精品解析：福建省福州市山海联盟协作校2024-2025学年高二下学期7月期末物理试题

高二物理 考生注意： 1、本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2、答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3、考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4、本卷命题范围：鲁科版选择性必修第一册。 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. 下列关于机械波的说法中，正确的是（　　） A. 发生干涉现象时，介质中振动加强点，振动的振幅最大，减弱点振幅可能为零 B. 产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化 C. 在一个周期内，介质的质点所通过的路程等于振幅 D. 某一频率的声波，从空气进入水中时，波长和频率均增大 2. 农历八月十五日傍晚升起的月亮可以说是最圆的月亮。关于光现象及其应用，下列说法正确的是（　　） A. 海市蜃楼是由于光在不均匀介质中发生光的折射造成的 B. 光的衍射现象说明光具有粒子性，全息照相主要是利用了光的衍射现象 C. 电磁波和机械波均能发生偏振 D. 红黄绿交通信号灯中，红光波长最短，最不易发生明显衍射 3. 假设一小球的质量约为50g，从高楼的窗户自由下落到地面，小球与地面接触时间约为0.01s后减速为零，下落到地面的瞬时速度约为20m/s。小球可视为质点，不计空气阻力，重力加速度大小g取10m/s²。试估算小球对地面平均作用力的大小约为（　　） A. 25N B. 50N C. 75N D. 100N 4. 一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线（振幅与驱动力频率的关系）如图所示，则（　　） A. 此单摆的固有周期约为2s B. 此单摆的摆长约为0.5m C. 若摆长增大，单摆的固有频率增大 D. 若摆长增大，共振曲线的峰值将向左移动 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. 如图1所示，弹簧振子以点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移随时间的变化关系如图2所示，下列说法正确的是（　　） A. 时，振子经过点向左运动 B. 时，振子在点右侧处 C. 和时，振子的速度相同 D. 时，振子的加速度最大 6. 如图所示，把一矩形均匀薄玻璃板压在另一个矩形平行玻璃板上，一端用薄片垫起，将红单色光从上方射入，这时可以看到明暗相间的条纹，下列关于这些条纹的说法正确的是（　　） A. 该现象与肥皂膜上的彩色条纹原理相同 B. 条纹间距不是均匀的，越靠近边条纹间距越大 C. 减小薄片的厚度，条纹间距变大 D. 将红单色光换为蓝单色光照射，则条纹间距变大 7. 图甲表示一列简谐横波在t＝17s时的波形图，图乙是该列波中的质点P的振动图像，由甲、乙两图中所提供的信息可知，下列说法正确的是（　　） A. 该波的波长为1.5m B. 该波的振幅为0.1cm C. 该波的传播速度为0.5m/s，方向沿x轴正方向 D. 质点P在t＝4.25s时沿y轴负方向运动 8. 如图所示，有一质量为的小球，以速度滑上静置于光滑水平面上带有四分之一光滑圆弧轨道的滑块。滑块的质量为，圆弧轨道最低点切线水平，小球在上升过程中始终未能冲出圆弧，重力加速度为，在小球运动过程中（　　） A. 小球和滑块组成的系统动量守恒 B. 小球在圆弧轨道最高点的速度大小为 C. 小球在圆弧轨道上能上升的最大高度为 D. 小球离开圆弧轨道时圆弧轨道的速度大小为 三、非选择题：共60分，其中9、10、11题为填空题，12、13题为实验题，14~16题为计算题。考生根据要求作答。 9. 如图所示，质点沿直线做简谐运动平衡位置在O点，某时刻质点通过P点向右运动，径1s再次回到P点，再经1s到达O点，若=2cm，则：质点运动的周期T=_________s；质点运动的振幅为A=_______cm. 10. 如图所示，质量为的滑块沿倾角为的固定斜面从底端向上滑动，经过时间，速度为零并又开始下滑，再经过时间回到斜面底端，滑块在运动过程中受到的摩擦力大小始终为，重力加速度大小为，在整个运动过程中，重力对滑块的总冲量大小为__________，支持力对滑块的总冲量大小为__________，摩擦力对滑块的总冲量大小为__________。 11. 如图甲所示为用双缝干涉测量某种单色光的波长的实验装置。如图乙所示，光屏上某点到双缝、的距离差为。已知真空中的光速为，如果用频率为的橙光照射双缝，该橙光的波长为______，点出现______条纹（选填“亮”或“暗”），仅将橙光换成红光，则光屏上相邻两亮条纹的中心间距______（选填“变大”或“变小”）。 12. 用如图甲所示的实验装置“验证动量守恒定律”，在轨道下方硬的水平地面上铺上白纸，白纸上放复写纸，小球落地时会在白纸上留下印迹。小球a、b的大小相等，质量分别为、，小球a每一次从斜槽上同一点由静止释放，斜槽轨道末端未放小球b时，小球a的落地点是B点。斜槽轨道末端放小球b时，小球a、b的落地点分别是A点和C点。斜槽轨道末端的正下方是O点，纸上O点到A、B、C各点的距离分别为OA、OB、OC。 （1）本实验必须满足的条件是______。 A. 斜槽轨道的斜面必须是光滑的 B. 斜槽轨道末端的切线是水平的 C. 小球a的质量要大于小球b的质量 D. 碰撞的瞬间，小球a与小球b的球心连线与轨道末端的切线平行 （2）按照本实验方法，验证动量守恒定律的关系式是______。 （3）测定未放小球b时，小球a落点的平均位置，把刻度尺的0刻度线跟记录纸上的点O对齐，图乙给出了小球a多次落点的印迹。由图可得OB的长为______cm。 13. 如图甲所示，长为L的细线下端系有直径为d的小球，上端固定在拉力传感器上，拉力传感器固定在天花板上。现将小球拉偏竖直位置某一偏角（小于10°）后无初速释放，小球在竖直平面内摆动，稳定后通过拉力传感器得到拉力F与时间t的图像如图乙所示，图乙中、、已知，不计空气阻力。 （1）根据相关信息，小球摆动的周期为_______。 （2）根据相关信息，当地重力加速度g为_______（用L、d、表示）。 （3）当地重力加速度为g，根据相关信息，小球质量m为_______（用、、g表示）。 （4）若在加速上升的电梯中做此实验，则所测得重力加速度的值与真实值相比是_______（选填“偏大”或“偏小”）。 14. 如图所示，玻璃半球半径为，球心为，为水平直径，点是半球的最高点。一束单色光从点射入玻璃半球，射入的光线与成角。当时，光线从间某点平行于射出。光在真空中的传播速度为。求： （1）该光线在玻璃半球中发生全反射的临界角的正弦值； （2）若，则光线在玻璃半球中传播的时间。 15. 如图所示，以原点O为界在x轴上有两段不同材料的绳子，波源S1和S2分别置于x=m和x=6m处，同时产生两列简谐横波甲和乙，分别沿x轴正方向和x轴负方向传播，t=0时刻，x=m和x=2m处的质点刚好开始振动，某时刻两列波恰好同时到达原点处的质点O，若从t=0开始到时间内P点经过的路程为3cm，求： （1）甲、乙两波的频率之比； （2）乙波在右侧绳子中的传播速度大小； （3）从t=0到t=7s，原点处的质点O经过的路程。 16. 如图所示，竖直平面内的固定轨道由圆心为O的光滑圆弧轨道AB、粗糙的水平传送带BC和光滑水平轨道CD组成，在D点固定一竖直挡板，圆弧轨道与传送带在B点平滑对接，水平传送带与水平轨道在C点平滑连接，传送带始终以的速度沿顺时针方向转动，其两轮心的间距等于BC的长度。现将一质量的物块P从圆弧轨道上的A点由静止释放，经过圆弧轨道和传送带后，与放置在C点右侧附近的质量的物块Q发生弹性碰撞，碰后Q沿着轨道CD向右运动再与挡板发生弹性碰撞。已知圆弧轨道的半径，A、B圆弧所对应的圆心角，CD的长度，P与传送带间的动摩擦因数，P、Q均可视为质点，每次碰撞的时间极短，重力加速度，，，不计空气阻力。求∶ （1）物块P运动到B点时，圆弧轨道对P的支持力大小； （2）物块P、Q第一次碰撞前，P与传送带间摩擦产生的热量； （3）物块P、Q第二次碰后的速度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理 考生注意： 1、本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2、答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3、考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4、本卷命题范围：鲁科版选择性必修第一册。 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. 下列关于机械波的说法中，正确的是（　　） A. 发生干涉现象时，介质中振动加强点，振动的振幅最大，减弱点振幅可能为零 B. 产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化 C. 在一个周期内，介质的质点所通过的路程等于振幅 D. 某一频率的声波，从空气进入水中时，波长和频率均增大 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．发生干涉现象时，介质中振动加强点振幅最大，减弱点振幅最小，若两列波的振幅相等，减弱点的振幅可能为零，故A正确； B．产生多普勒效应的原因是振源与观察者之间距离变化，使观察者接收的频率发生了变化，但波源频率并不改变，故B错误； C．质点简谐振动时，一个周期内通过的路程是振幅的4倍，故C错误； D．波速由介质决定，频率由波源决定，当声波从空气进入水中时，频率不变，波速变大，则波长变大，故D错误； 故选A。 2. 农历八月十五日傍晚升起的月亮可以说是最圆的月亮。关于光现象及其应用，下列说法正确的是（　　） A. 海市蜃楼是由于光在不均匀介质中发生光的折射造成的 B. 光的衍射现象说明光具有粒子性，全息照相主要是利用了光的衍射现象 C. 电磁波和机械波均能发生偏振 D. 红黄绿交通信号灯中，红光波长最短，最不易发生明显衍射 【答案】A 【解析】 【详解】A．海市蜃楼是光在密度分布不均匀的大气中连续折射，导致光线弯曲形成的虚像，属于折射现象，故A正确； B．光的衍射现象表明光具有波动性，而不是粒子性。全息照相主要是利用了光的干涉现象，通过记录物光和参考光的干涉条纹来实现全息成像，故B错误； C．偏振是横波特性，电磁波为横波可以发生偏振，机械波中只有横波能发生偏振，纵波（如声波）不能发生偏振，故C错误； D．在红黄绿交通信号灯中，红光波长最长，根据明显衍射的条件，波长越长越容易发生明显衍射，所以红光最易发生明显衍射，故D错误。 故选A。 3. 假设一小球的质量约为50g，从高楼的窗户自由下落到地面，小球与地面接触时间约为0.01s后减速为零，下落到地面的瞬时速度约为20m/s。小球可视为质点，不计空气阻力，重力加速度大小g取10m/s²。试估算小球对地面平均作用力的大小约为（　　） A. 25N B. 50N C. 75N D. 100N 【答案】D 【解析】 【详解】设向上为正方向，地面对小球的平均作用力为 根据动量定理，合外力的冲量等于动量变化 解得 代入数据得 由牛顿第三定律，小球对地面的平均作用力大小为，约为100N。 故选D。 4. 一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线（振幅与驱动力频率的关系）如图所示，则（　　） A. 此单摆的固有周期约为2s B. 此单摆的摆长约为0.5m C. 若摆长增大，单摆的固有频率增大 D. 若摆长增大，共振曲线的峰值将向左移动 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知共振频率为f=1Hz，则周期，故A错误； B．根据 联立解得，故B错误； C．根据 可知增加，增加，固有频率减小，故C错误； D．增加，增加，固有频率减小，共振曲线峰值向左移动，故D正确。 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. 如图1所示，弹簧振子以点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移随时间的变化关系如图2所示，下列说法正确的是（　　） A. 时，振子经过点向左运动 B. 时，振子在点右侧处 C. 和时，振子的速度相同 D. 时，振子的加速度最大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据图2可知，时，振子经过O点向右运动，故A错误； B．根据图2可知，振动方程为 可以解得时， 即振子在O点右侧处，故B正确； C．图像的斜率表示速度，根据图2可知，和时斜率相同，即速度相同，故C正确； D．根据图2可知，时，振子处于平衡位置，位移为0，则加速度为零，故D错误。 故选BC。 6. 如图所示，把一矩形均匀薄玻璃板压在另一个矩形平行玻璃板上，一端用薄片垫起，将红单色光从上方射入，这时可以看到明暗相间的条纹，下列关于这些条纹的说法正确的是（　　） A. 该现象与肥皂膜上的彩色条纹原理相同 B. 条纹间距不是均匀的，越靠近边条纹间距越大 C. 减小薄片的厚度，条纹间距变大 D. 将红单色光换为蓝单色光照射，则条纹间距变大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．该现象与肥皂膜上彩色条纹原理相同，都是光的干涉，故A正确； B．因为两玻璃间形成的空气膜厚度均匀变化，因此条纹是等间距的，故B错误； C．设膜厚为处产生亮条纹 则有，相邻亮条纹处膜厚为，则有 设空气膜顶角为，则有，解得 减小薄片厚度，减小，条纹间距将增大，故C正确； D．由，可知将红光换成蓝光照射，入射光波长减小，条纹间距将减小，故D错误。 故选AC。 7. 图甲表示一列简谐横波在t＝17s时的波形图，图乙是该列波中的质点P的振动图像，由甲、乙两图中所提供的信息可知，下列说法正确的是（　　） A. 该波的波长为1.5m B. 该波的振幅为0.1cm C. 该波的传播速度为0.5m/s，方向沿x轴正方向 D. 质点P在t＝4.25s时沿y轴负方向运动 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】AB．由题图甲可知，波长λ＝100cm＝1m，振幅A＝0.1cm，A错误B正确； C．由题图乙可知，周期T＝2s，故波速 t=17s时，质点P在平衡位置向下振动，故波向右传播，C正确； D．根据题图乙可知，质点P在t＝4.25s时位移为正，在向上振动，D错误。 故选BC。 8. 如图所示，有一质量为的小球，以速度滑上静置于光滑水平面上带有四分之一光滑圆弧轨道的滑块。滑块的质量为，圆弧轨道最低点切线水平，小球在上升过程中始终未能冲出圆弧，重力加速度为，在小球运动过程中（　　） A. 小球和滑块组成的系统动量守恒 B. 小球在圆弧轨道最高点的速度大小为 C. 小球在圆弧轨道上能上升的最大高度为 D. 小球离开圆弧轨道时圆弧轨道的速度大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．在小球运动过程中，小球和滑块组成的系统在水平方向上动量守恒，系统竖直方向动量不守恒，故A错误； B．小球在圆弧轨道上升到最高时小球与滑块速度相同，系统在水平方向上动量守恒，规定的方向为正方向，有 解得，故B正确； C．小球在圆弧轨道上升到最高，根据机械能守恒定律得 解得，故C正确； D．小球离开圆弧轨道时，根据动量守恒定律，则有 根据机械能守恒定律，则有 联立以上两式可得，，故D错误。 故选BC。 三、非选择题：共60分，其中9、10、11题为填空题，12、13题为实验题，14~16题为计算题。考生根据要求作答。 9. 如图所示，质点沿直线做简谐运动平衡位置在O点，某时刻质点通过P点向右运动，径1s再次回到P点，再经1s到达O点，若=2cm，则：质点运动的周期T=_________s；质点运动的振幅为A=_______cm. 【答案】 ①. 6 ②. 【解析】 【详解】由简谐运动的对称性可知，质点在第1s内从P点到达右端最大位移处，再回到P点，可见从最大位移处回到P点历时应该为0.5s，而从P点到O点又历时1s，可见T/4=1.5s，即T=6s；另外，考虑到简谐运动的振动图象（如图所示）质点在t1时刻从P点开始向右运动，t2时刻又回到P点，t3时刻到达平衡位置O点，即t2-t1=t3-t2=1s，由此不难得到： Asin60°=2，即A=cm． 10. 如图所示，质量为的滑块沿倾角为的固定斜面从底端向上滑动，经过时间，速度为零并又开始下滑，再经过时间回到斜面底端，滑块在运动过程中受到的摩擦力大小始终为，重力加速度大小为，在整个运动过程中，重力对滑块的总冲量大小为__________，支持力对滑块的总冲量大小为__________，摩擦力对滑块的总冲量大小为__________。 【答案】 ①. ②. ③. 【解析】 【详解】[1]重力对滑块的总冲量大小为； [2]支持力的大小为，对滑块的总冲量大小为； [3]上滑过程和下滑过程摩擦力的方向相反，由题意可判断，则摩擦力对滑块的总冲量大小为。 11. 如图甲所示为用双缝干涉测量某种单色光的波长的实验装置。如图乙所示，光屏上某点到双缝、的距离差为。已知真空中的光速为，如果用频率为的橙光照射双缝，该橙光的波长为______，点出现______条纹（选填“亮”或“暗”），仅将橙光换成红光，则光屏上相邻两亮条纹的中心间距______（选填“变大”或“变小”）。 【答案】 ①. ②. 暗 ③. 变大 【解析】 【详解】[1]橙光的波长为 [2]由于 可知，P点是振动的减弱点，P点出现暗条纹； [3]根据干涉条纹干涉有，在其他条件不变的情况下，将橙光换成红光，由于红光的波长大于橙光的波长，则相邻两亮条纹的中心间距变大。 12. 用如图甲所示的实验装置“验证动量守恒定律”，在轨道下方硬的水平地面上铺上白纸，白纸上放复写纸，小球落地时会在白纸上留下印迹。小球a、b的大小相等，质量分别为、，小球a每一次从斜槽上同一点由静止释放，斜槽轨道末端未放小球b时，小球a的落地点是B点。斜槽轨道末端放小球b时，小球a、b的落地点分别是A点和C点。斜槽轨道末端的正下方是O点，纸上O点到A、B、C各点的距离分别为OA、OB、OC。 （1）本实验必须满足的条件是______。 A. 斜槽轨道的斜面必须是光滑的 B. 斜槽轨道末端的切线是水平的 C. 小球a的质量要大于小球b的质量 D. 碰撞的瞬间，小球a与小球b的球心连线与轨道末端的切线平行 （2）按照本实验方法，验证动量守恒定律的关系式是______。 （3）测定未放小球b时，小球a落点的平均位置，把刻度尺的0刻度线跟记录纸上的点O对齐，图乙给出了小球a多次落点的印迹。由图可得OB的长为______cm。 【答案】（1）BCD （2） （3）8.55（8.53~8.57） 【解析】 【小问1详解】 A．由于小球a每次都从同一高度由静止释放，小球克服阻力做功相同，则小球到斜槽底端速度大小相等，可知，斜槽轨道的斜面不必是光滑的，故A错误； B．为了确保小球飞出后才是做平抛运动，斜槽轨道末端的切线一定是水平的，故B正确； C．为了保证两球碰后都向右运动，不发生反弹，小球a的质量要大于小球b的质量，故C正确； D．为了使小球发生对心正碰，使碰撞前后速度能沿水平方向，需要使得小球a与小球b的体积应当相同，故D正确。 故选BCD。 【小问2详解】 若两球碰撞过程动量守恒，则有 小球做平抛运动则有，，， 解得 【小问3详解】 为了减小误差，用尽量小的圆把各落点位置圈起来，圆心就表示落点的平均位置，刻度尺的0刻度到圆心的距离即为球a的水平位移，则有 13. 如图甲所示，长为L的细线下端系有直径为d的小球，上端固定在拉力传感器上，拉力传感器固定在天花板上。现将小球拉偏竖直位置某一偏角（小于10°）后无初速释放，小球在竖直平面内摆动，稳定后通过拉力传感器得到拉力F与时间t的图像如图乙所示，图乙中、、已知，不计空气阻力。 （1）根据相关信息，小球摆动的周期为_______。 （2）根据相关信息，当地重力加速度g为_______（用L、d、表示）。 （3）当地重力加速度为g，根据相关信息，小球质量m为_______（用、、g表示）。 （4）若在加速上升的电梯中做此实验，则所测得重力加速度的值与真实值相比是_______（选填“偏大”或“偏小”）。 【答案】（1） （2） （3） （4）偏大 【解析】 【小问1详解】 小球摆动一个周期内，2次经过最低点，根据拉力图像，可知单摆周期为 【小问2详解】 根据单摆周期公式 联立解得当地重力加速度为 【小问3详解】 设拉偏平衡位置最大偏角为，根据图像中相关信息，在最大偏角处有 设小球在平衡位置的速度为，在平衡位置有 由机械能守恒定律有 联立解得 【小问4详解】 在加速上升的电梯中做此实验处于超重状态，所测重力加速度的值偏大。 14. 如图所示，玻璃半球半径为，球心为，为水平直径，点是半球的最高点。一束单色光从点射入玻璃半球，射入的光线与成角。当时，光线从间某点平行于射出。光在真空中的传播速度为。求： （1）该光线在玻璃半球中发生全反射的临界角的正弦值； （2）若，则光线在玻璃半球中传播的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 作出光路图如图甲所示 由几何关系可得， 根据折射定律有 设临界角为C，则有 【小问2详解】 若，由于 可知，光线在玻璃半球中发生两次全反射，最终从B点射出，光路图如图乙所示 光线在玻璃半球中传播的时间 光线在玻璃半球中传播的速度 联立解得 15. 如图所示，以原点O为界在x轴上有两段不同材料的绳子，波源S1和S2分别置于x=m和x=6m处，同时产生两列简谐横波甲和乙，分别沿x轴正方向和x轴负方向传播，t=0时刻，x=m和x=2m处的质点刚好开始振动，某时刻两列波恰好同时到达原点处的质点O，若从t=0开始到时间内P点经过的路程为3cm，求： （1）甲、乙两波的频率之比； （2）乙波在右侧绳子中的传播速度大小； （3）从t=0到t=7s，原点处的质点O经过的路程。 【答案】（1）；（2）2m/s；（3）48cm 【解析】 【详解】（l）两列波同时传到O点，由，得出 根据题图可知 又 联立可得 （2）由题可得质点P向上运动，因此质点运动的路程3cm为先向上运动到波峰1cm在回到平衡位置走了2cm，因此可知P点当前的位移为1cm，则有 结合P点向上运动有，因此 可得 根据题图可知=4m，则乙波在右侧绳子中的传播速度大小为 =2m/s （3）由上述分析可得=1m/s，则经过1s后两列波均刚好到达O点，且两列波在О点叠加后振动最强，故О点做振幅为4cm的振动，周期不变，从t=0到t=7s，原点处的质点O经过的路程为 s=3T=12A=48cm 16. 如图所示，竖直平面内的固定轨道由圆心为O的光滑圆弧轨道AB、粗糙的水平传送带BC和光滑水平轨道CD组成，在D点固定一竖直挡板，圆弧轨道与传送带在B点平滑对接，水平传送带与水平轨道在C点平滑连接，传送带始终以的速度沿顺时针方向转动，其两轮心的间距等于BC的长度。现将一质量的物块P从圆弧轨道上的A点由静止释放，经过圆弧轨道和传送带后，与放置在C点右侧附近的质量的物块Q发生弹性碰撞，碰后Q沿着轨道CD向右运动再与挡板发生弹性碰撞。已知圆弧轨道的半径，A、B圆弧所对应的圆心角，CD的长度，P与传送带间的动摩擦因数，P、Q均可视为质点，每次碰撞的时间极短，重力加速度，，，不计空气阻力。求∶ （1）物块P运动到B点时，圆弧轨道对P的支持力大小； （2）物块P、Q第一次碰撞前，P与传送带间摩擦产生的热量； （3）物块P、Q第二次碰后的速度。 【答案】（1）； （2）； （3）（符号表示与原方向相反）， 【解析】 【小问1详解】 物块从点运动到点，根据机械能守恒定律得 解得 在点，对物块受力分析，受重力、支持力，由牛顿第二定律得 解得 【小问2详解】 物块以的速度滑上传送带，加速到时运动的位移大小为 解得 可知物块先在传送带上做匀加速运动，然后做匀速运动，最后以的速度运动到点并离开传送带可知 由 联立解得 【小问3详解】 与发生碰撞，设碰后、的速度分别为和，根据动量守恒定律有 根据机械能守恒定律有 联立解得， 碰后反向滑上传送带向左做匀减速运动，滑上传送带向左运动的最大距离为 由此可知，速度减为后又向右做匀加速运动，最终以的速度离开传送带，在传送带上的运动时间为 碰后向右运动与挡板发生第一次碰撞，碰撞过程中由于没有能量损失，则以的速度向左运动，再次回到原位置处所用的时间为 由此可知，刚好能与返回来的在原碰撞处再次碰撞，取向右为正，根据动量守恒定律有 根据机械能守恒定律有 联立解得， 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $