安徽省合肥市重点中学2023-2024高二上学期物理素质拓展6（答案）

合肥市重点中学2023-2024学年高二上学期物理素质拓展6
一．选择题（本题共10小题，共46分．1-7题为单选题，每小题4分；8-10题为多选题，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）．
1．如图所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短，现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象（系统），则此系统在从子弹即将射入木块到弹簧压缩至最短的过程中（ ）
A．动量守恒，机械能守恒 B．动量不守恒，机械能不守恒
C．动量守恒，机械能不守恒 D．动量不守恒，机械能守恒
2．如图所示，不可伸长的轻绳一端悬挂在天花板上的O点，另一端系着质量为的小球，给小球一定的速度v,使之在水平面内做周期为T的匀速圆周运动．不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．小球运动半周的过程中，动量不变 B．小球运动半周的过程中，合力的冲量大小为
C．小球运动一周的过程中，重力的冲量为零 D．小球运动一周的过程中，拉力的冲量为零
3．如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动．以平衡位置O为原点，建立轴．向右为x的轴的正方向．若振子位于N点时开始计时，则其振动图象为（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示，半径为R的圆盘边缘有一钉子B,在水平光线下，圆盘的转轴A和钉子B在右侧墙壁上形成影子O和P,以O为原点在竖直方向上建立x坐标系．时从图示位置沿逆时针方向匀速转动圆盘，角速度为ω，则P做简谐运动的表达式为（ ）
A． B．
C． D．
5．光滑的水平面叠放有质量分别为m和的两木块，下方木块与一劲度系数为k的弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上，如图所示．已知两木块之间的最大静摩擦力为f，为使这两个木块组成的系统象一个整体一样地振动，系统的最大振幅为（ ）
A． B． C． D．
6．如图所示，一轻质弹簧上端固定，下端悬挂质量为m的小球，小球静止在O点．现用力将小球竖直向下缓慢拉动到M点（图中未画出）后由静止释放，小球恰好能上升到弹簧原长位置N．已知由M点第一次到达N点所经历的时间为t,重力加速度为g．下列说法正确的是（ ）
A．小球被拉到M点静止时，竖直向下的拉力大小为
B．小球由M点第一次运动到O点所用时间为
C．小球由M点运动到O点的过程中与由O点运动到N点的过程中，弹簧弹力的冲量相等
D．小球由M点运动到O点的过程中与由O点运动到N点的过程中，弹簧弹力做的功相等
7．如图所示，一个质量为m的半圆槽形物体P放在光滑水平面上，半圆槽半径为R,一小物块Q质量为，从半圆槽的最左端与圆心等高位置无初速释放，然后滑上半圆槽右端，各接触面均光滑，Q从释放到滑至半圆槽右端最高点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．P、Q组成的系统满足动量守恒 B．P的位移大小为
C．Q滑至最低点时的速度为 D．Q的位移大小为
8．如图甲所示，一轻弹簧的两端分别与质量为和的两物块相连接，并且静止在光滑的水平面上．现使瞬间获得水平向右的速度,以此刻为计时零点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图像信息可得（ ）
A．在、时刻弹簧处于原长状态
B．时刻两物体达到共速，弹簧被压缩到最短
C．两物块的质量之比为
D．在时刻两物块的动能大小之比为
9．某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为,则质点（ ）
A．第末与第末的位移相同 B．第末与第末的速度相同
C．第末至第末的位移方向都相同 D．第末至第末的速度方向都相同
10．一振子沿x轴做简谐运动，平衡位置在坐标原点．时振子的位移为时位移为,则（ ）
A．若振幅为,振子的周期可能为 B．若振幅为,振子的周期可能为
C．若振幅为,振子的周期可能为 D．若振幅为,振子的周期可能为
二．非选择题（共54分．其中第11题14分，第12题10分，第13题14分，第14题16分）．
11．在“用单摆测重力加速度”的实验中，某同学的主要操作步骤如下：
a．取一根符合实验要求的摆线，下端系一金属小球，上端固定在O点；
b．在小球静止悬挂时测量出O点到小球球心的距离1；
c．拉动小球使细线偏离竖直方向一个不大的角度（约为），然后由静止释放小球；
d．用秒表记录小球完成n次全振动所用的时间t．
①用所测物理量的符号表示重力加速度的测量值，其表达式为________________________；
②如果已知摆球直径为,让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂．如图1所示，那么单摆摆长是__________．如果测定了40次全振动是时间如图2中秒表所示，那么单摆的摆动周期是__________s．
图1 图2 图3
③若测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是__________．（选填下列选项前的序号）
A．测量摆长时，把摆线的长度当成了摆长
B．摆线上端未牢固地固定于O点，振动中出现松动，使摆线越摆越长
C．测量周期时，误将摆球次全振动的时间t记为了n次全振动的时间，并由计算式求得周期
D．摆球的质量过大
④在与其他同学交流实验方案并纠正了错误后，为了减小实验误差，他决定用图象法处理数据，并通过改变摆长，测得了多组摆长1和对应的周期T,并用这些数据作出图象如图3所示．图线斜率的意义__________．
A． B． C．g D．
⑤在题④中，利用图线上任意两个点a、b的坐标计算重力加速度的公式是________________________．
⑥在题④中，如果在描点时若误将摆线长当做摆长，那么画出的直线将不通过原点，由图线斜率得到的重力加速度与正常相比，将产生哪一种结果？__________
A．不变 B．偏大 C．偏小 D．都有可能．
12．质量为和的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其位移一时间图像如图所示．
（1）若,则等于多少？
（2）两个物体的碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞？
13．如图甲，O点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与O点之间．现将摆球拉到A点，释放摆球，摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置．图乙表示细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，图中为摆球从A点开始运动的时刻，g取．
（1）求单摆的振动周期和摆长；
（2）求摆球的质量；
（3）求摆球运动过程中的最大速度．
14．如图所示，质量为的滑道静止在光滑的水平面上，滑道的AB部分是半径为的四分之一圆弧，圆弧底部与滑道水平部分相切，滑道水平部分右端固定一个轻弹簧，滑道部分粗糙，长为,动摩擦因数,其余部分均光滑．现让质量为的物块（可视为质点）自A点由静止释放，此后整个运动过程中弹簧始终处于弹性限度内，取,求：
（1）物块第一次到达B点时的速度大小;
（2）在整个运动过程中，弹簧具有的最大弹性势能;
（3）物块最终停止的位置和弹簧被压缩的总次数N．
高二物理素质拓展6答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
B B A B C B C AD AD AD
11．①；②88.80,1.89；③C；④B；⑤；⑥A．
12．解：（1）
碰前速度为碰后的速度为
取碰撞前的速度方向为正方向，由动量守恒定律得
代入数据解得
（2）解得故碰撞过程是弹性碰撞．
13．解：（1）小球在一个周期内两次经过最低点，根据该规律
由单摆的周期公式为
解得
（2）（3） ．
14．解：（1） 联立解得：
（2）系统初动量为零，根据系统水平方向动量守恒可知，弹簧压缩量最大时，物块和滑道的速度均为零．物块每次经过段系统损耗的机械能
弹簧第一次被压缩至最短时，具有最大的弹性势能，依能量守恒有：
代入数据解得：
（3）系统机械能最终被摩擦生热损耗，设物块在段运动的总路程为s,对整个过程有：代入数据解得：
每次通过粗糙部分走过的路程为L,故物块在段运动的次数（次）
考虑到运动过程，可知系统静止时物块最终停在D点，期间弹簧总共被压缩7次．