北京市清华大学附属中学朝阳学校望京学校2023-2024学年高二下学期3月质量检测物理试卷

这是一份北京市清华大学附属中学朝阳学校望京学校2023-2024学年高二下学期3月质量检测物理试卷，共22页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

2024年3 月29日
高二物理
一、单选题 (本题共10小题，每小题3分，共30分)
1.关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是 ( )
A.赫兹预言了电磁波的存在
B.均匀变化的电场能够产生均匀变化的磁场
C.紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波，能够灭菌消毒
D.电磁波谱按照波长从大到小排列的顺序为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线
2.随着科技的发展，自动控制现象随处可见，这得益于传感器的广泛应用。比如许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，出现人靠近它就开启；而在白天，即使有人靠近它也没有反应，它的控制电路中可能接入的传感器是( )
①温度传感器②人体红外线传感器③声音传感器④光敏传感器
A. ①③ B. ②④ C. ③④ D. ①④
3.汽车安全性能是当今衡量汽车品质的重要指标。实车碰撞试验是综合评价汽车安全性能最有效的方法。汽车发生碰撞时，关于安全气囊对驾驶员的保护作用，下列说法中正确的是( )
A.减小了驾驶员的惯性 B.减小了驾驶员的动量变化量
C.减小了驾驶员受到的冲量 D.减小了驾驶员受到的平均冲击力
4.如图(甲)所示，光滑水平面上有一以O点为平衡位置、在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，以水平向右为正方向，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. 从t=0到t=0.8s的时间内，弹簧振子经历了一次全振动
B. 从t=0到t=2.0s的时间内, 振子经过的路程是4.0cm
C. 在t=0.6s与t=1.0s两个时刻, 振子的速度相同
D. 在t=0.6s与t=1.0s 两个时刻, 振子的加速度相同
5.如图所示为同一地点的两个单摆甲、乙的振动图像，下列说法正确的是( )
A.甲单摆的周期大于乙单摆的周期
B.在t=ls时有正向最大加速度的是甲摆
C.甲单摆的摆长约为2米
D.甲单摆的机械能大于乙单摆的机械能
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6.如图所示，站在车上的人，用锤子连续敲打小车.初始时，人、车、锤都静止.假设水平地面光滑，关于这一物理过程，下列说法正确的是 ( )
A.连续敲打可使小车持续向右运动
B.人、车和锤组成的系统机械能守恒
C.当锤子速度方向竖直向下时，人和车水平方向的总动量为零
D.人、车和锤组成的系统动量守恒
7.在光滑水平面上的两个小球发生正碰。碰撞时间可以忽略不计，如图所示是它们碰撞前后的x-t图像。小球的质量分别为m₁和m₂，已知 m₁=0.1kg。由此可以判断 ( )
A.碰撞前m₁和m₂都在做匀速直线运动
B. 碰撞后m₁和m₂运动方向相同
C.m₂=0.2kg
D.该碰撞为弹性碰撞
8.如图，长度为l=1m，质量为M=1kg的车厢，静止于光滑的水平面上，车厢内有一质量为m=1kg、可视为质点的物块以速度 vθ=10m/s从车厢中点处向右运动，与车厢壁来回弹性碰撞n次后，与车厢相对静止，物块与车厢底板间的动摩擦因数为 μ=0.1,重力加速度取 g=10m/s²。下列说法不正确的是 ( )
A. n=26
B.系统因摩擦产生的热量为25J
C.物块最终停在车厢中点处
D.车厢最终运动的速度为5m/s，方向水平向右
9.如图甲所示，在LC振荡电路中，通过 P点的电流变化规律如图乙所示，且把通过P点向右的方向规定为电流i的正方向，则 ( )
A. 0.5s到1s时间内, 电容器C在放电
B. 0.5s至1s时间内，电容器C的上极板带正电
C. 1s至1.5s时间内, Q点的电势比P的电势高
D.1s至1.5s时间内，磁场能正在转变成电场能
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10.惠更斯发现“单摆做简谐运动的周期T与重力加速度的二次方根成反比”。为了通过实验验证这一结论，某同学创设了“重力加速度”可以认为调节的实验环境：如图1 所示，在水平地面上固定一倾角θ可调的光滑斜面，把摆线固定于斜面上的O点，使摆线平行于斜面。拉开摆球至A点，静止释放后，摆球在ABC之间做简谐运动，摆角为α。在某次实验中，摆球自然悬垂时，通过力传感器(图中未画出)测得摆线的拉力为F₁；摆球摆动过程中，力传感器测出摆线的拉力随时间变化的关系如图2所示，其中F₂、F₃、T₀均已知。当地的重力加速度为g。下列选项正确的是( )
A.多次改变图1中α角的大小，即可获得不同的等效重力加速度
B.在图2的测量过程中，单摆n次全振动的时间为nT₀
C.多次改变斜面的倾角θ，只要得出 T∝1sinθ就可以验证该结论成立
D.在图2的测量过程中，满足 F₃=3F₂−2F₁关系
二、多选题(本题共3小题，共12分)
11.如图所示，把小球放在竖立的弹簧上，并把球往下按至 A 位置，如图甲所示。迅速松手后，球升高至最高位置C(图丙)，途中经过位置B时弹簧正处于原长(图乙)。忽略弹簧的质量和空气阻力。则小球从A 运动到C的过程中，下列说法正确的是( )
A.经过位置B时小球的动量最大
B.在位置A松手瞬间，小球受到的弹力一定大于两倍的重力
C.从A到B过程，小球受到弹力的冲量大小大于重力的冲量大小
D.小球、地球、弹簧所组成系统的机械能先增大后减小
12.用轻质绝缘细线悬挂带正电的小球，如图1。将装置分别放入图2所示的匀强电场，图3 所示的匀强磁场中。将小球从偏离竖直方向左侧的一个小角度θ处由静止释放，三种情况下，小球均在竖直平面内往复运动，周期分别为T₁、T₂、T₃，小球第一次到达轨迹最低点时的速度大小分别为v₁、v₂、v₃,不计空气阻力。下列说法正确的是 ( )
A.小球第一次到达轨迹最低点时的速度关系 v₁=v₃B.三种情况小球第一次到达最低点时对绳的拉力相同
C.三种情况下小球运动的周期关系 TI=T3>T2
D.三种情况下小球到达右侧最高点的高度各不相同
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13.角速度计可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度，其结构如图。当系统绕光滑的轴( 0O'转动时，元件A发生位移并输出相应的电压信号，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源。已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k、自然长度为l，电源的电动势为E、内阻不计。滑动变阻器总长也为l，电阻分布均匀，系统静止时滑片P位于B点，整个装置连同电路以角速度ω绕轴转动时( )
A.电路中电流随角速度的增大而增大
B.电压表的示数随角速度的减小而增大
C.弹簧的伸长量为 x=mlω2k−mω2
D.电压表表盘上各刻度对应角速度的值不是均匀的
三、实验题 (共18分)
14.用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”实验。实验中使用的两个小球半径相等。
(1)本实验必须满足的条件是
A.同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放
B.入射小球的质量必须大于被碰小球的质量
C.轨道倾斜部分必须光滑
D.轨道末端必须水平
(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射小球多次从斜轨上位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P，测出平抛射程OP。然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分末端，仍将入射小球从斜轨上位置S由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复该操作，两小球平均落地点位置分别为M、N。实验中还需要测量的有 (选填选项前的字母)。
A.入射小球和被碰小球的质量m₁、m₂ B.入射小球开始的释放高度h
C.小球抛出点距地面的高度H D. 两球相碰后的平抛射程OM、ON
(3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为： [用(2)中测量的量表示]。通过测量小球做平抛运动的射程来代替小球的速度，其依据是
(4)物理学定义碰撞的恢复系数为 e=|v2'−v1'||v2−v1|,其中A球的碰前碰后速度分别为v₁、v₁'，B球的碰前碰后速度分别为v₂、v₂。请推导此碰撞中恢复系数的表达式e= 。[用(2)中测量的量表示]
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15.用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示.
(1)组装单摆时，应在下列器材中选用( )
A. 长度为1m左右的细线 B. 长度为30cm左右的细线
C. 直径为1.8cm的塑料球 D. 直径为1.8cm的铁球
(2)测出悬点O 到小球球心的距离(摆长)L 及单摆完成n次全振动所用的时间t， 则重力加速度g= (用L、n、t表示)
(3)用多组实验数据做出：T²-L图像，也可以求出重力加速度g， 已知三位同学做出的 T²−L图线的示意图如图中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值.则相对于图线b， 下列分析正确的是 ( ).
A.出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L
B.出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次
C. 图线c对应的g值小于图线b对应的g值
(4)某同学在家里测重力加速度.他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图所示，由于家里只有一根量程为30cm的刻度尺，于是他在细线上的A点做了一个标记，使得悬点O到A 点间的细线长度小于刻度尺量程.保持该标记以下的细线长度不变，通过改变O、A间细线长度以改变摆长.实验中，当O、A间细线的长度分别为l₁和l₂时，测得相应单摆的周期为T₁、T₂，由此可得重力加速度g= (用l₁、
l₂、T₁、T₂表示).
四、解答题(共40分)
16.有一弹簧振子在水平方向上的B、C之间做简谐运动，已知B、C间的距离为20cm，振子在4s内完成了20次全振动。若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时(t=0)，经过0.05s振子有正向最大位移。
(1)求振子的振幅和周期；
(2)在图中作出该振子的位移—时间图像；
(3)写出振子的振动方程。
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17.普通水加压，可以制成水枪、水刀，在生产生活中有着广泛的用途。如图所示，用高压水枪冲洗物体时，在物体表面能够产生一定的压力，从而达到洗去污垢的作用。若水从横截面积为S的枪口喷出时的速度大小不变，忽略水从枪口喷出后的发散效应，近距离垂直喷射到某物体表面，速度在短时间内变为零。已知水的密度为ρ，重力加速度为g，水枪的流量为Q (即单位时间内水枪口喷出的水的体积)。求：
(1)经过△t (已知)时间，水枪喷出的水的质量 △m;
(2)水从枪口喷出时的速度大小v；
(3)水枪在物体表面产生的冲击力大小F。
18. 如图1所示, 质量 m=1.0kg的物块，在水平向右、大小. F=5.0N的恒力作用下，沿足够长的粗糙水平面由静止开始运动。在运动过程中，空气对物块的阻力沿水平方向向左，其大小 fz=kv,k为比例系数，f随时间t变化的关系如图2所示。g取
(1)求物块与水平面间的动摩擦因数μ；
(2)估算物块运动的最大速度 vm；
(3)估算比例系数k。
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19.简谐运动是一种常见且重要的运动形式。它是质量为m的物体在受到形如 F=−kx的回复力作用下，物体的位移x与时间t遵循. x=Asinωt变化规律的运动，其中角频率 ω=2πT=km(k为常数，A为振幅，T为周期)。弹簧振子的运动就是其典型代表。如图所示，一竖直光滑的管内有—劲度系数为k的轻弹簧，弹簧下端固定于地面，上端与一质量为m的小球A相连，小球A静止时所在位置为O。另一质量为m的小球B从距A为H的P点由静止开始下落，与A发生瞬间碰撞后一起开始向下运动。两球均可视为质点，在运动过程中，弹簧的形变在弹性限度内，当其形变量为x时，弹性势能为 Ep=12kx2。已知 H=3mgk,重力加速度为g。求：
(1)B与A碰撞后瞬间一起向下运动的速度；
(2)小球A 被碰后向下运动离O点的最大距离
(3)已知两小球一起向下运动的过程是简谐运动。那么小球A从O点开始向下运动到第一次返回O点所用的时间t。
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参考答案：
1. D
【详解】A.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在。故A 错误；
B.均匀变化的电场产生恒定的磁场。故B 错误；
C.紫外线是一种波长比紫光更短的电磁波，能够灭菌消毒。故C 错误；
故D 正确。
故选 D。
2. B
【详解】天黑时，出现人靠近它就开启，说明电路中有人体红外线传感器，而在白天，即使有人靠近它也没有反应，说明电路中有光敏传感器，B 正确，ACD错误；
故选 B
3. D
【详解】A.物体的惯性只跟物体的质量有关，使用安全气囊并不会减小驾驶员的惯性，A错误；
B.汽车发生碰撞时，无论是否使用了安全气囊，动量的变化量不变，B 错误；
CD.根据动量定理
I=Ft=△p
可知驾驶员受到的冲量不变，但使用安全气囊后作用时间增大，所以减小了平均冲击力，C 错误D 正确。故选 D。
4. C
【详解】A. 由图乙可知，弹簧振子的周期为1.6s，可知从 t=0到t=0.8s的时间内，弹簧没有完成一次全振动，故 A 错误;
B. 由图乙可知从t=0到t=2.0s的时间内，振子经过的路程是
s=4×5cm=20cm
故B 错误;
C. 根据x-t图像斜率和对称性可知在t=0.6s与t=1.0s两个时刻，振子的速度相同，故C 正确；
D. 根据 a=−kxm和对称性可知在t=0.6s与t=1.0s两个时刻，振子的加速度大小相等，方向相反，故D 错误。故选 C。
5. B
【详解】A.由图像可知，甲单摆的周期等于乙单摆的周期，选项A错误；
B.在t=ls时乙摆的位移为零，加速度为零；甲摆的位移负向最大，则甲摆有正向最大加速度，选项B正确；
C.甲单摆的周期为2s，根据
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T=2πLg
可得，摆长约为1米，选项C错误；
D.两摆球的质量关系不确定，则不能比较两摆的机械能关系，选项D错误。
故选 B。
6. C
【详解】A.人、车和锤看做一个系统处在光滑水平地面上，水平方向所受合外力为零，故水平方向动量守恒，总动量始终为零，当大锤有相对大地向左的速度时，车有向右的速度，当大锤有相对大地向右的速度时，车有向左的速度，故车来回运动，故A 错误；
B.大锤击打小车时，发生的不是完全弹性碰撞，系统机械能有损耗，故B 错误；
C.大锤的速度竖直向下时，没有水平方向的速度，因为水平方向总动量恒为零，故人和车的总动量也为零，故C正确；
D.人、车和锤水平方向动量守恒，因为大锤会有竖直方向的加速度，故竖直方向合外力不为零，竖直动量不守恒，系统总动量不守恒，故 D 错误.
7. D
【详解】A.x-t图像中，图线的斜率表示速度，根据图像可知，碰撞前m₁在做匀速直线运动， m₂处于静止状态,A 错误;
B.x-t图像中，图线的斜率表示速度，根据图像可知，碰撞后，m₁图线的斜率为负值，表示运动方向与规定正方向相反，m₂图线的斜率为正值，表示运动方向与规定正方向相同，可知，碰撞后m₁和m₂运动方向相反，B错误;
C.碰撞前
v0=82m/s=4m/s
碰撞后
v1=0−86−2m/s=−2m/s,v2=16−86−2m/s=2m/s
根据
m₁v₀=m₁v₁+m₂v₂
解得
m₂=0.3kg
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C错误;
D.根据上述有
12m1v02=0.8J=12m1v12+12m2v22=0.8J
可知，该碰撞为弹性碰撞，D正确。
故选 D。
8. A
【详解】BD.由动量守恒定律得
mv₀=m+Mv
解得车厢最终运动的速度为
v=5m/s
方向水平向右，对系统由能量守恒定律得
12mvθ2=12M+mv2+Q
代入数据解得系统因摩擦产生的热量为
Q=25J
故 BD正确，不符合题意；
AC. 根据
Q=μmgL
可得物块在车厢中相对车厢滑行的距离
L=Qμmg=25m
与车厢壁来回弹性碰撞次数
n=Ll=25次
物块最终停在车厢中点处，故A错误，符合题意，C 正确，不符合题意。
故选 A。
9. C
【详解】至1s时间内，振荡电流是充电电流，充电电流是由负极板向正极板，故上极板带负电，AB错误；
CD.1s至1.5s时间内，振荡电流是放电电流，放电电流是由正极板流向负极板，由于电流为负值，所以由Q流向 P，在外电路，电流从高电势流向低，所以Q点的电势比P点的电势高，放电过程中，电场能转化成磁场能，C 正确, D 错误。
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故选 C。
10. C
【详解】A.等效重力加速度
g'=gsinθ
所以若要获得不同的等效重力加速度，可以多次改变图1中θ角的大小，故A 错误；
B.由图2可知，单摆一次全振动的时间
T=2T₀
单摆n次全振动的时间
t=nT=2nT₀
故 B错误;
C.若单摆做简谐运动的周期T与重力加速度的二次方根成反比，即
T∝1g'
因为
g'=gsinθ
则有
T∝1sinθ
所以若多次改变斜面的倾角θ，满足 T∝1sinθ则可验证结论成立，故C 正确；
D.摆球自然悬垂时，通过力传感器测得摆线的拉力为F₁，则
F₁=mg'
摆球在 A 点时，有
F₂=mg'csα
摆球运动到B点时，有
F3−mg'=mv2l
摆球从 A 点运动到B 点的过程中，根据动能定理得
12mv2=mg'l1−csα
由以上各式解得
F₃=3F₁−2F₂
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故D错误。
故选 C。
11. BC
【详解】A.小球从A运动到C的过程中，当弹簧弹力等于小球重力时，小球速度最大，动量最大，此时弹簧处于压缩状态，故 A 错误；
B.小球从A运动到B的过程，小球做简谐运动，根据对称性可知，小球在A位置的加速度大于在 B位置的加速度，而B位置的加速度为g，则在A位置有
F追−mg=maA>mg
可得
F追>2mg
故 B 正确;
C.从A到B过程，根据动量定理可得
I追−IG=mvB−0>0
可知小球受到弹力的冲量大小大于重力的冲量大小，故C 正确；
D.在运动过程中，只有重力，弹簧的弹力做功，所以小球、地球、弹簧所组成系统的机械能守恒，故D 错误。故选 BC。
12. AC
【详解】A.小球第一次到达轨迹最低点的过程中，球1受拉力与重力的作用，只有重力做正功；球2受拉力、重力和电场力的作用，重力和电场力均做正功；球3受拉力、重力和洛伦兹力的作用，只有重力做正功。根据动能定理可知，小球第一次到达轨迹最低点时的速度关系为 vI=v3B.球1与球3在最低点速度相同，对球1有
F1−mg=mv12L
对球3 有
F3+F浓−mg=mv32L
则
F₁≠F₃
故B 错误;
C.根据周期公式
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T=2πLg
对球3有，从左向右运动时洛伦兹力竖直分力方向向上，从右向左运动时洛伦兹力竖直分力方向向下，由对称性知，洛伦兹力的影响在一个周期内可抵消，即 T₃=T₁;对球2有，电场力与重力的合力为等效重力，则其等效重力加速度变大，故周期变小，因此三种情况下小球运动的周期关系为 Tₗ=T₃>T₂,故 C 正确;
D.球1与球3都只有重力做功，机械能守恒，因此在右侧最高点高度相同；对球2到达右侧最高点时，只分析初末状态，因为重力和电场力做功与路径无关，因此初末位置一定在同一高度。则三种情况下小球到达右侧最高点的高度均相同，故D错误；
故选 AC。
13. CD
【详解】A.系统在水平面内以角速度ω转动时，无论角速度增大还是减小，BC的电阻不变，根据闭合电路欧姆定律得知，电路中电流保持不变，与角速度无关，故A 错误；
BC.设系统在水平面内以角速度ω转动时，弹簧伸长的长度为x，则对元件A，根据牛顿第二定律得
kx=mω²l+x
解得
x=mlω2k−mω2
角速度减小，则伸长量减小，与电压表并联部分电阻减小，根据
U=IR
可知，电压表的示数减小，故B 错误C 正确；
D.输出电压
U=RBPRBCE=xlE
整理得
U=Emω2k−mω2
电压表表盘上各刻度对应角速度的值不是均匀的，故D 正确。
故选 CD。
14. ABD AD/DA m₁OP=m₁OM +m₂ON 见解析 ON−OMOP
【详解】(1)[1]A.同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放，以保证碰前的速度相同，故A 正确；B.为防止入射球碰后反弹，则入射小球的质量必须大于被碰小球的质量，故B 正确；
C.轨道倾斜部分不一定必须光滑，只要小球到达底端时速度相同即可，故C 错误；
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D.轨道末端必须水平，以保证小球做平抛运动，故D 正确；
故选 ABD。
(2)[2]碰后小球和碰前小球均做平抛运动，则高度相同，运动时间相同，均为
t=2ℎg
P为碰前入射小球落点的平均位置，M为碰后入射小球的位置，N为碰后被碰小球的位置，碰撞前入射小球的速度
v1=OPt
碰撞后入射小球的速度
v2=OMt
碰撞后被碰小球的速度
v3=ONt
若
m₁v₁=m₂v₃+m₁v₂
则
m₁OP=m₁OM+m₂ON
表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒，故还需要测量的物理量是：入射小球和被碰小球的质量m₁、m₂以及两球相碰后的平抛射程OM、ON。
故选 AD。
(3)[3][4]在实验误差允许范围内，若满足关系式
m₁OP=m₁OM+m₂ON
则可以认为两球碰撞前后在OP 方向上的总动量守恒。由上分析知通过测量小球做平抛运动的射程来代替小球的速度，其依据是小球做平抛运动的高度相同，运动时间相同。
(4)[5]由题意有此碰撞中恢复系数的表达式
e=|ON−OMOP|
15. (1) AD 24n2π2Lt2 (3) B 44π2l1−l2T12−T22
【详解】①在用单摆测定力加速度的实验基本条件是摆线长度远大于小球直径，小球的密度越大越好；故摆线应
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选取长约1m左右的不可伸缩的细线，摆球应选取体积小而质量大的铁球，以减小实验误差，故选 AD.
②n次全振动的时间为t，则振动周期为 T=tn, 根据单摆周期公式 T=2πLg, 可推出 g=4π2n2Lt2
③由 T2=4π2gL可知 T²−L图像的斜率 k=4π2g,b曲线为正确的图象.C.斜率越小，对应的重力加速度g越大，选项C错误.A.在图象中图线与纵轴正半轴相交表示计算摆长偏小，如漏加小球半径，与纵轴负半轴相交表示摆长偏大，选项A 错误.B.若误将49次全振动记为50次，则周期测量值偏小，g值测量值偏大，对应的图像斜率偏小,选项B 正确.故选 B.
④设A到铁锁重心的距离为l，则第一次的实际摆长为( l+l₁,，第二次的实际摆长为 l+l₂,由周期公式 T1=2πl+l1g, T2=2πl+l2g,联立消去l，解得 4π2l1−l2T12−T22.
16. (1) 10cm, 0.2s; (2) 见解析; (3) y=10sin(10πt) cm
【详解】
(1)振幅为
A=20cm2=10cm
周期为
T=420s=0.2s
(2)振子在 14周期时具有正的最大位移，其位移—时间图像如图所示
(3)设振动方程为
y=Asin(ωt+φ)
ω=2πT=10π
φ=0
所以振动方程为
y=10sin(10πt) cm
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17. (1) △m=ρQ△t ;(2) v=0/s;((3) F=PQ/s
【详解】(1)水枪喷出的水的质量
△m=ρV =ρQ△t
(2)水从枪口喷出时的速度大小
v=QS
(3)由动量定理可得
F△t=△m△v
得
F=ΔmΔvΔt=ρQΔtQΔtS=ρQ2S
18. (1)0.20; (2)1.5m/s; (3)2.0
【详解】(1)设水平面对物块的摩擦力为f。由题意可知，2s后空气对物块的阻力大小不变，物块做匀速直线运动，则有
F−f−f₃=0
又因为
f =μmg
所以
μ=0.20
(2)在0~2s内，物块做加速度逐渐减小的加速运动，匀速运动时速度达到最大，根据动量定理有
F−ft−I总=mvm
由图2可知，f空-t 图象线下面积约为
I空 =18×0.25N·s=4.5N·s
所以
vₘ=1.5m/s
(3)因为 f全m=kvm所以
k=2.0
19. (1)v₁=∫m²⁻;(2) xm=3m/k; 343π2mk
【详解】(1)B 自由下落H的速度vB，根据机械能守恒有
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mgH=12mvB2
解得
vB=2gH
B 与A 碰撞过程动量守恒，则有
mvB+0=m+mv1
解得
v1=3mg22k
(2)A在O位置，弹簧被压缩x₀，根据平衡条件得
x0=mgk
A与B共同体继续向下运动离O点的最大距离为xm，根据能守恒定律
122mv12+12kx02+2mgxm=12kx0+xm2
根据平衡条件有
mg=kx₀
整理得
xm2−2x0xm−3x02=0
解得
xₘ=3x₀
xₘ=−x₀(舍去)
即
xm=3mgk
(3).由题意
T=2π2mk
又振幅
A=2x0=2mgk
振动图像如图
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由余弦函数知
Δt=13×14T=T12
所求时间
t=2Δt+12T=23T
得
t=23×2π2mk=43π2mk
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