内容正文:
南阳一中2024春期高二年级第一次月考
物理试题
满分:100分,时间:75min
一、单选题(本题共6小题,每小题4分,共24分)
1. 下列关于机械振动和机械波的有关说法正确的是( )
A. 单摆的摆球经过平衡位置时加速度一定为零
B. 简谐运动的回复力大小和位移大小成正比且总是指向平衡位置
C. 机械波在传播时,质点在一个周期内沿波的传播方向移动一个波长
D. 物体做受迫振动的频率越大越容易发生共振
2. 关于机械波的特性,下列说法正确的是( )
A. 只有波长比障碍物的尺寸小或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象
B. 双频路由器5GHZ频段相比2.4GHZ频段,其WIFI信号在房间里衍射更明显
C. 向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血液反射后又被仪器接收,测出反射波的频率变化就能知道血液的速度,这种方法应用的是多普勒效应
D. 两列波发生干涉时,振动加强点的位移一定大于振动减弱点的位移
3. 在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速v=100m/s。已知t=0时,波刚好传播到x=40m处,如图所示,在x=200m处有一接收器(图中未画出)。则下列说法正确的是( )
A. 波源开始振动时方向沿y轴正方向
B. 从t=0开始经过0.15s,x=40m处的质点运动路程为0.3m
C. 接收器t=1.8s时才能接收到此波
D. 若波源向x轴负方向运动,根据多普勒效应,接收器接收到的波源频率可能为6Hz
4. 如图甲所示,一个单摆做小角度摆动,该运动可看成简谐运动。从某次摆球到达右侧最大位移处开始计时,摆球相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示,取重力加速度大小,。下列说法正确的是( )
A. 单摆的摆长约为0.16m
B. 单摆的位移x随时间t变化的关系式为
C. 从到的过程中,单摆的回复力逐渐减小
D. 从到过程中,摆球的向心加速度逐渐增大,速度逐渐减小
5. 如图所示,实线为空气和水的分界面,一束黄光从水中的A点沿AO1方向(O1点在分界面上,图中O1点和入射光线都未画出)射向空气中,折射后通过空气中的B点,图中O点为A、B连线与分界面的交点,C点、D点分别为B点正下方和正上方的一点,下列说法正确的是( )
A. O1点在O点的左侧
B. 黄光从水中射入空气中后,波长变短
C. 若沿AO1方向射向空气中的是一束紫光,则折射光线有可能通过B点正上方的D点
D. 若红光沿AO1方向射向空气中,则折射光线有可能通过B点正下方C点
6. 甲、乙两弹簧振子,振动图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 甲加速度为零时,乙速度最小
B. 甲在内通过的路程为15cm
C. 甲、乙的振动频率之比
D. 时间内,甲的回复力大小增大,乙的回复力大小减小
二、多选题(本题共4小题,每小题5分,共20分)
7. 已知平面简谐波在x轴上传播,原点O的振动图线如图甲所示,在t时刻的波形图如图乙所示,则s时刻的波形图线可能是图中的( )
A. B. C. D.
8. 一列简谐横波沿x轴传播,在时的波形如图甲所示,M、N、P、Q是介质中的四个质点,已知N、Q两质点平衡位置之间的距离为16m。如图乙所示为质点P的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 该波沿x轴负方向传播
B. 该波的波长为20m
C. 质点P的平衡位置位于处
D. 从开始,质点Q比质点N早回到平衡位置
9. 甲、乙两列简谐横波在同种均匀介质中分别沿x轴正方向、负方向传播,波速均为1m/s,时刻两列波的部分波形如图,此时P、Q两质点刚好开始振动。下列说法正确的是( )
A. 两列波叠加后,叠加区域内能产生稳定的干涉图样
B. 两列波叠加后,P点连续两次经过平衡位置的时间间隔为1s
C. 两列波叠加后,PQ(包括P、Q)之间振幅为12cm点有3个
D. 两列波叠加后,PQ(包括P、Q)之间振幅为4cm的点有5个
10. 如图,一列简谐横波沿轴正方向传播,振幅为,周期为,介质中两质点、平衡位置分别位于和处。已知在时,质点正沿轴负方向运动经过处,质点正沿轴正方向运动经过处。下列说法正确的是( )
A. 质点回到平衡位置的最短时间为
B. 平衡位置在处的质点此刻可能也正沿轴负方向运动经过处
C. 在时,质点可能在波谷位置
D. 该横波的波速可能为
三、实验题(本题共7空,每空2分,共14分)
11. 用图示装置完成“探究单摆周期与摆长的关系”:
(1)用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球的直径,结果如图甲所示,可读出摆球的直径为_________cm。
(2)实验时,摆球在垂直纸面的平面内摆动,为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数,在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置激光光源与光敏电阻,如图乙所示,光敏电阻与某一自动记录仪相连,该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t的变化图线如图丙所示,则该单摆的周期为__________。
(3)若把该装置放到正在匀加速上升的电梯中,用完全相同的操作重新完成实验,图像中Δt将______(选填“变大”“不变”或“变小”),图像中t0将_______(选填“变大”“不变”或“变小”)。
(4)如果某同学在实验时,用的摆球质量分布不均匀,无法确定其重心位置。他第一次量得悬线长为L1(不计摆球半径),测得周期为T1;第二次量得悬线长为L2,测得周期为T2。根据上述数据,可求得g值为( )
A. B. C. D.
12. 某同学将横截面为三角形的玻璃砖放在水平木板的白纸上,用插针法测定其折射率,如图甲所示,P1、P2、P3、P4为四枚大头针,θ1、θ2分别为入射角与折射角。回答以下问题:
(1)下列说法正确的是______。
A.θ1越大,实验误差越小
B.P3、P4没有竖直插入不影响测量结果
C.P3、P4间的距离小些会减小实验误差
D.入射点适当靠近A点可以减小实验误差
(2)该同学根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图像如图乙所示,从图线可知折射率为______(保留两位有效数字)。
(3)该同学开始实验时忘记描绘ABC的轮廓,记录下四枚大头针的位置,描绘ABC的轮廓时,不小心将玻璃砖的位置沿AC的方向向右平移了少许(玻璃砖底边仍与AC所在直线重合),则该材料折射率的测量值______真实值(填“大于”“小于”或“等于”)。
四、解答题(本题共3题,共42分)
13. 实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在和时刻的波形图。已知在时刻,处的质点向y轴正方向运动。
(1)求该波周期可能值的表达式及最大周期:
(2)若,求该波的波速大小。
14. 如图所示为一等腰直角棱镜截面图,一束单色光从直角边AB上的D点以入射角θ=60°入射,已知棱镜折射率为,AB边长为L,AD距离为,光在真空中的传播速度为c。不考虑被AC、BC内表面第二次反射后的光线。求:
(1)单色光从D点到AC面的传播时间;
(2)单色光射到BC面时的入射角。
15. 某兴趣小组研究弹簧振子,设计了如图所示的装置,一个轻弹簧竖直放置,一端固定于地面,另一端与质量为m的物体B固连在一起,整个装置被一个口径大且足够长的光滑圆套约束(图中未画出)。现将质量也为m的物体A由B的正上方某一高度处自由释放,A和B发生碰撞后两者一起以相同的速度向下运动(但不粘连)。AB在以后的振动过程中恰好不会分离,弹簧的劲度系数为k,整个振动过程弹簧处于弹性限度内。弹簧振子周期公式是,忽如A、B的体积,不计空气阻力。m、k、g为已知量、求:
(1)AB一起振动过程中最大加速度的大小;
(2)小组中的甲同学通过研究弹簧弹力做功,得出了弹簧的弹性势能表达式(x为弹簧形变里);求A释放前距B的高度;
(3)以A与B碰撞为计时起点,求AB振动到最高点的时刻。
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南阳一中2024春期高二年级第一次月考
物理试题
满分:100分,时间:75min
一、单选题(本题共6小题,每小题4分,共24分)
1. 下列关于机械振动和机械波的有关说法正确的是( )
A. 单摆的摆球经过平衡位置时加速度一定为零
B. 简谐运动的回复力大小和位移大小成正比且总是指向平衡位置
C. 机械波在传播时,质点在一个周期内沿波的传播方向移动一个波长
D. 物体做受迫振动的频率越大越容易发生共振
【答案】B
【解析】
【详解】A.单摆的摆球经过平衡位置时有向心加速度,则加速度不为零,选项A错误;
B.根据F=-kx,可知简谐运动的回复力大小和位移大小成正比且总是指向平衡位置,选项B正确;
C.机械波在传播时,在一个周期内沿波的传播方向传播一个波长,但是质点只在自己平衡位置附近振动,而不随波迁移,选项C错误;
D.当驱动力的频率等于固有频率时发生共振,则物体做受迫振动的频率越大不一定越容易发生共振,选项D错误。
故选B。
2. 关于机械波的特性,下列说法正确的是( )
A. 只有波长比障碍物的尺寸小或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象
B. 双频路由器5GHZ频段相比2.4GHZ频段,其WIFI信号在房间里衍射更明显
C. 向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血液反射后又被仪器接收,测出反射波的频率变化就能知道血液的速度,这种方法应用的是多普勒效应
D. 两列波发生干涉时,振动加强点的位移一定大于振动减弱点的位移
【答案】C
【解析】
【详解】A.只有波长比障碍物的尺寸大或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象,选项A错误;
B.双频路由器5GHZ频段相比2.4GHZ频段频率更大,波长更短,其WIFI信号在房间里衍射更不明显,选项B错误;
C.向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血液反射后又被仪器接收,测出反射波的频率变化就能知道血液的速度,这种方法应用的是多普勒效应,选项C正确;
D.两列波发生干涉时,振动加强点的振幅一定大于振动减弱点的振幅,但是振动加强点的位移不一定大于振动减弱点的位移,选项D错误。
故选C。
3. 在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速v=100m/s。已知t=0时,波刚好传播到x=40m处,如图所示,在x=200m处有一接收器(图中未画出)。则下列说法正确的是( )
A. 波源开始振动时方向沿y轴正方向
B. 从t=0开始经过0.15s,x=40m处的质点运动路程为0.3m
C. 接收器在t=1.8s时才能接收到此波
D. 若波源向x轴负方向运动,根据多普勒效应,接收器接收到的波源频率可能为6Hz
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据波的图像和波的传播方向可知,波源开始振动时方向沿y轴负方向,故A错误;
B.根据波的图像可知波长为20m,振幅为10cm,所以周期为
从t=0开始经过0.15s,即0.75个周期,所以x=40m处的质点运动路程为3个振幅,即0.3m,故B正确;
C.接收器接收到此波的时间为
故C错误;
D.波源频率为
若波源向x轴负方向运动,根据多普勒效应,接收器接收到的波源频率小于5Hz,不可能为6Hz,故D错误。
故选B。
4. 如图甲所示,一个单摆做小角度摆动,该运动可看成简谐运动。从某次摆球到达右侧最大位移处开始计时,摆球相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示,取重力加速度大小,。下列说法正确的是( )
A. 单摆的摆长约为0.16m
B. 单摆的位移x随时间t变化的关系式为
C. 从到的过程中,单摆的回复力逐渐减小
D. 从到的过程中,摆球的向心加速度逐渐增大,速度逐渐减小
【答案】A
【解析】
【详解】A.单摆的周期T=0.8s,根据
可得摆长
L≈0.16m
选项A正确;
B.根据
单摆的位移x随时间t变化的关系式为
选项B错误;
C.从到的过程中,单摆的位移增加,则回复力逐渐增大,选项C错误;
D.从到的过程中,摆球从位移最大的位置向平衡位置运动,则摆球的向心加速度逐渐减小,速度逐渐增大,选项D错误。
故选A。
5. 如图所示,实线为空气和水的分界面,一束黄光从水中的A点沿AO1方向(O1点在分界面上,图中O1点和入射光线都未画出)射向空气中,折射后通过空气中的B点,图中O点为A、B连线与分界面的交点,C点、D点分别为B点正下方和正上方的一点,下列说法正确的是( )
A. O1点在O点的左侧
B. 黄光从水中射入空气中后,波长变短
C. 若沿AO1方向射向空气中的是一束紫光,则折射光线有可能通过B点正上方的D点
D. 若红光沿AO1方向射向空气中,则折射光线有可能通过B点正下方C点
【答案】A
【解析】
【详解】
A.光由水射入空气中折射时折射角大于入射角,画出光的光路图如图所示,可见点在点的左侧,A正确;
B.光在真空中速度最大,当黄光从水中射入空气中时,速度变大,由知,波长变长,B错误;
C.若沿方向射向空气中的是一束紫光,水对紫光的折射率大于黄光的折射率,根据折射定律可知,紫光的偏折程度大于黄光的偏折程度,可能通过B点下方的C点,C错误;
D.若沿方向射向水中的是一束红光,水对红光的折射率小于黄光的折射率,根据折射定律可知,红光的偏折程度小于黄光的偏折程度,所以折射光线有可能通过B点正上方的D点,D错误;
故选A。
6. 甲、乙两弹簧振子,振动图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 甲加速度为零时,乙速度最小
B. 甲在内通过的路程为15cm
C. 甲、乙的振动频率之比
D. 时间内,甲的回复力大小增大,乙的回复力大小减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲加速度为零时,则甲处于平衡位置,此时乙也在平衡位置,则乙速度最大,选项A错误;
B.甲振动的周期为
甲振动方程为
当时
甲在内通过的路程为
选项B错误;
C.由图像可知,甲的周期为2s,则其频率为0.5Hz,乙的周期为1s,其频率为1Hz,甲乙两振子的振动频率之比
f甲:f乙=1:2
故C错误;
D.1.25~1.5s时间内,甲的位移变大,乙的位移减小,根据F=-kx可知,甲的回复力大小增大,乙的回复力大小减小,选项D正确。
故选D。
二、多选题(本题共4小题,每小题5分,共20分)
7. 已知平面简谐波在x轴上传播,原点O的振动图线如图甲所示,在t时刻的波形图如图乙所示,则s时刻的波形图线可能是图中的( )
A. B. C. D.
【答案】CD
【解析】
【详解】质点振动的周期等于波的周期,T=0.4s,波的波长=4m,则波速:
m/s
则波形传播的距离:
m
若波向右传播,波形如D选项所示。若波向左传播,波形如C选项所示。CD正确,AB错误。
故选CD。
8. 一列简谐横波沿x轴传播,在时的波形如图甲所示,M、N、P、Q是介质中的四个质点,已知N、Q两质点平衡位置之间的距离为16m。如图乙所示为质点P的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 该波沿x轴负方向传播
B. 该波的波长为20m
C. 质点P的平衡位置位于处
D. 从开始,质点Q比质点N早回到平衡位置
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.由题图乙可知,t=0.125s时刻,质点P沿y轴负方向运动,根据同侧法可知该波沿x轴负方向传播,故A正确;
B.设该波的波长为λ,根据三角函数知识可知,N、Q两质点平衡位置间的距离为
解得
故B错误;
C.由题图乙可知该波的周期为
所以该波的波速为
由题图乙可知,在t=0.125s之后,质点P第一次位于波峰的时刻为t=0.25s,易知此波峰为t=0.125s时刻质点Q所在处的波峰传播来的,所以有
解得
故C正确;
D.从t=0.125s开始,质点Q第一次回到平衡位置所经历的时间为
图甲中,质点Q左侧波形的第一个平衡位置处坐标为
该振动状态第一次传播到质点N所经历的时间为
则
即质点Q比质点N早s回到平衡位置,故D正确。
故选ACD。
9. 甲、乙两列简谐横波在同种均匀介质中分别沿x轴正方向、负方向传播,波速均为1m/s,时刻两列波的部分波形如图,此时P、Q两质点刚好开始振动。下列说法正确的是( )
A. 两列波叠加后,叠加区域内能产生稳定的干涉图样
B. 两列波叠加后,P点连续两次经过平衡位置的时间间隔为1s
C. 两列波叠加后,PQ(包括P、Q)之间振幅为12cm的点有3个
D. 两列波叠加后,PQ(包括P、Q)之间振幅为4cm的点有5个
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.由波形图可知两列波的波长均为2m,而波速都为1m/s,由
所以两列波周期相同,同方向振动,有稳定相位差,能产生稳定的干涉图样,选项A正确。
B.两列波叠加后,波的周期仍为2s,P点连续两次经过平衡位置的时间间隔为1s,故B正确;
C.PQ之间振动加强的点满足
得
,,
两列波叠加后,PQ(包括P、Q)之间振幅为12cm的点有3个,故C正确:
D.PQ之间振动减弱的点满足
得
,4,3,2
PQ(包括P、Q)之间振幅为4cm的点有4个,故D错误。
故选ABC。
10. 如图,一列简谐横波沿轴正方向传播,振幅为,周期为,介质中两质点、的平衡位置分别位于和处。已知在时,质点正沿轴负方向运动经过处,质点正沿轴正方向运动经过处。下列说法正确的是( )
A. 质点回到平衡位置的最短时间为
B. 平衡位置在处的质点此刻可能也正沿轴负方向运动经过处
C. 在时,质点可能在波谷位置
D. 该横波的波速可能为
【答案】AB
【解析】
【详解】A.依题意,质点b的振动方程为
由图可知,当t=0时,,有
则有
质点回到平衡位置时,,则有
故A正确;
B.依题意,该波波长满足
解得
当n=1时,。平衡位置在处的质点与质点a的距离恰好为一个波长,此刻该质点也正沿轴负方向运动经过处。故B正确;
C.依题意,有
根据振动的对称性可得质点在处。故C错误;
D.该横波的波速可表示为
当波速为时,该方程无解,可知该波的波速不能为2m/s。故D错误。
故选AB。
三、实验题(本题共7空,每空2分,共14分)
11. 用图示装置完成“探究单摆周期与摆长的关系”:
(1)用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球的直径,结果如图甲所示,可读出摆球的直径为_________cm。
(2)实验时,摆球在垂直纸面的平面内摆动,为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数,在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置激光光源与光敏电阻,如图乙所示,光敏电阻与某一自动记录仪相连,该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t的变化图线如图丙所示,则该单摆的周期为__________。
(3)若把该装置放到正在匀加速上升的电梯中,用完全相同的操作重新完成实验,图像中Δt将______(选填“变大”“不变”或“变小”),图像中t0将_______(选填“变大”“不变”或“变小”)。
(4)如果某同学在实验时,用的摆球质量分布不均匀,无法确定其重心位置。他第一次量得悬线长为L1(不计摆球半径),测得周期为T1;第二次量得悬线长为L2,测得周期为T2。根据上述数据,可求得g值为( )
A. B. C. D.
【答案】(1)1.87
(2)2t0 (3) ①. 变小 ②. 变小
(4)B
【解析】
【小问1详解】
游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和,所以摆球的直径为
【小问2详解】
由图可知,该单摆的周期为
【小问3详解】
[1][2]若把该装置放到正在匀加速上升的电梯中,则等效重力加速度变为
则用完全相同的操作重新完成实验,则摆球经过最低点时的速度变大,则遮光时间变短,即图像中Δt将变小,单摆的周期变小,可知图像中t0将变小。
小问4详解】
设摆球的重心距离摆线最低点的距离为r,则根据单摆周期公式可知
联立解得
故选B。
12. 某同学将横截面为三角形的玻璃砖放在水平木板的白纸上,用插针法测定其折射率,如图甲所示,P1、P2、P3、P4为四枚大头针,θ1、θ2分别为入射角与折射角。回答以下问题:
(1)下列说法正确的是______。
A.θ1越大,实验误差越小
B.P3、P4没有竖直插入不影响测量结果
C.P3、P4间的距离小些会减小实验误差
D.入射点适当靠近A点可以减小实验误差
(2)该同学根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图像如图乙所示,从图线可知折射率为______(保留两位有效数字)。
(3)该同学开始实验时忘记描绘ABC的轮廓,记录下四枚大头针的位置,描绘ABC的轮廓时,不小心将玻璃砖的位置沿AC的方向向右平移了少许(玻璃砖底边仍与AC所在直线重合),则该材料折射率的测量值______真实值(填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】 ①. D ②. 1.5 ③. 大于
【解析】
【详解】(1)[1]A.为了确保入射角测量的精度,入射角θ1应适当大一些,但不能够太大,故A错误;
B.为了便于准确地确定折射光线,P3、P4应竖直插入,故B错误;
C.为了便于准确地确定折射光线,P3、P4间的距离应适当大一些,故C错误;
D.为了便于确定入射光路与折射光路,入射点应适当靠近A点,使玻璃砖左右两侧截面上的入射点之间的间距适当大一些,可以减小实验误差,故D正确。
故选D。
(2)[2]根据折射率的定义式有
则有
结合图乙可知
解得
(3)[3]作出测量光路图,图中虚线为测量图,实线为实际光路图,如图所示
可知,测量光路图中,入射角不变,折射角变小,根据折射率定义式可知,该材料折射率的测量值大于真实值。
四、解答题(本题共3题,共42分)
13. 实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在和时刻的波形图。已知在时刻,处的质点向y轴正方向运动。
(1)求该波周期可能值的表达式及最大周期:
(2)若,求该波的波速大小。
【答案】(1),;(2)45m/s
【解析】
【详解】(1)波的传播具有周期性,0时刻的波形沿x轴负方向至少平移四分之一波长得到0.06s时刻的波形,即至少经历时间为四分之一周期,设波的周期为T,时刻,则有
解得
当时,T取最大值,则有
(2)根据上述有
由于,解得
根据图像可知,波长为1.2m,则波传播速度为
解得
14. 如图所示为一等腰直角棱镜截面图,一束单色光从直角边AB上的D点以入射角θ=60°入射,已知棱镜折射率为,AB边长为L,AD距离为,光在真空中的传播速度为c。不考虑被AC、BC内表面第二次反射后的光线。求:
(1)单色光从D点到AC面的传播时间;
(2)单色光射到BC面时的入射角。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)光在D点折射过程有
解得
根据几何关系,由于
可知,折射光与AC交点到A的间距为,作出光路图如图所示
单色光从D点到AC面的传播距离为
根据折射率与光传播速度的关系式有
则单色光从D点到AC面的传播时间
解得
(2)由于
解得
由于
则光到达AC界面发生全反射,如上图所示,单色光射到BC面时的入射角为,根据几何关系有
,
解得
15. 某兴趣小组研究弹簧振子,设计了如图所示的装置,一个轻弹簧竖直放置,一端固定于地面,另一端与质量为m的物体B固连在一起,整个装置被一个口径大且足够长的光滑圆套约束(图中未画出)。现将质量也为m的物体A由B的正上方某一高度处自由释放,A和B发生碰撞后两者一起以相同的速度向下运动(但不粘连)。AB在以后的振动过程中恰好不会分离,弹簧的劲度系数为k,整个振动过程弹簧处于弹性限度内。弹簧振子周期公式是,忽如A、B的体积,不计空气阻力。m、k、g为已知量、求:
(1)AB一起振动过程中最大加速度的大小;
(2)小组中甲同学通过研究弹簧弹力做功,得出了弹簧的弹性势能表达式(x为弹簧形变里);求A释放前距B的高度;
(3)以A与B碰撞为计时起点,求AB振动到最高点的时刻。
【答案】(1);(2);(3);(4)
【解析】
【详解】(1)AB在以后的振动过程中恰好不会分离,所以振动最高点为弹簧原长位置,此时加速度最大。有
解得
(2)B静止时有
物体A自由下落的过程,由机械能守恒得
物体A、B碰撞过程有
碰后AB在以后振动过程中到达最高点时弹簧刚好处于原长状态,相对于原来向上运动得距离
对物体A、B和弹簧组成的系统,由能量守恒得
联立解得
(3)在振动过程中,设平衡位置弹簧的压缩量为x,有
振幅
以第一次向下经过平衡位置为0时刻,取向下为正方向,则振动方程为
AB碰撞时
解得
因此以A与B碰撞为计时起点,求AB振动到最高点的时刻
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