内容正文:
北师大银川学校2025-2026学年第一学期高三年级统练三
物理试题
注意事项:
1.本试卷共15小题,满分100分。考试时间为75分钟。
2.答案写在答题卡上的指定位置。考试结束后,交回答题卡。
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 如图所示,质量为M的斜劈静止在光滑水平面上,斜劈的上表面粗糙,一个质量为m的小物块从斜劈的顶端由静止滑下,则由斜劈和小物块组成的系统,在小物块下滑过程中( )
A. 动量守恒,机械能守恒 B. 动量守恒,机械能不守恒
C. 动量不守恒,机械能守恒 D. 动量不守恒,机械能不守恒
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】将斜劈与小物块看成一个系统,由于地面光滑,该系统在水平方向不受外力,故水平方向动量守恒,但竖直方向合外力不为零,故竖直方向动量不守恒;
在小物块下滑过程中,物块与斜劈之间的摩擦力有做功,故机械能不守恒;
故选D。
2. 高空抛物是严重危害人身安全的违法行为,质量为的鸡蛋从高空落下以的速度砸在地面上破裂,鸡蛋与地面的作用时间为,不计鸡蛋受到的重力,则该鸡蛋对地面的平均冲击力为( )
A. 1N B. 10N C. 100N D. 1000N
【答案】C
【解析】
【详解】设地面对鸡蛋的平均作用力大小为,设向上为正方向,根据动量定理有
代入数据解得
根据牛顿第三定律,可知鸡蛋对地面的平均冲击力大小为100N。
故选 C。
3. 如图所示,弹簧振子在相距20cm的B、C两点间做简谐运动,O点为平衡位置。振子经过O点向左运动开始计时,经过0.5s第一次到达C点。取向左为正方向,则( )
A. 周期为0.5s
B. 振幅为0.2m
C. 3s末的位移为0.1m
D. 振动方程为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由O点为平衡位置,振子经过O点向左运动开始计时,经过0.5s第一次到达C点;则经历的时间为,故有
得,A错误;
B.由弹簧振子在相距20cm的B、C两点间做简谐运动,可得振幅
B错误;
C.由周期,则经过时间;根据简谐运动的规律振子又回到平衡位置,故位移为零,C错误;
D.由,;且从平衡位置开始计时,可得振动方程为
D正确。
故选D。
4. 如图所示,一个半径为r=3cm的圆柱形软木塞,在其圆心处插上一枚大头针,软木塞浮在液面上。调整大头针插入软木塞的深度,当它露在外面的长度为h=4cm时,从液面上方各个方向向液体观察,恰好看不到大头针。则液体的折射率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】观察者在液面上各个方向刚好看不到水下的大头针,说明由针头射出的光线,恰好在液面与木塞的边缘处发生全反射,做出光路图如图所示
入射角等于临界角C,由几何关系得
又
解得液体的折射率为
故选C。
5. 如图所示,左端接有轻弹簧的物块A静止在光滑水平面上,物块B以一初速度向A运动,时B与弹簧接触,0∼1s内两物体的图像如图所示。则( )
A. A、B的质量之比为
B. 0∼1s内,弹簧对A、B的冲量相同
C. 0∼1s内,弹簧对A、B做的功大小相等
D. 时,两物块速度差的大小为1.2m/s
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,物块B的初速度为1.2m/s,t=1s时,物块A、B的共同速度大小为0.4m/s,由动量守恒定律可得
解得
A、B的质量之比为2:1,故A错误;
B.0~1s内,弹簧对A的冲量方向向右,弹簧对B的冲量方向向左,所以弹簧对A、B的冲量不相同,故B错误;
C.0∼1s内,根据动能定理可得,弹簧对A做的功大小
0∼1s内,根据动能定理可得,弹簧对B做的功大小
0∼1s内,弹簧对A、B做的功大小不相等,故C错误;
D.1s时两者共速,根据运动的对称性可知0∼1s和1∼2s内的弹簧对两者的冲量相同,规定B的初速度方向为正方向,分别对A、B列动量定理,0∼1s有,=0.4
1∼2s有,
t=2s时,两物块速度差的大小为1.2m/s,故D正确。
故选D 。
6. 如图甲所示,一圆心为O的圆形区域处在平行于纸面的匀强电场中,其半径R=0. 1 m。M为圆弧上一点,若半径OM沿逆时针方向转动,为OM从OA位置开始旋转的角度,M点的电势随变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 匀强电场的电场强度大小为10 V/m
B. 匀强电场的电场强度方向为垂直于AC连线向上
C. 将一质子由B点沿圆弧逆时针移至D点,电势能增加2 eV
D. 将一电子由A点沿圆弧逆时针移至C点,电场力先做正功后做负功
【答案】C
【解析】
【详解】A.由电势随变化的关系图像可知,当时,M点电势最低为1V;当时,N点电势最高为5V,如图所示
则匀强电场的电场强度大小为
故A错误;
B.由电势随变化的关系图像如图
可知当时,F点电势为3V,根据匀强电场沿任意方向电势降落都是均匀的,可知NM中点O点电势也为3V,则OF为等势线,则由几何关系知OF与OM垂直,则电场线的方向由N指向M,如图所示
故B错误;
C.过B和D点作MN的垂线,由几何关系知
质子由B点沿圆弧逆时针移至D点,电势能变化量为
可知质子由B点沿圆弧逆时针移至D点,电势能增加2 eV,故C正确;
D.M点电势最低,N点电势最高,所以从A点沿圆弧逆时针至C点,电势先减小后增大,电子的电势能先增大后减小,所以电场力先做负功后做正功,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,光滑绝缘水平面上有A、B、C三个带电小球,A球的质量为m,电荷量为,B、C球质量均为5m,电荷量均为,用长为L的三根绝缘轻绳连接,稳定后呈等边三角形,a、b、c为三条边的中点。已知电荷量为Q的点电荷产生的电场中,取无限远处电势为零时,距离该点电荷r处的电势为,其中k为静电力常量。多个点电荷产生的电场中某点的电势,等于每个点电荷单独存在时该点的电势的代数和。下列说法正确的是( )
A. a、c两点电场强度相同
B. a、b、c三点电势的大小关系为
C. A、B、C三个带电小球与电场组成的系统的电势能为
D. 若b处剪断,则之后小球A的最大速度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.分别做出A、B、C三个带电小球在a、c两点的电场强度如图所示
根据对称性及平行四边形定则可知a、c两点的电场强度大小相同,方向不同,故A错误;
B.根据点电荷的电势公式可得
,
由此可得,故B错误;
C.A小球的电势能
B小球的电势能
C小球的电势能
则整个系统的电势能,故C错误;
D.当3个小球位置关系成一条直线时整个系统的电势能最小,动能最大,A球速度最大,此时A的电势能
B小球的电势能
C小球的电势能
此时整个系统电势能最小为
对系统,根据能量守恒
根据动量守恒有
解得,故D正确。
故选D。
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题6分,共18分,在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 几十亿年后太阳内部氢元素消耗殆尽,内部高温高压使三个氦核发生短暂的热核反应,被称为氦闪,核反应方程为 该反应放出的能量为E,真空中光速为c。 则( )
A. 该反应属于核聚变 B. X核中有 6个核子
C. 氦核的比结合能为 D. 该反应的质量亏损为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.根据质量数和核电荷数守恒,可知核反应方程为
属于轻原子核结合成较重原子核反应,所以该反应属于核聚变,又核子数为质子数加上中子数等于质量数,故A正确,B错误;
C.比结合能又称平均结合能,等于结合能除以核子数,结合能是自由分散的核子结合成原子核所释放的能量,并不是该反应放出的能量为E,所以X核的比结合能不为,故C错误;
D.根据爱因斯坦质能方程
又因为该反应放出的能量为E,所以该反应的质量亏损为,故D正确。
故选AD。
9. 从地面竖直向上抛出一物体,其机械能等于动能与重力势能之和。取地面为重力势能零点,在上升过程中,该物体的和随它离地面的高度的变化关系如图所示。重力加速度取。由图中数据可得( )
A. 物体的质量为
B. 时,物体的速率为
C. 时,物体的动能
D. 从地面至离地面高处的过程中,物体的动能减少
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由题图可知,物体刚被抛出时的机械能为,即物体竖直上抛的初动能
当机械能与重力势能相等,说明动能为零,物体上升到最高点时离地面高度为,这时重力势能
所以
故A错误;
B.根据
解得时,物体的速率
故B正确;
C.从题图中可以得出在物体上抛过程中,机械能有损失,物体上升到最高点的整个过程中,共损失了的机械能,按照比例可知上升时,机械能损失了,因此当时,物体的动能
故C错误;
D.由图可知当时,
当时,
所以从地面至离地面高处的过程中,物体的动能减少50J,故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,半径为R、质量为M、内外表面均光滑的两个完全相同的四分之一圆弧槽A、B并排放在光滑水平面上,a、b为A、B槽的最高点,c、d为A、B槽的最低点,且最低点的切线水平。A槽的左端紧靠着墙壁,一可视为质点,质量为m的小球P从圆弧槽A的顶端由静止释放,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 小球P滑上B槽时的速度大小为
B. 小球P在B槽内运动的最大高度为
C. 小球P第一次返回B槽最低点d时,B槽的速度为
D. 小球P运动至B槽最大高度后返回到最低点d,从最大高度到d点过程中,B槽位移一定大于
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.小球P从从圆弧槽A的顶端由静止释放后运动至c点过程中,机械能守恒,可得
解得
则小球P滑上B槽时的速度大小也为。故A正确;
B.小球P在B槽内运动过程中,二者组成的系统水平方向不受外力,动量守恒,当小球P运动至最大高度时,它们水平方向速度相同,取向右为正方向,根据动量守恒可得
对小球P和B槽组成的系统,由机械能守恒可得
联立,解得
故B正确;
C.小球P第一次返回B槽最低点d时,设小球P的速度为v1,B槽的速度为v2,根据动量守恒和机械能守恒可得
,
联立,解得
故C错误;
D.小球P运动至B槽最大高度后返回到最低点d,从最大高度到d点过程中,以B槽为参考系,由人船模型可得B槽位移为
其中L为小球P在最高点时,与d点的水平距离,由几何关系可得
联立,解得
考虑到小球P刚开始下滑时,B槽就具有一定得水平速度,则实际上该过程B槽的位移一定大于于。故D正确。
故选ABD。
三、非选择题(本题共5小题,共54分)
11. (每空2分,共6分)用如图所示的实验装置来验证机械能守恒定律。重锤从高处由静止开始落下,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打下一系列的点。挑出点迹清晰的一条纸带,从点迹清晰处依次标出计数点0,1,2,…,6,纸带如图。
(1)为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的______。
A. 速度变化量和高度变化量
B. 速度变化量和势能变化量
C. 动能变化量与势能变化量
(2)打点计时器接在频率为的交流电源上,打下5点时重锤的瞬时速度大小是______。(保留两位有效数字)
(3)某同学用两个形状相同、质量不同的重锤和进行实验,记录几组数据,画出图像,并求出图线的斜率,如图所示,由图像知,的质量______(选填“大于”或“小于”)的质量。
【答案】(1)C (2)##0.86
(3)大于
【解析】
【小问1详解】
机械能守恒定律在自由落体中的体现是:重力势能的减少量等于动能的增加量。因此,实验需要比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量与势能变化量。
故选C。
【小问2详解】
打点计时器频率为,打点周期
计数点5是4和6的中间时刻,其瞬时速度等于4、6两点间的平均速度。
由刻度尺可读出,
【小问3详解】
重锤下落时,若机械能守恒,有
解得
因此理论上,在图像中,斜率,与重锤质量无关。
但在实际实验中,存在空气阻力和纸带摩擦阻力。质量较大的重锤所受阻力的影响相对较小,下落的加速度更接近重力加速度,因此图线斜率更大。
由题图可知,
故,的质量大于的质量。
12. 某实验小组利用气垫导轨验证动量守恒定律,实验装置如图所示。安装好器材后,进行了以下操作,完成下列填空:
(1)用天平测得滑块(含遮光条)、(含橡皮泥)的质量分别为;本实验中_______(填“需要”或“不需要”)。
(2)打开气泵,待稳定后调节气垫导轨,直至轻推滑块后,上遮光条通过光电门1和2的时间________(填“相等”或“不等”),说明气垫导轨已调至水平。
(3)将滑块推至光电门1的左侧,将滑块放在光电门1和2之间。向右轻推一下,滑块通过光电门1后与静止的滑块碰撞粘合一起共同速度通过光电门2。测得滑块通过光电门1、2的时间分别为和。该步骤中_________(填“需要”或“不需要”)测量遮光条的宽度。
(4)改变滑块推出时的速度,重复步骤(3),作出以为纵坐标,以_______(填“”或“”)为横坐标的图线。若该图线为过原点的直线,且直线的斜率_______,则证明碰撞过程中两滑块的总动量守恒。
【答案】(1)不需要 (2)相等
(3)不需要 (4) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
因为该碰撞为完全非弹性碰撞,碰撞后黏在一起,所以对两物体质量无要求。
【小问2详解】
轻推滑块a后,a通过光电门1和2的时间相等,说明滑块匀速运动,即说明气垫导轨已调至水平。
【小问3详解】
设遮光条宽度为d,由题意可知滑块a碰滑块b前速度大小
滑块a碰滑块b后整体速度
规定向右为正方向,由动量守恒有
联立解得
整理得
可知图线为过原点的直线,所以不需要测量遮光条的宽度;
【小问4详解】
由上分析可知
变形得
可知图线为过原点的直线,且直线的斜率
则证明碰撞过程中两滑块的总动量守恒。
13. “拔火罐”是我国传统医学的一种疗法。治疗时,医生将玻璃罐加热,使罐内空气温度升至,然后迅速将玻璃罐倒扣在患者皮肤上(状态1)。待罐内空气自然冷却至室温,玻璃罐便紧贴在皮肤上(状态2)。从状态1到状态2过程中罐内气体向外界放出热量。已知,。忽略皮肤的形变,大气压强。求:
(1)状态2时罐内气体的压强;
(2)状态1到状态2罐内气体内能的变化。
【答案】(1)
(2)减少
【解析】
【小问1详解】
状态1气体的温度为
压强为
状态2气体的温度为
气体做等容变化,根据
解得状态2时罐内气体的压强为
【小问2详解】
从状态1到状态2过程中罐内气体向外界放出热量,该过程气体做等容变化,外界对气体不做功,根据热力学第一定律,可得
即气体内能减少。
14. 如图所示,质量,带有光滑弧形槽的滑块放在足够长的水平面处,弧形槽上圆弧对应的圆心角,半径,与其处于同一竖直平面内的光滑半圆轨道的半径,轨道与水平面相切固定于点,已知水平面段粗糙且长度,其余光滑。质量分别为、的物块、静置在水平面上,两者之间有一压缩并用细线锁定的轻弹簧(弹簧与两物块均不拴接),弹簧此时储存的弹性势能。某时刻将细线烧断,两物块与弹簧分离时均未从之间滑出,随即撤去弹簧。物块与水平面段间的动摩擦因数,重力加速度,两物块均可视为质点且滑上圆弧时均无能量损失。
(1)求物块与弹簧分离时的速度大小;
(2)在滑块上达到的最大高度;
(3)分析与弹簧分离后物块、两者能否发生碰撞。
【答案】(1)
(2)0.1m (3)不能发生碰撞
【解析】
【小问1详解】
弹簧恢复原长的过程中与两物块构成的系统动量守恒、机械能守恒,设物块P、Q与弹簧分离时速度分别为、,有,
解得,
【小问2详解】
设物块P沿滑块上升高度为h时与滑块达到共速v,两者水平方向动量守恒,机械能守恒有,
解得,
即P未从滑块M上飞出,在滑块M上能达到的最大高度为0.1m
【小问3详解】
物块P将从滑块右侧滑离,设滑离时物块P与滑块的速度分别为、,物块P在滑块上滑动的整个过程中,两者系统水平方向动量守恒、机械能守恒,有,
解得,
即物块P静止在水平面上,设物块Q能沿半圆轨道最高上升高度为,由动能定理有
解得
即物块Q将沿圆轨道返回水平面,设物块Q未与物块P碰撞,最终静止在粗糙水平上,其在粗糙水平面滑行的路程为x,由动能定理有
解得
故物块P、Q最终均静止在水平面上且未相碰撞。
15. 如图所示,一质量且足够长的长木板静止在光滑的水平面上,长木板的右侧沿直线等间距的放置着个相同的滑块,滑块的质量均为。现有一质量的物块从长木板的左端以的初速度滑上长木板,在长木板与滑块1发生碰撞前,物块和长木板已共速。长木板上表面粗糙程度一致,所有的碰撞均为弹性碰撞,物块和滑块均看作质点,重力加速度大小取,求:
(1)若物块与长木板间的动摩擦因数为0.8,则从物块滑上长木板至两者第一次共速时,物块相对于长木板运动的距离为多少?
(2)长木板Q与滑块1碰撞后瞬间,二者的速度大小分别为多少?
(3)物块最终的速度大小(结果用表示)。
【答案】(1)
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
物块与长木板组成的系统动量守恒
解得
根据能量守恒
解得
【小问2详解】
物块P第一次与长木板Q共速后,长木板Q与滑块1发生弹性碰撞,根据动量守恒和机械能守恒
解得
【小问3详解】
由于所有滑块质量相等,发生的碰撞都是弹性碰撞,所以滑块之间碰撞后交换速度,则第个滑块碰后的速度为,其它滑块处于静止。
长木板与滑块第一次碰撞后,物块第二次与长木板共速过程,根据动量守恒
解得
同理可知长木板与滑块1第二次发生弹性碰撞后的速度分别为
可知第块滑块碰后的速度为,其它滑块处于静止
接着物块第三次与长木板共速的速度为
长木板与滑块1第三次发生弹性碰撞后的速度分别为
综上分析可知,长木板与滑块1第次发生弹性碰撞后,物块第次与长木板共速的速度为物块最终的速度
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北师大银川学校2025-2026学年第一学期高三年级统练三
物理试题
注意事项:
1.本试卷共15小题,满分100分。考试时间为75分钟。
2.答案写在答题卡上的指定位置。考试结束后,交回答题卡。
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 如图所示,质量为M的斜劈静止在光滑水平面上,斜劈的上表面粗糙,一个质量为m的小物块从斜劈的顶端由静止滑下,则由斜劈和小物块组成的系统,在小物块下滑过程中( )
A. 动量守恒,机械能守恒 B. 动量守恒,机械能不守恒
C. 动量不守恒,机械能守恒 D. 动量不守恒,机械能不守恒
2. 高空抛物是严重危害人身安全的违法行为,质量为的鸡蛋从高空落下以的速度砸在地面上破裂,鸡蛋与地面的作用时间为,不计鸡蛋受到的重力,则该鸡蛋对地面的平均冲击力为( )
A. 1N B. 10N C. 100N D. 1000N
3. 如图所示,弹簧振子在相距20cm的B、C两点间做简谐运动,O点为平衡位置。振子经过O点向左运动开始计时,经过0.5s第一次到达C点。取向左为正方向,则( )
A. 周期为0.5s
B. 振幅为0.2m
C. 3s末的位移为0.1m
D. 振动方程为
4. 如图所示,一个半径为r=3cm的圆柱形软木塞,在其圆心处插上一枚大头针,软木塞浮在液面上。调整大头针插入软木塞的深度,当它露在外面的长度为h=4cm时,从液面上方各个方向向液体观察,恰好看不到大头针。则液体的折射率为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,左端接有轻弹簧的物块A静止在光滑水平面上,物块B以一初速度向A运动,时B与弹簧接触,0∼1s内两物体的图像如图所示。则( )
A. A、B的质量之比为
B. 0∼1s内,弹簧对A、B的冲量相同
C. 0∼1s内,弹簧对A、B做的功大小相等
D. 时,两物块速度差的大小为1.2m/s
6. 如图甲所示,一圆心为O的圆形区域处在平行于纸面的匀强电场中,其半径R=0. 1 m。M为圆弧上一点,若半径OM沿逆时针方向转动,为OM从OA位置开始旋转的角度,M点的电势随变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 匀强电场的电场强度大小为10 V/m
B. 匀强电场的电场强度方向为垂直于AC连线向上
C. 将一质子由B点沿圆弧逆时针移至D点,电势能增加2 eV
D. 将一电子由A点沿圆弧逆时针移至C点,电场力先做正功后做负功
7. 如图所示,光滑绝缘水平面上有A、B、C三个带电小球,A球的质量为m,电荷量为,B、C球质量均为5m,电荷量均为,用长为L的三根绝缘轻绳连接,稳定后呈等边三角形,a、b、c为三条边的中点。已知电荷量为Q的点电荷产生的电场中,取无限远处电势为零时,距离该点电荷r处的电势为,其中k为静电力常量。多个点电荷产生的电场中某点的电势,等于每个点电荷单独存在时该点的电势的代数和。下列说法正确的是( )
A. a、c两点电场强度相同
B. a、b、c三点电势的大小关系为
C. A、B、C三个带电小球与电场组成的系统的电势能为
D. 若b处剪断,则之后小球A的最大速度为
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题6分,共18分,在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 几十亿年后太阳内部氢元素消耗殆尽,内部高温高压使三个氦核发生短暂的热核反应,被称为氦闪,核反应方程为 该反应放出的能量为E,真空中光速为c。 则( )
A. 该反应属于核聚变 B. X核中有 6个核子
C. 氦核的比结合能为 D. 该反应的质量亏损为
9. 从地面竖直向上抛出一物体,其机械能等于动能与重力势能之和。取地面为重力势能零点,在上升过程中,该物体的和随它离地面的高度的变化关系如图所示。重力加速度取。由图中数据可得( )
A. 物体的质量为
B. 时,物体的速率为
C. 时,物体的动能
D. 从地面至离地面高处的过程中,物体的动能减少
10. 如图所示,半径为R、质量为M、内外表面均光滑的两个完全相同的四分之一圆弧槽A、B并排放在光滑水平面上,a、b为A、B槽的最高点,c、d为A、B槽的最低点,且最低点的切线水平。A槽的左端紧靠着墙壁,一可视为质点,质量为m的小球P从圆弧槽A的顶端由静止释放,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 小球P滑上B槽时的速度大小为
B. 小球P在B槽内运动的最大高度为
C. 小球P第一次返回B槽最低点d时,B槽的速度为
D. 小球P运动至B槽最大高度后返回到最低点d,从最大高度到d点过程中,B槽位移一定大于
三、非选择题(本题共5小题,共54分)
11. (每空2分,共6分)用如图所示的实验装置来验证机械能守恒定律。重锤从高处由静止开始落下,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打下一系列的点。挑出点迹清晰的一条纸带,从点迹清晰处依次标出计数点0,1,2,…,6,纸带如图。
(1)为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的______。
A. 速度变化量和高度变化量
B. 速度变化量和势能变化量
C. 动能变化量与势能变化量
(2)打点计时器接在频率为的交流电源上,打下5点时重锤的瞬时速度大小是______。(保留两位有效数字)
(3)某同学用两个形状相同、质量不同的重锤和进行实验,记录几组数据,画出图像,并求出图线的斜率,如图所示,由图像知,的质量______(选填“大于”或“小于”)的质量。
12. 某实验小组利用气垫导轨验证动量守恒定律,实验装置如图所示。安装好器材后,进行了以下操作,完成下列填空:
(1)用天平测得滑块(含遮光条)、(含橡皮泥)的质量分别为;本实验中_______(填“需要”或“不需要”)。
(2)打开气泵,待稳定后调节气垫导轨,直至轻推滑块后,上遮光条通过光电门1和2的时间________(填“相等”或“不等”),说明气垫导轨已调至水平。
(3)将滑块推至光电门1的左侧,将滑块放在光电门1和2之间。向右轻推一下,滑块通过光电门1后与静止的滑块碰撞粘合一起共同速度通过光电门2。测得滑块通过光电门1、2的时间分别为和。该步骤中_________(填“需要”或“不需要”)测量遮光条的宽度。
(4)改变滑块推出时的速度,重复步骤(3),作出以为纵坐标,以_______(填“”或“”)为横坐标的图线。若该图线为过原点的直线,且直线的斜率_______,则证明碰撞过程中两滑块的总动量守恒。
13. “拔火罐”是我国传统医学的一种疗法。治疗时,医生将玻璃罐加热,使罐内空气温度升至,然后迅速将玻璃罐倒扣在患者皮肤上(状态1)。待罐内空气自然冷却至室温,玻璃罐便紧贴在皮肤上(状态2)。从状态1到状态2过程中罐内气体向外界放出热量。已知,。忽略皮肤的形变,大气压强。求:
(1)状态2时罐内气体的压强;
(2)状态1到状态2罐内气体内能的变化。
14. 如图所示,质量,带有光滑弧形槽的滑块放在足够长的水平面处,弧形槽上圆弧对应的圆心角,半径,与其处于同一竖直平面内的光滑半圆轨道的半径,轨道与水平面相切固定于点,已知水平面段粗糙且长度,其余光滑。质量分别为、的物块、静置在水平面上,两者之间有一压缩并用细线锁定的轻弹簧(弹簧与两物块均不拴接),弹簧此时储存的弹性势能。某时刻将细线烧断,两物块与弹簧分离时均未从之间滑出,随即撤去弹簧。物块与水平面段间的动摩擦因数,重力加速度,两物块均可视为质点且滑上圆弧时均无能量损失。
(1)求物块与弹簧分离时的速度大小;
(2)在滑块上达到的最大高度;
(3)分析与弹簧分离后物块、两者能否发生碰撞。
15. 如图所示,一质量且足够长的长木板静止在光滑的水平面上,长木板的右侧沿直线等间距的放置着个相同的滑块,滑块的质量均为。现有一质量的物块从长木板的左端以的初速度滑上长木板,在长木板与滑块1发生碰撞前,物块和长木板已共速。长木板上表面粗糙程度一致,所有的碰撞均为弹性碰撞,物块和滑块均看作质点,重力加速度大小取,求:
(1)若物块与长木板间的动摩擦因数为0.8,则从物块滑上长木板至两者第一次共速时,物块相对于长木板运动的距离为多少?
(2)长木板Q与滑块1碰撞后瞬间,二者的速度大小分别为多少?
(3)物块最终的速度大小(结果用表示)。
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