑过程中,槽对小球的弹力会做功,故A错误;
B.小球和槽在运动过程中所受的外力矢量和不为零,则小球和槽组成的系统动量守恒不守恒,但系统水平方向不受外力作用,即系统水平方向动量守恒,故B错误;
C.由题意知水平方向上初动量为零,所以小球上滑到最高点时系统的动量也为零,又因为整个过程系统机械能守恒,初动能和末动能都为零,所以初末状态系统重力势能相同,小球可以到达与A等高的C点,故C错误;
D.整个过程中小球和槽系统机械能守恒,故D正确。
故选D。
2. 水刀(如图所示),即以水为刀,本名高压水射流切割技术,以其冷切割不会改变材料的物理化学性质而备受青睐。目前在中国,“水刀”的最大压强已经做到了420MPa。“水刀”在工作过程中,将水从细喷嘴高速喷出,直接打在被切割材料的表面上,假设高速水流垂直打在材料表面上后,立刻沿材料表面散开没有反弹,已知水的密度为,试估算要达到我国目前的“水刀”压强,则该“水刀”喷出的水流速度约为 ( )
A. 600m/s B. 650m/s C. 700m/s D. 750m/s
【答案】B
【解析】
【详解】设水流速度为v,横截面积为s,在极短时间内的质量
由动量定理得
得
故选B。
3. 两个完全相同的小球A、B,在同一高度处以相同大小的初速度v0分别水平和竖直向上抛出,不计空气阻力,下列正确的是( )
A. 两小球落地时的速度相同
B. 两小球落地时,重力的瞬时功率相同
C. 从开始运动至落地,两小球动能的变化相同
D. 从开始运动至落地,两小球动量的变化相同
【答案】C
【解析】
【详解】AD.两个小球在运动的过程中都是只有重力做功,机械能守恒,所以根据机械能守恒可以知两物体落地时速度大小相等,两小球动能的变化相同,但是由于速度是矢量,速度方向不同,所以速度不同,故A错误,C正确;
B.到达底端时两物体的速率相同,重力也相同,但A物体重力与速度有夹角,B物体重力与速度方向相同,所以落地前的瞬间B物体重力的瞬时功率大于A物体重力的瞬时功率,故B错误;
D.根据动量定理,小球动量的改变量
对A、B小球运动时间
可得
故从开始运动至落地,两小球动量的变化量有
故D错误。
故选C。
4. 右图是采用动力学方法测量空间站质量的原理图。已知飞船质量为,其推进器工作时飞船受到的平均推力为,在飞船与质量更大的空间站对接后,推进器工作时间内,飞船和空间站速度变化量为,则( )
A. 空间站的质量为
B. 空间站的质量为
C. 飞船对空间站的平均推力为
D. 飞船对空间站的平均推力为
【答案】A
【解析】
【详解】AB.把飞船、空间站作为整体,由牛顿第二定律有
因为
联立解得空间站质量
故A正确,B错误;
CD.对空间站,由牛顿第二定律有
联立以上,解得飞船对空间站的平均推力
故CD错误。
故选A。
5. 如图,轻弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为m的光滑弧形槽静止放在光滑水平面上,弧形槽底端与水平面相切,一个质量也为m的小物块从槽高h处开始自由下滑,下列说法正确的是( )
A. 若光滑槽被固定在水平面上,在下滑过程中,物块的机械能守恒
B. 若光滑槽被固定在水平面上,在下滑过程中,物块和槽的动量守恒
C. 若光滑槽没固定在水平面,在下滑过程中,物块和槽的动量守恒
D. 若光滑槽没固定在水平面,物块被弹簧反弹后,能回到槽高h处
【答案】A
【解析】
【详解】A.若光滑槽被固定在水平面上,在下滑过程中,物块只有重力做功,物块的重力势能转化为物块的动能,物块的机械能守恒,A正确;
B.若光滑槽被固定在水平面上,在下滑过程中,物块和槽水平方向合力不为零,水平方向动量不守恒,竖直方向上合力不为零,故竖直方向上动量不守恒,物块和槽的动量不守恒,B错误;
C.物块下滑过程中,物块和槽水平方向合力为零,水平方向动量守恒,竖直方向上合力不为零,故竖直方向上动量不守恒,故物块和槽动量不守恒,C错误;
D.物块滑离开弧形槽时,水平方向动量守恒,以向右为正,系统整体机械能守恒,则有
代入得
大小相等,方向相反。与弹簧碰撞后,物块速度速度反向,由于速度与弧形槽大小相等,则物块不会滑上弧形槽,一直做匀速直线运动,D错误;
故选A。
6. 冲天炮飞上天后会在天空中爆炸。当冲天炮从水平地面斜飞向天空后且恰好沿水平方向运动的瞬间,突然炸裂成一大一小P、Q两块,且质量较大的P仍沿原来方向飞出去,则( )
A. 质量较大的P先落回地面
B. 炸裂前后瞬间,总动量守恒
C. 炸裂后,P飞行的水平距离较大
D. 炸裂时,P、Q两块受到的内力的冲量相等
【答案】B
【解析】
【详解】A.炸裂后P、Q两块的速度方向均沿水平方向,之后做平抛运动回到地面,距离地面高度相同,则运动时间相同,故同时落地,故A错误;
B.在炸裂过程中,由于重力远小于内力,系统的动量守恒,故B正确;
C.炸裂时,质量较小的Q可能仍沿原来的方向,也可以与原方向相反,无法确定P、Q两块炸裂时速度的大小关系,也就无法比较水平距离大小关系,故C错误;
D.炸裂时P、Q两块受到的内力大小相等,方向相反,故炸裂时P、Q两块受到的内力的冲量大小相等,方向相反,故D错误。
故选B。
7. 如图所示,在钓鱼时,当鱼漂扔入水中后某一段时间内的运动可视作简谐运动,若已知该简谐运动的周期为2 s,振幅为2 cm,则鱼漂在0.5 s时间内通过的最大路程为( )
A. 1 cm B. 2 cm C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】因为,当鱼漂在平衡位置附近的振动速度最大,可知在平衡位置之前到平衡位置之后的时间内路程最大,最大路程为
故选D。
8. 一摆的摆长为1m,摆球质量0.01kg,开始时处在平衡位置。若给小球一个向右的水平冲量0.02kg·m/s,以刚打击后为t=0时刻( )
A. t=0时,摆球速度为1m/s
B. 此次振动的周期约为1s
C. 若将该摆从山脚移到山顶,其周期增大
D. 若将该摆固定在加速向上运动的电梯中,其周期增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.由动量定理有
解得t=0时,摆球速度为,故A错误;
B.由单摆周期公式可得此次振动的周期为,故B错误;
C.若将该摆从山脚移到山顶,重力加速度将减小,根据,可知其周期增大,故C正确;
D.若将该摆固定在加速向上运动的电梯中,处于超重现象,电梯中的等效重力加速度为
则有
可知其周期减小,故D错误。
故选C。
9. 如图,叠放在一起但不粘连的物块、与轻质弹簧构成的弹簧振子在竖直方向做简谐运动。A、B一起运动到最高点时,弹簧恰好处于原长状态,此时用竖直向上的力瞬间将物块拿走,物块将继续做简谐运动。以地面为重力势能参考平面,则与拿走之前相比,两简谐运动相同的是( )
A. 振幅
B. 弹簧的最大形变量
C. 弹簧振子系统的机械能
D. 物块的最大加速度
【答案】D
【解析】
【详解】A.设A的质量为m,B的质量为M,AB组成的整体在平衡位置时
可得
B在平衡位置时
可得
根据振幅的定义可知,将物块A拿走后简谐振动的振幅减小,故A错误;
B.由对称性可知,弹簧的最大形变量为简谐振动振幅的2倍,所以将物块A拿走后弹簧的最大形变量减小,故B错误;
C.在最高点弹簧的弹性势能为零,物体的动能为零,所以系统在最高点的机械能等于物体的重力势能,根据重力势能的公式可知开始时Ep1=(m+M)gh
后来的弹性势能Ep2=Mgh
可知系统的重力势能减小,则系统的机械能减少,故C错误;
D.在最高点,开始时A与B只受到重力,则加速度
后来B也是只受到重力,则
可知物块B的最大加速度不变,故D正确。
故选D。
10. 图甲为由物块和轻弹簧制作的一个竖直放置的振动装置。图乙记录了物体振动过程中其位移x与时间t的关系图像如图所示,以向下为正方向。关于该振动过程,下列说法正确的是( )
A. t=3s时,弹簧处于原长
B. t=1s时,物块的速度最大,方向向上
C. t=2s时,物块加速度最大,方向向上
D. t=3s时,物块速度最大,方向向上
【答案】B
【解析】
【详解】A.t=3s时,物体处于平衡位置,弹簧处于拉长状态,选项A错误;
B.t=1s时,物块经过平衡位置,此时速度最大,因向下为正方向,则此时速度方向向上,选项B正确;
C. t=2s时,物块处于最高点,此时加速度最大,方向向下,选项C错误;
D.t=3s时,物块经过平衡位置,此时速度最大,因向下为正方向,则此时速度方向向下,选项D错误。
故选B。
二、多选题(本题共5小题,每小题5分,全部选对得5分,漏选得3分,多选或错选不得分,共25分)
11. 一振子沿x轴做简谐运动,平衡位置在坐标原点,时振子的位移为,时位移为,则( )
A. 振子在与两处的加速度可能相等
B. 振子在与两处的速度可能不同
C. 若振幅为,振子的周期可能为
D. 若振幅为,振子的周期可能为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.由于振子在与两处相对平衡位置对称,所以振子在与两处的加速度大小相等,方向相反;根据对称性可知,振子在与两处的速度大小相等,方向可能相同,也可能相反,故A错误,B正确;
CD.若振幅为,则时有
可得
可知从平衡位置到位置的最短时间为,根据对称性和周期性可知,从位置到位置所用时间满足
(,,)
或
(,,)
或
(,,)
可得
(,,)
或
(,,)
或
(,,)
当时,可得
或或
当时,可得
或或
故C正确,D错误。
故选BC。
12. 一单摆在地球表面做受迫振动,其共振曲线(振幅A与驱动力的频率f的关系)如图所示,则( )
A. 此单摆的固有频率为0.5 Hz B. 此单摆的摆长约为1 m
C. 若摆长增大,单摆的固有频率增大 D. 若摆长增大,共振曲线的峰将向右移动
【答案】AB
【解析】
【详解】A.由共振曲线可知,当驱动力频率为0.5 Hz时振幅最大,此时产生共振现象,故单摆的固有频率
故A正确;
B.单摆的周期为
根据单摆的周期公式
解得此单摆的摆长为
故B正确;
CD.根据单摆的周期公式可知,摆长增长时,单摆的周期增大,固有频率减小,产生共振的驱动频率也减小,共振曲线的峰将向左移动,故CD错误。
故选AB。
13. 某同学以的速度将篮球斜抛出,球在空中运动后垂直撞击到竖直篮板上,然后以的水平速度反弹,平抛进入篮筐。球与篮板接触的时间为,忽略空气阻力,篮球质量为取)。下列说法正确的是( )
A. 篮球撞击篮板时的动量大小为 B. 篮板对球的平均作用力大小为
C. 篮球被抛出后上升过程处于超重状态 D. 该同学投篮处距篮板水平距离1.2m
【答案】AD
【解析】
【详解】A.对篮球撞击篮板前的运动进行逆向分析,根据运动的对称性可看成平抛运动,则竖直方向的分速度为
水平方向的分速度为
篮球撞击到篮板前的动量大小为
故A正确;
B.根据动量定理可得
代入数据解得篮板对球的平均作用力大小为
故B错误;
C.篮球被抛出后上升过程,只受重力作用,处于完全失重状态,故C错误;
D.该同学投篮处距篮板水平距离为
故D正确。
故选AD。
14. 如图所示是儿童游乐场所的滑索模型,儿童质量为5m,滑环质量为m,滑环套在水平固定的光滑索道上。该儿童站在一定的高度由静止开始滑出,静止时不可伸长的轻绳拉离竖直方向一定角度。儿童和滑环均可视为质点,索道始终处于水平状态,不计空气阻力,重力加速度为g,以下判断正确的是( )
A. 儿童和滑环组成的系统动量守恒
B. 儿童和滑环组成的系统机械能守恒
C. 儿童运动到最低点时减少的机械能大于滑环增加的机械能
D. 儿童从静止运动到最低点的过程中,儿童和滑环的水平位移之比为1:5
【答案】BD
【解析】
【详解】A.儿童和滑环组成的系统水平方向不受力,竖直方向受力不平衡,所以系统动量不守恒,故A错误;
BC.儿童和滑环组成的系统只有重力做功,机械能守恒,则儿童运动到最低点时减少的机械能大于滑环增加的机械能,故B正确,C错误;
D.根据水平方向系统动量守恒有
解得
则可知儿童和滑环的水平位移之比为1:5,故D正确;
故选BD。
15. 图甲为自行车极限运动,某同学设计了如图乙所示的简化模型,质量为M的滑块静止在光滑的水平面上,滑块的左侧面为光滑弧面,弧面底部与水平面相切,一质量为m的小球以速度v0向右运动,小球未能冲出滑块的顶端,则下列说法正确的是( )
A. 小球在滑块上运动到最高点时速度为零
B. 小球滑上滑块的过程中小球和滑块组成的系统动量不守恒
C. 小球滑离滑块时的速度方向可能向左
D. 若m=M,则小球滑离滑块后小球的速度大小为0
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB.小球滑上滑块的过程中,因小球在竖直方向上先加速运动后减速运动,具有竖直方向的加速度,故小球和滑块组成的系统在竖直方向上合力不为零,故此系统动量不守恒;此系统在水平方向上合力为零,故在水平方向上此系统动量守恒,小球在滑块上运动到最高点时小球和滑块相对静止,根据在水平方向上此系统动量守恒,可知此时小球和滑块的总动量等于初始小球的动量,即小球在滑块上运动到最高点时速度不为零,故A错误,B正确;
CD.设小球滑离滑块时小球与滑块的速度分别为v1、v2,以水平向右为正方向,在水平方向上根据动量守恒定律得
根据机械能守恒定律得
联立解得
可知:若m<M,则v1<0,说明球滑离滑块时的速度方向向左;若m>M,则v1>0,说明球滑离滑块时的速度方向向右;若m=M,则v1=0,故CD正确。
故选BCD。
三、实验题(每空2分,满分8分)
16. 用图甲实验装置验证动量守恒定律。主要步骤为:
①将斜槽固定在水平桌面上,使槽的末端水平;
②让质量为的入射球多次从斜槽上位置静止释放,记录其平均落地点位置;
③把质量为的被碰球静置于槽的末端,再将入射球从斜槽上位置静止释放,与被碰球相碰,并多次重复,记录两小球的平均落地点位置;
④记录小球抛出点在地面上的垂直投影点,测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置、、与的距离分别为、、,如图乙,分析数据:
(1)实验中入射球和被碰球的质量应满足的关系为___________。
A. B. C.
(2)(单选)关于该实验,下列说法正确的有__________。
A. 斜槽轨道必须光滑
B. 铅垂线的作用是检验斜槽末端是否水平
C. 入射球和被碰球的半径必须相同
D. 实验中必须测量出小球抛出点的离地高度
(3)若两球碰撞时的动量守恒,应满足的关系式为___________;若碰撞是弹性碰撞,还应满足的关系式为__________。(均用题中所给物理量的符号表示)
【答案】 ①. C ②. C ③. ④.
【解析】
【详解】(1)[1]为了避免碰撞后小球被撞回,所以要求入射球的质量大于被碰球的质量,即。
故选C。
(2)[2]A.只要保证每一次小球从同一位置静止释放,使得小球获得相同的初速度即可,斜槽轨道可以不用光滑,故A错误;
B.铅垂线的作用是用来确定O点位置的,不是用来检验斜槽是否水平,故B错误;
C.为了能够让小球发生对心碰撞,入射球和被碰球的半径必须相同,故C正确;
D.小球从斜槽末端飞出后,做平抛运动,由于高度相同,所以在空中运动时间相同,即可用水平位移表示速度,所以不需要测量小球抛出点的离地高度H,故D错误。
故选C。
(3)[3]设小球在空中运动的时间为t,若满足动量守恒定律有
整理得
[4]若碰撞是弹性碰撞,还应满足机械能守恒定律,即
四、解答题(共3小题,第17题9分,第18题9分,第20题9分,共27分)
17. 如图所示,在足够长的光滑水平轨道上静止三个小木块A、B、C,质量分别为,,,其中B与C用一个轻弹簧固定连接,开始时整个装置处于静止状态;A和B之间有少许塑胶炸药,现在引爆塑胶炸药,若炸药爆炸产生的能量有转化为A和B的动能,A和B分开后,立刻取走A。求:
(1)炸药爆炸对A的冲量大小;
(2)弹簧弹性势能的最大值;
(3)弹簧再次恢复原长时,B和C的速度大小和方向。
【答案】(1);(2);(3),方向水平向左;,方向水平向右
【解析】
【详解】(1)炸药爆炸过程,由动量守恒可得
根据能量守恒可得
解得
据动量定理可得,炸药爆炸对A的冲量大小为
(2)弹簧最短时,弹性势能最大,B、C共速,由动量守恒可得
根据机械能守恒可得
解得弹簧弹性势能的最大值为
(3)弹簧再次恢复原长时,弹性势能为零,根据动量守恒和机械能守恒分别可得
联立解得
即B的速度方向水平向左,C的速度方向水平向右。
18. 如图,高度的水平桌面上放置两个相同物块A、B,质量。A、B间夹一压缩量的轻弹簧,弹簧与A、B不栓接。同时由静止释放A、B,弹簧恢复原长时A恰好从桌面左端沿水平方向飞出,水平射程;B脱离弹簧后沿桌面滑行一段距离后停止。A、B均视为质点,取重力加速度。求:
(1)脱离弹簧时A、B的速度大小和;
(2)物块与桌面间的动摩擦因数μ;
(3)整个过程中,弹簧释放的弹性势能。
【答案】(1)1m/s,1m/s;(2)0.2;(3)0.12J
【解析】
【详解】(1)对A物块由平抛运动知识得
代入数据解得,脱离弹簧时A的速度大小为
AB物块质量相等,同时受到大小相等方向相反的弹簧弹力及大小相等方向相反的摩擦力,则AB物块整体动量守恒,则
解得脱离弹簧时B的速度大小为
(2)对物块B由动能定理
代入数据解得,物块与桌面的动摩擦因数为
(3)弹簧的弹性势能转化为AB物块的动能及这个过程中克服摩擦力所做的功,即
其中
,
解得整个过程中,弹簧释放的弹性势能
19. 如图所示,半径很大的光滑球面固定在水平桌面上,小球甲从球面上的A点由静止释放,在球面上之间来回运动,已知远小于球面的半径,当甲从A点释放时,同时在球面上的最低点以某一初速度竖直上抛小球乙,经过时间小球乙恰好第一次下落至点且与甲球相碰,此时小球甲第5次通过点。已知重力加速度为,不计空气阻力,两小球均可视为质点。求:
(1)小球乙的初速度;
(2)光滑球面的半径。(保留)
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
小球乙上抛再落回点的时间为
解得
【小问2详解】
设小球甲做简谐运动的周期为,则
又
解得
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晓天中学2025年春学期期中阶段质量检测
高二物理试卷
命题范围:选择性必修一第一章——第二章
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分)
1. 如图所示,半圆槽静止放在水平面上,现将一小球从槽的顶端A处由静止释放,不计一切摩擦,小球在槽内运动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 只有重力对小球做功
B. 小球和槽组成的系统动量守恒
C. 小球不可能到达与A等高的C点
D. 小球和槽系统机械能守恒
2. 水刀(如图所示),即以水为刀,本名高压水射流切割技术,以其冷切割不会改变材料的物理化学性质而备受青睐。目前在中国,“水刀”的最大压强已经做到了420MPa。“水刀”在工作过程中,将水从细喷嘴高速喷出,直接打在被切割材料的表面上,假设高速水流垂直打在材料表面上后,立刻沿材料表面散开没有反弹,已知水的密度为,试估算要达到我国目前的“水刀”压强,则该“水刀”喷出的水流速度约为 ( )
A. 600m/s B. 650m/s C. 700m/s D. 750m/s
3. 两个完全相同的小球A、B,在同一高度处以相同大小的初速度v0分别水平和竖直向上抛出,不计空气阻力,下列正确的是( )
A. 两小球落地时的速度相同
B. 两小球落地时,重力的瞬时功率相同
C. 从开始运动至落地,两小球动能的变化相同
D. 从开始运动至落地,两小球动量的变化相同
4. 右图是采用动力学方法测量空间站质量的原理图。已知飞船质量为,其推进器工作时飞船受到的平均推力为,在飞船与质量更大的空间站对接后,推进器工作时间内,飞船和空间站速度变化量为,则( )
A. 空间站的质量为
B. 空间站的质量为
C. 飞船对空间站的平均推力为
D. 飞船对空间站的平均推力为
5. 如图,轻弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为m的光滑弧形槽静止放在光滑水平面上,弧形槽底端与水平面相切,一个质量也为m的小物块从槽高h处开始自由下滑,下列说法正确的是( )
A. 若光滑槽被固定在水平面上,在下滑过程中,物块的机械能守恒
B. 若光滑槽被固定在水平面上,在下滑过程中,物块和槽的动量守恒
C. 若光滑槽没固定在水平面,在下滑过程中,物块和槽的动量守恒
D. 若光滑槽没固定在水平面,物块被弹簧反弹后,能回到槽高h处
6. 冲天炮飞上天后会在天空中爆炸。当冲天炮从水平地面斜飞向天空后且恰好沿水平方向运动的瞬间,突然炸裂成一大一小P、Q两块,且质量较大的P仍沿原来方向飞出去,则( )
A. 质量较大的P先落回地面
B. 炸裂前后瞬间,总动量守恒
C. 炸裂后,P飞行的水平距离较大
D. 炸裂时,P、Q两块受到的内力的冲量相等
7. 如图所示,在钓鱼时,当鱼漂扔入水中后某一段时间内的运动可视作简谐运动,若已知该简谐运动的周期为2 s,振幅为2 cm,则鱼漂在0.5 s时间内通过的最大路程为( )
A. 1 cm B. 2 cm C. D.
8. 一摆的摆长为1m,摆球质量0.01kg,开始时处在平衡位置。若给小球一个向右的水平冲量0.02kg·m/s,以刚打击后为t=0时刻( )
A. t=0时,摆球速度为1m/s
B. 此次振动的周期约为1s
C. 若将该摆从山脚移到山顶,其周期增大
D. 若将该摆固定在加速向上运动的电梯中,其周期增大
9. 如图,叠放在一起但不粘连的物块、与轻质弹簧构成的弹簧振子在竖直方向做简谐运动。A、B一起运动到最高点时,弹簧恰好处于原长状态,此时用竖直向上的力瞬间将物块拿走,物块将继续做简谐运动。以地面为重力势能参考平面,则与拿走之前相比,两简谐运动相同的是( )
A. 振幅
B. 弹簧的最大形变量
C. 弹簧振子系统的机械能
D. 物块的最大加速度
10. 图甲为由物块和轻弹簧制作的一个竖直放置的振动装置。图乙记录了物体振动过程中其位移x与时间t的关系图像如图所示,以向下为正方向。关于该振动过程,下列说法正确的是( )
A. t=3s时,弹簧处于原长
B. t=1s时,物块的速度最大,方向向上
C. t=2s时,物块加速度最大,方向向上
D. t=3s时,物块速度最大,方向向上
二、多选题(本题共5小题,每小题5分,全部选对得5分,漏选得3分,多选或错选不得分,共25分)
11. 一振子沿x轴做简谐运动,平衡位置在坐标原点,时振子的位移为,时位移为,则( )
A. 振子在与两处的加速度可能相等
B. 振子在与两处的速度可能不同
C. 若振幅为,振子的周期可能为
D. 若振幅为,振子的周期可能为
12. 一单摆在地球表面做受迫振动,其共振曲线(振幅A与驱动力的频率f的关系)如图所示,则( )
A. 此单摆的固有频率为0.5 Hz B. 此单摆的摆长约为1 m
C. 若摆长增大,单摆的固有频率增大 D. 若摆长增大,共振曲线的峰将向右移动
13. 某同学以的速度将篮球斜抛出,球在空中运动后垂直撞击到竖直篮板上,然后以的水平速度反弹,平抛进入篮筐。球与篮板接触的时间为,忽略空气阻力,篮球质量为取)。下列说法正确的是( )
A. 篮球撞击篮板时的动量大小为 B. 篮板对球的平均作用力大小为
C. 篮球被抛出后上升过程处于超重状态 D. 该同学投篮处距篮板水平距离1.2m
14. 如图所示是儿童游乐场所的滑索模型,儿童质量为5m,滑环质量为m,滑环套在水平固定的光滑索道上。该儿童站在一定的高度由静止开始滑出,静止时不可伸长的轻绳拉离竖直方向一定角度。儿童和滑环均可视为质点,索道始终处于水平状态,不计空气阻力,重力加速度为g,以下判断正确的是( )
A. 儿童和滑环组成的系统动量守恒
B. 儿童和滑环组成的系统机械能守恒
C. 儿童运动到最低点时减少的机械能大于滑环增加的机械能
D. 儿童从静止运动到最低点的过程中,儿童和滑环的水平位移之比为1:5
15. 图甲为自行车极限运动,某同学设计了如图乙所示的简化模型,质量为M的滑块静止在光滑的水平面上,滑块的左侧面为光滑弧面,弧面底部与水平面相切,一质量为m的小球以速度v0向右运动,小球未能冲出滑块的顶端,则下列说法正确的是( )
A. 小球在滑块上运动到最高点时速度为零
B. 小球滑上滑块的过程中小球和滑块组成的系统动量不守恒
C. 小球滑离滑块时的速度方向可能向左
D. 若m=M,则小球滑离滑块后小球的速度大小为0
三、实验题(每空2分,满分8分)
16. 用图甲实验装置验证动量守恒定律。主要步骤为:
①将斜槽固定在水平桌面上,使槽的末端水平;
②让质量为的入射球多次从斜槽上位置静止释放,记录其平均落地点位置;
③把质量为的被碰球静置于槽的末端,再将入射球从斜槽上位置静止释放,与被碰球相碰,并多次重复,记录两小球的平均落地点位置;
④记录小球抛出点在地面上的垂直投影点,测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置、、与的距离分别为、、,如图乙,分析数据:
(1)实验中入射球和被碰球的质量应满足的关系为___________。
A. B. C.
(2)(单选)关于该实验,下列说法正确的有__________。
A. 斜槽轨道必须光滑
B. 铅垂线的作用是检验斜槽末端是否水平
C. 入射球和被碰球的半径必须相同
D. 实验中必须测量出小球抛出点的离地高度
(3)若两球碰撞时的动量守恒,应满足的关系式为___________;若碰撞是弹性碰撞,还应满足的关系式为__________。(均用题中所给物理量的符号表示)
四、解答题(共3小题,第17题9分,第18题9分,第20题9分,共27分)
17. 如图所示,在足够长的光滑水平轨道上静止三个小木块A、B、C,质量分别为,,,其中B与C用一个轻弹簧固定连接,开始时整个装置处于静止状态;A和B之间有少许塑胶炸药,现在引爆塑胶炸药,若炸药爆炸产生的能量有转化为A和B的动能,A和B分开后,立刻取走A。求:
(1)炸药爆炸对A的冲量大小;
(2)弹簧弹性势能的最大值;
(3)弹簧再次恢复原长时,B和C的速度大小和方向。
18. 如图,高度的水平桌面上放置两个相同物块A、B,质量。A、B间夹一压缩量的轻弹簧,弹簧与A、B不栓接。同时由静止释放A、B,弹簧恢复原长时A恰好从桌面左端沿水平方向飞出,水平射程;B脱离弹簧后沿桌面滑行一段距离后停止。A、B均视为质点,取重力加速度。求:
(1)脱离弹簧时A、B的速度大小和;
(2)物块与桌面间的动摩擦因数μ;
(3)整个过程中,弹簧释放的弹性势能。
19. 如图所示,半径很大的光滑球面固定在水平桌面上,小球甲从球面上的A点由静止释放,在球面上之间来回运动,已知远小于球面的半径,当甲从A点释放时,同时在球面上的最低点以某一初速度竖直上抛小球乙,经过时间小球乙恰好第一次下落至点且与甲球相碰,此时小球甲第5次通过点。已知重力加速度为,不计空气阻力,两小球均可视为质点。求:
(1)小球乙的初速度;
(2)光滑球面的半径。(保留)
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