2019-2020年高一上学期期中物理试卷（强化班）含解析.doc

2019-2020年高一上学期期中物理试卷（强化班）含解析一、选择题1各图分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔（、图）或障碍物（、图），每两条相邻（图中曲线）之间距离表示一个波长，其中能发生明显衍射现象的有（）ABCD2如图所示，把两个弹簧振子悬挂在同一支架上，已知甲弹簧振子的固有频率为8Hz，乙弹簧振子的固有周期为72Hz，当支架在受到竖直方向且频率为9Hz的驱动力作用下做受迫振动时，则两个弹簧振子的振动情况是（）A甲的振幅较大，且振动频率为8HzB甲的振幅较大，且振动频率为9HzC乙的振幅较大，且振动频率为9HzD乙的振幅较大，且振动频率为72Hz3关于振动和波的关系，下列说法正确的是（）A有机械波必有振动B有机械振动必有波C离波源远的质点振动较慢D波源停止振动时，介质中的波立即停止传播4某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4km/s和9km/s一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成（如图）在一次地震中，震源在地震仪下方，观察到两振子相差5s开始振动，则（）AH先开始振动，震源距地震仪约25kmBP先开始振动，震源距地震仪约25kmCH先开始振动，震源距地震仪约36kmDP先开始振动，震源距地震仪约36km5如图，为由两个振动情况完全相同的振源发出的两列波在空间相遇而叠加所产生的图样，每列波振幅均为A，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则关于介质中的a、b、c、d四点，（b、c为相邻波峰和波谷的中点）下列说法正确的是（）Aa、c振幅为2A，b、d始终不动B图示时刻d点位移大小为2A，b、c、d三点位移为零Ca点位移大小始终为2A，d点位移始终为零D这四个点全部是振动减弱点6xx年斯诺克上海沃德大师赛于9月16日至22日在上海体育馆举行如图为丁俊晖正在准备击球，设丁俊晖在这一杆中，白色球（主球）和花色球碰撞前后都在同一直线上运动，碰前白色球的动量为pA=5kgm/s，花色球静止，白球A与花色球B发生碰撞后，花色球B的动量变为pB=4kgm/s，则两球质量mA与mB间的关系可能是（）AmB=mABmB=mACmB=mADmB=6mA二、多项选择题7如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谱横波在t=0时刻的波形图，虚线是这列波在t=0.1s时刻的波形图已知该波的波速是v=1.0m/s，则下列说法正确的是（）A这列波的振幅是20cmB这列波沿x轴正方向传播的C在t=0.1s时，x=2cm处的质点p速度沿y轴负方向D经过0.18s，x=2cm处的质点p通过路程为0.6m8在水平面内做简谐运动的弹簧振子，其质量为m，最大速率为v，则下列说法中正确的是（）A振动系统的最大弹性势能为mv2B当振子的速率减为时，此振动系统的弹性势能为C从某时刻起，在半个周期内，弹力做的功一定为mv2D从某时刻起，在半个周期内，弹力做的功一定为零9如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为2m的光滑弧形槽静止放在光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切，一个质量为m的小物块从槽高h处开始自由下滑，下列说法正确的是（）A在下滑过程中，物块和弧形槽组成的系统机械能守恒B在下滑过程中，物块和槽的水平方向动量守恒C物块被弹簧反弹后，离开弹簧时的速度大小为v=2D物块压缩弹簧的过程中，弹簧的最大弹性势能Ep=mgh10如图所示，一根弹性绳上存在两个波源S1和S2，P点为两个波源连线的中点两个波源同时起振发出两个相向传播的脉冲波，已知两个脉冲波的频率分别为f1和f2（f1f2），振幅分别A1和A2（A1A2）下列说法中正确的是（）A两列波相遇后，各自独立传播B两列波同时到达P点C两列波相遇时，发生干涉现象D两列波相遇过程中，P点振幅可达（A1+A2）三、实验题11在“单摆测定重力加速度”的实验中（1）用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为mm；（2）为了减少测量周期的误差，摆球应在经过最（填“高”或“低”）点的位置时开始计时，并用秒表测量单摆完成多次全振动所用的时间求出周期（3）小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是 A把单摆从平衡位置拉开30的摆角，并在释放摆球的同时开始计时B测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为C用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大D选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小（4）若用L表示摆长，单摆完成50次全振动所用的时间为t，那么重力加速度的表达式为g=12（1）小张做验证机械能守恒定律实验，在接通电源、释放纸带之前的情形如图1所示，已知铁架台置于水平桌面上，打点计时器竖直，请指出图中不合理的地方（至少2处） 不合理：不合理：（2）小张在改正之后，得到一条点迹清晰的纸带，但由于粗心大意弄断了纸带，只留下如图2所示的一部分，她认为仍旧可以利用重力势能的变化量和动能变化量是否相等的思路来验证具体如下：天平称量得到重锤质量m=0.3kg，重力加速度g=9.8m/s2，打点计时器工作频率为50Hz，取纸带上打A点时重锤所在的位置为零高度，分别计算得出B、C、D、E、F各点到A点的距离作为高度h填入下述表格中，并进行相关的处理得出表格中的其他数据，小张发现数据处理的结果显示机械能明显不守恒，试提出帮小张解决这个问题的建议：ABCDEFX/mm10.023.039.960.785.4114.0h/mm013.029.950.7Ep/J0.0380.0880.149v/ms10.7480.9431.134Ek/J0.0840.1330.194E/J0.1220.2210.343（3）在找到原因并改正后，求出表格中E点速度v=m/s，机械能E=J（保留3位小数）四、计算或论述题13一列简谐横波在轴上传播，如图所示，实线为t=0 时刻的波形图，虚线表示经过t=0.2s后波形，求：（1）波速的大小（2）若2Tt3T，求波速的大小14如图甲所示，物块A，B的质量分别是mA=4kg和mB=3kg，用轻弹栓接两物块放在光滑的水平地面上，物块B的右侧与竖直墙面接触另有一物块C从t=0时刻起，以一定的速度向右运动，在t=4s时与物块A相碰，并立即与A粘在一起不再分开，物块C的vt图象如图乙所示求：（1）物块C的质量mC；（2）在B离开墙壁后的过程中弹簧具有最大弹性势能EP弹；（3）请根据一下信息推导弹簧振子做简谱运动的周期公式T：将一劲度系数为k的轻质弹簧竖直悬挂，下端系上质量为m的物块将物块向下拉离平衡位置后松开，物块上下做简谐运动，其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期请由单摆的周期公式推算出该物块做简谐运动的周期T；（4）一直弹簧振子水平放置和竖直放置时做简谱运动的周期相同，请利用第（3）问中弹簧振子的周期公式的推导结果，求解本题中弹簧的劲度系数k15如图所示，光滑轨道ABCD是大型游乐设备过山车轨道的简化模型，最低点B处的入、出口靠近但相互错开C是半径为R=1.8m的圆形轨道的最高点，BD部分水平，末端D点与右端的水平传送带DE无缝连接，传送带长度DE=L1=3m，传送带以恒定速度v=5m/s逆时针转动，传送带右端E点与粗糙水平面EQ无缝连接，粗糙水平面Q处的竖直墙壁上固定一个水平缓冲弹簧，弹簧处于原长状态时，左端P点到E的水平距离EP=L2=4m，现将一质量为m=1kg的小滑块从轨道AB上某一固定位置A由静止释放，A点距离水平面BD的高度为h=4.8m，滑块能通过C点后再经D点滑上传送带，运动至水平轨道EQ并压缩弹簧，被弹簧反弹进入传送带运动并恰好能到达圆轨道圆心O的等高点G已知小滑块与传送间的动摩擦因数为1=0.25，与粗糙水平轨道间的动摩擦因数为2=0.15，g=10m/s2，求：（1）滑块经过最高点C处时，对轨道的压力；（2）弹簧的最大压缩量L3和最大弹性势能EPm；（3）小滑块由A点开始运动到返回圆轨道G点过程中，通过传送带时产生的摩擦热Qxx学年江苏省南通市海门中学高一（上）期中物理试卷（强化班）参考答案与试题解析一、选择题1各图分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔（、图）或障碍物（、图），每两条相邻（图中曲线）之间距离表示一个波长，其中能发生明显衍射现象的有（）ABCD【考点】波的干涉和衍射现象【分析】要使发生明显的衍射现象，必须使得孔或阻碍物的尺寸比水波的波长要小得多或相差不大【解答】解：一列水波在传播过程中遇到了小孔（图），相比而言图的孔洞的尺寸比图小，所以图能比更能发生明显的衍射；一列水波在传播过程中遇到了阻碍物（图），相比而言图的阻碍物的尺寸比图小，所以图能发生明显的衍射；故选：B2如图所示，把两个弹簧振子悬挂在同一支架上，已知甲弹簧振子的固有频率为8Hz，乙弹簧振子的固有周期为72Hz，当支架在受到竖直方向且频率为9Hz的驱动力作用下做受迫振动时，则两个弹簧振子的振动情况是（）A甲的振幅较大，且振动频率为8HzB甲的振幅较大，且振动频率为9HzC乙的振幅较大，且振动频率为9HzD乙的振幅较大，且振动频率为72Hz【考点】自由振动和受迫振动【分析】物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率无关当驱动力的频率接近于物体的固有频率时，物体发生共振，振幅最大【解答】解：支架在受到竖直方向且频率为9Hz的驱动力作用下做受迫振动时，甲乙两个弹簧振子都做受迫振动，它们振动的频率都等于驱动力的频率9Hz，由于甲的频率接近于驱动力的频率，所以甲的振幅较大故B正确，A、C、D错误故选B3关于振动和波的关系，下列说法正确的是（）A有机械波必有振动B有机械振动必有波C离波源远的质点振动较慢D波源停止振动时，介质中的波立即停止传播【考点】波的形成和传播【分析】机械波形成要有两个条件：一是机械振动，二是传播振动的介质有机械振动才有可能有机械波，波的传播速度与质点振动速度没有直接关系【解答】解：A、机械波是机械振动在介质中传播的过程，所以有机械波必有机械振动故A正确B、有机械波一定有机械振动，有机械振动不一定有机械波，还需要传播振动的介质故B错误C、介质中各质点振动的频率等于波源的振动频率，各点振动快慢相同故C错误D、波源停振时，由于惯性，介质中各质点还要振动一会儿，不会立即停止故D错误故选：A4某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4km/s和9km/s一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成（如图）在一次地震中，震源在地震仪下方，观察到两振子相差5s开始振动，则（）AH先开始振动，震源距地震仪约25kmBP先开始振动，震源距地震仪约25kmCH先开始振动，震源距地震仪约36kmDP先开始振动，震源距地震仪约36km【考点】横波和纵波【分析】纵波的速度快，纵波先到根据求出震源距地震仪的距离【解答】解：纵波的速度快，纵波先到，所以P先开始振动，根据，解得：x=36km故选：D5如图，为由两个振动情况完全相同的振源发出的两列波在空间相遇而叠加所产生的图样，每列波振幅均为A，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则关于介质中的a、b、c、d四点，（b、c为相邻波峰和波谷的中点）下列说法正确的是（）Aa、c振幅为2A，b、d始终不动B图示时刻d点位移大小为2A，b、c、d三点位移为零Ca点位移大小始终为2A，d点位移始终为零D这四个点全部是振动减弱点【考点】波的叠加【分析】波峰与波峰叠加，波谷与波谷叠加，为振动加强点，振幅为两列波振幅之和；波谷与波峰叠加，为振动减弱点，振幅为两列波振幅之差振动加强点始终为加强点，减弱点始终为减弱点【解答】解：AD、a点是波谷与波谷叠加处，是振动加强点，振幅是2Ac处于振幅加强的区域，则c点是振动加强点，振幅是2Ad点处波谷与波峰叠加，振动减弱，振幅为零，始终不动b处于振幅减弱的区域，则c点是振动减弱点，振幅为零，始终不动故A正确，D错误B、两列波的振幅都是A，d和b点是振幅减弱点，振幅是零，则图示时刻d和b点位移大小均为0a点和c点的振幅为2A，图示时刻a点位移大小为2A，c点位移为0故B错误C、a点振动加强，位移时刻在变化，位移大小在02A之间变化，d点位移始终为0，故C错误故选：A6xx年斯诺克上海沃德大师赛于9月16日至22日在上海体育馆举行如图为丁俊晖正在准备击球，设丁俊晖在这一杆中，白色球（主球）和花色球碰撞前后都在同一直线上运动，碰前白色球的动量为pA=5kgm/s，花色球静止，白球A与花色球B发生碰撞后，花色球B的动量变为pB=4kgm/s，则两球质量mA与mB间的关系可能是（）AmB=mABmB=mACmB=mADmB=6mA【考点】动量守恒定律【分析】A、B碰撞过程动量守恒，碰撞过程系统机械能不增加，碰撞两球不可能再发生二次碰撞，碰后后面小球的速度不大于前面小球的速度，据此分析答题【解答】解：由题，由动量守恒定律得：pA+pB=pA+pB，得：pA=1kgm/s，P根据碰撞过程总动能不增加，则有：代入解得，mB碰后，两球同向运动，A的速度不大于B的速度，则解得：mB4mA综上得，故A正确，BCD错误故选：A二、多项选择题7如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谱横波在t=0时刻的波形图，虚线是这列波在t=0.1s时刻的波形图已知该波的波速是v=1.0m/s，则下列说法正确的是（）A这列波的振幅是20cmB这列波沿x轴正方向传播的C在t=0.1s时，x=2cm处的质点p速度沿y轴负方向D经过0.18s，x=2cm处的质点p通过路程为0.6m【考点】横波的图象；波长、频率和波速的关系【分析】由图读出波长，求出周期，根据时间t=0.1s与周期的关系判断波的传播方向，并判断t=0.1s时，x=2m处的质点速度方向；分析质点P在0.18s时的位置，确定其通过的路程；【解答】解：A、根据波形图可知，振幅A=10cm，故A错误；B、由图知：=0.12m，则周期T=，t=0.1s=，根据波形的平移法可知，这列波沿x轴正方向传播故B正确C、波沿x轴正方向传播，则在t=0.1s时，x=2cm处的质点p向上振动，速度沿y轴正方向，故C错误；D、t=0.18s=T，则x=2cm处的质点p通过路程s=，故D正确故选：BD8在水平面内做简谐运动的弹簧振子，其质量为m，最大速率为v，则下列说法中正确的是（）A振动系统的最大弹性势能为mv2B当振子的速率减为时，此振动系统的弹性势能为C从某时刻起，在半个周期内，弹力做的功一定为mv2D从某时刻起，在半个周期内，弹力做的功一定为零【考点】简谐运动的回复力和能量；功能关系【分析】在水平面内做简谐运动的弹簧振子，弹力提供回复力，由于只有弹力做功，弹性势能和动能之和守恒，根据机械能守恒定律列式判断即可【解答】解：A、在水平面内做简谐运动的弹簧振子，机械能守恒，最大速率为v，当动能为零时势能最大，为mv2，故A正确；B、系统机械能守恒，当振子的速率减为时，动能为，故势能为，故B错误；C、D、从某时刻起，在半个周期内，振子通过的路程为2A，振子运动到与起始点相对称的另一个点，速度的小姨相等，故动能变化量为零，故弹力做功为零，故C错误，D正确；故选：AD9如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为2m的光滑弧形槽静止放在光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切，一个质量为m的小物块从槽高h处开始自由下滑，下列说法正确的是（）A在下滑过程中，物块和弧形槽组成的系统机械能守恒B在下滑过程中，物块和槽的水平方向动量守恒C物块被弹簧反弹后，离开弹簧时的速度大小为v=2D物块压缩弹簧的过程中，弹簧的最大弹性势能Ep=mgh【考点】动量守恒定律；机械能守恒定律【分析】滑块下滑过程，滑块与弧形槽组成的系统水平方向动量守恒，系统机械能守恒，应用动量守恒定律与机械能守恒定律求出滑块与弧形槽的速度，然后应用能量守恒定律分析答题【解答】解：A、滑块下滑过程，只有重力做功，系统机械能守恒，故A正确；B、滑块下滑过程，滑块与弧形槽组成的系统水平方向所受合外力为零，系统水平方向动量守恒，故B正确；C、设小球到达水平面时速度大小为v1，槽的速度大小为v2，且可判断球速度方向向右，槽的速度方向向左，以向右为正方向，在球和槽在球下滑过程中，系统水平方向动量守恒，由动量守恒定律得：mv12mv2=0，由机械能守恒定律得：mgh=mv12+2mv22，由以上两式解得：v1=2，v2=，物块与弹簧相互作用过程系统机械能守恒，物块离开弹簧时速度大小与物块接触弹簧前的速度大小相等，v=v1=2，故C正确；D、物块与弹簧相互作用过程系统机械能守恒，物块速度为零时，弹簧的弹性势能最大，由机械能守恒定律可知，最大弹性势能Ep=mv12=，故D错误；故选：ABC10如图所示，一根弹性绳上存在两个波源S1和S2，P点为两个波源连线的中点两个波源同时起振发出两个相向传播的脉冲波，已知两个脉冲波的频率分别为f1和f2（f1f2），振幅分别A1和A2（A1A2）下列说法中正确的是（）A两列波相遇后，各自独立传播B两列波同时到达P点C两列波相遇时，发生干涉现象D两列波相遇过程中，P点振幅可达（A1+A2）【考点】波的叠加【分析】两列波相遇时振动情况相同时振动加强，振动情况相反时振动减弱只有频率相同的波，才能发生干涉现象，振幅即为最大位移的大小，并依据波传播具有相互独立性，从而即可求解【解答】解：A、根据波传播具有相互独立性，则相遇后，互不干扰，各自独立传播故A正确；B、两波源在同一绳上，则它们的波速相等，由于P为两个波源连线的中点，所以它们会同时到达P点，故B正确；C、两列波相遇时，因频率不同，只能相互叠加，不发生干涉现象，故C错误；D、虽两波源到P点的距离相等，但它们的波峰不能同时到达P点，所以P点的位移最大不可达（A1+A2），故D错误；故选：AB三、实验题11在“单摆测定重力加速度”的实验中（1）用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为9.7mm；（2）为了减少测量周期的误差，摆球应在经过最低（填“高”或“低”）点的位置时开始计时，并用秒表测量单摆完成多次全振动所用的时间求出周期（3）小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是C A把单摆从平衡位置拉开30的摆角，并在释放摆球的同时开始计时B测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为C用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大D选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小（4）若用L表示摆长，单摆完成50次全振动所用的时间为t，那么重力加速度的表达式为g=【考点】用单摆测定重力加速度【分析】（1）游标卡尺读数等于固定刻度读数加游标尺读数，不需要估读；（2）为减小实验误差准确测量单摆的周期，应在摆球经过最低点时开始计时；（3）摆角很小的情况下单摆的振动才是简谐运动；单摆摆球经过平衡位置的速度最大，最大位移处速度为0，在平衡位置计时误差最小；由单摆的周期公式即可求解；（4）根据单摆周期公式求出重力加速度的表达式【解答】解：（1）由图示游标卡尺可知：固定刻度读数为：9mm，游标尺第7刻线与主尺刻线对其，读数为70.1mm=0.7mm，读数为：9+0.7=9.7mm；（2）为了减少测量周期的误差，摆球应在经过最低点的位置时开始计时，并用秒表测量单摆完成多次全振动所用的时间求出周期（3）A、用单摆的最大摆角应小于5，故A错误；B、一个周期的时间内，摆球通过最低点2次，测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为：，故B错误；C、由单摆的周期公式可推出重力加速度的计算式g=可知，摆长偏大则代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大，故C正确；D、为减小实验误差因，应选择密度大而体积小的摆球，故D错误，故选C；（4）由题意可知，单摆的周期：T=，由单摆的周期公式：T=2可知，重力加速度：g=；故答案为：（1）9.7；（2）低；（3）C；（4）12（1）小张做验证机械能守恒定律实验，在接通电源、释放纸带之前的情形如图1所示，已知铁架台置于水平桌面上，打点计时器竖直，请指出图中不合理的地方（至少2处） 不合理：重锤未紧靠打点计时器不合理：重锤与地面的距离太小（2）小张在改正之后，得到一条点迹清晰的纸带，但由于粗心大意弄断了纸带，只留下如图2所示的一部分，她认为仍旧可以利用重力势能的变化量和动能变化量是否相等的思路来验证具体如下：天平称量得到重锤质量m=0.3kg，重力加速度g=9.8m/s2，打点计时器工作频率为50Hz，取纸带上打A点时重锤所在的位置为零高度，分别计算得出B、C、D、E、F各点到A点的距离作为高度h填入下述表格中，并进行相关的处理得出表格中的其他数据，小张发现数据处理的结果显示机械能明显不守恒，试提出帮小张解决这个问题的建议：B、C、D、E各点的势能值均为负值，应该有E=EkEpABCDEFX/mm10.023.039.960.785.4114.0h/mm013.029.950.7Ep/J0.0380.0880.149v/ms10.7480.9431.134Ek/J0.0840.1330.194E/J0.1220.2210.343（3）在找到原因并改正后，求出表格中E点速度v=1.333m/s，机械能E=0.045J（保留3位小数）【考点】验证机械能守恒定律【分析】根据实验的原理和注意事项找出实验中不合理的地方根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出E点的速度，结合E点的重力势能和动能求出机械能【解答】解：（1）实验中不合理的地方：重锤未紧靠打点计时器；重锤与地面的距离太小；释放时手应该抓住纸带的上端并使纸带竖直（2）A点的高度为零，则B、C、D的高度应该为负值，重力势能应该为负值，按照表格中的数据，则机械能E=EkEp（3）E点的速度等于DF段的平均速度，则有：，E点的机械能为： =0.045J故答案为：（1）重锤未紧靠打点计时器；重锤与地面的距离太小；释放时手应该抓住纸带的上端并使纸带竖直（2）B、C、D、E各点的势能值均为负值，应该有E=EkEp（3）1.333，0.045四、计算或论述题13一列简谐横波在轴上传播，如图所示，实线为t=0 时刻的波形图，虚线表示经过t=0.2s后波形，求：（1）波速的大小（2）若2Tt3T，求波速的大小【考点】横波的图象；波长、频率和波速的关系【分析】波的传播未知，可能向左传播，也可能向右传播，根据经过整数倍周期，波形重合，分两个方向求出波速的表达式根据传播的速度，结合传播的时间求出波传播距离，再根据波长，可确定波传播的方向【解答】解：由图可知，该波的波长是4m，（1）若向右传播 （n=0、1、2、3）（n=0、1、2、3）若向左传播 （n=0、1、2、3）=5（4n+3）（n=0、1、2、3）（2）若2Tt3T 则 n取2，当向右传播时，v1=45m/s；当向左传播时，v2=55m/s答：（1）波速的大小为可以为（n=0、1、2、3）或、2、3）或=5（4n+3）（n=0、1、2、3）（2）若2Tt3T，波速的大小为45m/s；或55m/s14如图甲所示，物块A，B的质量分别是mA=4kg和mB=3kg，用轻弹栓接两物块放在光滑的水平地面上，物块B的右侧与竖直墙面接触另有一物块C从t=0时刻起，以一定的速度向右运动，在t=4s时与物块A相碰，并立即与A粘在一起不再分开，物块C的vt图象如图乙所示求：（1）物块C的质量mC；（2）在B离开墙壁后的过程中弹簧具有最大弹性势能EP弹；（3）请根据一下信息推导弹簧振子做简谱运动的周期公式T：将一劲度系数为k的轻质弹簧竖直悬挂，下端系上质量为m的物块将物块向下拉离平衡位置后松开，物块上下做简谐运动，其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期请由单摆的周期公式推算出该物块做简谐运动的周期T；（4）一直弹簧振子水平放置和竖直放置时做简谱运动的周期相同，请利用第（3）问中弹簧振子的周期公式的推导结果，求解本题中弹簧的劲度系数k【考点】动量守恒定律；机械能守恒定律【分析】（1）AC碰撞过程动量守恒，由动量守恒定律可以求出C的质量（2）12s末B离开墙壁，之后A、B、C及弹簧组成的系统动量和机械能守恒；当AC与B速度相等时弹簧弹性势能最大（3）通过单摆的周期公式T=2 及在平衡位置时kl=mg联合求解【解答】解：（1）由图知，C与A碰前速度为v1=9m/s，碰后速度为v2=3m/s，C与A碰撞过程动量守恒，以C的初速度反方向为正方向，由动量守恒定律得：mCv1=（mA+mC）v2，代入数据解得：mC=2kg；（2）12s，B离开墙壁，之后A、B、C及弹簧组成的系统动量和机械能守恒，且当AC与B速度相等时，弹簧弹性势能最大，以A的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：（mA+mC）v3=（mA+mB+mC）v4，由机械能守恒定律得： =+EP，代入数据解得：EP=9J；（3）单摆周期公式：T=2；根据平衡条件，有：kl=mg联立解得：T=2（4）由题意，根据公式T=2解得k=答：（1）物块C的质量为2kg；（2）B离开墙后弹簧具有的最大弹性势能为9J（3）该物块做简谐运动的周期T为2（4）本题中弹簧的劲度系数15如图所示，光滑轨道ABCD是大型游乐设备过山车轨道的简化模型，最低点B处的入、出口靠近但相互错开C是半径为R=1.8m的圆形轨道的最高点，BD部分水平，末端D点与右端的水平传送带DE无缝连接，传送带长度DE=L1=3m，传送带以恒定速度v=5m/s逆时针转动，传送带右端E点与粗糙水平面EQ无缝连接，粗糙水平面Q处的竖直墙壁上固定一个水平缓冲弹簧，弹簧处于原长状态时，左端P点到E的水平距离EP=L2=4m，现将一质量为m=1kg的小滑块从轨道AB上某一固定位置A由静止释放，A点距离水平面BD的高度为h=4.8m，滑块能通过C点后再经D点滑上传送带，运动至水平轨道EQ并压缩弹簧，被弹簧反弹进入传送带运动并恰好能到达圆轨道圆心O的等高点G已知小滑块与传送间的动摩擦因数为1=0.25，与粗糙水平轨道间的动摩擦因数为2=0.15，g=10m/s2，求：（1）滑块经过最高点C处时，对轨道的压力；（2）弹簧的最大压缩量L3和最大弹性势能EPm；（3）小滑块由A点开始运动到返回圆轨道G点过程中，通过传送带时产生的摩擦热Q【考点】动能定理的应用；牛顿第二定律；向心力【分析】（1）由机械能守恒定律可以求出滑块到达C点的速度，然后应用牛顿第二定律求出轨道对滑块的支持力，然后求出滑块对轨道的压力（2）应用机械能守恒定律求出滑块向右离开传送带时的速度，然后应用能量守恒定律求出弹簧的最大压缩量与弹簧的最大弹性势能（3）求出滑块在传送带上运动时传送带的位移，求出它们的相对位移，再求出摩擦产生的热量【解答】解：（1）滑块从A到C过程，由机械能守恒定律得：mg（h2R）=mvC2，代入数据解得：vC=2m/s，在C点，由牛顿第二定律得：mg+F=m，解得：F3.3N，由牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力：F=F=3.3N，方向：竖直向上；（2）从D到G过程，由机械能守恒定律得： mvD2=mgR，解得：vD=6m/sv=5m/s，滑块在传送带上一直减速运动，从A到弹簧压缩最短过程，由能量守恒定律得：mgh=1mgL1+2mg（L2+L3）+Epm，滑块返回过程，由能量守恒定律得：Epm=1mgL1+2mg（L2+L3）+mvD2，解得：L3=1m，Epm=33J；（3）滑块在传送带上的加速度：a=1g=2.5m/s2，滑块从A到D过程，由机械能守恒定律得：mgh=mv02，解得：v0=4m/s，从D到E过程：L1=v0t1at12，t1=0.32s，滑块从E到D过程：vE2vD2=2aL1，vE=m/s，运动过程：t2=0.456s，滑块在传送带上运动时传送带的位移：s1=vt1=50.32=1.6m，s2=vt2=50.456=2.28m，整个过程滑块相对于传送带的位移：x=L1+s1+L1s2=5.32m，滑块通过传送带时产生的摩擦热：Q=1mgx=0.251105.32=13.3J；答：（1）滑块经过最高点C处时，对轨道的压力大小为3.3N，方向：竖直向上；（2）弹簧的最大压缩量L3为1m，最大弹性势能EPm为33J；（3）小滑块由A点开始运动到返回圆轨道G点过程中，通过传送带时产生的摩擦热Q为13.3Jxx年5月20日