精品解析:四川省泸州市龙马潭区泸化中学2024-2025学年高二上学期11月期中考试物理试题
2024-11-26
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 四川省 |
| 地区(市) | 泸州市 |
| 地区(区县) | 龙马潭区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.15 MB |
| 发布时间 | 2024-11-26 |
| 更新时间 | 2024-11-26 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-11-26 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/48938311.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
泸州市龙马潭区泸化中学高2023级高二上期半期考试
物理试题
注意事项:
1.答卷前考生务必把自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑;回答非选择题时,用0.5毫米黑色墨迹签字笔将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.试卷满分100分,考试时间75分钟,考试结束后将本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题)
一、单选题(共30分)
1. 下列说法中正确的是( )
A. 用弹簧连接一物体沿水平方向做简谐运动,该物体做的是匀变速直线运动
B. 做简谐振动的单摆通过平衡位置时,小球受到的回复力为零,合外力不为零
C. 做简谐运动的物体,当它每次经过同一位置时,速度一定相同
D. 单摆在周期性外力作用下做受迫运动,外力的频率越大,单摆的振幅就越大
2. 真空中某装置如图所示,让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物都从O点由静止开始经过同一加速电场加速,然后在同一偏转电场里偏转(未打在极板上)。下列说法中正确的是( )
A. 三种粒子在偏转电场中运动时间之比为2:1:1
B. 三种粒子射出偏转电场时的速度相同
C. 三种粒子在运动过程中不会分离成三股离子束
D. 偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1:2:2
3. 如图所示的电路,电源电动势E=10.0V,内阻r=0.5Ω,电动机的线圈电阻,电阻。电动机正常工作时,电压表的示数,电压表可视为理想电表,下列说法正确的是( )
A. 电源的总功率为20W B. 电源的输出功率为10W
C. 电动机的热功率为12W D. 电动机的输出功率为8W
4. 交警查酒驾使用酒精测试仪原理如图所示,R为传感器,其阻值随气体中酒精浓度的增大而减小,电源的电动势为E,内阻为r,R0为定值电阻,R0>r,电流表和电压表均为理想电表。当酒驾驾驶员对着测试仪吹气时( )
A. 电压表的示数变小 B. 电流表的示数变小
C. 电源的总功率变大 D. 电源的输出功率变小
5. 2022年第24届冬奥会将在北京举行,其中冰壶比赛是冬奥会项目之一。在冰壶比赛中,球员手持毛刷擦刷冰面,可以改变冰壶滑行时受到的阻力。如图a所示,蓝壶静止在圆形区域内,运动员用等质量的红壶撞击蓝壶,两壶发生正碰。若碰撞前、后两壶的v-t图像如图b所示,关于冰壶的运动,下列说法正确的是( )
A. 碰撞后在冰面滑行的过程中,蓝壶受到的阻力比红壶的大
B. 碰撞后,蓝壶运动的加速度大小为0.2m/s2
C. 碰撞后两壶相距的最远距离为2m
D. 两壶碰撞是弹性碰撞
6. 如图所示,为一弹簧振子做简谐运动的位移随时间变化的规律,下列说法正确的是( )
A. 振子做简谐运动的频率为4Hz
B. 振子做简谐运动的振幅为4cm
C. t=2s时,振子加速度最大,方向沿y轴正方向
D. t=3s时,振子的加速度为零,速度方向沿y轴负方向
二、选择题∶本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的选项中。有多项符合题目要求全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分。
7. 一带电粒子仅在电场力作用下,从处沿轴方向运动,其电势随位移变化的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. 处电势比x2处电势低
B. 之间的电场方向沿轴负方向
C. 处电场强度小于处电场强度
D. 粒子在段动能越来越大
8. 如图所示,足够长传送带与水平方向的倾角为θ,物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑定滑轮与物块b相连,b的质量为m,开始时a、b及传送带均静止,且a不受传送带摩擦力作用.现让传送带逆时针匀速转动,则在b上升h高度(未与滑轮相碰)过程中,下列说法正确的是
A. 物块a重力势能减少2mgh
B. 摩擦力对a做的功小于a机械能的增加
C. 摩擦力对a做的功等于物块a、b动能增加之和
D. 任意时刻,重力对a、b做功瞬时功率大小相等
9. 如图所示,在真空中固定两个等量异号点电荷和,图中O点为两点电荷连线的中点,P点为连线上靠近的一点,MN为过O点的一条线段,M点与N点关于O点对称,。下列说法中正确的是( )
A. 同一个试探电荷在M、N两点所受的电场力相同
B. N、P两点的电势相同
C. 将带正电的试探电荷从M点沿直线移到N点的过程中,电荷的电势能先增大后减小
D. 将一电子从N点移到P点,电子的电势能增大
第II卷(非选择题)
三、实验题(共20分)
10. 如图是验证动量守恒定律的装置,气垫导轨上安装了1、2两个光电门,两滑块上均固定一竖直遮光条。
(1)小组成员甲先用螺旋测微器测量滑块A上的挡光片宽度如图所示,小组成员乙用游标卡尺测量滑块B上遮光条的宽度,______mm。
(2)实验前,接通气源后,在导轨上轻放一个滑块,给滑块一初速度,使它从轨道右端向左运动,发现滑块通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间。为使导轨水平,可调节Q使轨道右端______(选填“升高”或“降低”)一些。
(3)测出滑块A和遮光条的总质量为,滑块B和遮光条的总质量为,将滑块B静置于两光电门之间,将滑块A静置干光电门1右侧,推动A,使其获得水平向左的速度,经过光电门1并与B发生碰撞且被弹回,再次经过光电门1,可知______(选填“>”、“<”或“=”),光电门1先后记录的挡光时间为、,光电门2记录的挡光时间为,滑块A、B碰撞过程动量守恒的表达式为______(请用题中给出物理量表示)。
11. 某实验小组要测量两节干电池串联的电池组的电动势和内阻,将实验室提供的器材连接成了如图甲所示的电路,其中电流表A1的量程为100mA,内阻r1=4Ω,电流表A2的量程为200mA,内阻r2=2Ω,定值电阻R0=1Ω。
(1)实验需要将电流表A1改装成量程为0.6A电流表,则电阻R1=________Ω,将电流表A2改装成量程为3V电压表,则电阻R2=___________Ω。
(2)闭合电键前,将滑动变阻器的滑片移到最___________(填“左”或“右”)端,闭合电键调节滑动变阻器,测得多组电流表A1、A2的示数I1、I2,作出I2-I1图像,如图乙所示,则电池组的电动势E=___________V,内阻r=___________Ω(均保留三位有效数字)。
(3)若电阻R2的实际阻值大于计算值,则导致电源内阻r的测量值___________(填“小于”“等于”或“大于”)实际值。
四、解答题(共35分)
12. 如图所示,一质量为小钢珠,用长为的细丝线在水平天花板上(远大于小钢球的半径),初始时,摆线和竖直方向的夹角为。静止释放小球后,求:(不计空气阻力,重力加速度为)
(1)释放时小球回复力的大小;
(2)小球在最低点和最高点时绳中拉力大小的差值;
(3)从小球释放到第一次运动到最低点过程中重力冲量的大小。
13. 甲、乙为一列沿x轴方向传播的简谐横波上的两个质点,两质点平衡位置的间距为x=3m,图中的实线和虚线分别为质点乙和质点甲的振动图像。
(1)请写出质点甲、乙的位移随时间变化的关系式;
(2)如果波由质点甲向质点乙传播,求该波的传播速度。
14. 如图所示为安装在水平地面上的某游戏装置结构示意图,其左边部分是一个高度和水平位置均可以调节的平台,在平台上面放置一个弹射装置;游戏装置的右边部分由竖直固定的光滑圆弧轨道、粗糙水平直线轨道与竖直固定的光滑圆轨道组成(底端连接处D与略错开)。已知圆弧轨道的圆心为、半径,其C端与水平面相切,与的夹角;水平直线轨道长度,动摩擦因数;圆轨道的半径。将质量的滑块Q置于C点,再将质量同为的小球P经弹射装置从平台A点水平弹出,通过改变高度差h、水平距离和小球P在A点的初速度大小,总能让小球沿B点的切线方向进入圆弧轨道,然后与滑块Q发生弹性碰撞。空气阻力不计,小球和滑块均可视为质点,重力加速度g取,求:
(1)若,求小球P从A点弹出时的初速度大小;
(2)若,求小球P到达C点与Q碰撞前瞬间对圆弧轨道的压力;
(3)若P与Q碰撞后,Q能够通过圆轨道的最高点E,求h需要满足的条件。
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泸州市龙马潭区泸化中学高2023级高二上期半期考试
物理试题
注意事项:
1.答卷前考生务必把自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑;回答非选择题时,用0.5毫米黑色墨迹签字笔将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.试卷满分100分,考试时间75分钟,考试结束后将本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题)
一、单选题(共30分)
1. 下列说法中正确的是( )
A. 用弹簧连接一物体沿水平方向做简谐运动,该物体做是匀变速直线运动
B. 做简谐振动的单摆通过平衡位置时,小球受到的回复力为零,合外力不为零
C. 做简谐运动的物体,当它每次经过同一位置时,速度一定相同
D. 单摆在周期性外力作用下做受迫运动,外力的频率越大,单摆的振幅就越大
【答案】B
【解析】
【详解】A.做简谐运动的物体,是变加速直线运动,故A错误;
B.摆球受到的回复力是重力沿圆弧切线方向上的分力,经过平衡位置时,回复力为零。由于单摆做圆周运动在平衡位置,合力不为零,合力提供向心力,方向指向悬点,故B正确;
C.做简谐运动的物体,物体每次通过同一位置时其速度大小相等,方向不一定相同,故速度不一定相同,故C错误;
D.在周期性的外力作用下做受迫运动,则外力的频率越大,单摆的振幅可能变大,也可能变小,故D错误。
故选B。
2. 真空中的某装置如图所示,让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物都从O点由静止开始经过同一加速电场加速,然后在同一偏转电场里偏转(未打在极板上)。下列说法中正确的是( )
A. 三种粒子在偏转电场中运动时间之比为2:1:1
B. 三种粒子射出偏转电场时的速度相同
C. 三种粒子在运动过程中不会分离成三股离子束
D. 偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1:2:2
【答案】C
【解析】
【详解】A.由
得
再由
可得
A错误;
C.由
可知三种粒子从偏转电场同一点射出,且速度方向相同,C正确;
B.由
可得
因不同,故三种粒子出偏转电场的速度不相同,B错误;
D.由偏转电场对三种粒子做的功为
可知
D错误;
故选C。
3. 如图所示的电路,电源电动势E=10.0V,内阻r=0.5Ω,电动机的线圈电阻,电阻。电动机正常工作时,电压表的示数,电压表可视为理想电表,下列说法正确的是( )
A. 电源的总功率为20W B. 电源的输出功率为10W
C. 电动机的热功率为12W D. 电动机的输出功率为8W
【答案】AD
【解析】
【详解】A.该电路为串联电路,电压表测两端的电压,根据部分电路的欧姆定律可得电路中的电流为
由此可得电源的总功率为
故A正确;
B.根据
,
可得电源的输出功率为
故B错误;
C.电动机的热功率
故C错误;
D.根据闭合电路的欧姆定律可得电动机两端的电压
电动机的总功率
则可得电动机的输出功率为
故D正确。
故选AD。
4. 交警查酒驾使用的酒精测试仪原理如图所示,R为传感器,其阻值随气体中酒精浓度的增大而减小,电源的电动势为E,内阻为r,R0为定值电阻,R0>r,电流表和电压表均为理想电表。当酒驾驾驶员对着测试仪吹气时( )
A. 电压表的示数变小 B. 电流表的示数变小
C. 电源总功率变大 D. 电源的输出功率变小
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,传感器R电阻减小,电路总电阻减小,干路电流增大,即电流表的示数增大,根据
可知,传感器R两端电压减小,即电压表的示数变小,故A正确,B错误;
C.电源的总功率为
根据上述,干路电流增大,则电源的总功率变大,故C正确;
D.电源的输出功率
根据数学函数规律,作出图像如图所示
酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,传感器R电阻减小,电路总电阻减小,即减小,由于
R0>r
可知外电路总电阻始终大于电源内阻,可知,电源的输出功率变大,故D错误。
故选AC。
5. 2022年第24届冬奥会将在北京举行,其中冰壶比赛是冬奥会项目之一。在冰壶比赛中,球员手持毛刷擦刷冰面,可以改变冰壶滑行时受到的阻力。如图a所示,蓝壶静止在圆形区域内,运动员用等质量的红壶撞击蓝壶,两壶发生正碰。若碰撞前、后两壶的v-t图像如图b所示,关于冰壶的运动,下列说法正确的是( )
A. 碰撞后在冰面滑行的过程中,蓝壶受到的阻力比红壶的大
B. 碰撞后,蓝壶运动的加速度大小为0.2m/s2
C. 碰撞后两壶相距的最远距离为2m
D. 两壶碰撞是弹性碰撞
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据图像的斜率表示加速度知,碰后红壶的加速度比蓝壶的加速度大,两壶质量相等,所以蓝壶受到的阻力比红壶的小,故A错误;
BC.设碰后蓝壶的速度为v,碰前红壶的速度v0 = 1.2m/s,碰后红壶的速度为0.4m/s,取碰撞前红壶的速度方向为正方向,根据动量守恒定律可得
解得
根据图像可得,红壶碰前的加速度大小为
所以蓝壶静止的时间为
碰后蓝壶的加速度大小为
碰后两壶相距的最远距离
故B错误,C正确;
D.碰撞前两壶的总动能为
碰撞后两壶的总动能为
所以两壶碰撞为非弹性碰撞,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,为一弹簧振子做简谐运动的位移随时间变化的规律,下列说法正确的是( )
A. 振子做简谐运动的频率为4Hz
B. 振子做简谐运动的振幅为4cm
C. t=2s时,振子加速度最大,方向沿y轴正方向
D. t=3s时,振子的加速度为零,速度方向沿y轴负方向
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图像可知,质点做简谐运动的周期为4s,则频率为
故A错误;
B.由图像可知,质点做简谐运动的振幅为2cm,故B错误;
C.t=2s时,质点在负向最大位移处,加速度最大,方向沿y轴正方向,故C正确;
D.t=3s时,振子在平衡位置正在向y轴正方向振动,速度方向沿y轴正方向,加速度为零,故D错误。
故选C
二、选择题∶本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的选项中。有多项符合题目要求全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分。
7. 一带电粒子仅在电场力作用下,从处沿轴方向运动,其电势随位移变化的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. 处电势比x2处电势低
B. 之间的电场方向沿轴负方向
C. 处电场强度小于处电场强度
D. 粒子段动能越来越大
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据图像可知,处电势比x2处电势低,故A正确;
B.根据图像可知,电势降低,而沿着电场线的方向电势降低,则可知之间的电场方向沿轴正方向,故B错误;
C.图像的斜率表示电场强度,处的斜率为零,即处的场强为零,而处的斜率大于零,则可知处电场强度小于处电场强度,故C正确;
D.根据以上分析可知,之间的电场方向沿轴正方向,若粒子带正电,则粒子在段动能越来越大,若粒子带负电,则粒子在段动能越来越小,故D错误。
故选AC。
8. 如图所示,足够长传送带与水平方向的倾角为θ,物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑定滑轮与物块b相连,b的质量为m,开始时a、b及传送带均静止,且a不受传送带摩擦力作用.现让传送带逆时针匀速转动,则在b上升h高度(未与滑轮相碰)过程中,下列说法正确的是
A. 物块a重力势能减少2mgh
B. 摩擦力对a做的功小于a机械能的增加
C. 摩擦力对a做的功等于物块a、b动能增加之和
D. 任意时刻,重力对a、b做功的瞬时功率大小相等
【答案】CD
【解析】
【详解】A.开始时,a、b及传送带均静止且a不受传送带摩擦力作用,有
则
b上升h,则a下降hsinθ,则a重力势能的减小量为
故A错误;
BC.根据能量守恒得,系统机械能增加,摩擦力对a做的功等于a、b机械能的增量,所以摩擦力做功大于a的机械能增加,因为系统重力势能不变,所以摩擦力做功等于系统动能的增加,故B错误,C正确;
D.任意时刻a、b的速率相等,对b,克服重力的瞬时功率 ,对a有:
所以重力对a、b做功的瞬时功率大小相等,故D正确.
故选CD。
9. 如图所示,在真空中固定两个等量异号点电荷和,图中O点为两点电荷连线的中点,P点为连线上靠近的一点,MN为过O点的一条线段,M点与N点关于O点对称,。下列说法中正确的是( )
A. 同一个试探电荷在M、N两点所受的电场力相同
B. N、P两点的电势相同
C. 将带正电的试探电荷从M点沿直线移到N点的过程中,电荷的电势能先增大后减小
D. 将一电子从N点移到P点,电子的电势能增大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.等量的异种点电荷的电场具有对称性,其电场线如图所示
根据其对称性,可知场强相同,试探电荷在这两点所受的电场力也就相同,A正确;
BD.画出过N两点的等势面,如图所示
从图中可以看出N点电势高于P点电势,负电荷在电势越低的地方,电势能越大,B错误,D正确;
C.正电荷所受电场力跟电场线的方向相同,如上图所示,把正电荷从M点移动到N点的过程中,力的方向始终跟运动方向成锐角,电场力一直做正功,所以电荷电势能一直减小,C错误。
故选AD。
第II卷(非选择题)
三、实验题(共20分)
10. 如图是验证动量守恒定律的装置,气垫导轨上安装了1、2两个光电门,两滑块上均固定一竖直遮光条。
(1)小组成员甲先用螺旋测微器测量滑块A上的挡光片宽度如图所示,小组成员乙用游标卡尺测量滑块B上遮光条的宽度,______mm。
(2)实验前,接通气源后,在导轨上轻放一个滑块,给滑块一初速度,使它从轨道右端向左运动,发现滑块通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间。为使导轨水平,可调节Q使轨道右端______(选填“升高”或“降低”)一些。
(3)测出滑块A和遮光条的总质量为,滑块B和遮光条的总质量为,将滑块B静置于两光电门之间,将滑块A静置干光电门1右侧,推动A,使其获得水平向左的速度,经过光电门1并与B发生碰撞且被弹回,再次经过光电门1,可知______(选填“>”、“<”或“=”),光电门1先后记录的挡光时间为、,光电门2记录的挡光时间为,滑块A、B碰撞过程动量守恒的表达式为______(请用题中给出物理量表示)。
【答案】 ①. 6.690 ②. 降低 ③. < ④.
【解析】
【详解】(1)[1]滑块A上的挡光片宽度
(2)[2]滑块通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间,说明通过光电门1的速度小于通过光电门2的速度,为使导轨水平,可调节Q使轨道右端降低一些。
(3)[3]经过光电门1并与B发生碰撞且被弹回,再次经过光电门1,可知
<
[4]取向左为正方向,碰撞前动量
碰撞后A动量
碰撞后B动量
滑块A、B碰撞过程动量守恒的表达式
即
11. 某实验小组要测量两节干电池串联的电池组的电动势和内阻,将实验室提供的器材连接成了如图甲所示的电路,其中电流表A1的量程为100mA,内阻r1=4Ω,电流表A2的量程为200mA,内阻r2=2Ω,定值电阻R0=1Ω。
(1)实验需要将电流表A1改装成量程为0.6A电流表,则电阻R1=________Ω,将电流表A2改装成量程为3V的电压表,则电阻R2=___________Ω。
(2)闭合电键前,将滑动变阻器的滑片移到最___________(填“左”或“右”)端,闭合电键调节滑动变阻器,测得多组电流表A1、A2的示数I1、I2,作出I2-I1图像,如图乙所示,则电池组的电动势E=___________V,内阻r=___________Ω(均保留三位有效数字)。
(3)若电阻R2的实际阻值大于计算值,则导致电源内阻r的测量值___________(填“小于”“等于”或“大于”)实际值。
【答案】 ①. 0.8 ②. 13 ③. 左 ④. 2.85 ⑤. 2.71 ⑥. 小于
【解析】
【详解】(1)[1]由于改装后电流表A1的量程为0.6A,即
解得
[2]改装后电流表A2的量程为3V,即
解得
(2)[3]闭合电键前,应将滑动变阻器的滑片移到最左端,使滑动变阻器接入电路的电阻最大;
[4][5]根据闭合电路欧姆定律有
整理得
结合图线可得
解得
,
(3)[6]若电阻R2的实际阻值大于计算值,则通过电流表A2的电流会偏小,则图像I2-I1的斜率会偏小,则电源内阻r的测量值小于实际值。
四、解答题(共35分)
12. 如图所示,一质量为的小钢珠,用长为的细丝线在水平天花板上(远大于小钢球的半径),初始时,摆线和竖直方向的夹角为。静止释放小球后,求:(不计空气阻力,重力加速度为)
(1)释放时小球回复力的大小;
(2)小球在最低点和最高点时绳中拉力大小的差值;
(3)从小球释放到第一次运动到最低点过程中重力冲量的大小。
【答案】(1) ;(2);(3)
【解析】
【分析】
【详解】(1)摆球重力沿切线方向的分力提供回复力,所以刚释放时小球回复力的大小
(2)从释放到最低点,由动能定理有
在最低点根据牛顿第二定律得
联立解得
T=3mg-2mgcosθ
在最高点
所以最低与最高点的拉力差
(3)小球做简谐运动,周期为
则小球从释放到最低点所用的时间为
可得重力的冲量为
13. 甲、乙为一列沿x轴方向传播的简谐横波上的两个质点,两质点平衡位置的间距为x=3m,图中的实线和虚线分别为质点乙和质点甲的振动图像。
(1)请写出质点甲、乙的位移随时间变化的关系式;
(2)如果波由质点甲向质点乙传播,求该波的传播速度。
【答案】(1)质点甲:y=2sin(5πt+)cm,质点乙:y=2sin5πtcm;(2)m/s(n=0,1,2,…)
【解析】
【分析】
【详解】(1)由图像可得,两质点的振幅均为
A=2cm
周期为
T=0.4s
则
=5πrad/s
由此可知质点乙的振动方程为
y=2sin5πt cm
质点甲与质点乙的相位差为
则质点甲的振动方程为
y=2sin(5πt+)cm
(2)如果波由质点甲向质点乙传播,则
=3m(n=0,1,2,…)
则波长为
(n=0,1,2,…)
波速为
解得
m/s(n=0,1,2,…)
14. 如图所示为安装在水平地面上的某游戏装置结构示意图,其左边部分是一个高度和水平位置均可以调节的平台,在平台上面放置一个弹射装置;游戏装置的右边部分由竖直固定的光滑圆弧轨道、粗糙水平直线轨道与竖直固定的光滑圆轨道组成(底端连接处D与略错开)。已知圆弧轨道的圆心为、半径,其C端与水平面相切,与的夹角;水平直线轨道长度,动摩擦因数;圆轨道的半径。将质量的滑块Q置于C点,再将质量同为的小球P经弹射装置从平台A点水平弹出,通过改变高度差h、水平距离和小球P在A点的初速度大小,总能让小球沿B点的切线方向进入圆弧轨道,然后与滑块Q发生弹性碰撞。空气阻力不计,小球和滑块均可视为质点,重力加速度g取,求:
(1)若,求小球P从A点弹出时的初速度大小;
(2)若,求小球P到达C点与Q碰撞前瞬间对圆弧轨道的压力;
(3)若P与Q碰撞后,Q能够通过圆轨道的最高点E,求h需要满足的条件。
【答案】(1);(2)6N,方向竖直向下;(3)
【解析】
【详解】(1)从A到B,做平抛运动,则竖直方向上有
水平初速度
联立解得
(2)从A抛出到C,根据动能定理
解得
在C点,根据牛顿第二定律
解得
由牛顿第三定律得压力
方向竖直向下
(3)球P与Q弹性碰撞后,速度交换,P球静止,Q球弹出,要过E点,则需满足
由
联立解得
过E点则要满足
从A到B,竖直方向有
h要满足的条件是
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