精品解析：福建省福州市八县市协作校2023-2024学年高二下学期期中联考物理试题

福州市八县（市）协作校2023-2024学年第二学期期中联考 高二 物理试卷 【完卷时间：75分钟；满分：100分】 命题：福州第七中学 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 下面列举关于光的现象中，说法正确的是（ ） A. 在水面上的油膜常常看到彩色条纹是因为光的色散 B. 光学仪器镜头上的增透膜利用了光的干涉 C. 立体电影是利用了光的衍射现象 D. 水中升起的气泡看起来特别亮是因为光由气泡进入海水时发生了全反射 2. 晋代陆机《文赋》中的“或因枝以振叶，或沿波而讨源”呈现了树叶振动和水波传播的情境，下列说法正确的是（ ） A. 树叶做受迫振动的频率小于其驱动力的频率 B. 两列水波在水面上相遇叠加时，必然能形成干涉图样 C. 飘落到水面上的树叶不会被水波推向岸边 D. 当水波遇到障碍物时，不能发生衍射现象 3. 光导纤维又称光纤，是传光细圆玻璃丝，图甲是光纤导光后的效果。现让由、两种单色光组成的复合光，从一根直的光纤端面以45°入射角射入，第一次折射后光路如图乙所示，两束单色光均在侧面发生全反射，下列说法正确的是（　　） A. 光在光纤中的传播时间比光长 B. 光在光纤中的传播速度比光大 C. 光在光纤中的全反射临界角比光大 D. 光在光纤中的折射率比光小 4. 蹦极是一项非常刺激的体育运动。如图所示，质量m = 50kg的人身系弹性绳自高空自由下落，弹性绳绷直后在下降过程经过a点的速度大小为12m/s，落到最低点c后反弹至b点的速度大小为9m/s。人从a→c→b共用时3s，在此过程中弹性绳对人的平均作用力为（ ） A. 350N B. 450N C. 550N D. 850N 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5. 对图中的甲、乙、丙、丁图，下列说法中正确的是（　　） A. 用单色光垂直照射图甲中的牛顿环，可以得到间距不相等的明暗相间的同心圆环 B. 图乙中单色光进入平行玻璃砖传播，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从面射出 C. 图丙得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的 D. 图丁的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动缓慢转动Ｎ时，P上的光亮度将发生变化 6. 如图a所示，为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图b为质点P以此时刻为计时起点的振动图像，从该时刻起，下列说法正确的是（　　） A. 该波正在向x轴负方向传播，波速为20m/s B. 经过0.35s后，质点Q经过的路程为1.4m，且速度最大，加速度最小 C. 若该波在传播过程中遇到一个尺寸为10m的障碍物，能发生明显的衍射现象 D. 若波源向x轴负方向运动，在处放一接收器，其接收到的频率可能为4Hz 7. 如图所示，弹簧振子在A、B间做简谐运动，O为平衡位置，A、B间距离是20cm，从A到B运动时间为2s，则（　　） A. 振动周期为4s，振幅为10cm B. 从B开始经过6s，振子通过的路程为60cm C. 从O→B→O，弹簧弹力的冲量为0 D. 从A开始经过20s，振子加速度方向向右 8. 如图所示为某透明介质制成的棱镜的截面图，其截面是半径为r的半圆，O为半圆的圆心，直径MN沿竖直方向，A点为弧形面上的点，且，一细光束由A点斜射入棱镜，光束与AO的夹角为，已知该透明介质的折射率为，真空中的光速为c。则下列说法正确的是（ ） A. 光束射到MN上的点到O点的距离为 B. 光束射到MN时发生全反射 C. 光束从A到第一射出棱镜的时间为 D. 若仅将光束改为频率更大的光束，则光束从射入到第一次射出棱镜的时间变长 三、非选择题：共60分，其中9、10为填空题，11、12为填空题，13-15为计算题。 9. 如图所示，、是两个相干波源，它们振动同步。实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。P点与、间的距离相等，且两列波在P点的振幅均为A，则P点是振动的________（选填“加强点”或“减弱点”），它振动一个周期所通过的路程为________。 10. 在“双缝干涉测量光的波长”实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距△y1与绿光的干涉条纹间距△y2相比，△y1________△y2（填“＞”、“=”或“＜”）。若双缝之间的距离为0.3mm，双缝与屏幕的距离为1.00m，某红光的干涉实验中测得第l条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5mm，。则该红光波长为_________m 11. 如图所示，用图示装置做验证动量守恒定律的实验，调整好装置后，先将a球从斜槽轨道上某标记点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止，让a球仍从原标记点处由静止开始滚下，和b球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次。 （1）若入射小球质量为，半径为；被碰小球质量为，半径为，为完成实验需满足（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， （2）以下是本实验需要完成的必要步骤是______。（填选项前的符号） A. 用天平测量两个小球的质量、 B. 测量抛出点距地面的高度H C. 斜槽轨道的斜面必须是光滑的 D. 测量平抛射程、、 （3）按照本实验方法，验证动量守恒的表达式是______（用、、、、表示）；若碰撞是弹性碰撞，表达式是______（用、、表示）。 12. 用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。 （1）为了减少测量误差，下列做法正确的是___________ A．摆的振幅越大越好 B．摆球质量大些、体积小些 C．摆线尽量细些、长些、伸缩性小些 D．计时的起、止位置选在摆球达到的最高点处 （2）用游标卡尺测得摆球直径如图甲所示，为___________cm；把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长，通过计算得到摆长L；然后用停表记录了单摆完成60次全振动所用的时间如图乙所示，该单摆的周期是T=___________s（结果保留三位有效数字）。 （3）实验时改变摆长，测出几组摆长L和对应的周期T的数据，画出T2-L图线如图丙，此图线斜率的物理意义是___________。 A．g B． C． D． （4）若实验小组采用公式法，（即通过根据求解重力加速度），如果测得的g值偏小，可能的原因是___________。 A．测摆长时只测量了摆线长度而忘记考虑小球半径 B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，导致摆线长度增加了 C．开始计时时，秒表过迟按下 D．实验中误将59次全振动次数记为60次 13. 某三棱镜的横截面为等腰三角形，，边长为L，一细激光束沿平行于方向射向边的中点O，折射光线刚好经过底边的中点D点并发生全反射。已知激光束在真空中的传播速度为c，求： （1）三棱镜的折射率； （2）画出激光束首次从BC边射出的必要光路图，并求从O点入射到首次从BC边射出传播时间。 14. 如图所示，甲图为某波源的振动图像，乙图是该波源产生的横波在某时刻的波形图，波动图的O点表示波源。Q是平衡位置为0.5m处的质点。求： （1）这列波波速多大？ （2）若波向右传播，从该时刻计时经多长时间Q第一次达到波谷。 （3）若波向右传播，当Q第一次达到波谷时P点已经通过了多少路程 15. 冰车是小朋友们喜爱的冰上活动项目，如图，小华在光滑的水平冰面上放置一个光滑曲面体，曲面体的右端与冰面相切，小华坐在静止的冰车上用手扶住冰球。某时刻小华将冰球以v0=4m/s的对地速度向左推出后，球沿曲面体上升（球不会越过曲面体）。已知小华和冰车的总质量m1=40kg，冰球的质量m2=10kg，曲面体的质量m3=30kg。试求： （1）推出后，小华和冰车的速度大小； （2）球沿曲面体上升的最大高度； （3）小华能否再一次接住冰球，如能，试计算接住后他们的共同速度；如不能，请说明理由。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 福州市八县（市）协作校2023-2024学年第二学期期中联考 高二 物理试卷 【完卷时间：75分钟；满分：100分】 命题：福州第七中学 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 下面列举的关于光的现象中，说法正确的是（ ） A. 在水面上的油膜常常看到彩色条纹是因为光的色散 B. 光学仪器镜头上的增透膜利用了光的干涉 C. 立体电影是利用了光的衍射现象 D. 水中升起的气泡看起来特别亮是因为光由气泡进入海水时发生了全反射 【答案】B 【解析】 【详解】A．在水面上的油膜常常看到彩色条纹是因为薄膜干涉，故A错误； B．光学仪器镜头上的增透膜利用了光的干涉，故B正确； C．立体电影是利用了光偏振现象，故C错误； D．水中升起的气泡看起来特别亮是因为光由海水进入气泡时发生了全反射，故D错误。 故选B。 2. 晋代陆机《文赋》中的“或因枝以振叶，或沿波而讨源”呈现了树叶振动和水波传播的情境，下列说法正确的是（ ） A. 树叶做受迫振动的频率小于其驱动力的频率 B. 两列水波在水面上相遇叠加时，必然能形成干涉图样 C. 飘落到水面上的树叶不会被水波推向岸边 D. 当水波遇到障碍物时，不能发生衍射现象 【答案】C 【解析】 【详解】A．树叶做受迫振动的频率等于其驱动力的频率，故A错误； B．两列水波在水面上相遇叠加时，如果两列波的频率不相等，则不能形成干涉图样，故B错误； C．飘落到水面上的树叶只是在平衡位置附近振动，并不会随波的传播方向迁移，所以不会被水波推向岸边，故C正确； D．当水波遇到障碍物时，能发生衍射现象，故D错误。 故选C。 3. 光导纤维又称光纤，是传光的细圆玻璃丝，图甲是光纤导光后的效果。现让由、两种单色光组成的复合光，从一根直的光纤端面以45°入射角射入，第一次折射后光路如图乙所示，两束单色光均在侧面发生全反射，下列说法正确的是（　　） A. 光在光纤中的传播时间比光长 B. 光在光纤中的传播速度比光大 C. 光在光纤中的全反射临界角比光大 D. 光在光纤中的折射率比光小 【答案】A 【解析】 【详解】由图乙可知，复合光进入光纤中光的偏转程度小于光的偏转程度，则光在光纤中的折射率比光大；根据 可知光在光纤中的传播速度比光小；根据 可知光在光纤中的全反射临界角比光小；设光纤的长度为，复合光入射时的入射角为，折射角为，则光在光纤中的传播路程为 光在光纤中的传播时间为 又 联立可得 由于，则；由于光的折射角小于光的折射角，则光在光纤中的传播时间比光长。 故选A。 4. 蹦极是一项非常刺激的体育运动。如图所示，质量m = 50kg的人身系弹性绳自高空自由下落，弹性绳绷直后在下降过程经过a点的速度大小为12m/s，落到最低点c后反弹至b点的速度大小为9m/s。人从a→c→b共用时3s，在此过程中弹性绳对人的平均作用力为（ ） A. 350N B. 450N C. 550N D. 850N 【答案】D 【解析】 【详解】取向上为正，根据动量定理有 F合t = mvb－m(－va) 解得 F合 = 350N 其中 F合 = T－mg 则 T = 850N 故选D。 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5. 对图中的甲、乙、丙、丁图，下列说法中正确的是（　　） A. 用单色光垂直照射图甲中的牛顿环，可以得到间距不相等的明暗相间的同心圆环 B. 图乙中单色光进入平行玻璃砖传播，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从面射出 C. 图丙得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的 D. 图丁的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动缓慢转动Ｎ时，P上的光亮度将发生变化 【答案】AD 【解析】 【详解】A．牛顿环是由曲率半径很大的凸透镜的凸面和一平面玻璃接触构成，用单色光垂直照射图甲中的牛顿环，可以得到间距不相等的明暗相间的同心圆环，圆心附近处明暗相间同心圆环的条纹较宽，随离中心点的距离增加条纹的宽度逐渐变窄，A正确； B．图乙中单色光进入平行玻璃砖传播，当入射角i逐渐增大，折射角逐渐增大，由于折射角小于入射角，所以不论入射角如何增大，不会产生全反射，玻璃砖中都会有光线，由于射向玻璃砖的光线与射出光线为平行光线，因此可知一定有光线从面射出，B错误； C．由干涉条纹特点可知，同一级条纹上的光程差相等，条纹向空气薄膜较薄处弯曲，说明此处空气薄膜变厚，由此可知弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹下的，C错误； D．因为光是横波，经偏振片会产生偏振现象，因此图丁的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，P上的光亮度将发生变化，D正确。 故选AD。 6. 如图a所示，为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图b为质点P以此时刻为计时起点的振动图像，从该时刻起，下列说法正确的是（　　） A. 该波正在向x轴负方向传播，波速为20m/s B. 经过0.35s后，质点Q经过的路程为1.4m，且速度最大，加速度最小 C. 若该波在传播过程中遇到一个尺寸为10m的障碍物，能发生明显的衍射现象 D. 若波源向x轴负方向运动，在处放一接收器，其接收到的频率可能为4Hz 【答案】BD 【解析】 【详解】A．在图b中，t=0时刻P向y轴正方向振动，在图a中，根据波形平移法可知波正在向x轴正方向传播。由图可知该波的波长和周期分别为 ， 则波速 故A错误； B．由 所以经过0.35s后，质点Q经历的路程为 质点Q到达平衡位置，速度最大，加速度最小，故B正确； C．发生明显衍射现象的条件是障碍物的尺寸比波长小或差不多，该波的波长为4m，若该波在传播过程中遇到一个尺寸为10m的障碍物，波长比障碍物的尺寸小得多，不能发生明显衍射现象，故C错误； D．该波的频率为 若波源向x轴负方向运动，波源与接收器间的距离增大，产生多普勒效应，在x=10m处的接收器接收到的波源频率减小，小于5Hz，其接收到的频率可能为4Hz，故D正确。 故选BD。 7. 如图所示，弹簧振子在A、B间做简谐运动，O为平衡位置，A、B间距离是20cm，从A到B运动时间为2s，则（　　） A. 振动周期为4s，振幅为10cm B. 从B开始经过6s，振子通过路程为60cm C. 从O→B→O，弹簧弹力的冲量为0 D. 从A开始经过20s，振子加速度方向向右 【答案】AB 【解析】 【详解】AB．AB间距离为20cm，A到B运动时间为2s，则振幅 周期为 从B开始经过6s，振子振动了1.5个周期，通过的路程是 故AB正确； C．从O→B→O，弹簧弹力方向始终向右，冲量不为0，故C错误； D．从A开始经过20s，即5个周期，振子位于A处，加速度方向向左，故D错误。 故选AB。 8. 如图所示为某透明介质制成棱镜的截面图，其截面是半径为r的半圆，O为半圆的圆心，直径MN沿竖直方向，A点为弧形面上的点，且，一细光束由A点斜射入棱镜，光束与AO的夹角为，已知该透明介质的折射率为，真空中的光速为c。则下列说法正确的是（ ） A. 光束射到MN上的点到O点的距离为 B. 光束射到MN时发生全反射 C. 光束从A到第一射出棱镜的时间为 D. 若仅将光束改为频率更大的光束，则光束从射入到第一次射出棱镜的时间变长 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据题意作出光路图如图所示 由于透明介质的折射率为，由折射定律 可得光束在介质中的折射角为，光束射到MN上的点B到O点的距离为 故A错误； B．光束射到MN边时的入射角为，光束在棱镜中的临界角为C，则 所以光束射到MN时不会发生全反射，故B错误； C．由几何关系可知，光束从A点射入到第一次射出棱镜，在棱镜中传播的距离为 又光在该棱镜中的传播速度为 则光束从A到第一射出棱镜的时间为 故C正确； D．设频率更大的光束的折射率为，光束在介质中的折射角为，则由 光束在棱镜中传播的距离为 光束在棱镜中的传播速度为 则光束从射入到第一次射出棱镜的时间为 联立各式解得 光的频率增大，光在棱镜中的折射角减小，即，则光束从射入到第一次射出棱镜的时间变长，故D正确。 故选CD。 三、非选择题：共60分，其中9、10为填空题，11、12为填空题，13-15为计算题。 9. 如图所示，、是两个相干波源，它们振动同步。实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。P点与、间的距离相等，且两列波在P点的振幅均为A，则P点是振动的________（选填“加强点”或“减弱点”），它振动一个周期所通过的路程为________。 【答案】 ①. 加强点 ②. 8A 【解析】 【详解】[1]两个相干波源，它们振动同步, P点与、间的距离相等,所以总是两列波的波峰与波峰、波谷与波谷相遇，故P处质点为振动加强点； [2]因为P处质点为振动加强点，则它的振幅为2A，它振动一个周期所通过的路程为 10. 在“双缝干涉测量光的波长”实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距△y1与绿光的干涉条纹间距△y2相比，△y1________△y2（填“＞”、“=”或“＜”）。若双缝之间的距离为0.3mm，双缝与屏幕的距离为1.00m，某红光的干涉实验中测得第l条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5mm，。则该红光波长为_________m 【答案】 ①. > ②. 6.3×10－7m 【解析】 【分析】本题考查双缝干涉实验。 【详解】[1]根据双缝干涉实验计算公式 红光波长大于绿光波长，故红光的干涉条纹间距△y1大于绿光的干涉条纹间距△y2。 [2]由题可知条纹间距为2.1mm。故 红光波长为6.3×10－7m。 11. 如图所示，用图示装置做验证动量守恒定律的实验，调整好装置后，先将a球从斜槽轨道上某标记点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止，让a球仍从原标记点处由静止开始滚下，和b球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次。 （1）若入射小球质量为，半径为；被碰小球质量为，半径为，为完成实验需满足（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， （2）以下是本实验需要完成的必要步骤是______。（填选项前的符号） A. 用天平测量两个小球的质量、 B. 测量抛出点距地面的高度H C. 斜槽轨道的斜面必须是光滑的 D. 测量平抛射程、、 （3）按照本实验方法，验证动量守恒的表达式是______（用、、、、表示）；若碰撞是弹性碰撞，表达式是______（用、、表示）。 【答案】（1）C （2）AD （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 为了保证碰撞后入射小球不反弹，需要满足；为了保证两球发生对心正碰，需要满足。 故选C。 【小问2详解】 设碰撞前瞬间入射小球的速度为，碰撞后瞬间入射小球和被碰小球的速度分别为、，根据动量守恒可得 由于两小球做平抛运动下落高度相同，在空中运动的时间相同，则有 ，， 联立可得 可知本实验需要用天平测量两个小球的质量、，测量平抛射程、、。 故选AD。 【小问3详解】 [1]根据（2）问分析可知，验证动量守恒的表达式是 [2]若碰撞是弹性碰撞，根据机械能守恒可得 又 联立可得 则有 可得表达式为 12. 用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。 （1）为了减少测量误差，下列做法正确的是___________ A．摆的振幅越大越好 B．摆球质量大些、体积小些 C．摆线尽量细些、长些、伸缩性小些 D．计时的起、止位置选在摆球达到的最高点处 （2）用游标卡尺测得摆球直径如图甲所示，为___________cm；把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长，通过计算得到摆长L；然后用停表记录了单摆完成60次全振动所用的时间如图乙所示，该单摆的周期是T=___________s（结果保留三位有效数字）。 （3）实验时改变摆长，测出几组摆长L和对应的周期T的数据，画出T2-L图线如图丙，此图线斜率的物理意义是___________。 A．g B． C． D． （4）若实验小组采用公式法，（即通过根据求解重力加速度），如果测得的g值偏小，可能的原因是___________。 A．测摆长时只测量了摆线长度而忘记考虑小球半径 B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，导致摆线长度增加了 C．开始计时时，秒表过迟按下 D．实验中误将59次全振动的次数记为60次 【答案】 ①. BC##CB ②. 2.125 ③. 2.10 ④. C ⑤. AB##BA 【解析】 【详解】（1）[1] A．摆长一定的情况下，摆角不超过5°，并非摆的振幅越大越好，故A错误； B．为减小空气阻力对实验的影响，摆球尽量选择质量大些、体积小些的，故B正确； C．实验过程摆长应保持不变，为减小实验误差，摆线要选择细些、伸缩性小些的，并且尽可能长一些，故C正确； D．为减小误差，计时起点应选平衡位置，故D错误。 故选BC。 （2）[2] 20分度游标卡尺的精确值为0.05mm，不需要估读，则摆球的直径为 [3]秒表的读数为 该单摆的周期为 （3）[4] 由周期公式 可得 可知，图线斜率为 故选C。 （4）[5]根据 A．摆线长度与摆球半径之和是单摆摆长，测摆线长时测了悬线的总长度，没有测出摆球半径，所测摆长偏小，可知测得的g值偏小，故A正确； B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了，可知摆长的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏小，故B正确； C．开始计时时，秒表过迟按下，周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，故C错误； D．实验时误将59次全振动数为60次，周期的测量值偏小，导致重力加速度测量值偏大，故D错误。 故选AB。 13. 某三棱镜的横截面为等腰三角形，，边长为L，一细激光束沿平行于方向射向边的中点O，折射光线刚好经过底边的中点D点并发生全反射。已知激光束在真空中的传播速度为c，求： （1）三棱镜的折射率； （2）画出激光束首次从BC边射出的必要光路图，并求从O点入射到首次从BC边射出传播时间。 【答案】（1）；（2）光路图见解析， 【解析】 【详解】（1）由几何知识可得入射角为 60° 折射角为 30° 由折射定律可得三棱镜的折射率为 （2）激光束首次从BC边射出时，入射角等于在O点的折射角，根据折射定律可知折射角等于在O点的入射角，光路图 激光束在D点发生全反射，由几何知识得在三棱镜中传播路程为 由可得传播速度为 故传播时间为 14. 如图所示，甲图为某波源的振动图像，乙图是该波源产生的横波在某时刻的波形图，波动图的O点表示波源。Q是平衡位置为0.5m处的质点。求： （1）这列波的波速多大？ （2）若波向右传播，从该时刻计时经多长时间Q第一次达到波谷。 （3）若波向右传播，当Q第一次达到波谷时P点已经通过了多少路程。 【答案】（1）1 m/s；（2）0.35 s；（3）45cm 【解析】 【详解】（1）由振动图像可知周期T＝0.2s，由波动图像可知波长λ＝0.2m则由波速公式，可得 （2）乙图时刻到Q第一次到达波谷的时间 （3）当Q第一次达到波谷时P点一共振动了 t+=0.45s 可得P点经过的路程为 ×4A＝45cm 15. 冰车是小朋友们喜爱的冰上活动项目，如图，小华在光滑的水平冰面上放置一个光滑曲面体，曲面体的右端与冰面相切，小华坐在静止的冰车上用手扶住冰球。某时刻小华将冰球以v0=4m/s的对地速度向左推出后，球沿曲面体上升（球不会越过曲面体）。已知小华和冰车的总质量m1=40kg，冰球的质量m2=10kg，曲面体的质量m3=30kg。试求： （1）推出后，小华和冰车的速度大小； （2）球沿曲面体上升的最大高度； （3）小华能否再一次接住冰球，如能，试计算接住后他们的共同速度；如不能，请说明理由。 【答案】（1）；（2）；（3）能，1.2m/s，方向水平向右 【解析】 【详解】（1）对冰球、小华和冰车构成的系统进行分析，取水平向左为正方向，根据动量守恒定律有 解得小华和冰车的速度 故速度大小为1m/s。 （2）对冰球和光滑曲面体构成的系统，根据水平方向动量守恒有 解得冰球和光滑曲面体共同速度 冰球上升过程中，系统机械能守恒，则有 解得 （3）冰球与曲面体相互作用的过程中，由于无能量的损失，故冰球和曲面体组成的系统，水平方向动量守恒，系统机械能守恒，则有 ， 解得 ， 表明冰球反向速度大于小华和冰车的共同速度，故冰球能追上小华和冰车组成的系统，当小华接住冰球后，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律有 解得 即共同速度大小为1.2m/s，方向水平向右。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$