精品解析:黑龙江哈尔滨市第九中学校2026-2027学年高三上学期9月阶段性考试物理试卷
2026-09-27
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内容正文:
哈九中2024级高三9月阶段性考试物理试卷
(考试时间:75分钟 满分:100分 共3页)
第I卷(共46分)
一、选择题(本题共10小题,共46分。其中1~7题只有一个选项符合要求,每题4分;8~10题有多项符合要求,每题6分,全选对得6分,选不全得3分,有错选或不答的得0分。)
1. “未见其人,先闻其声”的原理是声波的( )
A. 干涉现象 B. 衍射现象 C. 反射现象 D. 共振现象
【答案】B
【解析】
【详解】A.干涉是频率相同、振动方向相同、相位差恒定的两列波相遇叠加,出现振动强弱稳定分布的现象,与题干描述的现象无关,故A错误;
B.衍射是波绕过障碍物继续传播的现象,声波波长较长,容易绕过一般障碍物传播,因此会出现“未见其人,先闻其声”的情况,故B正确;
C.反射是波遇到介质分界面返回原介质的现象,典型如回声,与题干现象不符,故C错误;
D.共振是驱动力频率等于系统固有频率时,系统振动振幅显著增大的现象,与题干现象无关,故D错误。
故选B。
2. 将两个完全相同的小球,同时以相同的速率从同一高度分别沿竖直向上和水平方向抛出,忽略空气阻力,则两个小球在落地前( )
A. 任意时刻的动量相同
B. 任意时刻的机械能不相等
C. 相等时间内动量的变化量相同
D. 相等时间内动能的变化量相等
【答案】C
【解析】
【详解】A.竖直向上抛出的小球先向上减速后向下加速,速率先减小后增加,而水平抛出的小球速率一直在增加,在落地前任意时刻它们速率不相等,另外速度方向也不同,所以任意时刻的动量不相同,故A错误;
B.两小球抛出时机械能相等,运动过程中机械能又是守恒的,所以任意时刻的机械能都相等,故B错误;
C.两小球只受向下的重力作用,根据动量定理,所以在任意相等的时间内动量的变化量都相同,故C正确;
D.两小球在运动过程中,任意相等的时间内,在竖直方向上的位移y不同,根据动能定理
因重力做功不同,所以动能的变化量不相同,故D错误。
故选C。
3. 如图甲所示,电鲶遇到危险时,可产生数百伏的电压。电鲶放电时形成的电场可等效为等量异种点电荷的电场(如图乙所示),其中正电荷集中在头部,负电荷集中在尾部。电场中有A、O、B、C四个位置,其中O是正负电荷连线的中点,,下列说法正确的是( )
A. O点电场强度和B点电场强度相同
B. B点电势高于C点电势
C. A点电场强度大于B点电场强度
D. 将一负电荷从A点移到C点,电势能减小
【答案】C
【解析】
【详解】该电场等效为等量异种点电荷电场,正电荷在右(头部),负电荷在左(尾部)。
A.中垂线上场强方向相同,但大小从点向外逐渐减小,所以点场强大于点场强,二者场强不相同,故A错误;
B.等量异种点电荷连线的中垂面是等势面,且该面上各点电势均为
、、都在中垂面上,因此、两点电势相等,均等于,故B错误;
C.点在正、负电荷连线上,且靠近正电荷,其电场强度大于连线中点的场强;而点在中垂线上,场强小于点场强,因此点场强大于点场强,故C正确;
D.点靠近正电荷,电势大于,点在中垂面上,电势为。将负电荷从移到,电势降低,但负电荷电势能会增大,故D错误。
故选C。
4. 计算机键盘为电容式传感器,如图甲所示。每个按键下面由相互平行且间距为的活动极板和固定极板组成,如图乙所示。已知只有该按键的电容改变量不小于原电容的50%时,传感器才有感应,则至少要将按键按下( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】令按键至少按下距离,传感器才有感应,则此时电容
又因为,
联立以上解得
故选D。
5. 我国的作业安全帽执行的是国家GB2811标准,其中一项“基础安全性能”测试是将质量为5 kg的重锤从1.5 m高度自由坠落冲击安全帽,要求传递到头模的平均作用力不超过4900 N,假设重锤冲击安全帽后的速度减为零,头盔的质量为0.6 kg,,则重锤与安全帽作用的时间最少约为( )
A. 6 ms B. 10 ms C. 14 ms D. 30 ms
【答案】A
【解析】
【详解】重锤下落到刚接触安全帽时的速度满足,代入、
解得
对重锤应用动量定理求作用时间,取向上为正方向,重锤受重力向下、安全帽的平均作用力向上,作用时间为,冲击后重锤速度为0。由动量定理得
根据牛顿第三定律,传递到头模的平均作用力大小等于,题目要求,当取最大值时,最小。
重锤的质量,代入得
故选A。
6. 如图所示,真空中A、B两点分别固定电荷量均为+Q的两个点电荷,O为A、B连线的中点,C为A、B连线中垂线上的一点,C点与A点的距离为r,AC与AB的夹角为θ。已知中垂线上距离A点为x的点的电势为(以无穷远处为零电势点)。一个质量为m,电荷量为+q的点电荷P,以某一速度沿CO方向经过C点,不计点电荷P的重力,静电力常量为k,下列说法正确的是( )
A. C点的电场强度为
B. O点电势为
C. 若θ=60°,则O、C两点电势差大小为
D. 若点电荷P能够到达O点,其在C点的速度最小值
【答案】C
【解析】
【详解】A.A、B处点电荷在C点产生的场强大小均为
根据场强叠加原理,两场强沿AB方向(水平方向)的分量大小相等、方向相反,相互抵消;沿OC方向(竖直方向)的分量同向叠加,故合场强为
方向沿OC方向,故A错误;
B.O点到A、B的距离均为,已知中垂线上距离A点为x的点的电势为,故
故B错误。
C.若θ=60°,C点到A距离为r,故,
O、C两点电势差大小为,故C正确。
D.中垂线上的电场方向沿OC方向(背离O点向上)。点电荷P带正电,所受电场力方向与电场方向相同,即沿CO的反方向,阻碍P从C向O运动。当P恰好能到达O点时,到达O点速度为零(临界条件)。由动能定理,电场力做负功,动能全部转化为电势能的增加即,
联立求得最小初速度,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,均匀介质中有参数完全相同的两个波源与,相距8 m,同时同方向起振,在介质中产生简谐横波。振动传至两波源连线中垂线上的A点用时t=2.5 s,已知A点距两波源连线中点O的距离为3 m,从质点A起振开始计时,A点的振动方程为。下列说法正确的是( )
A. 振动在介质中传播的速度大小为2.5 m/s
B. 振动在介质中传播的波长为4π m
C. 连线上有4个振动减弱点
D. 两波源的振动方程为
【答案】C
【解析】
【详解】A.两波源相距8m,故,又有,由几何关系得
从传到A的时间为2.5s,波速
解得,A错误;
B.由A点的振动方程,可得振动角频率,因此周期
根据波长公式
解得,B错误;
C. 两个波源是同相相干波源,振动减弱点满足该点到两波源的波程差(为整数)
解得
在连线上任取一点,由几何知识可知该点波程差范围为:,即。
结合减弱条件,符合要求的为1m、3m、5m、7m,对应4个振动减弱点,C正确。
D.A是两波源中垂线上的点,属于振动加强点,合振幅为10m,因此单个波源的振幅为5m。
波从波源传到A点需要2.5s,说明波源的振动比A点早2.5s,因此两波源的振动方程应为,D错误。
故选C。
8. 空间中一静电场的某物理量在x轴上分布情况如图所示,其中OA=OB,则( )
A. 若为E-x图像,则φA<φB
B. 若为E-x图像,则将一电子由A沿x轴移向B,电场力先做负功再做正功
C. 若为φ-x图像,则EA、EB相同
D. 若为φ-x图像,在A自由释放一质子,其仅在电场力作用下运动到B,加速度先变小后增大
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.若为E-x图像,由图像知,A到B电场强度一直是负值,表明电场方向一直是沿x轴负方向,沿电场线方向电势逐渐降低,因此A到B电势是升高的,则A、B之间电场方向一直是沿x轴负方向,电子受到的电场力方向指向x轴正方向,所以电场力一直做正功,故A正确,B错误;
C.若为φ-x图像,其斜率代表电场强度的大小,由于OA=OB,根据对称性可知,A、B两点电场强度大小相等,但方向相反,故C错误;
D.若为φ-x图像,A到O电势降低,电场方向指向x轴正方向,在A点静止释放质子所受电场力方向指向x轴正方向,质子将向x轴正方向运动,由图像斜率变化可知电场强度先变小,在O点为零,O到B过程电场反向逐渐变大,所以质子的加速度先变小后变大,故D正确。
故选AD。
9. 一列简谐横波沿x轴传播,t=0时刻的波形如图甲,M、N为介质中的两个质点,图乙是质点N的振动图像,下列说法正确的是( )
A. 该波沿x轴负方向传播
B. 该波的波速大小为5 m/s
C. 0~6 s内质点N通过的路程为1.0 m
D. M、N两质点第一次速度等大反向的时刻是1.9 s
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据图甲可知,时刻位于平衡位置下方的只能是质点N,则图乙是质点的振动图像,根据图乙可判断,时刻,质点沿方向振动,根据同侧法,知波一定沿轴正方向传播,故A错误;
B.根据图甲可知,,则波长
根据图乙可知,,则周期
根据,得,故B正确;
C.根据前面分析,为,根据图像可知质点的振幅,质点通过的路程,故C正确;
D.根据前面分析,当、两质点第一次速度等大反向时,两质点都在轴上方,如图所示
沿轴为平衡位置的中点,、两质点关于过点的中垂线对称,此时点恰好在波峰,设质点的振动方程为
根据图甲可知,时,
得,或
因时,质点沿方向振动,故舍去,得
振动从点传到点,即点回到平衡位置,所用时间为,有
解得
根据,得沿轴、两质点间距,则
点回到平衡位置所用时间为,有
点到达波峰所用时间为,有,则、两质点第一次速度等大反向的时刻为,故D错误。
故选BC。
10. 如图,一质量为m的滑块静置在水平面上,滑块的曲面是半径为R的四分之一圆弧,圆弧最低点切线沿水平方向。一质量也为m的小球以水平向右的初速度从圆弧最低点冲上滑块,从滑块上端冲出并运动到最高点,已知小球到达最高点时与滑块顶端的竖直距离为aR,此过程滑块的位移为bR,不计一切摩擦,重力加速度为g,则( )
A. 滑块与小球组成的系统动量不守恒,机械能守恒
B. 小球的初速度
C. 小球从滑块上端冲出时的动能
D. 此过程所用时间为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.小球与滑块组成的系统水平方向不受外力,滑块与小球在相互作用的过程中,水平方向动量守恒,但竖直方向动量不守恒;系统所受外力只有小球的重力做功,则滑块与小球组成的系统机械能守恒,故A正确;
BC.根据题意可知,小球运动到最高点时,竖直方向速度为零,在水平方向上与滑块具有相同的速度,在水平方向上由动量守恒定律得
解得
取滑块曲面最低点为零势能面,由机械能守恒定律有
联立解得
小球从滑块上端冲出后,只有小球重力做功,小球的机械能守恒,小球从滑块上端冲出到最高点过程中,由机械能守恒定律有
解得,故B错误,C正确;
D.设小球从滑块最低点到最高点过程中,小球的水平位移为,则有
又有
设小球从滑块最低点到最高点过程中,所用时间为,小球的水平速度为,滑块的水平速度为,水平方向上,由动量守恒定律有
则有
则有
即
联立解得,故D正确。
故选ACD。
第Ⅱ卷(非选择题,共54分)
二、实验题(本题共2小题,共14分)
11. 某同学用单摆测量当地的重力加速度,实验装置如图甲所示。
(1)实验过程中,分别用图乙、图丙的两种不同方式悬挂小球,你认为________(选填“乙”或“丙”)的悬挂方式较好。
(2)下列振动图像真实地描述了摆长约为1 m的单摆进行周期测量的四组信息。图中横坐标原点表示计时起点,图A、B、C、D为单摆全振动的图像,符合实验要求且误差最小的是( )。(已知sin5°=0.087,sin15°=0.26)
A. B.
C. D.
(3)如果在实验时用的摆球质量分布不均匀,无法确定其重心位置。该同学测出多组摆线长L与周期T的数据,根据实验数据,作出的关系图像如图丁所示,根据图中数据可算出重力加速度为________m/s2(取,结果保留三位有效数字),仅考虑该数据处理方法,他得到的重力加速度________真实值(填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】(1)丙 (2)A
(3) ①. ②. 等于
【解析】
【小问1详解】
图丙中摆线被夹持得更牢固,悬点位置不易改变,摆长较稳定;图乙的绕线支承在摆动时容易发生相对滑动或形变。因此丙的悬挂方式较好。
【小问2详解】
A.图A的振幅为,摆长约为,振幅与摆长之比为,小于对应的正弦值,所以最大偏角小于,满足单摆周期测量的小角度条件;从平衡位置同向经过开始和结束计时,摆球速度较大,起止时刻容易判定,故A正确;
B.图B的振幅同样满足小角度条件,但从最大位移处开始和结束计时,摆球在端点速度为零,端点附近位置变化缓慢,起止时刻不易准确判定,计时误差较大,故B错误;
C.图C的振幅为,摆长约为,振幅与摆长之比为,大于对应的正弦值,所以最大偏角超过,不能满足小角度条件,故C错误;
D.图D的振幅同图C一样过大,且只计时一个周期,计时的相对误差较大,故D错误。
故选A。
【小问3详解】
[1]设摆球重心到悬点的实际距离为,其中是与摆线长无关的常量。单摆周期公式为
平方后得
所以图像的斜率为
代入图中两点得
由图线斜率与重力加速度的关系,代入得重力加速度为
[2]只改变图线的横轴截距,不改变斜率,因此用斜率求出的重力加速度不受重心位置未知的影响,故等于真实值。
12. 用如图所示的装置进行实验,让两个小球在斜槽末端对心碰撞可以验证动量守恒定律。图中的O点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时,先使球1多次从斜槽上同一位置S由静止释放,确定其平均落地点,记为P。然后,把半径相同的球2置于水平轨道的末端,再将球1从位置S由静止释放,与球2相碰,重复多次,分别确定碰后球1和球2的平均落地点,记为M和N,分别测出O点到平均落地点的距离OP、OM、ON。测得球1的质量为m1,球2的质量为m2,且m1>m2。
(1)下列实验步骤中必要的是( )
A. 调整斜槽轨道末端水平 B. 测量抛出点距地面的高度
C. 测量两小球的半径 D. 利用重垂线确定O点的位置
(2)某次实验确定球1平均落地点P后不小心将白纸向左移动稍许,再将球2放在斜槽末端,然后从同一位置S由静止释放球1,与球2碰撞后,再确定两球平均落地点M和N,则________(选填“>”、“=”或“<”)。若实验空间有限,为了减小ON,在不改变材料的前提下,可以________(填“增大”或“减小”)m2。
(3)更正(2)中的错误,在验证两球碰撞时动量守恒的基础上,某同学想进一步研究碰撞是否为弹性碰撞。在实验中换用不同质量的球重复实验,若测得小球的质量的比为,则________(用k表示)可以说明两球发生弹性碰撞。
【答案】(1)AD (2) ①. < ②. 增大
(3)
【解析】
【小问1详解】
ABC.小球做平抛运动,所以斜槽末端必须水平,由于下落高度相同,运动时间t相同,平抛初速度为
需要验证的动量守恒的关系式为
可转化为
球1从同一位置静止释放,做平抛运动的初速度相同,因此,不需要测量球1静止释放的高度、抛出点距地面的高度,也不需要测量小球半径,故A正确,BC错误;
D.必须利用重垂线确定O点的位置,才能测量水平位移,故D正确。
故选AD。
【小问2详解】
[1]若不小心将白纸向左移动稍许,再将球2放在斜槽末端,然后从同一位置S由静止释放球1,与球2碰撞后,再确定两球平均落地点M和N,则OM和ON测量值偏大,所以
[2]若要减小ON,即碰撞后被碰小球的速度变小,则被碰小球的质量变大,即在不改变材料的前提下,可以增大m2。
【小问3详解】
若两球发生弹性碰撞,则,
联立可得
即
又,
联立可得
三、计算题(本题共3小题,共40分,请将答案写在答题卡相应位置,要求有必要的文字说明和具体的解题步骤公式,直接写出答案的不给分。)
13. 如图所示,一列简谐横波沿轴方向传播,实线为时刻的波形图,处质点正经过平衡位置沿轴负方向运动,时点第一次运动到波峰位置。虚线为时刻的波形图,求:
(1)波的传播速度大小和方向;
(2)虚线对应的时刻可能为?
【答案】(1),沿轴负方向传播
(2),n=0,1,2…
【解析】
【小问1详解】
由题图可知,波长
时,处的质点经过平衡位置且沿轴负方向运动,根据波形平移法可知,波沿轴负方向传播
时第一次到达波峰位置,因此
解得周期
因此波速为
【小问2详解】
从实线波形到虚线波形,波向左传播的距离为,n=0,1,2…
因此虚线对应的时刻为,n=0,1,2…
14. 一匀强电场的方向平行纸面,纸面内A、B、C三点的位置如图所示,AB=AC=1m,∠BAC=90°。一个电荷量为1×10-3C带正电的粒子P,以某一速度从A点出发,经过B点,并在A点到B点的过程中电势能减少了0.32J。若让粒子P以另一速度从A点出发,经过C点,并在A点到C点的过程中动能增加了0.24J。不计粒子P重力。求:
(1)B、C两点间的电势差UBC;
(2)匀强电场的场强E的大小。
【答案】(1)-80V
(2)400V/m
【解析】
【小问1详解】
粒子从A点运动到B点的过程中,根据功能关系可得
代入数据解得
粒子从A点运动到C点的过程中,根据动能定理可得
代入数据解得
又
所以
【小问2详解】
根据匀强电场电场强度与电势差的关系可得,
所以
15. 如图,质量的木板静止在光滑水平地面上,右侧的竖直墙面固定一个轻弹簧,弹簧处于自然状态。质量的小物块以水平向右的速度滑上木板左端,两者共速时木板恰好与弹簧接触,此时速度为。木板与弹簧接触以后,当弹簧被压缩时物块与木板之间即将相对滑动。木板足够长,物块与木板间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。弹簧始终处在弹性限度内,弹簧的弹性势能与形变量的关系为;简谐运动的周期公式为。取重力加速度,结果可用分数、根式表示。
(1)求小物块滑上木板时速度的大小及压缩弹簧之前小物块相对木板的位移;
(2)求弹簧的劲度系数及木板与弹簧接触以后,物块与木板之间即将相对滑动时木板速度的大小;
(3)求从木板与弹簧接触到物块与木板之间即将相对滑动的过程中的时间。
【答案】(1),
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
小物块在木板上滑行过程中,对木板和小物块构成的系统,由动量守恒定律有
解得小物块滑上木板时速度大小
由能量守恒定律有
解得
【小问2详解】
木板与弹簧接触以后,小物块与木板之间即将相对滑动时,根据牛顿第二定律,对木板和小物块整体有
对小物块有
解得弹簧的劲度系数
小物块与木板一起压缩弹簧的过程中,对木板、小物块和弹簧构成的系统,由能量守恒定律有
解得木板速度的大小
【小问3详解】
若木板和小物块始终相对静止,一起压缩弹簧的过程中,它们做的运动为简谐运动,从开始压缩弹簧到弹簧压缩量达到最大的过程中有
解得简谐运动的振幅
根据简谐运动周期公式得
则
振动方程为
代入得
解得
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哈九中2024级高三9月阶段性考试物理试卷
(考试时间:75分钟 满分:100分 共3页)
第I卷(共46分)
一、选择题(本题共10小题,共46分。其中1~7题只有一个选项符合要求,每题4分;8~10题有多项符合要求,每题6分,全选对得6分,选不全得3分,有错选或不答的得0分。)
1. “未见其人,先闻其声”的原理是声波的( )
A. 干涉现象 B. 衍射现象 C. 反射现象 D. 共振现象
2. 将两个完全相同的小球,同时以相同的速率从同一高度分别沿竖直向上和水平方向抛出,忽略空气阻力,则两个小球在落地前( )
A. 任意时刻的动量相同
B. 任意时刻的机械能不相等
C. 相等时间内动量的变化量相同
D. 相等时间内动能的变化量相等
3. 如图甲所示,电鲶遇到危险时,可产生数百伏的电压。电鲶放电时形成的电场可等效为等量异种点电荷的电场(如图乙所示),其中正电荷集中在头部,负电荷集中在尾部。电场中有A、O、B、C四个位置,其中O是正负电荷连线的中点,,下列说法正确的是( )
A. O点电场强度和B点电场强度相同
B. B点电势高于C点电势
C. A点电场强度大于B点电场强度
D. 将一负电荷从A点移到C点,电势能减小
4. 计算机键盘为电容式传感器,如图甲所示。每个按键下面由相互平行且间距为的活动极板和固定极板组成,如图乙所示。已知只有该按键的电容改变量不小于原电容的50%时,传感器才有感应,则至少要将按键按下( )
A. B. C. D.
5. 我国的作业安全帽执行的是国家GB2811标准,其中一项“基础安全性能”测试是将质量为5 kg的重锤从1.5 m高度自由坠落冲击安全帽,要求传递到头模的平均作用力不超过4900 N,假设重锤冲击安全帽后的速度减为零,头盔的质量为0.6 kg,,则重锤与安全帽作用的时间最少约为( )
A. 6 ms B. 10 ms C. 14 ms D. 30 ms
6. 如图所示,真空中A、B两点分别固定电荷量均为+Q的两个点电荷,O为A、B连线的中点,C为A、B连线中垂线上的一点,C点与A点的距离为r,AC与AB的夹角为θ。已知中垂线上距离A点为x的点的电势为(以无穷远处为零电势点)。一个质量为m,电荷量为+q的点电荷P,以某一速度沿CO方向经过C点,不计点电荷P的重力,静电力常量为k,下列说法正确的是( )
A. C点的电场强度为
B. O点电势为
C. 若θ=60°,则O、C两点电势差大小为
D. 若点电荷P能够到达O点,其在C点的速度最小值
7. 如图所示,均匀介质中有参数完全相同的两个波源与,相距8 m,同时同方向起振,在介质中产生简谐横波。振动传至两波源连线中垂线上的A点用时t=2.5 s,已知A点距两波源连线中点O的距离为3 m,从质点A起振开始计时,A点的振动方程为。下列说法正确的是( )
A. 振动在介质中传播的速度大小为2.5 m/s
B. 振动在介质中传播的波长为4π m
C. 连线上有4个振动减弱点
D. 两波源的振动方程为
8. 空间中一静电场的某物理量在x轴上分布情况如图所示,其中OA=OB,则( )
A. 若为E-x图像,则φA<φB
B. 若为E-x图像,则将一电子由A沿x轴移向B,电场力先做负功再做正功
C. 若为φ-x图像,则EA、EB相同
D. 若为φ-x图像,在A自由释放一质子,其仅在电场力作用下运动到B,加速度先变小后增大
9. 一列简谐横波沿x轴传播,t=0时刻的波形如图甲,M、N为介质中的两个质点,图乙是质点N的振动图像,下列说法正确的是( )
A. 该波沿x轴负方向传播
B. 该波的波速大小为5 m/s
C. 0~6 s内质点N通过的路程为1.0 m
D. M、N两质点第一次速度等大反向的时刻是1.9 s
10. 如图,一质量为m的滑块静置在水平面上,滑块的曲面是半径为R的四分之一圆弧,圆弧最低点切线沿水平方向。一质量也为m的小球以水平向右的初速度从圆弧最低点冲上滑块,从滑块上端冲出并运动到最高点,已知小球到达最高点时与滑块顶端的竖直距离为aR,此过程滑块的位移为bR,不计一切摩擦,重力加速度为g,则( )
A. 滑块与小球组成的系统动量不守恒,机械能守恒
B. 小球的初速度
C. 小球从滑块上端冲出时的动能
D. 此过程所用时间为
第Ⅱ卷(非选择题,共54分)
二、实验题(本题共2小题,共14分)
11. 某同学用单摆测量当地的重力加速度,实验装置如图甲所示。
(1)实验过程中,分别用图乙、图丙的两种不同方式悬挂小球,你认为________(选填“乙”或“丙”)的悬挂方式较好。
(2)下列振动图像真实地描述了摆长约为1 m的单摆进行周期测量的四组信息。图中横坐标原点表示计时起点,图A、B、C、D为单摆全振动的图像,符合实验要求且误差最小的是( )。(已知sin5°=0.087,sin15°=0.26)
A. B.
C. D.
(3)如果在实验时用的摆球质量分布不均匀,无法确定其重心位置。该同学测出多组摆线长L与周期T的数据,根据实验数据,作出的关系图像如图丁所示,根据图中数据可算出重力加速度为________m/s2(取,结果保留三位有效数字),仅考虑该数据处理方法,他得到的重力加速度________真实值(填“大于”、“小于”或“等于”)。
12. 用如图所示的装置进行实验,让两个小球在斜槽末端对心碰撞可以验证动量守恒定律。图中的O点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时,先使球1多次从斜槽上同一位置S由静止释放,确定其平均落地点,记为P。然后,把半径相同的球2置于水平轨道的末端,再将球1从位置S由静止释放,与球2相碰,重复多次,分别确定碰后球1和球2的平均落地点,记为M和N,分别测出O点到平均落地点的距离OP、OM、ON。测得球1的质量为m1,球2的质量为m2,且m1>m2。
(1)下列实验步骤中必要的是( )
A. 调整斜槽轨道末端水平 B. 测量抛出点距地面的高度
C. 测量两小球的半径 D. 利用重垂线确定O点的位置
(2)某次实验确定球1平均落地点P后不小心将白纸向左移动稍许,再将球2放在斜槽末端,然后从同一位置S由静止释放球1,与球2碰撞后,再确定两球平均落地点M和N,则________(选填“>”、“=”或“<”)。若实验空间有限,为了减小ON,在不改变材料的前提下,可以________(填“增大”或“减小”)m2。
(3)更正(2)中的错误,在验证两球碰撞时动量守恒的基础上,某同学想进一步研究碰撞是否为弹性碰撞。在实验中换用不同质量的球重复实验,若测得小球的质量的比为,则________(用k表示)可以说明两球发生弹性碰撞。
三、计算题(本题共3小题,共40分,请将答案写在答题卡相应位置,要求有必要的文字说明和具体的解题步骤公式,直接写出答案的不给分。)
13. 如图所示,一列简谐横波沿轴方向传播,实线为时刻的波形图,处质点正经过平衡位置沿轴负方向运动,时点第一次运动到波峰位置。虚线为时刻的波形图,求:
(1)波的传播速度大小和方向;
(2)虚线对应的时刻可能为?
14. 一匀强电场的方向平行纸面,纸面内A、B、C三点的位置如图所示,AB=AC=1m,∠BAC=90°。一个电荷量为1×10-3C带正电的粒子P,以某一速度从A点出发,经过B点,并在A点到B点的过程中电势能减少了0.32J。若让粒子P以另一速度从A点出发,经过C点,并在A点到C点的过程中动能增加了0.24J。不计粒子P重力。求:
(1)B、C两点间的电势差UBC;
(2)匀强电场的场强E的大小。
15. 如图,质量的木板静止在光滑水平地面上,右侧的竖直墙面固定一个轻弹簧,弹簧处于自然状态。质量的小物块以水平向右的速度滑上木板左端,两者共速时木板恰好与弹簧接触,此时速度为。木板与弹簧接触以后,当弹簧被压缩时物块与木板之间即将相对滑动。木板足够长,物块与木板间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。弹簧始终处在弹性限度内,弹簧的弹性势能与形变量的关系为;简谐运动的周期公式为。取重力加速度,结果可用分数、根式表示。
(1)求小物块滑上木板时速度的大小及压缩弹簧之前小物块相对木板的位移;
(2)求弹簧的劲度系数及木板与弹簧接触以后,物块与木板之间即将相对滑动时木板速度的大小;
(3)求从木板与弹簧接触到物块与木板之间即将相对滑动的过程中的时间。
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