精品解析：湖北省鄂北六校2024-2025学年高二下学期期中联考物理试题

宜城一中 枣阳一中 曾都一中 襄阳六中 南漳一中 老河口一中 2024—2025学年下学期期中考试 高二物理试题 考试时间：75分钟 分值：100分 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 当两个分子间距离为r0时，正好处于平衡位置，下列关于分子间作用力与分子间距离的关系的说法，正确的是（　　） A. 当分子间的距离r<r0时，它们之间的作用力为引力 B. 当分子间的距离r=r0时，分子速度为0 C. 在分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中，分子间作用力先表现为斥力后表现为引力 D. 在分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中，分子间作用力逐渐减小 2. 一个边长为的正方形导线框A以恒定速度沿轴正方向运动，并穿过如图所示的匀强磁场区域，从导线框所在的图示位置开始计时，产生顺时针方向感应电流的时间段是（ ） A. B. C. D. 3. 2025年2月25日上午课间休息时间，襄阳六中校领导巡查时发现高一某班学生正在把玩自制电击枪。校领导将此情况反馈给该班物理课任教师，让其对该生进行技术及安全指导。其作品拆解后部分电路进行测量，如图所示，设变压器为理想变压器其原、副线圈的匝数之比为，原线圈两端接的交流电源，设副线圈输出端等效电阻，电表均为理想交流电表。下列说法正确的是（ ） A. 电流表的示数为6.25A B. 电压表的示数为 C. 变压器的输入功率为34W D. 副线圈中交流电的频率为50Hz 4. 如图所示，一正五边形金属线框，边长为，线框平面处在磁感应强度为，垂直于纸面向外的匀强磁场中，线框粗细均匀，每条边电阻均为。将两点接在电压为的恒压理想电源上，则五边形金属线框受到的安培力大小为（　　） A. B. C. D. 5. 如图甲所示，一个质量为的物体静止在光滑的水平地面上。在与水平方向成角的外力作用下，物块从静止开始沿水平地面做直线运动，的方向不变，大小随时间变化的图像如图乙所示。已知，重力加速度取。下列说法正确的是（ ） A. 内外力的冲量大小为 B. 内地面对物体支持力的冲量大小为 C. 末物体的动量大小为 D. 末物体的动量大小为 6. 美丽的襄阳市月亮湾公园位于樊城区西，防江堤与汉江之间，风景秀丽环境雅致，2022年被评为湖北省“最美城市公园”，给襄阳人们提供了很好的公共休闲娱乐场所。公园里有一游乐设施“海盗船”深受广大游客喜爱，其可简化为如图所示模型，竖直平面内固定光滑圆弧轨道（圆弧的角度很小），O是轨道的最低点。质量不同的小球M、N（均可视为质点）从轨道左侧的不同位置由静止同时释放，到达O点过程中都经过图中的P点，下列说法正确的是（ ） A. 释放瞬间M、N的加速度大小相等 B. M、N同时到达O点 C. M、N通过O点时速度大小相等 D. M、N在P点的回复力大小相等 7. 利用薄膜干涉原理可以测量金属丝直径，将矩形平行玻璃板AB放在水平标准工件上面，右侧垫有粗细均匀的金属丝构成楔形空气膜，用波长为λ的光，垂直标准工件方向射向玻璃板，在玻璃板上方形成平行条纹，测出相邻两条纹中心间距离为，金属丝与标准工件的接触点D到楔形顶端C点距离为L，如图所示，以下说法正确的是（　　） A. 条纹方向平行于CD B. 金属丝的直径 C. 当金属丝向右移动少许时，条纹宽度变小 D. 在同一位置换用更粗的金属丝时，条纹宽度变小 8. 战绳运动是用来减脂的一项爆发性运动。某人在做战绳运动时，用手抓紧绳子的一端点在竖直方向上做简谐运动，为绳上的另一点。时点由平衡位置开始向下振动，经过时间后，质点和质点之间第一次出现如图所示的波形，已知质点和质点平衡位置间的距离为，质点做简谐运动的振幅为，则（ ） A. 波形如图所示时质点振动的方向向下 B. 波形如图所示时质点振动已通过的路程 C. 绳波的波长 D. 绳波的波速 9. 如图，绝热汽缸竖直放置，质量为m的活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内。现在通过电热丝缓慢加热汽缸内的气体，不计一切摩擦，大气压强恒定，活塞始终未从汽缸中滑出，经过一段时间，关于汽缸内的气体，下列说法正确的是（　　） A. 气体的压强增大 B. 气体的体积增大 C. 气体的内能增大 D. 气体分子的平均动能增大 10. 儿童游乐园冰场中水平冰面上有一固定的竖直挡板，小明面对挡板静止在冰面上，他把一质量为m的静止弹性球以大小为1.5m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板，小明获得退行速度；球与挡板弹性碰撞，速度反向，每次追上小明时，小明又把球推向挡板，使其再次以大小为1.5m/s的速度与挡板弹性碰撞。总共经过8次这样推球后，球追不上小明了。不计冰面摩擦，已知小明小朋友的质量，则小球质量m可能为（ ） A. 2.5kg B. 2.6kg C. 2.7kg D. 2.9kg 第Ⅱ卷（非选择题） 二、实验题：本大题共两小题，每空3分，共18分。 11. 在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，每油酸酒精溶液中有纯油酸。用注射器测得上述溶液为滴。把滴这样的溶液滴入盛水的且表面撒有痱子粉浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如上图所示，坐标中正方形方格的边长为1cm。 （1）油酸膜的面积为______。 （2）按以上实验数据估测油酸分子的直径为______（保留2位有效数字）。 （3）某同学所得到的油酸分子直径的计算结果明显偏小，可能是由于______。 A.油酸未完全散开 B.油酸酒精溶液中含有大量酒精 C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格 D.在测定1mL油酸酒精溶液有多少滴时，滴数多数了10滴 12. 如图所示，某实验小组用插针法测量半圆柱体玻璃砖的折射率，实验步骤如下： a.在白纸上画出玻璃砖的直径AB、圆心O及过圆心的入射光线； b.放上玻璃砖，在入射光线上插入两个大头针、； c.在另一侧透过玻璃砖看、，插入大头针，使挡住、的像，插入大头针，使挡住和、的像； d.移走玻璃砖，做出折射光线和法线，测量入射角和折射角。 回答以下问题： （1）下列说法正确的是______； A. 、间距尽量小些 B. 、的间距尽量大些 C. 、应垂直纸面插入 D. 以玻璃砖界面作为尺子，画出直径AB （2）玻璃砖的折射率为______（用和表示）； （3）实验小组改变入射角度进行多次实验，某次操作中透过玻璃砖观察看不到、的像，原因是______。 三、解答题：本大题共3小题，共42分。 13. 2024年，襄阳六中校党委为女教职员工身体健康，请专业健身教练定期为女教师开始瑜伽课程。位于艺术楼的瑜伽室内瑜伽球是很受大家欢迎的健身器材，它可以增强锻炼者的平衡能力和协调性，也被应用于医疗中帮助病人做康复训练。设一个充满气的瑜伽球内部气体（可视为理想气体）体积为128L，处在温度为7℃的室内环境下，其内部压强为，随着室内空调的开启温度变为27℃，当瑜伽球温度和室温达到一致时： （1）若忽略球体体积变化，瑜伽球内部气体压强变为多大？ （2）当某人坐上瑜伽球时，稳定后球体体积减小为120L，此时球内气体压强变为多少？ 14. 如图所示，半径为0. 5m的光滑细圆管轨道竖直固定，底端分别与两侧的直轨道相切．物块A以v0=6m/s的速度进入圆轨道，滑过最高点P再沿圆轨道滑出，之后与静止于直轨道上Q处的物块B碰撞；A、B碰撞时间极短，碰撞后二者粘在一起．已知Q点左侧轨道均光滑，Q点右侧轨道与两物块间的动摩擦因数均为μ=0.1．物块AB的质量均为1kg,且均可视为质点．取g=10m/s2．求： (1)物块A经过P点时的速度大小； (2)物块A经过P点时受到的弹力大小和方向； (3)在碰撞后，物块A、B最终停止运动处距Q点的距离． 15. 如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。导轨间有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，金属杆M以初速度向右运动，金属杆N处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。金属杆M、N材料相同且粗细均匀，两金属杆长度为L，质量均为m，每根金属棒的电阻都是R，导轨的电阻忽略不计，忽略感应电流产生的磁场，两金属杆始终未相撞。 （1）M、N最终速度和金属棒M产生的焦耳热Q； （2）初始时刻M、N之间的最小距离x； （3）若将金属杆M的质量变成原来的k倍，金属杆的材料和长度不变，仍在原位置以相同初速度v0向右运动，求M、N不相撞的最小距离x1。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 宜城一中 枣阳一中 曾都一中 襄阳六中 南漳一中 老河口一中 2024—2025学年下学期期中考试 高二物理试题 考试时间：75分钟 分值：100分 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 当两个分子间的距离为r0时，正好处于平衡位置，下列关于分子间作用力与分子间距离的关系的说法，正确的是（　　） A. 当分子间的距离r<r0时，它们之间的作用力为引力 B. 当分子间的距离r=r0时，分子速度为0 C. 在分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中，分子间作用力先表现为斥力后表现为引力 D. 在分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中，分子间作用力逐渐减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．当分子间的距离r<r0时，它们之间的作用力表现为斥力，A错误； B．因为不清楚两个分子的初始位置，故无法判断分子间的距离r=r0时，分子速度情况，B错误； C．在分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中，分子间作用力先表现为斥力后表现为引力，C正确； D．在分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中，分子间作用力先减小，再增大，再减小，D错误。 故选C。 2. 一个边长为的正方形导线框A以恒定速度沿轴正方向运动，并穿过如图所示的匀强磁场区域，从导线框所在的图示位置开始计时，产生顺时针方向感应电流的时间段是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】线框在图示位置时刻开始计时，时间内，线框还未进入磁场中，线框中电流为0；时间内，线框右边进入磁场切割磁感线，根据右手定则可知，感应电流方向为逆时针；时间内，整个线框都在磁场中，通过线框磁通量不变，线框中电流为0；时间内，线框离开磁场，线框左边切割磁感线，根据右手定则可知，线框中感应电流方向为顺时针。 故选D。 3. 2025年2月25日上午课间休息时间，襄阳六中校领导巡查时发现高一某班学生正在把玩自制电击枪。校领导将此情况反馈给该班物理课任教师，让其对该生进行技术及安全指导。其作品拆解后部分电路进行测量，如图所示，设变压器为理想变压器其原、副线圈的匝数之比为，原线圈两端接的交流电源，设副线圈输出端等效电阻，电表均为理想交流电表。下列说法正确的是（ ） A. 电流表的示数为6.25A B. 电压表的示数为 C. 变压器的输入功率为34W D. 副线圈中交流电的频率为50Hz 【答案】A 【解析】 【详解】AB．初级电压的有效值为 副线圈中电压表的示数应为有效值，即 副线圈的电流为 根据理想变压器电流与匝数成反比，有 解得 故A正确，B错误； C．变压器的输入功率应等于输出功率，即 故C错误； D．副线圈中输出交流电的频率应与原线圈相同为 故D错误。 故选A。 4. 如图所示，一正五边形金属线框，边长为，线框平面处在磁感应强度为，垂直于纸面向外的匀强磁场中，线框粗细均匀，每条边电阻均为。将两点接在电压为的恒压理想电源上，则五边形金属线框受到的安培力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】ba边的电流 bcdea边的电流 则总电流 则五边形金属线框受到的安培力大小为 故选C。 5. 如图甲所示，一个质量为的物体静止在光滑的水平地面上。在与水平方向成角的外力作用下，物块从静止开始沿水平地面做直线运动，的方向不变，大小随时间变化的图像如图乙所示。已知，重力加速度取。下列说法正确的是（ ） A. 内外力的冲量大小为 B. 内地面对物体支持力的冲量大小为 C. 末物体的动量大小为 D. 末物体的动量大小为 【答案】B 【解析】 【详解】A．内外力的冲量大小为 故A错误； B．物体受力分析如图所示 内地面对物体的支持力 内地面对物体的支持力 内地面对物体的支持力的冲量大小为 故B正确； C．由受力分析可知水平方向有 由动量定理可知末物体的动量为 故C错误； D．末物体的动量为 故D错误。 故选B。 6. 美丽的襄阳市月亮湾公园位于樊城区西，防江堤与汉江之间，风景秀丽环境雅致，2022年被评为湖北省“最美城市公园”，给襄阳人们提供了很好的公共休闲娱乐场所。公园里有一游乐设施“海盗船”深受广大游客喜爱，其可简化为如图所示模型，竖直平面内固定光滑圆弧轨道（圆弧的角度很小），O是轨道的最低点。质量不同的小球M、N（均可视为质点）从轨道左侧的不同位置由静止同时释放，到达O点过程中都经过图中的P点，下列说法正确的是（ ） A. 释放瞬间M、N的加速度大小相等 B. M、N同时到达O点 C. M、N通过O点时速度大小相等 D. M、N在P点的回复力大小相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．释放瞬间，两小球在不同位置时都是支持力与重力沿半径方向的分力大小相等，而回复力沿该点重力沿着切线方向，设释放时与竖直方向的夹角为，可知释放瞬间的加速度为，由于角度不同，故加速度大小不同，故A错误； B．根据单摆周期公式，可知两个小球做简谐振动的周期相同，所以它们同时到达O点，故B正确； C．整个过程中，根据动能定理有 解得通过O点时速度大小为，由于角度不同，故通过O点时速度大小不相等，故C错误； D．两小球通过P点时所受的回复力均为小球在该点重力沿着切线方向的分力，两小球质量不同，回复力不同，故D错误。 故选B。 7. 利用薄膜干涉原理可以测量金属丝直径，将矩形平行玻璃板AB放在水平标准工件上面，右侧垫有粗细均匀的金属丝构成楔形空气膜，用波长为λ的光，垂直标准工件方向射向玻璃板，在玻璃板上方形成平行条纹，测出相邻两条纹中心间距离为，金属丝与标准工件的接触点D到楔形顶端C点距离为L，如图所示，以下说法正确的是（　　） A. 条纹方向平行于CD B. 金属丝的直径 C. 当金属丝向右移动少许时，条纹宽度变小 D. 在同一位置换用更粗的金属丝时，条纹宽度变小 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据薄膜干涉原理，干涉条纹平行等宽，方向应垂直于CD方向，故A错误； B．设金属丝直径为d，玻璃板与标准工件间夹角为α，由几何关系有 当光垂直标准工件方向射向玻璃板时，得到干涉条纹，相邻两条纹对应劈尖厚度差为 由几何关系有 则 则 故B错误； C．当金属丝向右移动少许时，即L增大，则增大，条纹宽度增大，故C错误； D．在同一位置换用更粗的金属丝时，L不变，d增大，则减小，条纹宽度变小，故D正确。 故选D 8. 战绳运动是用来减脂的一项爆发性运动。某人在做战绳运动时，用手抓紧绳子的一端点在竖直方向上做简谐运动，为绳上的另一点。时点由平衡位置开始向下振动，经过时间后，质点和质点之间第一次出现如图所示的波形，已知质点和质点平衡位置间的距离为，质点做简谐运动的振幅为，则（ ） A. 波形如图所示时质点振动的方向向下 B. 波形如图所示时质点振动已通过的路程 C. 绳波的波长 D. 绳波的波速 【答案】BD 【解析】 【详解】A．波向右传播，根据同侧法可知波形如图所示时质点的振动方向竖直向上，故A错误； B．时点由平衡位置开始向下振动，由质点和质点间第一次出现如图所示的波形，可知质点已经振动半个周期，质点和质点平衡位置间的距离为，质点已经振动了两个周期，质点经过路程 故B正确； C．质点和质点平衡位置间的距离为，由图可知 则绳波的波长 故C错误； D．质点振动了两个周期，即 绳波的波速 解得 故D正确。 故选BD。 9. 如图，绝热汽缸竖直放置，质量为m的活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内。现在通过电热丝缓慢加热汽缸内的气体，不计一切摩擦，大气压强恒定，活塞始终未从汽缸中滑出，经过一段时间，关于汽缸内的气体，下列说法正确的是（　　） A. 气体的压强增大 B. 气体的体积增大 C. 气体的内能增大 D. 气体分子的平均动能增大 【答案】BCD 【解析】 【详解】AB．因大气压强恒定，所以汽缸内的气体在被缓慢加热过程中做等压变化，气体的体积增大，故A错误，B正确； CD．因汽缸内气体体积增大，根据盖-吕萨克定律定律可知，不变，所以气体温度升高，内能增大，气体分子的平均动能增大，故CD正确。 故选BCD。 10. 儿童游乐园冰场中水平冰面上有一固定的竖直挡板，小明面对挡板静止在冰面上，他把一质量为m的静止弹性球以大小为1.5m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板，小明获得退行速度；球与挡板弹性碰撞，速度反向，每次追上小明时，小明又把球推向挡板，使其再次以大小为1.5m/s的速度与挡板弹性碰撞。总共经过8次这样推球后，球追不上小明了。不计冰面摩擦，已知小明小朋友的质量，则小球质量m可能为（ ） A. 2.5kg B. 2.6kg C. 2.7kg D. 2.9kg 【答案】BCD 【解析】 【详解】规定小明运动的方向为正方向，小明开始时静止，第1次将球推出后，小明和球的速度大小分别为、 根据动量守恒定律有 解得 球与挡板碰撞后，运动方向与小明同向，当小明第2次将球推出后 根据动量守恒定律有 解得 当小明第3次将球推出后 根据动量守恒定律有 解得 依次类推，球第7次被推出后，小明的速度为 球第8次被推出后，小明的速度为 根据题意，8次这样推球后，球追不上小明了，则 联立解得 故选BCD。 第Ⅱ卷（非选择题） 二、实验题：本大题共两小题，每空3分，共18分。 11. 在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，每油酸酒精溶液中有纯油酸。用注射器测得上述溶液为滴。把滴这样的溶液滴入盛水的且表面撒有痱子粉浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如上图所示，坐标中正方形方格的边长为1cm。 （1）油酸膜面积为______。 （2）按以上实验数据估测油酸分子的直径为______（保留2位有效数字）。 （3）某同学所得到的油酸分子直径的计算结果明显偏小，可能是由于______。 A.油酸未完全散开 B.油酸酒精溶液中含有大量酒精 C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格 D.在测定1mL油酸酒精溶液有多少滴时，滴数多数了10滴 【答案】 ①. 116##115##117##118##119##120 ②. （） ③. D 【解析】 【详解】（1）[1]根据图中油膜轮廓可知，油膜占有的格数约为个，则油酸膜的面积为 （2）[2]一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 测油酸分子的直径为 （3）[3]某同学所得到的油酸分子直径的计算结果明显偏小。 A．油酸未完全散开，则油膜面积测量值偏小，油酸分子直径测量值偏大，A错误； B．酒精溶于水，溶液中含有大量酒精，有利于油酸分散开，形成单分子层，实验测量越准确，B错误； C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格方格，则油膜面积测量值偏小，油酸分子直径测量值偏大，C错误； D．在测定1mL油酸酒精溶液有多少滴时，滴数多数了10滴，则一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积测量值偏小，油酸分子直径测量值偏小，D正确。 故选D。 12. 如图所示，某实验小组用插针法测量半圆柱体玻璃砖的折射率，实验步骤如下： a.在白纸上画出玻璃砖的直径AB、圆心O及过圆心的入射光线； b.放上玻璃砖，在入射光线上插入两个大头针、； c.在另一侧透过玻璃砖看、，插入大头针，使挡住、的像，插入大头针，使挡住和、的像； d.移走玻璃砖，做出折射光线和法线，测量入射角和折射角。 回答以下问题： （1）下列说法正确的是______； A. 、的间距尽量小些 B. 、的间距尽量大些 C. 、应垂直纸面插入 D. 以玻璃砖的界面作为尺子，画出直径AB （2）玻璃砖的折射率为______（用和表示）； （3）实验小组改变入射角度进行多次实验，某次操作中透过玻璃砖观察看不到、的像，原因是______。 【答案】（1）BC （2） （3）由于入射角大于全反射临界角，发生了全反射。 【解析】 【小问1详解】 AB．、及、的间距应尽量大些，可以更加精确地确定入射光线和折射光线，A错误；B正确； C．、、、均应垂直纸面插入，便于观察，C正确； D．不可以用玻璃砖的界面作为尺子，以免损坏玻璃砖的光学平面，D错误。 故选BC。 【小问2详解】 根据光的折射定律可知，玻璃砖的折射率为 【小问3详解】 观察不到、的像，是由于入射角大于全反射临界角，发生了全反射。 三、解答题：本大题共3小题，共42分。 13. 2024年，襄阳六中校党委为女教职员工身体健康，请专业健身教练定期为女教师开始瑜伽课程。位于艺术楼的瑜伽室内瑜伽球是很受大家欢迎的健身器材，它可以增强锻炼者的平衡能力和协调性，也被应用于医疗中帮助病人做康复训练。设一个充满气的瑜伽球内部气体（可视为理想气体）体积为128L，处在温度为7℃的室内环境下，其内部压强为，随着室内空调的开启温度变为27℃，当瑜伽球温度和室温达到一致时： （1）若忽略球体体积变化，瑜伽球内部气体压强变为多大？ （2）当某人坐上瑜伽球时，稳定后球体体积减小为120L，此时球内气体压强变为多少？ 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由于体积一定，对球内理想气体有 其中，， 可得 【小问2详解】 由于温度一定，对球内理想气体有 其中，， 可得 14. 如图所示，半径为0. 5m的光滑细圆管轨道竖直固定，底端分别与两侧的直轨道相切．物块A以v0=6m/s的速度进入圆轨道，滑过最高点P再沿圆轨道滑出，之后与静止于直轨道上Q处的物块B碰撞；A、B碰撞时间极短，碰撞后二者粘在一起．已知Q点左侧轨道均光滑，Q点右侧轨道与两物块间的动摩擦因数均为μ=0.1．物块AB的质量均为1kg,且均可视为质点．取g=10m/s2．求： (1)物块A经过P点时的速度大小； (2)物块A经过P点时受到的弹力大小和方向； (3)在碰撞后，物块A、B最终停止运动处距Q点的距离． 【答案】(1)4m/s (2) 22N；方向竖直向下 (3)45m 【解析】 【详解】(1)物块A进入圆轨道到达P点的过程中，根据动能定理 -2mgR=m-m 代入数据解得 vp=4m/s (2)物块A经过P点时，根据牛顿第二定律 FN+mg=m 代入数据解得弹力大小 FN=22N 方向竖直向下 (3)物块A与物块B碰撞前，物块A的速度大小vA=v0=6m/s 两物块在碰撞过程中，根据动量守恒定律 mAv0=(mA+mB)v 两物块碰撞后一起向右滑动 由动能定理 -μ(mA+mB)gs=0-(mA+mB)v2 解得 s=4.5m 15. 如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。导轨间有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，金属杆M以初速度向右运动，金属杆N处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。金属杆M、N材料相同且粗细均匀，两金属杆的长度为L，质量均为m，每根金属棒的电阻都是R，导轨的电阻忽略不计，忽略感应电流产生的磁场，两金属杆始终未相撞。 （1）M、N的最终速度和金属棒M产生的焦耳热Q； （2）初始时刻M、N之间的最小距离x； （3）若将金属杆M的质量变成原来的k倍，金属杆的材料和长度不变，仍在原位置以相同初速度v0向右运动，求M、N不相撞的最小距离x1。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）M、N之间动量守恒 解得 对M、M组成的系统，根据能量守恒有 得到 金属棒M产生的焦耳热 （2）对N由动量定理 又 联立可得 （3）由于金属棒的质量 因此金属棒的体积变为原来的k倍，因此横截面积 由电阻的决定式 可得 与N之间由动量守恒定律可得 对N棒由动量定理 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$