1、20232024 学年第一学期期中试卷学年第一学期期中试卷高高 二二 物物 理理2023.11（考试时间（考试时间 75 分钟分钟,总分总分 100 分）分）注意事项：注意事项：1.答题前答题前，考生务必用黑色签字笔将自己的姓名和考试号填写在答题卷上考生务必用黑色签字笔将自己的姓名和考试号填写在答题卷上，并用并用 2B 铅笔填涂铅笔填涂考试号下方的涂点考试号下方的涂点.2.选择题每小题选出答案后，用选择题每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卷上对应的答案信息点涂黑铅笔把答题卷上对应的答案信息点涂黑.如需改动，用橡如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案皮擦干净后，再选涂其他答案.答案写在试题
2、卷上无效答案写在试题卷上无效.3.非选择题必须用非选择题必须用 0.5mm 黑色签字笔作答，必须在答题卷上各题目的答题区域作答黑色签字笔作答，必须在答题卷上各题目的答题区域作答.超出答超出答题区域书写的答案无效题区域书写的答案无效.在试题纸上答题无效在试题纸上答题无效.第第 卷选择题（卷选择题（共共 40 分分）一、一、单项选择题：单项选择题：共共 10 题，题，每题每题 4 分，分，共共 40 分，分，每题只有一个选项最符合题意每题只有一个选项最符合题意.1.一单摆做简谐运动，在偏角增大的过程中，摆球的（）A.位移减小B.速度增大C.回复力增大D.机械能增大2.如图所示，两个单匝线圈 a、b
3、 的半径分别为 r 和 2r.圆形匀强磁场 B 的边缘恰好与 a 线圈重合，则穿过 a、b 两线圈的磁通量之比为()A.11B.12C.14D.413.下列四幅图所描述的情境，能够产生感应电流的是（）A.甲图中，与干电池连接的左侧线圈开关保持闭合B.乙图中，条形磁铁快速穿过有缺口的线圈C.丙图中，线圈在匀强磁场中垂直于磁场方向向右运动，线圈始终在磁场内D.丁图中，线圈绕轴线 AB 转动4.如图是三根平行直导线的截面图，若它们的电流大小都相同，B、D 中电流垂直纸面向里，C 中电流垂直纸面向外如果ABACAD，则 A 点的磁感应强度的方向（）A.垂直纸面向外B.垂直纸面向里C.由 A 指向 BD
4、由 A 指向 D5.如图甲所示为以 O 点为平衡位置，在 A、B 两点间运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图像，由图可知下列说法中正确的是（）A.在 t=0.2s 时，弹簧振子的加速度为正向最大B.在 t=0.1s 与 t=0.3s 两个时刻，弹簧振子的速度相同C.从 t=0 到 t=0.2s 时间内，弹簧振子做加速度增大的减速运动D.在 t=0.6s 时，弹簧振子有最小的位移6.图甲为某共振筛的示意图，电动偏心轮每转一周，给筛子一个驱动力，该共振筛的共振曲线如图乙所示。已知增大电压，可使偏心轮转速提高；增加筛子质量，可增大筛子的固有周期。下列说法正确的是（）A.该筛子的固有周期为 1
5、25sB.该筛子在共振状态下偏心轮的转速是 54r/minC.增加筛子质量，为达到共振需增大电压D.增大电压，共振时曲线的峰值将向左移动7.静止在湖面的小船上有两个人分别向相反方向水平抛出质量相同的小球，甲向左抛，乙向右抛，如图所示甲先抛，乙后抛，抛出后两小球相对岸的速率相等，若不计水的阻力，则下列说法中正确的是（）A.两球抛出后，船往左以一定速度运动，乙球受到的冲量大一些B.两球抛出后，船往右以一定速度运动，甲球受到的冲量大一些C.两球抛出后，船的速度为零，甲球受到的冲量大一些D.两球抛出后，船的速度为零，两球所受的冲量相等8.我国南方地区常用木槌把糯米饭打成糍粑。已知木槌质量为 18kg
6、木槌刚接触糍粑时的速度方向竖直向下，大小是 5m/s，打击糍粑 0.1s 后木槌静止，重力加速度 g 取 10m/s2，则木槌打击糍粑的平均作用力大小为（）A.180NB.900NC.1080ND.1800N9.如图所示为一款玩具“弹簧公仔”，该玩具由头部、轻弹簧及底座组成，已知公仔头部质量为 m，弹簧劲度系数为 k，底座质量为 0.5m。轻压公仔头部至弹簧弹力为 2mg 时，由静止释放公仔头部，此后公仔头部在竖直方向上做简谐运动。重力加速度为 g，弹簧始终在弹性限度内。下列说法中正确的是（）A.释放公仔头部瞬间的加速度大小为 2gB.弹簧恢复原长时，公仔头部的速度最大C.公仔头部做简谐运动
7、的振幅为mgkD.公仔头部运动至最高点时底座对桌面的压力为零10.如图，置于光滑水平面上的总质量为 2m 的小车左端固定一轻质弹簧，用细绳将质量为 m 的小物块压缩弹簧系在小车左端。此时小物块到小车最右端的距离为 L，弹簧内储存的弹性势能为pE。开始时小车处于静止状态，现烧断细绳，经时间 t，物块恰好能到达小车最右端。已知弹簧自然长度小于车长。下列说法正确的是（）A.当弹簧恢复原长时，物块的速度最大B.物块到达小车最右端时，小车向左移动的距离为3LC.物块、小车和弹簧组成的系统机械能守恒D.物块到达小车右端过程中，弹簧弹力对物块的冲量大小为p2EtL第第卷非选择题卷非选择题(共共 60 分分)
8、二二、非选择题非选择题：共共 5 题题，共共 60 分分.其中第其中第 12 题题第第 15 题解答时请写出必要的文字说明题解答时请写出必要的文字说明、方程方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位值和单位.11.某同学用如图所示装置做“验证动量守恒定律”实验。图中 O 是斜槽水平末端在记录纸上的垂直投影点，P 为未放被碰小球时入射小球的平均落点，M 为与被碰小球碰后入射小球的平均落点，N 为被碰小球的平均落点。（1）关于实验要点，下列说法正确的是（填选项字母）_。
9、A.安装轨道时，轨道末端必须水平B.实验过程中，复写纸、白纸都可以移动。C 入射小球的质量必须小于被碰小球的质量，两球的半径相同D.同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放（2）实验中，除测量平抛射程 OM、ON、OP 外，还必须测量的物理量有（填选项字母）_。A.测量入射小球质量1m和被碰小球质量2mB.测量抛出点距地面的高度 HC.测量 S 离水平轨道的高度 hD.测量入射小球半径1r和被碰小球半径2r（3）图乙是被碰小球的多次落点痕迹，由此可确定其落点的平均位置对应的读数为_cm。若测量的物理量在误差允许范围内满足关系式_，则入射小球和被碰小球碰撞前后的总动量守恒。（用（2）中测量
10、的物理量表示）若进一步研究该碰撞是否为弹性碰撞，还需要判断关系式_是否成立。（用OM、ON、OP 表示）12.如图所示，固定于水平面上的金属架 CDEF 处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒 MN 沿框架以速度 v向右做匀速运动。t=0 时，磁感应强度为 B0，此时 MN 到达的位置使 MDEN 构成一个边长为 L 的正方形。(1)求 t=0 时穿过 MDEN 回路的磁通量；(2)为使 MN 棒中不产生感应电流，从 t=0 开始，磁感应强度 B 应怎样随时间 t 变化？请推导出这种情况下 B与 t 的关系式。13.水流射向墙壁，会对墙壁产生冲击力。假设水枪喷水口的横截面积为 S，喷出水流的流速为
11、v，水流垂直射向竖直墙壁后速度变为 0。已知水的密度为，重力加速度大小为 g。求：(1)单位时间内水枪喷出的水的质量 m0；(2)墙壁受到的平均冲击力 f。14.如图甲，将一小球用细绳悬挂于固定悬点 O，将三高精度力传感器（不考虑质量）接在球与细线之间，小球静止悬停在 A 位置，一玩具枪在球左侧水平放置，枪口中心与球心等高。某时刻，玩具枪以一定初速度 v0发射质量为00.2gm 的水弹，水弹跟小球碰撞后，立即散开（可认为速度为 0）且碰撞时间很短可忽略，之后小球开始摆动，整个过程力传感器数据 F 随时间 t 变化的曲线如图乙所示，已知小球上摆的最大摆角很小，图中2s10t时刻为水弹与小球碰撞时
12、刻，小球摆动过程中始终不与枪相撞，忽略空气阻力，当地重力加速度 g 取 10m/s2，求：（1）摆球的质量 M；（2）小球摆动周期 T 和摆长 L；（3）水弹的初速度 v0；15.如图所示，一竖直固定的足够长的长直圆管内有一质量为 M 的静止薄圆盘，圆盘与管的上端口距离为l，一质量为13mM的小球从管的上端口由静止下落，并撞在圆盘中心，圆盘向下滑动，所受滑动摩擦力与其所受重力大小相等。小球在管内运动时与管壁不接触，圆盘始终水平，小球与圆盘发生的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。不计空气阻力，重力加速度大小为 g。求（1）第一次碰撞前瞬间小球的速度大小；（2）在第一次碰撞到第二次碰撞之间，小球与圆
13、盘间的最远距离；（3）第一次碰撞到第二次碰撞圆盘下落的距离与第二次碰撞到第三次碰撞圆盘下落的距离之比 k。20232024 学年第一学期期中试卷学年第一学期期中试卷高高 二二 物物 理理2023.11（考试时间（考试时间 75 分钟分钟,总分总分 100 分）分）注意事项：注意事项：1.答题前答题前，考生务必用黑色签字笔将自己的姓名和考试号填写在答题卷上考生务必用黑色签字笔将自己的姓名和考试号填写在答题卷上，并用并用 2B 铅笔填涂铅笔填涂考试号下方的涂点考试号下方的涂点.2.选择题每小题选出答案后，用选择题每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卷上对应的答案信息点涂黑铅笔把答题卷上对应的答案
14、信息点涂黑.如需改动，用橡如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案皮擦干净后，再选涂其他答案.答案写在试题卷上无效答案写在试题卷上无效.3.非选择题必须用非选择题必须用 0.5mm 黑色签字笔作答，必须在答题卷上各题目的答题区域作答黑色签字笔作答，必须在答题卷上各题目的答题区域作答.超出答超出答题区域书写的答案无效题区域书写的答案无效.在试题纸上答题无效在试题纸上答题无效.第第 卷选择题（卷选择题（共共 40 分分）一、一、单项选择题：单项选择题：共共 10 题，题，每题每题 4 分，分，共共 40 分，分，每题只有一个选项最符合题意每题只有一个选项最符合题意.1.一单摆做简谐运动，在偏角增大
15、的过程中，摆球的（）A.位移减小B.速度增大C.回复力增大D.机械能增大【答案】C【解析】【详解】摆角增大的过程中，摆球速度减小、位移增大，根据Fkx 可知，回复力增大，摆动过程中只有重力做功，机械能不变。故选 C。2.如图所示，两个单匝线圈 a、b 的半径分别为 r 和 2r.圆形匀强磁场 B 的边缘恰好与 a 线圈重合，则穿过 a、b 两线圈的磁通量之比为()A.11B.12C.14D.41【答案】A【解析】【详解】根据磁通量的定义，当B垂直于S时，穿过线圈的磁通量为=BS，其中S为有磁感线穿过区域的面积，所以图中a、b两线圈的磁通量相等，所以 A 正确；BCD 错误【名师点睛】本题主要注
16、意磁通量的计算公式中 S 的含义，它指的是有磁感线穿过区域的垂直面积3.下列四幅图所描述的情境，能够产生感应电流的是（）A.甲图中，与干电池连接的左侧线圈开关保持闭合B.乙图中，条形磁铁快速穿过有缺口的线圈C.丙图中，线圈在匀强磁场中垂直于磁场方向向右运动，线圈始终在磁场内D.丁图中，线圈绕轴线 AB 转动【答案】D【解析】【详解】A干电池是直流电源，与干电池连接的左侧线圈开关保持闭合，则左侧线圈电流不变，穿过右侧线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，故 A 错误；B条形磁铁快速穿过有缺口的线圈，线圈未形成闭合回路，无法产生感应电流，故 B 错误；C线圈在匀强磁场中垂直于磁场方向向右运动，线圈始
17、终在磁场内，穿过线圈的磁通量未发生变化，不会产生感应电流，故 C 错误；D线圈绕轴线 AB 转动，线圈形成了闭合回路且穿过线圈的磁通量发生变化，则会产生感应电流，故 D 正确。故选 D。4.如图是三根平行直导线的截面图，若它们的电流大小都相同，B、D 中电流垂直纸面向里，C 中电流垂直纸面向外如果ABACAD，则 A 点的磁感应强度的方向（）A.垂直纸面向外B.垂直纸面向里C.由 A 指向 BD.由 A 指向 D【答案】C【解析】【详解】用右手螺旋定则判断通电直导线在 A 点上所产生的磁场方向，如图所示：直导线 B 在 A 点产生磁场与直导线 D 在 A 点产生磁场方向相反，大小相等。则合磁场
18、为零；而直导线 C 在A 点产生磁场，方向从 D 指向 B,即为沿纸面由 A 指向 B,即 A 点磁感应强度的方向由 A 指向 B。故选 C。5.如图甲所示为以 O 点为平衡位置，在 A、B 两点间运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图像，由图可知下列说法中正确的是（）A.在 t=0.2s 时，弹簧振子的加速度为正向最大B.在 t=0.1s 与 t=0.3s 两个时刻，弹簧振子的速度相同C.从 t=0 到 t=0.2s 时间内，弹簧振子做加速度增大的减速运动D.在 t=0.6s 时，弹簧振子有最小的位移【答案】C【解析】【详解】A在 t0.2s 时，弹簧振子的位移为正向最大，加速度为负向最
19、大，故 A 错误；B在 t0.1s 与 t0.3s 两个时刻，弹簧振子的位移相同，说明弹簧振子在同一位置，速度大小相同，但是方向相反，故 B 错误；C从 t0 到 t0.2s 时间内，弹簧振子的位移增大，加速度增大，速度减小，所以弹簧振子做加速度增大的减速运动，故 C 正确；D在 t0.6s 时，弹簧振子的位移为负方向最大，故 D 错误。故选 C。6.图甲为某共振筛的示意图，电动偏心轮每转一周，给筛子一个驱动力，该共振筛的共振曲线如图乙所示。已知增大电压，可使偏心轮转速提高；增加筛子质量，可增大筛子的固有周期。下列说法正确的是（）A.该筛子的固有周期为 1.25sB.该筛子在共振状态下偏心轮的
20、转速是 54r/minC.增加筛子质量，为达到共振需增大电压D.增大电压，共振时曲线的峰值将向左移动【答案】A【解析】【详解】AB根据共振筛的共振曲线，当 f=0.8Hz 时，振幅最大，可知该筛子的固有周期为11.25sTf此时的转速为48r/minn 故 A 正确，B 错误；C增加筛子质量，可增大筛子的固有周期，则筛子的固有频率降低，为达到共振需减小电压，故 C 错误；D增大电压，偏心轮转速提高，周期减小，频率增大，共振时曲线的峰值将向右移动，故 D 错误。故选 A。7.静止在湖面的小船上有两个人分别向相反方向水平抛出质量相同的小球，甲向左抛，乙向右抛，如图所示甲先抛，乙后抛，抛出后两小球相
21、对岸的速率相等，若不计水的阻力，则下列说法中正确的是（）A.两球抛出后，船往左以一定速度运动，乙球受到的冲量大一些B.两球抛出后，船往右以一定速度运动，甲球受到的冲量大一些C.两球抛出后，船的速度为零，甲球受到的冲量大一些D.两球抛出后，船的速度为零，两球所受的冲量相等【答案】C【解析】【详解】设小船的质量为 M，小球的质量为 m，甲球抛出后，根据动量守恒定律有：mv=（M+m）v，v的方向向右乙球抛出后，规定向右为正方向，根据动量守恒定律有：（M+m）v=mv+Mv，解得 v=0根据动量定理得，所受合力的冲量等于动量的变化，对于甲球，动量的变化量为 mv，对于乙球动量的变化量为 mv-mv，
22、知甲的动量变化量大于乙球的动量变化量，所以抛出时，人给甲球的冲量比人给乙球的冲量大 故C 正确8.我国南方地区常用木槌把糯米饭打成糍粑。已知木槌质量为 18kg，木槌刚接触糍粑时的速度方向竖直向下，大小是 5m/s，打击糍粑 0.1s 后木槌静止，重力加速度 g 取 10m/s2，则木槌打击糍粑的平均作用力大小为（）A.180NB.900NC.1080ND.1800N【答案】C【解析】【详解】设竖直向下为正方向，对于木槌，由动量定理可得()0mgF tmv解得1080NF=即木槌受到糍粑的平均作用力大小为 1080N，方向竖直向上，根据牛顿第三定律可知，木槌打击糍粑的平均作用力的大小为 108
23、0N，方向竖直向下。故选 C。9.如图所示为一款玩具“弹簧公仔”，该玩具由头部、轻弹簧及底座组成，已知公仔头部质量为 m，弹簧劲度系数为 k，底座质量为 0.5m。轻压公仔头部至弹簧弹力为 2mg 时，由静止释放公仔头部，此后公仔头部在竖直方向上做简谐运动。重力加速度为 g，弹簧始终在弹性限度内。下列说法中正确的是（）A.释放公仔头部瞬间的加速度大小为 2gB.弹簧恢复原长时，公仔头部的速度最大C.公仔头部做简谐运动的振幅为mgkD.公仔头部运动至最高点时底座对桌面的压力为零【答案】C【解析】【详解】A根据牛顿第二定律2mgmgma所以释放公仔头部瞬间的加速度大小为ag故 A 错误；B当公仔加
24、速度为零时，其速度达到最大，此时弹簧弹力等于重力，故 B 错误；C根据简谐运动的对称性可知，当公仔头部运动到最高点时的加速度与最低点时的加速度大小相等，方向相反，即最高点加速度为向下的 g，此时弹簧处于原长，公仔头部只受重力，所以振幅为1 22mgmgAkk故 C 正确；D公仔头部运动至最高点时底座对桌面的压力等于底座的重力的大小，即 0.5mg，故 D 错误。故选 C。10.如图，置于光滑水平面上的总质量为 2m 的小车左端固定一轻质弹簧，用细绳将质量为 m 的小物块压缩弹簧系在小车左端。此时小物块到小车最右端的距离为 L，弹簧内储存的弹性势能为pE。开始时小车处于静止状态，现烧断细绳，经时
25、间 t，物块恰好能到达小车最右端。已知弹簧自然长度小于车长。下列说法正确的是（）A.当弹簧恢复原长时，物块的速度最大B.物块到达小车最右端时，小车向左移动的距离为3LC.物块、小车和弹簧组成的系统机械能守恒D.物块到达小车右端过程中，弹簧弹力对物块的冲量大小为p2EtL【答案】B【解析】【详解】A物块和小车组成的系统动量守恒，系统在任意时刻总动量都为零，物块恰好能到达小车右端，末速度为零，说明物块先加速后减速，所以物块的加速度为零时，物块的速度最大，由于物块和小车之间有摩擦力，所以物块的加速度为零时，不是弹簧恢复原长时，是弹力和摩擦力相等时，故 A 错误；B由于物块和小车组成的系统在任意时刻总
26、动量都为零，即任意时刻小车向左的动量大小上都等于物块向右的动量大小，任意时刻速度大小都相等，设小车平均速度大小为1v，物块平均速度大小为2v，则根据动量守恒定律212mvmv两边同乘时间t有212mLmL又因为12LLL解得13LL 则小车向左移动的距离为3L。故 B 正确；C由于物块和小车之间有摩擦力，在相对运动过程中，机械能转化成内能，即机械能不守恒。故 C 错误；D由能量守恒定律可知弹簧弹性势能最终全部转化为内能，即pEmgL物块到达小车右端过程中，弹簧弹力对物块的冲量大小等于摩擦力对物块冲量的大小，根据动量定理（取向右为正）0Imgt弹方程联立解得pIEtL弹故 D 错误。故选 B。第
27、第卷非选择题卷非选择题(共共 60 分分)二二、非选择题非选择题：共共 5 题题，共共 60 分分.其中第其中第 12 题题第第 15 题解答时请写出必要的文字说明题解答时请写出必要的文字说明、方程方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位值和单位.11.某同学用如图所示装置做“验证动量守恒定律”实验。图中 O 是斜槽水平末端在记录纸上的垂直投影点，P 为未放被碰小球时入射小球的平均落点，M 为与被碰小球碰后入射小球的平均落点，N 为被碰小球的平均落点。（1）关于实
28、验要点，下列说法正确的是（填选项字母）_。A.安装轨道时，轨道末端必须水平B.实验过程中，复写纸、白纸都可以移动。C 入射小球的质量必须小于被碰小球的质量，两球的半径相同D.同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放（2）实验中，除测量平抛射程 OM、ON、OP 外，还必须测量的物理量有（填选项字母）_。A.测量入射小球质量1m和被碰小球质量2mB.测量抛出点距地面的高度 HC.测量 S 离水平轨道的高度 hD.测量入射小球半径1r和被碰小球半径2r（3）图乙是被碰小球的多次落点痕迹，由此可确定其落点的平均位置对应的读数为_cm。若测量的物理量在误差允许范围内满足关系式_，则入射小球和被碰
29、小球碰撞前后的总动量守恒。（用（2）中测量的物理量表示）若进一步研究该碰撞是否为弹性碰撞，还需要判断关系式_是否成立。（用OM、ON、OP 表示）【答案】.AD#DA.A.55.40#55.50#55.60.112m OPm OMmON.OPOMON【解析】【详解】（1）1A为使小球离开轨道做平抛运动，保证出射速度水平，所以轨道末端必须水平，故 A 正确；B在实验过程中，小球的落点通过白纸和复写纸获得，若移动白纸将不能确定小球的位置，但复写纸可以移动，故 B 错误；C为防止入射小球碰后反弹，则入射小球的质量必须大于被碰小球的质量，两球的半径相同，故 C 错误；D同一组实验中，入射小球必须从同一
30、位置由静止释放，以保证到达底端做平抛运动时的速度相同，故 D正确。故选 AD。（2）2根据动量守恒定律有1 01 122m vm vm v抛出后各自做平抛运动，则水平方向xvt竖直方向212Hgt联立代入具体射程可得112mOPmOMm ON可知，除测量平抛射程 OM、ON、OP 外，还必须测量的物理量有入射小球质量1m和被碰小球质量2m。故选 A。（3）3由图乙可得落点的平均位置所对应的读数为55.50cm。4由（2）分析可知，只要满足112mOPmOMm ON则入射小球和被碰小球碰撞前后的总动量守恒。5若为弹性碰撞，则有1 01 122m vm vm v2221 01 122111222m
31、 vm vm v联立解得012vvv即OPOMON则若进一步研究该碰撞是否为弹性碰撞，还需要判断关系式OPOMON是否成立。12.如图所示，固定于水平面上的金属架 CDEF 处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒 MN 沿框架以速度 v向右做匀速运动。t=0 时，磁感应强度为 B0，此时 MN 到达的位置使 MDEN 构成一个边长为 L 的正方形。(1)求 t=0 时穿过 MDEN 回路的磁通量；(2)为使 MN 棒中不产生感应电流，从 t=0 开始，磁感应强度 B 应怎样随时间 t 变化？请推导出这种情况下 B与 t 的关系式。【答案】(1)20B L；(2)0B LLvt【解析】【详解】(1)磁
32、通量20B L(2)回路的磁通量不变，则有20B LBL Lvt（）解之得0B LBLvt13.水流射向墙壁，会对墙壁产生冲击力。假设水枪喷水口的横截面积为 S，喷出水流的流速为 v，水流垂直射向竖直墙壁后速度变为 0。已知水的密度为，重力加速度大小为 g。求：(1)单位时间内水枪喷出的水的质量 m0；(2)墙壁受到的平均冲击力 f。【答案】(1)Sv；(2)Sv2，方向与水流速度方向相同。【解析】【详解】(1)设水流的横截面积为 S，则t 时间内喷水质量为m=Svt则单位时间内水枪喷出的水的质量 m0为0mSv tmSvtt(2)以水运动方向为正方向，在与墙壁碰撞过程，对t 时间内的水，根据
33、动量定理（水平分运动）得-Ft=0-mv联立解得F=Sv2根据牛顿第三定律可得墙壁受到的平均冲击力为f=F=Sv2方向与水流速度方向相同。14.如图甲，将一小球用细绳悬挂于固定悬点 O，将三高精度力传感器（不考虑质量）接在球与细线之间，小球静止悬停在 A 位置，一玩具枪在球左侧水平放置，枪口中心与球心等高。某时刻，玩具枪以一定初速度 v0发射质量为00.2gm 的水弹，水弹跟小球碰撞后，立即散开（可认为速度为 0）且碰撞时间很短可忽略，之后小球开始摆动，整个过程力传感器数据 F 随时间 t 变化的曲线如图乙所示，已知小球上摆的最大摆角很小，图中2s10t时刻为水弹与小球碰撞时刻，小球摆动过程中
34、始终不与枪相撞，忽略空气阻力，当地重力加速度 g 取 10m/s2，求：（1）摆球的质量 M；（2）小球摆动周期 T 和摆长 L；（3）水弹的初速度 v0；【答案】（1）0.04kg；（2）2 2s5，0.8m；（3）80m/s【解析】【详解】（1）由图知，水弹射击前小球处于平衡状态，则有10.400NFMg解得0.04kgM（2）由图知2 2s5T由单摆周期公式2LTg解得0.8mL（3）对经过最低点时的小球进行分析2M2vFMgML解得0.4m/sMv水弹与小球碰撞过程，由动量守恒定律有0MmvMv解得080m/sv 15.如图所示，一竖直固定的足够长的长直圆管内有一质量为 M 的静止薄圆
35、盘，圆盘与管的上端口距离为l，一质量为13mM的小球从管的上端口由静止下落，并撞在圆盘中心，圆盘向下滑动，所受滑动摩擦力与其所受重力大小相等。小球在管内运动时与管壁不接触，圆盘始终水平，小球与圆盘发生的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。不计空气阻力，重力加速度大小为 g。求（1）第一次碰撞前瞬间小球的速度大小；（2）在第一次碰撞到第二次碰撞之间，小球与圆盘间的最远距离；（3）第一次碰撞到第二次碰撞圆盘下落的距离与第二次碰撞到第三次碰撞圆盘下落的距离之比 k。【答案】（1）2gl；（2）l；（3）1:2【解析】【详解】（1）小球释放后自由下落，下降l，根据机械能守恒定律可知2012mglmv解得0
36、2vgl（2）小球以2gl与静止圆盘发生弹性碰撞，根据能量守恒定律和动量守恒定律分别有222011111222mvmvMv，011mvmvMv解得01222glvv ，01222glvv 第一次碰撞后小球做竖直上抛运动，圆盘匀速下滑，所以只要圆盘下降速度比小球快，二者间距就不断增大，当二者速度相同时间距最大，即11vgtv解得011vvvtgg根据运动学公式得最大距离为220max111()22vdxxvtvtgtlg球盘（3）第一次碰撞后到第二次碰撞时，两者位移相等，则有11xx球盘即21 111 112vtgtvt 解得012vtg此时小球的速度211032vvgtv圆盘的速度仍为1v，这段时间圆盘下降的位移201 112vxvtlg盘之后发生第二次弹性碰撞，根据动量守恒定律2122mvMvmvMv根据能量守恒定律2222212211112222mvMvmvMv联立解得20v，20vv 同理可得，当位移相等时22xx球盘，22 2212v tgt 解得022vtg圆盘向下运动202 2224vxv tlg盘解得2:1:2kxx盘1盘
