化学 北京市第五十七中学2022-2023学年高二下学期3月月考物理试题-A4答案卷尾

这是一份化学 北京市第五十七中学2022-2023学年高二下学期3月月考物理试题-A4答案卷尾，共27页。试卷主要包含了单选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题（每小题3分，共14小题，共42分）
1．如图甲所示，弹簧振子以点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移随时间的变化图像如图乙所示，下列说法错误的是（ ）
A．时，振子的速度方向向左
B．时，振子在点右侧处
C．和时，振子的加速度完全相同
D．到的时间内，振子的加速度逐渐减小
2．如图甲所示，把小球安装在弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球和弹簧穿在光滑的水平杆上。小球振动时，沿垂直于振动方向以速度匀速拉动纸带，纸带上可留下痕迹，、是纸带上的两点，不计阻力，如图乙所示。由此可判断（ ）
A．时间内小球的运动路程为
B．小球和弹簧组成的系统机械能在点多
C．小球通过点时的速度大于通过点的速度
D．如果小球以较小的振幅振动，周期也会变小
3．一列沿x轴传播的简谐横波，波速为10m/s，在t=0时刻的波形图线如图所示，此时x=1.0m处的质点正在向y轴负方向运动，则（ ）
A．此波一定沿x轴正方向传播
B．x=1.0m处的质点做简谐运动的周期为0.20s
C．t=0时刻x=1.5m处的质点具有最大速度
D．再经1.0s，x=1.5m处的质点通过的路程为10m
4．图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图像。从该时刻起（ ）
A．经过0.1s时，质点Q的运动方向沿y轴正方向
B．经过0.15s，质点P沿x轴的正方向前进了3m
C．经过0.25s时，质点Q的加速度大于质点P的加速度
D．经过0.35s时，质点Q运动的路程大于质点P运动的路程
5．战绳训练需要训练者上下交替摆动两根粗重的绳子，训练者把两根相同绳子的一端固定在一点，用双手分别握住绳子的另一端，上下抖动绳子使绳子振动起来，研究发现战绳训练能将训练者的最大氧气摄入量增加50%，对训练者的心肺水平也是一个挑战。若以手的平衡位置为坐标原点，训练者右手在抖动绳子过程中某时刻的波形如图所示，若右手抖动的频率是2Hz，下列说法正确的是（ ）
A．该时刻Q点的振动方向沿y轴负方向
B．该绳波传播速度为2m/s
C．再经过0.25s，Q点到达x轴上方对称位置
D．从该时刻开始计时，质点P的振动方程为
6．如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=﹣0.2cm和x=1.2m处，两列波的速度大小均为v=0.4m/s，两波放的振辐均为A=2cm。图示为t=0时刻两列波的图像（传播方向如图所示），该时刻平衡位置位于x=0.2m和x=0.8cm的P、Q两质点刚开始振动，另有一质点M，平衡位置处于x=0.5m处，关于各质点运动情况的判断正确的是（ ）
A．两波源的起振方向均为y轴正方向
B．t=0时刻质点P、Q均沿y轴正方向运动
C．t=0.75s时刻，质点P、Q都运动到x=0.5m处
D．t=1s时刻，质点M的位移为﹣4cm
7．如图所示是两列波长和振幅都相同的波叠加的情形，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，可以判断（ ）
A．此刻A点是振动加强点，周期后振幅减小
B．此刻C点是振动减弱点，周期后振幅不变
C．此刻D点是振动减弱点，周期后位移为零
D．此刻C点是振动加强点，周期后位移为零
8．在科幻电影《全面回忆》中有一种地心车，无需额外动力就可以让人在几十分钟内到达地球的另一端。如图沿地球直径挖一个通道AB，地心车从通道A端静止释放，只在万有引力作用下在AB两点之间做简谐运动，地心处为O点，则乘客（ ）
A．在O处速度最大B．从A到O受到的万有引力一直增大
C．从A到O的时间大于O到B的时间D．在A、B处加速度相同
9．如图所示，细长轻绳下端悬挂一小球构成单摆，在悬挂点正下方摆长处有一能挡住摆线的钉子。现将单摆向右方拉开一个小角度，时刻无初速度释放，不计一切阻力，下列说法正确的有（ ）
A．小球的回复力最大时，动能最大
B．小球在左右两侧最大位移处时，速度为零，加速度也为零
C．若只将钉子位置向上移一小段距离，小球运动周期变大
D．若只将钉子位置向下移一小段距离，小球运动周期变大
10．如图1为一波源的共振曲线，图2中实线表示该波源在共振状态下沿x轴形成的机械波在时刻的波形图线，虚线表示一段时间后的某时刻形成的波形图线，由图1及图2可判断出（ ）
A．图1中，若驱动力周期变大，共振曲线的峰将向频率大的方向移动
B．当此波遇到宽度为2m的障碍物时不能发生明显的衍射
C．从波动图可知该波波速为2.4m/s
D．实线、虚线波形的时间间隔可能为
11．如图是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4⋯为绳上的一系列等间距的质点，相邻两质点间距为0.4m，质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端，t=0时刻质点1开始竖直向上运动，经过0.5s质点1第一次到达最高点，质点6开始运动，此时质点1发生的位移为10cm。下列判断正确的是（ ）
A．这列波的波长为6.4m
B．t=1s时质点6的加速度方向向下
C．从t=1s到t=1.5s时质点5运动的路程为10cm
D．t=2s时质点20正处于平衡位置且运动方向向上
12．将一台智能手机水平粘在秋千的座椅上，使手机边缘与座椅边缘平行（图甲），让秋千以小摆角（小于）自由摆动，此时秋千可看作一个理想的单摆，摆长为。从手机传感器中得到了其垂直手机平面方向的关系图如图乙所示。则以下说法正确的是（ ）
A．秋千从摆动到停下的过程可看作受迫振动
B．当秋千摆至最低点时，秋千对手机的支持力小于手机所受的重力
C．秋千摆动的周期为
D．该地的重力加速度
13．图（a）为演示单摆共振的装置，实验时依次让不同的单摆先摆起来，观察单摆P（图中未标出）能达到的最大振幅A和稳定时的振动频率f，并描点记录在图（b）中，用光滑曲线连接各点得到如图（b）所示曲线。取重力加速度g＝π2m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．单摆P的固有频率约为1Hz
B．装置（a）中只有一个单摆的摆长约为1.0m
C．当单摆P稳定时的振动频率为1.0Hz时，先振动的单摆摆长约为0.25m
D．单摆P的振动周期总为2s
14．在光滑水平面上，有一弹簧振子做周期为T、振幅为A的简谐运动。弹簧的弹性势能表达式。振子运动到平衡位置开始计时，且规定此时运动方向为正，下列关系图像正确的是（ ）
A．B．
C．D．
二、实验题（每空2分，共18分）
15．某同学用如图（a）所示实验装置来“验证动量守恒定律”，实验原理如图（b）所示。

图（b）中O点是小球抛出点在地面上的竖直投影。实验时，先让入射小球A多次从斜轨上由静止释放，找到其平均落地点的位置P。然后，把被碰小球B静置于轨道的水平部分，再将入射小球A从斜轨上由静止释放，与小球B相碰，并且多次重复，实验得到小球的落点的平均位置分别为M、N。
（1）为了确保两小球一样大，该同学实验开始前用游标卡尺测量了A小球的直径如图（c）所示，则A小球的直径为 cm。

（2）A、B小球的质量应满足 （填“>”或“<”）
（3）在本实验中，下列关于入射球A的落点P的说法，正确的是 。
A．确定落点P时应多次使小球A在倾斜轨道同一点无初速度释放
B．由于偶然因素存在，重复操作时小球落点不重合是正常的，落点会非常分散
C．测定P点位置时，如果重复10次的落点分别为、、…、，则OP应取、、…、的平均值，即
D．应舍弃个别偏离大的落点，用尽量小的圆把余下的落点圈住，这个圆的圆心是小球落点的平均位置P
（4）当所测物理量满足表达式 时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。
16．实验小组的同学在实验室做“用单摆测量重力加速度的大小”的实验。
（1）下列最合理的装置是
A. B. C. D.
（2）为使重力加速度的测量结果更加准确，下列做法合理的是
A. 测量摆长时，应测量水平拉直后的摆线长
B. 在摆球运动过程中，必须保证悬点固定不动
C. 摆球运动过程中，摆线与竖直方向的夹角不能太大
D. 测量周期时，应该从摆球运动到最高点时开始计时
（3）某同学课后尝试在家里做用单摆测量重力加速度的实验。由于没有合适的摆球，于是他找到了一块鸡蛋大小、外形不规则的大理石块代替小球进行实验。
如图1所示，实验过程中他先将石块用细线系好，结点为M，将细线的上端固定于O点。
然后利用刻度尺测出OM间细线的长度l作为摆长，利用手机的秒表功能测出石块做简谐运动的周期T。
在测出几组不同摆长l对应的周期T的数值后，他作出的图像如图2所示。
①该图像的斜率为
A. g B. C. D.
②由此得出重力加速度的测量值为 。（取3.14，计算结果保留三位有效数字）
（4）重力加速度是一个重要的物理量，其在力学、热学、电学和天文学等方面都有广泛应用。请你利用已学过的知识设计另外两种测量重力加速度的实验方案，并写出需要测量的物理量，以及重力加速度的表达式。
三、解答题（每小题8分，共5小题，共40分）
17．李白在邯郸观舞感赞道，“粉色换日彩，舞袖捕花枝，”舞袖的波形可看成一列沿x轴传播的简谐横波，如图所示，实线是简谐横波在时刻的波形图，虚线是在s时刻的波形图。
（1）求此列波传播速度的可能值；
（2）若波速为65m/s，求m处的质点N在时刻的振动方向；
（3）在到时间内，x=5m处的质点M通过的路程为1.8m，求波的传播速度。
18．单摆是我们研究简谐振动中常用的模型，已知某单摆的小球质量为，摆长为，当地重力加速度为，尝试回答下述问题：
（1）在角很小时，（其中为小球位移），由此写出单摆回复力与位移的关系式，并说明为何单摆可视为简谐振动。
（2）简谐运动的周期公式为（其中是力与位移的比例系数），结合上一问推导出单摆的周期公式。
（3）一位同学测量多组数据后画出周期平方摆长（）的图像见乙图，若该直线的斜率为，写出该同学所测重力加速度的表达式（包含）。
19．2022年世界杯在卡塔尔举行，吸引了全世界各地球迷的目光。如图所示是巴西足球明星内马尔练习用头颠球的照片，可以简化为如图所示模型。假设某一次足球由静止下落h1=0.45m后被头顶回，离开头顶竖直上升的最大高度为h2=0.80m，已知足球与头部的作用时间为，足球的质量为m=0.42kg，空气阻力不计。重力加速度g取10m/s2，求：
（1）足球从开始下落到被顶起到达最高点全过程中重力的冲量；
（2）顶球过程头对足球的平均作用力大小。
20．如图，轻绳上端固定在O点，下端将质量的小球悬挂在A点。质量的玩具子弹，以的速度射向小球，与小球碰撞后，又以的速度弹回。已知绳长为，g取，。求：
（1）碰撞后瞬间小球达到的速度。
（2）碰撞过程中系统发的热。
（3）碰撞后，小球向右摆动到最高点时相对于A点的高度。
（4）从碰撞后瞬间开始计时，小球经过多长时间第一次回到A点。
21．物理学中，牛顿运动定律揭示了力和运动有着密切的关系，而做功既是力的空间累积效果，又是能量转化的量度。因此在研究某些运动时，可以先分析研究对象的受力，进而研究其能量问题。已知重力加速度为g，在下述情境中，均不计空气阻力。
（1）劲度系数为k的轻质弹簧上端固定，下端连一可视为质点的小物块，若以小物块受力平衡的位置为坐标原点O，建立正方向竖直向下的坐标轴，如图所示，x为小物块由平衡位置向下发生的位移。请表示出小物块的合力F与位移x的关系式，并据此证明小物块的运动是简谐运动；
（2）请你结合小物块的受力特点和求解变力功的方法，求出小物块从平衡位置开始发生位移x的过程中动能变化量；
（3）系统的总势能为重力势能与弹性势能之和，若取平衡位置为系统总势能的零势能参考点，请结合能量守恒的思想写出小物块位移为x时系统总势能的表达式；
（4）已知此简谐运动的振幅为A，求小物块在振动位移为时的动能（用A和k表示）。
1．C
【详解】A．由x−t图像的斜率表示速度可知，时，图像的斜率是负值，因此振子的速度方向向左，A正确，不符合题意；
B．由题图乙可知，振子的振幅为12cm，周期为1.6s，振子从平衡位置开始计时，取向右为正方向，则振子的振动方程为

在t=0.2s时，则有
B正确，不符合题意；
C．由题图乙可知，时，振子在正方向的最大位移处，加速度方向向左，是负值，时，振子在负方向的最大位移处，加速度方向向右，是正值，因此在和时，振子的加速度大小相等，方向相反，C错误，符合题意；
D．由题图乙可知，在到的时间内，振子从正方向的最大位移处运动到平衡位置，位移逐渐减小，由弹簧振子的加速度与位移大小成正比，可知振子的加速度逐渐减小，D正确，不符合题意。
故选C。
2．C
【详解】A．vt是t时间内纸带运动的路程，并不是小球的运动路程，故A错误；
B．小球振动过程只有弹簧的弹力做功，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，故B错误；
C．由图可知小球通过a点时更靠近平衡位置，其速度大于通过b点的速度，故C正确；
D．小球的运动为简谐运动，其振动周期与振幅无关，故D错误。
故选C。
3．B
【详解】A．根据上下坡法可知，波沿x轴负方向传播，故A错误；
B．由图可知，波长为
所以周期为
故B正确；
C．t=0时刻x=1.5m处的质点位于负向最大位移处，具有最大加速度，而速度为零，故C错误；
D．1.0s即为5个周期，所以质点通过的路程为
故D错误。
故选B。
4．D
【详解】A．由P点的振动图像可知，该时刻质点P向下振动，可知波沿x轴正向传播，经过0.1s=T时，波向右传播半个波长，则质点Q的运动方向沿y轴负方向，选项A错误；
B．波在传播的过程中，质点不随波迁移，选项B错误；
C．经过0.25s=T时，质点P到达负向最大位置，质点Q在平衡位置上方向正向最大位移振动，则质点Q的加速度小于质点P的加速度，选项C错误；
D．经过0.35s=T时，质点P运动的路程为7A，而质点Q运动的路程大于7A，则质点Q运动的路程大于质点P运动的路程，选项D正确。
故选D。
5．C
【详解】A．由波形图可知，该时刻Q点的振动方向沿y轴正方向，选项A错误；
B．该绳波传播速度为
选项B错误；
C．再经过0.25s=，Q点到达x轴上方对称位置，选项C正确；
D．从该时刻开始计时，开始时P振动方向沿y轴负向
则质点P的振动方程为
选项D错误。
故选C。
6．D
【详解】AB．根据波形平移法可知：时刻质点P、Q均沿y轴的负方向运动，则质点P、Q的起振方向均沿y轴的负方向运动，两波源的起振方向均为y轴负方向，故AB错误；
C．质点P、Q在平衡位置附近振动，不会沿波的传播方向运动，故C错误；
D．由图知波长，由得，该波的周期为
则时刻，两列波谷都传播到点，质点的位移为
故D正确。
故选D。
7．C
【详解】A．A点波峰与波峰相遇位置，振动加强，振幅为原振幅的2倍，保持不变，A错误；
BD．C点是两列波平衡位置相遇处的振动加强点，振幅为原振幅的2倍，保持不变；周期后位移达到最大值，BD错误；
C．D点是波峰与波谷相遇位置，是振动减弱点，且振动始终减弱，位移始终为零，C正确。
故选C。
8．A
【详解】A．乘客达到地心时处于平衡位置，故其速度最大，加速度等于零，故A正确；
B．乘客达到地心时受到的万有引力为零，故B错误；
C．地心车从通道A端静止释放，只在万有引力作用下在AB两点之间做简谐运动，所以从A到O的时间等于O到B的时间，故C错误；
D．根据牛顿第二定律可知，在A、B处受万有引力大小相同，方向相反，所以在A、B处加速度方向相反，故D错误。
故选A。
9．C
【详解】AB．小球在左右两侧最大位移处时，小球的回复力最大，速度为零，动能为零，向心加速度为零，切向加速度不为零，故AB错误；
CD．根据题意，由单摆的周期公式可知，若只将钉子位置向上移一小段距离，小球在钉子左侧摆动的摆长变大，小球运动周期变大，故D错误，C正确。
故选C。
10．C
【详解】A．图1中，共振曲线的波峰与驱动力的周期无关，若驱动力周期变大，共振曲线的峰不移动，A错误；
B．根据图2，该波的波长为8m，当此波遇到宽度为2m的障碍物时能发生明显的衍射，B错误；
C．从波动图可知该波的周期为
波速为

C正确；
D．如果向右传播，时间间隔为

当时
当时
因为

所以，波向右传播时，时间间隔不可能等于；
当波向左传播时，时间间隔为

当 时
当时
因为

所以，波向左传播时，时间间隔不可能等于，D错误。
故选C。
11．B
【详解】A．由题意可知，经过0.5s质点1第一次到达最高点，说明此时已经时间，质点6开始运动，则有周期为T=2s，可得波传播的距离为
x=5×0.4m=2m
则有波速为
可得波长为
A错误；
B．则有周期为T=2s，t=0.5s时质点6开始运动，则有t=1s时又经过，质点6到达最高点，则有加速度方向指向平衡位置，即向下，B正确；
C．由题意可知，t=0时刻振动从质点1开始，经0.4s质点5开始从平衡位置向上振动，再经0.5s到达最高点，此时是t=0.9s，因此质点5在t=1s时已从最高点向下振动了一小段位移，再经0.4s回到平衡位置，因此在t=1.5s时从平衡位置向下振动了一段距离，有题意可知，质点的振幅A=10cm，因此从t=1s到t=1.5s时质点5运动的路程大于10cm，C错误；
D．周期为T=2s，则有 t=2s时质点21从平衡位置开始向上运动，可知20已经离开平衡位置在向上运动中，D错误。
故选B。
12．D
【详解】A．秋千从摆动到停下的过程受空气阻力，振幅不断减小，为阻尼振动，故A错误；
B．在最低点，根据牛顿第二定律
可得秋千对手机的支持力
可知秋千对手机的支持力大于手机所受的重力，故B错误；
C．秋千的周期为从最大振幅偏角到另外一最大振幅偏角位置再回到最大振幅偏角位置所用得时间，所以两次经过最低点，有两次向心加速度最大，故周期为
故C错误；
D．根据单摆周期公式
可得当地重力加速度
故D正确。
故选D。
13．C
【详解】A．图（b）为单摆P的共振曲线，振幅最大时对应的频率0.50Hz接近或等于其固有频率，故A错误；
B．单摆P振幅最大时，先振动的单摆与P的固有周期相近或相同，P的固有周期约为2.0s，由T＝2π可求得其摆长约为1.0m，说明装置中至少还有一个单摆的摆长约为1.0m，故B错误；
C．当单摆P稳定时的振动频率为1.0Hz时，先振动的单摆的固有频率也为1.0Hz，由T＝2π，可得摆长约0.25m，故C正确；
D．单摆P做受迫振动的周期与先振动的单摆周期相同，故D错误。
故选C。
14．D
【详解】BC．弹簧振子做简谐运动，位移x与t成正弦函数变化，即
而回复力
所以
加速度
选项BC错误；
AD．弹簧振子运动到最大位移处动能为零，弹性势能最大，因此总能量为
根据能量守恒可知
整理得
选项D正确，A错误。
故选D。
15． 1.360 > AD##DA m1OP=m1OM+m2ON
【详解】（1）[1]由图（c）所示游标卡尺可知，游标尺是20分度的，游标尺的精度是0.05mm小球直径为13mm+12×0.05mm=13.60mm=1.360cm；
（2）[2]为保证碰后入射球不反弹，则入射球的质量必须要大于被碰球的质量，即
mA>mB
（3）[3]A．小球每次都从同一点无初速度释放，重复几次，从而确定落点P，故A正确；
B．由于偶然因素存在，重复操作时小球落点不重合是正常的，落点应当很集中，故B错误；
C．测定P点位置时，如果重复10次的落点分别为P1、P2、…、P10，则应画出把各点包围在内的最小圆，圆心就是平均落点，故C错误；
D．找圆心时应舍弃个别偏离大的落点，用尽量小的圆把P1、P2、…、P10圈住，这个圆的圆心是小球落点的平均位置P，故D正确。
故选AD。
（4）[4]根据动量守恒定律有
m1v1=m1v3+m2v2
A、B两球的抛出点离地面的高度都相同，根据
可知，A、B两球离开轨道到落地时间相同，在水平方向做匀速直线运动，根据
动量守恒定律表达式可写成
即
m1OP=m1OM+m2ON
说明两球碰撞遵守动量守恒定律。
16． D BC##CB C 9.86 见解析
【详解】（1）[1]根据单摆理想模型可知，为减小空气阻力的影响，摆球应采用密度较大，体积较小的铁球，为使单摆摆动时摆长不变化，摆线应用不易形变的细私线，悬点应该用铁夹来固定。
故选D。
（2）[2]根据周期公式
可得重力加速度为
A．测量摆长时，应该测量竖直拉直后的摆线成，故A错误；
B．在摆球运动过程中，必须保证悬点固定不动，故B正确；
C．摆球运动过程中，摆线与竖直方向的夹角不能太大，如摆角太大，将不能看作简谐运动，单摆周期公式失效，故C正确；
D．测量周期时，应该从摆球运动到最低点时开始计时，因为最低点位置摆球速度最大，相同的视觉距离误差引起的时间误差较小，则周期测量比较准确，故D错误。
故选BC。
（3）①[3]由图可知，设M点到重心得距离为d，根据周期公式
可得
故该图像的斜率为
故选C。
②[4]由于
解得由此得出重力加速度的测量值为
（4）[5]方法一：用秒表记录一滴水从水龙头到达地面的时间t，但是由于需要测量出水滴下落额定高度h，则还需要测量水龙头离地面高度h，由于水滴下落后做自由落体运动，则有
则可得重力加速度表达式为
由于只测一滴水下落时间，误差较大，可测量n滴水落地时间t，在求平均值，由此得出每一滴水下落时间为
故重力加速度的表达式为
方法二：设两次实验中摆线长度为、，对应的周期为、，两次摆长之差为
其差值需在刻度尺的量程之内。由
解得
需测量的物理量为两个周期、和摆长差。
17．（1）见解析；（2）沿y轴负方向振动；（3）45m/s
【详解】（1）从波的图像可以看出，波长，若波沿x轴正方向传播，则波传播的距离
波传播的速度
m/s，（n=1，2，3，）
若波沿x轴负方向传播，则波传播的距离
波传播的速度
m/s，（n=1，2，3，）
（2）由（1）知：若波沿x轴负方向传播，无论n取值多少，都不能求出波速为65m/s，若波沿x轴正方向传播时，解得
=65m/s
则波沿x轴正方向传播，根据波速与质点的振动方向的关系，则质点N沿y轴负方向振动。
（3）从波的图像可以看出振幅
M通过的路程为1.8m，则经历的时间是两个周期再加四分之一周期，波传播的距离
波速大小
=45m/s
18．（1），单摆在摆角很小的情况下的运动为简谐运动；（2）；（3）
【详解】（1）在角很小时
由几何关系可知，单摆的回复力为
负号说明回复力方向与位移方向相反，当一个单摆的小球质量为，摆长为，当地重力加速度为，令，则单摆的回复力为
由此可见，单摆在摆角很小的情况下的运动为简谐运动。
（2）由（1）分析可知，力与位移的比例系数为
又有，单摆在摆角很小的情况下的运动为简谐运动，则单摆的周期公式为
（3）根据可得
则图像中，图线的斜率为
可得
19．（1），方向竖直向下；（2）14N
【详解】（1）足球由静止下落过程，有
解得
足球被顶起的上升过程，有
解得
足球从开始下落到被顶起到达最高点全过程中重力的冲量
方向竖直向下；
（2）足球下落过程，由自由落体公式可得
解得
足球上升过程，由公式可得
解得
所以足球与头部作用过程中，以向上为正方向，由动量定理
解得
F=14N
20．（1），水平向右；（2）；（3）；（4）1s
【详解】（1）以水平向右为正方向，子弹和小球组成的系统动量守恒
解得
方向水平向右。
（2）对碰撞前后，子弹和小球组成的系统能量守恒
解得碰撞过程中系统发的热
（3）碰撞后，小球向右摆动到最高点，由机械能守恒定律
解得最高点相对于A点的高度
（4）由于最高点的高度和绳长相比，所以小球被碰撞后的运动属于单摆运动，由单摆周期公式
解得
所以从碰撞后，小球经过多长时间第一次回到A点的时间
21．（1）；（2）；（3）；（4）
【详解】（1）设小物块位于平衡位置时弹簧的伸长量为，有
当小物块相对于平衡位置向下的位移为x时，如图受弹力和重力G作用合力
其中
解得
即合力与位移大小成正比，方向相反，由此得证小物块的运动是简谐运动。
（2）由证明过程可知合力F与位移x关系图线如图，
由图可知物块由平衡位置到位移为x的运动过程中合力F做的功：
由动能定理得：
（3）依据机械能守恒定律有
解得
（4）小球在运动到平衡位置O点下方距离为时系统势能为：
小球在振幅处的动能为零，系统势能为：
依据能量守恒定律，从振幅处到的过程中有：
可得