精品解析:河北邯郸市第一中学2026-2027学年高二上学期开学学情检测物理试题(博雅班)
2026-09-05
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内容正文:
邯郸市第一中学高二年级学情检测物理试卷
一、单选题(共7题,每题4分)
1. 体操运动员在落地时总是要屈腿的目的是( )
A. 减小地面对运动员的平均作用力
B. 减小地面对运动员的冲量
C. 减小运动员所受重力的冲量
D. 减小运动员的动量变化量
【答案】A
【解析】
【详解】D.运动员落地前瞬间的速度大小是一定的,落地后速度变为0,动量变化量大小
故运动员的动量变化量大小也是一定的,与是否屈腿无关,故D错误;
A.规定向上为正方向,在落地缓冲过程中,对运动员应用动量定理有
解得地面对运动员的平均作用力
运动员落地时屈腿,延长了脚与地面的接触时间,由上述公式可知,在动量变化量一定的情况下,延长作用时间可以减小地面对运动员的平均作用力,起到缓冲保护的作用,故A正确;
B.地面对运动员的冲量
由于时间延长,地面对运动员的冲量也是增大的,故B错误;
C.重力的冲量
由于脚与地面的接触时间延长,重力的冲量增大,故C错误。
故选A。
2. 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. 振子由A运动到B回复力先增大后减小
B. 振子在间振动,振动周期为
C. 振子完成一次全振动通过的路程为20cm
D. 振子由A运动到B弹簧可能一直处于伸长状态
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据简谐运动回复力与位移的关系
可知振子由A运动到B回复力先减小至零,再增大,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,振子在间振动,振动周期为,故B错误;
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.由于不知道kA与振子质量m的关系,若
则振子由A运动到B弹簧可能一直处于伸长状态,故D正确。
故选D。
3. 如图所示,甲、乙两颗子弹分别从左、右以一定的速度沿同一直线射入放在光滑水平面上的物块并停止运动,物块始终保持静止,测得甲进入物块的深度大于乙,对甲、乙进行比较,下列说法正确的是( )
A. 甲受阻力较小 B. 甲的质量较大
C. 甲射入的初动能较大 D. 甲射入的初动量较大
【答案】C
【解析】
【详解】A.物块保持静止,说明甲、乙子弹对物块的作用力大小相等,方向相反,所以甲、乙子弹受到的阻力大小相等,故A错误;
C.由动能定理有
因为,
所以甲射入的初动能较大,故C正确;
D.甲、乙子弹和物块组成的系统,所受合外力为零,系统动量守恒,因此甲、乙的初动量大小相等,故D错误;
B.由动能与动量的关系
可知,初动量大小相等时,初动能越大,质量越小,因此甲的质量更小,故B错误。
故选C。
4. 如图所示,用两根长度相同的细线,分别悬挂两个大小相同的小球、,两球并排放置。拉起球至距初始位置高度为处并由静止释放,该球到达最低点后与静止的球发生碰撞。已知小球、质量分别为m、2m,两小球发生的是弹性碰撞,重力加速度为。关于两球碰撞过程,下列说法正确的是( )
A. 碰撞后小球停止摆动
B. 碰撞后小球的动量大小为
C. 碰撞后小球的速度为
D. 碰撞后小球运动的最大高度
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.设两球碰撞前瞬间球的速度大小为,球从高度处由静止释放,下摆过程由机械能守恒定律得
解得
两球发生弹性碰撞,设碰撞后瞬间、的速度分别为、,以向左为正方向,根据动量守恒定律与机械能守恒定律得,
联立解得,
碰撞后小球的速度不为零,不会停止摆动;碰撞后小球的动量大小为,故ABC错误;
D.设碰撞后小球运动的最大高度为,对上摆的过程,由机械能守恒定律得
解得,故D正确。
故选D。
5. 如图1所示,长为的轻绳拴一小球A在竖直平面内做简谐运动,如图2所示,长为的轻绳拴一小球B在水平面内做匀速圆周运动,其中,。重力加速度为,两球均可视为质点且质量均为。下列说法正确的是( )
A. 小球A与小球B的周期之比为
B. 小球B所受的拉力大小为
C. 小球B转动半周的过程中动量变化量为0
D. 小球A从左侧最高点第一次运动到最低点的过程,拉力的冲量大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.小球A周期为
对小球B分析,可知绳子的拉力与重力提供向心力,则有
小球B的周期为
小球A与小球B的周期之比为,故A错误;
B.根据受力分析,可得小球B所受的拉力大小为,故B错误;
C.根据
可知小球B做匀速圆周运动,转动半周后,线速度的方向发生变化,则小球B的动量变化量不为0,故C错误;
D.小球A从左侧最高点第一次运动到最低点的过程,根据动能定理
小球A从左侧最高点第一次运动到最低点的过程,拉力的冲量大小为,故D正确。
故选D。
6. 如图所示,单摆P在平衡位置与光滑水平面上的弹簧振子Q恰好接触且无相互作用,P与Q的振动周期相同。现将摆球P向左拉开一很小角度由静止释放,P与Q的碰撞均为弹性正碰。下列说法中正确的是( )
A. 若P的质量比Q的小,第二次碰撞发生在图示位置右侧
B. 若P的质量比Q的大,第二次碰撞发生在图示位置左侧
C. 无论P、Q质量大小关系,第二次碰撞仍发生在图示位置
D. 若P、Q的质量相等,整个装置的振动周期大于单摆的周期
【答案】C
【解析】
【详解】设P、Q的质量分别为和,设P运动到最低点时的速度为,则当二者发生弹性碰撞后,有
碰撞前后能量也是守恒的,有
解得,
若,碰后P与Q都继续向右运动,P做振幅更小的单摆运动,周期不变,Q也做简谐运动,二者的周期相等,经过半个周期后,在单摆P的最低点再次相遇(也是各自的平衡位置),再次碰撞后依然是弹性碰撞,碰后P以原速度大小向左运动,Q静止,整个装置的运动周期与原单摆P或振子Q的周期是相同的;
若,碰后P向左运动,Q从平衡位置开始向右振动,经过半个周期后,在单摆P的最低点再次相遇(也是各自的平衡位置),再次碰撞后依然是弹性碰撞,碰后P以原速度大小向左运动,Q静止,整个装置的周期依然不变;
若,碰后P静止,Q以向右压缩弹簧开始做简谐振动,半个周期后回到P的最低点与P发生弹性碰撞,碰后P以向左运动,Q静止,从第一次碰撞到第二次碰撞依然需要半个周期的时间,所以无论质量如何,PQ的第二次碰撞都发生在图示的原位置,装置的周期也与单摆P的周期相同,是不变的。
故选C。
7. 质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上,其水平直径AB长度为2R,现将质量也为m的小球从距A点正上方h0高处由静止释放,然后由A点经过半圆轨道后从B点冲出,在空中能上升到距B点所在水平线的最大高度为处(不计空气阻力,小球视为质点),则( )
A. 小球离开小车后做竖直上抛运动
B. 小球和小车组成的系统机械能守恒
C. 小球在最低点时,地面对小车的支持力为2mg
D. 小球第二次上升最大高度到距B点所在水平线为
【答案】A
【解析】
【详解】A.小球与小车组成的系统在水平方向不受外力,水平方向系统动量守恒,在A点时系统水平方向动量为零,小球运动到B点时与小车水平方向共速,即此时小球与小车水平方向速度为零,所以小球离开小车后做竖直上抛运动,故A正确;
B.小球从B点飞出后上升的最大高度为,可知小球在半圆形轨道内运动时受阻力作用,则小球和小车组成的系统机械能不守恒,故B错误;
C.小球在最低点时有向上的加速度,处于超重状态,可知地面对小车的支持力大于2mg,C错误;
D.小球第一次运动到距B点所在水平线的最大高度处的过程中,设克服摩擦力做功为Wf,由动能定理有
解得
小球第二次在小车中运动时,每个对应位置处速度变小,弹力变小,由滑动摩擦力公式f=μF压,可知摩擦力变小,故摩擦力做功小于,机械能损失小于,因此小球再次下落到再次上升到最高点的过程,满足,则,即再次离开小车时,能上升的高度大于,故D错误。
故选A。
二、多选题(共3题,每题6分,少选3分,多选0分)
8. 某工作人员用高压水枪近距离冲洗车身,水枪出水口直径为D,水流以速度从枪口喷出近距离垂直喷射到车身。所有喷到车身的水流,约有60%向四周溅散开水平溅回(即速度大小不变,方向变为远离墙壁),其余40%的水流撞击车身后无反弹顺车流下。由于水流与车身的作用时间较短,在分析水流对车身的作用力时可忽略水流所受的重力。已知水的密度为,则( )
A. 水枪的功率为
B. 水枪的功率为
C. 水流对车身的平均冲击力约为
D. 水流对车身的平均冲击力约为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.出水口横截面积
时间内,水枪喷出水流长度为
喷出水流总质量
由动能定理可知,水枪对水流做的功等于水流喷出时的动能,则水枪功率等于单位时间喷出水流的动能,有,故A正确,B错误;
CD.取水流入射方向为正方向,总初动量
60%水流反弹(速度为),40%水流不反弹(速度为0),总末动量
设车身对水的作用力为,对时间内射到车身的水流由动量定理,得
解得
将代入,得
由牛顿第三定律,水流对车身的平均冲击力大小等于,故C正确,D错误。
故选AC。
9. 如图甲所示,在光滑水平面上,轻质弹簧一端固定,质量为的物体以速度向右运动压缩弹簧,测得弹簧的最大压缩量为;现让该弹簧一端连接另一物体(如图乙所示),静止在光滑水平面上,物体以的速度向右运动压缩弹簧,测得弹簧的最大压缩量仍为。已知整个过程弹簧处于弹性限度内,则( )
A. 弹簧压缩量为最大值时的弹性势能为
B. 物体的质量为
C. 乙图中,弹簧重新恢复原长时,物体的动量大小为
D. 乙图中,从接触弹簧到弹簧压缩量最大所经历的时间为,则时间内的位移为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.甲图中,根据机械能守恒可知,弹簧压缩量为最大值x时的弹性势能为,故A错误;
B.图乙中,弹簧的最大压缩量仍为x,此时弹簧的弹性势能等于图甲中弹性势能Ep。两物体速度相等时,弹簧的压缩量最大。图乙中,取向右为正方向,由动量守恒定律得
由机械能守恒定律得
解得,故B正确;
C.乙图中,设弹簧重新恢复原长时A的速度大小为vA,B的速度大小为vB,取向右为正方向,由动量守恒定律得
由机械能守恒定律得
解得,
则弹簧重新恢复原长时,物体B的动量大小,故C正确;
D.从A接触弹簧到弹簧压缩量最大的过程,由动量守恒定律得
可得
又,
由几何关系有
联立解得时间t内B的位移为,故D正确。
故选BCD。
10. 如图所示,水平传送带的最左端点和最右端点间距为,为的中点。劲度系数为的轻质弹簧右端固定,左端连接一质量为的小物块。物块位于点时,弹簧水平且为原长状态。现传送带逆时针传输,速度为,将物块移至点由静止释放。物块与传送带间的动摩擦因数为0.6,物块运动的过程中,弹簧始终在弹性限度内,则下列说法正确的是( )
A. 物块做简谐运动 B. 摩擦力对物块一直做负功
C. 物块的最大速度为 D. 物块距点最近为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.物块在A点时,弹簧伸长量,弹力
滑动摩擦力
物块向右运动过程中,相对传送带向右,摩擦力方向向左。当物块向左运动时,由于最大速度小于传送带速度,相对传送带仍向右,摩擦力方向始终向左。物块受到的合力
令
则,物块做简谐运动,故A正确;
B.物块向右运动时,摩擦力向左,做负功;物块向左运动时,摩擦力向左,做正功,故B错误;
C.简谐运动的平衡位置在C点左侧处,振幅
根据简谐运动规律,最大速度,故C正确;
D.物块向右运动的最远位置在C点右侧处,B点在C点右侧处,物块距B点最近距离为,故D错误。
故选AC。
三、实验题
11. 某物理小组利用如图甲所示装置精确测量电源内阻、电流表内阻和电压表内阻。
实验操作步骤如下:
①根据电路图连接实物图;
②将单刀双掷开关旋至1,闭合开关,调节滑动变阻器,得到多组电压表和电流表的数据;
③将单刀双掷开关旋至2,闭合开关,调节滑动变阻器,得到多组电压表和电流表的数据;
④将②③数据在同一坐标纸上描点,得到如图乙所示图像。
(1)图乙中,与步骤②中数据对应的图线为_____(选填“AB”或“CD”)。
(2)若图乙中图线与纵、横轴的截距分别为、,图线与纵、横轴的截距分别为、,则电源内阻_____,电流表内阻_____,电压表内阻_____。
(3)为了进一步精确测量滑动变阻器的总电阻,该小组将单刀双掷开关旋至2,滑片调至滑动变阻器最左端,闭合开关,读取电压表、电流表示数分别为、,则_____。
【答案】(1)
(2) ①. ②. ③.
(3)
【解析】
【小问1详解】
将单刀双掷开关旋至1,闭合开关,误差在于电流表的分压,电动势的测量值与真实值相等,内阻的测量值等于电源内阻与电流表内阻之和,大于电源内阻;将单刀双掷开关旋至2,闭合开关,误差在于电压表的分流,电动势的测量值小于真实值,内阻的测量值小于电源内阻,可知,题图乙中,与步骤②中数据对应的图线为。
【小问2详解】
[1] 结合上述,开关旋至1时,图线斜率表示电源内阻与电流表内阻串联后的总电阻,开关旋至2时,图线斜率表示电源内阻与电压表内阻并联后的总电阻,故
[2] [3]由 ,
解得,
【小问3详解】
由
解得
12. 某实验小组为“探究电路电阻对电容器放电时间的影响”,设计了如图1所示的电路。
实验步骤如下:
①将单刀双掷开关K1掷于A处,给电容器充满电;
②断开K2,将开关K1掷于B处,使电容器放电,记录放电电流随时间的变化关系,如图2中曲线a(虚线)所示;
③将K1重新掷于A处,再次使电容器充满电;
④闭合开关K2,将K1掷于B处,再次记录放电电流随时间的变化关系,如图2中曲线b(实线)所示。
根据以上信息,回答下列问题:
(1)电容器充电时,电路中定值电阻R0的作用是__________。由图2可知,电容器放电时,回路电阻越大,放电时间__________(填“越长”或“越短”)。
(2)图2中两条曲线与坐标轴围成的面积分别为Sa和Sb,则Sa__________Sb(填“大于”“等于”或“小于”)。
(3)P、Q是图2中曲线b上的两个点,其纵坐标分别为I0、0.5I0,则P、Q两点处的切线斜率之比为__________。
【答案】(1) ①. 限制充电电流,保护电路 ②. 越长
(2)等于 (3)2##
【解析】
【小问1详解】
[1] 电容器充电时,定值电阻的作用是限制充电电流,保护电路,即防止充电电流过大损坏元件。
[2] 曲线a对应的放电电阻是,曲线b对应的放电电阻是与并联的总电阻,根据并联电路的性质可知
由题图2可知,曲线a放电更慢,所以电容器放电时,回路电阻越大,放电时间越长。
【小问2详解】
图像与坐标轴围成的面积表示电容器放电过程中放出的总电荷量,而电容器的带电量为
由于两次充电的电压相同且电容器的电容不变,所以电容器两次放电过程中放出的总电荷量相等,即
【小问3详解】
电容器放电时,电流随时间的变化规律为
对求导可得,电流的变化率即图像切线的斜率为
所以P、Q两点处的切线斜率之比为
四、解答题
13. 一枚在空中飞行的火箭质量为m,在某时刻离地高度为h,速度为v,方向水平,燃料耗尽。此时,火箭突然炸成质量相等的两块,其中一块沿着与v相反的方向飞去,速度大小为。已知地面水平,重力加速度为g。求:
(1)火箭炸裂后瞬间另一块的速度大小;
(2)炸裂后两块落地时的水平距离。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
取火箭初速度方向为正方向,根据动量守恒定律有,
解得
【小问2详解】
弹片在空中做平抛运动,设飞行时间为,则,
两块弹片落地水平距离为,
联立解得
14. 如图所示,质量为m的小钢球(可视为质点),用长为的细绳系在O点,O点正下方固定一钉子P,P到O的距离为,初始时细绳和竖直方向的夹角为,不计空气阻力,重力加速度为g。小球运动过程中,摆线与竖直方向的夹角始终小于5°。求:
(1)小球刚释放时,所受回复力的大小;
(2)小球一次全振动的过程中绳子拉力冲量的大小;
(3)小球在摆动过程中绳上最大张力和最小张力的差值。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球重力沿小球运动轨迹切线方向的分力提供回复力,所以小球刚释放时所受回复力的大小为
【小问2详解】
小球从右侧释放后,先以O点为圆心、l为摆长向左摆动到最低点。碰到钉子后,小球以P点为新圆心、为新摆长继续向左摆动
根据全振动周期知摆长为l、时的周期分别为,
所以小球一次全振动后回到初始位置用时
得重力的冲量大小为
小球一次全振动后回到初始位置,速度大小、方向与初始状态同,
合外力冲量为拉力冲量与重力冲量的矢量和,即
由动量定理知拉力总冲量与重力总冲量大小相等,方向相反
所以小球一次全振动的过程中绳子拉力冲量的大小为
【小问3详解】
小球从右侧释放后,先以O点为圆心、l为摆长向左摆动到最低点,碰到钉子后,小球以P点为新圆心、为新摆长继续向左摆动。小球摆动过程中,小球运动到最低点,速度最大,设为
小球从释放点到最低点的过程中由功能关系有
解得
在最低点对小球受力分析,由牛顿第二定律有
解得
小球运动过程中只有重力做功,机械能守恒,因此小球经过最低点的速度大小相同,所以当摆长更小时张力更大,即当小球以从左往右运动到最低点时有最大张力
联立上式解得
小球在两侧最高点处速度为0,向心力为0,张力最小,但两侧最高点摆角不同
初始释放侧(绕O点摆动的最高点)摆角为,速度为0,径向合力为0,张力
另一侧(绕P点摆动的最高点))摆角为,由机械能守恒,上升高度与初始位置相同,即,代入得该侧摆角,对应张力
因此最小张力为绕P侧最高点的张力,代入机械能守恒关系可得
因此小球在摆动过程中绳上最大张力和最小张力的差值为,化简后可得
15. 如图所示,在倾角的足够长的斜面上放置一个凹槽,槽与斜面间的动摩擦因数,槽两端侧壁、间的距离。将一质量与槽相等、表面光滑的小物块(可视为质点)放在槽内上端靠侧壁处,现同时由静止释放物块与槽。已知物块与槽的侧壁发生的碰撞为弹性碰撞,槽与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度。求:
(1)物块运动后瞬间,物块与槽各自的加速度大小、;
(2)物块与槽的侧壁发生第1次碰撞后的瞬间,物块和槽的速度大小、;
(3)从物块开始运动至与槽的侧壁发生第次碰撞所需的时间。
【答案】(1),
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
设物块与槽的质量均为,由倾角,动摩擦因数,重力加速度,槽与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,槽受到斜面的支持力为物块与槽两者重力垂直斜面的分力之和,滑动摩擦力
槽的重力沿斜面分力为
恰好与摩擦力平衡,故释放后槽保持静止;因为物块光滑,所以仅受重力分力;可得,
【小问2详解】
物块从B侧壁由静止开始运动至A侧壁,位移,加速度
由运动学公式
解得碰撞前物块速度
槽静止
弹性碰撞瞬间动量守恒,动能守恒,满足,
解得,
【小问3详解】
从释放到第一次碰撞满足
解得
第一次碰撞后,槽以匀速下滑;物块初速度,加速度,向下加速。取沿斜面向下为正方向,碰撞瞬间为计时起点,则物块与槽的位移分别为,
若物块与侧壁碰撞,则满足
解得
此时物块速度,因此当物块到达侧壁时,二者共速,恰好接触不发生碰撞。
若物块与侧壁碰撞,则满足
解得(舍去)
易知此时物块速度大于槽速度,则二者发生碰撞,故从第一次碰撞到第二次碰撞的时间为
由于物块和槽的质量相等,两者发生弹性碰撞后,速度交换,从第二次碰撞到第三次碰撞的时间间隔与第一次碰撞和第二次碰撞的时间间隔相同,故从释放瞬间到第次碰撞的总时间为
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邯郸市第一中学高二年级学情检测物理试卷
一、单选题(共7题,每题4分)
1. 体操运动员在落地时总是要屈腿的目的是( )
A. 减小地面对运动员的平均作用力
B. 减小地面对运动员的冲量
C. 减小运动员所受重力的冲量
D. 减小运动员的动量变化量
2. 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. 振子由A运动到B回复力先增大后减小
B. 振子在间振动,振动周期为
C. 振子完成一次全振动通过的路程为20cm
D. 振子由A运动到B弹簧可能一直处于伸长状态
3. 如图所示,甲、乙两颗子弹分别从左、右以一定的速度沿同一直线射入放在光滑水平面上的物块并停止运动,物块始终保持静止,测得甲进入物块的深度大于乙,对甲、乙进行比较,下列说法正确的是( )
A. 甲受阻力较小 B. 甲的质量较大
C. 甲射入的初动能较大 D. 甲射入的初动量较大
4. 如图所示,用两根长度相同的细线,分别悬挂两个大小相同的小球、,两球并排放置。拉起球至距初始位置高度为处并由静止释放,该球到达最低点后与静止的球发生碰撞。已知小球、质量分别为m、2m,两小球发生的是弹性碰撞,重力加速度为。关于两球碰撞过程,下列说法正确的是( )
A. 碰撞后小球停止摆动
B. 碰撞后小球的动量大小为
C. 碰撞后小球的速度为
D. 碰撞后小球运动的最大高度
5. 如图1所示,长为的轻绳拴一小球A在竖直平面内做简谐运动,如图2所示,长为的轻绳拴一小球B在水平面内做匀速圆周运动,其中,。重力加速度为,两球均可视为质点且质量均为。下列说法正确的是( )
A. 小球A与小球B的周期之比为
B. 小球B所受的拉力大小为
C. 小球B转动半周的过程中动量变化量为0
D. 小球A从左侧最高点第一次运动到最低点的过程,拉力的冲量大小为
6. 如图所示,单摆P在平衡位置与光滑水平面上的弹簧振子Q恰好接触且无相互作用,P与Q的振动周期相同。现将摆球P向左拉开一很小角度由静止释放,P与Q的碰撞均为弹性正碰。下列说法中正确的是( )
A. 若P的质量比Q的小,第二次碰撞发生在图示位置右侧
B. 若P的质量比Q的大,第二次碰撞发生在图示位置左侧
C. 无论P、Q质量大小关系,第二次碰撞仍发生在图示位置
D. 若P、Q的质量相等,整个装置的振动周期大于单摆的周期
7. 质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上,其水平直径AB长度为2R,现将质量也为m的小球从距A点正上方h0高处由静止释放,然后由A点经过半圆轨道后从B点冲出,在空中能上升到距B点所在水平线的最大高度为处(不计空气阻力,小球视为质点),则( )
A. 小球离开小车后做竖直上抛运动
B. 小球和小车组成的系统机械能守恒
C. 小球在最低点时,地面对小车的支持力为2mg
D. 小球第二次上升最大高度到距B点所在水平线为
二、多选题(共3题,每题6分,少选3分,多选0分)
8. 某工作人员用高压水枪近距离冲洗车身,水枪出水口直径为D,水流以速度从枪口喷出近距离垂直喷射到车身。所有喷到车身的水流,约有60%向四周溅散开水平溅回(即速度大小不变,方向变为远离墙壁),其余40%的水流撞击车身后无反弹顺车流下。由于水流与车身的作用时间较短,在分析水流对车身的作用力时可忽略水流所受的重力。已知水的密度为,则( )
A. 水枪的功率为
B. 水枪的功率为
C. 水流对车身的平均冲击力约为
D. 水流对车身的平均冲击力约为
9. 如图甲所示,在光滑水平面上,轻质弹簧一端固定,质量为的物体以速度向右运动压缩弹簧,测得弹簧的最大压缩量为;现让该弹簧一端连接另一物体(如图乙所示),静止在光滑水平面上,物体以的速度向右运动压缩弹簧,测得弹簧的最大压缩量仍为。已知整个过程弹簧处于弹性限度内,则( )
A. 弹簧压缩量为最大值时的弹性势能为
B. 物体的质量为
C. 乙图中,弹簧重新恢复原长时,物体的动量大小为
D. 乙图中,从接触弹簧到弹簧压缩量最大所经历的时间为,则时间内的位移为
10. 如图所示,水平传送带的最左端点和最右端点间距为,为的中点。劲度系数为的轻质弹簧右端固定,左端连接一质量为的小物块。物块位于点时,弹簧水平且为原长状态。现传送带逆时针传输,速度为,将物块移至点由静止释放。物块与传送带间的动摩擦因数为0.6,物块运动的过程中,弹簧始终在弹性限度内,则下列说法正确的是( )
A. 物块做简谐运动 B. 摩擦力对物块一直做负功
C. 物块的最大速度为 D. 物块距点最近为
三、实验题
11. 某物理小组利用如图甲所示装置精确测量电源内阻、电流表内阻和电压表内阻。
实验操作步骤如下:
①根据电路图连接实物图;
②将单刀双掷开关旋至1,闭合开关,调节滑动变阻器,得到多组电压表和电流表的数据;
③将单刀双掷开关旋至2,闭合开关,调节滑动变阻器,得到多组电压表和电流表的数据;
④将②③数据在同一坐标纸上描点,得到如图乙所示图像。
(1)图乙中,与步骤②中数据对应的图线为_____(选填“AB”或“CD”)。
(2)若图乙中图线与纵、横轴的截距分别为、,图线与纵、横轴的截距分别为、,则电源内阻_____,电流表内阻_____,电压表内阻_____。
(3)为了进一步精确测量滑动变阻器的总电阻,该小组将单刀双掷开关旋至2,滑片调至滑动变阻器最左端,闭合开关,读取电压表、电流表示数分别为、,则_____。
12. 某实验小组为“探究电路电阻对电容器放电时间的影响”,设计了如图1所示的电路。
实验步骤如下:
①将单刀双掷开关K1掷于A处,给电容器充满电;
②断开K2,将开关K1掷于B处,使电容器放电,记录放电电流随时间的变化关系,如图2中曲线a(虚线)所示;
③将K1重新掷于A处,再次使电容器充满电;
④闭合开关K2,将K1掷于B处,再次记录放电电流随时间的变化关系,如图2中曲线b(实线)所示。
根据以上信息,回答下列问题:
(1)电容器充电时,电路中定值电阻R0的作用是__________。由图2可知,电容器放电时,回路电阻越大,放电时间__________(填“越长”或“越短”)。
(2)图2中两条曲线与坐标轴围成的面积分别为Sa和Sb,则Sa__________Sb(填“大于”“等于”或“小于”)。
(3)P、Q是图2中曲线b上的两个点,其纵坐标分别为I0、0.5I0,则P、Q两点处的切线斜率之比为__________。
四、解答题
13. 一枚在空中飞行的火箭质量为m,在某时刻离地高度为h,速度为v,方向水平,燃料耗尽。此时,火箭突然炸成质量相等的两块,其中一块沿着与v相反的方向飞去,速度大小为。已知地面水平,重力加速度为g。求:
(1)火箭炸裂后瞬间另一块的速度大小;
(2)炸裂后两块落地时的水平距离。
14. 如图所示,质量为m的小钢球(可视为质点),用长为的细绳系在O点,O点正下方固定一钉子P,P到O的距离为,初始时细绳和竖直方向的夹角为,不计空气阻力,重力加速度为g。小球运动过程中,摆线与竖直方向的夹角始终小于5°。求:
(1)小球刚释放时,所受回复力的大小;
(2)小球一次全振动的过程中绳子拉力冲量的大小;
(3)小球在摆动过程中绳上最大张力和最小张力的差值。
15. 如图所示,在倾角的足够长的斜面上放置一个凹槽,槽与斜面间的动摩擦因数,槽两端侧壁、间的距离。将一质量与槽相等、表面光滑的小物块(可视为质点)放在槽内上端靠侧壁处,现同时由静止释放物块与槽。已知物块与槽的侧壁发生的碰撞为弹性碰撞,槽与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度。求:
(1)物块运动后瞬间,物块与槽各自的加速度大小、;
(2)物块与槽的侧壁发生第1次碰撞后的瞬间,物块和槽的速度大小、;
(3)从物块开始运动至与槽的侧壁发生第次碰撞所需的时间。
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