精品解析:湖南长沙市雅礼中学2026-2027学年高二上学期10月阶段检测物理试题
2026-10-12
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内容正文:
长沙市雅礼中学2026年下学期10月月考试题
高二物理
时量:75分钟 分值:100分
一、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. 质量为m的物体以速度v0从地面竖直上抛(不计空气阻力),直至落回地面,在此过程中( )
A. 整个过程中重力的冲量为0
B. 整个过程中重力的冲量为mv0
C. 上升过程中重力的冲量大小为mv0,方向竖直向下
D. 上升过程和下落过程中动量的变化量大小均为mv0,但方向相反
【答案】C
【解析】
【详解】AB.物体从抛出到落回地面的时间为
所以整个过程中重力的冲量为
故AB错误;
C.物体从抛出到最高点所用的时间为
上升过程中重力的冲量
方向与重力方向相同,即竖直向下,故C正确;
D.由于上升的时间和下落的时间相等,由动量定理
可得上升过程和下落过程中动量的变化量大小均为mv0,方向都与重力方向相同即竖直向下,故D错误。
故选C。
2. 如图所示,一辆静止在水平地面的卡车利用缆绳,沿固定斜面向上缓慢拉动轿车,忽略轿车与斜面的摩擦,不计缆绳质量,则在轿车向上运动的过程中( )
A. 轿车所受合外力变大
B. 斜面对轿车的支持力变小
C. 缆绳的拉力变小
D. 地面所受的摩擦力变大
【答案】B
【解析】
【详解】A.轿车缓慢移动,所以受力平衡,合力为零,保持不变,故A错误;
BC.对轿车受力分析,如图所示:
根据受力平衡可得:Tcosα=Gsinθ,F+Tsinα=Gcosθ
θ不变,随着车上移,α增大,所以可得:T增大,F减小,即缆绳对轿车的拉力变大,斜面对轿车的支持力变小,故B正确,C错误;
D.对整体受力分析,整个过程中水平方向受合外力为零,可知地面受到的摩擦力为零,故D错误。
故选B。
3. 如图所示,在水平地面上,有一横截面为S的圆弧形直角弯管。管中有流速为v、密度为的水通过。由于水的流动,弯管所受水的作用力大小约为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】取弯管内在时间内通过的水为研究对象,忽略短时间内重力的影响;弯管两端截面相同、流速相同,压强作用的合力近似抵消。设水平向右为正方向,竖直向上为正方向。在内流过的水的质量为
水流由竖直向下变为水平向右,因此水平方向的动量变化量为
竖直方向的动量变化量为
由动量定理,弯管对水的水平方向作用力满足
竖直方向作用力满足
所以
所以
水对弯管的作用力与弯管对水的作用力大小相等,故其大小满足
代入前述分量得
故选B。
4. 物理学中有一些经典实验通过巧妙的设计使用简陋的器材揭示了深刻的物理本质。伽利略的斜面实验揭示了匀变速直线运动规律。某同学用现代实验器材改进伽利略的经典斜面实验。如图甲所示,他让一小球从固定斜面顶端O处静止释放,小球经过A处到达斜面底端B处,通过A、B两处安装传感器测出A、B间的距离x及小球在AB段运动的时间t。改变A点及A处传感器的位置,重复多次实验,计算机作出图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 小球在斜面上运动的平均速度大小为6 m/s
B. 小球运动到斜面底端时速度大小为3 m/s
C. 小球在斜面上运动的加速度大小为6 m/s2
D. 小球在斜面上运动的时间为2 s
【答案】C
【解析】
【详解】B.由匀变速直线运动规律有vB=vA+at,
可得
由图乙知,小球运动到斜面底端时速度大小为vB=6m/s,故B错误;
A.小球在斜面上做匀加速运动,平均速度小于6m/s,故A错误;
C.由 ,可得小球在斜面上运动的加速度大小为a=6m/s2,故C正确;
D.由vB=at0可得小球在斜面上运动的时间为t0=1s,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,一固定斜面倾角为30°,一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动,加速度大小等于重力加速度的大小。物块上升的最大高度为H,则此过程中,物块的( )
A. 重力势能增加2mgH B. 动能损失了
C. 机械能损失了 D. 摩擦生热mgH
【答案】C
【解析】
【详解】AB.物块上升的竖直高度为,所以重力势能增加量为
由几何关系得物块沿斜面上升的路程为
取沿斜面向上为正方向,物块到达最高点时速度为零,且加速度。由匀变速直线运动的速度—位移关系得,代入和,得到初速度满足
所以物块动能的损失量为,故AB错误;
CD.取物块为研究对象,沿斜面向下为正方向。物块上滑时,摩擦力和重力沿斜面分力均指向下方,由牛顿第二定律得
解得
克服摩擦力做的功转化为内能,所以摩擦生热为
物块机械能的损失量等于摩擦生热,故,故C正确,D错误。
故选C。
6. 两小车P、Q的质量分别为和,将它们分别与小车N沿直线做碰撞实验,碰撞前后的速度v随时间t的变化分别如图1和图2所示。小车N的质量为,碰撞时间极短,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】PN碰撞时,根据碰撞前后动量守恒有
即
根据图像可知,故;
同理,QN碰撞时,根据碰撞前后动量守恒有
即
根据图像可知,故;
故
故选D。
7. 跳台滑雪的简易示意图如图所示,运动员(可视为质点)两次从雪坡上由静止滑下,到达P点后分别以大小不同的速度水平飞出,分别落在平台下方斜面上的M、N两点,落在M、N两点时运动员的速度方向与斜面间的夹角分别为θ1、θ2,落到斜面上时的速度大小分别为vM、vN,在空中运动的时间分别为tM、tN,在空中下落过程中,运动员的速度变化量大小分别为ΔvM、ΔvN。不计空气阻力,下列关系式正确的是( )
A. tM<tN B. ΔvM=ΔvN
C. vM>vN D. θ1=θ2
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据题意分析可知,运动员做平抛运动,运动时间满足
解得
由于运动员落到N点时竖直高度大,所以运动时间tM<tN,故A正确;
B.根据题意分析可知,平抛运动只受重力作用,加速度为重力加速度,根据Δv=gΔt
结合上述分析可知ΔvM<ΔvN,故B错误;
C.根据题意分析可知,如图所示
当竖直位移为h0时,通过比较此时二者的水平位移,根据x=v0t可知落在斜面上的N点对应的平抛的初速度较大,运动员落在平台下方的斜面上的M时速度为
落在平台下方的斜面上的N时速度为,因此vM<vN,故C错误;
D.根据题意分析可知,如图,连接P点到落点构造斜面
根据平抛运动推论:速度与水平方向夹角的正切值等于位移与水平方向夹角正切值的2倍,则有2tanθ3=tan(α+θ1),2tanθ4=tan(α+θ2)
由于θ3>θ4
则有tan(α+θ1)>tan(α+θ2)
即θ1>θ2,故D错误。
故选A。
二、选择题:本题共3小题,每小题5分,共15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5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 如图(a)所示,太阳系外的一颗行星P绕恒星Q做匀速圆周运动。由于P的遮挡,探测器探测到Q的亮度随时间做如图(b)所示的周期性变化,该周期与P的公转周期相同。已知Q的质量为M,引力常量为G。关于P的公转,下列说法正确的是( )
A. 周期为2t1-t0 B. 半径为
C. 角速度的大小为 D. 加速度的大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.图像中相邻两次亮度最低的时刻为和,相邻两次最低点之间的时间间隔为,而是从到第三个最低点的时刻坐标,不是一个周期,故A错误;
B.设行星的质量为、轨道半径为、公转周期为。由图像读得
取行星为研究对象,恒星的万有引力提供向心力,结合线速度等于圆周长除以周期,有
整理得
所以,故B正确;
CD.根据角速度等于一周转过的角度除以周期,得
该结果比选项C大一倍。由线速度等于圆周长除以周期,结合前述半径式得
向心加速度等于角速度与线速度的乘积,代入得,故C错误,D正确。
故选BD。
9. 如图甲所示,曲面为四分之一圆弧、质量为M的滑块静止在光滑水平地面上,一光滑小球以某一速度水平冲上滑块的圆弧面,且没有从滑块上端冲出去,若测得在水平方向上小球与滑块的速度大小分别为、,作出图像如图乙所示,重力加速度为g,不考虑任何阻力,则下列说法正确的是( )
A. 小球的质量为
B. 小球运动到最高点时的速度为
C. 小球能够上升的最大高度为
D. 若,小球在与圆弧滑块分离后向左做平抛运动
【答案】BD
【解析】
【详解】A.设小球的质量为m,初速度为,在水平方向上由动量守恒定律有
解得
结合图乙有,
解得,故A错误;
B.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
结合上述解得,故B正确;
C.小球从开始运动到最高点的过程中,由能量守恒定律
结合上述解得,故C错误;
D.分离时有由动量守恒定律
机械能守恒定律
结合上述解得
当时有,即小球水平方向的速度方向向左,所以小球与圆弧分离后将向左做平抛运动,故D正确。
故选BD。
10. 如图甲所示,质量为m的小环B套在光滑固定的水平杆上,通过长为L的轻绳与质量为3m的小球A相连,初始时轻绳水平伸直,B靠在挡块(固定在杆上)处。由静止释放小球A,在运动过程中A、B水平方向的速度大小与时间的关系,如图乙所示,图中两时刻t1、t2均已知,重力加速度为g,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 释放小球A后A、B组成的系统机械能守恒
B. t1时刻之后,A、B组成的系统动量守恒
C. t2时刻A、B速度相同,大小为
D. 乙图中阴影部分的面积为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.释放小球A后A、B组成的系统只有重力做功,则机械能守恒,A正确;
B.t1时刻之后,B离开挡块向左运动,此时A、B组成的系统水平方向动量守恒,竖直方向动量不守恒,B错误;
C.t1时刻A到达最低点,则
t2时刻A、B速度相同,由水平方向动量守恒可知
解得共同速度大小为,C错误;
D.图乙中阴影部分的面积表示的AB水平方向位移差,即Δx=xA-xB,从t1~t2阶段,设AB共速时A的下落高度为Δh,由能量守恒有
联立以上可得
故从t1~t2阶段,图乙中阴影部分的面积为,D正确。
故选AD。
二、非选择题:本题共5小题,共57分。
11. 某实验探究小组利用如图实验装置研究两物体碰撞过程中的守恒量。
(1)实验步骤如下:
A.将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上,用来记录实验中球1、球2与木条的撞击点;
B.利用天平测量出1、2两小球的质量分别为、;
C.调节轨道末端水平,木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触,让入射球1从斜轨上A点由静止释放,与木条撞击点为;
D.将木条平移到图中所示位置固定;
E.让入射球1从斜轨上A点由静止释放,与木条撞击点为;
F.把球2静止放置在水平轨道的末端B点,让入射球1从斜轨上A点由静止释放,确定球1和球2相撞后与木条的撞击点;
G.用秒表手动计时分别测量两球从B点到各撞击点、、所用的时间、、;
H.用刻度尺测得与、、各点的高度差分别为、、。
以上步骤G和H中测量误差较大的是__________,应予以舍去。
(2)把小球2放在斜轨末端边缘B处,让小球1从斜轨上A处由静止开始滚下,使它们发生碰撞,碰后小球1的落点在图中的__________点。
(3)若测量的物理量满足关系式__________(用所测物理量的字母表示),则入射小球和被碰小球碰撞前后的总动量不变。
若测量的物理量再满足关系式__________(用所测物理量的字母表示),则入射小球和被碰小球碰撞为弹性碰撞。
【答案】(1)G (2)M
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
小球撞击在木条上时,时间很短,测量误差很大;根据平抛运动规律,可知小球撞击在木条上时,下落的时间,可把时间转换为高度h,故G不合理应予以舍去。
【小问2详解】
由图可知,两小球撞击在竖直木条上,三次平抛运动的水平位移相等,由平抛运动的规律可知,水平速度越大,竖直方向下落的高度越小;碰后小球1的速度减小,则碰后小球1落到M点。
【小问3详解】
[1]根据平抛运动规律,可知小球撞击在木条上时,下落的时间
则可知小球做平抛运动的水平速度
代入题中数据得
若碰撞过程动量守恒,则
联立解得
[2]若碰撞过程机械能守恒,则有
联立解得
12. 小阳同学用如图甲所示的电路测量某电池的电动势和内阻,实验室提供下列器材:
A.电池(电动势约为3V,内阻约为10Ω);
B.灵敏电流表G(量程为0~2mA,内阻Rg=6Ω);
C.定值电阻R0;
D.电阻箱R(0~999.9Ω);
E.开关和导线若干。
(1)先将灵敏电流表G改装为量程为3V的电压表,则定值电阻R0的阻值为__________Ω。
(2)用改装好的电压表测量电池的电动势和内阻,将测量数据的单位统一成国际单位,根据记录的数据,以灵敏电流表G的示数I的倒数为纵坐标,以电阻箱的示数R的倒数为横坐标,作出如图乙所示的图像,若测得图乙中图线的纵轴截距为b,图线斜率为k,则电池电动势E=__________,内阻r=__________。(结果均选用R0、Rg、k、b表示)
(3)这样测量出的电池内阻__________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
【答案】(1)1494
(2) ①. ( ②.
(3)小于
【解析】
【小问1详解】
[1]根据欧姆定律
解得。
【小问2详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律,忽略电压表支路的电流有
整理的
则
,
解得
。
【小问3详解】
[1]忽略电压表支路的电流,造成干路电流偏小,所测电源内阻为等效电源的内阻,即电源内阻与电压表内阻并联后的电阻,测量出的电池内阻小于真实值。
13. 物理课堂上,老师带同学们做了一个有趣的实验:如图甲所示,老师让某同学将一个弹性球叠放在一个网球上,举到头顶附近,然后一起由静止释放,发现弹性球和网球碰撞后,被反弹的弹性球能打到教室的天花板。若将该实验简化为如图乙所示模型,弹性球和网球均可视为质点,网球和地面碰撞完成后恰与弹性球碰撞,所有碰撞均为弹性碰撞。已知弹性球的质量为m,网球的质量为M=3m,初始释放高度为h,网球和弹性球的球心始终在同一竖直线上,不计空气阻力,求:
(1)网球落地前瞬间,弹性球和网球共同的速度大小;
(2)网球与地面的作用时间为∆t,求网球受地面的平均作用力大小;
(3)弹性球反弹后能达到的最大高度H。
【答案】(1)
(2)
(3)4h
【解析】
【小问1详解】
网球落地前瞬间,弹性球与网球均做自由落体运动,根据速度位移关系可得
所以落地瞬间速度大小为
【小问2详解】
由于网球碰撞地面为弹性碰撞,则网球反弹的速度与落地瞬间的速度大小相等,根据动量定理可得
所以网球受地面的平均作用力大小为
【小问3详解】
网球与弹性球碰撞过程,有,
弹性球反弹后能达到的最大高度为
联立解得
14. 如图所示,高的光滑倾斜轨道与长的粗糙水平轨道在B点处平滑连接,半径的光滑四分之一圆弧轨道与水平轨道相切于C点,整个轨道处在同一竖直平面内,B点所在竖直面右侧存在水平向右的匀强电场。绝缘带电滑块P、Q分别位于倾斜轨道的顶端和水平轨道的最左端,滑块Q恰能保持静止。由静止释放滑块P,经一段时间后与Q发生碰撞。已知P、Q的质量分别为、,与水平面之间的动摩擦因数均为0.2,Q的电荷量,重力加速度取,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,碰撞过程时间极短且无机械能损失和电荷转移,P、Q可视为质点,求:
(1)匀强电场的场强大小;
(2)滑块Q碰后上升的最大高度。
【答案】(1)V/m
(2)0.84m
【解析】
【小问1详解】
对Q,由平衡条件有
代入数据得:
V/m
【小问2详解】
设滑块P刚到斜面底端时的速度大小为,对滑块从A到B,由动能定理有
滑块P、Q在B点发生弹性碰撞,有
对滑块Q从B点到D点,由动能定理有
滑块Q从D点飞出后在竖直方向上做竖直上抛运动,一直到最高点有
解得
H=0.84 m
15. 如图所示,在光滑水平面上放置一端带有挡板的长直木板A,木板A左端上表面有一小物块B,其到挡板的距离为d=2m,A、B质量均为m=1kg,不计一切摩擦。从某时刻起,B始终受到水平向右、大小为F=9N的恒力作用,经过一段时间,B与A的挡板发生碰撞,碰撞过程中无机械能损失,碰撞时间极短。重力加速度g=10m/s2。求:
(1)物块B与A的挡板发生第一次碰撞后的瞬间,物块B与木板A的速度大小;
(2)从开始至物块B与木板A的挡板发生第二次碰撞所用的时间,以及第二次碰后瞬间A、B的速度大小;
(3)画出由A、B静止开始到物块B与木板A的挡板发生第三次碰撞时间内,物块B的速度v随时间t的变化图像;
(4)从物块B开始运动到与木板A的挡板发生第n次碰撞时间内,物块B运动的距离。
【答案】(1)0,6 m/s
(2)2s,12 m/s,6m/s
(3) (4)
【解析】
【小问1详解】
以向右为正方向,设第一次碰撞前瞬间B的速度为v0,第一次碰撞后瞬间B的速度为vB1,A的速度为vA1。B从A的左端开始运动到右端的过程,由动能定理有
解得v0=6 m/s
B与A碰撞过程,由动量守恒定律和机械能守恒定律有mv0=mvB1+mvA1,
联立解得vB1=0,vA1=6 m/s。
【小问2详解】
B在A上运动的过程,设B的加速度为a,由牛顿第二定律有F=ma
解得a=9 m/s2
设从开始到B与A的挡板第一次碰撞用时为t1,则有
解得
第一次碰撞后A向右以速度vA1=6 m/s做匀速直线运动,B向右做初速度为0、加速度为a=9 m/s2的匀加速直线运动,设从第一次碰撞到第二次碰撞用时为t2,则有
解得
故从开始到B与A的挡板发生第二次碰撞用时
第二次碰前瞬间,B的速度为vB1′=at2=12 m/s
A的速度为vA1′=vA1=6 m/s
设第二次碰后瞬间A、B的速度分别为vA2、vB2,由动量守恒定律和机械能守恒定律有
mvA1′+mvB1′=mvA2+mvB2
联立解得vA2=12 m/s,vB2=6 m/s。
【小问3详解】
设从第二次碰撞到第三次碰撞用时为t3,则有
解得
第三次碰前瞬间,B的速度为vB2′=vB2+at3=18 m/s
由A、B静止开始到B与A的挡板发生第三次碰撞时间内,物块B的速度v随时间t的变化图像如图所示。
【小问4详解】
由vt图像可知,从B开始运动到第一次碰撞,B运动的距离为
从第一次碰撞到第二次碰撞,B运动的距离为
从第二次碰撞到第三次碰撞,B运动的距离为
由以上分析可知,从第二次碰撞后,到下一次碰撞,B向前运动的距离都比前一次多8 m
则从第三次碰撞到第四次碰撞,B运动的距离为s4=s3+8 m=24 m
从第n-1次碰撞到第n次碰撞,B运动的距离为
根据数学知识可知,从物块B开始运动到与木板A的挡板发生第n次碰撞时间内,物块B运动的距离
【点睛】
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长沙市雅礼中学2026年下学期10月月考试题
高二物理
时量:75分钟 分值:100分
一、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. 质量为m的物体以速度v0从地面竖直上抛(不计空气阻力),直至落回地面,在此过程中( )
A. 整个过程中重力的冲量为0
B. 整个过程中重力的冲量为mv0
C. 上升过程中重力的冲量大小为mv0,方向竖直向下
D. 上升过程和下落过程中动量的变化量大小均为mv0,但方向相反
2. 如图所示,一辆静止在水平地面的卡车利用缆绳,沿固定斜面向上缓慢拉动轿车,忽略轿车与斜面的摩擦,不计缆绳质量,则在轿车向上运动的过程中( )
A. 轿车所受合外力变大
B. 斜面对轿车的支持力变小
C. 缆绳的拉力变小
D. 地面所受的摩擦力变大
3. 如图所示,在水平地面上,有一横截面为S的圆弧形直角弯管。管中有流速为v、密度为的水通过。由于水的流动,弯管所受水的作用力大小约为( )
A. B. C. D.
4. 物理学中有一些经典实验通过巧妙的设计使用简陋的器材揭示了深刻的物理本质。伽利略的斜面实验揭示了匀变速直线运动规律。某同学用现代实验器材改进伽利略的经典斜面实验。如图甲所示,他让一小球从固定斜面顶端O处静止释放,小球经过A处到达斜面底端B处,通过A、B两处安装传感器测出A、B间的距离x及小球在AB段运动的时间t。改变A点及A处传感器的位置,重复多次实验,计算机作出图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 小球在斜面上运动的平均速度大小为6 m/s
B. 小球运动到斜面底端时速度大小为3 m/s
C. 小球在斜面上运动的加速度大小为6 m/s2
D. 小球在斜面上运动的时间为2 s
5. 如图所示,一固定斜面倾角为30°,一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动,加速度大小等于重力加速度的大小。物块上升的最大高度为H,则此过程中,物块的( )
A. 重力势能增加2mgH B. 动能损失了
C. 机械能损失了 D. 摩擦生热mgH
6. 两小车P、Q的质量分别为和,将它们分别与小车N沿直线做碰撞实验,碰撞前后的速度v随时间t的变化分别如图1和图2所示。小车N的质量为,碰撞时间极短,则( )
A. B. C. D.
7. 跳台滑雪的简易示意图如图所示,运动员(可视为质点)两次从雪坡上由静止滑下,到达P点后分别以大小不同的速度水平飞出,分别落在平台下方斜面上的M、N两点,落在M、N两点时运动员的速度方向与斜面间的夹角分别为θ1、θ2,落到斜面上时的速度大小分别为vM、vN,在空中运动的时间分别为tM、tN,在空中下落过程中,运动员的速度变化量大小分别为ΔvM、ΔvN。不计空气阻力,下列关系式正确的是( )
A. tM<tN B. ΔvM=ΔvN
C. vM>vN D. θ1=θ2
二、选择题:本题共3小题,每小题5分,共15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5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 如图(a)所示,太阳系外的一颗行星P绕恒星Q做匀速圆周运动。由于P的遮挡,探测器探测到Q的亮度随时间做如图(b)所示的周期性变化,该周期与P的公转周期相同。已知Q的质量为M,引力常量为G。关于P的公转,下列说法正确的是( )
A. 周期为2t1-t0 B. 半径为
C. 角速度的大小为 D. 加速度的大小为
9. 如图甲所示,曲面为四分之一圆弧、质量为M的滑块静止在光滑水平地面上,一光滑小球以某一速度水平冲上滑块的圆弧面,且没有从滑块上端冲出去,若测得在水平方向上小球与滑块的速度大小分别为、,作出图像如图乙所示,重力加速度为g,不考虑任何阻力,则下列说法正确的是( )
A. 小球的质量为
B. 小球运动到最高点时的速度为
C. 小球能够上升的最大高度为
D. 若,小球在与圆弧滑块分离后向左做平抛运动
10. 如图甲所示,质量为m的小环B套在光滑固定的水平杆上,通过长为L的轻绳与质量为3m的小球A相连,初始时轻绳水平伸直,B靠在挡块(固定在杆上)处。由静止释放小球A,在运动过程中A、B水平方向的速度大小与时间的关系,如图乙所示,图中两时刻t1、t2均已知,重力加速度为g,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 释放小球A后A、B组成的系统机械能守恒
B. t1时刻之后,A、B组成的系统动量守恒
C. t2时刻A、B速度相同,大小为
D. 乙图中阴影部分的面积为
二、非选择题:本题共5小题,共57分。
11. 某实验探究小组利用如图实验装置研究两物体碰撞过程中的守恒量。
(1)实验步骤如下:
A.将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上,用来记录实验中球1、球2与木条的撞击点;
B.利用天平测量出1、2两小球的质量分别为、;
C.调节轨道末端水平,木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触,让入射球1从斜轨上A点由静止释放,与木条撞击点为;
D.将木条平移到图中所示位置固定;
E.让入射球1从斜轨上A点由静止释放,与木条撞击点为;
F.把球2静止放置在水平轨道的末端B点,让入射球1从斜轨上A点由静止释放,确定球1和球2相撞后与木条的撞击点;
G.用秒表手动计时分别测量两球从B点到各撞击点、、所用的时间、、;
H.用刻度尺测得与、、各点的高度差分别为、、。
以上步骤G和H中测量误差较大的是__________,应予以舍去。
(2)把小球2放在斜轨末端边缘B处,让小球1从斜轨上A处由静止开始滚下,使它们发生碰撞,碰后小球1的落点在图中的__________点。
(3)若测量的物理量满足关系式__________(用所测物理量的字母表示),则入射小球和被碰小球碰撞前后的总动量不变。
若测量的物理量再满足关系式__________(用所测物理量的字母表示),则入射小球和被碰小球碰撞为弹性碰撞。
12. 小阳同学用如图甲所示的电路测量某电池的电动势和内阻,实验室提供下列器材:
A.电池(电动势约为3V,内阻约为10Ω);
B.灵敏电流表G(量程为0~2mA,内阻Rg=6Ω);
C.定值电阻R0;
D.电阻箱R(0~999.9Ω);
E.开关和导线若干。
(1)先将灵敏电流表G改装为量程为3V的电压表,则定值电阻R0的阻值为__________Ω。
(2)用改装好的电压表测量电池的电动势和内阻,将测量数据的单位统一成国际单位,根据记录的数据,以灵敏电流表G的示数I的倒数为纵坐标,以电阻箱的示数R的倒数为横坐标,作出如图乙所示的图像,若测得图乙中图线的纵轴截距为b,图线斜率为k,则电池电动势E=__________,内阻r=__________。(结果均选用R0、Rg、k、b表示)
(3)这样测量出的电池内阻__________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
13. 物理课堂上,老师带同学们做了一个有趣的实验:如图甲所示,老师让某同学将一个弹性球叠放在一个网球上,举到头顶附近,然后一起由静止释放,发现弹性球和网球碰撞后,被反弹的弹性球能打到教室的天花板。若将该实验简化为如图乙所示模型,弹性球和网球均可视为质点,网球和地面碰撞完成后恰与弹性球碰撞,所有碰撞均为弹性碰撞。已知弹性球的质量为m,网球的质量为M=3m,初始释放高度为h,网球和弹性球的球心始终在同一竖直线上,不计空气阻力,求:
(1)网球落地前瞬间,弹性球和网球共同的速度大小;
(2)网球与地面的作用时间为∆t,求网球受地面的平均作用力大小;
(3)弹性球反弹后能达到的最大高度H。
14. 如图所示,高的光滑倾斜轨道与长的粗糙水平轨道在B点处平滑连接,半径的光滑四分之一圆弧轨道与水平轨道相切于C点,整个轨道处在同一竖直平面内,B点所在竖直面右侧存在水平向右的匀强电场。绝缘带电滑块P、Q分别位于倾斜轨道的顶端和水平轨道的最左端,滑块Q恰能保持静止。由静止释放滑块P,经一段时间后与Q发生碰撞。已知P、Q的质量分别为、,与水平面之间的动摩擦因数均为0.2,Q的电荷量,重力加速度取,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,碰撞过程时间极短且无机械能损失和电荷转移,P、Q可视为质点,求:
(1)匀强电场的场强大小;
(2)滑块Q碰后上升的最大高度。
15. 如图所示,在光滑水平面上放置一端带有挡板的长直木板A,木板A左端上表面有一小物块B,其到挡板的距离为d=2m,A、B质量均为m=1kg,不计一切摩擦。从某时刻起,B始终受到水平向右、大小为F=9N的恒力作用,经过一段时间,B与A的挡板发生碰撞,碰撞过程中无机械能损失,碰撞时间极短。重力加速度g=10m/s2。求:
(1)物块B与A的挡板发生第一次碰撞后的瞬间,物块B与木板A的速度大小;
(2)从开始至物块B与木板A的挡板发生第二次碰撞所用的时间,以及第二次碰后瞬间A、B的速度大小;
(3)画出由A、B静止开始到物块B与木板A的挡板发生第三次碰撞时间内,物块B的速度v随时间t的变化图像;
(4)从物块B开始运动到与木板A的挡板发生第n次碰撞时间内,物块B运动的距离。
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