精品解析：广东省茂名市广东实验中学附属茂名学校2025-2026学年高二上学期12月月考物理试卷

广东实验中学附属茂名学校2025-2026学年（上） 高二十二月月度诊断物理学科 考试范围：必修三 + 选修一动量、简谐运动；考试时间：100分钟 第I卷（选择题） 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 在科学发展史上，很多科学家做出了杰出的贡献。他们在物理学的研究过程中应用了很多科学的思想方法。下列叙述不正确的是（ ） A. 法拉第首先提出用电场线描绘抽象的电场，这是一种形象化的研究方法 B. 电场强度的表达式和电势差的表达式都是利用比值法得到的定义式 C. 库仑得出库仑定律并用扭秤实验最早测出了元电荷e的数值 D. 用点电荷来代替实际带电体是采用了理想化物理模型的方法 2. 质量为m的运动员托着质量为M的杠铃从下蹲状态（图甲）缓慢运动到站立状态（图乙），该过程杠铃和人的肩部相对位置不变，运动员保持乙状态站立△t时间后再将杠铃缓慢向上举，至双臂伸直（图丙），甲到乙，乙到丙过程中，上举杠铃经历的时间分别为t1、t2，则在举起杠铃的整个过程中（　　） A. 地面对运动员的冲量为0 B. 地面对运动员的冲量为 C. 运动员对杠杆的冲量为 D. 运动员对杠杆的冲量为 3. 生活中处处皆有物理知识，有关生活中的情景，下列说法错误的是（　　） A. 体操运动员在落地时总要屈腿是为了减小动量的变化率，使运动员避免受伤 B. 玻璃杯掉在水泥地上比掉在铺有垫子的地上容易碎，是因为掉在水泥地上受到的冲量大 C. 我们经常看到，运输物品时，会用充气袋包裹在物品外面，这样可以延长某次颠簸过程中物品动量变化的时间，从而减小物品受到的力 D. 当静止的章鱼向前喷水时，可使身体向后运动，这是利用了反冲运动 4. 为解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流引起的。在图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是哪一个（ ） A. B. C. D. 5. 下列有关电与磁的四幅情景图像，说法正确的是（　　） 甲：线圈在匀强磁场中绕轴转动 乙：导线位于小磁针正上方 丙：电磁场的传播 丁：电磁波谱 A. 对甲：当线圈匀速转动时，不会产生感应电流，当线圈非匀速转动时，会产生感应电流 B. 对乙：当导线中通有从左向右的电流时，小磁针的N极向里偏转，S极向外偏转 C. 对丙：恒定的电场和恒定的磁场互相激发交替产生，就形成电磁波 D. 对丁：电磁波谱中，红外线就是红光，紫外线就是紫光，均属于可见光 6. 如图所示为某家庭使用的智能电饭锅的铭牌，假定该家庭用此电饭锅每天煮饭两次，每次在额定功率下工作30分钟，电价：为0.54元，则该电饭锅（　　） 全智能电饭煲 货号：FS406C 型号：MB-FS406C　　　额定容量 额定电压：　 额定功率： 全国服务热线：400-889-99316 热效率值（）　79 待机能耗（W）　1.5 保温能耗（W）　30 内锅材质（金属或非金属）　金属 A. 工作时的额定电流为 B. 保温时的电流为 C. 每次煮饭消耗电能 D. 一年因煮饭而产生的电费约为177元 7. 如图所示，将弹簧振子从平衡位置拉下一段距离，释放后振子在A、B间振动，且，振子由A到B的时间为，则下列说法中正确的是（ ） A. 振子在A、B两点时，弹簧弹力大小相等 B. 振子在间振动，由B到A时间仍为 C. 振子完成一次全振动通过的路程为 D. 振子由A运动到B回复力先增大后减小 二、多选题：本大题共3小题，共18分。 8. 有一种电荷控制式喷墨打印机，它的打印头的结构简图如图所示，其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，此微粒经过带电室带上电后以一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符．不考虑墨汁的重力，为使打在纸上的字迹缩小（偏转距离减小），下列措施可行的是（　　） A. 减小墨汁微粒的质量 B. 增大偏转电场两板间的距离 C. 减小偏转电场的电压 D. 减小墨汁微粒的喷出速度 9. “世界上第一个想利用火箭飞行的人”是明朝的士大夫万户。他把47个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，飞上天空，然后利用风筝平稳着陆。假设万户及所携设备（火箭（含燃料）、椅子、风筝等）总质量为M，点燃火箭后在极短的时间内，质量为m的炽热燃气相对地面以v0的速度竖直向下喷出。忽略此过程中空气阻力的影响，重力加速度为g，下列说法中正确的是（　　） A. 火箭的推力来源于燃气对它的反作用力 B. 在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为 C. 喷出燃气后万户及所携设备能上升的最大高度为 D. 在火箭喷气过程中，万户及所携设备机械能守恒 10. 在如图所示的电路中，电源电动势为，内阻不计，电容器的电容为和均为定值电阻，为滑动变阻器，滑片位于的中点，开关断开。已知的最大阻值为，电表均为理想电表，下列说法正确的是（　　） A. 电路稳定后，电容器所带的电荷量为 B. 闭合开关，电路稳定后，电容器所带的电荷量为 C. 开关闭合后与闭合前相比，电压表和电流表的示数均增大 D. 闭合开关，电路稳定后，将的滑片向端移动，电压表和电流表的示数均增大 第II卷（非选择题） 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 随着居民生活水平的提高，纯净水已经进入千家万户。某物理兴趣小组对市场上出售的纯净水质量进行了抽测，结果发现有不少样品的电导率（电导率是电阻率的倒数，是检验纯净水是否合格的一项重要指标）不合格。 （1）你认为不合格的纯净水的电导率是________（填“偏大”或“偏小”）。 （2）为了方便测量纯净水样品的电阻，将采集的水样装入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内，容器内径为D，装水部分长为L，容器两端用金属圆片电极密封。该同学先用万用表粗略测量容器内水样的电阻。当选择欧姆表“×1k”挡时，发现指针偏转角度过小，该同学应换用________（选填“×100”或“×10k”）挡，换挡后进行正确操作，欧姆表示数如图所示，对应的读数是________Ω（保留两位有效数字）。 （3）实验小组想用“伏安法”测量纯净水样的电阻值，有以下器材供选用： A.电流表（0~600µA，内阻约100Ω） B.电流表（0~0.6A，内阻约0.1Ω） C.电压表（0~3V，内阻约3kΩ） D.电压表（0~15V，内阻约15kΩ） E.滑动变阻器（0~100Ω，额定电流2A） F.电源（12V，内阻约1.0Ω） G.开关和导线若干 为减小测量误差，电流表应选用________，电压表应选用________（选填器材前的字母）。 （4）选好器材后，该兴趣小组连接了如图所示的实物图。请补充完实物问的连线，以便完成纯净水电阻的测量______。 12. 二十年间，我国载人航天事业实现了跨越式发展，取得了举世瞩目的成就。从2013年神舟十号任务期间的首次太空授课开始，“天宫课堂”越来越精彩，讲课教材更丰富，授课方式更新颖，神舟十六号航天员朱杨柱和桂海潮在梦天实验舱向地球上的广大师生演示两钢球碰撞中的动量守恒实验（如图甲）。为了让实验效果更直观，航天员准备了方格布作为背景，给质量为的钢球一个初速度，让其与质量为的静止的钢球发生正碰（碰撞时间极短），通过观察碰撞前后小球的运动，感受碰撞中动量守恒。小明同学观看后，产生了浓厚的兴趣，他采用截屏的方式，经过多次尝试，截得三张图片（如图乙所示，图片中小球均已离手）。已知每相邻截屏图片时间间隔均为，背景方格布每个小方格边长为。小明将被碰球碰前悬浮的位置标记在图片方格布上的点，请回答下列问题。 （1）由图乙及题干所给信息可求得入射钢球碰前速度约为______（保留两位有效数字）； （2）小明根据该碰撞过程遵循动量守恒定律，计算得出了两钢球的质量关系为_______； （3）根据分析计算，可判断该碰撞________（选填“是”或“不是”）弹性碰撞。 四、计算题：本大题共3小题，共38分。 13. 如图所示，将平行板电容器极板竖直放置，两板间距离d＝0.4m，电容器的电容C＝2×10-6F。一个质量m＝kg，带电荷量q＝+1.0×10–5C的小球，用绝缘细线悬挂在两板之间，当细线与竖直方向成θ＝37°时，小球恰能保持静止，此时小球距电容器右极板距离s＝0.15m。不计空气阻力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2。求： （1）电场强度E的大小； （2）电容器所带电荷量Q； （3）剪断细线后，小球到达右极板需要时间t。 14. 如图所示，光滑绝缘的水平桌面位于与桌面平行的匀强电场中，两等大小球A和B放置在水平桌面上，其位置连线与电场方向平行。A带电荷量为、质量为3m，B不带电、质量为m。初始时两小球间的距离为L。已知电场强度大小为E。现由静止释放小球A、B，A在电场力作用下沿直线加速运动，与小球B发生弹性碰撞。两小球碰撞时没有电荷转移，碰撞的时间极短，A小球的带电量始终保持不变且始终在电场中运动。求： （1）两小球发生第一次碰撞后，B小球获得的动量大小； （2）两小球发生第一次碰撞后至第二次碰撞前，A、B间的最大距离。 15. 某玩具厂要开发一种新的趣味玩具，于是先建立了一个模型进行设计验证。如图所示，一足够长的粗糙斜面倾角为，斜面顶端静止放置一物块B，物块B的左上方有一光滑小球A水平抛出，小球A与物块B碰撞前瞬间速度大小为v、方向恰与斜面平行，随后与物块B碰撞（碰撞时间极短），若A、B均可视为质点，质量均为m，重力加速度为g，不计空气阻力，回答以下问题： （1）小球A抛出点距物块B的竖直高度h； （2）若物块B与斜面的动摩擦因数，A和B的碰撞为弹性碰撞，把两者第1次碰撞处到第2次碰撞处的距离记为x1、第2次到第3次碰撞处的距离记为、第3次到第4次碰撞处的距离记为，为多少？ （3）取4个与B完全相同的木块，依次编号为1、2、3、4，木块1从第一问中小球A的同一位置、以同一初速度抛出，抛出前其余木块从斜面顶端开始依次等间距放置在斜面上，相邻物块之间的距离为x，碰撞后物块粘连为组合体，之后在斜面上减速运动。取何值时，组合体能撞到物块3而不撞到物块4。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 广东实验中学附属茂名学校2025-2026学年（上） 高二十二月月度诊断物理学科 考试范围：必修三 + 选修一动量、简谐运动；考试时间：100分钟 第I卷（选择题） 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 在科学发展史上，很多科学家做出了杰出的贡献。他们在物理学的研究过程中应用了很多科学的思想方法。下列叙述不正确的是（ ） A. 法拉第首先提出用电场线描绘抽象的电场，这是一种形象化的研究方法 B. 电场强度的表达式和电势差的表达式都是利用比值法得到的定义式 C. 库仑得出库仑定律并用扭秤实验最早测出了元电荷e的数值 D. 用点电荷来代替实际带电体是采用了理想化物理模型的方法 【答案】C 【解析】 【详解】A．法拉第首先提出用电场线描绘抽象的电场，这是一种形象化的研究方法，选项A正确； B．电场强度的表达式和电势差的表达式都是利用比值法得到的定义式，选项B正确； C．库仑得出库仑定律并用扭秤实验测出静电常数，选项C错误； D．用点电荷来代替实际带电体是采用了理想化物理模型的方法，选项D正确。 此题选项错误的选项，故选C。 2. 质量为m的运动员托着质量为M的杠铃从下蹲状态（图甲）缓慢运动到站立状态（图乙），该过程杠铃和人的肩部相对位置不变，运动员保持乙状态站立△t时间后再将杠铃缓慢向上举，至双臂伸直（图丙），甲到乙，乙到丙过程中，上举杠铃经历的时间分别为t1、t2，则在举起杠铃的整个过程中（　　） A. 地面对运动员的冲量为0 B. 地面对运动员的冲量为 C. 运动员对杠杆的冲量为 D. 运动员对杠杆的冲量为 【答案】C 【解析】 【详解】因缓慢运动，则为平衡状态，则地面对运动员的力为（M+m）g，作用时间为（t1+t2+△t），则其冲量为I＝（M+m）g（t1+t2+△t），故AB错误．运动员对杠铃的力为Mg，其冲量为I′＝Mg（t1+t2+△t），故C正确，D错误． 3. 生活中处处皆有物理知识，有关生活中的情景，下列说法错误的是（　　） A. 体操运动员在落地时总要屈腿是为了减小动量的变化率，使运动员避免受伤 B. 玻璃杯掉在水泥地上比掉在铺有垫子的地上容易碎，是因为掉在水泥地上受到的冲量大 C. 我们经常看到，运输物品时，会用充气袋包裹在物品外面，这样可以延长某次颠簸过程中物品动量变化的时间，从而减小物品受到的力 D. 当静止的章鱼向前喷水时，可使身体向后运动，这是利用了反冲运动 【答案】B 【解析】 【详解】根据可知动量变化量相等的情况下，物体间作用的时间越长，物体间的作用力越小： A．体操运动员在着地时曲腿是为了增大与地面的作用时间，在动量变化相同的情况下减小地面对运动员的作用力，选项A正确； B．从同样的高度下落的玻璃杯，落地时的动量是相同的，接触地面后动量变化相同，受到的冲量相同，因为掉到水泥地面上作用时间较短，地面对玻璃杯的作用力较大，则容易碎，选项B错误； C．我们经常看到，运输物品时，会用充气袋包裹在物品外面，这样可以延长某次颠簸过程中物品动量变化的时间，从而减小物品受到的力，选项C正确； D．当静止的章鱼向前喷水时，可使身体向后运动，这是利用了反冲运动，选项D正确。 本题选错误项，故选B。 4. 为解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流引起的。在图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是哪一个（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】地磁的南极在地理北极的附近，故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必须指向南方，根据安培定则：拇指与四指垂直，而四指弯曲的方向就是电流流动的方向，故四指的方向应该向西。 故选C。 5. 下列有关电与磁的四幅情景图像，说法正确的是（　　） 甲：线圈在匀强磁场中绕轴转动 乙：导线位于小磁针正上方 丙：电磁场的传播 丁：电磁波谱 A. 对甲：当线圈匀速转动时，不会产生感应电流，当线圈非匀速转动时，会产生感应电流 B. 对乙：当导线中通有从左向右的电流时，小磁针的N极向里偏转，S极向外偏转 C. 对丙：恒定的电场和恒定的磁场互相激发交替产生，就形成电磁波 D. 对丁：电磁波谱中，红外线就是红光，紫外线就是紫光，均属于可见光 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲图中，无论是匀速转动或非匀速转动时，磁通量一直为0，不会产生感应电流，故A错误； B．乙图中，当导线中通有从左向右的电流时，根据右手安培定则可知，导线下方的磁场垂直纸面向里，则小磁针的N极向里偏转，S极向外偏转，故B正确； C．丙图中，周期性变化的电场和周期性变化的磁场互相激发交替产生，就形成电磁波，故C错误； D．丁图中，紫光与红光属于可见光，红外线、紫外线与红光和紫光不同，不属于可见光，故D错误。 故选B。 6. 如图所示为某家庭使用的智能电饭锅的铭牌，假定该家庭用此电饭锅每天煮饭两次，每次在额定功率下工作30分钟，电价：为0.54元，则该电饭锅（　　） 全智能电饭煲 货号：FS406C 型号：MB-FS406C　　　额定容量 额定电压：　 额定功率： 全国服务热线：400-889-99316 热效率值（）　79 待机能耗（W）　1.5 保温能耗（W）　30 内锅材质（金属或非金属）　金属 A. 工作时的额定电流为 B. 保温时的电流为 C. 每次煮饭消耗电能 D. 一年因煮饭而产生的电费约为177元 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．工作时的额定电流为 A错误； B．保温时的电流为 B错误； C．每次煮饭消耗电能 E=0.9kW∙0.5h= C错误； D．一年因煮饭而产生的电费约为，D正确。 故选D。 7. 如图所示，将弹簧振子从平衡位置拉下一段距离，释放后振子在A、B间振动，且，振子由A到B的时间为，则下列说法中正确的是（ ） A. 振子在A、B两点时，弹簧弹力大小相等 B. 振子在间振动，由B到A时间仍为 C. 振子完成一次全振动通过的路程为 D. 振子由A运动到B回复力先增大后减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．由对称性可知，振子在A、B两点时的加速度等大反向，则在A、B两点分别满足 所以振子在A、B两点时，弹簧弹力 故A错误； B．由时间对称性可知，振子由A到B的时间与由B到A时间相等，均为0.1s，故B正确； C．由题意知，振子的振幅为 所以振子完成一次全振动通过的路程为 故C错误； D．因为靠近平衡位置时，振子的回复力减小，远离平衡位置时，振子的回复力增大，所以振子由A运动到B的过程回复力先减小后增大，故D错误。 故选B。 二、多选题：本大题共3小题，共18分。 8. 有一种电荷控制式喷墨打印机，它的打印头的结构简图如图所示，其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，此微粒经过带电室带上电后以一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符．不考虑墨汁的重力，为使打在纸上的字迹缩小（偏转距离减小），下列措施可行的是（　　） A. 减小墨汁微粒的质量 B. 增大偏转电场两板间的距离 C. 减小偏转电场的电压 D. 减小墨汁微粒的喷出速度 【答案】BC 【解析】 【详解】微粒以一定的初速度垂直射入偏转电场做类平抛运动，则有：水平方向： ； 竖直方向： ， 加速度： ， 联立解得： ， 要缩小字迹，就要减小微粒通过偏转电场的偏转角y．由上式分析可知，采用的方法有：增大墨汁微粒的质量、增大转电场两板间的距离、减小偏转极板间的电压U、增大墨汁微粒的喷出速度，故AD错误，BC正确； 9. “世界上第一个想利用火箭飞行的人”是明朝的士大夫万户。他把47个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，飞上天空，然后利用风筝平稳着陆。假设万户及所携设备（火箭（含燃料）、椅子、风筝等）总质量为M，点燃火箭后在极短的时间内，质量为m的炽热燃气相对地面以v0的速度竖直向下喷出。忽略此过程中空气阻力的影响，重力加速度为g，下列说法中正确的是（　　） A. 火箭的推力来源于燃气对它的反作用力 B. 在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为 C. 喷出燃气后万户及所携设备能上升的最大高度为 D. 在火箭喷气过程中，万户及所携设备机械能守恒 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．火箭的推力来源于燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对火箭的反作用力，故A正确； B．在燃气喷出后的瞬间，万户及其所携设备组成的系统内力远大于外力，系统动量守恒，设火箭的速度大小为v，规定火箭运动方向为正方向，由动量守恒定律得 解得火箭的速度大小为 故B正确； C．喷出燃气后万户及所携设备做竖直上抛运动，上升的最大高度为 故C正确； D．在火箭喷气过程中，燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对万户及所携设备做正功，所以万户及所携设备机械能不守恒，故D错误。 故选ABC。 10. 在如图所示的电路中，电源电动势为，内阻不计，电容器的电容为和均为定值电阻，为滑动变阻器，滑片位于的中点，开关断开。已知的最大阻值为，电表均为理想电表，下列说法正确的是（　　） A. 电路稳定后，电容器所带的电荷量为 B. 闭合开关，电路稳定后，电容器所带的电荷量为 C. 开关闭合后与闭合前相比，电压表和电流表的示数均增大 D. 闭合开关，电路稳定后，将的滑片向端移动，电压表和电流表的示数均增大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．开关S断开、滑片P位于ab的中点时，等效电路如图 则，电容器两端的电压为 电容器所带的电荷量为 故A正确； B．开关S闭合，电阻被短路、滑片P位于ab的中点时，等效电路如图 则，电容器两端的电压为 电容器所带的电荷量为 故B错误； C．开关S闭合后，电阻被短路，相当于电阻的阻值减小到零，根据“串反并同”可知，与串联的的电压增大，即电压表的示数增大；与串联的电源的电流增大，即电流表的示数也增大，故C正确； D．闭合开关S，电路稳定后，将的滑片向b端移动，则接入电路中的电阻变小，根据“串反并同”可知，与并联的的电压减小，即电压表的示数减小；与串联的电源的电流增大，即电流表的示数增大，故D错误。 故选AC。 第II卷（非选择题） 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 随着居民生活水平的提高，纯净水已经进入千家万户。某物理兴趣小组对市场上出售的纯净水质量进行了抽测，结果发现有不少样品的电导率（电导率是电阻率的倒数，是检验纯净水是否合格的一项重要指标）不合格。 （1）你认为不合格的纯净水的电导率是________（填“偏大”或“偏小”）。 （2）为了方便测量纯净水样品的电阻，将采集的水样装入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内，容器内径为D，装水部分长为L，容器两端用金属圆片电极密封。该同学先用万用表粗略测量容器内水样的电阻。当选择欧姆表“×1k”挡时，发现指针偏转角度过小，该同学应换用________（选填“×100”或“×10k”）挡，换挡后进行正确操作，欧姆表示数如图所示，对应的读数是________Ω（保留两位有效数字）。 （3）实验小组想用“伏安法”测量纯净水样的电阻值，有以下器材供选用： A.电流表（0~600µA，内阻约100Ω） B.电流表（0~0.6A，内阻约0.1Ω） C.电压表（0~3V，内阻约3kΩ） D.电压表（0~15V，内阻约15kΩ） E.滑动变阻器（0~100Ω，额定电流2A） F.电源（12V，内阻约1.0Ω） G.开关和导线若干 为减小测量误差，电流表应选用________，电压表应选用________（选填器材前的字母）。 （4）选好器材后，该兴趣小组连接了如图所示的实物图。请补充完实物问的连线，以便完成纯净水电阻的测量______。 【答案】（1）偏大 （2） ①. ×10k ②. 1.2×105 （3） ①. A ②. D （4） 【解析】 【小问1详解】 由于纯净水中导电粒子较少，则纯净水电阻值偏大，电阻率偏大，电导率偏小，所以不合格的纯净水电导率应偏大。 【小问2详解】 [1]欧姆表的读数为指针刻度与倍率的乘积，所以当选择欧姆表“×1k”挡时，发现指针偏转角度过小，说明电阻值偏大，应该换大倍率进行测量，所以应该选×10k挡； [2]图中所测电阻的读数为 【小问3详解】 由于电源电动势为12V，所以电压表应选择量程为0~15V的电压表，即电压表选D，流过待测样品的电流最大值为 故电流表选择A。 【小问4详解】 由于待测样品电阻较大，所以滑动变阻器应采用分压接法，同时由于 所以电流表应采用内接法，故电路图如图所示 12. 二十年间，我国载人航天事业实现了跨越式发展，取得了举世瞩目的成就。从2013年神舟十号任务期间的首次太空授课开始，“天宫课堂”越来越精彩，讲课教材更丰富，授课方式更新颖，神舟十六号航天员朱杨柱和桂海潮在梦天实验舱向地球上的广大师生演示两钢球碰撞中的动量守恒实验（如图甲）。为了让实验效果更直观，航天员准备了方格布作为背景，给质量为的钢球一个初速度，让其与质量为的静止的钢球发生正碰（碰撞时间极短），通过观察碰撞前后小球的运动，感受碰撞中动量守恒。小明同学观看后，产生了浓厚的兴趣，他采用截屏的方式，经过多次尝试，截得三张图片（如图乙所示，图片中小球均已离手）。已知每相邻截屏图片时间间隔均为，背景方格布每个小方格边长为。小明将被碰球碰前悬浮的位置标记在图片方格布上的点，请回答下列问题。 （1）由图乙及题干所给信息可求得入射钢球碰前速度约为______（保留两位有效数字）； （2）小明根据该碰撞过程遵循动量守恒定律，计算得出了两钢球的质量关系为_______； （3）根据分析计算，可判断该碰撞________（选填“是”或“不是”）弹性碰撞。 【答案】 ①. 0.30 ②. 5∶1 ③. 是 【解析】 【详解】（1）[1]根据题意可知，碰前碰后两钢球均做匀速运动，由图可知碰前速度 （2）[2]同理可得，碰后速度 碰后速度 由动量守恒定律有 解得 （3）[3]根据题意可知，碰撞前的系统的动能为 碰撞后系统的动能为 则有 则碰撞为弹性碰撞。 四、计算题：本大题共3小题，共38分。 13. 如图所示，将平行板电容器极板竖直放置，两板间距离d＝0.4m，电容器的电容C＝2×10-6F。一个质量m＝kg，带电荷量q＝+1.0×10–5C的小球，用绝缘细线悬挂在两板之间，当细线与竖直方向成θ＝37°时，小球恰能保持静止，此时小球距电容器右极板距离s＝0.15m。不计空气阻力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2。求： （1）电场强度E的大小； （2）电容器所带电荷量Q； （3）剪断细线后，小球到达右极板需要时间t。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据力的平衡条件有 解得 （2）根据电势差与场强的关系有 根据电容的定义有 解得 （3）剪断细线后，小球在水平方向做初速度为0的匀加速直线运动 解得 14. 如图所示，光滑绝缘的水平桌面位于与桌面平行的匀强电场中，两等大小球A和B放置在水平桌面上，其位置连线与电场方向平行。A带电荷量为、质量为3m，B不带电、质量为m。初始时两小球间的距离为L。已知电场强度大小为E。现由静止释放小球A、B，A在电场力作用下沿直线加速运动，与小球B发生弹性碰撞。两小球碰撞时没有电荷转移，碰撞的时间极短，A小球的带电量始终保持不变且始终在电场中运动。求： （1）两小球发生第一次碰撞后，B小球获得的动量大小； （2）两小球发生第一次碰撞后至第二次碰撞前，A、B间的最大距离。 【答案】（1） （2）L 【解析】 【小问1详解】 设小球A的加速度为a，与小球B第一次碰前速度为，根据牛顿运动定律和运动学公式，有， 设碰撞后A、B的速度大小分别为、，以碰前A的速度方向为正方向，由动量守恒和能量守恒，有 联立解得， 小球B获得的动量大小为 【小问2详解】 设A、B两个小球发生第一次碰撞后经时间t两者速度相同，此时两小球相距最大距离为，根据运动学公式，有， 联立解得 15. 某玩具厂要开发一种新的趣味玩具，于是先建立了一个模型进行设计验证。如图所示，一足够长的粗糙斜面倾角为，斜面顶端静止放置一物块B，物块B的左上方有一光滑小球A水平抛出，小球A与物块B碰撞前瞬间速度大小为v、方向恰与斜面平行，随后与物块B碰撞（碰撞时间极短），若A、B均可视为质点，质量均为m，重力加速度为g，不计空气阻力，回答以下问题： （1）小球A抛出点距物块B的竖直高度h； （2）若物块B与斜面的动摩擦因数，A和B的碰撞为弹性碰撞，把两者第1次碰撞处到第2次碰撞处的距离记为x1、第2次到第3次碰撞处的距离记为、第3次到第4次碰撞处的距离记为，为多少？ （3）取4个与B完全相同的木块，依次编号为1、2、3、4，木块1从第一问中小球A的同一位置、以同一初速度抛出，抛出前其余木块从斜面顶端开始依次等间距放置在斜面上，相邻物块之间的距离为x，碰撞后物块粘连为组合体，之后在斜面上减速运动。取何值时，组合体能撞到物块3而不撞到物块4。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 将小球A平抛的末速度分解到竖直方向 平抛的竖直方向分运动 联立解得 【小问2详解】 方法一：A、B间弹性碰撞碰撞， 联立解得，，故质量相同的两物体弹性碰撞速度交换。 根据牛顿第二定律有 又知，所以 碰后B以v做匀速运动，A做初速度为0的匀加速运动 设第1次碰撞和第2次碰撞的时间间隔为，则 第2次碰撞前瞬间，小球A的速度为 第2次碰撞速度交换，则碰后小球A做初速度为v，加速度以a匀加速直线运动，物块B做初速度为2v的匀速直线运动。 设第2碰撞和第3碰撞的时间间隔为，则有： 解得 同理 相邻两次碰撞之间的时间间隔相等，设时间间隔为T，第n次碰撞后B的速度变为nv，则 所以 方法二：根据质量相同的两物体弹性碰撞速度交换，做出两球碰撞及运动过程的图像，如图所示 由图像可看出B球分段做匀速运动，A球分段做匀变速运动，碰后两者交换速度。 某一次碰撞到下一次碰撞过程，两者的位移相同，相邻两次碰撞的时间间隔相等。 图中阴影面积表示每个时间间隔内物体位移的大小，所以 【小问3详解】 设组合体能撞到物块3，物块与斜面间的动摩擦因数为 木块1、2发生完全非弹性碰撞，设碰后速度为，根据动量守恒定律有 碰后1、2组合体在斜面上做匀减速运动，根据牛顿第二定律有 物块1、2组合体碰后沿斜面下滑到即将与物块3碰撞时，设速度为，则有 解得 若组合体能撞到物块3，则，联立解得 设组合体不能撞到物块4，物块与斜面间的动摩擦因数为 同理可得，物块1、2组合体与物块3碰撞前的速度满足 组合体与物块3碰撞，根据动量守恒定律有 物块1、2、3组合体碰后沿斜面下滑， 若组合体不能撞到物块4，则，联立解得 组合体能撞到物块3而不撞到物块4，则动摩擦因数的取值范围是 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $