精品解析:山东滨州市博兴县部分校2026-2027学年高二上学期阶段检测物理试题
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内容正文:
高二物理阶段检测试题
考查范围:必修第三册第十二章,选择性必修第一册第一、二、三章
满分:100分;考试时间:90分钟
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24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. 额定电压均为220 V的电热水壶和电动机,额定功率均为1100W,二者都在额定电压下正常工作。已知电动机线圈的电阻为4 Ω,电热水壶可视为纯电阻用电器。下列说法正确的是( )
A. 相同时间内,两者正常工作时产生的热量相同
B. 相同时间内,两者正常工作时消耗的电能相同
C. 电动机输出的机械功率为1100W
D. 通过电动机的电流大于通过电热水壶的电流
2. 如图所示为某电源的图线,将该电源与阻值可变的电阻R组成闭合电路。下列说法正确的是( )
A. 电源的电动势为,内阻为
B. 电路中电流为时,电源的输出功率为
C. 外电阻时,电源的输出功率最大,为
D. 外电阻R越大,电源的效率越低
3. 如图所示的电路中,电源电动势为E、内阻为r,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电流表、电压表均为理想电表。将R2的滑片向下滑动,使其接入电路的阻值增大,则( )
A. 电压表示数减小 B. 电流表示数增大
C. 电阻R1消耗的功率增大 D. 电源的效率增大
4. 某同学做“鸡蛋撞地球”实验,将鸡蛋用海绵包裹后从高处由静止释放,鸡蛋落地后未破损。与不包裹海绵相比,海绵的作用是( )
A. 减小鸡蛋落地瞬间的动量
B. 减小鸡蛋动量的变化量
C. 减小鸡蛋与地面碰撞过程中受到的冲量
D. 延长碰撞时间,从而减小鸡蛋受到的平均作用力
5. 光滑水平面上,质量为2 kg的物块A以3 m/s的速度与静止的质量为1 kg的物块B发生正碰,碰后A的速度变为1 m/s,方向不变。下列说法正确的是( )
A. 碰后B的速度为2 m/s B. 碰后B的速度为4 m/s
C. 碰撞过程中损失的机械能为4 J D. 碰撞过程中A对B的冲量大小为2 N·s
6. 轻弹簧的一端固定,另一端连接一滑块,滑块在光滑水平面上做简谐运动,其位移x随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. t=0.1s时,滑块的速度最大
B. t=0.1s时,滑块的加速度为零
C. 在0~0.1s内,滑块的速度方向与加速度方向相反
D. 滑块的振动周期为0.2s
7. 如图所示为某单摆做受迫振动时振幅A随驱动力频率f变化的共振曲线。下列说法正确的是( )
A. 该单摆的固有频率为0.5 Hz
B. 该单摆的固有周期为0.5 s
C. 驱动力频率由0.2 Hz增大到0.5 Hz的过程中,单摆的振幅减小
D. 驱动力频率越大,单摆的振幅越大
8. 一列简谐横波沿x轴正方向传播,波速大小为2m/s,t=0时刻的波形如图所示。下列说法正确的是( )
A. 该波的波长为2m B. 该波的周期为2s
C. t=0.5s时,x=2m处的质点位于波谷 D. 该波的频率为2Hz
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16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4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。)
9. 某电源的电动势E=6 V,内阻r=1 Ω,它与阻值可变的外电阻R组成闭合电路。下列说法正确的是( )
A. 当R=1 Ω时,电源的输出功率最大,为9 W
B. R=2 Ω时电源的输出功率大于R=0.5 Ω时的输出功率
C. 外电阻R增大时,电源的效率增大
D. 当外电路短路时,电源的输出功率最大
10. 如图所示,光滑水平面上质量mA=0.3 kg的物块A以v0=4 m/s的速度向右运动,与静止的、左端连接轻弹簧的质量mB=0.1 kg的物块B发生作用(B与弹簧不粘连)。弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是( )
A. 弹簧压缩至最短时,A、B的共同速度大小为3 m/s
B. 弹簧具有的最大弹性势能为0.6 J
C. 弹簧恢复原长时,B的速度大小为6 m/s
D. 弹簧恢复原长时,A的速度大小为2 m/s,方向向左
11. 下列关于机械波的说法正确的是( )
A. 两列波发生干涉的必要条件是两列波的频率相同
B. 发生多普勒效应时,波源发出波的频率发生了变化
C. 一切波都能发生衍射,缝、孔的宽度或障碍物的尺寸与波长差不多,或者比波长更小时,衍射现象更明显
D. 声波从空气进入水中,波速变大,波长变长
12. 一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播,波长为4m。实线为时刻的波形,虚线为时刻的波形。下列说法正确的是( )
A. 若波沿x轴正方向传播,该波的周期可能为0.8s
B. 若波沿x轴正方向传播,该波的波速可能为25m/s
C. 若波沿x轴负方向传播,该波的周期可能为0.8s
D. 该波的波速最小值为15m/s
三、实验题(本题共2小题,共14分。请将答案填写在答题纸相应的位置。)
13. 某实验小组用如图甲所示的电路测定某电池的电动势和内阻。闭合开关S,调节滑动变阻器,电压表和电流表的示数记录如下表所示:
I/A
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
U/V
2.80
2.60
2.40
2.20
2.00
(1)根据表中数据在图乙中描点并作出U-I图线,由图线可得电池的电动势E=_______ V,内阻r=________ Ω。
(2)由于电压表的分流作用,电动势的测量值比真实值________(填“偏大”或“偏小”)。
(3)为减小实验误差,实验中应选用内阻较_______(填“大”或“小”)的电压表。
14. 用如图所示的装置验证动量守恒定律:把质量为m1的入射小球从斜槽上某位置由静止释放,与放在斜槽末端的质量为m2的被碰小球发生正碰,两球均落到水平地面的白纸上,用刻度尺测出各落点到O点(斜槽末端在地面上的竖直投影点)的距离。
(1)为防止入射球碰撞后反弹,两球质量应满足m1_______m2(填“>”“<”或“=”)。
(2)本实验_______(填“需要”或“不需要”)测出斜槽末端离地面的高度。
(3)若碰撞过程动量守恒,应满足的关系式为________(用m1、m2及OP、OM、ON表示)。
四、计算题(本题共4小题,共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
15. 如图所示,电源电动势,内阻,定值电阻,电动机M的线圈电阻。闭合开关后电动机正常工作,电路中的电流。求:
(1)电动机两端的电压;
(2)电动机输出的机械功率;
(3)电源的效率。
16. 质量m=0.02 kg的子弹以v0=500 m/s的水平速度射入静止在粗糙水平地面上、质量M=0.98 kg的木块中,并留在木块内一起运动,子弹与木块的作用时间极短,可忽略摩擦力的冲量。取 。求:
(1)子弹与木块的共同速度大小;
(2)子弹射入木块过程中系统损失的机械能;
(3)若木块与地面间的动摩擦因数μ=0.5,求二者一起滑行的距离。
17. 波源位于x=0处的质点在t=0时刻开始沿y轴正方向做简谐运动,振幅A=5 cm,周期T=0.4 s,形成的简谐横波沿x轴正方向传播,波速大小v=10 m/s。求:
(1)该波的波长;
(2)t=0.6 s时刻,x=5 m处质点的位移和速度;
(3)0~0.6 s内,x=3 m处质点通过的路程;
(4)波源质点的振动方程(位移y以cm为单位,以t=0为计时起点)。
18. 如图所示,质量的物块A从高的光滑斜面上由静止滑下,斜面底端与足够长的光滑水平面平滑连接。水平面上静置着质量的物块B,B的左端连接一根轻弹簧,B的右侧不远处有一竖直墙壁。弹簧始终处于弹性限度内,A、B均可视为质点,g取。求:
(1)A滑到斜面底端时的速度大小;
(2)弹簧被压缩至最短时弹簧储存的弹性势能;
(3)弹簧恢复原长时A、B各自的速度大小;
(4)B与墙壁发生弹性碰撞(碰后以原速率反弹)后,再次与A、弹簧相互作用至弹簧恢复原长,求A沿斜面上升的最大高度。
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高二物理阶段检测试题
考查范围:必修第三册第十二章,选择性必修第一册第一、二、三章
满分:100分;考试时间:90分钟
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24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. 额定电压均为220 V的电热水壶和电动机,额定功率均为1100W,二者都在额定电压下正常工作。已知电动机线圈的电阻为4 Ω,电热水壶可视为纯电阻用电器。下列说法正确的是( )
A. 相同时间内,两者正常工作时产生的热量相同
B. 相同时间内,两者正常工作时消耗的电能相同
C. 电动机输出的机械功率为1100W
D. 通过电动机的电流大于通过电热水壶的电流
【答案】B
【解析】
【详解】A.电热水壶为纯电阻用电器,正常工作时产生的热功率为
电动机正常工作时的电流
产生的热功率为,两者产生的热量不相同,故A错误;
B.两者都在额定电压下正常工作,额定功率均为,由可知,相同时间内两者消耗的电能相同,故B正确;
C.电动机正常工作时输入功率为,发热功率为,输出的机械功率为,故C错误;
D.通过电热水壶的电流
通过电动机的电流,两者电流相等,故D错误。
故选B。
2. 如图所示为某电源的图线,将该电源与阻值可变的电阻R组成闭合电路。下列说法正确的是( )
A. 电源的电动势为,内阻为
B. 电路中电流为时,电源的输出功率为
C. 外电阻时,电源的输出功率最大,为
D. 外电阻R越大,电源的效率越低
【答案】C
【解析】
【详解】A.由闭合电路欧姆定律有
结合图像可得,电源的电动势为,内阻为,故A错误;
B.电路中电流为1.0A时,电源的输出功率为,故B错误;
C.电源的输出功率
由数学知识可知,当时,电源的输出功率最大,为,故C正确;
D.电源的效率
可知,外电阻R越大,电源的效率越高,故D错误。
故选C。
3. 如图所示的电路中,电源电动势为E、内阻为r,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电流表、电压表均为理想电表。将R2的滑片向下滑动,使其接入电路的阻值增大,则( )
A. 电压表示数减小 B. 电流表示数增大
C. 电阻R1消耗的功率增大 D. 电源的效率增大
【答案】D
【解析】
【详解】B.R2接入电路的阻值增大,外电路总电阻增大,干路电流I减小,电流表示数减小,故B错误;
A.路端电压U=E−Ir增大,电压表示数增大,故A错误;
C.干路电流I减小,R1消耗的功率P1=I2R1减小,故C错误;
D.电源的效率,U增大则效率增大,故D正确。
故选D。
4. 某同学做“鸡蛋撞地球”实验,将鸡蛋用海绵包裹后从高处由静止释放,鸡蛋落地后未破损。与不包裹海绵相比,海绵的作用是( )
A. 减小鸡蛋落地瞬间的动量
B. 减小鸡蛋动量的变化量
C. 减小鸡蛋与地面碰撞过程中受到的冲量
D. 延长碰撞时间,从而减小鸡蛋受到的平均作用力
【答案】D
【解析】
【详解】A.忽略空气阻力,鸡蛋做自由落体运动,根据速度-时间公式得,落地瞬间速度
落地瞬间的动量
可得落地瞬间的动量与下落高度有关,与是否包裹海绵无关,故A错误;
B.从落地到停止,鸡蛋的初动量一定、末动量为零,动量的变化量一定,故B错误;
C.由动量定理
由于动量的变化量一定,可知碰撞过程受到的冲量相同,故C错误;
D.碰撞过程受到的冲量相同,海绵延长了碰撞的作用时间,由动量定理可得
可知鸡蛋受到的平均作用力减小,故D正确。
故选D。
5. 光滑水平面上,质量为2 kg的物块A以3 m/s的速度与静止的质量为1 kg的物块B发生正碰,碰后A的速度变为1 m/s,方向不变。下列说法正确的是( )
A. 碰后B的速度为2 m/s B. 碰后B的速度为4 m/s
C. 碰撞过程中损失的机械能为4 J D. 碰撞过程中A对B的冲量大小为2 N·s
【答案】B
【解析】
【详解】AB.碰撞过程动量守恒可得
解得碰后B的速度为,故A错误,B正确;
C.碰前总动能
碰后总动能
可知机械能无损失,故C错误;
D.由动量定理,A对B的冲量大小等于B动量的变化量 ,故D错误。
故选B。
6. 轻弹簧的一端固定,另一端连接一滑块,滑块在光滑水平面上做简谐运动,其位移x随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. t=0.1s时,滑块的速度最大
B. t=0.1s时,滑块的加速度为零
C. 在0~0.1s内,滑块的速度方向与加速度方向相反
D. 滑块的振动周期为0.2s
【答案】C
【解析】
【详解】AB.t=0.1s时滑块位于正向最大位移处,速度为零,加速度最大,AB错误;
C.0~0.1s内滑块由平衡位置向正向最大位移处运动,速度沿正方向,加速度指向平衡位置(负方向),二者方向相反,C正确;
D.由图像可知振动周期T=0.4s,D错误。
故选C。
7. 如图所示为某单摆做受迫振动时振幅A随驱动力频率f变化的共振曲线。下列说法正确的是( )
A. 该单摆的固有频率为0.5 Hz
B. 该单摆的固有周期为0.5 s
C. 驱动力频率由0.2 Hz增大到0.5 Hz的过程中,单摆的振幅减小
D. 驱动力频率越大,单摆的振幅越大
【答案】A
【解析】
【详解】A.当驱动力频率等于系统的固有频率时发生共振,振幅最大,由图可知该单摆的固有频率为0.5Hz,故A正确;
B.固有周期,故 B错误;
C.驱动力频率由0.2 Hz增大到0.5 Hz的过程中,驱动力频率逐渐接近固有频率,振幅增大,故C错误;
D.驱动力频率大于0.5 Hz后,驱动力频率越大,单摆的振幅减小,故D错误。
故选A。
8. 一列简谐横波沿x轴正方向传播,波速大小为2m/s,t=0时刻的波形如图所示。下列说法正确的是( )
A. 该波的波长为2m B. 该波的周期为2s
C. t=0.5s时,x=2m处的质点位于波谷 D. 该波的频率为2Hz
【答案】B
【解析】
【详解】A.由题中波形图可知波长,故A错误;
B.由周期公式
代值解得,故B正确;
C.时刻处的质点位于平衡位置且沿y轴正方向运动,经t=0.5 s即经过个周期应到达波峰,故C错误;
D.根据
可知,故D错误。
故选B。
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16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4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。)
9. 某电源的电动势E=6 V,内阻r=1 Ω,它与阻值可变的外电阻R组成闭合电路。下列说法正确的是( )
A. 当R=1 Ω时,电源的输出功率最大,为9 W
B. R=2 Ω时电源的输出功率大于R=0.5 Ω时的输出功率
C. 外电阻R增大时,电源的效率增大
D. 当外电路短路时,电源的输出功率最大
【答案】AC
【解析】
【详解】A.当R=r=1 Ω时电源的输出功率最大,,A正确;
B.R=2 Ω时,
输出功率
R=0.5 Ω时,
输出功率
两者相等,B错误;
C.电源的效率 ,R增大时效率增大,C正确;
D.外电路短路时R=0,输出功率为零(最小),D错误。
故选 AC。
10. 如图所示,光滑水平面上质量mA=0.3 kg的物块A以v0=4 m/s的速度向右运动,与静止的、左端连接轻弹簧的质量mB=0.1 kg的物块B发生作用(B与弹簧不粘连)。弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是( )
A. 弹簧压缩至最短时,A、B的共同速度大小为3 m/s
B. 弹簧具有的最大弹性势能为0.6 J
C. 弹簧恢复原长时,B的速度大小为6 m/s
D. 弹簧恢复原长时,A的速度大小为2 m/s,方向向左
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.弹簧压缩至最短时A、B达到共同速度,由动量守恒 mAv0=(mA+mB)v
得v=3 m/s,故A正确;
B.由能量守恒,最大弹性势能 ,故B正确;
CD.弹簧恢复原长的过程系统动量守恒、机械能守恒,相当于发生弹性碰撞mAv0=mAvA′+mBvB′,
解得vA′=2 m/s(方向向右),vB′=6 m/s,故C正确,D错误。
故选ABC。
11. 下列关于机械波的说法正确的是( )
A. 两列波发生干涉的必要条件是两列波的频率相同
B. 发生多普勒效应时,波源发出波的频率发生了变化
C. 一切波都能发生衍射,缝、孔的宽度或障碍物的尺寸与波长差不多,或者比波长更小时,衍射现象更明显
D. 声波从空气进入水中,波速变大,波长变长
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.频率相同的两列波叠加才能形成稳定的干涉图样,故A正确;
B.多普勒效应中波源与观察者发生相对运动时,观察者接收到的频率发生变化,但波源发出波的频率不变,故B错误;
C.一切波都能发生衍射,且缝、孔的宽度或障碍物的尺寸与波长差不多或比波长小时衍射现象明显,故C正确;
D.声波由空气进入水中,频率由波源决定保持不变,波速变大,由可知波长变长,故D正确。
故选ACD。
12. 一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播,波长为4m。实线为时刻的波形,虚线为时刻的波形。下列说法正确的是( )
A. 若波沿x轴正方向传播,该波的周期可能为0.8s
B. 若波沿x轴正方向传播,该波的波速可能为25m/s
C. 若波沿x轴负方向传播,该波的周期可能为0.8s
D. 该波的波速最小值为15m/s
【答案】AB
【解析】
【详解】A.若波沿x轴正方向传播,实线波形平移
可得虚线波形,则
故
时,故A正确;
B.波沿x轴正方向传播,波速为
时,故B正确;
C.若波沿x轴负方向传播,则
故
故不可能等于0.8s,故C错误;
D.波沿x轴负方向传播,波速为
波沿x轴正方向传播时
故波沿x轴负方向传播,波速的最小值为15m/s,波沿x轴正方向传播,波速的最小值为5m/s,故D错误。
故选AB。
三、实验题(本题共2小题,共14分。请将答案填写在答题纸相应的位置。)
13. 某实验小组用如图甲所示的电路测定某电池的电动势和内阻。闭合开关S,调节滑动变阻器,电压表和电流表的示数记录如下表所示:
I/A
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
U/V
2.80
2.60
2.40
2.20
2.00
(1)根据表中数据在图乙中描点并作出U-I图线,由图线可得电池的电动势E=_______ V,内阻r=________ Ω。
(2)由于电压表的分流作用,电动势的测量值比真实值________(填“偏大”或“偏小”)。
(3)为减小实验误差,实验中应选用内阻较_______(填“大”或“小”)的电压表。
【答案】(1) ①. 3.0##2.9##3.1 ②. 2.0
(2)偏小 (3)大
【解析】
【小问1详解】
[1][2]由闭合电路欧姆定律得,在坐标系中描点作图,图线在纵轴上的截距即为电动势,图线斜率的绝对值即为内阻,如图所示
可得;。
【小问2详解】
电压表并联在电池两端,电压表读数为真实路端电压,电压表的分流使电流表读数小于通过电池的真实电流,所描绘图像与真实图像如图所示
可知电动势和内阻的测量值均偏小。
【小问3详解】
由(2)知,电压表内阻越大,电压表的分流作用越不明显,电流表示数与流过电源的真实电流差别越小,测量值越接近真实值。
14. 用如图所示的装置验证动量守恒定律:把质量为m1的入射小球从斜槽上某位置由静止释放,与放在斜槽末端的质量为m2的被碰小球发生正碰,两球均落到水平地面的白纸上,用刻度尺测出各落点到O点(斜槽末端在地面上的竖直投影点)的距离。
(1)为防止入射球碰撞后反弹,两球质量应满足m1_______m2(填“>”“<”或“=”)。
(2)本实验_______(填“需要”或“不需要”)测出斜槽末端离地面的高度。
(3)若碰撞过程动量守恒,应满足的关系式为________(用m1、m2及OP、OM、ON表示)。
【答案】(1)> (2)不需要
(3)
【解析】
【小问1详解】
若入射球质量小于被碰球质量,碰撞后入射球会反弹,无法完成实验,故需
【小问2详解】
两球离开斜槽末端后均做平抛运动,抛出点高度相同,由可知运动时间相同,水平位移与初速度成正比,故可用水平位移代表碰撞前后的速度,不需要测量高度。
【小问3详解】
碰前入射球动量对应,碰后系统总动量对应,由动量守恒两边同乘以即得
四、计算题(本题共4小题,共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
15. 如图所示,电源电动势,内阻,定值电阻,电动机M的线圈电阻。闭合开关后电动机正常工作,电路中的电流。求:
(1)电动机两端的电压;
(2)电动机输出的机械功率;
(3)电源的效率。
【答案】(1)8V (2)12W
(3)91.7%
【解析】
【小问1详解】
根据题意可知,电动机两端电压等于电源路端电压减去定值电阻R上的电压,则有
代入数据解得
【小问2详解】
电动机消耗的电功率
线圈发热功率
输出的机械功率
【小问3详解】
根据闭合电路欧姆定律可得,路端电压
电源的效率
16. 质量m=0.02 kg的子弹以v0=500 m/s的水平速度射入静止在粗糙水平地面上、质量M=0.98 kg的木块中,并留在木块内一起运动,子弹与木块的作用时间极短,可忽略摩擦力的冲量。取 。求:
(1)子弹与木块的共同速度大小;
(2)子弹射入木块过程中系统损失的机械能;
(3)若木块与地面间的动摩擦因数μ=0.5,求二者一起滑行的距离。
【答案】(1)10 m/s
(2)2450J (3)10 m
【解析】
【小问1详解】
子弹射入木块的过程时间极短,这一瞬间地面对木块的摩擦力以及重力、支持力的冲量都可以忽略,因此子弹与木块组成的系统在水平方向上动量守恒;
取子弹初速度方向为正方向,设共同速度为,由动量守恒定律得
解得
代入数据得
【小问2详解】
子弹射入木块的过程中,子弹与木块之间有相对滑动、摩擦生热,系统的机械能不守恒;系统损失的机械能等于它初、末动能之差
系统的初动能(只有子弹有动能)
代入得
系统的末动能
代入得
故损失的机械能
代入得
这部分机械能转化为子弹与木块的内能。
【小问3详解】
子弹与木块一起向右滑行时,竖直方向受力平衡,地面对木块的支持力
木块受到的滑动摩擦力
方向与运动方向相反
由牛顿第二定律得二者一起滑行的加速度大小
代入得
此后二者做匀减速直线运动,末速度为零,由
得滑行距离
代入数据得
17. 波源位于x=0处的质点在t=0时刻开始沿y轴正方向做简谐运动,振幅A=5 cm,周期T=0.4 s,形成的简谐横波沿x轴正方向传播,波速大小v=10 m/s。求:
(1)该波的波长;
(2)t=0.6 s时刻,x=5 m处质点的位移和速度;
(3)0~0.6 s内,x=3 m处质点通过的路程;
(4)波源质点的振动方程(位移y以cm为单位,以t=0为计时起点)。
【答案】(1)4 m (2)5 cm,沿y轴正方向;速度为0
(3)15 cm (4)y=5sin(5πt)cm
【解析】
【小问1详解】
根据波长、波速和周期的关系
解得
【小问2详解】
波传到处所需时间
到t=0.6 s时其振动时间为
介质中各质点的起振方向与波源的起振方向相同,均沿y轴正方向,故t=0.6 s时该质点恰好到达正向最大位移处,位移,速度为0。
【小问3详解】
波传到处所需时间
到t=0.6 s时其振动时间为
质点在一个周期内通过的路程为4A,故0~0.6 s内该质点通过的路程s=3A=15 cm
【小问4详解】
已知振幅,角频率
时波源在平衡位置、向正方向运动,初相位
因此振动方程为
18. 如图所示,质量的物块A从高的光滑斜面上由静止滑下,斜面底端与足够长的光滑水平面平滑连接。水平面上静置着质量的物块B,B的左端连接一根轻弹簧,B的右侧不远处有一竖直墙壁。弹簧始终处于弹性限度内,A、B均可视为质点,g取。求:
(1)A滑到斜面底端时的速度大小;
(2)弹簧被压缩至最短时弹簧储存的弹性势能;
(3)弹簧恢复原长时A、B各自的速度大小;
(4)B与墙壁发生弹性碰撞(碰后以原速率反弹)后,再次与A、弹簧相互作用至弹簧恢复原长,求A沿斜面上升的最大高度。
【答案】(1)
(2)
(3),
(4)
【解析】
【小问1详解】
A沿光滑斜面下滑,由机械能守恒得
解得A滑到斜面底端时的速度大小
【小问2详解】
弹簧被压缩至最短时A、B具有共同速度,由动量守恒得
解得
由系统机械能守恒得,最大弹性势能
【小问3详解】
从A接触弹簧到弹簧恢复原长的过程系统由动量守恒得
由机械能守恒得
由于
可得两物块交换速度,即,
【小问4详解】
B与墙壁弹性碰撞后以的速度反弹向左。
B与A再次通过弹簧相互作用,系统动量守恒、机械能守恒,因两物块质量相等,相互作用结束时交换速度,可得,
A物块速度方向向左。
A以的速度冲上光滑斜面,设上升的最大高度为,由机械能守恒得
解得
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