内容正文:
2025-2026学年江苏省徐州市上学期期中自编模拟卷
高二物理
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:人教版2019选择性必修第一册第一章至第三章。
5.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
1、 选择题:本题共10个小题,每小题4分,共40分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.物体受到如图所示的恒力F的作用,仍静止在水平面上,则在时间t内拉力的冲量大小为( )
A.0
B.Ft
C.
D.
2. 如图,用两块挡板M、N模拟小孔,挡板M是固定的,挡板N可以沿MN连线方向移动,在做水波的衍射实验出现了如图所示的图样,为了使衍射现象更明显,可以采用的办法是( )
A.增大波的频率
B.增大波的振幅
C.挡板N远离M板移动
D.挡板N靠近M板移动
3. 如图所示,三根轻质弹性细杆上端分别固定相同的小球、下端固定在一平板上。当平板固定时,杆越长,小球振动周期越大。平板在周期性外力作用下左右振动并带动小球振动,在振动过程中B球的振动幅度最大。则在周期性外力作用下( )
A.小球B振动周期最大
B.小球C振动周期最大
C.只有小球B的振动周期与平板振动周期相同
D.三个小球的振动周期均与平板振动周期相同
4. 如图为一列简谐横波在某时刻的波形图,已知图中质点b的起振时刻比质点a超前了0.2 s,则以下说法正确的是( )
A.这列波的频率为5Hz
B.这列波的波速为10m/s
C.这列波沿x轴正方向传播
D.该时刻质点P正沿y轴正方向运动
5.在2024中国自动化大会上,一款会踢足球的智能机器人受到参观者围观。如图所示机器人接到沿水平地面运动过来的速度为3m/s、质量为0.4kg的足球,并在0.2s内将足球以4m/s的速度反向踢出。忽略一切阻力,在机器人与足球接触的过程中,下列说法正确的是( )
A.机器人、足球的动量变化量相同
B.机器人对足球的冲量大于足球对机器人的冲量
C.机器人对足球的冲量大小为0.4N·s
D.机器人对足球平均作用力大小为14N
6.如图甲为一列简谐横波在时刻的波形图,图乙为图甲中P点的振动图像。下列说法正确的是( )
A.波沿x轴负方向传播
B.波的传播速度为1.5m/s
C.质点P在2s内通过的路程为2m
D.质点P在2s内沿x轴移动1.5m
7.如图所示为声波干涉演示仪的原理图,两个U形管A和B套在一起,A管两侧各有一小孔。声波从左侧小孔传入管内,被分成两列波通过A、B传播到右侧小孔。下列说法正确的是( )
A.声波从左侧小孔传入管内,被分成两列频率不同的波
B.声波从左侧小孔传入管内,被分成两列波速不同的波
C.若两列波传播的路程相差半个波长,则到右侧小孔时声波振幅减小
D.若两列波传播的路程相差一个波长,则到右侧小孔时声波振幅增大
8. 用发波水槽演示多普勒效应原理的波纹示意图如图所示,图形关于x轴对称分布,波源以固定频率振动并以恒定速度移动,下列说法正确的是( )
A.A处波速小于B处波速
B.波源向x轴正方向运动
C.在C处观测到的频率小于振源的振动频率
D.若波源不动,持续提高振动频率也会显示图示现象
9. 在做“验证动量守恒定律”实验时,入射球A的质量为m1, 被碰球B的质量为m2,各小球的落地点如图所示,关于这个实验,下列说法正确的是( )
A.斜槽轨道必须光滑
B.实验中两个小球的质量应满足
C.入射小球A可从斜槽的不同位置由静止滚下
D.验证动量守恒定律的表达式为m1·OP=m1·OM+m2·ON
10.如图所示,实线与虚线分别表示振幅不同、频率相同的两列波的波峰和波谷,此刻M是波峰与波峰的相遇点,N、P是波峰和波谷的相遇点,下列说法中不正确的是( )
A.P、N两处的质点始终处在平衡位置
B.O、M连线的中点是振动加强的点
C.O、M连线的中点正处在平衡位置且向上运动
D.从该时刻起,经过四分之一周期,M处的质点到达平衡位置,且向下运动
2、 非选择题:本题共5小题,共60分.其中第12题 ~ 第15题解答时请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能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.
11.
(15分)如图所示,某同学利用一半径为R的光滑圆弧面测定本地的重力加速度。该同学把小球移到距离最低点O较近的A点,由静止释放小球,小球在A点、B点之间振动,圆弧面弧长。因小球的运动可等效为单摆摆球的运动,该系统也称为圆弧摆。
(1)为较精确测量小球多个振动周期的运动时间,计时起始位置应为______
A.A点 B.O点 C.A点、B点之间的任意位置
(2)该同学正确选择计时起点位置,多次从A点静止释放小球,分别得出各次的振动周期,然后求出振动周期的平均值,这种方法求周期可以减小______误差(选填“偶然”、“系统”)。
(3)该同学逐渐降低释放点高度,并分别测出小球的振动周期。从较高位置释放小球的振动周期______从较低位置释放小球的振动周期(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)在某次实验中,测得n次全振动的时间为t。该同学将圆弧面的半径R作为摆长,代入单摆的周期公式,可求得当地的重力加速度______(用题中提供的物理量符号表示)。该同学发现,通过以上方式求得的重力加速度总比当地的重力加速大。造成这种结果的原因是______________________。
12.(8分)如图所示,劲度系数为k的弹簧上端固定一质量为m的小球,小球在竖直方向上做简谐运动,当小球振动到最高点时弹簧正好为原长,求:
(1)小球振动到最低点时的加速度大小a;
(2)此简谐运动的振幅A;
13.(8分)质量为m的弹性小球从高为h1处自由下落至一光滑而坚硬的水平板上,碰撞后弹回到h2高处,碰撞时间为Δt,取竖直向上为正方向,重力加速度为g。求:
(1)小球与水平板碰撞前后的动量变化;
(2)水平板对小球撞击力的冲量大小。
14.(14分)一列简谐横波图像如图所示,t1时刻的波形如图中实线所示,t2时刻的波形如图中虚线所示,已知Δt=t2-t1=0.5 s。求:
(1)该波的周期;
(2)该波的波速;
(3)若波向左传播,且3T<Δt<4T,波速大小。
15.(15分)如图所示,一轻质弹簧的一端固定在滑块B上,另一端与滑块C接触但未连接,该系统静置于光滑的水平地面上。已知滑块B的质量、滑块C的质量。现有一质量的滑块A从光滑曲面上离地面h处由静止开始滑下,光滑曲面与水平地面相切,滑块A与B发生正撞并粘在一起压缩弹簧推动滑块C向前运动。经一段时间,滑块C脱离弹簧。已知滑块A与滑块B碰撞结束瞬间的速度大小为v1=3m/s,重力加速度取,求:
(1)滑块A的初始高度h;
(2)弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能;
(3)滑块C最终的速度大小。
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参考答案
1、 单项选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分. 每小题只有一个选项最符合题意.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
B
D
D
B
D
C
C
C
D
A
2、 非选择题:本题共5小题,共60分.其中第12题 ~ 第15题解答时请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能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.
11.
(15分)(1)B (2)偶然 (3)等于 (4) 未考虑小球半径, 代入计算时圆弧摆的摆长偏大
(每空3分)
12.(8分)(1)小球做简谐运动,由重力和弹簧的弹力的合力提供回复力,在最高点时和最低点时,运动具有对称性,最低点、最高点的加速度相同。在最高点,由牛顿第二定律有
2分
根据题意则有
1分
由对称性,小球在最低点的加速度大小为
1分
(2)小球做简谐运动,由重力和弹簧的弹力的合力提供回复力,在平衡位置回复力为零,则有
2分
根据题意有
1分
可知,此简谐运动的振幅为
1分
13.(8分)(1)取竖直向上为正方向,小球与水平板碰撞前瞬间,有
1分
解得
因竖直向上为正,故碰撞前小球的速度应为 1分
小球与水平板碰撞后瞬间,有
解得
则动量变化量
1分
解得
,方向竖直向上。 1分
(2) 取竖直向上为正方向,对小球,由动量定理,有
3分
解得水平板对小球的撞击力的冲量为
1分
14.(14分)(1)由题图可知波长λ=8 m 1分
当波向x轴正方向传播时
2分
则周期
(n=0,1,2,3,…) 1分
当波向x轴负方向传播时
1分
则周期
(n=0,1,2,3,…) 1分
(2)当波向x轴正方向传播时,波速
1分
可得:
(n=0,1,2,3,…) 1分
当波向x轴负方向传播时,波速
1分
可得:
(n=0,1,2,3,…) 1分
(3) 若波向左传播,且3T<Δt<4T,则
1分
解得周期
1分
由波速
1分
可得
1分
15.(15分)(1)滑块A从光滑曲面上h高处由静止开始滑下的过程,机械能守恒,设其滑到底面的速度为,由机械能守恒定律有
2分
滑块A与B碰撞的过程,A、B系统的动量守恒,碰撞结束瞬间具有共同速度设为,由动量守恒定律有
2分
联立解得
1分
(2)滑块A、B、C速度相等(设速度为)时,被压缩的弹簧弹性势能最大,系统动量守恒定律,有
2分
解得,方向水平向右
弹簧被压缩的过程中,系统机械能守恒,有
2分
解得 1分
(4)
被压缩弹簧再次恢复自然长度时,滑块C脱离弹簧,此时滑块C速度达到最大,不再改变,设此时滑块A、B的速度为,滑块C的速度为,由动量守恒定律得
2分
由机械能守恒定律,有
2分
联立以上方程解得、或、(初始值,舍去),故滑块C能获得的最终速度大小为4m/s。1分
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高二物理
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:人教版2019选择性必修第一册第一章至第三章。
5.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
1、 选择题:本题共10个小题,每小题4分,共40分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.物体受到如图所示的恒力F的作用,仍静止在水平面上,则在时间t内拉力的冲量大小为( )
A.0
B.Ft
C.
D.
【答案】B
【详解】根据冲量的定义可得,拉力的冲量为Ft,故ACD错误,B正确。
故选B。
2. 如图,用两块挡板M、N模拟小孔,挡板M是固定的,挡板N可以沿MN连线方向移动,在做水波的衍射实验出现了如图所示的图样,为了使衍射现象更明显,可以采用的办法是( )
A.增大波的频率
B.增大波的振幅
C.挡板N远离M板移动
D.挡板N靠近M板移动
【答案】D
【详解】发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相近或更小;为了使衍射现象更明显,可以采用的办法是增大波长或减小孔的尺寸;根据可知,可以减小波的频率,从而增大波长;将挡板N靠近M板移动,从而减小孔的尺寸。
故选D。
3. 如图所示,三根轻质弹性细杆上端分别固定相同的小球、下端固定在一平板上。当平板固定时,杆越长,小球振动周期越大。平板在周期性外力作用下左右振动并带动小球振动,在振动过程中B球的振动幅度最大。则在周期性外力作用下( )
A.小球B振动周期最大
B.小球C振动周期最大
C.只有小球B的振动周期与平板振动周期相同
D.三个小球的振动周期均与平板振动周期相同
【答案】D
【详解】平板的往复振动对三个小球均构成周期性驱动力,所有被迫振动的小球,其振动频率(周期)都最终等于驱动力的频率(周期)。只是当驱动力接近某个小球的固有频率时,该小球出现共振,振幅最大。本题中正是小球B的固有频率与平板振动频率相近,故振幅最大;但三个小球的实际振动周期都与平板的周期相同。
故选D。
4. 如图为一列简谐横波在某时刻的波形图,已知图中质点b的起振时刻比质点a超前了0.2 s,则以下说法正确的是( )
A.这列波的频率为5Hz
B.这列波的波速为10m/s
C.这列波沿x轴正方向传播
D.该时刻质点P正沿y轴正方向运动
【答案】B
【详解】A.由图中质点b的起振时刻比质点a超前了0.2s,可知周期是0.4s,频率是周期的倒数,所以这列波的频率
f=2.5Hz
故A错误;
B.从图中可知波长
λ=4m
波速
故B正确。
C.质点b起振比质点a早,根据上下坡法可知波沿x轴负方向传播,故C错误;
D.根据平移法可知,该时刻质点P正沿y轴负方向运动,故D错误;
故选B。
5.在2024中国自动化大会上,一款会踢足球的智能机器人受到参观者围观。如图所示机器人接到沿水平地面运动过来的速度为3m/s、质量为0.4kg的足球,并在0.2s内将足球以4m/s的速度反向踢出。忽略一切阻力,在机器人与足球接触的过程中,下列说法正确的是( )
A.机器人、足球的动量变化量相同
B.机器人对足球的冲量大于足球对机器人的冲量
C.机器人对足球的冲量大小为0.4N·s
D.机器人对足球平均作用力大小为14N
【答案】D
【详解】AB.机器人对足球的作用力与足球对机器人的作用力是一对相互作用力,大小始终相等,作用时间相同,故机器人对足球的冲量大小等于足球对机器人的冲量大小,方向相反。机器人、足球的动量变化量大小相同、方向相反。故AB错误;
C.以球踢回运动方向为正方向,足球的动量变化量为
即足球动量变化量大小为,根据动量定理可知冲量等于动量的变化量,即得机器人对足球的冲量大小为,故C错误;
D.对足球,根据动量定理有
其中t=0.2s,联立解得机器人对足球平均作用力大小为,故D正确。
故选D。
6.如图甲为一列简谐横波在时刻的波形图,图乙为图甲中P点的振动图像。下列说法正确的是( )
A.波沿x轴负方向传播
B.波的传播速度为1.5m/s
C.质点P在2s内通过的路程为2m
D.质点P在2s内沿x轴移动1.5m
【答案】C
【详解】A.由振动图像可知,质点P在t=0时刻沿y轴正向振动,结合波形图可知,波沿x轴正方向传播,选项A错误;
B.波的传播速度为
选项B错误;
C.质点P在2s内通过的路程为
选项C正确;
D.质点P只在自己平衡位置附近振动,不随波迁移,选项D错误。
故选C。
7.如图所示为声波干涉演示仪的原理图,两个U形管A和B套在一起,A管两侧各有一小孔。声波从左侧小孔传入管内,被分成两列波通过A、B传播到右侧小孔。下列说法正确的是( )
A.声波从左侧小孔传入管内,被分成两列频率不同的波
B.声波从左侧小孔传入管内,被分成两列波速不同的波
C.若两列波传播的路程相差半个波长,则到右侧小孔时声波振幅减小
D.若两列波传播的路程相差一个波长,则到右侧小孔时声波振幅增大
【答案】C
【详解】AB.声波从左侧小孔传入管内,被分成两列频率相同的波且相位差固定,故AB错误;
CD.若波程相差为半波长的偶数倍,则干涉相长;若波程相差为半波长的奇数倍,则干涉相消。所以两列波传播的路程相差半个波长(奇数倍),则此处声波的振幅减小;若传播的路程相差一个波长(半波长的偶数倍),则此处声波的振幅增大,故C正确,D错误。
故选C。
8. 用发波水槽演示多普勒效应原理的波纹示意图如图所示,图形关于x轴对称分布,波源以固定频率振动并以恒定速度移动,下列说法正确的是( )
A.A处波速小于B处波速
B.波源向x轴正方向运动
C.在C处观测到的频率小于振源的振动频率
D.若波源不动,持续提高振动频率也会显示图示现象
【答案】C
【详解】A.机械波传播速度与介质有关,A处、B处位于同一介质,故波速相等,故A错误;
BC.在B处单位时间内接收到的波面比A处多,则在B处观察到的频率比在A处观察到的频率高,因此波源向x轴负方向运动,在C处观测到的频率小于振源的振动频率,故B错误,C正确;
D.若波源不动,持续提高振动频率也不会显示图示现象,因为没有多普勒效应,故D错误。
故选C。
9. 在做“验证动量守恒定律”实验时,入射球A的质量为m1, 被碰球B的质量为m2,各小球的落地点如图所示,关于这个实验,下列说法正确的是( )
A.斜槽轨道必须光滑
B.实验中两个小球的质量应满足
C.入射小球A可从斜槽的不同位置由静止滚下
D.验证动量守恒定律的表达式为m1·OP=m1·OM+m2·ON
【答案】D
【详解】A C.本实验只需要每次让入射小球A从斜槽上同一位置由静止滚下即可,斜槽轨道不必光滑,故A C错误;
B.入射球与被碰球最好采用大小相同、质量不相等的小球,为保证碰后A不反弹,A球的质量要大于B球的质量,即
故B错误;
D.两个小球离开桌面做平抛运动,落地时间相同,则抛出是初速度为
要验证的表达式是
化解得
故D正确。
故选D。
10.如图所示,实线与虚线分别表示振幅不同、频率相同的两列波的波峰和波谷,此刻M是波峰与波峰的相遇点,N、P是波峰和波谷的相遇点,下列说法中不正确的是( )
A.P、N两处的质点始终处在平衡位置
B.O、M连线的中点是振动加强的点
C.O、M连线的中点正处在平衡位置且向上运动
D.从该时刻起,经过四分之一周期,M处的质点到达平衡位置,且向下运动
【答案】A
【详解】A.P、N两点是波谷和波峰叠加,振幅不同,所以在平衡位置上下振动,A错误;
B.由于O、M是振动加强点,结合图可知,由图知连线的中点到两波源的距离差为半个波长的偶数倍,所以该点是振动加强的点,B正确;
C.图示时刻O、M连线的中点处于平衡位置,且两列波单独引起的速度均向上,所以该点的合速度向上运动,C正确;
D.从该时刻起,经过四分之一周期,质点M到达平衡位置,且向下运动,D正确。
本题选择错误的,故选A。
2、 非选择题:本题共5小题,共60分.其中第12题 ~ 第15题解答时请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能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.
11.
(15分)如图所示,某同学利用一半径为R的光滑圆弧面测定本地的重力加速度。该同学把小球移到距离最低点O较近的A点,由静止释放小球,小球在A点、B点之间振动,圆弧面弧长。因小球的运动可等效为单摆摆球的运动,该系统也称为圆弧摆。
(1)为较精确测量小球多个振动周期的运动时间,计时起始位置应为______
A.A点 B.O点 C.A点、B点之间的任意位置
(2)该同学正确选择计时起点位置,多次从A点静止释放小球,分别得出各次的振动周期,然后求出振动周期的平均值,这种方法求周期可以减小______误差(选填“偶然”、“系统”)。
(3)该同学逐渐降低释放点高度,并分别测出小球的振动周期。从较高位置释放小球的振动周期______从较低位置释放小球的振动周期(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)在某次实验中,测得n次全振动的时间为t。该同学将圆弧面的半径R作为摆长,代入单摆的周期公式,可求得当地的重力加速度______(用题中提供的物理量符号表示)。该同学发现,通过以上方式求得的重力加速度总比当地的重力加速大。造成这种结果的原因是______________________。
【答案】(1)B (2)偶然 (3)等于 (4) 未考虑小球半径, 代入计算时圆弧摆的摆长偏大
(每空3分)
【详解】(1)为便于观测、精确计时,计时起始位置应为平衡位置O点。故选B。
(2)通过多组数据,求出振动周期的平均值,这种方法求周期可以减小偶然误差。
(3)根据单摆周期公式可知,从较高位置释放小球的振动周期等于从较低位置释放小球的振动周期,与振幅无关。
(4)[1]小球运动的周期为
结合单摆周期公式
解得
[2]物理量的替代误差为系统误差,摆长应为轨道半径减小球半径,而现认为轨道半径为轨道半径,造成这种结果的原因是未考虑小球半径, 代入计算时圆弧摆的摆长偏大。
12.(8分)如图所示,劲度系数为k的弹簧上端固定一质量为m的小球,小球在竖直方向上做简谐运动,当小球振动到最高点时弹簧正好为原长,求:
(1)小球振动到最低点时的加速度大小a;
(2)此简谐运动的振幅A;
【答案】(1)g (2)
【详解】(1)小球做简谐运动,由重力和弹簧的弹力的合力提供回复力,在最高点时和最低点时,运动具有对称性,最低点、最高点的加速度相同。在最高点,由牛顿第二定律有
2分
根据题意则有
1分
由对称性,小球在最低点的加速度大小为
1分
(2)小球做简谐运动,由重力和弹簧的弹力的合力提供回复力,在平衡位置回复力为零,则有
2分
根据题意有
1分
可知,此简谐运动的振幅为
1分
13.(8分)质量为m的弹性小球从高为h1处自由下落至一光滑而坚硬的水平板上,碰撞后弹回到h2高处,碰撞时间为Δt,取竖直向上为正方向,重力加速度为g。求:
(1)小球与水平板碰撞前后的动量变化;
(2)水平板对小球撞击力的冲量大小。
【答案】(1),方向竖直向上 (2)
【详解】(1)取竖直向上为正方向,小球与水平板碰撞前瞬间,有
1分
解得
因竖直向上为正,故碰撞前小球的速度应为 1分
小球与水平板碰撞后瞬间,有
解得
则动量变化量
1分
解得
,方向竖直向上。 1分
(2) 取竖直向上为正方向,对小球,由动量定理,有
3分
解得水平板对小球的撞击力的冲量为
1分
14.(14分)一列简谐横波图像如图所示,t1时刻的波形如图中实线所示,t2时刻的波形如图中虚线所示,已知Δt=t2-t1=0.5 s。求:
(1)该波的周期;
(2)该波的波速;
(3)若波向左传播,且3T<Δt<4T,波速大小。
【答案】(1)x轴正方向传播时,(n=0,1,2,3,…)
x轴负方向传播时,(n=0,1,2,3,…)
(2)
x轴正方向传播时,波速(n=0,1,2,3,…)
x轴负方向传播时,波速(n=0,1,2,3,…)
(3)
【详解】(1)由题图可知波长λ=8 m 1分
当波向x轴正方向传播时
2分
则周期
(n=0,1,2,3,…) 1分
当波向x轴负方向传播时
1分
则周期
(n=0,1,2,3,…) 1分
(2)当波向x轴正方向传播时,波速
1分
可得:
(n=0,1,2,3,…) 1分
当波向x轴负方向传播时,波速
1分
可得:
(n=0,1,2,3,…) 1分
(3) 若波向左传播,且3T<Δt<4T,则
1分
解得周期
1分
由波速
1分
可得
1分
15.(15分)如图所示,一轻质弹簧的一端固定在滑块B上,另一端与滑块C接触但未连接,该系统静置于光滑的水平地面上。已知滑块B的质量、滑块C的质量。现有一质量的滑块A从光滑曲面上离地面h处由静止开始滑下,光滑曲面与水平地面相切,滑块A与B发生正撞并粘在一起压缩弹簧推动滑块C向前运动。经一段时间,滑块C脱离弹簧。已知滑块A与滑块B碰撞结束瞬间的速度大小为v1=3m/s,重力加速度取,求:
(1)滑块A的初始高度h;
(2)弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能;
(3)滑块C最终的速度大小。
【答案】(1)0.8m (2)6J (3)4m/s
【详解】(1)滑块A从光滑曲面上h高处由静止开始滑下的过程,机械能守恒,设其滑到底面的速度为,由机械能守恒定律有
2分
滑块A与B碰撞的过程,A、B系统的动量守恒,碰撞结束瞬间具有共同速度设为,由动量守恒定律有
2分
联立解得
1分
(2)滑块A、B、C速度相等(设速度为)时,被压缩的弹簧弹性势能最大,系统动量守恒定律,有
2分
解得,方向水平向右
弹簧被压缩的过程中,系统机械能守恒,有
2分
解得 1分
(4)
被压缩弹簧再次恢复自然长度时,滑块C脱离弹簧,此时滑块C速度达到最大,不再改变,设此时滑块A、B的速度为,滑块C的速度为,由动量守恒定律得
2分
由机械能守恒定律,有
2分
联立以上方程解得、或、(初始值,舍去),故滑块C能获得的最终速度大小为4m/s。1分
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