精品解析：江西省南昌市青山湖区江西科技学院附属中学2024-2025学年高一下学期7月期末物理试题

江科附中2024-2025学年第二学期高一年级期末考试物理试卷 卷面分数：100分 考试时间：75分钟 一、选择题（本题共10小题，共46分。其中1-7为单选题，每小题4分，8-10为多选题，全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分） 1. 下列对几种物理现象的解释中，正确的是(　　) A. 砸钉子时不用橡皮锤，只是因为橡皮锤太轻 B. 动量相同的两个物体受到相同的制动力的作用，两个物体将同时停下来 C. 在推车时推不动是因为推力冲量为零 D. 跳高时在沙坑里填沙，是为了减小冲量 2. 下列关于电场强度的叙述正确的是（　　） A. 电场中某点的场强大小与该点的检验电荷所受电场力成正比，与其电荷量成反比 B. 正负电荷在电场中同一地点受电场力方向相反，所以电场中某一点的电场强度方向与所放电荷的正负有关 C. 电场中某点的场强与该点有无检验电荷无关 D. 电场中某点的场强方向就是检验电荷在该点所受电场力的方向 3. 一根长为L的细绳，一端系一小球，另一端悬挂于O点。将小球拉起使细绳与竖直方向成60°角。在O点正下方A、B、C三处先后钉一光滑小钉，使小球由静止摆下后分别被三个不同位置的钉子挡住。已知OA=AB=BC=CD=，如图所示，则小球继续摆动的最大高度 hA，hB，hC（与D点的高度差）之间的关系是（　　） A. hA=hB= hC B. hA>hB> hC C. hA>hB=hC D. hA=hB> hC 4. 如图所示，在水平光滑地面上有A、B两个木块，A、B之间用一轻弹簧连接。A靠在墙壁上，用力F向左缓慢推B使两木块之间弹簧压缩，然后突然撤去力F。下列说法中不正确的是（　　） A. 用力F推木块弹簧压缩的过程中，A、B和弹簧组成的系统机械能守恒，但动量不守恒 B. 在撤去外力后，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒 C. 在撤去外力后，木块A离开墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，机械能守恒 D. 在撤去外力后，木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒 5. 甲、乙两铁球质量分别是m₁=1kg、m₂=2kg，在光滑平面上沿同一直线运动，速度分别是 v₁=6m/s、v₂=2m/s。甲追上乙发生正碰后两物体的速度有可能是（　　） A. v₁=-2m/s v₂=6m/s B. v₁=2m/s v₂=4m/s C. v₁=3.5m/s v₂=3m/s D. v₁=4m/s v₂=3m/s 6. 矩形滑块由不同材料的上、下两层粘在一起组成，将其放在光滑的水平面上，如图所示。质量为m的子弹以速度ν水平射向滑块。若射击上层，则子弹刚好不穿出；如图甲所示：若射击下层，整个子弹刚好嵌入，如图乙所示。则比较上述两种情况比较，以下说法不正确的是：（　　） A. 子弹末速度大小一样大 B. 子弹和滑块间的水平作用力一样大 C. 子弹对滑块做的功一样多 D. 系统产生的热量一样多 7. 一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有水平速度 v＝2 m/s，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为3∶1．不计质量损失，取重力加速度 g＝10 m/s 2，则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( ) A B. C D. 8. 两个完全相同的金属小球，带电量之比为1：5，当它们相距r时的相互作用力为F1。若把它们互相接触后再放回原处，它们的相互作用力变为F2，则F1与F2的比值可能是（　　） A. 5：1 B. 5：9 C. 5：4 D. 5：8 9. 如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连，弹簧水平且处于原长。圆环从A处由静止释放后，经过B处速度最大，到达C处（AC=h）时速度减为零。若在此时给圆环一个竖直向上的速度v，它恰好能回到A点．弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，则圆环（ ） A. 下滑过程中，加速度一直增大 B. 上下两次经过B点的速度大小相等 C. 下滑过程中，克服摩擦力做的功为 D. 在C处弹簧的弹性势能为 10. 如图所示，倾角传送带以大小为的速度顺时针匀速运行，一质量为的工件（视为质点）以大小为的初速度从传送带的底端A冲上传送带，并恰好能到达传送带的顶端B，随即滑回A端。工件与传送带间的动摩擦因数为，取重力加速度大小。下列说法正确的是（　　） A. 工件沿传送带上滑的时间为 B. 工件返回A端时的速度大小为 C. 工件在传送带上的整个过程中，摩擦力对工件做的功为 D. 工件在传送带上的整个过程中，因摩擦产生的热量为 二、实验题（每空2分，共16分） 11. 某同学通过实验验证机械能守恒定律。 （1）该同学用如图所示器材进行实验，下列图中实验操作正确的是_______。 A. B. C. D. （2）按正确合理方法进行操作，打出的一条纸带如图甲所示，在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点О的距离分别为h1、h2、h3。已知当地重力加速度为g，重物的质量为m，交流电的周期为T。从О点到B点的过程中，重物的重力势能减小量为__________，动能增加量为___________。 （3）换用两个质量分别为m1、m2的重物进行多次实验，记录下落高度h和相应的速度大小v，描绘图像如图乙所示。改变重物质量时，纸带与重物所受阻力不变，请根据图像分析说明两重物质量的大小关系_____________。 12. 用半径相同的两个小球A、B的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图所示，斜槽与水平槽圆滑连接。实验时先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。再把B球静置于水平槽右端边缘处，让A球仍从C处由静止滚下，A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹。记录纸上的O点是重垂线所指的位置，若各落点痕迹到O的距离分别为，， ，两球的质量分别为 与 则 （1）下列说法正确的是___________。 A. A球的质量应为20g B. A球的质量应为10g C. 斜槽必须光滑 D. 水平槽必须光滑 （2）未放B球时A球落地点是记录纸上的___________点。若A、B碰撞时动量守恒，则应成立的表达式为（用，， ，M，m表示）___________。若A、B碰撞时为弹性碰撞，则应成立的表达式为___________。（用 ，， 表示） 三、分析计算题（本题共3小题，共38分。分析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得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 质量为0.1kg的弹性小球从高为1.25m处自由下落至一光滑而坚硬的水平板上，碰撞后弹回到0.8m高处，碰撞时间为0.1s，取竖直向上为正方向，g取10m/s²，求 （1）小球与水平板碰撞前后的动量变化； （2）小球与水平板之间的平均撞击力为多少？ 14. 如图所示，在光滑水平地面上放有一质量M=1kg带光滑圆弧形槽的小车，质量为m=2kg的小球以速度v0=3m/s沿水平槽口滑上圆弧形槽槽口距地面的高度h=0.8m，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。求∶ (1)小球从槽口开始运动到滑到最高点（未离开圆弧形槽）的过程中，小球对小车做的功W； (2)小球落地瞬间，小车右端与小球间的水平间距L。 15. 如图所示为某种弹射装置的示意图，该装置由三部分组成,传送带左边是足够长的光滑水平面，一轻质弹簧左端固定,右端连接着质量M=6.0kg的物块A。装置的中间是水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接。传送带的皮带轮逆时针匀速转动，使传送带上表面以匀速运动。传送带的右边是一半径R=1.25m位于竖直平面内的光滑圆弧轨道。质量m=2.0kg的物块B从圆弧的最高处由静止释放。已知物块B与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1，传送带两轴之间的距离l=4.5m。设第一次碰撞前，物块A静止，物块B与A发生碰撞后被弹回，物块A、B的速度大小均等于B的碰撞前的速度得一半。取g=10m/s2。求: （1）物块B滑到圆弧的最低点C时对轨道的压力大小； （2）物块B与物块A第一次碰撞后弹簧的最大弹性势能； （3）如果物块A、B每次碰撞后，物块A再回到平衡位置时弹簧都会被立即锁定，而当它们再次碰撞前锁定被解除，求物块B经第一次与物块A碰撞后在传送带上运动的总时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江科附中2024-2025学年第二学期高一年级期末考试物理试卷 卷面分数：100分 考试时间：75分钟 一、选择题（本题共10小题，共46分。其中1-7为单选题，每小题4分，8-10为多选题，全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分） 1. 下列对几种物理现象解释中，正确的是(　　) A. 砸钉子时不用橡皮锤，只是因为橡皮锤太轻 B. 动量相同的两个物体受到相同的制动力的作用，两个物体将同时停下来 C. 在推车时推不动是因为推力的冲量为零 D. 跳高时在沙坑里填沙，是为了减小冲量 【答案】B 【解析】 【详解】A．砸钉子时不用橡皮锤，是由于橡皮锤有弹性，作用时间较长，根据动量定理可得 故产生的作用力F较小，A错误； B．动量相同的两个物体受到相同的制动力的作用，根据动量定理可得 故两个物体将同时停下来，B正确； C．在推车时推不动是因为推力小于最大静摩擦力，推力的冲量Ft不为零，C错误； D．跳高时在沙坑里填沙，根据动量定理可知，是为了增加作用时间，减小作用力，冲量等于动量的变化，是恒定的，D错误。 故选B。 2. 下列关于电场强度叙述正确的是（　　） A. 电场中某点的场强大小与该点的检验电荷所受电场力成正比，与其电荷量成反比 B. 正负电荷在电场中同一地点受电场力方向相反，所以电场中某一点的电场强度方向与所放电荷的正负有关 C. 电场中某点的场强与该点有无检验电荷无关 D. 电场中某点的场强方向就是检验电荷在该点所受电场力的方向 【答案】C 【解析】 【详解】C．电场中某点的场强由电场本身决定，与是否放置检验电荷无关，故C正确； A．电场强度是定义式，但E的大小由电场本身决定，与F和q无关，故A错误； B．电场强度方向由电场本身决定，与检验电荷的正负无关，故B错误； D．场强方向是正电荷的受力方向，负电荷受力方向与之相反，故D错误。 故选C。 3. 一根长为L的细绳，一端系一小球，另一端悬挂于O点。将小球拉起使细绳与竖直方向成60°角。在O点正下方A、B、C三处先后钉一光滑小钉，使小球由静止摆下后分别被三个不同位置的钉子挡住。已知OA=AB=BC=CD=，如图所示，则小球继续摆动的最大高度 hA，hB，hC（与D点的高度差）之间的关系是（　　） A. hA=hB= hC B. hA>hB> hC C. hA>hB=hC D. hA=hB> hC 【答案】D 【解析】 【详解】小球拉开60°放手，故小球升高的高度为：h=L-Lcos60°=L 由机械能守恒定律可知，由mgh=mv2 得到达最低点的速度 钉子在A、B两点时，小球能摆到等高的位置hA=hB=L； 当钉子放在C点时，小球摆到最低点后开始以C点为圆心，以L为半径做圆周运动，若能到达最高点，最高点处有最小速度，速度不能为零；但由机械能守恒知，如果能到达最高点，速度为零；故小球无法到达最高点；所以上升不到原下落点高度，故hA=hB＞hC。 故选D。 4. 如图所示，在水平光滑地面上有A、B两个木块，A、B之间用一轻弹簧连接。A靠在墙壁上，用力F向左缓慢推B使两木块之间弹簧压缩，然后突然撤去力F。下列说法中不正确的是（　　） A. 用力F推木块弹簧压缩的过程中，A、B和弹簧组成的系统机械能守恒，但动量不守恒 B. 在撤去外力后，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒 C. 在撤去外力后，木块A离开墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，机械能守恒 D. 在撤去外力后，木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．用力F推木块弹簧压缩的过程中，系统所受合外力不为零，力F推木块B，对系统做正功，则系统机械能不守恒，动量也不守恒，故A错误； C．在撤去外力后，木块A离开墙壁前，墙壁对系统有弹力作用，水平方向上合外力不为零，动量不守恒，墙壁对系统虽有弹力作用，但是墙壁对系统的弹力对系统不做功，A、B和弹簧组成的系统机械能守恒，故C正确； D．在撤去外力后，A离开竖直墙后，系统水平方向不受外力，竖直方向外力平衡，所以系统所受的合外力为零，系统的动量守恒，只有系统内的弹簧的弹力做功，系统机械能也守恒，故D正确； B．撤去外力后，系统运动情况包括，撤去外力后木块A离开墙壁前和撤去外力后木块A离开墙壁后，在整个过程中，动量是先不守恒，然后守恒，而机械能一直守恒，故B正确。 本题由于选择不正确的，故选A。 5. 甲、乙两铁球质量分别是m₁=1kg、m₂=2kg，在光滑平面上沿同一直线运动，速度分别是 v₁=6m/s、v₂=2m/s。甲追上乙发生正碰后两物体的速度有可能是（　　） A. v₁=-2m/s v₂=6m/s B. v₁=2m/s v₂=4m/s C. v₁=3.5m/s v₂=3m/s D. v₁=4m/s v₂=3m/s 【答案】B 【解析】 【详解】碰撞前总动量 碰撞前总动能 A． 碰后动量，则动量守恒；动能，机械能增加，违反规律，故A错误。 B．碰后动量，则动量守恒； 动能，机械能减少，合理；碰撞后甲速度（2 m/s）小于乙速度（4 m/s），不会二次碰撞，故B正确。 C．碰后动量，则动量不守恒，故C错误。 D．碰撞后甲速度（4 m/s）大于乙速度（3 m/s），会二次碰撞，不合实际，不合理，故D错误。 故选B。 6. 矩形滑块由不同材料的上、下两层粘在一起组成，将其放在光滑的水平面上，如图所示。质量为m的子弹以速度ν水平射向滑块。若射击上层，则子弹刚好不穿出；如图甲所示：若射击下层，整个子弹刚好嵌入，如图乙所示。则比较上述两种情况比较，以下说法不正确的是：（　　） A. 子弹末速度大小一样大 B. 子弹和滑块间的水平作用力一样大 C. 子弹对滑块做的功一样多 D. 系统产生的热量一样多 【答案】B 【解析】 【详解】设矩形滑块质量为M，子弹和滑块间的水平作用力为f，子弹射入滑块的深度为d。 A．取水平向右为正方向，根据动量守恒定律得mv=（m+M）v′ 可得 可知子弹末速度大小相等，故A正确； B．根据功能关系可得fd=mv2-（m+M）v′2 可知d不一样，则f不一样大，故B错误； C．对滑块，根据动能定理得W=Mv′2 可知子弹对滑块做的功一样多，故C正确； D．根据能量守恒定律可得Q=mv2-（m+M）v′2 可知Q相等，故D正确。 本题选不正确，故选B。 7. 一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有水平速度 v＝2 m/s，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为3∶1．不计质量损失，取重力加速度 g＝10 m/s 2，则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( ) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】试题分析：炮弹到达最高点时爆炸时，爆炸的内力远大于重力（外力），遵守动量守恒定律；当炮弹到达最高点时爆炸为沿水平方向运动的两片，两片炸弹都做平抛运动．根据平抛运动的基本公式即可解题． 规定向右为正，设弹丸的质量为4m，则甲的质量为3m，乙的质量为m，炮弹到达最高点时爆炸时，爆炸的内力远大于重力（外力），遵守动量守恒定律，则有,则，两块弹片都做平抛运动，高度一样，则运动时间相等，，水平方向做匀速运动，，则，结合图象可知，D的位移满足上述表达式，故D正确． 8. 两个完全相同的金属小球，带电量之比为1：5，当它们相距r时的相互作用力为F1。若把它们互相接触后再放回原处，它们的相互作用力变为F2，则F1与F2的比值可能是（　　） A. 5：1 B. 5：9 C. 5：4 D. 5：8 【答案】BC 【解析】 【详解】两小球相距r时相互作用力为 若两小球所带的电荷异号，接触后再分开，两球电量的绝对值为，此时两球的库仑力为 则 若两小球所带的电荷同号，接触后再分开，两球电量的绝对值为，此时两球的库仑力为 则 故选BC。 9. 如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连，弹簧水平且处于原长。圆环从A处由静止释放后，经过B处速度最大，到达C处（AC=h）时速度减为零。若在此时给圆环一个竖直向上的速度v，它恰好能回到A点．弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，则圆环（ ） A. 下滑过程中，加速度一直增大 B. 上下两次经过B点的速度大小相等 C. 下滑过程中，克服摩擦力做的功为 D. 在C处弹簧的弹性势能为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．圆环从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C处的速度为零，所以圆环先做加速运动，再做减速运动，经过B处的速度最大，所以经过B处的加速度为零，所以加速度先减小，后增大，A错误； B．研究圆环从A处由静止开始下滑到B过程，运用动能定理列式得 研究圆环从B处上滑到A的过程，运用动能定理列出等式 即得 由于 所以 则得 所以圆环下滑经过B的速度小于上滑经过B的速度，B错误； CD．研究圆环从A处由静止开始下滑到C过程，由动能定理 在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A，由动能定理得 联立解得克服摩擦力做的功为 所以在C处，弹簧的弹性势能为 CD正确。 故选CD。 10. 如图所示，倾角的传送带以大小为的速度顺时针匀速运行，一质量为的工件（视为质点）以大小为的初速度从传送带的底端A冲上传送带，并恰好能到达传送带的顶端B，随即滑回A端。工件与传送带间的动摩擦因数为，取重力加速度大小。下列说法正确的是（　　） A. 工件沿传送带上滑的时间为 B. 工件返回A端时的速度大小为 C. 工件在传送带上的整个过程中，摩擦力对工件做的功为 D. 工件在传送带上的整个过程中，因摩擦产生的热量为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．工件所受重力沿传送带向下的分力大小为 滑动摩擦力大小为 当工件的速度大于传送带的速度时，工件受到沿传送带向下的滑动摩擦力，因此工件向上做匀减速运动，根据牛顿第二定律可得，上滑的加速度大小为 工件从A端上滑至与传送带速度相同的时间 此后工件继续向上做匀减速运动，上滑的加速度大小为 从工件与传送带达到共同速度至工件到达B端的时间为 因此工件沿传送带上滑的时间为 故A正确； B．A、B两端的距离为 设工件返回A端时的速度大小为，则有 解得 故B错误； C．根据动能定理可知，工件在传送带上滑行的过程中，摩擦力对工件做的功 故C正确； D．工件从B端下滑至A端的时间为 工件在传送带上滑行的过程中，因摩擦产生的热量为 故D错误。 故选AC。 二、实验题（每空2分，共16分） 11. 某同学通过实验验证机械能守恒定律。 （1）该同学用如图所示器材进行实验，下列图中实验操作正确的是_______。 A. B. C. D. （2）按正确合理的方法进行操作，打出的一条纸带如图甲所示，在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点О的距离分别为h1、h2、h3。已知当地重力加速度为g，重物的质量为m，交流电的周期为T。从О点到B点的过程中，重物的重力势能减小量为__________，动能增加量为___________。 （3）换用两个质量分别为m1、m2的重物进行多次实验，记录下落高度h和相应的速度大小v，描绘图像如图乙所示。改变重物质量时，纸带与重物所受阻力不变，请根据图像分析说明两重物质量的大小关系_____________。 【答案】（1）B （2） ① ②. （3） 【解析】 【小问1详解】 打点计时器接交流电源，同时使纸带竖直，以减少阻力的影响。 故选B。 【小问2详解】 [1]根据重力势能的计算公式可知，重物的重力势能减小量为 [2]B点的速度为 根据动能的公式可知 【小问3详解】 根据动能定理有 解得 根据图像的斜率可知。 12. 用半径相同的两个小球A、B的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图所示，斜槽与水平槽圆滑连接。实验时先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。再把B球静置于水平槽右端边缘处，让A球仍从C处由静止滚下，A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹。记录纸上的O点是重垂线所指的位置，若各落点痕迹到O的距离分别为，， ，两球的质量分别为 与 则 （1）下列说法正确的是___________。 A. A球的质量应为20g B. A球的质量应为10g C. 斜槽必须光滑 D. 水平槽必须光滑 （2）未放B球时A球落地点是记录纸上的___________点。若A、B碰撞时动量守恒，则应成立的表达式为（用，， ，M，m表示）___________。若A、B碰撞时为弹性碰撞，则应成立的表达式为___________。（用 ，， 表示） 【答案】（1）A （2） ①. P ②. ③. 【解析】 【小问1详解】 AB．为了碰撞后A的速度仍然沿原来方向，入射球的质量需大于B球的质量，可知入射球选择的小球，故A正确，B错误； CD．实验中只需要A球到达底端的速度相等，斜槽和水平槽不一定需光滑，故CD错误。 故选A。 【小问2详解】 [1]由题可知，未放B球时A球抛出的速度，应大于放置B球后A、B碰撞后A球抛出的速度，小于A、B碰撞后B球抛出的速度，小球平抛运动的时间相等，因此，P点位未放B球时A球落地点，M点为放置B球后A、B碰撞后A球抛出的落地点，N点为放置B球后A、B碰撞后B球抛出的落地点， [2]根据上述分析可知，若AB碰撞动量守恒，则有 整理可得 [3]若为弹性碰撞，则能量守恒，则有 整理可得 结合题意可知， 化简可得 三、分析计算题（本题共3小题，共38分。分析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得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 质量为0.1kg的弹性小球从高为1.25m处自由下落至一光滑而坚硬的水平板上，碰撞后弹回到0.8m高处，碰撞时间为0.1s，取竖直向上为正方向，g取10m/s²，求 （1）小球与水平板碰撞前后的动量变化； （2）小球与水平板之间的平均撞击力为多少？ 【答案】（1），方向竖直向上 （2），方向竖直向上 【解析】 【小问1详解】 取竖直向上正方向，小球与水平板碰撞前瞬间，有 则 小球与水平板碰撞后瞬间，有 解得 速度变化量 则动量变化量 解得，方向竖直向上。 【小问2详解】 取竖直向上为正方向，对小球，由动量定理，有 解得水平板对小球的撞击力为，方向竖直向上。 14. 如图所示，在光滑水平地面上放有一质量M=1kg带光滑圆弧形槽的小车，质量为m=2kg的小球以速度v0=3m/s沿水平槽口滑上圆弧形槽槽口距地面的高度h=0.8m，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。求∶ (1)小球从槽口开始运动到滑到最高点（未离开圆弧形槽）的过程中，小球对小车做的功W； (2)小球落地瞬间，小车右端与小球间的水平间距L。 【答案】(1)2J；(2)1.2m 【解析】 【详解】(1)小球从开始到上升至最大高度过程中，水平方向动量守恒，可得 mv0＝（M＋m）v 对小车，由动能定理得 联立解得 W＝2J (2)小球从开始运动到回到槽口过程小球和小车水平方向动量守恒，可得 mv0＝mv1＋Mv2 对小球和小车由能量守恒定律得 联立可得 v1＝1 m/s v2＝4 m/s 小球离开小车后，向左做平抛运动，小车向左做匀速直线运动，得 联立可得 L＝1.2m 15. 如图所示为某种弹射装置的示意图，该装置由三部分组成,传送带左边是足够长的光滑水平面，一轻质弹簧左端固定,右端连接着质量M=6.0kg的物块A。装置的中间是水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接。传送带的皮带轮逆时针匀速转动，使传送带上表面以匀速运动。传送带的右边是一半径R=1.25m位于竖直平面内的光滑圆弧轨道。质量m=2.0kg的物块B从圆弧的最高处由静止释放。已知物块B与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1，传送带两轴之间的距离l=4.5m。设第一次碰撞前，物块A静止，物块B与A发生碰撞后被弹回，物块A、B的速度大小均等于B的碰撞前的速度得一半。取g=10m/s2。求: （1）物块B滑到圆弧最低点C时对轨道的压力大小； （2）物块B与物块A第一次碰撞后弹簧的最大弹性势能； （3）如果物块A、B每次碰撞后，物块A再回到平衡位置时弹簧都会被立即锁定，而当它们再次碰撞前锁定被解除，求物块B经第一次与物块A碰撞后在传送带上运动的总时间。 【答案】（1）60N；（2）12J；（3）8s 【解析】 【详解】（1）物块B从静止释放到C点由动能定理可得 在C点，对物块B由牛顿第二定律可得 代入数据解得 由牛顿第三定律可得，物块B滑到圆轨道的最低点C时，对轨道的压力大小为 （2）由（1）可知 物块B在传送带上做匀减速直线运动，对物块B，由牛顿第二定律 可得物块B的加速度大小为 方向水平向右 对物块B由运动学公式可得 解得，物块B离开传送带时的速度为 因为 则满足物块B在传送带上一直向左做匀减速直线运动。 因为物块B与物块A发生弹性碰撞，由动量守恒定律可知 由能量守恒定律可知 代入数据解得 所以物块B与物块A第一次碰撞后弹簧的最大弹性势能等于碰后A的初动能 （3）碰撞后物块B沿水平台面向右匀速运动。设物块B在传送带上向右运动的最大位移为，由动能定理得 解得 所以物块B不能通过传送带运动到右边的曲面上。物块B在滑动摩擦力作用下在传送带上向右运动的速度为零后，将会沿传送带向左加速运动。可以判断，物块B在传送带上一直做匀变速直线运动，所以运动到左边台面时的速度大小为 与物块A发生第二次碰撞。设第一次碰撞到第二次碰撞之间，物块B在传送带上运动的时间为t1，由动量定理得 解得 设物块A、B第二次碰撞后的速度分别为v5、v4，取向左为正方向 由动量守恒定律和能量守恒定律得 解得 当物块B在传送带上向右运动的速度为零后，将会沿传送带向左加速运动，可以判断物块B运动到左边台面时的速度大小为 继而与物块A发生第三次碰撞。则第二次碰撞到第三次碰撞之间，物块B在传送带上运动的时间为t2。 由动量定理得 解得 同理可知物块B与物块A第四次碰撞，第五次碰撞，……，第n次碰撞后物块B在传送带上运动的时间为 所以物块B从第一次与物块A碰撞到第n次碰撞在传送带上运动的时间为 当时，可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $