内容正文:
四川省宣汉中学2025-2026学年度
高三上学期10月月考物理试题
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 四幅图涉及到不同的物理知识,其中说法正确的是( )
A. 汤姆逊通过分析甲图中的α粒子散射实验结果,提出了原子的核式结构模型
B. 乙图表明:只要有光照射到金属板,金属板就会有光电子射出
C. 丙图表示的是磁场对α、β和γ射线的作用情况,其中①是β射线,②是γ射线
D. 丁图表示的核反应属于重核裂变,是人工可以控制的核反应
2. 从地面竖直上抛物体甲,与此同时在甲的正上方有一物体乙自由下落,若两物体在空中相遇时速率相等,则( )
A. 物体甲的初速度的大小是相遇时物体速率的3倍
B. 相遇时甲上升的距离是乙下落距离的2倍
C. 甲在空中运动时间是乙在空中运动时间的2倍
D. 甲落地时的速度是乙落地时速度的2倍
3. 如图所示,一长为L的轻杆的一端固定在水平转轴上,另一端固定一质量为m的小球,轻杆随转轴在竖直平面内做匀速圆周运动,A、B两点与圆心在同一高度,重力加速度为g。则小球( )
A. 在最高点的最小速度为
B. 在最低点受到杆的作用力可能小于mg
C. 在最低点受到杆的作用力可能比最高点小
D. 分别在A、B两位置时,受到杆的作用力大小相等
4. 如图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。带电粒子在运动中只受电场力作用,根据此图可作出正确判断的是( )
A. 该粒子带正电
B. 该电场强度的方向向左
C. 粒子在a、b两点的速度a处较大
D. 粒子在a、b两点的加速度b处较大
5. 一列简谐横波在均匀介质中沿x轴负方向传播,已知处质点的振动方程为,则时刻的波形图正确的是( )
A. B.
C. D.
6. 宏观现象是由微观机制所决定的。对同一个物理问题,常常可以从宏观与微观两个不同角度研究,找出其内在联系,从而更加深刻地理解其物理本质。经典电磁理论认为:当金属导体两端电压稳定后,导体中产生恒定电场,这种恒定电场的性质与静电场相同。金属导体中的自由电子在电场力的作用下开始定向移动形成电流。如图所示为一块均匀的长方体金属导体,长为a,宽为b,厚为c。若在通入恒定电流的同时外加与薄片垂直的磁场,金属导体两侧将出现电势差。磁场方向和电流方向如图所示。关于M、N两侧电势下列说法正确的是( )
A. 保持磁场方向和电流方向不变,侧电势高于侧电势
B. 若磁场方向与图中所示相反,侧电势低于侧电势
C. 若增大电流,、两侧电势差不变
D. 若增大磁感应强度,、两侧电势差变大
7. 图甲所示的救生缓降器由挂钩(或吊环)、吊带、绳索及速度控制装置等组成,是一种可使人沿(随)绳(带)缓慢下降的安全营救装置。如图乙所示,高层建筑工人在一次险情中,将安全带系于腰部,从离地面某高度处通过钢丝绳先匀加速运动后匀减速运动安全着陆,图丙是工人运动全过程的图像。已知工人的质量,,则下列说法中错误的是( )
A. 发生险情处离地面的高度为45m
B. 时钢丝绳对工人拉力的瞬时功率为630W
C. 加速下滑时钢丝绳对工人的拉力大小为280N
D. 整个过程中工人所受重力做功为31500J
二、多选题:本大题共3小题,共18分。
8. 在地球表面以一定的初速度竖直上抛一小球,经过时间t落回原处;若在某星球表面以相同的速度竖直上抛一小球,则需经4t时间落回原处。不计空气阻力,忽略星球和地球自转。已知该星球半径与地球半径之比为1:4,则( )
A. 该星球密度与地球密度之比为1:1
B. 该星球质量与地球质量之比为64:1
C. 该星球表面重力加速度与地球表面重力加速度之比为4:1
D. 该星球表面重力加速度与地球表面重力加速度之比为1:4
9. 由粗糙的水平杆AO与光滑的竖直杆BO组成的绝缘直角支架如图放置,在AO杆、BO杆上套有带正电的小球P、Q,两个小球恰能在某一位置平衡。现将P缓慢地向左移动一小段距离,两球再次达到平衡。若小球所带电量不变,与移动前相比( )
A. P、Q之间的距离减小
B. 杆BO对Q的弹力减小
C. 杆AO对P的摩擦力增大
D. 杆AO对P的弹力减小
10. 用一小型电动机竖直向上提升质量为m的重物,电动机的输出功率恒定,重物向上加速运动的v-t图像如图所示,v0为上升过程的最大速度。重力加速度为g,加速上升过程中,重力的冲量大小为I,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 重物加速上升的时间为
B. 重物加速上升过程中吊索对重物拉力的冲量大小等于mv0
C. 电动机的输出功率P=mgv0
D. 当重物速度为时,重物加速度大小等于2g
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11. 某同学进行“单摆周期与重力加速度定量关系的实验研究”,在伽利略用斜面“冲淡”重力思想的启发下,创设了“重力加速度”可以人为调节的实验环境。如图1所示,在水平地面上固定一倾角可调的光滑斜面,把摆线一端固定于斜面上的O点,使摆线平行于斜面。小角度拉开摆球至A点,静止释放后,摆球在ABC之间做简谐运动。某次实验中,该同学通过力传感器(图中未画出)测得摆线的拉力F随时间t变化的关系如图2所示,其中已知,当地的重力加速度大小为g,摆球质量为m。
(1)实验中测得摆球的周期T为__________(用表示)。
(2)如图1所示,若摆球在A点的摆角为,则摆球在A点的回复力是__________(填选项序号)。
A. B. C. D.
(3)该同学多次调节料面的倾角,测出相应的控球周期T,并以为纵坐标,以__________(填“”或“”)为横坐标,绘制的图像是一条直线,则可以得到实验结论。
12. 小明同学根据图1的电路连接器材来“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”。实验时多次改变合金丝甲接入电路的长度、调节滑动变阻器的阻值,使电流表的读数达到某一相同值时记录电压表的示数U,从而得到多个的值,作出图像,如图2中图线a所示。
(1)在实验中使用的是_______(选填“0~20”或“0~200”)的滑动变阻器。
(2)在某次测量时,量程为3V电压表的指针位置如图3所示,则读数U=_______V。
(3)已知合金丝甲的横截面积为7.0×10-8m2,则合金丝甲的电阻率为_______·m(结果保留2位有效数字)。
(4)图2中图线b是另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后采用同样的方法获得的图像,由图可知合金丝甲的横截面积_______(选填“大于”、“等于”或“小于”)合金丝乙的横截面积。
四、计算题:本大题共3小题,共38分。
13. 如图所示,A、B、C三点为一直角三角形的三个顶点,∠B=30°,现在A、B两点放置两个点电荷,电荷量绝对值为qA、qB,测得C点电场强度的方向与AB平行,则:
(1)A、B两个点电荷电性;
(2)画出场强叠加的示意图;
(3)A、B点电荷电荷量绝对值之比。
14. 吹箭筒的特点是无声无光,便于携带,射击精准,我国丛林部队特种兵也配备了这种装备。如图甲所示,某战士从距水平地面高的位置斜向上吹出一支箭,射出方向与水平方向成角,初速度大小,不计空气阻力,重力加速度,,。
(1)若该箭落至水平地面,求该箭运动到最高点时与水平地面的距离;
(2)若该箭下落过程中恰好垂直射到一个凹坑中倾角为37°的侧壁上,如图乙所示,求其在空中的飞行时间。
15. 如图所示,质量为、半径的四分之一光滑圆弧槽静置于光滑水平地面上,质量为的小球Q右侧与球心等高处连接一轻质弹簧,弹簧的另一端距圆弧槽底有一定距离。现将质量为的小球P从圆弧槽顶端由静止释放,重力加速度g取小球P、Q大小、形状相同、且可视为质点。求:
(1)若圆弧槽固定不动,小球P滑离圆弧槽时的速度大小;
(2)若圆弧槽不固定,小球P滑离圆弧槽时的速度大小;
(3)圆弧槽不固定的情况下,弹簧压缩过程中的最大弹性势能。
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四川省宣汉中学2025-2026学年度
高三上学期10月月考物理试题
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 四幅图涉及到不同的物理知识,其中说法正确的是( )
A. 汤姆逊通过分析甲图中的α粒子散射实验结果,提出了原子的核式结构模型
B. 乙图表明:只要有光照射到金属板,金属板就会有光电子射出
C. 丙图表示的是磁场对α、β和γ射线的作用情况,其中①是β射线,②是γ射线
D. 丁图表示的核反应属于重核裂变,是人工可以控制的核反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,提出了原子的核式结构模型,A选项错误;
B.根据光电效应的规律可知,入射光的频率大于金属的极限频率时,才会有光电子射出,B选项错误;
C.根据左手定则可知,射线①带正电,①是α射线,②不偏转,是γ射线,C选项错误;
D.丁图表示的核反应属于重核裂变,是人工可以控制的核反应,D选项正确。
故选D。
2. 从地面竖直上抛物体甲,与此同时在甲的正上方有一物体乙自由下落,若两物体在空中相遇时速率相等,则( )
A. 物体甲的初速度的大小是相遇时物体速率的3倍
B. 相遇时甲上升的距离是乙下落距离的2倍
C. 甲在空中运动时间是乙在空中运动时间的2倍
D. 甲落地时的速度是乙落地时速度的2倍
【答案】C
【解析】
【详解】A.设两物体从下落到相遇的时间为t,竖直上抛甲物体的初速度为,相遇时速度为v,由
解得
故A错误;
B.乙做自由落体,则
相遇时,甲的位移为
可得
故B错误;
C.由A分析可得,甲到最高点时,乙恰好落地,由对称性可知,甲在空中运动时间是乙在空中运动时间的2倍。故C正确;
D.甲下落时间与乙下落时间相等,则根据速度与时间关系可知甲落地时的速度与乙落地时速度相等,故D错误。
故选C。
3. 如图所示,一长为L的轻杆的一端固定在水平转轴上,另一端固定一质量为m的小球,轻杆随转轴在竖直平面内做匀速圆周运动,A、B两点与圆心在同一高度,重力加速度为g。则小球( )
A. 在最高点的最小速度为
B. 在最低点受到杆的作用力可能小于mg
C. 在最低点受到杆的作用力可能比最高点小
D. 分别在A、B两位置时,受到杆的作用力大小相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.在最高点时,由于轻杆对小球可以有竖直向上的支持力,则在最高点的最小速度为0,故A错误;
B.在最低点时,根据牛顿第二定律可得
可知在最低点受到杆的作用力一定大于mg,故B错误;
C.小球运动过程中,只有重力做功,小球的机械能守恒,则最低点的速度大于最高点的速度,小球在最低点所需的向心力大于在最高点所需的向心力,而最低点的重力背向圆心,最高点的重力指向圆心,所以小球在最低点受到杆的作用力一定比最高点的大,故C错误;
D.小球运动过程满足机械能守恒,在A、B两位置时,速度大小相等,杆的作用力提供向心力,则有
可知在A、B两位置时,受到杆的作用力大小相等,故D正确。
故选D。
4. 如图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。带电粒子在运动中只受电场力作用,根据此图可作出正确判断的是( )
A. 该粒子带正电
B. 该电场强度的方向向左
C. 粒子在a、b两点的速度a处较大
D. 粒子在a、b两点的加速度b处较大
【答案】C
【解析】
【详解】A.粒子的运动轨迹向左弯曲,说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左。由于电场线方向不明,所以无法确定粒子的电性,故A错误;
B.粒子的运动轨迹向左弯曲,说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左,但由于电场线方向以及电荷的正负无法确定,故无法确定电场强度的方向,故B错误;
C.若粒子运动方向从a到b,则电场力对粒子做负功,粒子动能减小,则粒子在a点速度较大;若粒子运动方向从b到a,则电场力对粒子做正功,粒子动能增大,则粒子在a点速度较大;综上分析可知,粒子在a、b两点的速度a处较大,故C正确;
D.根据电场线的疏密与电场强度的强弱的关系,判断出a点的电场强度大,故a点的电场力大,根据牛顿第二定律可知,带电粒子在a点的加速度比b点的加速度大,故D错误。
故选C。
5. 一列简谐横波在均匀介质中沿x轴负方向传播,已知处质点的振动方程为,则时刻的波形图正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据题意可知,时,在处的质点处于
则此时该质点位于平衡位置,下一时刻,该质点向上运动,故AB错误;
CD.根据题意,横波沿轴负方向传播,根据同侧法判断可知,C错误,D正确。
故选D。
6. 宏观现象是由微观机制所决定的。对同一个物理问题,常常可以从宏观与微观两个不同角度研究,找出其内在联系,从而更加深刻地理解其物理本质。经典电磁理论认为:当金属导体两端电压稳定后,导体中产生恒定电场,这种恒定电场的性质与静电场相同。金属导体中的自由电子在电场力的作用下开始定向移动形成电流。如图所示为一块均匀的长方体金属导体,长为a,宽为b,厚为c。若在通入恒定电流的同时外加与薄片垂直的磁场,金属导体两侧将出现电势差。磁场方向和电流方向如图所示。关于M、N两侧电势下列说法正确的是( )
A. 保持磁场方向和电流方向不变,侧电势高于侧电势
B. 若磁场方向与图中所示相反,侧电势低于侧电势
C. 若增大电流,、两侧电势差不变
D. 若增大磁感应强度,、两侧电势差变大
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由于金属导体中导电的是自由电子,通入恒定电流时,电子定向移动方向与电流方向相反,由左手定则可知,电子偏向电极,电极的电势高于电极;若磁场方向与图中所示相反,由左手定则可知,电子偏向电极,电极的电势低于电极;A、B错误;
CD.设金属导体单位体积内的电子个数为,电子定向运动的速度大小为,根据平衡条件可得
电流的微观表达式
其中
联立解得
因此当增大电流时,、两侧电势差变大;增大磁感应强度,、两侧电势差变大,C错误,D正确。
故选D。
7. 图甲所示的救生缓降器由挂钩(或吊环)、吊带、绳索及速度控制装置等组成,是一种可使人沿(随)绳(带)缓慢下降的安全营救装置。如图乙所示,高层建筑工人在一次险情中,将安全带系于腰部,从离地面某高度处通过钢丝绳先匀加速运动后匀减速运动安全着陆,图丙是工人运动全过程的图像。已知工人的质量,,则下列说法中错误的是( )
A. 发生险情处离地面的高度为45m
B. 时钢丝绳对工人拉力的瞬时功率为630W
C. 加速下滑时钢丝绳对工人的拉力大小为280N
D. 整个过程中工人所受重力做功为31500J
【答案】B
【解析】
【详解】A.发生险情处离地面的高度为
选项A正确,不符合题意;
B.时速度为v=9m/s,加速度
由牛顿第二定律
解得
T=1330N
则钢丝绳对工人拉力的瞬时功率为
P=Tv=11970W
选项B错误,符合题意;
C.加速下滑时加速度
由牛顿第二定律
钢丝绳对工人的拉力大小为
T'=280N
选项C正确,不符合题意;
D.整个过程中工人所受重力做功为
选项正确,不符合题意。
故选B。
二、多选题:本大题共3小题,共18分。
8. 在地球表面以一定的初速度竖直上抛一小球,经过时间t落回原处;若在某星球表面以相同的速度竖直上抛一小球,则需经4t时间落回原处。不计空气阻力,忽略星球和地球自转。已知该星球半径与地球半径之比为1:4,则( )
A. 该星球密度与地球密度之比为1:1
B. 该星球质量与地球质量之比为64:1
C. 该星球表面重力加速度与地球表面重力加速度之比为4:1
D. 该星球表面重力加速度与地球表面重力加速度之比为1:4
【答案】AD
【解析】
【详解】CD.地球和星球上遵循的理论是一样的,不考虑自转,万有引力等于重力。设地球表面重力加速度为g,设该星球表面附近的重力加速度为,根据竖直上抛回到原处,有
以相同初速度竖直上抛,重力加速度之比等于它们所需时间之反比,星球上的时间与地球上的时间比为,则星球表面重力加速度和地球表面的重力加速度之比
故C错误,D正确;
B.根据万有引力等于重力,有
得
星球和地球表面的重力加速度之比为,半径比为,所以星球和地球的质量比
故B错误;
A.根据密度的定义
所以
所以该星球密度与地球密度之比为
故A正确。
故选AD
9. 由粗糙的水平杆AO与光滑的竖直杆BO组成的绝缘直角支架如图放置,在AO杆、BO杆上套有带正电的小球P、Q,两个小球恰能在某一位置平衡。现将P缓慢地向左移动一小段距离,两球再次达到平衡。若小球所带电量不变,与移动前相比( )
A. P、Q之间的距离减小
B. 杆BO对Q的弹力减小
C. 杆AO对P的摩擦力增大
D. 杆AO对P的弹力减小
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.Q受力如图,由力的合成与平衡条件可知:BO杆对小球Q的弹力变大,两小球之间的库仑力变大,由库仑定律知,两小球P、Q的距离变小,故A正确,B错误;
C.对整体受力分析,可得AO杆对小球P的摩擦力等于BO对小球Q的弹力,则杆AO对P的摩擦力变大,故C正确;
D.对整体分析可知,竖直方向只受重力和AO杆的支持力,故AO杆对小球P的弹力等于两球的重力之和,则大小不变,故D错误。
故选AC。
10. 用一小型电动机竖直向上提升质量为m的重物,电动机的输出功率恒定,重物向上加速运动的v-t图像如图所示,v0为上升过程的最大速度。重力加速度为g,加速上升过程中,重力的冲量大小为I,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 重物加速上升的时间为
B. 重物加速上升过程中吊索对重物拉力的冲量大小等于mv0
C. 电动机的输出功率P=mgv0
D. 当重物速度为时,重物加速度大小等于2g
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由题意可知,重物加速上升的时间为
故A正确;
B.重物加速上升过程中根据动量定理,吊索对重物拉力的冲量大小为
故B错误;
C.当匀速运动时,拉力F等于重物的重力,电动机的输出功率
故C正确;
D.重物速度为
时,拉力
由
F1-mg=ma
解得
a=g
故D错误。
故选AC。
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11. 某同学进行“单摆周期与重力加速度定量关系的实验研究”,在伽利略用斜面“冲淡”重力思想的启发下,创设了“重力加速度”可以人为调节的实验环境。如图1所示,在水平地面上固定一倾角可调的光滑斜面,把摆线一端固定于斜面上的O点,使摆线平行于斜面。小角度拉开摆球至A点,静止释放后,摆球在ABC之间做简谐运动。某次实验中,该同学通过力传感器(图中未画出)测得摆线的拉力F随时间t变化的关系如图2所示,其中已知,当地的重力加速度大小为g,摆球质量为m。
(1)实验中测得摆球的周期T为__________(用表示)。
(2)如图1所示,若摆球在A点的摆角为,则摆球在A点的回复力是__________(填选项序号)。
A. B. C. D.
(3)该同学多次调节料面的倾角,测出相应的控球周期T,并以为纵坐标,以__________(填“”或“”)为横坐标,绘制的图像是一条直线,则可以得到实验结论。
【答案】(1) (2)C
(3)
【解析】
【小问1详解】
摆球经过最高点时,拉力最小,经过最低点时,拉力最大,由图可知,摆球的周期T为。
【小问2详解】
由于摆球在斜面内摆动,所以在A点的回复力为小球所受重力沿斜面向下的分量再分解到A点切线方向的分力,所以,故选C。
【小问3详解】
根据单摆周期公式,
所以
所以应以T2为纵坐标,以为横坐标,绘制的图像是一条直线,则可以得到实验结论。
12. 小明同学根据图1的电路连接器材来“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”。实验时多次改变合金丝甲接入电路的长度、调节滑动变阻器的阻值,使电流表的读数达到某一相同值时记录电压表的示数U,从而得到多个的值,作出图像,如图2中图线a所示。
(1)在实验中使用的是_______(选填“0~20”或“0~200”)的滑动变阻器。
(2)在某次测量时,量程为3V电压表的指针位置如图3所示,则读数U=_______V。
(3)已知合金丝甲的横截面积为7.0×10-8m2,则合金丝甲的电阻率为_______·m(结果保留2位有效数字)。
(4)图2中图线b是另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后采用同样的方法获得的图像,由图可知合金丝甲的横截面积_______(选填“大于”、“等于”或“小于”)合金丝乙的横截面积。
【答案】 ①. 0~20 ②. 1.30 ③. 1.1×10-6(0.90×10-6~1.3×10-6) ④. 小于
【解析】
【详解】(1)[1]由实验原理可知
而由图像可知待测电阻最大约为8,为了使电压表有明显的读数变化,则滑动变阻器的阻值不能太大,故选0~20比较合适;
(2)[2]量程为3V的电压表,精度为0.1V,估读到0.01V,则电压为1.30V;
(3)[3]根据电阻定律有
则图像的斜率为
可得合金丝甲的电阻率为
(4)[4] 另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后,电阻率不变,而横截面积变为
由图2中图线b可得
解得
故合金丝甲的横截面积小于合金丝乙的横截面积。
四、计算题:本大题共3小题,共38分。
13. 如图所示,A、B、C三点为一直角三角形的三个顶点,∠B=30°,现在A、B两点放置两个点电荷,电荷量绝对值为qA、qB,测得C点电场强度的方向与AB平行,则:
(1)A、B两个点电荷电性;
(2)画出场强叠加的示意图;
(3)A、B点电荷电荷量绝对值之比。
【答案】(1)qA带负电,qB带正电;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)放在A点和B点的点电荷在C处产生的场强方向在AC和BC的连线上,因C点场强方向与AB方向平行,故放在A点的点电荷和放在B点的点电荷产生的场强方向只能由C→A和由B→C,故qA带负电,qB带正电。
(2)如图所示场强叠加的示意图
(3)由几何关系知
根据点电荷电场公式
又由几何关系知
解得
14. 吹箭筒的特点是无声无光,便于携带,射击精准,我国丛林部队特种兵也配备了这种装备。如图甲所示,某战士从距水平地面高的位置斜向上吹出一支箭,射出方向与水平方向成角,初速度大小,不计空气阻力,重力加速度,,。
(1)若该箭落至水平地面,求该箭运动到最高点时与水平地面的距离;
(2)若该箭下落过程中恰好垂直射到一个凹坑中倾角为37°的侧壁上,如图乙所示,求其在空中的飞行时间。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
箭做斜抛运动,水平方向上做匀速直线运动,竖直方向上做竖直上抛运动,则有,
解得最高点与水平地面的距离
【小问2详解】
设箭射到侧壁的速度为,因为垂直射到一个倾角为37°的侧壁上,则有
解得
故飞行时间
15. 如图所示,质量为、半径的四分之一光滑圆弧槽静置于光滑水平地面上,质量为的小球Q右侧与球心等高处连接一轻质弹簧,弹簧的另一端距圆弧槽底有一定距离。现将质量为的小球P从圆弧槽顶端由静止释放,重力加速度g取小球P、Q大小、形状相同、且可视为质点。求:
(1)若圆弧槽固定不动,小球P滑离圆弧槽时的速度大小;
(2)若圆弧槽不固定,小球P滑离圆弧槽时的速度大小;
(3)圆弧槽不固定的情况下,弹簧压缩过程中的最大弹性势能。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
若圆弧槽固定,小球P机械能守恒,有
解得
【小问2详解】
若圆弧槽不固定,槽和小球P组成的系统在水平方向动量守恒若以向左为正方向,在水平方向,由动量守恒定律有
由机械能守恒定律有
联立解得
【小问3详解】
当小球P、Q速度相等时,弹簧具有最大弹性势能,由动量守恒定律有
解得
根据能量守恒定律有
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