精品解析：河北省石家庄市NT2024-2025学年高一下学期第三次月考物理试卷

2024-2025学年第二学期高一年级6月阶段测试卷 物理（一） 注意事项： 1、本试卷考试时间为75分钟，满分100分。 2、答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。 一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 下列说法中，正确的是（　　） A. 开普勒通过分析第谷的观测数据，提出了行星运动三大定律 B. 牛顿第一次在实验室里测出了万有引力常量 C. 真空中的光速在不同的惯性参考系中大小是不相同的 D. 牛顿力学在高速（接近光速）或强引力场情况下仍然精确适用 2. 在我国空间站的微重力环境中，一个质量为0.2kg的球形水珠以2m/s的速度撞向特制疏水材料平板，随后以1m/s的速度反弹。设初速度方向为正方向，则水珠的动量变化量为（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，质量为m的货物在起重机的作用下由静止开始以恒定加速度竖直向上运动，加速度大小为a，经过t时间起重机达到额定功率，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 若起重机保持额定功率继续提升，货物一定做匀速直线运动 B. 货物在匀加速阶段，起重机对货物的拉力大小为 C. 货物在匀加速阶段，货物的重力势能变化量为 D. 起重机的额定功率为mgat 4. 某科研团队在探索某星球环境时，从星球表面以11m/s的初速度竖直向上发射一个探测球。已知该星球表面附近的重力加速度为，探测球在稀薄的星球大气中运动时受到的阻力大小恒为重力的0.2倍。以该星球表面为重力势能的零势能面，则在上升过程中，当探测球的重力势能和动能相等时，探测球离该星球表面的高度为（　　） A. 6m B. 12m C. 16.5m D. 33m 5. 如图所示，P是地球赤道上的一个物体，Q是绕地球近地飞行做圆周运动的极地卫星。已知P随地球自转做圆周运动的向心加速度大小为a，Q绕地球做圆周运动的向心加速度大小为ka。若要使赤道上的物体P“飘起来”（即对地面压力为零），则地球的自转角速度至少应为原来的（　　） A. 倍 B. 倍 C. k倍 D. 倍 6. 某校科技小组发射水火箭如图所示，已知水火箭初始总质量为0.3kg。在极短时间内分两次喷射水流：第一次喷出质量为0.1kg的水，以10m/s的对地速度向下喷出；紧接着第二次喷出质量也为0.1kg的水，以12m/s的对地速度向下喷出。喷出过程中重力可忽略，重力加速度g取10m/s2，空气阻力不计。水火箭上升的最大高度为（　　） A. 6.2m B. 12.1m C. 24.2m D. 48.2m 7. 2025年5月14日，我国成功将太空计算卫星星座发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功，标志着我国首个整轨互联的太空计算星座正式进入组网阶段。如图所示，假设其中一颗太空计算卫星绕地球的运动可视为匀速圆周运动，距地面的高度为h，观察发现每经过时间t，该卫星绕地球转过的圆心角为θ（弧度）。已知地球半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是（ ） A. 该卫星的线速度大小为 B. 该卫星的向心加速度大小为 C. 地球的质量为 D. 地球的第一宇宙速度大小为 二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上正确答案，全部选对得6分，漏选得3分，错选得0分。 8. 如图甲所示，某同学坐在倾角为的光滑斜面上的木箱中，受到沿斜面向上的拉力F作用从静止开始运动。拉力F的冲量I随时间t变化的关系如图乙所示。整个过程中，该同学和木箱始终保持相对静止。已知该同学和木箱的总质量为50kg，，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 时，该同学和木箱加速度大小为 B. 时，拉力F的功率为2500W C. 0~2s内，该同学和木箱的位移大小为20m D. 0~6s内，该同学和木箱的机械能变化量为15000J 9. 如图所示，足球运动员在训练时，从同一位置O先后两次瞬时将足球踢出，第一次以与水平方向成斜向上的初速度踢出，第二次以与水平方向成斜向上的初速度踢出，两次足球恰好水平经过同一竖直线上不同高度的P、Q处。已知足球质量相等，空气阻力忽略不计。下列说法正确的是（　　） A. P、Q点的高度之比为 B. 两次足球分别经过P、Q点的速度之比为 C. 两次踢球，运动员分别对足球所做的功相等 D. 足球从踢出到Q点的飞行时间是到P点的时间的倍 10. 如图所示，两质量相等的物块P、Q拴接在轻弹簧两端。通过物块P向下压缩弹簧至某一位置后由静止释放，则物块Q会被弹起离开地面，空气阻力和弹簧的质量忽略不计。下列说法正确的是（　　） A. Q离开地面前，地面对Q弹力的冲量大于P动量的变化量 B. Q离开地面前，P的动能增加量大于P的重力势能增加量 C. 从Q离开地面到弹簧第一次恢复原长的过程中，P的动量变化量小于Q的动量变化量 D. 从Q离开地面到弹簧第一次恢复原长的过程中，P的动量变化量大于Q的动量变化量 三、非选择题：本题共5道小题，共54分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分；有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 某同学用如图所示实验装置来“验证动量守恒定律”，将竖直挡板向右移动到适当位置，图中O点与小球在斜槽末端时球心的位置等高。实验时，将竖直挡板水平向右移动一定距离，先让入射小球A多次从斜轨上同一位置由静止释放，找到其平均落点的位置P，然后把被碰小球B静置于轨道的水平部分，再将入射小球A从斜轨上同样位置由静止释放，与被碰小球B相碰，并且重复多次，实验得到两小球落点的平均位置分别为M、N，测量分别为M、P、N距O点的竖直距离。 （1）若入射小球A质量为，半径为；被碰小球B质量为，半径为，则______（填正确选项前的字母）； A. ， B. ， C. ， D. （2）若测量数据近似满足关系式______（用表示），则说明两小球碰撞过程动量守恒； （3）在验证动量守恒后，若测量数据满足表达式______（仅用表示），则说明碰撞为弹性碰撞。 12. 某同学设计了如图甲所示的装置来研究运动的摆球机械能是否守恒。轻质细线的上端固定在O点，下端连接带有光电门的摆锤P，在摆锤摆动的路径上，固定了三个挡光片A、B、C。实验时，分别测出三个挡光片到悬点O的高度差h，再从与O点等高处释放摆锤，利用光电门测出摆锤经过三个挡光片的速度。（已知重力加速度为g） （1）利用光电门测量速度时，挡光片宽度为d，挡光时间为t，则此时摆锤P速度表示为______；若摆锤P质量为0.0080kg，挡光片宽度为1.50cm，某次测量中，摆锤P通过它的时间为0.010s，则摆锤的动能______J。（保留两位有效数字） （2）该同学从与O点等高处释放摆锤，得到摆锤经过挡光片A、B、C的速度v和光电门在A、B、C处距离悬点O的高度差h后，作出如图乙所示的图线。若摆动过程中机械能守恒，则该直线的斜率为______，图线与纵轴正半轴有交点的原因是______； （3）该同学经过多次实验，发现摆锤在A、B、C点的机械能总是依次的略微减小，你认为可能的原因是______。 13. 如图所示，一位滑板运动员和滑板的总质量，从距离水平路面高为的弧形斜坡路上A点，由静止开始自由滑下，到达水平路面上的B点时速度大小为，之后人立即通过蹬地提供恒定的功率加速，经过距离200m到达C点时速度恰好达到最大。已知滑板在水平地面上运动时受到的总阻力（包括摩擦力和空气阻力）恒为20N，运动过程可将滑板及运动员视为质点，重力加速度g取，求： （1）A到B过程中滑板克服阻力的功； （2）运动员从B运动到C所用时间t。 14. 如图所示，在一条光滑水平的测试路上，两辆实验小车A和B正在进行碰撞测试。小车A静止，小车B以的速度驶向A，小车B前端固定着一个质量为10kg的测试块。某时刻，车B触发开关，将测试块沿轨道方向推向车A，作用时间，测试块脱离小车B时对地的速度为。已知A车和B车（含设备）的质量分别为120kg和150kg，测试块始终沿水平方向运动。 （1）求开关对测试块的平均作用力大小F； （2）求释放测试块后，小车B的速度大小和方向； （3）若调整作用时间，改变测试块的脱离速度，测试块碰到车A后立刻被固定，两小车A和B恰好不碰撞，求此时两车的速度大小。 15. 如图所示，质量分别为，的物块P和Q（均可视为质点）静置在水平地面上的O点，物块Q通过原长为，劲度系数为的轻质弹簧拴接在左侧的固定挡板上，初始时，弹簧处于原长。在两物块P、Q之间放置少量炸药，点燃炸药，有50%的化学能瞬间转化为两物块的动能，物块P向右运动距离恰好停下，物块Q向左运动开始压缩弹簧。已知两物块与水平地面之间的动摩擦因数均为，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧始终未超过弹性限度，弹簧的弹性势能，（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），重力加速度g取，炸药质量忽略不计，炸药爆炸后瞬间，两物块P、Q的速度均沿水平方向。求： （1）炸药爆炸后瞬间，物块P的速度大小； （2）炸药爆炸过程中释放的化学能E； （3）物块Q在水平地面上滑行的路程。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年第二学期高一年级6月阶段测试卷 物理（一） 注意事项： 1、本试卷考试时间为75分钟，满分100分。 2、答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。 一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 下列说法中，正确的是（　　） A. 开普勒通过分析第谷的观测数据，提出了行星运动三大定律 B. 牛顿第一次在实验室里测出了万有引力常量 C. 真空中的光速在不同的惯性参考系中大小是不相同的 D. 牛顿力学在高速（接近光速）或强引力场情况下仍然精确适用 【答案】A 【解析】 【详解】A．开普勒基于第谷的观测数据总结出行星运动三大定律，故A正确； B．万有引力常量由卡文迪许通过扭秤实验首次测得，牛顿未测出，故B错误； C．狭义相对论指出，真空光速在所有惯性参考系中均相同，故C错误； D．牛顿力学仅适用于低速、弱引力场，高速或强引力场需用相对论，故D错误。 故选A。 2. 在我国空间站的微重力环境中，一个质量为0.2kg的球形水珠以2m/s的速度撞向特制疏水材料平板，随后以1m/s的速度反弹。设初速度方向为正方向，则水珠的动量变化量为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设初速度方向为正方向，则动量的变化量 故选D。 3. 如图所示，质量为m的货物在起重机的作用下由静止开始以恒定加速度竖直向上运动，加速度大小为a，经过t时间起重机达到额定功率，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 若起重机保持额定功率继续提升，货物一定做匀速直线运动 B. 货物在匀加速阶段，起重机对货物的拉力大小为 C. 货物在匀加速阶段，货物的重力势能变化量为 D. 起重机的额定功率为mgat 【答案】C 【解析】 【详解】A．保持额定功率P继续提升时，根据，牵引力会随速度增大而减小，当时达到最大速度，但在此之前是变加速运动，故A错误； B．货物匀加速上升时，由牛顿第二定律可得 所以起重机对货物的拉力，故B错误； C．货物在匀加速阶段，货物上升的高度 货物的重力势能变化量，故C正确； D．起重机在匀加速阶段结束时达到额定功率，此时速度 因此起重机的额定功率，故D错误。 故选C。 4. 某科研团队在探索某星球环境时，从星球表面以11m/s的初速度竖直向上发射一个探测球。已知该星球表面附近的重力加速度为，探测球在稀薄的星球大气中运动时受到的阻力大小恒为重力的0.2倍。以该星球表面为重力势能的零势能面，则在上升过程中，当探测球的重力势能和动能相等时，探测球离该星球表面的高度为（　　） A. 6m B. 12m C. 16.5m D. 33m 【答案】C 【解析】 【详解】探测球上升时受合力为重力与阻力之和，即 加速度为 方向向下，当重力势能与动能相等时，有 速度有 高度为 联立解得 所以 故选C。 5. 如图所示，P是地球赤道上的一个物体，Q是绕地球近地飞行做圆周运动的极地卫星。已知P随地球自转做圆周运动的向心加速度大小为a，Q绕地球做圆周运动的向心加速度大小为ka。若要使赤道上的物体P“飘起来”（即对地面压力为零），则地球的自转角速度至少应为原来的（　　） A. 倍 B. 倍 C. k倍 D. 倍 【答案】A 【解析】 【详解】设原来地球自转角速度为ω，地球半径为，P随地球自转做圆周运动的向心加速度大小为a，则满足 近地飞行的Q卫星，根据万有引力提供向心力，有 解得 物体P“飘起来”的条件满足 整理可得 故选A。 6. 某校科技小组发射水火箭如图所示，已知水火箭初始总质量为0.3kg。在极短时间内分两次喷射水流：第一次喷出质量为0.1kg的水，以10m/s的对地速度向下喷出；紧接着第二次喷出质量也为0.1kg的水，以12m/s的对地速度向下喷出。喷出过程中重力可忽略，重力加速度g取10m/s2，空气阻力不计。水火箭上升的最大高度为（　　） A. 6.2m B. 12.1m C. 24.2m D. 48.2m 【答案】C 【解析】 【详解】水火箭靠压出的水给的反作用力加速，以水火箭运动的方向为正方向，在极短时间内喷水两次，均动量守恒，设两次喷水后水火箭的速度为v2，由动量守恒定律得 可得喷水后水火箭获得的速度为 水火箭上升的最大高度约为 故选C。 7. 2025年5月14日，我国成功将太空计算卫星星座发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功，标志着我国首个整轨互联的太空计算星座正式进入组网阶段。如图所示，假设其中一颗太空计算卫星绕地球的运动可视为匀速圆周运动，距地面的高度为h，观察发现每经过时间t，该卫星绕地球转过的圆心角为θ（弧度）。已知地球半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是（ ） A. 该卫星的线速度大小为 B. 该卫星的向心加速度大小为 C. 地球的质量为 D. 地球的第一宇宙速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．该卫星绕地球做圆周运动的角速度为 卫星的线速度大小为，故A错误； B．该卫星的向心加速度大小为，故B错误； C．根据万有引力提供向心力得 可得地球的质量为，故C错误； D．地球的第一宇宙速度等于表面轨道卫星的运行速度，根据万有引力提供向心力得 联立可得地球的第一宇宙速度大小为，故D正确。 故选D。 二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上正确答案，全部选对得6分，漏选得3分，错选得0分。 8. 如图甲所示，某同学坐在倾角为的光滑斜面上的木箱中，受到沿斜面向上的拉力F作用从静止开始运动。拉力F的冲量I随时间t变化的关系如图乙所示。整个过程中，该同学和木箱始终保持相对静止。已知该同学和木箱的总质量为50kg，，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 时，该同学和木箱加速度大小为 B. 时，拉力F的功率为2500W C. 0~2s内，该同学和木箱的位移大小为20m D. 0~6s内，该同学和木箱的机械能变化量为15000J 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由可知图像的斜率表示拉力的大小，则在内拉力 根据牛顿第二定律，有 解得，故A错误； B．在时刻该同学的速度大小 在内拉力 故人与木箱做匀速直线运动，时，拉力的功率，故B正确； C．在内，该同学的位移，故C错误； D．在内，该同学的位移 内，该同学和木箱的机械能变化量等于外力所做的功，即，故D正确。 故选BD。 9. 如图所示，足球运动员在训练时，从同一位置O先后两次瞬时将足球踢出，第一次以与水平方向成斜向上的初速度踢出，第二次以与水平方向成斜向上的初速度踢出，两次足球恰好水平经过同一竖直线上不同高度的P、Q处。已知足球质量相等，空气阻力忽略不计。下列说法正确的是（　　） A. P、Q点的高度之比为 B. 两次足球分别经过P、Q点的速度之比为 C. 两次踢球，运动员分别对足球所做的功相等 D. 足球从踢出到Q点的飞行时间是到P点的时间的倍 【答案】CD 【解析】 【详解】A．足球两次均恰好水平经过同一竖直线上不同高度的处，可看作足球从处水平抛出落到同一位置。足球沿水平方向抛出后做平抛运动，足球在水平方向做匀速直线运动有 在竖直方向做自由落体运动有 结合平抛运动的推论得， 解得，故A错误； D．根据 解得，故D正确； B．根据 可得足球落地瞬间的竖直速度之比为 设是速度与竖直方向之间的夹角，又根据 可得足球两次经过点的速度之比为，故B错误； C．根据 可得 即足球到点时速度大小相等，根据动能定理，两次踢球运动员对足球所做的功相等，故C正确。 故选CD。 10. 如图所示，两质量相等的物块P、Q拴接在轻弹簧两端。通过物块P向下压缩弹簧至某一位置后由静止释放，则物块Q会被弹起离开地面，空气阻力和弹簧的质量忽略不计。下列说法正确的是（　　） A. Q离开地面前，地面对Q弹力的冲量大于P动量的变化量 B. Q离开地面前，P的动能增加量大于P的重力势能增加量 C. 从Q离开地面到弹簧第一次恢复原长的过程中，P的动量变化量小于Q的动量变化量 D. 从Q离开地面到弹簧第一次恢复原长的过程中，P的动量变化量大于Q的动量变化量 【答案】AD 【解析】 【详解】B．Q离开地面前，P、Q及弹簧组成的系统只有P的重力和系统内部弹力做功，系统机械能守恒，P的动能变化量等于P的重力势能变化量与弹性势能变化量之和，无法确定P的动能增加量与重力势能减小量之间的关系，故B错误； A．对P、Q及弹簧组成的系统在竖直方向使用动量定理，选取竖直向上为正方向，可得 显然地面对Q的冲量，故A正确； CD．从Q离开地面到弹簧第一次恢复原长过程中，对P在竖直方向使用动量定理有 对Q有 可得P的动量变化量大于Q的动量变化量，故C错误，D正确。 故选AD。 三、非选择题：本题共5道小题，共54分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分；有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 某同学用如图所示实验装置来“验证动量守恒定律”，将竖直挡板向右移动到适当位置，图中O点与小球在斜槽末端时球心的位置等高。实验时，将竖直挡板水平向右移动一定距离，先让入射小球A多次从斜轨上同一位置由静止释放，找到其平均落点的位置P，然后把被碰小球B静置于轨道的水平部分，再将入射小球A从斜轨上同样位置由静止释放，与被碰小球B相碰，并且重复多次，实验得到两小球落点的平均位置分别为M、N，测量分别为M、P、N距O点的竖直距离。 （1）若入射小球A质量为，半径为；被碰小球B质量为，半径为，则______（填正确选项前的字母）； A. ， B. ， C. ， D. （2）若测量数据近似满足关系式______（用表示），则说明两小球碰撞过程动量守恒； （3）在验证动量守恒后，若测量数据满足表达式______（仅用表示），则说明碰撞为弹性碰撞。 【答案】（1）C （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 为防止A和B碰后A反弹，且A和B是对心正碰，因此必须是。 故选C。 【小问2详解】 设入射小球碰撞前的速度为，碰撞后的速度为，被碰小球的速度为，抛出点到挡板的水平位移为，则小球平均落点在点时有 联立解得 同理小球平均落点在点、点时，水平位移仍为，则对应的平抛初速度为 若满足 代入以上三个速度，可得 【小问3详解】 若碰撞为弹性碰撞，根据机械能守恒可得 根据动量守恒有 联立可得 12. 某同学设计了如图甲所示的装置来研究运动的摆球机械能是否守恒。轻质细线的上端固定在O点，下端连接带有光电门的摆锤P，在摆锤摆动的路径上，固定了三个挡光片A、B、C。实验时，分别测出三个挡光片到悬点O的高度差h，再从与O点等高处释放摆锤，利用光电门测出摆锤经过三个挡光片的速度。（已知重力加速度为g） （1）利用光电门测量速度时，挡光片宽度为d，挡光时间为t，则此时摆锤P速度表示为______；若摆锤P质量为0.0080kg，挡光片宽度为1.50cm，某次测量中，摆锤P通过它的时间为0.010s，则摆锤的动能______J。（保留两位有效数字） （2）该同学从与O点等高处释放摆锤，得到摆锤经过挡光片A、B、C的速度v和光电门在A、B、C处距离悬点O的高度差h后，作出如图乙所示的图线。若摆动过程中机械能守恒，则该直线的斜率为______，图线与纵轴正半轴有交点的原因是______； （3）该同学经过多次实验，发现摆锤在A、B、C点的机械能总是依次的略微减小，你认为可能的原因是______。 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. ②. 摆锤有初速度 （3）运动过程中阻力做负功 【解析】 【小问1详解】 由于遮光片的宽度较小，用时较短，可以用平均速度表示瞬时速度 代入数据解得摆锤的速度为 摆锤的动能 【小问2详解】 [1]根据机械能守恒 变形得 由此可知，若机械能守恒图线的斜率为 [2]当摆锤下落的高度为0时，摆锤的速度不为0，说明了操作中摆锤有初速度。决定图线与纵轴正半轴交点位置的因素是操作中摆锤有初速度； 【小问3详解】 摆锤在点的机械能总是依次的略微减小，原因是运动过程中阻力做负功。 13. 如图所示，一位滑板运动员和滑板的总质量，从距离水平路面高为的弧形斜坡路上A点，由静止开始自由滑下，到达水平路面上的B点时速度大小为，之后人立即通过蹬地提供恒定的功率加速，经过距离200m到达C点时速度恰好达到最大。已知滑板在水平地面上运动时受到的总阻力（包括摩擦力和空气阻力）恒为20N，运动过程可将滑板及运动员视为质点，重力加速度g取，求： （1）A到B过程中滑板克服阻力的功； （2）运动员从B运动到C所用时间t。 【答案】（1）35J （2）28.4s 【解析】 【小问1详解】 滑板运动员从A到过程中，由动能定理 解得 【小问2详解】 达到最大速度时动力等于阻力，根据 解得 从到由动能定理 联立解得 14. 如图所示，在一条光滑水平的测试路上，两辆实验小车A和B正在进行碰撞测试。小车A静止，小车B以的速度驶向A，小车B前端固定着一个质量为10kg的测试块。某时刻，车B触发开关，将测试块沿轨道方向推向车A，作用时间，测试块脱离小车B时对地的速度为。已知A车和B车（含设备）的质量分别为120kg和150kg，测试块始终沿水平方向运动。 （1）求开关对测试块的平均作用力大小F； （2）求释放测试块后，小车B的速度大小和方向； （3）若调整作用时间，改变测试块的脱离速度，测试块碰到车A后立刻被固定，两小车A和B恰好不碰撞，求此时两车的速度大小。 【答案】（1）750N （2），向右 （3） 【解析】 【小问1详解】 测试块脱离时，根据动量定理有 解得 【小问2详解】 对B车和测试块系统，根据动量守恒有 解得 方向与原运动方向相同，即向右； 【小问3详解】 改变测试块的脱离速度，对B车和测试块系统，根据动量守恒有 车A接住测试块后，二者共速，设共同速度为，根据动量守恒有 以向右为正方向，若A、B恰好不碰撞，则有 联立有 解得 此时两车的速度大小为。 15. 如图所示，质量分别为，的物块P和Q（均可视为质点）静置在水平地面上的O点，物块Q通过原长为，劲度系数为的轻质弹簧拴接在左侧的固定挡板上，初始时，弹簧处于原长。在两物块P、Q之间放置少量炸药，点燃炸药，有50%的化学能瞬间转化为两物块的动能，物块P向右运动距离恰好停下，物块Q向左运动开始压缩弹簧。已知两物块与水平地面之间的动摩擦因数均为，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧始终未超过弹性限度，弹簧的弹性势能，（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），重力加速度g取，炸药质量忽略不计，炸药爆炸后瞬间，两物块P、Q的速度均沿水平方向。求： （1）炸药爆炸后瞬间，物块P的速度大小； （2）炸药爆炸过程中释放的化学能E； （3）物块Q在水平地面上滑行的路程。 【答案】（1） （2）1071J （3）110.2m 【解析】 【详解】（1）炸药爆炸后，物块向右运动225m恰好停下，由动能定理可得 解得 （2）设炸药爆炸时释放的化学能为，由能量守恒有 爆炸时，两物块动量守恒 爆炸后瞬间物块的速度大小为 解得 （3）爆炸后物块Q做变速运动，弹簧第一次压缩到最短的过程中，由能量守恒有 解得 此时弹簧弹力大小为 物块Q将被弹回，到速度再次减为零时，设弹簧的形变量为，则该过程由能量守恒有 解得 此时弹簧弹力大小为 所以物块Q不能静止，继续拉回，到速度再次减为零，设弹簧第二次压缩到最短时，形变量为，则该过程由能量守恒有 解得 此时弹簧弹力大小为 综上分析可知，从弹簧第一次压缩到最短到以后每次速度减为零，弹簧的形变量每次都会减小 设物块Q第次速度减为零时，弹簧的形变量为，可知 当物块Q第次速度减为零时，若物块Q停止运动，有 解得 分析可知，当物块Q第12次速度减为零时，弹簧的形变量大小为 此时弹簧弹力 物块Q停止运动 所以整个过程中物块Q在水平地面上滑行的路程为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $