2024年2月份第4周
物理
一、单选题
1.5G移动网络正在悄悄改变着人们的生活。5G网络信号使用的通信频率在3.0GHz以上的超高频段和极高频段,4G网络使用的通信频率在0.3GHz~3.0GHz间的特高频段下列说法正确的是( )
A.4G、5G信号需要光导纤维进行传播
B.5G信号的频率比4G信号要大
C.4G信号比5G信号的波长更短
D.在真空中4G信号比5G信号的传播速度慢
2.如图所示,矩形区域内存在如图所示的磁场,区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场,区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场,一带正电的粒子由边的中点P处垂直于边射入磁场区域,粒子在区域内偏转30°后进入区域,粒子恰好未从边射出.已知边长为边长为.不计粒子重力,则粒子在区域内运动的半径为( )
A. B. C. D.
3.如图所示,半径为R的圆形区域内存在一垂直于纸面向外的匀强磁场,粒子源M位于磁场边界上,可平行于纸面沿各个方向向磁场区域内射入速率均为v的同种带正电的粒子,在磁场中运动时间最长的粒子速度方向偏转了120°.已知粒子的质量为m、电荷量为q,不计粒子重力及粒子之间的相互作用.则匀强磁场的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
4.如图所示,半圆柱体P、小圆柱体Q及竖直挡板MN均处于静止状态,MN恰好与相切。已知半圆柱体P的半径为4R,光滑小圆柱体Q质量为m、半径为R,重力加速度为g。则下列说法正确的是( )
A.Q对P的压力为
B.Q对挡板的压力为
C.若挡板水平向右缓慢移动一小段距离且P仍静止时,P受到地面的摩擦力增大
D.若挡板水平向右缓慢移动一小段距离且P仍静止时,P受到地面的支持力增大
5.公园观光缆车备受游客喜爱。如图所示,缆车索道全长320m。若将缆车的运动看成直线运动,启动和刹车过程中缆车的加速度大小均为,缆车匀速运动的速度为2m/s,缆车由静止出发到最终停下,通过索道全程的运动分为匀加速、匀速、匀减速三个阶段,则( )
A.缆车匀加速运动的时间为20s B.缆车匀加速运动的位移大小为20m
C.缆车匀速运动的时间为160s D.缆车全程运动的时间为170s
6.在救援中,无人机被广泛用来定点投放物资。有三架无人机a、b、c悬停在空中,分别将悬挂的物资由静止释放,已知a、b、c离地面的高度之比,不计空气阻力,则( )
A.物资下落到地面的时间之比为
B.物资下落到地面的时间之比为
C.物资到达地面时的速度大小之比是
D.物资到达地面时的速度大小之比是
7.气垫导轨上的滑块上安装了宽度为2.0cm、数字计时器的遮光条。如图,滑块在牵引力作用下先后光电门2光电门1通过两个光电门,配套的数字计时器记录了遮光条通过第一光电门的时间为0.20s,通过第二个光电门的时间为0.05s,遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间t为2.5s,试估算滑块的经过第一个光电门的速度为( )
A.0.40m/s B.0.10m/s C.0.25m/s D.0.008m/s
8.红绿灯路口测速装置的原理如图甲所示,B为发射超声波的固定小盒子,工作时小盒子B向匀速直线运动的小车发出短暂的超声波脉冲,超声波速度为,脉冲被小车反射后又被小盒子B接收,从小盒子B发射超声波开始计时,经时间再次发射超声波脉冲,图乙是连续两次发射的超声波的图像。则下列说法正确的是( )
A.小车的平均速度为
B.若,可以分析出小车在靠近超声波发射器
C.脉冲第一次被运动的小车反射时,小车距离B的距离
D.脉冲第二次被运动的小车反射时,小车距离B的距离
9.有研究表明,当兴奋情绪传播时,在人的体表可以测出与之对应的电势变化。某一瞬间人体表面的电势分布图如图所示,图中实线为等差等势面,标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势,a、b、c、d为等势面上的点,该电场可等效为两等量异种电荷产生的电场,a、b为两电荷连线上对称的两点,c、d为两电荷连线中垂线上对称的两点。下列说法中正确的是( )
A.a、b两点的电场强度大小相等,方向相反
B.c点的电势大于d点的电势
C.将带正电的试探电荷从b点移到d点,电场力做负功
D.负电荷在c点的电势能小于在a点的电势能
10.某学校门口的车牌自动识别系统如图所示,闸杆水平时距水平地面高为1m,可绕转轴O在竖直面内匀速转动,自动识别区到的距离为6.6m,汽车匀速驶入自动识别区,自动识别系统识别的反应时间为0.2s,闸杆转动的角速度为。若汽车可看成高1.6m的长方体,闸杆转轴O与汽车左侧面的水平距离为0.6m,要使汽车顺利通过闸杆(车头到达闸杆处视为通过闸杆),则汽车匀速行驶的最大允许速度为( )
A.3m/s B.2m/s C.5m/s D.4m/s
11.一辆汽车沿平直公路向东行驶,如图所示是该汽车的速度计,在汽车内的观察者观察速度计指针的变化,开始时指针指在如图甲所示的位置,经过2s后指针指示到如图乙所示的位置,那么它的加速度最接近( )
A. B. C. D.
12.如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是( )
A.如图a,汽车以一定速率通过拱桥的最高点时处于超重状态
B.图b所示是一圆锥摆,增大θ,但保持圆锥的高度不变,则圆锥摆的角速度减小
C.如图c,同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后做匀速圆周运动,则在A、B两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小均相等
D.如图d,火车转弯超过规定速度行驶时,外轨对外轮缘会有挤压作用
13.投壶是从先秦延续至清末的中国传统礼仪和宴饮游戏,《礼记传》中提到:“投壶,射之细也。宴饮有射以乐宾,以习容而讲艺也。”如图所示,甲、乙两人沿水平方向各投出一支箭,箭尖插入壶中时与水平面的夹角分别为53°和37°;已知两支箭质量相同,忽略空气阻力、箭长、壶口大小等因素的影响,,。下列说法正确的是( )
A.若两人站在距壶相同水平距离处投壶,甲所投箭的初速度比乙的小
B.若两人站在距壶相同水平距离处投壶,乙所投的箭在空中运动时间比甲的长
C.若箭在竖直方向下落的高度相等,则甲所射箭落入壶口时速度比乙大
D.若箭在竖直方向下落的高度相等,则甲投壶位置距壶的水平距离比乙大
14.如图甲所示,计算机键盘为电容式传感器,每个键下面由相互平行间距为d的活动金属片和固定金属片组成,两金属片间有空气间隙,两金属片组成一个平行板电容器,如图乙所示。其内部电路如图丙所示,已知平行板电容器的电容可用公式计算,式中k为静电力常量,为相对介电常数,S表示金属片的正对面积,d表示两金属片间的距离,只有当该键的电容改变量大于或等于原电容的50%时,传感器才有感应,则下列说法正确的是( )
A.按键的过程中,电容器处于放电状态
B.按键的过程中,电容器两端的电压增大
C.按键的过程中,图丙中电流方向从a流向b
D.欲使传感器有感应,按键需至少按下
15.如图,每一级台阶的高为a,宽为,某同学用发射器(忽略大小)从第1级台阶边缘向右水平弹射一个可以看作质点的小球,要使小球能落到第4级台阶上(小球没有与台阶顶点接触),取重力加速度为g,则弹射速度v可能是( )
A. B. C. D.
16.当带电云层接近地面时,地面上的物体受其影响会感应出异种电荷,为了避免遭受雷击,在高大的建筑物上安装尖端导体—避雷针。图为带电云层和避雷针之间电场线的分布示意图,有一个带电粒子(不计重力)从A点运动到B点,则以下说法正确的是( )
A.粒子带正电
B.电场强度
C.粒子的动能
D.当带电云层靠近地面的过程中,避雷针会有自下而上的电流
二、计算题
17.一质量为的物体放置在水平板上,抬升板的左端,当倾角为θ时,物体恰能沿板向下做匀速直线运动,如图甲所示,已知,接触面间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力的大小,,.
(1)求物体与板之间的动摩擦因数μ;
(2)将板恢复到水平位置,对物体施加水平向右的恒力,物体在板上做匀速直线运动,如图乙所示,求的大小;
(3)将板恢复到水平位置,对物体施加与水平方向夹角为的恒力使物体在板上做匀速直线运动,如图丙所示,求的大小。
18.如图所示,一矩形金属框架与水平面成角,宽,上、下两端各有一个电阻,框架的其他部分电阻不计,框架足够长,垂直于金属框架平面的方向有一向上的匀强磁场,磁感应强度.为金属杆,与框架良好接触,其质量,电阻,杆与框架的动摩擦因数.杆由静止开始下滑,在速度达到最大的过程中,上端电阻产生的热量(取,,).求:
(1)流过ab金属杆的最大电流;
(2)从开始到速度最大的过程中ab杆沿斜面下滑的距离;
19.ETC是高速公路上不停车电子收费系统的简称。如图所示,汽车进入收费站正常行驶的速度,如果过人工收费通道,需要在收费站中心线处减速至0,经过20s缴费后,再加速至18m/s后正常行驶;如果过ETC通道,需要在中心线前方12m处减速至,匀速到达中心线后,再加速至18m/s后正常行驶。设汽车加速和减速的加速度大小均为。
(1)通过ETC通道,减速经过多长时间?
(2)通过人工收费通道,比正常行驶耽搁多长时间?
(3)求汽车通过ETC通道比通过人工收费通道节约多少时间?
20.在竖直平面内建立如图所示的直角坐标系,第一、二象限内有水平向左、大小相等的匀强电场,第三、四象限内有磁感应强度大小为B、方向垂直于坐标平面向里的匀强磁场,在y轴的某个适当的位置放置有水平绝缘光滑的小支架,支架上静止放置一质量为m、不带电的金属小球a,另一与小球a一样大、质量为,带电荷量为q的金属小球b从x轴的某点,垂直于x轴以速度竖直向上射入第一象限,运动一段时间后以速度沿x轴负方向与小球a发生弹性碰撞且电荷量发生转移,过了一段时间小球a从x轴上的某点进入第三象限,不计两球间的库仑力及空气阻力,重力加速度大小为g.
(1)求小球a从x轴上某点进入磁场时的该点的位置坐标.
(2)若,求小球a第一次在磁场中运动离x轴的最远距离和最大速度.
21.如所示,在平直公路上,小汽车正以的速度匀速行驶,司机突然发现前方处有一货车正以的速度同向匀速行驶。若该小汽车在该平直公路上以20m/s的速度匀速行驶,则刹车后经过50m的距离停下,小汽车刹车过程可认为是匀减速直线运动。
(1)求小汽车刹车过程的加速度大小;
(2)小汽车司机发现大货车时立即刹车(不计小汽车司机的反应时间),若不会发生撞车事故,求经过多长时间两车相距最近及最近距离的大小;若会发生撞车事故,求经过多长时间相撞。
22.水平放置的两根平行金属导轨和,导轨两端和两点分别连接电阻和,组成矩形线框,如图所示放在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为,一根电阻为的导体棒接在两根金属轨上,在外力作用下以4m/s的速度向右匀速运动,若电阻,,,导轨的电阻不计。
(1)导体棒中产生的感应电动势的大小是多少
(2)导体棒中产生的感应电流的大小是多少
三、实验题
23.如图甲所示为某实验兴趣小组在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。
(1)实验主要步骤如下,下列做法正确的是_____________。
A.实验时,先放开小车再接通打点计时器的电源
B.实验时需要满足槽码的质量远小于小车的质量
C.每次通过增减小车上的砝码改变小车质量时,都需要重新调节木板倾角
D.补偿阻力时,把远离定滑轮一侧的木板垫高,调节木板的倾角,使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板匀速运动
(2)实验中得到如图乙所示的一条纸带,两计数点之间还有四个点没有画出,已知交流电的频率为50Hz,根据纸带可求出打下D点时小车的瞬时速度大小为__________m/s,小车的加速度大小为_________.(结果均保留三位有效数字)
(3)实验时,某同学遗漏了补偿阻力这一步骤,若长木板水平,保持槽码质量m不变,改变小车总质量M,测得多组数据作图像如图丙所示,小车所受拉力可认为近似等于槽码的重力。设图中直线的斜率为k,在横轴上的截距为b,重力加速度为g,则小车与长木板间的动摩擦因数_________(用给出的字母k、b、g表示)。
24.为了验证碰撞中的动量守恒,某同学选取两个体积相同、质量不等的小球,按下述步骤做实验:
①按照如图所示,安装好实验装置,将斜槽AB固定在桌边,使槽的末端点B的切线水平,将一长为L的斜面固定在斜槽右侧,O点在B点正下方,P点与B点等高;
②用天平测出两个小球的质量分别为和;
③先不放小球,让小球从斜槽顶端A点处由静止开始滚下,记下小球在斜面上的落点位置;
④将小球放在斜槽末端点B处,让小球从斜槽顶端A点处由静止滚下,使它们发生碰撞,记下小球和小球在斜面上的落点位置;
⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到O点的距离,图中C、D、E点是该同学记下的小球在斜面上的落点位置,到O点的距离分别为、、。
(1)小球的质量关系应为________(填“>”“=”或“<”)。
(2)小球与发生碰撞后,小球的落点应是图中的________点。
(3)用测得的物理量来表示,只要满足关系式________,则说明碰撞中动量是守恒的。
25.某同学利用如图甲所示装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。
(1)在该实验中,下列说法正确的是______。(多选)
A.测量弹簧原长时应该把弹簧水平放置
B.用钩码所受重力的大小来代替弹簧弹力的大小,这样做依据的物理规律是牛顿第三定律
C.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力时,应保证弹簧处于竖直位置且平衡
D.应记录下弹簧在不同弹力下伸长的长度(弹力等于钩码的重力)
(2)某次实验中弹簧的长度如图乙所示,此时的读数为______cm;他通过实验得到如图丙所示钩码质量m与弹簧长度x的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长______cm,劲度系数______。
(3)该同学后来继续加钩码,记录数据,继续在图像上描点,发现图像不再是线性关系,是因为______。
(4)考虑到重力对竖直放置弹簧的影响,该实验方案得到的弹簧劲度系数与实际值相比______(填“偏小”、“相同”或“偏大”)。
参考答案
1.答案:B
解析:A.电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播,故A错误;
B.根据题意可知,5G网络信号频率高于4G,故B正确;
C.根据可知,4G信号比5G信号的波长更长,故C错误;
D.真空中电磁波传播速度均相同,故D错误。
故选B。
2.答案:A
解析:由几何关系可知,粒子运动的轨迹如图所示,粒子在区域内偏转了30°,可知其圆心为b点,其运动的轨迹半径为L,设粒子在区域内运动的半径为r,由几何关系可知,解得,A正确.
3.答案:B
解析:如图所示,设圆形磁场区域圆心为O,过O点作直径的垂线,与过M点速度方向的垂线交于点,即粒子轨迹的圆心,已知粒子速度偏转角为120°,故轨迹圆心角为120°,可知,由几何关系可知粒子轨迹半径,由,解得,解得,B正确.
4.答案:C
解析:AB.对小圆柱体Q受力分析,如图所示
根据几何关系可得
根据平衡条件可得挡板对Q的弹力为
根据平衡条件可得P对Q的支持力为
根据牛顿第三定律Q对P的压力为,Q对挡板的压力为,故AB错误;
CD.以半圆柱体P、小圆柱体Q为整体受力分析可得
若挡板水平向右缓慢移动一小段距离且P仍静止时,θ减小,P受到地面的摩擦力增大,P受到地面的支持力不变,故C正确,D错误。
故选C。
5.答案:D
解析:A.缆车匀加速运动的时间为
选项A错误;
B.缆车匀加速运动的位移大小为
选项B错误;
CD.减速的时间和位移与加速运动时的时间和位移相等,则
解得缆车匀速运动的时间为
缆车全程运动的时间为
选项C错误,D正确。
故选D。
6.答案:B
解析:AB.根据
可知,物资下落到地面的时间之比为,选项B正确,A错误;
CD.根据
可知物资到达地面时的速度大小之比是,选项CD错误。
故选B。
7.答案:B
解析:遮光条宽度较小,则通过第一个光电门的速度为
故选B。
8.答案:A
解析:C.由乙图可知,脉冲第一次被运动的物体反射时,小车距离B的距离为
故C错误;
D.脉冲第二次被运动的物体反射时,小车距离B的距离
故D错误;
B.若,说明小盒子B与小车的距离在增加,则物体在远离超声波发射器,故B错误;
A.由题可知小车通过位移为时,所用时间为
小车的平均速度为
故A正确。
故选A。
9.答案:C
解析:A.该电势分布图可等效为等量异种电荷产生的,a、b为两电荷连线上对称的两点,根据等量异种电荷的电场的特点,可以判断、这两个对称点的电场强度大小相等、方向相同,故A错误;
B.c、d两点位于同一条等势线上,则c点的电势等于d点的电势,故B错误;
C正电荷在电势高的地方电势能大,所以将带正电的试探电荷从电势低b点移到电势高d点,电场力做负功,电势能增加,故C正确;
D负电荷在电势低的地方电势能大,所以负电荷在电势低的c点的电势能大于在电势高的a点的电势能,故D错误。
故选C。
10.答案:A
解析:
11.答案:B
解析:汽车的加速度为
故选B。
12.答案:D
解析:A.汽车通过拱桥的最高点时,汽车的加速度方向向下,汽车处于失重状态,故A错误;
B.根据牛顿第二定律,有
解得
增大θ,但保持圆锥的高度不变,则圆锥摆的角速度不变,故B错误;
C.同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动,设圆锥筒的母线与竖直方向的夹角为θ,根据竖直方向受力平衡可得
所以小球在两位置所受支持力相等;
水平方向,根据牛顿第二定律,有
所以
所以小球在A位置角速度小于B位置角速度,故C错误;
D.火车转弯超过规定速度行驶时,重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力,外轨对外轮缘会有挤压作用,故D正确。
故选D。
13.答案:A
解析:AB.设箭的水平初速度为v,入壶时与水平方向的夹角为θ,则有
由于
所以
若两人站在距壶相同水平距离处投壶,即时,则,根据
可知,即甲所投的箭在空中运动时间比乙的长;根据
可知,即甲所投箭的初速度比乙的小,故A正确、B错误;
CD.若箭在竖直方向下落的高度相等,即时,则,即甲投壶置距壶的水平距离比乙小;根据
可知,根据
可知,则射箭落入壶口时的速度
即甲所射箭落入壶口时速度比乙小,故CD错误。
故选A。
14.答案:D
解析:ABC.根据电容计算公式
得,按键过程中,d减小,C增大,U不变,根据得Q增大,电容器充电,电流方向从b流向a,故ABC错误;
D.按键过程中,d减小,电容C增大,当电容至少增大为原来的倍时,传感器才有感应,根据
得,板间距离至少为,所以按键需至少按下,故D正确。
故选D。
15.答案:A
解析:将各个台阶的顶点用直线连接起来,将台阶等效为斜面,如图所示
小球做平抛运动,则有
,
解得
由于每一级台阶的高为a,宽为,小球能落到第4级台阶上,且小球没有与台阶顶点接触,则有
,
可知,弹射速度v可能是。
故选A。
16.答案:C
解析:A.带电粒子运动轨迹弯曲方向的内侧且与电场线相切,即为受力方向,由于受力方向与电场方向相反,故该粒子带负电,A错误;
B.由电场线的疏密可知场强的强弱,故
B错误;
C.由于粒子带负电荷,受力方向与运动方向夹角为钝角,A到B的过程中电场力做负功,故粒子的动能
C正确;
D.根据图像可知,云层带正电,根据静电感应原理,避雷针上自由电子运动方向自下而上,所以电流方向自上而下,D错误。
故选C。
17.答案:(1)0.5(2)10N(3)20N
解析:(1)由平衡可知
解得动摩擦因数
(2)物体在水平板上做匀速直线运动,则
(3)由平衡可知
解得
18.答案:(1)0.5A(2)11.56m
解析:(1)当导体棒做匀速运动时,速度最大,感应电流最大,
则有
解得:
(2)据题意,有,电路中产生的总热量为
感应电动势为
此时杆的速度为
由能量关系得:
得杆下滑的路程:
19.答案:(1)3s(2)24.5s(3)
解析:(1)通过ETC通道,减速时间由可得
(2)通过人工收费通道减速过程有
加速过程有
,
全过程
,
若正常行驶通过则
所以通过人工收费通道,比正常行驶耽搁的时间为
(3)汽车通过ETC通道减速过程
,
匀速过程有
加速过程
,
全过程
,
所以汽车通过ETC通道比通过人工收费通道节约的时间为
20.答案:(1)(2);
解析:(1)小球b从进入电场到与小球a碰撞这一过程,水平方向上做匀加速直线运动,竖直方向上做竖直上抛运动,故在竖直方向有
设电场强度为E,在水平方向上有
小球b与小球a发生弹性碰撞,有
因为两球碰撞,根据接触带电的电荷分配规律,小球α带电荷量为,小球b带电荷量为.小球a在第二象限竖直方向做自由落体运动,水平方向做匀加速直线运动,根据运动的对称性可知,小球a在到达x轴负半轴所用时间与小球b从进入电场到与小球a相碰时间相同,即时间为.竖直方向上的速度也为,在水平方向上有
解得
所以其进入磁场的位置坐标为
(2)由上一问分析可知小球a竖直方向速度为(方向水平向下),水平方向速度为(方向水平向左).小球a进入磁场时,受到洛伦兹力以及重力,将小球a的速度分解为水平向右的大小为的速度和方向与x轴负半轴成θ角,大小为
其中有
解得
即粒子在磁场中的运动可分解为水平向右的匀速直线运动和入射速度为、方向与x轴负半轴夹角的正切值为的在磁场中的匀速圆周运动,由牛顿第二定律得
解得
由几何关系可知,小球第一次在磁场中运动离x轴最远距离为
此时小球a的速度最大,为
21.答案:(1)(2)不会发生撞车;3s;7m
解析:(1)小汽车刹车过程的加速度大小
(2)当两车共速时距离最近,则
解得
此时小汽车的位移
货车的位移
因
则不会发生撞车事故,最小距离为
22.答案:(1)2.4V(2)6A
解析:(1)由题意可知,,由电磁感应定律,可得导体棒PQ中产生的感应电动势的大小是
(2)由题图可知,外电路的电阻为
由闭合电路欧姆定律,可得导体棒PQ中产生的感应电流的大小是
23.答案:(1)BD(2)1.18;1.93(3)
解析:(1)A.为打点稳定,实验时,应先接通打点计时器的电源再放开小车,故A错误;
B.为使绳子的拉力等于小车的合外力,实验时需要满足槽码的质量远小于小车的质量,故B正确;
C.平衡摩擦力后,斜面倾角满足
每次通过增减小车上的砝码改变小车质量时,不需要重新调节木板倾角,故C错误;
D.补偿阻力时,把远离定滑轮一侧的木板垫高,调节木板的倾角,使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板匀速运动,故D正确。
故选BD。
(2)相邻两计数点的时间间隔为
根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度,打下D点时小车的瞬时速度大小为
根据逐差法求出小车的加速度大小为
(3)根据牛顿第二定律
整理得
图像的斜率为
图像的横截距满足
解得小车与长木板间的动摩擦因数为
24.答案:(1)>(2)C(3)
解析:(1)为了防止入射球碰后反弹,则与的质量关系满足
(2)小球与发生碰撞后,小球的速度减小,因此碰撞后小球的落点应低于未碰撞前小球的落点,故碰撞后小球的落点只能是C点或D点。若碰撞后小球的落点是D点,则碰撞前小球的落点是E点,则C点是碰撞后小球的落点,这与碰撞后小球在小球的后面、小球的速度小于小球的速度的实际情况不符,故碰撞后小球的落点应是图中的C点;
(3)设落地点所对应的水平速度分别为、、,若碰撞过程中动量守恒,则
设斜面与水平面的夹角为θ,则小球下落到C点的下落高度为
小球下落到C点的所用时间为
小球下落到C点的水平位移为
故
同理可得
代入动量守恒式可得
即满足上式则说明碰撞中动量是守恒的。
25.答案:(1)CD(2)25.82/25.81/25.83;4;70(3)超出弹性限度(4)相同
解析:(1)A.测量弹簧原长时应该把弹簧竖直放置,故A错误;
B.用钩码所受重力的大小来代替弹簧弹力的大小,这样做依据是平衡条件,故B错误;
C.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力时,应保证弹簧处于竖直位置且平衡,故C正确;
D.应记录下弹簧在不同弹力下伸长的长度(弹力等于钩码的重力),故D正确。
故选CD。
(2)分度值是0.1cm,此时的读数为25.82cm,图像与横轴的交点为弹簧的原长,弹簧的原长为
4cm
劲度系数为
(3)该同学后来继续加钩码,记录数据,继续在图像上描点,发现图像不再是线性关系,是因为超出弹性限度。
(4)该实验方案得到的图像斜率不变,弹簧劲度系数与实际值相比相同。