内容正文:
高二上物理十月测试题
本卷满分100分,考试时间90分钟。
注意事项:
1. 答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2. 回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3. 考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题
1.数据表明,在发生交通事故时,佩戴头盔可防止85%的头部受伤,大大减小损伤程度。下列关于佩头盔作用的说法正确的是( )
A.减小了驾驶员头部撞击的作用时间
B.减小了驾驶员头部撞击作用力的大小
C.减小了驾驶员头部撞击过程中的动量变化量
D.减小了驾驶员头部撞击过程中撞击力的冲量
2.如图所示,一轻弹簧上端与质量为m的物体A相连,下端与地面上质量为2m的物体B相连,开始时A和B均处于静止状态,现对A施加一向上的大小为mg的恒力而使A从静止开始向上运动,弹簧始终处在弹性限度以内,重力加速度取g。运动过程中地面对B支持力的最小值为( )
A.mg B. C.2mg D.3mg
3.如图所示为相同的小球(可看作质点)构成的单摆,所有的绳子长度都相同,在不同的条件下的周期分别,关于周期大小关系的判断,正确的是( )
A. B.
C. D.
4.关于机械振动相关的描述,下列说法正确的是( )
A.单摆的周期随摆球质量的增大而减小
B.单摆运动到平衡位置时,速度最大,回复力为零,合力也为零
C.水平放置的弹簧振子做简谐振动时的能量等于在平衡位置时振子的动能
D.只有发生共振时,受迫振动的频率才等于驱动力的频率
5.如图所示,光滑水平面上一小滑块与一端固定的轻弹簧相连,现将滑块推至M点由静止释放,滑块运动的周期为T,O点为平衡位置,N是的中点。下列说法正确的是( )
A.滑块从M运动到O的时间为
B.滑块从M运动到N的时间为
C.若改变滑块的质量,周期不变
D.若将滑块推至N点由静止释放,周期不变
6.如图所示,四个摆的摆长分别为,,,现用一个周期等于2秒的驱动力,使它们做受迫振动,那么当它们振动稳定时,下列判断正确的是( )
A.四个摆的周期和振幅都相等 B.四个摆的周期不等但振幅相等
C.四个摆的周期振幅都不等 D.摆3的振幅最大
7.周期性的外力作用于振动系统,外力对系统做功,补偿系统的能量损耗,使系统的振动维持下去,这种周期性的外力叫做驱动力,系统在驱动力的作用下的振动叫做受迫振动。一单摆在地球表面做受迫振动,其振幅A与驱动力的频率f的关系曲线如图所示,则( )
A.此单摆的摆长约为1.5m B.若摆长已知,则可以由此图像推算当地重力加速度
C.若增大驱动力大小,峰的位置可能左移 D.若摆长增大,共振曲线的峰将向右移动
8.如图所示,AO'段为半径为R的光滑圆弧面,BO'段为光滑斜面,相交处平滑过渡,已知圆弧弧长≪R,且A、B等高,现有四个小球,a球从A点由静止释放沿圆弧下滑,b球从B点由静止释放沿斜面下滑,c球从圆心O点由静止释放,d球从中点P处静止释放沿圆弧下滑,若四个小球(均可看成质点)同时释放,各自第一次到达圆弧最低点的时间分别为ta、tb、tc、td,则下列判断正确的是( )
A.ta>tb>tc> td B.ta=tb=td>tc C.ta>tb>td>tc D.tb>ta=td>tc
二、多选题
9.如图所示,光滑的半圆槽质量为M,半径为R,静止在光滑的水平地面上,一质量为m的小球(视为质点)恰好能沿槽右边缘的切线方向释放滑入槽内,小球沿槽内壁运动直至槽左边缘。重力加速度大小为g。关于小球和半圆槽的运动,下列说法正确的是( )
A.小球和半圆槽组成的系统,动量守恒,机械能守恒
B.小球和半圆槽组成的系统,动量不守恒,机械能守恒
C.小球滑到最底端时的速度大小等于
D.小球滑到最底端时的速度小于
10.如图所示,弹簧一固定在竖直墙上,质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上,底部与水平面平滑连接,一个质量的小球从槽高h处自由下滑,则下列说法正确的是( )
A.在下滑过程中,小球和槽组成的系统水平方向上动量守恒
B.在下滑过程中,小球和槽组成的系统机械能守恒
C.被弹簧反弹后,小球和槽都做速率不变的直线运动
D.被弹簧反弹后,小球和槽组成的系统机械能守恒,小球能回到槽高h处
11.如图甲所示,质量为和的两个小球在光滑的水平面上发生正碰,其位置坐标随时间变化的图像如图乙所示,则( )
A.碰后m1的速率大于的速率
B. m1与的质量之比为
C.碰后m1的动量与的动量之比为
D.两小球碰撞过程中损失的动能与碰撞前总动能之比为
12.如图所示,固定光滑曲面左侧与光滑水平面平滑连接,水平面依次放有2026个质量均为2m的弹性物块(所有物块在同一竖直平面内),质量为m的0号物块从曲面上高h处静止释放后沿曲面滑到水平面与1号物块发生弹性正碰,0号物块反弹后滑上曲面再原路返回,如此反复,经过足够长时间。所有物块均可视为质点,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.2026号物块最终速度
B.2023号物块最终速度
C.0号物块最终动量大小为
D.最终所有物块的总动能为mgh
三、实验题
13.某研究性学习小组在进行“用单摆测定重力加速度”的实验中(实验装置如图甲),已知单摆在摆动过程中最大偏角小于5°。
(1)安装好实验装置后,先用游标卡尺测量摆球直径d,测量的示数如图乙所示,则摆球直径d=___________cm;
(2)摆球摆动稳定后,当它到达最低点时启动秒表开始计时,并记录此后摆球再次经过最低点的次数n(n=1、2、3…),当n=60时刚好停表.停止计时的秒表读数如图丙所示,则秒表读数是___________s,由此可以计算出单摆摆动周期T=___________s(结果保留三位有效数字);
(3)用单摆的周期公式计算重力加速度时,如果测量值小于真实值,可能原因是___________;
A.把(N+1)次全振动的时间误当成N次全振动的时间
B.计时开始时,秒表启动稍晚
C.将摆线长当成了摆长
D.测量摆长时摆线拉得过紧
(4)正确测量不同摆长L及相应的单摆周期T,并在坐标纸上画出T²与L的关系图线,如图丁所示:
由图线算出重力加速度的大小g=___________m/s²(保留3位有效数字,计算时π²取9.86)。
14.某同学利用如图所示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验,操作步骤如下:
①在水平桌面上的适当位置固定好弹簧发射器,使其出口处切线与水平桌面相平;
②在一块长平木板表面先后钉上白纸和复写纸,将该木板竖直并贴紧桌面右侧边缘。将小球a向左压缩弹簧并使其由静止释放,a球碰到木板,在白纸上留下压痕P;
③将木板向右水平平移适当距离,再将小球a向左压缩弹簧到某一固定位置并由静止释放,撞到木板上,在白纸上留下压痕P2;
④将半径相同的小球b放在桌面的右边缘,仍让小球a从步骤③中的释放点由静止释放,与b球相碰后,两球均撞在木板上,在白纸上留下压痕P1、P3。
(1)下列说法正确的是__________。
A.小球a的质量一定要大于小球b的质量
B.弹簧发射器的内接触面及桌面一定要光滑
C.步骤②③中入射小球a的释放点位置一定相同
D.把小球轻放在桌面右边缘,观察小球是否滚动来检测桌面右边缘末端是否水平
(2)本实验必须测量的物理量有_________。
A.小球的半径r
B.小球a、b的质量m1、m2
C.弹簧的压缩量x1,木板距离桌子边缘的距离x2
D.小球在木板上的压痕P1、P2、P3分别与P之间的竖直距离h1、h2、h3
(3)根据相关物理规律,可以分析出b球在白纸上留下的压痕是______(填“P1”或“P2”或“P3”)
(4)用(2)中所测的物理量来验证两球碰撞过程中动量是否守恒,当满足关系式___________时,则证明a、b两球碰撞过程中动量守恒。
四、解答题
15.物理问题的研究首先要确定研究对象。当我们研究水流、气流等流体问题时,经常会选取流体中的一小段来进行研究,通过分析能够得出一些有关流体的重要结论。水刀应用高压水流切割技术,相比于激光切割,有切割材料范围广、效率高、安全环保等优势。某型号水刀工作过程中,将水从面积的细喷嘴高速喷出,直接打在被切割材料表面,从而产生极大的压强,实现切割。已知该水刀每分钟用水,水的密度为。
(1)求从喷嘴喷出水的流速的大小;
(2)高速水流垂直打在材料表面上后,水速几乎减为0,求水对材料表面的压力F。
16.如图所示,小球P用长的轻绳悬挂在固定点O上,足够长的木板c置于光滑水平地面上,两物块a、b放置在c上,a置于c的右端,b与a相距0.5m。现将小球拉至与竖直方向成,然后由静止释放,小球P在最低点与a发生弹性碰撞,之后,a与b发生碰撞并粘在一起运动,两次碰撞时间均可忽略。已知物块a、b和小球P均可视为质点,a、b、c和P的质量均为,a与c、b与c间动摩擦因数均为,取,,重力加速度大小,不计空气阻力。求:
(1)小球P与物块a碰撞前瞬间,小球速度的大小和对轻绳拉力的大小;
(2)物块a与物块b碰撞前瞬间,物块a速度的大小;
(3)整个装置在全过程中损失的机械能。
17.如图所示,一足够长的固定光滑斜面倾角为,底部有一垂直斜面的挡板,质量为m的物块B和质量为6m的物块A分别与劲度系数为k的轻弹簧两端拴接,物块B紧靠挡板,系统处于静止状态。质量为3m的物块C从斜面上与A相距的位置由静止释放,与A碰撞后粘连在一起成为一个整体。物块均看作质点,碰撞时间极短,弹簧始终在弹性限度内,不计空气阻力,重力加速度为g,弹性势能(其中k为轻弹簧的劲度系数、x为轻弹簧的形变量)。求:
(1)C与A碰撞后瞬间A、C整体的速度大小;
(2)碰后A、C整体做简谐运动的振幅;
(3)B对挡板的最大压力与最小压力之差。
第15页(共16页) ◎ 第16页(共16页)
第13页(共16页) ◎ 第14页(共16页)
学科网(北京)股份有限公司
《高二上物理十月测试题》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
A
C
C
D
D
B
D
BD
ABC
题号
11
12
答案
BD
BCD
1.B
【难度】0.94
【知识点】动量定理的内容
【详解】A.佩戴头盔延长了驾驶员头部撞击作用时间。故A错误;
B.头盔的作用就是通过分散和吸收撞击力,从而减小驾驶员头部受到的撞击力的大小。故B正确;
C.在撞击过程中,驾驶员头部的动量变化量是由撞击前后的速度变化决定的,与是否佩戴头盔无关。故C错误;
D.冲量是力与时间的乘积,即I=Ft。由于动量变化量Δp是一定的,根据动量定理(Δp=I),冲量I也是一定的。佩戴头盔不会减小冲量,而是通过延长作用时间来减小撞击力的大小。故D错误。
故选B。
2.A
【难度】0.85
【知识点】简谐运动的定义及特征
【详解】物体B始终不离开地面物体,则A在弹簧弹力和恒力的作用下做简谐振动,其运动如图所示
甲图为初始状态,此时A刚开始向上运动,弹簧处于压缩状态,设弹簧的劲度系数为,甲状态下弹簧的压缩量为,则有
解得
乙图为平衡位置,对A受力分析,重力和拉力大小相等,方向相反,即平衡位置为弹簧处于原长处时;丙图为末状态,此时B对地面的压力最小,根据简谐振动的对称性可知,平衡位置关于初末位置对称,丙状态下弹簧的伸长量为,则有
则此时弹簧的弹力为
对B受力分析,根据平衡条件
解得,地面对B的支持力最小为
根据牛顿第三定律,地面对B支持力的最小值为
故选A。
3.C
【难度】0.85
【知识点】单摆的周期
【详解】设单摆摆长均为L,根据单摆的周期公式可得
则
故选C。
4.C
【难度】0.85
【知识点】简谐运动的定义及特征、受迫振动与共振、简谐运动的回复力和能量、单摆的周期
【详解】A.根据单摆周期公式知单摆的周期和摆球质量无关。A错误;
B.单摆运动到平衡位置时,速度最大,回复力为零,由于单摆做圆周运动,所以合力不为零。B错误;
C.在平衡位置,弹性势能为零,所以振动能量等于振子的动能。弹簧振子做简谐振动时机械能守恒,所以水平放置的弹簧振子做简谐振动时的能量等于在平衡位置时振子的动能。C正确。
D.受迫振动的频率一定等于驱动力的频率。D错误;
故选C。
5.D
【难度】0.85
【知识点】简谐运动的回复力和能量
【详解】AB.由题可知,弹簧和小滑块构成一个弹簧振子,故根据小滑块的振动方程为
故滑块从M运动到O的时间为,滑块从M运动到N的时间为,AB错误;
CD.由弹簧振子的周期公式可知
系统的振动周期与质量有关,与振幅无关,C错误,D正确。
故选D。
6.D
【难度】0.72
【知识点】受迫振动与共振
【详解】ABC.根据单摆的周期公式可知,将四个单摆的摆长代入公式,可求得它们的固有周期分别为,,,
当四个摆振动起来后,驱动力使得摆做受迫振动,由于受迫振动物体的周期等于驱动力的周期,所以四个摆振动起来后的振动周期都等于,故各摆振动的周期都相等;由于四个摆的摆长不同,固有周期不同,故振幅不全相同。故ABC错误;
D.当驱动力的周期接近物体的固有周期时,其振幅最大,此时物体发生共振。由于摆的固有周期与驱动力的周期相等,故摆发生共振,振幅最大,故D正确。
故选D。
7.B
【难度】0.65
【知识点】受迫振动与共振
【详解】A.如图所示该单摆固有频率为,所以其周期为,根据单摆的周期公式
解得
故A错误;
B.可根据单摆的周期公式
若摆长已知,且由图像可知固有周期,则可推算当地重力加速度,故B正确;
C.单摆的固有频率等于其自由振动时的频率,与所受驱动力大小无关,故峰不会左右移动,故C错误;
D.根据单摆的周期公式
可知当摆长增大时,其自由振动周期增大,故其固有频率减小,故曲线的峰应左移,故D错误。
故选B。
8.D
【难度】0.51
【知识点】等效单摆
【详解】已知圆弧弧长≪R,可知a球距球面最低点的距离远远小于R,因此a球的运动可视为单摆,由单摆的周期公式可得a球运动到点的时间为
做c球与b球的连线,其连线与竖直方向的夹角为θ,则有b球运动到点的距离满足
b球沿斜面下滑的加速度为
由位移时间公式
可得b球运动到点的时间为
c球做自由落体运动,c球到达点的时间为
d球从中点P处静止释放沿圆弧下滑,根据单摆周期可知d球和a球的周期相同,可知d球的时间
可知,,,
可得
故选D。
9.BD
【难度】0.65
【知识点】判断系统机械能是否守恒、判断系统动量是否守恒
【详解】AB.根据题意可知,小球落入槽中后,小球和槽组成的系统水平方向动量守恒,机械能守恒,故A错误,B正确;
CD.当小球运动到最低点时,有
解得
故C错误,D正确。
故选BD。
10.ABC
【难度】0.65
【知识点】判断系统动量是否守恒、滑块斜(曲)面模型
【详解】A.槽和地面接触面光滑,则小球在下滑过程中,小球和槽组成的系统水平方向受合外力为零,则水平方向上动量守恒,选项A正确;
B.在下滑过程中,小球和槽组成的系统只有重力做功,则机械能守恒,选项B正确;
CD.球下滑到底端时由动量守恒可知
解得
球被弹簧反弹后,小球的速度小于槽的速度,小球不能再次追上斜槽,因地面光滑,则小球和槽都做速率不变的直线运动,选项C正确,D错误;
故选ABC。
11.BD
【难度】0.65
【知识点】动量守恒定律的初步应用
【详解】AB.图像的斜率表示物体速度,由图可知碰撞前的速度大小为
碰撞前的速度大小为
根据动量守恒定律可得碰撞后的速度大小为
碰撞后的速度大小为
且
解得m1与的质量之比为
故A错误,B正确;
C.碰后m1的动量与的动量之比为
故C错误;
D.两小球碰撞过程中损失的动能为
碰撞前总动能为
则二者之比为
故D正确。
故选BD。
12.BCD
【难度】0.26
【知识点】多物体多次碰撞问题、弹性碰撞:动碰静
【详解】A.由题可知,2026个弹性物块两两之间碰撞时交换速度,所以2026号物块最终速度是0号物块与1号物块发生弹性正碰后1号物块的速度,由动量守恒得
弹性碰撞机械能守恒,得
其中0号物块初速度大小满足
解得
即2026号物块最终速度为,故A错误;
B.0号物块与1号物块发生碰撞后,1号物块将与2号物块发生正碰,因两者质量相同,将发生速度交换,1号物块将静止。0号物块滑上曲面后返回,速度大小为
0号物块继续与1号物块发生第二次碰撞,由动量守恒得
弹性碰撞机械能守恒,得
解得
以此类推,2023号物块最终速度是0号物块与1号物块第四次碰撞后1号物块的速度,故2023号物块最终速度为,故B正确;
C.由B选项分析可知,0号物块共要与1号物块碰撞2026次,所以0号物块最终动量大小为,故C正确;
D.由机械能守恒定律,对整体分析,因为物块之间均为弹性正碰,无能量损失,最终所有物块的总动能为系统初始的重力势能,即,故D正确。
故选BCD。
13. 1.87 75.2s 2.51 AC/CA 10.1
【难度】0.65
【知识点】用单摆测量重力加速度的大小
【详解】(1)[1]根据游标卡尺的读数原理可知摆球直径为
(2)[2]秒表的读数为
[3]单摆摆动周期为
(3)[4]
A.根据单摆周期的表达式
得
把(N+1)次全振动的时间误当成N次全振动的时间,周期偏大,所以重力加速度的测量值偏小,故A正确;
B.计时开始时,秒表启动稍晚,所得周期偏小,重力加速度的测量值偏大,故B错误;
C.将摆线长当成了摆长,摆长偏小,重力加速度测量值偏小,故C正确;
D.测量摆长时摆线拉的过紧,摆长偏大,重力加速度测量值偏大,故D错误。
故选AC。
(4)[5] 根据单摆周期的表达式
得
所以T2-L图像的斜率为
解得
14. AD BD P1
【难度】0.4
【知识点】平抛后落在水平面验证动量守恒定律
【详解】(1)[1]A.为防止碰撞后入射球反弹,入射小球a的质量应大于被碰小球b的质量,故A正确;
B.弹簧发射器的内接触面及桌面不一定要光滑,入射小球a的释放点位置相同即可保证每次实验入射球的速度相等,故B错误;
C.为保持每次实验入射球的速度相等,所以步骤③④中入射小球a的释放点位置一定相同,但不一定要和②中入射小球a的释放点位置相同,故C错误;
D.为保证小球离开斜槽后做平抛运动,斜槽末端的切线必须水平,故D正确。
故选AD。
(2)[2]小球离开轨道后做平抛运动,设木板与抛出点之间的距离为x,由平抛运动规律得:水平方向
竖直方向
解得
碰撞前,小球m1落在图中的P2点,设其水平初速度为v0,小球m1和m2发生碰撞后,m1的落点在图中的P1点,设其水平初速度为v1,m2的落点是图中的P3点,设其水平初速度为v2,小球碰撞的过程中若动量守恒,则
即
则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为
所以本实验必须测量的物理量有小球a、b的质量m1、m2以及小球在木板上的压痕P1、P2、P3分别与P之间的竖直距离h1、h2、h3,故AC错误BD正确。
故选BD。
(3)[3]由以上的分析可知,b球在白纸上留下的压痕是P1
(4)[4]由以上的分析可知,验证两球碰撞过程中动量是否守恒,当满足关系式
15.(1)100 m/s
(2)1 N,方向垂直材料表面指向材料
【难度】0.68
【知识点】用动量定理解决流体问题
【详解】(1)设水的流速为,则在时间内喷出水的体积
质量
解得
代入数据得
(2)设在极短时间内打在材料表面的水的质量为,则
以这部分水为研究对象,取水流方向为正方向,根据动量定理有
其中为材料对水的作用力。解得
代入数据得
根据牛顿第三定律,水对材料表面的压力
方向垂直材料表面指向材料。
16.(1)3.6N
(2)
(3)0.4J
【难度】0.65
【知识点】单次碰撞的多过程问题
【详解】(1)设小球P与物块a碰撞前瞬间,小球速度的大小为v0,小球所受轻绳的拉力大小为FN,由机械能守恒定律
解得
根据牛顿第二定律可知
解得
根据牛顿第三定律可知:小球对轻绳拉力的大小为3.6N。
(2)小球P与物块a发生弹性碰撞有
解得,
对a有
解得
对b、c有
解得
同时根据位置关系有
代入数据,解得,
根据题意在a与b碰撞前,a的速度应大于bc,而当时,a的速度为0,bc的速度为1m/s,不符,舍去,所以取
此时有
解得
(3)分析可知最后abc共速一起在水平地面上匀速运动,取a、b、c为一系统,系统动量守恒
解得
整个装置在全过程中损失的机械能为
17.(1)
(2)
(3)
【难度】0.42
【知识点】完全非弹性碰撞、简谐运动的回复力和能量
【详解】(1)碰撞前,C做匀加速直线运动,根据速度位移关系式
可得C与A碰前瞬间速度
C与A碰撞过程根据动量守恒,可得
联立解得C与A碰撞后瞬间整体的速度大小
(2)碰撞前,弹簧的压缩量为,有
得
碰后A、C整体做简谐运动,平衡位置弹簧的压缩量为,有
得
设最低点弹簧的压缩量为,从碰后到最低点根据系统机械能守恒有
联立解得(舍去),
碰后A、C整体做简谐运动的振幅
解得
(3)A、C整体运动到最高点时,B对挡板压力最小,此时弹簧的压缩量
解得
说明弹簧恢复原长后,又伸长了。选B为研究对象,根据平衡条件得
解得
A、C整体运动到最低点时,B对挡板压力最大,此时弹簧的压缩量为,选B为研究对象,根据平衡条件得
解得
B对挡板的最大压力与最小压力之差
解得
答案第2页(共11页)
答案第3页(共11页)
学科网(北京)股份有限公司
$高二上物理十月测试题
本卷满分100分,考试时间90分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他
答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题
1.数据表明,在发生交通事故时,佩戴头盔可防止85%的头部受伤,大大减小损伤程度。下列关于佩头盔作用的说法正确的是
()
兼坐电动自行车
也变就头盔
A.减小了驾驶员头部撞击的作用时间
B.减小了驾驶员头部撞击作用力的大小
C.减小了驾驶员头部撞击过程中的动量变化量
D.减小了驾驶员头部撞击过程中撞击力的冲量
2.如图所示,一轻弹簧上端与质量为m的物体A相连,下端与地面上质量为2m的物体B相连,开始时A和B均处于静止状
态,现对A施加一向上的大小为mg的恒力而使A从静止开始向上运动,弹簧始终处在弹性限度以内,重力加速度取g。运动
过程中地面对B支持力的最小值为()
F
B
777777777777
A.mg
B.mg
C.2mg
D.3mg
3.如图所示为相同的小球(可看作质点)构成的单摆,所有的绳子长度都相同,在不同的条件下的周期分别T1、T2、T3、T4,
关于周期大小关系的判断,正确的是()
A.T1>T2>T3>T4
B.T4<T=Ta<T
C.T4>T1=T3>T2
D.T1<T2<T3<T4
第1页(共8页)
4.关于机械振动相关的描述,下列说法正确的是()
A.单摆的周期随摆球质量的增大而减小
B.单摆运动到平衡位置时,速度最大,回复力为零,合力也为零
C.水平放置的弹簧振子做简谐振动时的能量等于在平衡位置时振子的动能
D.只有发生共振时,受迫振动的频率才等于驱动力的频率
5.如图所示,光滑水平面上一小滑块与一端固定的轻弹簧相连,现将滑块推至M点由静止释放,滑块运动的周期为T,O点为
平衡位置,N是MO的中点。下列说法正确的是()
M
MN O
A.滑块从M运动到O的时间为
B.滑块从M运动到N的时间为
C.若改变滑块的质量,周期不变
D.若将滑块推至N点由静止释放,周期不变
6.如图所示,四个摆的摆长分别为L1=2m,L2=1.8m,L3=1m,L4=0.5m现用一个周期等于2秒的驱动力,使它们做受迫
振动,那么当它们振动稳定时,下列判断正确的是()
A.四个摆的周期和振幅都相等
B,四个摆的周期不等但振幅相等
C.四个摆的周期振幅都不等
D.摆3的振幅最大
7.周期性的外力作用于振动系统,外力对系统做功,补偿系统的能量损耗,使系统的振动维持下去,这种周期性的外力叫做驱
动力,系统在驱动力的作用下的振动叫做受迫振动。一单摆在地球表面做受迫振动,其振幅A与驱动力的频率的关系曲线如图
所示,则(
个A/cm
8
00.250.50.75iz
A.此单摆的摆长约为1.5m
B.若摆长已知,则可以由此图像推算当地重力加速度
C.若增大驱动力大小,峰的位置可能左移
D.若摆长增大,共振曲线的峰将向右移动
第2页(共8页)
8.如图所示,AO段为半径为R的光滑圆弧面,BO段为光滑斜面,相交处平滑过渡,己知圆弧弧长AO'《R,且A、B等高,现
有四个小球,α球从A点由静止释放沿圆弧下滑,b球从B点由静止释放沿斜面下滑,c球从圆心O点由静止释放,d球从AO'中
点P处静止释放沿圆弧下滑,若四个小球(均可看成质点)同时释放,各自第一次到达圆弧最低点的时间分别为ta、to、t。、ta,
则下列判断正确的是()
A.ta>tb>tc>td
B.ta=t九=ta>te
C.ta>t>td>tc
D.t>ta=td>tc
二、多选题
9.如图所示,光滑的半圆槽质量为M,半径为R,静止在光滑的水平地面上,一质量为m的小球(视为质点)恰好能沿槽右边
缘的切线方向释放滑入槽内,小球沿槽内壁运动直至槽左边缘。重力加速度大小为g。关于小球和半圆槽的运动,下列说法正确
的是()
A.小球和半圆槽组成的系统,动量守恒,机械能守恒
B.小球和半圆槽组成的系统,动量不守恒,机械能守恒
C.小球滑到最底端时的速度大小等于√2gR
D.小球滑到最底端时的速度小于√2gR
10.如图所示,弹簧一固定在竖直墙上,质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上,底部与水平面平滑连接,一个质量2m的
小球从槽高h处自由下滑,则下列说法正确的是()
000000
Tccccccccc
A.在下滑过程中,小球和槽组成的系统水平方向上动量守恒
B.在下滑过程中,小球和槽组成的系统机械能守恒
C.被弹簧反弹后,小球和槽都做速率不变的直线运动
D.被弹簧反弹后,小球和槽组成的系统机械能守恒,小球能回到槽高h处
第3页(共8页)
11.如图甲所示,质量为m1和m2的两个小球在光滑的水平面上发生正碰,其位置坐标x随时间t变化的图像如图乙所示,则
()
1m
777
X/m
甲
m
3
m.
0
3
4
t/s
乙
A.碰后m1的速率大于m2的速率
B.m1与m2的质量之比为9:2
C.碰后m1的动量与m2的动量之比为9:1
D.两小球碰撞过程中损失的动能与碰撞前总动能之比为10:27
12.如图所示,固定光滑曲面左侧与光滑水平面平滑连接,水平面依次放有2026个质量均为2m的弹性物块(所有物块在同一
竖直平面内),质量为m的0号物块从曲面上高h处静止释放后沿曲面滑到水平面与1号物块发生弹性正碰,0号物块反弹后滑
上曲面再原路返回,如此反复,经过足够长时间。所有物块均可视为质点,重力加速度为g。下列说法正确的是()
20262025.321☐0
A.2026号物块最终速度0需2g
B.2023号物块最终速度品√2g
c.0号物块最终动量大小为目22“m√20
D.最终所有物块的总动能为mgh
第4页(共8页)
三、实验题
13,某研究性学习小组在进行“用单摆测定重力加速度”的实验中(实验装置如图甲),已知单摆在摆动过程中最大偏角小于5°
2 cm
0
10
2
10
wblwbwbwwl
5
20
49
18
14
43
甲
乙
丙
(1)安装好实验装置后,先用游标卡尺测量摆球直径d,测量的示数如图乙所示,则摆球直径d=
cm;
(2)摆球摆动稳定后,当它到达最低点时启动秒表开始计时,并记录此后摆球再次经过最低点的次数n(=1、2、3),当
n=60时刚好停表.停止计时的秒表读数如图丙所示,则秒表读数是
s,由此可以计算出单摆摆动周期
s(结果保留三位有效数字):
(3)用单摆的周期公式计算重力加速度时,如果测量值小于真实值,可能原因是
A.把(41)次全振动的时间误当成N次全振动的时间
B.计时开始时,秒表启动稍晚
C.将摆线长当成了摆长
D.测量摆长时摆线拉得过紧
(4)正确测量不同摆长L及相应的单摆周期T,并在坐标纸上画出P与L的关系图线,如图丁所示:
由图线算出重力加速度的大小g」
/s2(保留3位有效数字,计算时π取9.86)
T2/s2
5.0
4.0
3.0出
L/m
0.80
0.901.00
1.10
1.20
第5页(共8页)
14.某同学利用如图所示的装置进行“验证动量守恒定律的实验,操作步骤如下:
弹簧发射器
kx
WWWW C
…P
P
①在水平桌面上的适当位置固定好弹簧发射器,使其出口处切线与水平桌面相平;
②在一块长平木板表面先后钉上白纸和复写纸,将该木板竖直并贴紧桌面右侧边缘。将小球α向左压缩弹簧并使其由静止释
放,a球碰到木板,在白纸上留下压痕P:
③将木板向右水平平移适当距离,再将小球α向左压缩弹簧到某一固定位置并由静止释放,撞到木板上,在白纸上留下压痕
P2:
④将半径相同的小球b放在桌面的右边缘,仍让小球α从步骤③中的释放点由静止释放,与b球相碰后,两球均撞在木板上,
在白纸上留下压痕P1、P3。
(1)下列说法正确的是
A.小球a的质量一定要大于小球b的质量
B.弹簧发射器的内接触面及桌面一定要光滑
C.步骤②③中入射小球a的释放点位置一定相同
D.把小球轻放在桌面右边缘,观察小球是否滚动来检测桌面右边缘末端是否水平
(2)本实验必须测量的物理量有
A.小球的半径
B.小球a、b的质量m1、2
C.弹簧的压缩量x1,木板距离桌子边缘的距离x2
D.小球在木板上的压痕P1、P2、P3分别与P之间的竖直距离1、h2、h3
(3)根据相关物理规律,可以分析出b球在白纸上留下的压痕是(填“P1”或“P2”或“P3”)
(4)用(2)中所测的物理量来验证两球碰撞过程中动量是否守恒,当满足关系式
_时,则证明a、b两球碰撞过程
中动量守恒。
第6页(共8页)
四、解答题
15.物理问题的研究首先要确定研究对象。当我们研究水流、气流等流体问题时,经常会选取流体中的一小段来进行研究,通
过分析能够得出一些有关流体的重要结论。水刀应用高压水流切割技术,相比于激光切割,有切割材料范围广、效率高、安全
环保等优势。某型号水刀工作过程中,将水从面积S=0.1m的细喷嘴高速喷出,直接打在被切割材料表面,从而产生极大的
压强,实现切割。己知该水刀每分钟用水600g,水的密度为p=1.0×103kg/3。
(1)求从喷嘴喷出水的流速的大小:
(②)高速水流垂直打在材料表面上后,水速几乎减为0,求水对材料表面的压力F。
16.如图所示,小球P用长L=2m的轻绳悬挂在固定点O上,足够长的木板c置于光滑水平地面上,两物块a、b放置在c上,
a置于c的右端,b与a相距0.5m。现将小球拉至与竖直方向成日=24°,然后由静止释放,小球P在最低点与a发生弹性碰
撞,之后,a与b发生碰撞并粘在一起运动,两次碰撞时间均可忽略。已知物块a、b和小球P均可视为质点,a、b、c和P的质
量均为m=0.3kg,a与c、b与c间动摩擦因数均为μ=0.2,取cos24°=0.9,sin24°=0.4,重力加速度大小g=10m/s2,不计
空气阻力。求:
6
(1)小球P与物块a碰撞前瞬间,小球速度的大小和对轻绳拉力的大小;
2)物块a与物块b碰撞前瞬间,物块a速度的大小:
(3)整个装置在全过程中损失的机械能。
第7页(共8页)
17.如图所示,一足够长的固定光滑斜面倾角为8=30°,底部有一垂直斜面的挡板,质量为m的物块B和质量为6m的物块A
分别与劲度系数为k的轻弹簧两端拴接,物块B紧靠挡板,系统处于静止状态。质量为3m的物块C从斜面上与A相距1=9m9
4k
的位置由静止释放,与A碰撞后粘连在一起成为一个整体。物块均看作质点,碰撞时间极短,弹簧始终在弹性限度内,不计空
气阻力,重力加速度为g,弹性势能Ek=kx2(其中k为轻弹簧的劲度系数、x为轻弹簧的形变量)。求:
AB
10
(1)C与A碰撞后瞬间A、C整体的速度大小:
(2)碰后A、C整体做简谐运动的振幅;
3)B对挡板的最大压力与最小压力之差。
第8页(共8页)
《高二上物理十月测试题》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
8
9
C
C
0
0
0
BD
ABC
题号
11
12
答案
BD
BCD
1.B
【难度】0.94
【知识点】动量定理的内容
【详解】A.佩戴头盔延长了驾驶员头部撞击作用时间。故A错误;
B.头盔的作用就是通过分散和吸收撞击力,从而减小驾驶员头部受到的撞击力的大小。故B正确:
C.在撞击过程中,驾驶员头部的动量变化量是由撞击前后的速度变化决定的,与是否佩戴头盔无关。故C错误;
D.冲量是力与时间的乘积,即=Ft。由于动量变化量△p是一定的,根据动量定理(△p=),冲量I也是一定的。佩戴头
盔不会减小冲量,而是通过延长作用时间来减小撞击力的大小。故D错误。
故选B。
2.A
【难度】0.85
【知识点】简谐运动的定义及特征
【详解】物体B始终不离开地面物体,则A在弹簧弹力和恒力F=g的作用下做简谐振动,其运动如图所示
F
F
A☐
B
B
B
777777777
777777
乙
甲图为初始状态,此时A刚开始向上运动,弹簧处于压缩状态,设弹簧的劲度系数为k,甲状态下弹簧的压缩量为x甲,则
有
mg=kx甲
解得
X=9
乙图为平衡位置,对A受力分析,重力和拉力大小相等,方向相反,即平衡位置为弹簧处于原长处时;丙图为末状态,此
时B对地面的压力最小,根据简谐振动的对称性可知,平衡位置关于初末位置对称,丙状态下弹簧的伸长量为x丙,则有
mg
X两=X甲=K
则此时弹簧的弹力为
答案第1页(共11页)
F丙=kx丙=mg
对B受力分析,根据平衡条件
W+F丙=2mg
解得,地面对B的支持力最小为
N=mg
根据牛顿第三定律,地面对B支持力的最小值为
F压=W=mg
故选A。
3.C
【难度】0.85
【知识点】单摆的周期
【详解】设单摆摆长均为L,根据单摆的周期公式可得
T1=2m
Lc0s30°
T2=2π
3-2xE
T4-2m
g-a
则
T4>T1=T3>T2
故选C。
4.C
【难度】0.85
【知识点】简谐运动的定义及特征、受迫振动与共振、简谐运动的回复力和能量、单摆的周期
【详解】A。根据单摆周期公式7=2元知单摆的周期和摆球质量无关。A错误,
B.单摆运动到平衡位置时,速度最大,回复力为零,由于单摆做圆周运动,所以合力不为零。B错误;
C.在平衡位置,弹性势能为零,所以振动能量等于振子的动能。弹簧振子做简谐振动时机械能守恒,所以水平放置的弹
簧振子做简谐振动时的能量等于在平衡位置时振子的动能。C正确。
D.受迫振动的频率一定等于驱动力的频率。D错误:
答案第2页(共11页)
故选C。
5.D
【难度】0.85
【知识点】简谐运动的回复力和能量
【详解】AB.由题可知,弹簧和小滑块构成一个弹簧振子,故根据小滑块的振动方程为
2π
x Acosot AcosTt
故滑块从M运动到O的时间为,滑块从M运动到N的时间为号,AB错误;
CD.由弹簧振子的周期公式可知
而
T=2
系统的振动周期与质量有关,与振幅无关,C错误,D正确。
故选D。
6.D
【难度】0.72
【知识点】受迫振动与共振
【详解】ABC.根据单摆的周期公式T=2m可知,将四个单摆的摆长代入公式,可求得它们的固有周期分别为T,
2V2s,72=65s,T2=2s,T4=V2s
5
当四个摆振动起来后,驱动力使得摆做受迫振动,由于受迫振动物体的周期等于驱动力的周期,所以四个摆振动起来后的
振动周期都等于2S,故各摆振动的周期都相等;由于四个摆的摆长不同,固有周期不同,故振幅不全相同。故ABC错误:
D.当驱动力的周期接近物体的固有周期时,其振幅最大,此时物体发生共振。由于摆3的固有周期与驱动力的周期相等,
故摆3发生共振,振幅最大,故D正确。
故选D。
7.B
【难度】0.65
【知识点】受迫振动与共振
【详解】A.如图所示该单摆固有频率为0.5Hz,所以其周期为2s,根据单摆的周期公式
T-2Rg
解得
l≈1m
故A错误;
答案第3页(共11页)
B.可根据单摆的周期公式
T=2n
g
若摆长已知,且由图像可知固有周期,则可推算当地重力加速度,故B正确:
C.单摆的固有频率等于其自由振动时的频率,与所受驱动力大小无关,故峰不会左右移动,故C错误;
D.根据单摆的周期公式
T-2g
可知当摆长增大时,其自由振动周期增大,故其固有频率减小,故曲线的峰应左移,故D错误。
故选B。
8.D
【难度】0.51
【知识点】等效单摆
【详解】已知圆弧弧长AO'《R,可知a球距球面最低点0'的距离远远小于R,因此α球的运动可视为单摆,由单摆的周期
公式可得a球运动到0点的时间为。=号=×2江图-得
做c球与b球的连线,其连线与竖直方向的夹角为日,则有b球运动到0'点的距离满足x=2Rsim;
6球沿斜面下滑的加速度为a=9sn号
由位移时间公式x=at号
可得b球运动到0'点的时间为t.=,
4Rsin
-2
gsin号
c球做自由落体运动,c球到达O'点的时间为tc=
2R
g
d球从A0中点P处静止释放沿圆弧下滑,根据单摆周期T=2m
可知d球和a球的周期相同,可知d球的时间ta=
周
g
可得tb>ta=ta>tc
故选D。
9.BD
【难度】0.65
【知识点】判断系统机械能是否守恒、判断系统动量是否守恒
答案第4页(共11页)
【详解】AB.根据题意可知,小球落入槽中后,小球和槽组成的系统水平方向动量守恒,机械能守恒,故A错误,B正
确;
CD.当小球运动到最低点时,有
1
mgR=2m好+iMv号
mv1-Mv2=0
解得
2MgR
V1=
M+m
<√2gR
故C错误,D正确。
故选BD,
10.ABC
【难度】0.65
【知识点】判断系统动量是否守恒、滑块斜(曲)面模型
【详解】A.槽和地面接触面光滑,则小球在下滑过程中,小球和槽组成的系统水平方向受合外力为零,则水平方向上动
量守恒,选项A正确;
B.在下滑过程中,小球和槽组成的系统只有重力做功,则机械能守恒,选项B正确:
CD.球下滑到底端时由动量守恒可知
mv1=2mv2
解得
V1=2V2
球被弹簧反弹后,小球的速度小于槽的速度,小球不能再次追上斜槽,因地面光滑,则小球和槽都做速率不变的直线运
动,选项C正确,D错误;
故选ABC。
11.BD
【难度】0.65
【知识点】动量守恒定律的初步应用
【详解】AB.图像的斜率表示物体速度,由图可知m碰撞前的速度大小为
”=岩=25m/sm,碰撞前的速度大小为
△X
=aE=1.5m/8
根据动量守恒定律可得m,碰撞后的速度大小为
'-能=/s=15m/sm,碰撞后的速度大小为
答案第5页(共11页)
以-签-/g-m
且
m1v1-m2v2=mv1'+m2V21
解得m1与m2的质量之比为
m1:m2=9:2
故A错误,B正确;
C.碰后m1的动量与m2的动量之比为
m11':m2v2'=9:4
故C错误;
D.两小球碰撞过程中损失的动能为
A.=a+Bu-Ga'+Ba)-m暖+方m,好-mo经+3m,吗
.1
碰撞前总动能为
1
1
Bk=E+B2-2m坚+2m2吃
2
则二者之比为
尝
故D正确。
故选BD。
12.BCD
【难度】0.26
【知识点】多物体多次碰撞问题、弹性碰撞:动碰静
【详解】A.由题可知,2026个弹性物块两两之间碰撞时交换速度,所以2026号物块最终速度是0号物块与1号物块发生
弹性正碰后1号物块的速度,由动量守恒得mv=mvo1+2mv11
弹性碰撞机械能守恒,得影mv哈=mv+号×2mv
其中0号物块初速度大小满足mv哈=mgh
解得u1=子√2gh,"o1=-V2gi
即2026号物块最终速度为11=√2g,故A错误:
B.0号物块与1号物块发生碰撞后,1号物块将与2号物块发生正碰,因两者质量相同,将发生速度交换,1号物块将静
止。0号物块滑上曲面后返回,速度大小为o1=-1=2g而
0号物块继续与1号物块发生第二次碰撞,由动量守恒得mo1=mvo2+2v11
弹性碰撞机械能守恒,得mv哈:-mv+×2mv
答案第6页(共11页)
解得uo2=-(()√2g,22=号o1=V2gh
以此类推,2023号物块最终速度是0号物块与1号物块第四次碰撞后1号物块的速度,故2023号物块最终速度为v14=
a=x月o=后o=品2g,故B正确:
C.由B选项分析可知,0号物块共要与1号物块碰撞2026次,所以0号物块最终动量大小为。=(目)02m√2g,故C
正确;
D.由机械能守恒定律,对整体分析,因为物块之间均为弹性正碰,无能量损失,最终所有物块的总动能为系统初始的重
力势能,即Ek=mgh,故D正确。
故选BCD。
13.
1.87
75.2s
2.51
AC/CA
10.1
【难度】0.65
【知识点】用单摆测量重力加速度的大小
【详解】(1)「1根据游标卡尺的读数原理可知摆球直径为
d=1.8cm+7×0.01cm=1.87cm
(2)[2]秒表的读数为
60s+15.2s=75.2s
[3]单摆摆动周期为
t
T=元=2.51s
(3)[4]
A.根据单摆周期的表达式
T-2mg
得
4r21
g=T2
把(41)次全振动的时间误当成W次全振动的时间,周期偏大,所以重力加速度的测量值偏小,故A正确:
B.计时开始时,秒表启动稍晚,所得周期偏小,重力加速度的测量值偏大,故B错误:
C.将摆线长当成了摆长,摆长偏小,重力加速度测量值偏小,故C正确:
D.测量摆长时摆线拉的过紧,摆长偏大,重力加速度测量值偏大,故D错误。
故选AC。
(4)[5]根据单摆周期的表达式
答案第7页(共11页)
T=2n
得
72、
所以PL图像的斜率为
4π2
4.50-3.25
=k=
9
1.12-0.80
=3.9
解得
4n2
9=k≈10.1m/s2
14.
AD
BD
器需+器
【难度】0.4
【知识点】平抛后落在水平面验证动量守恒定律
【详解】(1)[1]A.为防止碰撞后入射球反弹,入射小球a的质量应大于被碰小球b的质量,故A正确:
B.弹簧发射器的内接触面及桌面不一定要光滑,入射小球α的释放点位置相同即可保证每次实验入射球的速度相等,故B
错误;
C.为保持每次实验入射球的速度相等,所以步骤③④中入射小球α的释放点位置一定相同,但不一定要和②中入射小球
a的释放点位置相同,故C错误:
D.为保证小球离开斜槽后做平抛运动,斜槽末端的切线必须水平,故D正确。
故选AD。
(2)[2]小球离开轨道后做平抛运动,设木板与抛出点之间的距离为x,由平抛运动规律得:水平方向
x=vt
竖直方向
1
h=29t2
解得
g
v=x
碰撞前,小球m1落在图中的P2点,设其水平初速度为0,小球m1和m2发生碰撞后,m1的落点在图中的P1点,设其水平
初速度为1,m2的落点是图中的P3点,设其水平初速度为2,小球碰撞的过程中若动量守恒,则
m vo mv+m2V2
即
g
m1·X
2h2
=m1x
+m2·X
2h1
答案第8页(共11页)
则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为
m=+
m2
元√元√历
所以本实验必须测量的物理量有小球a、b的质量m1、m2以及小球在木板上的压痕P1、
h1、h2、h3,故AC错误BD正确
故选BD。
(3)[3]由以上的分析可知,b球在白纸上留下的压痕是P1
(4)[4]由以上的分析可知,验证两球碰撞过程中动量是否守恒,当满足关系式
=+
√h2√h3 hi
15.1)100m/s
(2)1N,方向垂直材料表面指向材料
【难度】0.68
【知识点】用动量定理解决流体问题
【详解】(1)设水的流速为v,则在时间t内喷出水的体积V=Stv
质量m=pV=pStv
解得v=品
代入数据得v=100m/s
(2)设在极短时间△t内打在材料表面的水的质量为Am,则△m=”△t
以这部分水为研究对象,取水流方向为正方向,根据动量定理有-F'△t=0一△v
其中F'为材料对水的作用力.解得F'-)=2!
代入数据得F'=1N
根据牛顿第三定律,水对材料表面的压力F=F'=1N
方向垂直材料表面指向材料。
16.1)3.6N
(2片m/s
(3)0.4J
【难度】0.65
【知识点】单次碰撞的多过程问题
【详解】(1)设小球P与物块a碰撞前瞬间,小球速度的大小为v0,小球所受轻绳的拉
1
mgL(1-cos24)=2m哈
解得vo=2m/s
答案第9页(共11页)
P2、P3分别与P之间的竖直距离
力大小为w,由机械能守恒定律
根据牛顿第二定律可知
F-mg=mL
解得F=3.6N
根据牛顿第三定律可知:小球对轻绳拉力的大小为3.6N。
(2)小球P与物块a发生弹性碰撞有
mvo mvp mv,
1
1
2m哈-2m呢+2m好
解得vp=0,Va=2m/s
对a有μmg=maa
解得aa-2m/s2
对b、c有umg=2mabc
解得ae-1m/s2
同时根据位置关系有
v.tatdet?-ls-0.5m
代入数据,解得t=s,t=1s
根据题意在a与b碰撞前,a的速度应大于bc,而当t=ls时,a的速度为0,bc的速度为lms,不符,舍去,所以取t=
吉s
此时有va'=Va-at
解得u,'=m/s
(3)分析可知最后bc共速一起在水平地面上匀速运动,取a、b、c为一系统,系统动量守恒
maVa=(ma+m+mc)v共
解得v共=三m/s
整个装置在全过程中损失的机械能为
△E=2m,2-2m+m+mJr2=0.4
17.@加=g要
②A=2
(3)△N=10mg
【难度】0.42
【知识点】完全非弹性碰撞、简谐运动的回复力和能量
【详解】(1)碰撞前,C做匀加速直线运动,根据速度位移关系式v=2gsin0·l
答案第10页(共11页)
可得C与A碰前瞬间速度vo=√2 glsin0
C与A碰撞过程根据动量守恒,可得3mvo=9mv
联立解得C与A碰撞后瞬间整体的速度大小v=gp1m
6V k
(2)碰撞前,弹簧的压缩量为x1,有kx1=6 mgsine8
得x1=兴吧
碰后A、C整体做简谐运动,平衡位置弹簧的压缩量为x2,有kx2=9 ngsine8
得妇贸
设最低点弹簧的压缩量为x3,从碰后到最低点根据系统机械能守恒有号×9mv2+9mg(c3-x1)sin8=号kx子-号kx子
联立解得x=-2(舍去),名-99
2k
碰后A、C整体做简谐运动的振幅A=X?一x2
解得A=兴2
(3)A、C整体运动到最高点时,B对挡板压力最小,此时弹簧的压缩量x4=x2一A
解得x4=贸
说明弹簧恢复原长后,又伸长了。选B为研究对象,根据平衡条件得NM:=mgsn日一kx4
解得N1=0
A、C整体运动到最低点时,B对挡板压力最大,此时弹簧的压缩量为x3,选B为研究对象,根据平衡条件得N2=
mgsine +kx3
解得N2=10mg
B对挡板的最大压力与最小压力之差△N=N2-N
解得△N=10mg
答案第11页(共11页)