内容正文:
濮阳市一高2022级高二下学期第一次质量检测
物理试题(A)
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,总分100分:考生作答时,将答案答在答题卡上,在本试卷上答题无效;考试时间为75分钟。
一、单项选择题(本题共7道小题,每小题4分,共28分;每小题只有一个选项符合题意)
1. 下列四幅图所反映的物理过程中,系统动量守恒的是( )
A. 只有甲、乙 B. 只有甲、丙 C. 只有甲、丁 D. 只有丙、丁
2. 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
3. 如图所示为摆长为的单摆分别在地球表面和某星球表面做受迫振动的共振曲线,已知该星球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度,地球表面的重力加速度g取。下列说法正确的是( )
A. 图线I是该星球上的单摆共振曲线
B. 由图可知:频率越大,单摆的振幅越大
C. 将一摆钟从地球移到该星球上,摆钟会变快
D. 该星球表面的重力加速度约为
4. 如图所示,质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上,其水平直径AB长度为2R,现将质量也为m的小球从距A点正上方高处由静止释放,然后由A点经过半圆轨道后从B冲出,在空中能上升到距B点所在水平线的最大高度为处(不计空气阻力,小球可视为质点),则( )
A. 小球和小车组成的系统动量守恒
B. 小球离开小车后做斜向上抛运动
C. 小车向左运动的最大距离为R
D. 小球第二次在空中能上升到距B点所在水平线的最大高度为
5. 宇宙飞船在飞行过程中有很多技术问题需要解决,其中之一就是当飞船进入宇宙微粒尘区时如何保持速度不变问题,假设一宇宙飞船以的速度进入密度的静止微粒尘区,飞船垂直于运动方向上的最大截面积,且认为微粒与飞船相碰后都附着在飞船上,则飞船要保持速度v所需推力为( )
A. 20N B. 30N C. 40N D. 50N
6. A、B两球在光滑水平面上沿同一直线向同一方向运动,,,,,当A追上B并发生碰撞后,A、B两球速度的可能值是(取两球碰前的运动方向为正)( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
7. 质量为m的箱子静止在光滑水平面上,箱子内侧的两壁间距为l,另一质量也为m且可视为质点的物体从箱子中央以v0=的速度开始运动(g为当地重力加速度),如图所示。已知物体与箱壁共发生5次完全弹性碰撞。则物体与箱底的动摩擦因数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
二、多项选择题(本题共3道小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题意,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,错选或不答的得0分)
8. 如图所示,物体A置于物体B上,一轻质弹簧一端固定,另一端与B相连,在弹性限度内,A和B在光滑水平面上做往复运动(不计空气阻力),并保持相对静止,则下列说法正确的是( )
A. A和B均做简谐运动
B. 作用在B上的静摩擦力大小与弹簧的形变量成正比
C. B对A的静摩擦力始终对A做负功,而A对B的静摩擦力对B始终做正功
D. B对A的静摩擦力始终对A做正功,而A对B的静摩擦力始终对B做负功
9. 如图所示,小车的上面固定一个光滑弯曲圆管道,整个小车(含管道)的质量为2m,原来静止在光滑的水平面上。今有一个可以看作质点的小球,质量为m,半径略小于管道半径,以水平速度v从左端滑上小车,小球恰好能到达管道的最高点,然后从管道左端滑离小车。关于这个过程,下列说法正确的是( )
A. 小球滑离小车时,小车回到原来位置
B. 小球滑离小车时相对小车的速度大小为v
C. 车上管道中心线最高点的竖直距离为
D. 小球从滑进管道到滑到最高点的过程中,小车的动量变化大小是
10. 如图所示, 质量为M的木块放在光滑的水平面上,质量为 m的子弹以速度 v0沿水平方向射中木块,并最终留在木块中与木块一起以速度 v运动,实线木块是初位置, 虚线是刚达到共速时木块位置。已知当子弹相对木块静止时,木块前进距离L,子弹进入木块的深度为s。若木块对子弹的阻力f视为恒定,则下列关系式中正确的是( )
A. B.
C. 系统摩擦生热Q=fs D.
三、实验探究题:(本题共2小题,第11题6分,第12题8分,总共14分)
11. 实验小组的同学们用如图所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。
(1)若用L表示单摆的摆长,用T表示单摆的周期,则由单摆周期公式,可求出重力加速度______。
(2)将单摆正确悬挂后进行如下操作,其中正确的是______(多选)。
A. 测出摆线长作为单摆的摆长
B. 把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放,使之做简谐运动
C. 在摆球经过平衡位置时开始计时
D. 用停表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期
(3)某同学直接把测得的摆长和周期代入到(1)中的结果求重力加速度,求得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值,造成这一情况的原因可能是______(单选)。
A 开始摆动时振幅较小
B 开始计时时,过早按下停表
C. 测量周期时,误将摆球()次全振动的时间记为n次全振动的时间
D. 测量周期时,细线上端固定点松动,导致摆长变大
12. 某实验小组采用如图甲所示的实验装置做“验证动量守恒定律”实验。在桌面上放置气垫导轨,安装光电计时器1和光电计时器2,放置带有遮光片的滑块A、B,调节气垫导轨成水平状态。
(1)用螺旋测微器测量遮光片的宽度,如图乙所示,读数为___________。
(2)实验开始前滑块A置于光电门1的左侧,滑块B静置于两光电门间的某一适当位置。给A一个向右的初速度,通过光电门1的时间为。A与B碰撞后,B通过光电门2的时间为,A通过光电门1的时间为。为完成该实验,还需要测量的物理量有___________。
A.遮光片的宽度 B.滑块A的总质量
C.滑块B的总质量 D.光电门1到光电门2的间距
(3)在(2)中,___________(填“大于”“等于”或“小于”)。
(4)利用(1)(2)中所给物理量的符号表示动量守恒定律成立的式子为___________。
四.计算题(本题有3个小题,共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值运算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图甲,有一-单摆,悬点为O,摆长为L。将摆球(可视为质点)拉到A点后由静止释放,摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动,其中B点为运动中的最低位置,最大摆角为,摆球质量为m。在O点接有一力传感器,图乙表示从某时刻开始计时,细线对摆球拉力大小F随时间t变化的图像,其中为已知量,不计空气阻力。求:
(1)当地重力加速度的大小;
(2)F的最大值和最小值。
14. 如图所示,光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C,物块B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)。设A以速度向B运动,压缩弹簧,弹簧被压缩到最短时,B与C恰好相碰并粘接在一起,然后继续运动。假设B和C碰撞过程时间极短,从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中,求:
(1)B、C粘在一起瞬间的速度大小;
(2)整个系统损失机械能;
(3)整个过程中,弹簧弹性势能最大值。
15. 如图所示,质量为3m、半径为R的光滑圆弧形轨道C静止在光滑水平地面上,槽底端与水平地面相切,质量为2m的小球A与轻弹簧相连接并静止于水平地面上,现有一个质量为m的小球B从圆弧轨道最高点由静止下滑,求:
(1)小球B从圆弧轨道最高点滑至底端的过程中圆弧轨道运动的位移大小;
(2)在运动过程中,A球所获得的最大速度为多少?
(3)若轻弹簧左端固定在墙上,则小球B仍能返回圆弧轨道且上升的最大高度为多少?
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濮阳市一高2022级高二下学期第一次质量检测
物理试题(A)
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,总分100分:考生作答时,将答案答在答题卡上,在本试卷上答题无效;考试时间为75分钟。
一、单项选择题(本题共7道小题,每小题4分,共28分;每小题只有一个选项符合题意)
1. 下列四幅图所反映的物理过程中,系统动量守恒的是( )
A. 只有甲、乙 B. 只有甲、丙 C. 只有甲、丁 D. 只有丙、丁
【答案】B
【解析】
【详解】甲图中子弹与木块组成的系统所受合外力为0,系统动量守恒;乙图中M与N组成的系统所受合外力不为0,系统动量不守恒;丙图中木球与铁球组成的系统所受合外力为0,系统动量守恒;丁图中斜面与木块组成的系统所受合外力不为0,系统动量不守恒,所以系统动量守恒的只有甲、丙。
故选B。
2. 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。
3. 如图所示为摆长为的单摆分别在地球表面和某星球表面做受迫振动的共振曲线,已知该星球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度,地球表面的重力加速度g取。下列说法正确的是( )
A. 图线I是该星球上的单摆共振曲线
B. 由图可知:频率越大,单摆的振幅越大
C. 将一摆钟从地球移到该星球上,摆钟会变快
D. 该星球表面的重力加速度约为
【答案】A
【解析】
【详解】A.该星球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度,根据
可知,单摆在该星球表面的固有周期较大,固有频率较小,由题图可知,图线Ⅰ是该星球上的单摆共振曲线,图线Ⅱ是地球上的单摆共振曲线,故A正确;
B.单摆的振幅与频率没有直接关系,故B错误;
C.将一摆钟从地球移到该星球上,摆钟的摆动周期会变大,摆钟会变慢,故C错误;
D.根据
可知
则该星球表面的重力加速度约为
故D错误。
故选A。
4. 如图所示,质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上,其水平直径AB长度为2R,现将质量也为m的小球从距A点正上方高处由静止释放,然后由A点经过半圆轨道后从B冲出,在空中能上升到距B点所在水平线的最大高度为处(不计空气阻力,小球可视为质点),则( )
A. 小球和小车组成的系统动量守恒
B. 小球离开小车后做斜向上抛运动
C. 小车向左运动的最大距离为R
D. 小球第二次在空中能上升到距B点所在水平线的最大高度为
【答案】C
【解析】
【详解】A.小球与小车组成的系统在水平方向所受合外力为零,水平方向系统动量守恒,但系统整体所受合外力不为零,系统动量不守恒,A错误;
B.小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒,且系统水平方向总动量为零,小球由B点离开小车时,小球与小车水平方向速度相同设为vx,水平方向由动量守恒得
解得
所以小球离开小车后,水平方向速度为0,小球做竖直上抛运动,B错误;
C.设小车向左运动的最大距离为x系统水平方向动量守恒,以向右为正方向,在水平方向,由动量守恒定律得
即有
计算得出小车的位移为
C正确;
D.小球第一次车中运动过程中,由动能定理得
Wf为小球克服摩擦力做功大小,计算得出
即小球第一次在车中滚动损失的机械能为,因为小球第二次在车中滚动时,对应位置处速度变小,因此小车给小球的弹力变小,摩擦力变小,摩擦力做功小于,机械能损失小于,因此小球再次离开小车时,能上升的高度大于
而小于,即
D错误;
故选C。
5. 宇宙飞船在飞行过程中有很多技术问题需要解决,其中之一就是当飞船进入宇宙微粒尘区时如何保持速度不变的问题,假设一宇宙飞船以的速度进入密度的静止微粒尘区,飞船垂直于运动方向上的最大截面积,且认为微粒与飞船相碰后都附着在飞船上,则飞船要保持速度v所需推力为( )
A. 20N B. 30N C. 40N D. 50N
【答案】C
【解析】
【详解】推力的作用在于使附着在飞船上的微粒具有与飞船相同的速度,设飞船在微粒尘区飞行时间,则在这段时间内附着在飞船上的微粒质量
微粒由静止到与飞船一起运动,微粒的动量增加,由动量定理
得
所以推力
故选C。
6. A、B两球在光滑水平面上沿同一直线向同一方向运动,,,,,当A追上B并发生碰撞后,A、B两球速度的可能值是(取两球碰前的运动方向为正)( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
【答案】A
【解析】
【详解】以的初速度方向为正方向,碰撞前系统的总动量为
系统总的机械能为
A.如果,,碰后系统动量为
碰后系统机械能为
碰撞过程系统满足动量守恒,满足机械能不增加原则,故A正确;
B.如果,,碰后系统动量为
碰撞过程系统不满足动量守恒,故B错误;
C.如果,,碰后系统动量为
碰后系统机械能为
碰撞过程系统满足动量守恒,不满足机械能不增加原则,故C错误;
D.如果,,则碰撞后A的速度大于B的速度,不符合实际情况,故D错误。
故选A。
7. 质量为m的箱子静止在光滑水平面上,箱子内侧的两壁间距为l,另一质量也为m且可视为质点的物体从箱子中央以v0=的速度开始运动(g为当地重力加速度),如图所示。已知物体与箱壁共发生5次完全弹性碰撞。则物体与箱底的动摩擦因数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】小物块与箱子组成的系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得
解得
对小物块和箱子组成的系统,由能量守恒定律得
解得
由题意可知,小物块与箱子发生5次碰撞,则物体相对于木箱运动的总路程
,
小物块受到摩擦力
对系统,利用产热等于摩擦力乘以相对路程,得
故
,
即,故C正确,ABD错误。
故选C。
二、多项选择题(本题共3道小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题意,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,错选或不答的得0分)
8. 如图所示,物体A置于物体B上,一轻质弹簧一端固定,另一端与B相连,在弹性限度内,A和B在光滑水平面上做往复运动(不计空气阻力),并保持相对静止,则下列说法正确的是( )
A. A和B均做简谐运动
B. 作用在B上的静摩擦力大小与弹簧的形变量成正比
C. B对A的静摩擦力始终对A做负功,而A对B的静摩擦力对B始终做正功
D. B对A的静摩擦力始终对A做正功,而A对B的静摩擦力始终对B做负功
【答案】AB
【解析】
【详解】A.和B一起在光滑水平面上做往复运动,回复力,故都做简谐运动,故A正确;
B.设弹簧的形变量为,弹簧的劲度系数为,A、B的质量分别为和,根据牛顿第二定律得到整体的加速度为
对A
可见,作用在A上的静摩擦力大小与弹簧的形变量成正比,故B正确;
CD.当AB离开平衡位置时,B对A的静摩擦力做负功,A对B的静摩擦力做正功,当AB靠近平衡位置时,B对A的静摩擦力做正功,A对B的静摩擦力做负功,故CD错误。
故选AB。
9. 如图所示,小车的上面固定一个光滑弯曲圆管道,整个小车(含管道)的质量为2m,原来静止在光滑的水平面上。今有一个可以看作质点的小球,质量为m,半径略小于管道半径,以水平速度v从左端滑上小车,小球恰好能到达管道的最高点,然后从管道左端滑离小车。关于这个过程,下列说法正确的是( )
A. 小球滑离小车时,小车回到原来位置
B. 小球滑离小车时相对小车的速度大小为v
C. 车上管道中心线最高点的竖直距离为
D. 小球从滑进管道到滑到最高点的过程中,小车的动量变化大小是
【答案】BC
【解析】
【详解】B.小球从滑上小车到滑离小车的过程,规定向右为正方向,由动量守恒定律和机械能守恒定律有
解得
,
则小球滑离小车时相对小车的速度大小为
故B正确;
CD.小球恰好到达管道的最高点,说明在最高点时小球和管道之间相对速度为0,小球从滑进管道到滑到最高点的过程中,水平方向上由动量守恒定律有
得
小车动量变化量大小
小球从滑进管道到滑到最高点的过程中,由机械能守恒定律有
得
故C正确,故D错误;
A.由以上分析可知在整个过程中小车一直向右运动,故A错误。
故选BC。
10. 如图所示, 质量为M的木块放在光滑的水平面上,质量为 m的子弹以速度 v0沿水平方向射中木块,并最终留在木块中与木块一起以速度 v运动,实线木块是初位置, 虚线是刚达到共速时木块位置。已知当子弹相对木块静止时,木块前进距离L,子弹进入木块的深度为s。若木块对子弹的阻力f视为恒定,则下列关系式中正确的是( )
A. B.
C. 系统摩擦生热Q=fs D.
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.以木块为研究对象,根据动能定理得子弹对木块做功等于木块动能的增加,即,
故A正确;
BD.以子弹为研究对象,由动能定理得
故B错误,D正确;
C.由上两式相加,得
根据能量守恒定律可知系统摩擦生热
则得到
故C正确。
故选ACD。
三、实验探究题:(本题共2小题,第11题6分,第12题8分,总共14分)
11. 实验小组同学们用如图所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。
(1)若用L表示单摆的摆长,用T表示单摆的周期,则由单摆周期公式,可求出重力加速度______。
(2)将单摆正确悬挂后进行如下操作,其中正确是______(多选)。
A. 测出摆线长作为单摆的摆长
B. 把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放,使之做简谐运动
C. 在摆球经过平衡位置时开始计时
D. 用停表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期
(3)某同学直接把测得的摆长和周期代入到(1)中的结果求重力加速度,求得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值,造成这一情况的原因可能是______(单选)。
A. 开始摆动时振幅较小
B. 开始计时时,过早按下停表
C. 测量周期时,误将摆球()次全振动的时间记为n次全振动的时间
D. 测量周期时,细线上端固定点松动,导致摆长变大
【答案】(1) (2)BC
(3)C
【解析】
【小问1详解】
由单摆周期表达式
得重力加速度为
【小问2详解】
A.摆长等于摆线的长度加上摆球的半径,故A错误;
B.把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放,使之做简谐运动,故B正确;
C.在摆球经过平衡位置时开始计时,以减小测量误差,故C正确;
D.把停表记录摆球1次全振动的时间作为周期,误差较大,应采用累积法测量周期,故D错误。
故选BC。
【小问3详解】
A.根据
g与振幅无关,故A错误;
B.过早按下停表,周期偏大,则g偏小,故B错误;
C.测量周期时,误将摆球()次全振动的时间记为n次全振动的时间,则周期偏小,g偏大,故C正确;
D.测量周期时,细线上端固定点松动,导致摆长变大,测量的摆长小于实际摆长,则测量的g偏小,故D错误。
故选C。
12. 某实验小组采用如图甲所示的实验装置做“验证动量守恒定律”实验。在桌面上放置气垫导轨,安装光电计时器1和光电计时器2,放置带有遮光片的滑块A、B,调节气垫导轨成水平状态。
(1)用螺旋测微器测量遮光片的宽度,如图乙所示,读数为___________。
(2)实验开始前滑块A置于光电门1的左侧,滑块B静置于两光电门间的某一适当位置。给A一个向右的初速度,通过光电门1的时间为。A与B碰撞后,B通过光电门2的时间为,A通过光电门1的时间为。为完成该实验,还需要测量的物理量有___________。
A.遮光片的宽度 B.滑块A的总质量
C.滑块B的总质量 D.光电门1到光电门2的间距
(3)在(2)中,___________(填“大于”“等于”或“小于”)。
(4)利用(1)(2)中所给物理量的符号表示动量守恒定律成立的式子为___________。
【答案】 ①. 1.194##1.195##1.196 ②. ABC ③. 小于 ④.
【解析】
【详解】(1)[1]遮光片的宽度为
(2)[2]A与B碰撞前后动量守恒,则
根据极短时间的平均速度表示瞬时速度,滑块A碰撞前的速度为
碰撞后滑块A、B的速度分别为
,
整理得
为完成该实验,还需要测量的物理量有遮光片的宽度、滑块A的总质量、滑块B的总质量。
故选ABC。
(3)[3]根据碰撞前后动量守恒以及能量守恒可得
解得
,
碰撞后,滑块A速度反向,即
可得
(4)[4]由(2)可知,表示动量守恒定律成立的式子为
四.计算题(本题有3个小题,共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值运算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图甲,有一-单摆,悬点为O,摆长为L。将摆球(可视为质点)拉到A点后由静止释放,摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动,其中B点为运动中的最低位置,最大摆角为,摆球质量为m。在O点接有一力传感器,图乙表示从某时刻开始计时,细线对摆球拉力大小F随时间t变化的图像,其中为已知量,不计空气阻力。求:
(1)当地重力加速度大小;
(2)F的最大值和最小值。
【答案】(1);(2),
【解析】
【详解】(1)由图像得
根据单摆周期公式
联立可得
(2)当摆球位移最高点时,绳子的拉力最小,为
整理得
当摆球于最低点时,绳子拉力和重力的合力提供向心力,此时绳子拉力最大,根据牛顿第二定律有
摆球从最高点运动到最低点的过程中,根据机械能守恒定律有
联立可得
14. 如图所示,光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C,物块B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)。设A以速度向B运动,压缩弹簧,弹簧被压缩到最短时,B与C恰好相碰并粘接在一起,然后继续运动。假设B和C碰撞过程时间极短,从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中,求:
(1)B、C粘在一起瞬间的速度大小;
(2)整个系统损失的机械能;
(3)整个过程中,弹簧弹性势能的最大值。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)当弹簧被压缩最短时,即A、B共速,对A、B与弹簧组成的系统,由动量守恒定律有
此时B与C发生完全非弹性碰撞,对B、C组成的系统有
解得
(2)B与C发生完全非弹性碰撞,对B、C组成的系统,由能量守恒定律有
解得损失的机械能为
(3)由(1)可知,A将继续压缩弹簧,直至A、B、C三者速度相同时,弹簧被压缩至最短,弹簧弹性势能最大,由动量守恒和能量守恒定律有
根据能量守恒定律有
联立解得
15. 如图所示,质量为3m、半径为R的光滑圆弧形轨道C静止在光滑水平地面上,槽底端与水平地面相切,质量为2m的小球A与轻弹簧相连接并静止于水平地面上,现有一个质量为m的小球B从圆弧轨道最高点由静止下滑,求:
(1)小球B从圆弧轨道最高点滑至底端的过程中圆弧轨道运动的位移大小;
(2)在运动过程中,A球所获得的最大速度为多少?
(3)若轻弹簧左端固定在墙上,则小球B仍能返回圆弧轨道且上升的最大高度为多少?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)球B沿圆弧轨道滑至底端的过程中与圆弧轨道C组成的系统水平方向动量守恒,则有
由于小球B和圆弧轨道C的运动时间相等,则有
可得
又
联立解得
(2)球B沿圆弧轨道滑至底端的过程中,由能量守恒定律有
联立解得
,
B与弹簧接触过程中,AB的动量守恒,弹簧再次恢复原长时,A的速度最大,则有
由能量守恒定律有
联立解得
(3)若轻弹簧左端固定在墙上,小球B原速率弹回,BC组成的系统水平动量守恒,机械能守恒;则有
联立解得小球B仍能返回圆弧轨道且上升的最大高度为
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