内容正文:
2023-2024学年度下学期期末质量检测
高一物理
注意事项:
1.答题前,考生务必将本人的姓名、准考证号等考生信息填写在答题卡上,并将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2.选择题答案使用2B铅笔填涂,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号;非选择题答案使用0.5毫米的黑色墨水签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题的答题区域(黑色线框)内作答,超出答题区域书写的答案无效。
4.保持卡面清洁,不折叠,不破损。
5.考试结束,将答题卡交回。
第I卷(选择题共46分)
一、选择题(本题共10小题,共46分。第1-7题在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求,每题4分,第8-10题有多项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全得3分,有错选或不选得0分)
1. 北京时间2024年3月24日23时至3月25日23时,地球出现了3小时特大地磁暴、6小时中等地磁暴和3小时小地磁暴。受地磁暴的影响,某卫星绕地飞行的轨道高度略有降低,卫星轨道变化前后均可视为做匀速圆周运动。卫星的轨道高度降低后,下列物理量有所减小的是( )
A. 线速度大小 B. 角速度大小 C. 向心加速度大小 D. 周期
2. 桑格尔弹道是如今各国巡航导弹普遍采用一种反追踪式弹道。导弹经地表发射后会多次“跳跃”过大气层然后击中目标,从而雷达不能准确捕捉运动轨迹。如图所示,已知地球半径为R,质量为M,大气层厚度为d,导弹的质量为m,到达预定高度后关闭发动机,由A点第一次进入大气层,经机翼修正速度后从B点再次穿出大气层,经C点由D点再次进入大气层。由上述信息可以判断( )
A. 导弹从A点到D点的过程中机械能守恒
B. 导弹在A、B、D三点速度大小相等
C. 导弹在C点,只受万有引力作用
D. 导弹在D点受向心力大小为
3. 如图所示,四个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q,分别固定在正方形的四个顶点上,正方形边长为a,则正方形两条对角线交点处的电场强度( )
A. 大小为,方向竖直向上
B. 大小为,方向竖直向下
C. 大小为,方向竖直向上
D. 大小为,方向竖直向下
4. 诗句“辘轳金井梧桐晚,几树惊秋”中的“辘轳”是一种取水装置。如图所示,井架上装有可用手柄摇转的圆柱体,圆柱体上缠绕长绳索,长绳索一端系水桶。摇转手柄,使水桶上升,提取井水,A是圆柱体边缘上的一质点,B是手柄上的一质点,假设人转动手柄向上提水时,手柄绕轴转动的角速度恒定,上升过程中长绳会缠绕在圆柱体上,则( )
A. 向上提水过程中A点的线速度比B点的大
B. 向上提水过程中A点的向心加速度比B点的小
C. 上升过程中水桶重力的功率不变
D. 上升过程中水桶向上做匀速直线运动
5. 在银河系中,双星的数量非常多,研究双星,对于了解恒星形成和演化过程的多样性有重要的意义。由A、B两颗恒星组成的双星系统如图所示,A、B绕其连线上的一点O做圆周运动,测得A、B两颗恒星间的距离为L,恒星A的周期为T,恒星A做圆周运动的向心加速度是恒星B的2倍,已知万有引力常量为G,忽略其他星球对A、B的影响,则下列说法正确的是( )
A. 恒星B的周期为 B. A、B两颗恒星质量之比为
C. 恒星A的线速度是恒星B的4倍 D. A、B两颗恒星质量之和为
6. 如图所示,图甲中是一个点电荷电场中的电场线,图乙则是放在电场线上处的检验电荷所受电场力与电荷量间的函数图线,由此可知以下判断可能正确的是( )
A. 两点场强相等
B. 场源是正电荷,位于点的右侧
C. 场源是正电荷,位于点左侧
D. 点场强小于点场强
7. 在一场足球比赛中,运动员甲用力将质量为的球踢出,运动员乙用胸膛顶球。假设足球以大小为的水平速度砸向乙,并以大小为的水平速度反弹,足球与乙的作用时间为。在这个过程中,下列说法正确的是( )
A. 足球的动量变化量大小为
B. 足球动能变化量大小为
C. 足球对乙在水平方向的冲量大小为
D. 足球对乙在水平方向的平均作用力大小为
8. 某静电场中的电场线如图所示,带电粒子在电场中仅受静电力作用,其运动轨迹如图中虚线所示,由M点运动到N点,下列说法正确的是( )
A. 粒子带负电荷
B. 粒子受到的静电力为恒力
C. 粒子在M点的加速度小于在N点的加速度
D. 粒子在M点受到的静电力小于在N点受到的静电力
9. 如图,可视为质点的小球能沿着固定的竖直光滑圆轨道内侧做完整的圆周运动,以圆环的最低点为重力势能的零位置。在最高点时,小球的动能为,重力势能为,机械能为。下列关系式可能正确的是( )
A. B. C. D.
10. 如图所示,倾斜传送带按顺时针匀速转动,将质量为的小物块轻轻放在传送带底端,小物块恰好在传送带的中点与传送带共速,之后匀速上升到传送带顶端。已知传送带与水平面夹角,传送带顶端离地高度,重力加速度。若全过程中传送带因为传送物体多消耗的电能是,下列说法正确的有( )
A. 物体在传送带上加速运动与匀速运动时间之比为
B. 传送带速度为
C. 物体与传送带间动摩擦因数
D. 在全过程中产生的热量
第Ⅱ卷(非选择题共54分)
二、实验题(本题共2个小题,共15分)
11. 在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,使质量为的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带,如图所示。O为第一个点(速度为0),A、B、C为从合适位置开始选取的连续点中的三个点,其中,,。已知打点计时器每隔0.02s打一个点,当地的重力加速度为,那么:
(1)根据图中所给的数据,应取图中O点到______点来验证机械能守恒定律。
(2)从O点到(1)问中所取的点,对应的重物重力势能的减少量______J,动能增加量______J。(结果保留三位有效数字)
(3)第(2)问中重力势能减小量与动能增量不同的原因为____________。(写出一条即可)
12. 某物理兴趣小组利用如图所示的装置验证动量守恒定律。并进行如下的实验操作:组装好实验器材,将小球1由图中的挡板处静止释放,记录小球1在竖直挡板上的撞击点;将直径相等的小球2放在导轨的末端(小球1的质量大于小球2的质量),记录在竖直挡板上的水平投影点O;然后将小球1由挡板处静止释放,记录小球1、小球2在竖直挡板上的撞击点。回答下列问题:
(1)小球1与小球2相碰后,两球撞在竖直挡板上得到痕迹,其中小球1碰后撞在木板上的___________(填“a”“b”或“c”)点。
(2)为了完成实验的验证,需要测量的物理量有___________。(填字母)
A.小球的直径d
B.小球1、小球2的质量、
C.轨道末端与竖直挡板之间的距离x
D.依次测量出图中a、b、c三点到O点的距离、、
(3)若两球碰撞过程动量守恒,则关系式___________成立。(用需要测量的物理量的符号表示)
三、计算题(本题共3个小题,共39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,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图所示,中国空间站绕地球(可视为质量分布均匀球体)做匀速圆周运动。已知空间站绕地球飞行n圈的时间为t,地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,万有引力常量为G,不计地球的自转影响。求:
(1)空间站飞行的周期T;
(2)地球的质量M;
(3)空间站离地面高度h。
14. 如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点平滑连接,导轨半径为R,一个质量为m的小球将弹簧压缩至A处.小球从A处由静止释放被弹开后,经过B点进入导轨时对导轨的压力大小为8mg,然后小球沿轨道向上运动恰能运动到C点(已知重力加速度为g),求:
(1)释放小球前弹簧弹性势能;
(2)小球从B运动到C的过程中克服摩擦阻力做的功.
15. 如图所示,固定光滑曲面轨道在O点与光滑水平地面平滑连接,地面上静止放置一个表面光滑、质量为3m的斜面体C。一质量为m的小物块A从高h处由静止开始沿轨道下滑,在O点与质量为2m的静止小物块B发生碰撞,碰撞后A、B立即粘连在一起向右运动(碰撞时间极短),平滑地滑上斜面体,在斜面体上上升的高度小于斜面体高度。求:
(1)A、B碰撞过程中产生的热量;
(2)A和B沿C能上升的最大高度;
(3)斜面体C获得的最大速度。
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2023-2024学年度下学期期末质量检测
高一物理
注意事项:
1.答题前,考生务必将本人的姓名、准考证号等考生信息填写在答题卡上,并将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2.选择题答案使用2B铅笔填涂,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号;非选择题答案使用0.5毫米的黑色墨水签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题的答题区域(黑色线框)内作答,超出答题区域书写的答案无效。
4.保持卡面清洁,不折叠,不破损。
5.考试结束,将答题卡交回。
第I卷(选择题共46分)
一、选择题(本题共10小题,共46分。第1-7题在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求,每题4分,第8-10题有多项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全得3分,有错选或不选得0分)
1. 北京时间2024年3月24日23时至3月25日23时,地球出现了3小时特大地磁暴、6小时中等地磁暴和3小时小地磁暴。受地磁暴的影响,某卫星绕地飞行的轨道高度略有降低,卫星轨道变化前后均可视为做匀速圆周运动。卫星的轨道高度降低后,下列物理量有所减小的是( )
A. 线速度大小 B. 角速度大小 C. 向心加速度大小 D. 周期
【答案】D
【解析】
【详解】根据
可知
卫星的轨道高度降低后,卫星的线速度大小、向心加速度大小、角速度大小均增大,周期减小,选项D正确,ABC错误。
故选D。
2. 桑格尔弹道是如今各国巡航导弹普遍采用的一种反追踪式弹道。导弹经地表发射后会多次“跳跃”过大气层然后击中目标,从而雷达不能准确捕捉运动轨迹。如图所示,已知地球半径为R,质量为M,大气层厚度为d,导弹的质量为m,到达预定高度后关闭发动机,由A点第一次进入大气层,经机翼修正速度后从B点再次穿出大气层,经C点由D点再次进入大气层。由上述信息可以判断( )
A. 导弹从A点到D点的过程中机械能守恒
B. 导弹在A、B、D三点速度大小相等
C. 导弹在C点,只受万有引力作用
D. 导弹在D点受向心力大小为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.导弹从A到B的过程由于进入了大气层,有空气阻力,机械能变小,则AB两点速度不等;从B到D无空气阻力,则机械能守恒,BD两点速度相等,故AB错误;
C.由于C点在大气层外,导弹在C点只受万有引力作用,故C正确;
D.导弹在D点,并不是在万有引力的作用下做圆周运动,不能认为万有引力等于向心力,故D错误。
故选C。
3. 如图所示,四个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q,分别固定在正方形的四个顶点上,正方形边长为a,则正方形两条对角线交点处的电场强度( )
A. 大小为,方向竖直向上
B. 大小为,方向竖直向下
C. 大小为,方向竖直向上
D. 大小为,方向竖直向下
【答案】D
【解析】
【详解】四个电荷的电荷量相等,两对对角线的电荷都是一对等量异种点电荷,在交点处的电场强度的方向指向负电荷,且大小相等,如图
则合场强的方向竖直向下,由点电荷场强公式可得,任意一对等量异种点电荷的合场强为
则正方形两条对角线交点处的电场强度为
方向竖直向下。
故选D。
4. 诗句“辘轳金井梧桐晚,几树惊秋”中的“辘轳”是一种取水装置。如图所示,井架上装有可用手柄摇转的圆柱体,圆柱体上缠绕长绳索,长绳索一端系水桶。摇转手柄,使水桶上升,提取井水,A是圆柱体边缘上的一质点,B是手柄上的一质点,假设人转动手柄向上提水时,手柄绕轴转动的角速度恒定,上升过程中长绳会缠绕在圆柱体上,则( )
A. 向上提水过程中A点的线速度比B点的大
B. 向上提水过程中A点的向心加速度比B点的小
C. 上升过程中水桶重力的功率不变
D. 上升过程中水桶向上做匀速直线运动
【答案】B
【解析】
【详解】AB.向上提水过程中A点和B点的角速度相等,且B点的半径较大,根据
可知, B点的线速度和向心加速度都比A点的大,A错误,B正确;
CD.上升过程中长绳会缠绕在圆柱体上,所以在缠绕过程中长绳缠绕的半径变大,根据
可知,长绳向上的速度增大,也就是水桶向上做加速运动,根据
可知,上升过程中水桶重力的功率变大,CD均错误。
故选B。
5. 在银河系中,双星的数量非常多,研究双星,对于了解恒星形成和演化过程的多样性有重要的意义。由A、B两颗恒星组成的双星系统如图所示,A、B绕其连线上的一点O做圆周运动,测得A、B两颗恒星间的距离为L,恒星A的周期为T,恒星A做圆周运动的向心加速度是恒星B的2倍,已知万有引力常量为G,忽略其他星球对A、B的影响,则下列说法正确的是( )
A. 恒星B的周期为 B. A、B两颗恒星质量之比为
C. 恒星A的线速度是恒星B的4倍 D. A、B两颗恒星质量之和为
【答案】D
【解析】
【详解】A.A、B绕其连线上的一点O做圆周运动,可知A、B两颗恒星的周期相等,角速度相等,则恒星B的周期为,故A错误;
B.由于A、B两颗恒星做圆周运动的向心力由相互作用的万有引力提供,所以A、B两颗恒星的向心力大小相等,则有
可知A、B两颗恒星质量之比为
故B错误;
C.恒星A做圆周运动的向心加速度是恒星B的2倍,根据
可知A、B两颗恒星做圆周运动的线速度大小为
故C错误;
D.根据万有引力提供向心力可得
,
又
联立解得A、B两颗恒星质量之和为
故D正确。
故选D。
6. 如图所示,图甲中是一个点电荷电场中的电场线,图乙则是放在电场线上处的检验电荷所受电场力与电荷量间的函数图线,由此可知以下判断可能正确的是( )
A. 两点场强相等
B. 场源是正电荷,位于点的右侧
C. 场源是正电荷,位于点的左侧
D. 点场强小于点场强
【答案】C
【解析】
【详解】AD.由电场强度的定义式得
知图象的斜率表示电场强度大小,图线的斜率大于的斜率,说明处场强大于处的场强,故AD错误;
BC.由于电场线的方向不能确定,故场源电荷可能是正电荷,也可能是负电荷。若场源是正电荷,由上一问的结论可知,距离场源较近,即场源位置在的左侧,故B错误,C正确。
故选C。
7. 在一场足球比赛中,运动员甲用力将质量为的球踢出,运动员乙用胸膛顶球。假设足球以大小为的水平速度砸向乙,并以大小为的水平速度反弹,足球与乙的作用时间为。在这个过程中,下列说法正确的是( )
A. 足球的动量变化量大小为
B. 足球的动能变化量大小为
C. 足球对乙在水平方向的冲量大小为
D. 足球对乙在水平方向的平均作用力大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A.以反弹速度为正方向,则足球的动量变化量为
故A错误;
B.足球的动能变化量为
可知足球的动能变化量大小为,故B正确;
C.根据动量定理可知,乙对足球在水平方向的冲量大小为
则足球对乙在水平方向的冲量大小为,故C错误;
D.对足球,水平方向根据动量定理可得
可得
根据牛顿第三定律可知,足球对乙在水平方向的平均作用力大小为,故D错误。
故选B。
8. 某静电场中的电场线如图所示,带电粒子在电场中仅受静电力作用,其运动轨迹如图中虚线所示,由M点运动到N点,下列说法正确的是( )
A. 粒子带负电荷
B. 粒子受到的静电力为恒力
C. 粒子在M点的加速度小于在N点的加速度
D. 粒子在M点受到的静电力小于在N点受到的静电力
【答案】CD
【解析】
【详解】A.带电粒子在电场中仅受静电力作用,则电场力方向位于轨迹的凹侧,可知电场力与电场方向相同,则粒子带正电,故A错误;
B.由图中电场线可知,该电场不是匀强电场,粒子受到的静电力不是恒力,故B错误;
CD.根据电场线的疏密程度可知,M点的场强小于N点的场强,则粒子在M点受到的静电力小于在N点受到的静电力,根据牛顿第二定律可知,粒子在M点的加速度小于在N点的加速度,故CD正确。
故选CD。
9. 如图,可视为质点的小球能沿着固定的竖直光滑圆轨道内侧做完整的圆周运动,以圆环的最低点为重力势能的零位置。在最高点时,小球的动能为,重力势能为,机械能为。下列关系式可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】CD.设小球质量为m,圆轨道的半径为R,依题意,小球在最高点的重力势能
小球在最高点的速度
在最高点的动能
C正确,D错误;
AB.在最高点的机械能
则有
A错误,B正确
故选BC。
10. 如图所示,倾斜传送带按顺时针匀速转动,将质量为的小物块轻轻放在传送带底端,小物块恰好在传送带的中点与传送带共速,之后匀速上升到传送带顶端。已知传送带与水平面夹角,传送带顶端离地高度,重力加速度。若全过程中传送带因为传送物体多消耗的电能是,下列说法正确的有( )
A. 物体在传送带上加速运动与匀速运动时间之比为
B. 传送带速度为
C. 物体与传送带间动摩擦因数
D. 在全过程中产生的热量
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由于物块做匀加速直线运动和匀速直线运动的位移相同,故两段运动的时间之比应为,选项A错误;
BC.小物块在传送带上匀加速运动时,有
可得
又由能量守恒定律,传送带多消耗的电能
解得
故选项B错误,选项C正确;
D.由产生热量
故选项D正确。
故选CD。
第Ⅱ卷(非选择题共54分)
二、实验题(本题共2个小题,共15分)
11. 在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,使质量为的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带,如图所示。O为第一个点(速度为0),A、B、C为从合适位置开始选取的连续点中的三个点,其中,,。已知打点计时器每隔0.02s打一个点,当地的重力加速度为,那么:
(1)根据图中所给的数据,应取图中O点到______点来验证机械能守恒定律。
(2)从O点到(1)问中所取的点,对应的重物重力势能的减少量______J,动能增加量______J。(结果保留三位有效数字)
(3)第(2)问中重力势能减小量与动能增量不同的原因为____________。(写出一条即可)
【答案】(1)B (2) ①. 1.88 ②. 1.84
(3)存在空气阻力、纸带与打点计时器之间存在摩擦等
【解析】
【小问1详解】
根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度,可知从图中所给的数据,可以求出B点对应的速度,即可求出B点对应的动能,所以应取图中O点到B点来验证机械能守恒定律。
【小问2详解】
[1]从O点到B点,对应的重物重力势能的减少量为
[2]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度,则有
则从O点到B点,动能增加量为
【小问3详解】
第(2)问中重力势能减小量与动能增量不同的原因为:存在空气阻力、纸带与打点计时器之间存在摩擦,使得重力势能减小量有一部分转化为内能。
12. 某物理兴趣小组利用如图所示的装置验证动量守恒定律。并进行如下的实验操作:组装好实验器材,将小球1由图中的挡板处静止释放,记录小球1在竖直挡板上的撞击点;将直径相等的小球2放在导轨的末端(小球1的质量大于小球2的质量),记录在竖直挡板上的水平投影点O;然后将小球1由挡板处静止释放,记录小球1、小球2在竖直挡板上的撞击点。回答下列问题:
(1)小球1与小球2相碰后,两球撞在竖直挡板上得到痕迹,其中小球1碰后撞在木板上的___________(填“a”“b”或“c”)点。
(2)为了完成实验验证,需要测量的物理量有___________。(填字母)
A.小球的直径d
B.小球1、小球2的质量、
C.轨道末端与竖直挡板之间的距离x
D.依次测量出图中a、b、c三点到O点的距离、、
(3)若两球碰撞过程动量守恒,则关系式___________成立。(用需要测量的物理量的符号表示)
【答案】 ①. c ②. BD##DB ③.
【解析】
【详解】(1)[1]由图可知,两个小球打在竖直挡板上,由于三次碰撞的水平位移大小相等,则可知水平速度越大,竖直方向下落的高度越小,由碰撞规律可知,碰后被碰小球的速度最大,则碰后小球2下落的高度最小,而碰后入射小球的速度最小,其下落的高度最大,由此可知碰后小球1在竖直挡板上的碰撞点为c;
(2)[2]根据平抛运动规律可知,下落时间
则可知速度
碰前小球1的速度大小为
碰后小球1、小球2的速度分别为
若两球碰撞过程动量守恒,则应有
由以上整理得
因此需要测量小球1、球2的质量、及图中a、b、c三点到O点的距离、、,选项BD正确。
(3)[3]若两球碰撞过程动量守恒,则关系式
成立。
三、计算题(本题共3个小题,共39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,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图所示,中国空间站绕地球(可视为质量分布均匀的球体)做匀速圆周运动。已知空间站绕地球飞行n圈的时间为t,地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,万有引力常量为G,不计地球的自转影响。求:
(1)空间站飞行的周期T;
(2)地球的质量M;
(3)空间站离地面高度h。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)空间站绕地球飞行n圈的时间为t,故周期为
(2)由万有引力提供重力得
得
(3)由万有引力提供向心力得
得
14. 如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点平滑连接,导轨半径为R,一个质量为m的小球将弹簧压缩至A处.小球从A处由静止释放被弹开后,经过B点进入导轨时对导轨的压力大小为8mg,然后小球沿轨道向上运动恰能运动到C点(已知重力加速度为g),求:
(1)释放小球前弹簧弹性势能;
(2)小球从B运动到C的过程中克服摩擦阻力做的功.
【答案】(1) (2)
【解析】
【分析】小球经过B点时,由重力和轨道支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律求出小球经过B点的速度,得到小球的动能,小球从A点至B点的过程中机械能守恒定律,弹簧的弹性势能等于小球经过B点的动能;小球恰好到达C点时,由重力充当向心力,由牛顿第二定律求出C点的速度,小球从B到C的过程,运用动能定理求解克服摩擦阻力做的功.
【详解】(1)物块在B点时,由牛顿第二定律得:
根据题意:
物体经过B点的动能:
在物体从A点至B点的过程中,根据机械能守恒定律,弹簧的弹性势能:
(2)物体到达C点仅受重力mg,根据牛顿第二定律有:
可得:
物体从B点到C点只有重力和阻力做功,根据动能定理有:
计算得出:
所以物体从B点运动至C点克服阻力做功为: .
【点睛】本题的解题关键是根据牛顿第二定律求出物体经过B、C两点的速度,再结合动能定理求解克服摩擦做的功.
15. 如图所示,固定光滑曲面轨道在O点与光滑水平地面平滑连接,地面上静止放置一个表面光滑、质量为3m的斜面体C。一质量为m的小物块A从高h处由静止开始沿轨道下滑,在O点与质量为2m的静止小物块B发生碰撞,碰撞后A、B立即粘连在一起向右运动(碰撞时间极短),平滑地滑上斜面体,在斜面体上上升的高度小于斜面体高度。求:
(1)A、B碰撞过程中产生的热量;
(2)A和B沿C能上升的最大高度;
(3)斜面体C获得的最大速度。
【答案】(1);(2);(3),方向水平向右
【解析】
【详解】(1)设A滑到曲面底端时的速度为v0,A下滑过程机械能守恒,则
mgh=m
设A、B碰后共同速度为v1,A、B碰撞过程动量守恒,则
mv0=(m+2m)v1
由能量守恒定律有
Q=mgh-×3m
联立解得A、B碰撞过程中产生的热量
Q=
(2)对A、B、C,由水平方向动量守恒定律有
3mv1=(3m+3m)v共
由能量守恒定律有
×3m-×6m=3mgh′
联立解得A和B沿C能上升的最大高度
h′=
(3)A、B一起冲上斜面体后又返回时,C获得的速度最大,设此时AB共同速度为v2,C的速度为v3,由A、B与C水平方向动量守恒有
3mv1=3mv2+3mv3
由A、B与C系统机械能守恒有
联立解得
,v3=
斜面体C获得的最大速度为,方向水平向右
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