内容正文:
2025届高三物理模拟测试卷(一)
本试卷满分100分,考试时间75分钟。
一、单项选择题∶本题共6小题,每小题4分,共24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. 近日北京某公司利用镍-63()衰变发出射线照射一种半导体,使半导体产生电动势,从而制成了一种微型原子能电池,这种电池体积比一枚硬币还要小,电动势为3V,镍-63半衰期为100年,电池能够稳定发电50年。而且的衰变产物没有放射性,对环境友好。代表了未来原子能电池的发展方向。关于照射到半导体上的那种射线,下面说法正确的是( )
A. 射线是电子流 B. 射线是正电子流
C. 射线是质子流 D. 射线是高频光子
2. 如图所示,在套圈游戏中,某人以初速度v0把套圈水平抛出,刚好套住位于水平地面上的目标物,若抛出点与目标物的水平距离为L,竖直距离为h。套圈所受空气阻力忽略不计,套圈的半径和目标物的尺寸均较小,可视为质点,则套圈套住目标物时竖直方向的速度大小为( )
A. B. C. D.
3. 如图1所示,先使开关S与1端相连,给电容器充电。然后把开关S掷向2端,电容器通过电阻R放电,电流传感器将电流信息传入计算机,屏幕上显示出电流随时间变化的I-t图像,如图2所示。若第5s末时电容器电荷等于零,图2中1s~2s内图线下的面积为S,第1s末和第2s末电压传感器的示数分别为4.5V和3.0V,则1s~5s内图线下的面积为( )
A. 1.5S B. 2S C. 3S D. 4.5S
4. 一波源位于坐标原点,t=0时刻波源开始做简谐运动,t=0.6s时刻,波传播到x=6m处,在x轴上形成如图所示的波形。从t=0时刻算起,x轴上坐标为8.75m的质点第一次到达波峰的时刻为( )
A. 1.325s B. 0.875s C. 2.20s D. 0.725s
5. 中国也正在打造中国版的“星链”,预计发射1.3万颗星链卫星,卫星放在400公里~650公里近地轨道上。2024年2月23日,我国成功将通信技术试验卫星十一号送入预定轨道。把地球看作是密度均匀的球体,这颗卫星轨道离地高度与地球半径之比为。地球赤道和两极重力加速度之比为,以地球自转周期“天”为单位,这颗卫星的周期是( )
A. B.
C D.
6. 如图所示,厚度为的长方体玻璃砖放在桌面上,激光笔从O射出一束红色激光,O点到正下方桌面上点的距离为40cm,激光穿过玻璃砖后照到桌面上的P点,取走玻璃砖,激光直接照到桌面上的点。测得,,则玻璃砖的折射率为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7. 如图所示,光滑绝缘的水平面上有甲、乙两个绝缘小球,乙球静止在垂直纸面向里的磁场内,甲球静止在磁场外,甲、乙两球质量分别为、,甲球不带电,乙球带有的正电荷。某时刻给甲球一个大小为的初速度,甲球进入磁场后与乙球发生正碰,碰后乙球电荷量不变,向右运动过程中刚好对水平面没有压力,已知匀强磁场的磁感应强度大小为0.5T,重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A. 碰撞后甲球运动速度大小为
B. 碰撞后乙球运动速度大小为
C. 碰撞过程乙球对甲球冲量大小为
D. 甲对乙所做的功与乙对甲所做的功绝对值相等
8. 在点电荷形成的电场中,以离点电荷无限远处电势为零,正电荷周围的电势为正值,负电荷周围的电势为负值。真空中一点电荷形成的电场中,某点的电势与点电荷的电量成正比,与该点到点电荷的距离成反比。真空中一条直线上A、B两点相距为d,在A、B两点分别固定甲、乙两个点电荷,已知A点右侧1.5d处的电场强度等于零,则直线上A点右侧电势为零的点与A点的距离可能为( )
A. B. C. D.
9. 目前,世界上最先进的起重机是我国的“XCA4000”轮式起重机,满足170米的吊装高度,230吨的极限吊装重量。被誉为“全球第一吊”,将质量的重物悬空静止后,由静止开始以加速度为匀加速向上提升重物,经过时间达到额定功率P,重力加速度为,下面说法正确的是( )
A. 重物匀速的最大速度为
B. 重物的动能增量为
C. 重物的机械能增量为
D. 起重机达到额定功率
10. 如图所示为模拟远距离输电的实验电路图。两理想变压器的匝数,模拟输电线上的四个电阻的阻值均为,、为相同的理想交流电流表, 为相同的小灯泡,灯丝电阻,忽略灯丝电阻随温度的变化.在A、B端接入输出电压为的低压交流电源,下列说法正确的是( )
A. 的示数
B. 灯泡比灯泡亮
C. 消耗的功率大于消耗的功率
D. 两端的电压小于两端的电压
三、非选择题∶本题共5小题,共56分。
11. 利用如图所示实验装置可以测量滑块与长木板之间的动摩擦因数,一块表面平整的长木板放在水平桌面上,然后把一根弹簧固定在木板左端点。A与的距离刚好等于弹簧的自然长度。滑块放在长木板上不与弹簧栓接。
(1)利用手机端秒表功能,可以简易测量滑块与木板之间的动摩擦因数,让滑块压缩弹簧,然后释放滑块,运动到B点停下,测得由A到B的时间为t,用直尺测出A、B之间的距离为l,则动摩擦因数测量结果的表达式为________(用表示)。
(2)由于滑块滑行时间较短,导致时间t测量误差较大,为了更精确测量动摩擦因数,在A位置放置一个光电门,同时在滑块上安装上遮光片,用20分度的游标卡尺量测遮光片宽度d,结果如图所示,则________mm。
(3)手推滑块压缩弹簧,然后释放滑块,记录下滑块通过光电门时挡光时间为,测量出滑块停下的位置B到A的距离l;改变弹簧的压缩量,记录下多组数据,然后用图像法处理数据,做出图像,如图所示,发现图像是一条直线,在直线上取两点P、Q,测出两点坐标,则滑块与长木板之间的动摩擦因数为____________(用表示)。
12. 利用如图1所示的电路,可以测量一节干电池的电动势E和内电阻r,是阻值为的定值电阻,R为带有鳄鱼夹的电阻丝。
(1)请把图2实验器材的实物连线图补充完整___________(ac部分接入电路)。
(2)用毫米刻度尺测得电阻丝的总长度(图2中a、b之间的距离)为,在开关断开的前提下,用多用表欧姆挡测量a、b之间的电阻:当选用“”倍率时,发现多用表指针偏角过大,这时应该换用________倍率(选填“”或“”),更换倍率后________(选填“需要”或“不需要”)重新欧姆调零。正确的测量结果如图3所示,则电阻丝的总电阻为________。
(3)闭合开关,测量电阻丝ac部分的长度x以及对应的理想电流表读数I。调整触头c的位置,得多组x和I的数据。根据闭合电路的欧姆定律,经研究发现与x之间呈线性关系,请用E、r、、R、L、x表示这种线性关系:________。
(4)由于与x之间呈线性关系,以为纵坐标,x为横坐标,建立直角坐标系,根据实验记录的多组数据,作出的图像如图4所示,根据图像可知干电池的电动势,________V,内电阻________(均保留2位小数)。
13. 容器A、B通过管道相连,管道左侧与容器A相通,中间与容器B相通,右端直接与外界大气相通。管道内设置了两个单向阀和,单向阀只能向右开,只允许气体从左向右移动。手持B中的活塞手柄,让活塞上下往复运动,就能把中的部分气体抽出到大气中。已知A和B的体积分别为和,初始状态A中气体压强跟大气压相等,都等于,活塞横截面积为S,活塞厚度不计,管道的体积不计,不考虑气体温度的变化,活塞从B容器底部上升到顶部算作一次抽气,求:
(1)第一次抽气结束时容器A中气体的压强。
(2)开始进行第次抽气时,需要对活塞手柄施加多大的拉力?
14. 阿斯顿设计了质谱仪,证实了同位素的存在,真实的质谱仪在允许粒子进入磁场处的狭缝是有一定宽度的,其工作原理如图所示。现有大量的质子和氘核飘入电势差为U的加速电场,其初速度几乎为0,经过加速后,通过宽为L的狭缝MN沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片上。已知质子和氘核的电荷量均为+e(e为元电荷),质量分别为m和2m,图中虚线为经过狭缝左、右边界M、N的质子的运动轨迹,不考虑质子和氘核的重力及它们之间的相互作用。
(1)求质子和氘核在磁场中运动的时间之比;
(2)求质子打在底片上的位置到M点的最小距离x;
(3)若加速电场的电势差在U1到U2()之间变化,要使质子和氘核在照相底片上被完全分离,求狭缝宽度L应满足的条件。(用m、e、B、U1、U2表示)
15. 如图所示,倾角为37°的足够长粗糙斜面固定在水平面上,斜面顶端B与一段光滑的圆弧轨道AB相切于B点,圆弧AB的轨道半径为m,对应的圆心角为53°,在B点放置一质量为3m的小物块乙,乙刚好不沿斜面下滑。某时刻把质量为m的小物块甲从A点由静止释放,甲、乙在B点发生弹性碰撞,碰后经过时间6s甲乙又第二次碰撞,已知甲与斜面之间的动摩擦因数为0.5,重力加速度g取10m/s²,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,,求:
(1)滑块甲与乙发生第一次碰撞前瞬间速度大小。
(2)滑块甲与乙发生第一次碰撞时乙对甲的冲量。
(3)滑块甲与乙发生第二次碰撞前甲、乙之间在斜面上的最大距离。
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2025届高三物理模拟测试卷(一)
本试卷满分100分,考试时间75分钟。
一、单项选择题∶本题共6小题,每小题4分,共24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. 近日北京某公司利用镍-63()衰变发出的射线照射一种半导体,使半导体产生电动势,从而制成了一种微型原子能电池,这种电池体积比一枚硬币还要小,电动势为3V,镍-63半衰期为100年,电池能够稳定发电50年。而且的衰变产物没有放射性,对环境友好。代表了未来原子能电池的发展方向。关于照射到半导体上的那种射线,下面说法正确的是( )
A. 射线是电子流 B. 射线是正电子流
C. 射线是质子流 D. 射线是高频光子
【答案】A
【解析】
【详解】镍—63转变为,根据质量数守恒和电荷数守恒,衰变方程为
因此是衰变,放出的射线是电子流。故A正确,BCD错误。
故选A。
2. 如图所示,在套圈游戏中,某人以初速度v0把套圈水平抛出,刚好套住位于水平地面上的目标物,若抛出点与目标物的水平距离为L,竖直距离为h。套圈所受空气阻力忽略不计,套圈的半径和目标物的尺寸均较小,可视为质点,则套圈套住目标物时竖直方向的速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据平抛运动规律,设套圈位移与水平方向夹角为,有
设套圈落点的速度与水平方向夹角为,有
由
联立解得竖直方向的速度大小为
故选D。
3. 如图1所示,先使开关S与1端相连,给电容器充电。然后把开关S掷向2端,电容器通过电阻R放电,电流传感器将电流信息传入计算机,屏幕上显示出电流随时间变化的I-t图像,如图2所示。若第5s末时电容器电荷等于零,图2中1s~2s内图线下的面积为S,第1s末和第2s末电压传感器的示数分别为4.5V和3.0V,则1s~5s内图线下的面积为( )
A. 1.5S B. 2S C. 3S D. 4.5S
【答案】C
【解析】
【详解】对于电容器来说,I-t图像与坐标轴围成的面积表示电容器所带电量Q,根据
1s-2s内图线下的面积为
电容器电容
则1s~5s内有
故选C。
4. 一波源位于坐标原点,t=0时刻波源开始做简谐运动,t=0.6s时刻,波传播到x=6m处,在x轴上形成如图所示的波形。从t=0时刻算起,x轴上坐标为8.75m的质点第一次到达波峰的时刻为( )
A. 1.325s B. 0.875s C. 2.20s D. 0.725s
【答案】A
【解析】
【详解】t=0.6s时波刚好传播到x=6m处,由图可知此波的周期为T=0.6s,波传播的速度
从t=0时刻波源起振算起,经过
波源处出现第一个波峰,波峰向右传播x=8.75m需要的时间
故从t=0时算起,x轴上坐标为8.75m的质点第一次到达波峰的时刻为
故选A。
5. 中国也正在打造中国版的“星链”,预计发射1.3万颗星链卫星,卫星放在400公里~650公里近地轨道上。2024年2月23日,我国成功将通信技术试验卫星十一号送入预定轨道。把地球看作是密度均匀的球体,这颗卫星轨道离地高度与地球半径之比为。地球赤道和两极重力加速度之比为,以地球自转周期“天”为单位,这颗卫星的周期是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】对于卫星
在极地
根据题意,解得
物体在赤道时
解得
解得
故选B。
6. 如图所示,厚度为的长方体玻璃砖放在桌面上,激光笔从O射出一束红色激光,O点到正下方桌面上点的距离为40cm,激光穿过玻璃砖后照到桌面上的P点,取走玻璃砖,激光直接照到桌面上的点。测得,,则玻璃砖的折射率为( )
A B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】作出光路图,设进入玻璃砖时入射角为
激光透过玻璃砖后与入射光线平行,则M、N间的距离等于P、间的距离
所以
则
根据折射定律有
解得
故选A。
【点睛】
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7. 如图所示,光滑绝缘的水平面上有甲、乙两个绝缘小球,乙球静止在垂直纸面向里的磁场内,甲球静止在磁场外,甲、乙两球质量分别为、,甲球不带电,乙球带有的正电荷。某时刻给甲球一个大小为的初速度,甲球进入磁场后与乙球发生正碰,碰后乙球电荷量不变,向右运动过程中刚好对水平面没有压力,已知匀强磁场的磁感应强度大小为0.5T,重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A. 碰撞后甲球运动速度大小为
B. 碰撞后乙球运动速度大小为
C. 碰撞过程乙球对甲球的冲量大小为
D. 甲对乙所做的功与乙对甲所做的功绝对值相等
【答案】B
【解析】
【详解】AB.碰撞过程,根据动量守恒定律有
碰后乙球电荷量不变,向右运动过程中刚好对水平面没有压力,则有
解得
,
故A错误,B正确;
C.结合上述可知,碰撞过程乙球对甲球的冲量大小为
故C错误;
D.乙对甲所做的功的大小
甲对乙所做功的大小
即甲对乙所做的功与乙对甲所做的功绝对值不相等,故D错误。
故选B。
8. 在点电荷形成的电场中,以离点电荷无限远处电势为零,正电荷周围的电势为正值,负电荷周围的电势为负值。真空中一点电荷形成的电场中,某点的电势与点电荷的电量成正比,与该点到点电荷的距离成反比。真空中一条直线上A、B两点相距为d,在A、B两点分别固定甲、乙两个点电荷,已知A点右侧1.5d处的电场强度等于零,则直线上A点右侧电势为零的点与A点的距离可能为( )
A. B. C. D.
【答案】AB
【解析】
【详解】根据题意与A点相距1.5d处的电场强度为零,有
解得
根据题意,可写出电势φ的表达式为
设与A相距x1、x2处的电势为零,根据电势公式有
解得
,
故选AB。
9. 目前,世界上最先进的起重机是我国的“XCA4000”轮式起重机,满足170米的吊装高度,230吨的极限吊装重量。被誉为“全球第一吊”,将质量的重物悬空静止后,由静止开始以加速度为匀加速向上提升重物,经过时间达到额定功率P,重力加速度为,下面说法正确的是( )
A. 重物匀速的最大速度为
B. 重物的动能增量为
C. 重物的机械能增量为
D. 起重机达到额定功率
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.起重机输出功率达到额定功率后,功率不再增加,当起重机对重物的拉力等于重物的重力时,重物达到最大速度
则,故A正确;
BC.根据位移—时间公式
外力做功为
解得
重物增加的机械能等于起重机对重物做的功,因此重物的机械能增量为,重物的动能增量为,故B错误,C正确;
D.重物做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律,可得
又因为
联立解得,故D错误。
故选AC。
10. 如图所示为模拟远距离输电的实验电路图。两理想变压器的匝数,模拟输电线上的四个电阻的阻值均为,、为相同的理想交流电流表, 为相同的小灯泡,灯丝电阻,忽略灯丝电阻随温度的变化.在A、B端接入输出电压为的低压交流电源,下列说法正确的是( )
A. 的示数
B. 灯泡比灯泡亮
C. 消耗的功率大于消耗的功率
D. 两端的电压小于两端的电压
【答案】BD
【解析】
【详解】A.设变压器原、副线圈数比为k(k<1),A、B端接入的电压为U。则L2两端的电压为
A2表的示数
对于变压器电路,升压变压器副线圈两端的电压为,设通过L1的电流为I1,则L1两端的电压为
A1表的示数为
降压变压器原线圈的电压为
则有
解得
则
故A错误;
B.因为,所以
通过灯泡L1的电流
故灯泡L1亮度更大,故B正确;
C.电阻R1、R3相等
由电阻消耗功率,可知
故C错误;
D.因电阻R2、R4相等,IA2>IA1,又根据欧姆定律得,两端的电压小于两端的电压,故D正确。
故选BD。
三、非选择题∶本题共5小题,共56分。
11. 利用如图所示的实验装置可以测量滑块与长木板之间的动摩擦因数,一块表面平整的长木板放在水平桌面上,然后把一根弹簧固定在木板左端点。A与的距离刚好等于弹簧的自然长度。滑块放在长木板上不与弹簧栓接。
(1)利用手机端秒表功能,可以简易测量滑块与木板之间的动摩擦因数,让滑块压缩弹簧,然后释放滑块,运动到B点停下,测得由A到B的时间为t,用直尺测出A、B之间的距离为l,则动摩擦因数测量结果的表达式为________(用表示)。
(2)由于滑块滑行时间较短,导致时间t测量误差较大,为了更精确测量动摩擦因数,在A位置放置一个光电门,同时在滑块上安装上遮光片,用20分度的游标卡尺量测遮光片宽度d,结果如图所示,则________mm。
(3)手推滑块压缩弹簧,然后释放滑块,记录下滑块通过光电门时挡光时间为,测量出滑块停下的位置B到A的距离l;改变弹簧的压缩量,记录下多组数据,然后用图像法处理数据,做出图像,如图所示,发现图像是一条直线,在直线上取两点P、Q,测出两点坐标,则滑块与长木板之间的动摩擦因数为____________(用表示)。
【答案】(1)
(2)5.25 (3)
【解析】
【小问1详解】
滑块由A到B,由牛顿第二定律得
根据运动公式
解得
【小问2详解】
游标卡尺为20分度,精度为0.05mm,游标尺上0刻度线在主尺第5条刻度线右侧,游标尺上第5条刻度线与主尺刻度线基本重合,所以游标卡尺读数为
【小问3详解】
滑块从光电门到停止运动,由牛顿第二定律得
由匀变速直线运动速度和位移的关系得,
解得
图像斜率
因为,解得
12. 利用如图1所示的电路,可以测量一节干电池的电动势E和内电阻r,是阻值为的定值电阻,R为带有鳄鱼夹的电阻丝。
(1)请把图2实验器材的实物连线图补充完整___________(ac部分接入电路)。
(2)用毫米刻度尺测得电阻丝的总长度(图2中a、b之间的距离)为,在开关断开的前提下,用多用表欧姆挡测量a、b之间的电阻:当选用“”倍率时,发现多用表指针偏角过大,这时应该换用________倍率(选填“”或“”),更换倍率后________(选填“需要”或“不需要”)重新欧姆调零。正确的测量结果如图3所示,则电阻丝的总电阻为________。
(3)闭合开关,测量电阻丝ac部分的长度x以及对应的理想电流表读数I。调整触头c的位置,得多组x和I的数据。根据闭合电路的欧姆定律,经研究发现与x之间呈线性关系,请用E、r、、R、L、x表示这种线性关系:________。
(4)由于与x之间呈线性关系,以为纵坐标,x为横坐标,建立直角坐标系,根据实验记录的多组数据,作出的图像如图4所示,根据图像可知干电池的电动势,________V,内电阻________(均保留2位小数)。
【答案】(1) (2) ①. ②. 需要 ③. 3
(3)
(4) ①. 1.56 ②. 0.56
【解析】
【小问1详解】
由实验电路可知,电流表应选用0.6A量程,需要把a和0.6A接线柱相连,如图所示。
【小问2详解】
[1]选用“”倍率时,发现多用表指针偏角过大,说明电阻值偏小,应换用低倍率“”。
[2]更换倍率后需要重新进行欧姆调零。
[3]由于不需要估读,欧姆表读数为,则电阻丝的总电阻为
【小问3详解】
根据闭合电路欧姆定律可得
变形得
【小问4详解】
[1]根据图像求得斜率
解得
[2]由图像在纵轴截距可得
解得
13. 容器A、B通过管道相连,管道左侧与容器A相通,中间与容器B相通,右端直接与外界大气相通。管道内设置了两个单向阀和,单向阀只能向右开,只允许气体从左向右移动。手持B中的活塞手柄,让活塞上下往复运动,就能把中的部分气体抽出到大气中。已知A和B的体积分别为和,初始状态A中气体压强跟大气压相等,都等于,活塞横截面积为S,活塞厚度不计,管道的体积不计,不考虑气体温度的变化,活塞从B容器底部上升到顶部算作一次抽气,求:
(1)第一次抽气结束时容器A中气体的压强。
(2)开始进行第次抽气时,需要对活塞手柄施加多大的拉力?
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
第一次抽气后,设A中压强为,根据玻意耳定律
压强为的气体体积
解得
【小问2详解】
第二次抽气
解得
以此类推……
则当次抽气后助力气室内的气体压强
开始进行第次抽气时,以活塞为研究对象,受力分析,有
解得
14. 阿斯顿设计了质谱仪,证实了同位素的存在,真实的质谱仪在允许粒子进入磁场处的狭缝是有一定宽度的,其工作原理如图所示。现有大量的质子和氘核飘入电势差为U的加速电场,其初速度几乎为0,经过加速后,通过宽为L的狭缝MN沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片上。已知质子和氘核的电荷量均为+e(e为元电荷),质量分别为m和2m,图中虚线为经过狭缝左、右边界M、N的质子的运动轨迹,不考虑质子和氘核的重力及它们之间的相互作用。
(1)求质子和氘核在磁场中运动的时间之比;
(2)求质子打在底片上的位置到M点的最小距离x;
(3)若加速电场的电势差在U1到U2()之间变化,要使质子和氘核在照相底片上被完全分离,求狭缝宽度L应满足的条件。(用m、e、B、U1、U2表示)
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)根据
解得
质子和氘核在磁场中运动的时间之比为
(2)根据动能定理
根据牛顿第二定律
解得
质子打在底片上的位置到M点的最小距离为
解得
(3)质子的最大半径为
氘核的最小半径为
根据题意
解得
15. 如图所示,倾角为37°的足够长粗糙斜面固定在水平面上,斜面顶端B与一段光滑的圆弧轨道AB相切于B点,圆弧AB的轨道半径为m,对应的圆心角为53°,在B点放置一质量为3m的小物块乙,乙刚好不沿斜面下滑。某时刻把质量为m的小物块甲从A点由静止释放,甲、乙在B点发生弹性碰撞,碰后经过时间6s甲乙又第二次碰撞,已知甲与斜面之间的动摩擦因数为0.5,重力加速度g取10m/s²,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,,求:
(1)滑块甲与乙发生第一次碰撞前瞬间的速度大小。
(2)滑块甲与乙发生第一次碰撞时乙对甲的冲量。
(3)滑块甲与乙发生第二次碰撞前甲、乙之间在斜面上的最大距离。
【答案】(1)
(2)-9m (3)
【解析】
【小问1详解】
设物块甲与乙第一次碰撞前瞬间的速度大小为,根据几何关系,甲从A到B竖直方向下落的距离
根据动能定理有
解得
【小问2详解】
设第一次碰撞后瞬间物块甲、乙的速度分别为、,根据动量守恒定律与机械能守恒定律有,
解得,
乙对甲的冲量等于甲动量的变化
【小问3详解】
碰后甲以-3m/s的速度反弹,设甲从B点返回圆弧到再回到B点的时间为,在时间内乙以速度匀速运动的距离
设甲返回B点后甲的加速度
设甲从返回B点到追上乙的时间为,对于甲追乙的过程
代入数据解得
根据题意
即
设,利用换元法
代入求根公式解得
因此
第二次碰撞前甲、乙之间的最大距离
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