資源簡(jiǎn)介

模塊綜合試卷(一)
(滿分：100分)
一、單項(xiàng)選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。
1.如圖所示，水平彈簧振子在A、B兩點(diǎn)之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，平衡位置為O點(diǎn)，C、D兩點(diǎn)分別為OA、OB的中點(diǎn)。下列說法正確的是(　　)
A．振子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的時(shí)間等于周期的
B．從O點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中，振子的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能
C．在C點(diǎn)和D點(diǎn)，振子的速度相同
D．從C點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，振子再次回到C點(diǎn)完成一次全振動(dòng)
2．(2023·深圳市高級(jí)中學(xué)高二期中)下列說法中正確的是(　　)
A．圖甲中，體操運(yùn)動(dòng)員著地時(shí)做屈膝動(dòng)作是為了減少動(dòng)量的變化
B．圖乙中描述的是多普勒效應(yīng)，靜止的A觀察者接收到波的頻率小于靜止的B觀察者接收到波的頻率
C．圖丙中，使擺球A先擺動(dòng)，則擺動(dòng)后B球的周期最大、C球的周期最小
D．圖丁中，光纖的外套的折射率大于內(nèi)芯的折射率
3．(2024·梅州市高二期末)如圖甲所示，某同學(xué)利用玻璃制成的實(shí)心“水晶球”模擬彩虹的形成，該同學(xué)讓一細(xì)束復(fù)色光從P點(diǎn)射入水晶球，最后分成a、b兩束單色光從水晶球射出，光路圖如圖乙所示，下列說法正確的是(　　)
A．a(chǎn)光的頻率比b光的頻率高
B．彩虹的形成是光的干涉現(xiàn)象
C．在“水晶球”中，a光的傳播速度比b光的大
D．遇到同樣的障礙物，a光比b光更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象
4．(2023·華南師大附中高二期末)5G是“第五代移動(dòng)通信技術(shù)”的簡(jiǎn)稱，5G信號(hào)一般采用3 300 MHz～5 000 MHz頻段的無線電波，而第四代移動(dòng)通信技術(shù)4G的頻段范圍是1 880 MHz～2 635 MHz,5G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率(指單位時(shí)間傳送的數(shù)據(jù)量大小)可達(dá)10 Gbps，是4G網(wǎng)絡(luò)的50～100倍。則(　　)
A．5G信號(hào)比4G信號(hào)所用的無線電波在真空中傳播的速度更快
B．5G信號(hào)相比于4G信號(hào)更不容易繞過障礙物，所以5G通信需要搭建更密集的基站
C．空間中的5G信號(hào)和4G信號(hào)會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象
D．5G信號(hào)是橫波，4G信號(hào)是縱波
5.如圖所示，一束單色光從截面為以O(shè)為圓心、半徑為R的圓形玻璃磚OAB的M點(diǎn)沿紙面射入，當(dāng)θ＝0°時(shí)，光線恰好在玻璃磚圓形表面AB發(fā)生全反射；當(dāng)θ＝60°時(shí)，光線從玻璃磚圓形表面的B點(diǎn)射出，且從B點(diǎn)射出的光線與從M點(diǎn)射入的光線平行。則玻璃磚的折射率為(　　)
A. B. C．1.5 D．2
6．一列波長大于3.6 m的簡(jiǎn)諧橫波沿直線方向由a向b傳播，a、b兩質(zhì)點(diǎn)的平衡位置相距6 m，a、b兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖所示。由此可知(　　)
A．3 s末a、b兩質(zhì)點(diǎn)的位移相同
B．該波的波速為2 m/s
C．該波的波長為4 m
D．該波由a傳播到b歷時(shí)1.5 s
7.(2024·茂名市高二期末)光滑絕緣水平面上，在O點(diǎn)左側(cè)存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在O點(diǎn)右側(cè)的B處有一固定豎直擋板，可視為質(zhì)點(diǎn)的帶正電的小球a質(zhì)量為m1，絕緣小球b質(zhì)量為m2。已知m2＝3m1，最初兩球均靜止，相距x，如圖所示，現(xiàn)靜止釋放帶電小球a，小球a在O點(diǎn)與小球b發(fā)生彈性碰撞(小球a的電量不發(fā)生轉(zhuǎn)移)。設(shè)小球b與擋板的碰撞也是彈性碰撞，O到擋板B的距離為2L，其中A為OB的中點(diǎn)，若兩小球恰好在A點(diǎn)能迎面再次發(fā)生碰撞，則x與L之間的關(guān)系是(　　)
A．x＝1.5L B．x＝2L
C．x＝2.5L D．x＝3L
二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。
8．(2024·廣州市高二期末)一列沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波，在t＝0時(shí)刻的波形如圖甲所示。介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像如圖乙所示。則(　　)
A．當(dāng)t＝0.55 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P恰好回到平衡位置
B．在0～0.20 s時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)路程為10 cm
C．波沿x軸負(fù)方向傳播，波速的大小為30 m/s
D．在0～0.05 s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P一直向x軸正方向運(yùn)動(dòng)
9.(2024·肇慶市高二月考)一單擺在地面上做受迫振動(dòng)，其共振曲線(振幅A與驅(qū)動(dòng)力頻率f的關(guān)系)如圖所示，則下列說法正確的是(　　)
A．此單擺的擺長約為1 m
B．若擺長增加，共振曲線的峰將向右移動(dòng)
C．若把該單擺從深圳移到北京，要使其固有頻率不變，應(yīng)增加擺長
D．列車過橋需要減速，是為了防止列車發(fā)生共振
10．2022年2月4日冬奧會(huì)在北京舉行，冰雪運(yùn)動(dòng)逐漸受到人們喜愛。冰壺運(yùn)動(dòng)是運(yùn)動(dòng)員把冰壺沿水平冰面投出，讓冰壺在冰面上自由滑行，在不與其他冰壺碰撞的情況下，最終停在遠(yuǎn)處的某個(gè)位置。按比賽規(guī)則，投擲冰壺的運(yùn)動(dòng)員的隊(duì)友，可以用毛刷在冰壺滑行前方來回摩擦冰面，減小冰面的動(dòng)摩擦因數(shù)以調(diào)節(jié)冰壺的運(yùn)動(dòng)。如圖甲所示，藍(lán)壺靜止在圓形區(qū)域內(nèi)，已知冰壺質(zhì)量m＝20 kg，運(yùn)動(dòng)員用等質(zhì)量的紅壺撞擊藍(lán)壺，兩壺發(fā)生正碰。若碰撞前、后兩壺的v－t圖像如圖乙所示。關(guān)于冰壺的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是(　　)
A．碰撞后藍(lán)壺運(yùn)動(dòng)的加速度大小為0.1 m/s2
B．碰撞后在冰面上滑行的過程中，藍(lán)壺受到阻力的沖量大小比紅壺的大
C．若兩壺碰撞時(shí)間為0.2 s，則紅壺在碰撞過程中所受的平均作用力為60 N
D．兩壺碰撞過程中，系統(tǒng)損失的機(jī)械能為5 J
三、非選擇題：本題共5小題，共54分。
11．(8分)(2024·廣州市高二期末)如圖甲，某同學(xué)做“測(cè)定玻璃折射率”實(shí)驗(yàn)時(shí)已經(jīng)畫好了部分圖線，并在入射光線AO上插上大頭針P1、P2，現(xiàn)需在玻璃磚下表面折射出的光線上插上大頭針P3和P4，便能確定光在玻璃磚中的折射光線。
(1)(2分)下列確定P3位置的方法正確的是______。
A．透過玻璃磚觀察，使P3擋住P1的像
B．透過玻璃磚觀察，使P3擋住P2的像
C．透過玻璃磚觀察，使P3擋住P1、P2的像
(2)(2分)在圖甲中作出光線在玻璃磚中和出射后的光路圖，并標(biāo)出玻璃磚中光線的折射角θ2。
(3)(2分)經(jīng)過多次測(cè)量并作出sin θ1－sin θ2圖像如圖乙，則玻璃磚的折射率為___________。(保留三位有效數(shù)字)
(4)(2分)若該同學(xué)在確定P4位置時(shí)，被旁邊同學(xué)碰了一下，不小心把P4位置畫得偏左了一些，則測(cè)出來的折射率__________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。
12．(8分)甲、乙兩個(gè)學(xué)習(xí)小組的同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示的兩種裝置用來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。
(1)(2分)兩組實(shí)驗(yàn)中，小球A的半徑應(yīng)________(選填“大于”“等于”或“小于”)小球B的半徑；
(2)(2分)圖甲中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的投影，實(shí)驗(yàn)時(shí)，先讓入射小球A多次從斜軌上同一位置S靜止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置P，測(cè)量平均水平位移OP。然后，把被碰小球B靜置于軌道的水平部分，再將入射小球A從斜軌上S位置靜止釋放，與小球B相碰并多次重復(fù)本操作，接下來要完成的必要步驟還有________(填選項(xiàng)前的字母)。
A．用天平測(cè)量兩個(gè)小球的質(zhì)量m1、m2
B．測(cè)量小球A開始釋放的高度h
C．測(cè)量小球B距地面的高度H
D．通過畫最小的圓找到小球A、B相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、N，并測(cè)量平均水平位移OM、ON
(3)(2分)用刻度尺測(cè)量發(fā)現(xiàn)OM∶OP∶ON＝1∶5∶6，若碰撞過程中動(dòng)量守恒，則小球A與小球B的質(zhì)量之比為________。
(4)(2分)圖乙中，B′點(diǎn)為小球球心的等高點(diǎn)，小球在豎直板上的撞擊點(diǎn)分別為N′、P′、M′，B′N′＝h1，B′P′＝h2，B′M′＝h3，若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒，系統(tǒng)動(dòng)量守恒的表達(dá)式可表示為________(用m1、m2、h1、h2、h3表示)。
13．(10分)(2023·江門市高二月考)如圖所示，一塊半圓形透明材料，其橫截面是半徑為R的半圓，AB為半圓的直徑，O為圓心，材料的折射率n＝2，平行光垂直射向材料的下表面(設(shè)真空中光速為c)。
(1)(3分)若光到達(dá)上表面后，都能從上表面射出，則入射光束在AB上的最大寬度為多少？
(2)(7分)一束光在O點(diǎn)左側(cè)與O點(diǎn)相距R處垂直于AB入射，求此光從材料射出所用時(shí)間為多少？
14．(12分)如圖所示，甲為某一列波在t＝1.0 s時(shí)的圖像，乙為參與該波動(dòng)的P質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像。
(1)(3分)求該波波速v；
(2)(4分)畫出再經(jīng)過3.5 s時(shí)的波形圖；
(3)(5分)求再經(jīng)過3.5 s時(shí)P質(zhì)點(diǎn)的路程s和位移x。
15．(16分)如圖所示，在光滑水平桌面EAB上有質(zhì)量為m＝2 kg的小球P和質(zhì)量為M＝1 kg的小球Q，P、Q之間壓縮一輕彈簧(輕彈簧與兩小球不拴接)，桌面邊緣E處放置一質(zhì)量也為M＝1 kg的橡皮泥球S，在B處固定一與水平桌面相切的光滑豎直半圓形軌道。釋放被壓縮的輕彈簧，P、Q兩小球被輕彈簧彈出，小球P與彈簧分離后進(jìn)入半圓形軌道，恰好能夠通過半圓形軌道的最高點(diǎn)C；小球Q與彈簧分離后與桌面邊緣的橡皮泥球S碰撞后合為一體飛出，落在水平地面上的D點(diǎn)。已知水平桌面高為h＝0.2 m，D點(diǎn)到桌面邊緣的水平距離為x＝0.2 m，重力加速度為g＝10 m/s2，求：
(1)(6分)小球P經(jīng)過半圓形軌道最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)軌道的壓力大小FNB′；
(2)(5分)小球Q與橡皮泥球S碰撞前瞬間的速度大小vQ；
(3)(5分)被壓縮的輕彈簧的彈性勢(shì)能Ep。
模塊綜合試卷(一)
1．B　[振子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的時(shí)間等于周期的，由于距離平衡位置越遠(yuǎn)速度越小，則振子從A到C的時(shí)間大于從C到O的時(shí)間，可知振子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的時(shí)間大于周期的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；從O點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中，振子速度減小，動(dòng)能減小，彈簧的彈性勢(shì)能增加，即振子的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能，選項(xiàng)B正確；在C點(diǎn)和D點(diǎn)，振子的速度大小相等，方向不一定相同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；從C點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，振子第二次回到C點(diǎn)才是完成一次全振動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]
2．B　[圖甲中，體操運(yùn)動(dòng)員著地時(shí)做屈膝動(dòng)作不能減少動(dòng)量的變化，根據(jù)動(dòng)量定理Ft＝Δp，可知是為了延長時(shí)間，從而減小作用力，故A錯(cuò)誤；圖乙中描述的是多普勒效應(yīng)，靜止的A觀察者接收到波的頻率小于波源的頻率，靜止的B觀察者接收到波的頻率大于波源的頻率，所以靜止的A觀察者接收到波的頻率小于靜止的B觀察者接收到波的頻率，故B正確；圖丙中，使擺球A先擺動(dòng)，則擺動(dòng)后B、C做受迫振動(dòng)，根據(jù)受迫振動(dòng)的周期與驅(qū)動(dòng)力的周期相同，即擺球B、C的振動(dòng)周期與擺球A相同，故C錯(cuò)誤；圖丁中，光纖發(fā)生全反射，根據(jù)發(fā)生全反射的條件是光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，所以光纖的外套的折射率小于內(nèi)芯的折射率，故D錯(cuò)誤。]
3．A　[由題圖可知，在P點(diǎn)a光的折射角較小，由折射定律可知，a光的折射率較大，則a光的頻率比b光的頻率高，故A正確；彩虹的形成是光的折射現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤；由n＝可知，由于a光的折射率較大，則在“水晶球”中，a光的傳播速度比b光的小，故C錯(cuò)誤；由于a光的頻率比b光的頻率高，則a光的波長比b光的波長短，遇到同樣的障礙物，b光比a光更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。]
4．B　[任何電磁波在真空中的傳播速度均為光速，可知5G信號(hào)和4G信號(hào)所用的無線電波在真空中傳播的速度快慢相同，故A錯(cuò)誤；由題意可知，5G信號(hào)的頻率更高，則波長更短，故相比4G信號(hào)更不易發(fā)生衍射現(xiàn)象，則5G通信需要搭建更密集的基站，故B正確；5G信號(hào)和4G信號(hào)的頻率不同，則它們相遇不會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤；5G信號(hào)和4G信號(hào)都屬于電磁波，都是橫波，故D錯(cuò)誤。]
5．B　[設(shè)OM＝x，當(dāng)θ＝0°時(shí)，光線恰好在玻璃磚圓形表面發(fā)生全反射，此時(shí)有sinC＝＝
當(dāng)θ＝60°，光線從玻璃磚圓形表面B點(diǎn)射出，光線的光路如圖所示
由幾何關(guān)系得r＝β，在△MBO中，有sin β＝，在M點(diǎn)，由折射定律得
sin 60°＝nsin r
解得r＝β＝30°，n＝，故選B。]
6．B　[由題圖可知，3 s末a、b兩質(zhì)點(diǎn)的位移不同，一個(gè)在波谷，一個(gè)在平衡位置，故A錯(cuò)誤；由題圖可知，波的周期為T＝4 s，質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)傳到b用時(shí)t＝3 s＋nT(n＝0,1,2…)，則該波的波速為v＝＝ m/s(n＝0,1,2…)，該波的波長為λ＝vT＝ m(n＝0,1,2…)，根據(jù)題意，波長大于3.6 m，則n只能取0，解得v＝2 m/s，λ＝8 m，該波由a傳播到b歷時(shí)3 s，故B正確，C、D錯(cuò)誤。]
7．B　[設(shè)電場(chǎng)對(duì)小球a產(chǎn)生的加速度為a，則小球a到達(dá)O點(diǎn)碰前的速度為v0＝，以小球a碰前速度方向?yàn)檎较颍∏騛在O點(diǎn)與小球b發(fā)生彈性碰撞，有m1v0＝m1v1＋m2v2，m1v02＝m1v12＋m1v22，
聯(lián)立解得v1＝v0＝－，
v2＝v0＝，則兩球恰好在A點(diǎn)再次相碰時(shí)有＋＝，解得x＝2L，故選B。]
8．AB　[由題可知，該波的周期為T＝0.4 s，故當(dāng)t＝0.55 s＝T＋T時(shí)質(zhì)點(diǎn)P恰好回到平衡位置，A正確；在0～0.20 s時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)半個(gè)周期，經(jīng)過的路程為2A，即10 cm，B正確；由同側(cè)法可知，該波沿x軸負(fù)方向傳播，由題圖甲可知，波長為λ＝24 m，故該波的波速為v＝＝60 m/s，C錯(cuò)誤；由題圖乙可知，在0～0.05 s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P一直向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤。]
9．AC　[根據(jù)題意可知，單擺做受迫振動(dòng)，振動(dòng)頻率與驅(qū)動(dòng)力頻率相等，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率等于固有頻率時(shí)，發(fā)生共振，由題圖可知，單擺的固有頻率為0.5 Hz，則周期為T＝＝2 s，由單擺的周期公式T＝2π，可得單擺的擺長約為l＝≈1 m，故A正確；若擺長增加，則固有頻率減小，所以共振曲線的峰將向左移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；若把該單擺從深圳移到北京，重力加速度變大，要使其固有頻率不變，需增加擺長，故C正確；列車過橋時(shí)需減速，是為了使驅(qū)動(dòng)力頻率遠(yuǎn)小于橋的固有頻率，防止橋發(fā)生共振，而不是防止列車發(fā)生共振，故D錯(cuò)誤。]
10．BC　[由紅壺和藍(lán)壺組成的系統(tǒng)，碰撞瞬間動(dòng)量守恒，可知mv紅＝mv紅′＋mv藍(lán)′，由題意結(jié)合圖像可知，v紅＝1 m/s，v紅′＝0.4 m/s，代入數(shù)據(jù)解得v藍(lán)′＝0.6 m/s，由題圖乙結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)可知，藍(lán)壺停止的時(shí)刻為t＝6 s，所以a藍(lán)＝＝ m/s2＝0.12 m/s2，方向與藍(lán)壺運(yùn)動(dòng)方向相反，故A錯(cuò)誤；
由題圖乙可知，藍(lán)壺的動(dòng)量改變量大于紅壺的動(dòng)量改變量，由動(dòng)量定理可知，藍(lán)壺受到阻力的沖量大小比紅壺的大，故B正確；
對(duì)紅壺碰撞過程由動(dòng)量定理可知－Ft1＝mv紅′－mv紅，解得F＝60 N，故C正確；
兩壺碰撞過程中，系統(tǒng)損失的機(jī)械能為ΔE＝mv紅2－mv紅′2－mv藍(lán)′2＝4.8 J，故D錯(cuò)誤。]
11．(1)C　(2)見解析圖　(3)1.49
(4)偏小
解析　(1)確定P3位置的方法正確的是：透過玻璃磚觀察，使P3擋住P1、P2的像。故選C。
(2)光路圖如圖所示
(3)根據(jù)折射定律，玻璃磚的折射率為n＝＝≈1.49
(4)若該同學(xué)在確定P4位置時(shí)，被旁邊同學(xué)碰了一下，不小心把P4位置畫得偏左了一些，則P4、P3的連線與bb′的交點(diǎn)偏右，測(cè)得的折射角θ2偏大，根據(jù)n＝，可知測(cè)出來的折射率偏小。
12．(1)等于　(2)AD　
(3)3∶2　(4)＝＋
解析　(1)為保證碰撞為彈性正碰，應(yīng)使兩小球半徑相等；
(2)如果碰撞過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以水平向右為正方向，實(shí)驗(yàn)需驗(yàn)證的表達(dá)式為m1v1＝m1v2＋m2v3
小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，它們拋出點(diǎn)的高度相等，在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等，上式兩邊同時(shí)乘t得
m1v1t＝m1v2t＋m2v3t
得m1·OP＝m1·OM＋m2·ON
所以接下來需要完成的必要步驟為測(cè)量兩球的質(zhì)量、測(cè)量兩球的平均水平位移，故選A、D。
(3)由(2)可知，若碰撞過程中動(dòng)量守恒，則
m1·OP＝m1·OM＋m2·ON
已知OM∶OP∶ON＝1∶5∶6
解得m1∶m2＝3∶2
(4)如果碰撞過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以水平向右為正方向，
則有m1v1＝m1v2＋m2v3
小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，水平位移相同，則有m1·
＝m1·＋m2·
化簡(jiǎn)得＝＋。
13．(1)R　(2)R
解析　(1)光線發(fā)生全反射的臨界角滿足n＝，解得C＝30°，由此可知，其能從上表面射出的光線，入射角最大值為臨界角C，則入射光束在AB上的最大寬度為d＝2Rsin 30°＝R
(2)一束光在O點(diǎn)左側(cè)與O點(diǎn)相距R處，垂直于AB從下方入射，在上表面的入射角為θ，則有sin θ＝，
解得θ＝45°>30°，作出其光路圖，
如圖所示，則該束光在透明材料中的光程為x＝2×R＋R＝2R，光在介質(zhì)中傳播的速度與折射率關(guān)系有n＝
光從透明材料射出所用時(shí)間為
t＝，聯(lián)立解得t＝。
14．(1)4 m/s　(2)見解析圖　(3)2.8 m　0
解析　(1)由題圖甲可知波長為4 m，由題圖乙可知周期為T＝1 s，該波波速為v＝＝ m/s＝4 m/s。
(2)由題圖乙可知，t＝1.0 s時(shí)P點(diǎn)經(jīng)過平衡位置向下振動(dòng)，由題圖甲可以判斷出此波沿－x方向傳播，經(jīng)3.5 s，波傳播的距離為Δx＝vΔt＝4×3.5 m＝14 m＝3λ，故此波再經(jīng)3.5 s時(shí)的波形只需將波形向－x方向平移＝2 m即可，如圖所示。
(3)再經(jīng)過3.5 s時(shí)P質(zhì)點(diǎn)的路程s＝3×4A＝14A＝14×0.2 m＝2.8 m，t＝1.0 s時(shí)內(nèi)P點(diǎn)位于平衡位置，再經(jīng)過3.5 s時(shí)P質(zhì)點(diǎn)經(jīng)歷3T，仍位于平衡位置，位移為x＝0。
15．(1)120 N　(2)2 m/s　(3)3 J
解析　(1)設(shè)半圓軌道半徑為R，小球P恰好能通過
半圓形軌道的最高點(diǎn)C，
則有mg＝m
解得vC＝，對(duì)于小球P，
從B→C，由動(dòng)能定理有
－2mgR＝mvC2－mvB2
解得vB＝，在B點(diǎn)有
FNB－mg＝m
解得FNB＝6mg＝120 N
由牛頓第三定律有
FNB′＝FNB＝120 N
(2)設(shè)Q與S做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為v，所用時(shí)間為t，
根據(jù)h＝gt2，得t＝0.2 s
根據(jù)x＝vt，得v＝1 m/s
碰撞前后Q和S組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，
則有MvQ＝2Mv，解得vQ＝2 m/s
(3)P、Q和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，
則有mvP＝MvQ，解得vP＝1 m/s
對(duì)P、Q和彈簧組成的系統(tǒng)，由能量守恒定律有Ep＝mvP2＋MvQ2，
解得Ep＝3 J。(共58張PPT)
模塊綜合試卷(一)
一、單項(xiàng)選擇題
1.如圖所示，水平彈簧振子在A、B兩點(diǎn)之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，平衡位置為O點(diǎn)，C、D兩點(diǎn)分別為OA、OB的中點(diǎn)。下列說法正確的是
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B.從O點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中，振子的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈
簧的彈性勢(shì)能
C.在C點(diǎn)和D點(diǎn)，振子的速度相同
D.從C點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，振子再次回到C點(diǎn)完成一次全振動(dòng)
√
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從O點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中，振子速度減小，動(dòng)能減小，彈簧的彈性勢(shì)能增加，即振子的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能，選項(xiàng)B正確；
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在C點(diǎn)和D點(diǎn)，振子的速度大小相等，方向不一定相同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；從C點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，振子第二次回到C點(diǎn)才是完成一次全振動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
2.(2023·深圳市高級(jí)中學(xué)高二期中)下列說法中正確的是
A.圖甲中，體操運(yùn)動(dòng)員著地時(shí)做屈膝動(dòng)
作是為了減少動(dòng)量的變化
B.圖乙中描述的是多普勒效應(yīng)，靜止的
A觀察者接收到波的頻率小于靜止的
B觀察者接收到波的頻率
C.圖丙中，使擺球A先擺動(dòng)，則擺動(dòng)后B
球的周期最大、C球的周期最小
D.圖丁中，光纖的外套的折射率大于內(nèi)芯的折射率
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圖甲中，體操運(yùn)動(dòng)員著地時(shí)做屈膝動(dòng)作不能減少動(dòng)量的變化，根據(jù)動(dòng)量定理Ft＝Δp，可知是為了延長時(shí)間，從而減小作用力，故A錯(cuò)誤；
圖乙中描述的是多普勒效應(yīng)，靜止的A觀察者接收到波的頻率小于波源的頻率，靜止的B觀察者接收到波的頻率大于波源的頻率，所以靜止的A觀察者接收到波的頻率小于靜止的B觀察者接收到波的頻率，故B正確；
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圖丙中，使擺球A先擺動(dòng)，則擺動(dòng)后B、C做受迫振動(dòng)，根據(jù)受迫振動(dòng)的周期與驅(qū)動(dòng)力的周期相同，即擺球B、C的振動(dòng)周期與擺球A相同，故C錯(cuò)誤；
圖丁中，光纖發(fā)生全反射，根據(jù)發(fā)生全反射的條件是光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，所以光纖的外套的折射率小于內(nèi)芯的折射率，故D錯(cuò)誤。
3.(2024·梅州市高二期末)如圖甲所示，某同學(xué)利用玻璃制成的實(shí)心“水晶球”模擬彩虹的形成，該同學(xué)讓一細(xì)束復(fù)色光從P點(diǎn)射入水晶球，最后分成a、b兩束單色光從水晶球射出，光路圖如圖乙所示，下列說法正確的是
A.a光的頻率比b光的頻率高
B.彩虹的形成是光的干涉現(xiàn)象
C.在“水晶球”中，a光的傳播速度比b
光的大
D.遇到同樣的障礙物，a光比b光更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象
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由題圖可知，在P點(diǎn)a光的折射角較小，由折射定律可知，a光的折射率較大，則a光的頻率比b光的頻率高，故A正確；
彩虹的形成是光的折射現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤；
由于a光的頻率比b光的頻率高，則a光的波長比b光的波長短，遇到同樣的障礙物，b光比a光更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。
4.(2023·華南師大附中高二期末)5G是“第五代移動(dòng)通信技術(shù)”的簡(jiǎn)稱，5G信號(hào)一般采用3 300 MHz～5 000 MHz頻段的無線電波，而第四代移動(dòng)通信技術(shù)4G的頻段范圍是1 880 MHz～2 635 MHz,5G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率(指單位時(shí)間傳送的數(shù)據(jù)量大小)可達(dá)10 Gbps，是4G網(wǎng)絡(luò)的50～100倍。則
A.5G信號(hào)比4G信號(hào)所用的無線電波在真空中傳播的速度更快
B.5G信號(hào)相比于4G信號(hào)更不容易繞過障礙物，所以5G通信需要搭建更
密集的基站
C.空間中的5G信號(hào)和4G信號(hào)會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象
D.5G信號(hào)是橫波，4G信號(hào)是縱波
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任何電磁波在真空中的傳播速度均為光速，可知5G信號(hào)和4G信號(hào)所用的無線電波在真空中傳播的速度快慢相同，故A錯(cuò)誤；
由題意可知，5G信號(hào)的頻率更高，則波長更短，故相比4G信號(hào)更不易發(fā)生衍射現(xiàn)象，則5G通信需要搭建更密集的基站，故B正確；
5G信號(hào)和4G信號(hào)的頻率不同，則它們相遇不會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤；
5G信號(hào)和4G信號(hào)都屬于電磁波，都是橫波，故D錯(cuò)誤。
5.如圖所示，一束單色光從截面為以O(shè)為圓心、半徑為R的 圓形玻璃磚OAB的M點(diǎn)沿紙面射入，當(dāng)θ＝0°時(shí)，光線恰好在玻璃磚圓形表面AB發(fā)生全反射；當(dāng)θ＝60°時(shí)，光線從玻璃磚圓形表面的B點(diǎn)射出，且從B點(diǎn)射出的光線與從M點(diǎn)射入的光線平行。則玻璃磚
的折射率為
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當(dāng)θ＝60°，光線從玻璃磚圓形表面B點(diǎn)射出，光線的光路如圖所示
6.一列波長大于3.6 m的簡(jiǎn)諧橫波沿直線方向由a向b傳播，a、b兩質(zhì)點(diǎn)的平衡位置相距6 m，a、b兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖所示。由此可知
A.3 s末a、b兩質(zhì)點(diǎn)的位移相同
B.該波的波速為2 m/s
C.該波的波長為4 m
D.該波由a傳播到b歷時(shí)1.5 s
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由題圖可知，波的周期為T＝4 s，質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)傳到b用時(shí)t＝3 s＋nT(n＝0,1,2…)，
由題圖可知，3 s末a、b兩質(zhì)點(diǎn)的位移不同，一個(gè)在波谷，一個(gè)在平衡位置，故A錯(cuò)誤；
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根據(jù)題意，波長大于3.6 m，則n只能取0，解得v＝2 m/s，λ＝8 m，該波由a傳播到b歷時(shí)3 s，故B正確，C、D錯(cuò)誤。
7.(2024·茂名市高二期末)光滑絕緣水平面上，在O點(diǎn)左側(cè)存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在O點(diǎn)右側(cè)的B處有一固定豎直擋板，可視為質(zhì)點(diǎn)的帶正電的小球a質(zhì)量為m1，絕緣小球b質(zhì)量為m2。已知m2＝3m1，最初兩球均靜止，相距x，如圖所示，現(xiàn)靜止釋放帶電小球a，小球a在O點(diǎn)與小球b發(fā)生彈性碰撞(小球a的電量不發(fā)生轉(zhuǎn)移)。設(shè)小球b與擋板的碰撞也是彈性碰撞，O到擋板B的距離為2L，其中A為OB的中點(diǎn)，若兩小球恰好在A點(diǎn)能迎面再次發(fā)生碰撞，則x與L之間的關(guān)系是
A.x＝1.5L B.x＝2L
C.x＝2.5L D.x＝3L
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設(shè)電場(chǎng)對(duì)小球a產(chǎn)生的加速度為a，
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以小球a碰前速度方向?yàn)檎较颍∏騛在O點(diǎn)與小球b發(fā)生彈性碰撞，
二、多項(xiàng)選擇題
8.(2024·廣州市高二期末)一列沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波，在t＝0時(shí)刻的波形如圖甲所示。介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像如圖乙所示。則
A.當(dāng)t＝0.55 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P恰好回到平
衡位置
B.在0～0.20 s時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)路
程為10 cm
C.波沿x軸負(fù)方向傳播，波速的大小為30 m/s
D.在0～0.05 s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P一直向x軸正方向運(yùn)動(dòng)
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在0～0.20 s時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)半個(gè)周期，經(jīng)過的路程為2A，即10 cm，B正確；
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由題圖乙可知，在0～0.05 s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P一直向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤。
9.(2024·肇慶市高二月考)一單擺在地面上做受迫振動(dòng)，其共振曲線(振幅A與驅(qū)動(dòng)力頻率f的關(guān)系)如圖所示，則下列說法正確的是
A.此單擺的擺長約為1 m
B.若擺長增加，共振曲線的峰將向右移動(dòng)
C.若把該單擺從深圳移到北京，要使其固有頻率
不變，應(yīng)增加擺長
D.列車過橋需要減速，是為了防止列車發(fā)生共振
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根據(jù)題意可知，單擺做受迫振動(dòng)，振動(dòng)頻率與驅(qū)動(dòng)力頻率相等，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率等于固有頻率時(shí)，發(fā)生共振，
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若擺長增加，則固有頻率減小，所以共振曲線的峰將向左移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；
若把該單擺從深圳移到北京，重力加速度變大，要使其固有頻率不變，需增加擺長，故C正確；
列車過橋時(shí)需減速，是為了使驅(qū)動(dòng)力頻率遠(yuǎn)小于橋的固有頻率，防止橋發(fā)生共振，而不是防止列車發(fā)生共振，故D錯(cuò)誤。
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10.2022年2月4日冬奧會(huì)在北京舉行，冰雪運(yùn)動(dòng)逐漸受到人們喜愛。冰壺運(yùn)動(dòng)是運(yùn)動(dòng)員把冰壺沿水平冰面投出，讓冰壺在冰面上自由滑行，在不與其他冰壺碰撞的情況下，最終停在遠(yuǎn)處的某個(gè)位置。按比賽規(guī)則，投擲冰壺的運(yùn)動(dòng)員的隊(duì)友，可以用毛刷在冰壺滑行前方來回摩擦冰面，減小冰面的動(dòng)摩擦因數(shù)以調(diào)節(jié)冰壺的運(yùn)動(dòng)。如圖甲所示，藍(lán)壺靜止在圓形區(qū)域內(nèi)，已知冰壺質(zhì)量m＝20 kg，運(yùn)動(dòng)員
用等質(zhì)量的紅壺撞擊藍(lán)壺，兩壺發(fā)生正碰。
若碰撞前、后兩壺的v－t圖像如圖乙所示。
關(guān)于冰壺的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是
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A.碰撞后藍(lán)壺運(yùn)動(dòng)的加速度大小為0.1 m/s2
B.碰撞后在冰面上滑行的過程中，藍(lán)壺受到阻力的沖量大小比紅壺的大
C.若兩壺碰撞時(shí)間為0.2 s，則紅壺在碰撞過程中所受的平均作用力為60 N
D.兩壺碰撞過程中，系統(tǒng)損失的機(jī)械能為5 J
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由紅壺和藍(lán)壺組成的系統(tǒng)，碰撞瞬間動(dòng)量守恒，可知mv紅＝mv紅′＋mv藍(lán)′，由題意結(jié)合圖像可知，v紅＝1 m/s，v紅′＝0.4 m/s，代入數(shù)據(jù)解得v藍(lán)′＝0.6 m/s，
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由題圖乙可知，藍(lán)壺的動(dòng)量改變量大于紅壺的動(dòng)量改變量，由動(dòng)量定理可知，藍(lán)壺受到阻力的沖量大小比紅壺的大，故B正確；
對(duì)紅壺碰撞過程由動(dòng)量定理可知－Ft1＝mv紅′－mv紅，解得F＝60 N，故C正確；
三、非選擇題
11.(2024·廣州市高二期末)如圖甲，某同學(xué)做“測(cè)定玻璃折射率”實(shí)驗(yàn)時(shí)已經(jīng)畫好了部分圖線，并在入射光線AO上插上大頭針P1、P2，現(xiàn)需在玻璃磚下表面折射出的光線上插上大頭針P3和P4，便能確定光在玻璃磚中的折射光線。
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(1)下列確定P3位置的方法正確的是______。
A.透過玻璃磚觀察，使P3擋住P1的像
B.透過玻璃磚觀察，使P3擋住P2的像
C.透過玻璃磚觀察，使P3擋住P1、P2的像
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確定P3位置的方法正確的是：透過玻璃磚觀察，使P3擋住P1、P2的像。故選C。
(2)在圖甲中作出光線在玻璃磚中和出射后的光路圖，并標(biāo)出玻璃磚中光線的折射角θ2。
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答案　見解析圖　
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光路圖如圖所示
(3)經(jīng)過多次測(cè)量并作出sin θ1－sin θ2圖像如圖乙，則玻璃磚的折射率為_______。(保留三位有效數(shù)字)
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(4)若該同學(xué)在確定P4位置時(shí)，被旁邊同學(xué)碰了一下，不小心把P4位置畫得偏左了一些，則測(cè)出來的折射率_______(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。
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偏小
12.甲、乙兩個(gè)學(xué)習(xí)小組的同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示的兩種裝置用來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。
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(1)兩組實(shí)驗(yàn)中，小球A的半徑應(yīng)________(選填“大于”“等于”或“小于”)小球B的半徑；
等于
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為保證碰撞為彈性正碰，應(yīng)使兩小球半徑相等；
(2)圖甲中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的投影，實(shí)驗(yàn)時(shí)，先讓入射小球A多次從斜軌上同一位置S靜止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置P，測(cè)量平均水平位移OP。然后，把被碰小球B靜置于軌道的水平部分，再將入射小球A從斜軌上S位置靜止釋放，與小球B相碰并多次重復(fù)本操作，接下來要完成的必要步驟還有________(填選項(xiàng)前的字母)。
A.用天平測(cè)量兩個(gè)小球的質(zhì)量m1、m2
B.測(cè)量小球A開始釋放的高度h
C.測(cè)量小球B距地面的高度H
D.通過畫最小的圓找到小球A、B相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、N，并測(cè)量平均水平位移OM、ON
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AD　
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如果碰撞過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以水平向右為正方向，實(shí)驗(yàn)需驗(yàn)證的表達(dá)式為m1v1＝m1v2＋m2v3
小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，它們
拋出點(diǎn)的高度相等，在空中的運(yùn)動(dòng)
時(shí)間t相等，上式兩邊同時(shí)乘t得m1v1t
＝m1v2t＋m2v3t
得m1·OP＝m1·OM＋m2·ON
所以接下來需要完成的必要步驟為測(cè)量兩球的質(zhì)量、測(cè)量兩球的平均水平位移，故選A、D。
(3)用刻度尺測(cè)量發(fā)現(xiàn)OM∶OP∶ON＝1∶5∶6，若碰撞過程中動(dòng)量守恒，則小球A與小球B的質(zhì)量之比為________。
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由(2)可知，若碰撞過程中動(dòng)量守恒，則m1·OP＝m1·OM＋m2·ON
已知OM∶OP∶ON＝1∶5∶6
解得m1∶m2＝3∶2
3∶2
(4)圖乙中，B′點(diǎn)為小球球心的等高點(diǎn)，小球在豎直板上的撞擊點(diǎn)分別為N′、P′、M′，B′N′＝h1，B′P′＝h2，B′M′＝h3，若兩球
相碰前后的動(dòng)量守恒，系統(tǒng)動(dòng)量守恒的表達(dá)式可表示為______________
(用m1、m2、h1、h2、h3表示)。
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如果碰撞過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，
以水平向右為正方向，
則有m1v1＝m1v2＋m2v3
小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，水平位移相同，
13.(2023·江門市高二月考)如圖所示，一塊半圓形透明材料，其橫截面是半徑為R的半圓，AB為半圓的直徑，O為圓心，材料的折射率n＝2，平行光垂直射向材料的下表面(設(shè)真空中光速為c)。
(1)若光到達(dá)上表面后，都能從上表面射出，則入射光
束在AB上的最大寬度為多少？
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答案　R　
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由此可知，其能從上表面射出的光線，入射角最大值為臨界角C，則入射光束在AB上的最大寬度為d＝2Rsin 30°＝R
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14.如圖所示，甲為某一列波在t＝1.0 s時(shí)的圖像，乙為參與該波動(dòng)的P質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像。
(1)求該波波速v；
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答案　4 m/s　
(2)畫出再經(jīng)過3.5 s時(shí)的波形圖；
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答案　見解析圖　
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由題圖乙可知，t＝1.0 s時(shí)P點(diǎn)經(jīng)過平衡位置向下振動(dòng)，
由題圖甲可以判斷出此波沿－x方向傳播，經(jīng)3.5 s，波傳播的距離為
(3)求再經(jīng)過3.5 s時(shí)P質(zhì)點(diǎn)的路程
s和位移x。
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答案　2.8 m　0
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15.如圖所示，在光滑水平桌面EAB上有質(zhì)量為m＝2 kg的小球P和質(zhì)量為M＝1 kg的小球Q，P、Q之間壓縮一輕彈簧(輕彈簧與兩小球不拴接)，桌面邊緣E處放置一質(zhì)量也為M＝1 kg的橡皮泥球S，在B處固定一與水平桌面相切的光滑豎直半圓形軌道。釋放被壓縮的輕彈簧，P、Q兩小球被輕彈簧彈出，小球P與彈簧分離后進(jìn)入半圓形軌道，恰好能夠通過半圓形軌道的最高點(diǎn)C；小球Q與彈簧分離后與桌面邊緣的橡皮泥球S碰撞后合為一體飛出，落在水平地面上的D點(diǎn)。已知水平
桌面高為h＝0.2 m，D點(diǎn)到桌面邊緣的水平距
離為x＝0.2 m，重力加速度為g＝10 m/s2，求：
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(1)小球P經(jīng)過半圓形軌道最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)軌道的壓力大小FNB′；
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答案　120 N　
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解得FNB＝6mg＝120 N
由牛頓第三定律有FNB′＝FNB＝120 N
(2)小球Q與橡皮泥球S碰撞前瞬間的速度大小vQ；
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答案　2 m/s　
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根據(jù)x＝vt，得v＝1 m/s
碰撞前后Q和S組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，
則有MvQ＝2Mv，解得vQ＝2 m/s
(3)被壓縮的輕彈簧的彈性勢(shì)能Ep。
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答案　2 m/s　
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P、Q和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，
則有mvP＝MvQ，解得vP＝1 m/s
對(duì)P、Q和彈簧組成的系統(tǒng)，由能量守恒定律有

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