内容正文:
兴义市第八中学2025-2026学年高二上学期10月物理检测试卷
一、单选题(本大题共7小题)
1. 人们对手机的依赖性越来越强,有些人喜欢躺着看手机,经常出现手机砸到头部的情况。若手机质量为120g,从离人约20cm的高度无初速度掉落,砸到头部后手机未反弹,头部受到手机的冲击时间约为0.02s,取重力加速度g=10m/s2;下列分析正确的是( )
A. 手机接触头部之前的速度约为1m/s
B. 手机对头部的冲量大小约为0.24
C. 手机对头部的作用力大小约为10.8N
D. 手机与头部作用过程中手机动量变化约为0.24
2. 将A、B两物块靠在一起放置于水平地面上,并在两物体上同时施加水平向右的作用力,如图所示。已知mA = 3 kg、mB = 4 kg,两物块互不粘连,水平地面与物块间的摩擦力可忽略,且两个作用力大小随时间关系分别满足FA = 10 − 2t(N)、FB = 4 + 2t(N),t = 0时刻物块从静止出发,则( )
A. 2 s时物块A动量的大小为10 kg∙m/s
B. 2 s时物块B的速度大小为3 m/s
C. 0 ~ 5 s内作用力FB的冲量大小为45 N∙s
D. 5 s时物块A的速度大小为10 m/s
3. 如图所示的实验装置中,极板A接地,平行板电容器的极板B与一个灵敏静电计相接。将A极板向左移动,增大电容器两极板间的距离时,电容器所带的电量Q、电容C两极间的电压U,电容器两极板间的场强E的变化情况是( )
A. Q变小,C不变,U不变,E变小
B. Q变小,C变小,U不变,E不变
C. Q不变,C变小,U变大,E不变
D. Q不变,C变小,U变大,E变小
4. 如图所示,光滑平面上有一辆质量为4m的小车,车上左右两端分别站着甲、乙两人,他们的质量都是m,开始两个人和车一起以速度v0向右匀速运动.某一时刻,站在车右端的乙先以相对地面向右的速度v跳离小车,然后站在车左端的甲以相对于地面向左的速度v跳离小车.两人都离开小车后,小车的速度将是( )
A. 1.5v0 B. v0 C. 大于v0,小于1.5v0 D. 大于1.5v0
5. 一个质量为2kg的物体在合力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 时物体的加速度是 B. 时物体的开始反向运动
C. 时物体的动量大小是5kg·m/s D. 时物体的速度大小是1m/s
6. 一根粗细均匀的细钢丝,原来的电阻为R,则( )
A. 截去,剩下部分的电阻变为
B. 均匀拉长为原来的2倍,电阻变为2R
C. 对折后,电阻变为
D. 均匀拉长使截面积为原来的,电阻变为16R
7. 光滑水平面上放有一表面光滑、倾角为的斜面体,斜面体质量为、底边长为,如图所示。将一质量为、可视为质点的滑块从斜面的顶端由静止释放,滑块经过时间刚好滑到斜面底端。此过程中斜面对滑块的支持力大小为,重力加速度为,则下列说法中正确的是( )
A.
B. 滑块下滑过程中斜面体做匀速直线运动
C. 此过程中斜面体向左滑动的距离为
D. 滑块下滑的过程中、组成的系统动量守恒
二、多选题(本大题共3小题)
8. 物块置于足够长光滑斜面上并锁定,时刻解除锁定,并对物体沿斜面施加如图所示变化的力F,以沿斜面向下为正方向,下列说法正确的是( )
A. ,物体一直沿斜面向下运动
B. ,合外力的总冲量为0
C. 时动量是时的一半
D. 过程物体的位移小于的位移
9. 如图所示,在O点放置一正点电荷,a、b两点位于以O点为圆心的同一圆周上,O、b、c三点位于同一直线上。下列说法正确的是( )
A. a、b两点的电场强度相同
B. b点的电势低于c点的电势
C. 一负点电荷从b点沿直线向O点运动过程中电势能逐渐减小
D. 一负点电荷仅在电场力作用下从b点向O点运动过程中加速度逐渐减小
10. 如图所示,有一个质量为的物体A和一个质量为M的物体B用轻弹簧连接,放在光滑的水平地面上。二者初始静止,弹簧原长为,劲度系数为k,弹性势能表达式(x为弹簧的形变量)。现用一质量为m的子弹沿水平方向以初速度打中物体A,并留在物体A中(子弹与物体A达到相对静止的时间极短),然后压缩弹簧至最短,之后弹簧恢复原长,最后被拉长至最长。则下列说法正确的是( )
A. 整个过程中子弹、物体A、物体B三者组成的系统动量守恒、机械能守恒
B. 弹簧被压缩至最短时物体B的速度大小为
C. 整个过程中弹簧的最大弹性势能为
D. 物体B的最大加速度大小为
三、实验题(本大题共2小题)
11. 下图为验证动量守恒定律的实验装置,轨道固定,实验中选取两个半径相同、质量不等的小球()进行实验。
(1)若进行实验,以下所提供的测量工具中必需的是 。
A. 直尺 B. 游标卡尺 C. 天平 D. 弹簧秤 E. 秒表
(2)轨道上先不放小球,让小球由图示A位置静止下滑,再将小球放在斜槽末端保持静止,让小球仍然从A位置静止下滑,两次实验两球落在下方斜面上的位置为M、P、N。则碰后的落点为___________(填M、N、P)
(3)若M、P、N到斜槽末端B点的距离分别为、、,只要满足关系式___________,就能说明两球碰撞前后系统动量守恒。
12. 某实验室有如下器材:
A.表头G1(2mA,2Ω),
B.表头G2,(20mA,3Ω);
C.滑动变阻器R1(0~10Ω),
D.滑动变阻器R2(0~10kΩ)
E.电源一个,开关、导线若干
F.不同定值电阻若干,其中R=4Ω
G.两个相同的非线性元件
(1)需要一个量程为0~3V的电压表,可用G1串联一个___________Ω的电阻改装而成;
(2)利用改装的电压表和电流表测电源的电动势和内阻,用图甲的电路图,滑动变阻器应选用______(填“R1”或“R2”),得到多组数据,绘出图乙中的U-I图像,则电源电动势为______V,内阻为______Ω(结果保留两位有效数字)。
(3)将两个相同的非线性元件接入电路图丙,图丁是该非线性元件的电压和电流关系,则该电源的效率是______%(结果保留一位小数)。
四、解答题(本大题共3小题)
13. 水平绝缘细杆上有一带电圆环B,圆环B的质量为m、电荷量为,在圆环B右上方固定电荷量为的圆环A,两圆环都可看成点电荷,静电力常量为k,重力加速度大小为g,圆环B恰好处于静止状态,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,圆环A到细杆的距离为L,两圆环间的距离为2L,A、B与杆在同一竖直面内,求:
(1)两圆环间的库仑力大小F;
(2)圆环B与细杆间的动摩擦因数。
14. 如图所示,在水平桌面上放置一质量为M且够长的木板,木板上再叠放一质量为m的滑块,木板与桌面间的动摩擦因数为µ1,滑块与木板间的动摩擦因数为µ2,开始时滑块与木板均静止。今在木板上施加一水平拉力F,它随时间t的变化关系为F=kt,k为已知的比例系数。假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力,求滑块刚好开始在木板上滑动时
(1)拉力作用的时间;
(2)木板的速度。
15. 如图所示是某大型户外水上游乐活动的模型图,固定在地面上的圆弧轨道表面光滑,质量、长度的平板C浮于水面上,其左端紧靠着圆弧轨道,且其上表面与轨道末端相切,平板左侧放置质量的橡胶块。质量的人(用表示)从圆弧轨道上与平板高度差处由静止滑下,与碰撞后立即共速。整个运动过程中、均可视作质点。已知人、橡胶块与平板间的动摩擦因数均为,平板碰到水池墙壁时立即被锁定。已知水面平静,平板受到的水的阻力忽略不计,重力加速度。
(1)求与碰撞后瞬间的共同速度的大小。
(2)、与C达到共同速度时(C未与墙壁发生碰撞),此时、离C右端的距离为多大?
(3)在C被墙壁锁定后,为了避免人碰撞到墙壁,且保证人不掉落水中,当、与墙壁距离为时,人将以速度推出,与墙壁碰后立即被锁定,试求的取值范围。
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兴义市第八中学2025-2026学年高二上学期10月物理检测试卷
一、单选题(本大题共7小题)
1. 人们对手机的依赖性越来越强,有些人喜欢躺着看手机,经常出现手机砸到头部的情况。若手机质量为120g,从离人约20cm的高度无初速度掉落,砸到头部后手机未反弹,头部受到手机的冲击时间约为0.02s,取重力加速度g=10m/s2;下列分析正确的是( )
A. 手机接触头部之前的速度约为1m/s
B. 手机对头部的冲量大小约为0.24
C. 手机对头部的作用力大小约为10.8N
D. 手机与头部作用过程中手机动量变化约为0.24
【答案】D
【解析】
【详解】手机质量为
下落高度约为
冲击时间约为
A.手机下落过程做自由落体运动,由运动学公式
可得手机接触头部之前的速度约为
故A错误;
BCD.以竖直向上为正方向,手机与头部作用过程中手机动量变化约为
设手机对头部的冲量大小约为I,由动量定理得
解得
设头部对手机的作用力约为F,由冲力的定义得
解得
由牛顿第三定律可知手机对头部的作用力大小约为13.2N,故BC错误,D正确。
故选D。
2. 将A、B两物块靠在一起放置于水平地面上,并在两物体上同时施加水平向右的作用力,如图所示。已知mA = 3 kg、mB = 4 kg,两物块互不粘连,水平地面与物块间的摩擦力可忽略,且两个作用力大小随时间关系分别满足FA = 10 − 2t(N)、FB = 4 + 2t(N),t = 0时刻物块从静止出发,则( )
A. 2 s时物块A动量的大小为10 kg∙m/s
B. 2 s时物块B的速度大小为3 m/s
C. 0 ~ 5 s内作用力FB的冲量大小为45 N∙s
D. 5 s时物块A的速度大小为10 m/s
【答案】C
【解析】
【详解】AB.对AB整体,开始时
解得
当AB分离时,则两者间弹力恰为零,则此时
解得
此时AB的速度
A的动量
选项AB错误;
C.0 ~ 5 s内作用力FB的冲量大小为
选项C正确;
D.2 ~ 5 s内作用力FA的冲量大小
由动量定理
解得5 s时物块A的速度大小为
选项D错误。
故选C。
3. 如图所示的实验装置中,极板A接地,平行板电容器的极板B与一个灵敏静电计相接。将A极板向左移动,增大电容器两极板间的距离时,电容器所带的电量Q、电容C两极间的电压U,电容器两极板间的场强E的变化情况是( )
A. Q变小,C不变,U不变,E变小
B. Q变小,C变小,U不变,E不变
C. Q不变,C变小,U变大,E不变
D. Q不变,C变小,U变大,E变小
【答案】C
【解析】
【详解】电容器与电源断开,不能充电也不能放电,所以电量Q不变;
根据
增大电容器两极板间的距离时,电容C减小;
根据
解得
增大电容器两极板间的距离时,电压U增大;
根据
解得
增大电容器两极板间的距离时,E不变。
故选C。
4. 如图所示,光滑平面上有一辆质量为4m的小车,车上左右两端分别站着甲、乙两人,他们的质量都是m,开始两个人和车一起以速度v0向右匀速运动.某一时刻,站在车右端的乙先以相对地面向右的速度v跳离小车,然后站在车左端的甲以相对于地面向左的速度v跳离小车.两人都离开小车后,小车的速度将是( )
A. 1.5v0 B. v0 C. 大于v0,小于1.5v0 D. 大于1.5v0
【答案】A
【解析】
【详解】两人和车所组成的系统原动量为,向右。当甲、乙两人先后以对地相等的速度向两个方向跳离时,甲、乙两人的动量和为零,则有
解得
故A正确BCD错误。
故选A。
5. 一个质量为2kg的物体在合力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 时物体的加速度是 B. 时物体的开始反向运动
C. 时物体的动量大小是5kg·m/s D. 时物体的速度大小是1m/s
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.由图可知,t=1s时F=2N,由牛顿第二定律可得,物体加速度为
故A错误;
B.时物体的开始反向运动,加速度开始变向,物体达到最大速度,即将开始匀减速运动,故B错误;
C.由动量定理可得
代入数据,解得
故C错误;
D.由动量定理可得
代入数据,解得
故D正确。
故选D。
6. 一根粗细均匀的细钢丝,原来的电阻为R,则( )
A. 截去,剩下部分的电阻变为
B. 均匀拉长为原来的2倍,电阻变为2R
C. 对折后,电阻变为
D. 均匀拉长使截面积为原来的,电阻变为16R
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据电阻定律
可知电阻与长度成正比,则截去,剩下部分的长度为原来的,则电阻变为,故A错误;
B.均匀拉长为原来的2倍,则长度变2l,由于材料体积不变,则面积将减为,根据电阻定律
可知
电阻变为4R,故B错误;
C.对折后,长度减为,面积增大为,根据电阻定律
可知
电阻变为R,故C错误;
D.均匀拉长使截面积为原来的,则长度为原来的4倍,同理可得电阻变为16R,则D正确。
故选D。
7. 光滑水平面上放有一表面光滑、倾角为的斜面体,斜面体质量为、底边长为,如图所示。将一质量为、可视为质点的滑块从斜面的顶端由静止释放,滑块经过时间刚好滑到斜面底端。此过程中斜面对滑块的支持力大小为,重力加速度为,则下列说法中正确的是( )
A.
B. 滑块下滑过程中斜面体做匀速直线运动
C. 此过程中斜面体向左滑动的距离为
D. 滑块下滑的过程中、组成的系统动量守恒
【答案】C
【解析】
【详解】A.当滑块B相对于斜面加速下滑时,斜面体A水平向左加速运动,所以滑块B相对于水平面的加速度方向不再沿斜面方向,即沿垂直于斜面方向的合外力不再为零,所以斜面对滑块的支持力大小 ,故错误;
B.斜面体和滑块紧密接触,运动轨迹如图所示,滑块所受合力方向与运动轨迹一致,重力大小不变,则支持力大小不变。斜面体所受的滑块给的压力大小不变,故斜面体所受的合力大小不变,斜面体向左做匀加速直线运动,故错误;
CD.滑块的加速度有竖直向下的分量,系统在竖直方向上合外力不为零,则滑块B下滑的过程中A、B组成的系统动量不守恒,系统在水平方向不受外力,水平方向动量守恒,设A、B的水平位移大小分别为、,取水平向左为正方向,由动量守恒定律得
两边同时乘时间,则有
又
解得,故C正确,错误。
故选C。
二、多选题(本大题共3小题)
8. 物块置于足够长光滑斜面上并锁定,时刻解除锁定,并对物体沿斜面施加如图所示变化的力F,以沿斜面向下为正方向,下列说法正确的是( )
A. ,物体一直沿斜面向下运动
B. ,合外力的总冲量为0
C. 时动量是时的一半
D. 过程物体的位移小于的位移
【答案】AD
【解析】
【详解】根据图像可知当时,物块加速度为
方向沿斜面向下;
当时,物块加速度大小为
方向沿斜面向上,作出物块内的图像
A.根据图像可知,物体一直沿斜面向下运动,故A正确;
B.根据图像可知,物块的末速度不等于0,根据动量定理
故B错误;
C.根据图像可知时物块速度大于时物块的速度,故时动量不是时的一半,故C错误;
D.图像与横轴围成的面积表示位移,故由图像可知过程物体的位移小于的位移,故D正确。
故选AD。
9. 如图所示,在O点放置一正点电荷,a、b两点位于以O点为圆心的同一圆周上,O、b、c三点位于同一直线上。下列说法正确的是( )
A. a、b两点的电场强度相同
B. b点的电势低于c点的电势
C. 一负点电荷从b点沿直线向O点运动过程中电势能逐渐减小
D. 一负点电荷仅在电场力作用下从b点向O点运动过程中加速度逐渐减小
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据
可知,a点的电场强度大小等于b点的电场大小,但方向不同,故A错误;
B.根据沿着电场线方向电势逐渐降低,可知b点的电势低于c点的电势,故B正确;
C.从b点沿直线向O点电势逐渐升高,所以一负点电荷从b点沿直线向O点运动过程中电势能逐渐减小,故C正确;
D.根据
可知一负点电荷仅在电场力作用下从b点向O点运动过程中库仑力逐渐增大,加速度逐渐增大,故D错误。
故选BC。
10. 如图所示,有一个质量为的物体A和一个质量为M的物体B用轻弹簧连接,放在光滑的水平地面上。二者初始静止,弹簧原长为,劲度系数为k,弹性势能表达式(x为弹簧的形变量)。现用一质量为m的子弹沿水平方向以初速度打中物体A,并留在物体A中(子弹与物体A达到相对静止的时间极短),然后压缩弹簧至最短,之后弹簧恢复原长,最后被拉长至最长。则下列说法正确的是( )
A. 整个过程中子弹、物体A、物体B三者组成的系统动量守恒、机械能守恒
B. 弹簧被压缩至最短时物体B的速度大小为
C. 整个过程中弹簧的最大弹性势能为
D. 物体B的最大加速度大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.水平地面光滑,子弹、物体A、物体B三者组成的系统所受合外力为零,因此动量守恒,子弹打入物体A过程中,由于摩擦生热,故机械能不守恒,选项A错误;
B.当三者共速时,弹簧被压缩至最短,设共同速度为,根据动量守恒定律有
解得
选项B正确;
C.当弹簧压缩至最短或伸长至最长时,弹性势能最大,此时三者共速,子弹打入物体A并留在A中时,设此时A的速度大小为,对子弹与物体A,根据动量守恒定律
解得
从子弹打入物体A后至AB共速,弹性势能增加量等于系统动能减少量,故最大弹性势能为
选项C错误;
D.当弹簧形变量最大时,弹力最大,物体B的加速度最大
根据牛顿第二定律得
联立二式得
选项D正确。
故选BD。
三、实验题(本大题共2小题)
11. 下图为验证动量守恒定律的实验装置,轨道固定,实验中选取两个半径相同、质量不等的小球()进行实验。
(1)若进行实验,以下所提供的测量工具中必需的是 。
A. 直尺 B. 游标卡尺 C. 天平 D. 弹簧秤 E. 秒表
(2)轨道上先不放小球,让小球由图示A位置静止下滑,再将小球放在斜槽末端保持静止,让小球仍然从A位置静止下滑,两次实验两球落在下方斜面上的位置为M、P、N。则碰后的落点为___________(填M、N、P)
(3)若M、P、N到斜槽末端B点的距离分别为、、,只要满足关系式___________,就能说明两球碰撞前后系统动量守恒。
【答案】(1)AC (2)M
(3)
【解析】
【小问1详解】
要验证动量守恒定律,需测量小球的质量和三个落点到B点的距离。故提供的测量工具中必需的是直尺和天平。
【小问2详解】
碰后的落点为M点。
【小问3详解】
碰撞前,小球落在图中的P点,设其水平初速度为,小球、发生碰撞后,的落点在图中的M点,设其水平初速度为,的落点在图中的N点,设其水平初速度为。设斜面与水平间的倾角为,由平抛运动规律,竖直方向有
水平方向有
解得
同理可得
只要满足
即
就可以说明两球碰撞前后动量是守恒的。
12. 某实验室有如下器材:
A.表头G1(2mA,2Ω),
B.表头G2,(20mA,3Ω);
C.滑动变阻器R1(0~10Ω),
D.滑动变阻器R2(0~10kΩ)
E.电源一个,开关、导线若干
F.不同定值电阻若干,其中R=4Ω
G.两个相同的非线性元件
(1)需要一个量程为0~3V的电压表,可用G1串联一个___________Ω的电阻改装而成;
(2)利用改装的电压表和电流表测电源的电动势和内阻,用图甲的电路图,滑动变阻器应选用______(填“R1”或“R2”),得到多组数据,绘出图乙中的U-I图像,则电源电动势为______V,内阻为______Ω(结果保留两位有效数字)。
(3)将两个相同的非线性元件接入电路图丙,图丁是该非线性元件的电压和电流关系,则该电源的效率是______%(结果保留一位小数)。
【答案】(1)1498
(2) ①. R1 ②. 3.0 ③. 10
(3)90.7
【解析】
【小问1详解】
将G1改装成0~3V的电压表,根据串联分压得改装原理有
可得需要串联得电阻得阻值
【小问2详解】
[1]由于电源内阻较小,为了便于调节,因此滑动变阻器应选择阻值较小的采用限流式接法接入电路;
[2][3]表头G1改装成了适当量程的电压表,而根据题意可知,表头G2改装成了电流表,由实验电路图甲,根据闭合电路的欧姆定律可得
整理得
结合图像可知
E=3.0V,,
【小问3详解】
将两个相同的非线性元件并联接入电路,根据闭合电路欧姆定律有
可得
在非线性元件的伏安特性曲线图像中作出电源的U−I图线如图所示
交点的横、纵坐标即电路的工作点,此时
则电源的效率是
η=×100%=90.7%
四、解答题(本大题共3小题)
13. 水平绝缘细杆上有一带电圆环B,圆环B的质量为m、电荷量为,在圆环B右上方固定电荷量为的圆环A,两圆环都可看成点电荷,静电力常量为k,重力加速度大小为g,圆环B恰好处于静止状态,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,圆环A到细杆的距离为L,两圆环间的距离为2L,A、B与杆在同一竖直面内,求:
(1)两圆环间的库仑力大小F;
(2)圆环B与细杆间的动摩擦因数。
【答案】(1)
(2)或
【解析】
【小问1详解】
两圆环间的库仑力大小为
【小问2详解】
对圆环B受力分析,受到指向A的库仑引力F、重力、沿杆向左的摩擦力如图
由于竖直向上的分力与圆环B的重力的大小关系未知,所以,杆对B的弹力方向无法确定,当弹力竖直向上时,设为,则有几何关系可知
解得
根据平衡条件可知
其中
联立,解得
当弹力竖直向下时,同理根据平衡条件可知
其中
联立,解得
所以,圆环B与细杆间的动摩擦因数为或。
14. 如图所示,在水平桌面上放置一质量为M且够长的木板,木板上再叠放一质量为m的滑块,木板与桌面间的动摩擦因数为µ1,滑块与木板间的动摩擦因数为µ2,开始时滑块与木板均静止。今在木板上施加一水平拉力F,它随时间t的变化关系为F=kt,k为已知的比例系数。假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力,求滑块刚好开始在木板上滑动时
(1)拉力作用的时间;
(2)木板的速度。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】
(1)滑块刚好开始在木板上滑动时,滑块与木板间的静摩擦力达到最大,根据牛顿第二定律,对滑块有
对滑块和木板构成的系统有
联立解得
(2)木板刚开始滑动时
此后滑块随木板一起运动,直至两者发生相对滑动,在这个过程中,拉力的冲量为图中阴影部分面积
对系统,根据动量定理
联立解得
【点睛】当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时,宜用整体法;而在分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时常用隔离法。
整体法和隔离法不是独立的,对一些较复杂问题,通常需要多次选取研究对象,交替使用整体法和隔离法。
15. 如图所示是某大型户外水上游乐活动的模型图,固定在地面上的圆弧轨道表面光滑,质量、长度的平板C浮于水面上,其左端紧靠着圆弧轨道,且其上表面与轨道末端相切,平板左侧放置质量的橡胶块。质量的人(用表示)从圆弧轨道上与平板高度差处由静止滑下,与碰撞后立即共速。整个运动过程中、均可视作质点。已知人、橡胶块与平板间的动摩擦因数均为,平板碰到水池墙壁时立即被锁定。已知水面平静,平板受到的水的阻力忽略不计,重力加速度。
(1)求与碰撞后瞬间的共同速度的大小。
(2)、与C达到共同速度时(C未与墙壁发生碰撞),此时、离C右端的距离为多大?
(3)在C被墙壁锁定后,为了避免人碰撞到墙壁,且保证人不掉落水中,当、与墙壁距离为时,人将以速度推出,与墙壁碰后立即被锁定,试求的取值范围。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
A运动到圆弧轨道最低点的过程,根据动能定理有,
A、B碰撞过程,以水平向右为正方向,根据动量守恒定律有
联立解得
【小问2详解】
A、B与C达到共同速度时,C未与墙壁发生碰撞,对A、B、C构成的系统,根据动量守恒定律有
根据能量守恒定律有
此时A、B离C右端的距离
联立解得
【小问3详解】
设当A、B与墙壁距离为时,A、B的共同速度为,对A、B,根据动能定理有
解得
设人将B推出后瞬间,人的速度为,若人恰好到达墙壁处,对人由动能定理有
解得,
可知,为避免人碰撞到墙壁,有,
设人将B推出后瞬间,人的速度为,该速度方向向左,若人恰好到达C的左端,对人,由动能定理有
解得,
人推出B过程中,以水平向右为正方向,根据动量守恒定律有,
解得,
则保证人不落水也不碰撞到墙壁的的取值范围为
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