福建省福州第三中学2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题

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客观题：（第1-4题为单选题，每小题4分；第5-8题为双选题，每小题6分，漏选得3分，选错得零分）
三、填空题（每空1分）
9. 13.870； dx2 -x16 L；605
10. 4；0.1；先
11. 小于；小于；静止
四、实验题：本大题共2小题，共12分。
12.（1） A （2）不变 （3） ac （每空2分）
13.(1)4π2lT2；0．8750；75.2，1.88； （每空1分）
2 9.60-9.90 （1分）
（作图1分）
五、计算题：本大题共3小题，共39分。
14.（11分）解：
(1)足球在空中做竖直上抛运动，设：足球竖直上抛初速度大小为v0，
由机械能守恒定律得：mgh=12mv02 （2分）
代入数据解得：v0=2 m/s
每次颠球过程，足球碰头前后速度大小均为v0，方向相反
设竖直向下方向为正方向
足球动量变化量：Δp=m(-v0)-mv0=-2mv0 （2分）
带入数据解得： Δp=-1.68 kg·m/s ，方向竖直向上 （2分）
(2)足球与头部碰撞过程，
对足球：
由动量定理可得：(mg-F)Δt=Δp （2分）
由牛顿第三定律，足球对该同学头部的平均作用力F'=F，方向竖直向下 （1分）
带入数据解得：F'=21N，方向竖直向下 （2分）
15.（12分）解：
(1)由振动规律y=0.1sin(2.5πt) m可知：
角速度：ω=2.5π(rad/s) （1分）
振幅：A=0.1m （1分）
由角速度与周期关系得：T=2πω =2π2.5π= 0.8 s （2分）
由振动的最大速率与角速度和振幅关系得：vm=A·ω=0.25π (m/s) （2分）
(2)当y=-0.05m时，由振动规律可得：-0.05=0.1sin(2.5πt)
解得：2.5πt1=2kπ+76π，t1=715+45k (s) (k=0,1,2,……) （1分）
或： 2.5πt2=2kπ+116π，t2=1115+45k (s) (k=0,1,2,……) （1分）
这段时间内，小球下落的距离为 H=12gt2 （1分）
t=0s时，物块振动位移y0=0
依题意得：H-h=y0-y （1分）
代入数据解得：h1=12×10×(715+45k)2-0.05(m) （1分）
或：h2=12×10×(1115+45k)2-0.05(m) （1分）
16.（16分）解：
(1)设物块与铁块碰撞时的速度为v1，
物块从A运动到B处过程
由动能定理得：m1gdsin θ=12m1v12 （1分）
设v2表示物块与铁块碰撞后一起开始向下运动的速度，
因碰撞时间极短，它们的动量守恒得：m1v1=(m1+m2)v2 （1分）
代入数据解得：v1=3m/s，v2=1.5m/s （2分）
两物体碰后从B处运动回O处过程，
物块、铁块和弹簧组成系统机械能守恒，
依题意可得：12(m1+m2)v22+Ep+0=(m1+m2)g·x0·sinθ+0+0 （2分）
解得：Ep=0.75 J （1分）
(2)物块从A运动到B处，设：速度为v3
由动能定理得：m1gdsin θ=12m1v32-12m1v02 （1分）
物块与铁块碰撞过程，
由动量守恒定律：m1v3=(m1+m2)v4 （1分）
代入数据解得：v3=5m/s， v4=2.5m/s
设：弹簧形变量为x时，物块和铁块分开，此时他们之间相互挤压作用力：N=0，（1分）
由牛顿第二定律得：对物块：m1g·sinθ-N=m1a （1分）
对铁块：m2g·sin θ+N-kx=m2a （1分）
代入数据解得：x=0，说明两物体在运动回O点后分开，
设：两物体回到O点速度为v5
两物体碰后从B处运动回O处过程，
物块、铁块和弹簧组成系统机械能守恒，
依题意得：12(m1+m2)v42+Ep+0=(m1+m2)g·x0·sin θ+12(m1+m2)v52+0 （2分）
代入数据解得：v5=2m/s
物块从O处运动到最高点过程，
由动能定理得：-m1g(d-d/-x0)sinθ=0-12m1v52 （1分）
代入数据解得：d/=0.2m （1分）1
2
3
4
5
6
7
8
A
B
C
B
AB
AC
AD
BC