精品解析:2026届四川省泸州市叙永第一中学校高三上学期一模物理试题
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内容正文:
高2026届高三第一次诊断性模拟考试
物理
物理试卷共6页,满分100分。考试时间75分钟。
第一卷 选择题(46分)
一、选择题(本题共10小题,1-7每小题4分,共28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. 一物体做匀加速直线运动,依次经过A、B、C三点,B为AC的中点,已知物体在AB段的平均速度为,在BC段的平均速度为,物体在A点速度为,在C点速度为,则下列说法正确的是( )
A. 物体在B点的速度为
B. 物体通过AB段和BC段所用时间之比为
C. 物体在AC段的平均速度为
D. 可能等于
2. 如图所示,质量为2 kg的物体,在水平拉力F=10 N作用下向右做匀加速直线运动,已知物体受到摩擦力大小为4 N,则物体的加速度大小为( )
A. 2 m/s2 B. 3 m/s2 C. 5 m/s2 D. 7 m/s2
3. 1935年5月,红军为突破“围剿”决定强渡大渡河。首支共产党员突击队冒着枪林弹雨依托仅有的一条小木船坚决强突。若河面宽300m,水流速度3m/s,木船相对静水速度1m/s,则突击队渡河所需的最短时间为( )
A. 75s B. 95s
C. 100s D. 300s
4. 如图所示,重物的质量为m,轻细绳AO和BO的A端、B端是固定的,平衡时AO是水平的,BO与水平方向的夹角为θ,重力加速度为g,AO的拉力和BO的拉力F2的大小分别是( )
A. B.
C. D.
5. 如图所示,小车放在光滑的水平地面上,轻质细绳一端系在小车上,另一端连接可视为质点的小球,将小球拉开一定角度(此时小车与小球均静止),然后同时放开小球和小车,小球开始在竖直平面内来回摆动。下列说法正确的是( )
A. 小球在最低点时处于平衡状态 B. 小球在最高点时处于平衡状态
C. 小球在最低点时,小车处于平衡状态 D. 小球在最高点时,小车处于平衡状态
6. 利用500米口径球面射电望远镜(FAST),我国天文学家探测到了一个新天体,命名为。这个新发现的天体是孤立的,该星质量相对较低,主要由暗物质组成。已知和地球的半径分别为、,和地球表面的重力加速度为、,则和地球的质量比为( )
A. B. C. D.
7. 波是传递能量的一种方式。某一简谐波的振幅为A、圆频率为(在波传播过程中保持不变),用表示波在传播过程中的平均能量密度,即单位体积内具有的能量,则有,(为介质的密度);用I表示波在传播过程中的能流密度,即单位时间内流过垂直传播方向的单位面积上的平均能量。若不计传播过程中的能量损耗,该简谐波沿直线传播的速度为v,则有( )
A. B.
C. D.
二、8-10每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 如图1所示,某同学站在力传感器上做下蹲、起跳的动作,图2是根据力传感器采集到的数据画出的力随时间变化的图像,图像中各点均对应人的不同状态,根据图像可知( )
A. 图像中点至点过程对应人处于下蹲过程中
B. 图像中点至点过程对应人处于起跳过程中
C. 图像中点位置对应人处于运动过程的最高点
D. 图像中点位置对应人处于超重状态
9. 《简氏防务周刊》最近披露美国政府对阿富汗和伊拉克境内的“中国制穿甲弹”感到担忧,并正就此事与北京展开“交涉”。假设装甲运兵车的车壳由、两层紧密固定在一起的合金甲板组成,如图所示,甲板的长度是的三倍,一颗穿甲弹以初速度从A端射入甲板,并恰能从C端射出,用的时间为t,子弹在甲板中的运动可以看成是匀变速运动,则以下说法中正确的是( )
A. 穿甲弹到B点的速度为
B. 穿甲弹到B点的速度为
C. 穿甲弹从A到B的时间为
D. 穿甲弹从A到B的时间为
10. 如图所示,一个固定的光滑导轨长臂水平、短臂竖直;一根不可伸长的轻绳,一端系在质量为m的圆环上,另一端与质量为m的小球相连,圆环套在长臂上。左手扶住圆环,右手拿起小球将细线水平拉直,已知细线长度,此时圆环距离短臂,现将圆环与小球同时由静止释放,小球向下摆动,环与短臂碰后粘连(碰撞时间极短)。在小球向下摆动过程中,小球与环沿绳方向速度始终相等,重力加速度为。从释放小球到小球第一次到达最低点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 小球与环组成的系统机械能不守恒
B. 小球与环组成的系统在水平方向上动量守恒
C. 环的最大速度大小为
D. 小球运动的最大速度大小为
第二卷 非选择题(54分)
二、实验探究题(16分)
11. 某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平行。正确操作后,作出的光路图及测出的相关角度如图甲所示。
(1)下列说法正确的是________(填标号)。
A. 入射角适当大些,可以提高精确度
B. P1、P2及P3、P4之间的距离取得小些,可以提高精确度
C. P1、P2的间距,入射角的大小均与实验的精确度无关
(2)此玻璃的折射率计算式为n=________(用图中的θ1、θ2表示)。
(3)若该同学用他测得的多组入射角i与折射角r,作出sini−sinr的图像如图乙所示,下列判断正确的是________(填标号)。
A. 他做实验时,研究的是光线从空气射入玻璃的折射现象
B. 玻璃的折射率为0.67
C. 玻璃的折射率为1.49
12. 如图所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒定律。
(1)本实验中,下列说法正确的是________。
A. 重物选用质量和密度较大的金属锤
B. 安装打点计时器时,应使两个限位孔处于竖直方向同一直线上
C. 可以根据v = gt来计算重物在t时刻的瞬时速度
D. 先接通电源,后释放重物
(2)某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz的交流电源上,按正确操作得到了一条完整的纸带,由于纸带较长,图中有部分未画出,如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点,其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出,利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有________
A. OA、AD和EG的长度 B. OC、BC和CD的长度
C. BD、CF和EG的长度 D. AC、BD和EG的长度
(3)已知当地重力加速度为9.80 m/s2,某同学所用重物的质量为m = 1.0 kg,得到纸带如下乙图,则打点计时器在打0点到4点的这段时间内,重锤动能的增加量为________J,重力势能的减少量为________J。(计算结果保留三位有效数字),根据计算,可以得知在误差允许范围内重物在下落过程中机械能守恒。
(4)实验小组选用两个质量相同、材料不同的重物P和Q分别进行实验,多次记录下落高度h和相应的速度大小v,作出的v2 − h图像如丙图所示,对比图像分析可知选重物________(选填“P”或“Q”)进行实验误差更小。
三、计算题(38分,13题10分,14题12分,15题16分)
13. 2020年9月17日,阿里巴巴发布了第一款物流机器人“小蛮驴”。未来,小蛮驴机器人将率先在菜鸟驿站大规模投用。某次实验人员在测试“小蛮驴”时,先从静止开始,沿直线匀加速行驶了10s,达到最大速度12m/s后,又以的加速度沿直线匀减速行驶了3s,然后做匀速直线运动。已知“小蛮驴”满载货物总质量为300kg,求:
(1)匀加速运动时的加速度大小;
(2)求内“小蛮驴”所走的位移大小;
(3)前20s过程中机器人的总位移大小。
14. 如图所示,平台AB距竖直光滑圆形轨道的C点的竖直高度,竖直光滑圆形轨道半径为。有一质量为小球以初速度从平台的边缘B点水平飞出,恰好沿圆弧轨道C点的切线方向进入圆弧,做圆周运动到达D点时速度为。OC与竖直方向的夹角为(不计空气阻力 g=10m/s2)。求:
(1)小球在空中飞行的时间;
(2)小球的初速度;
(3)小球对圆弧轨道D点的压力大小。(结果保留两位小数)
15. 如图(a)所示,在光滑水平地面上固定一粗糙斜面,一个质量为的物块B(包含左端固定的轻弹簧,弹簧劲度系数未知)静止在水平地面上;物块以的速度向B运动,时刻与弹簧接触,到时与弹簧分离。A、B的图像如图(b)所示。已知在时间内,物块B运动的距离为。A、B分离后,B与静止在水平地面上、质量为的物块C发生弹性正碰,此后物块C滑上粗糙斜面,然后反向滑下,与一直在水平面上的B再次碰撞。已知斜面倾角,物块与斜面间的动摩擦因数,斜面与水平面光滑连接,碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内,弹簧的弹性势能表达式为,其中为弹簧的劲度系数,为弹簧的形变量。求:
(1)物块A的质量;
(2)A、B第一次碰撞和第二次碰撞过程中,物块A的最大加速度之比;
(3)A、B第二次碰撞过程中,弹簧压缩量的最大值。
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高2026届高三第一次诊断性模拟考试
物理
物理试卷共6页,满分100分。考试时间75分钟。
第一卷 选择题(46分)
一、选择题(本题共10小题,1-7每小题4分,共28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. 一物体做匀加速直线运动,依次经过A、B、C三点,B为AC的中点,已知物体在AB段的平均速度为,在BC段的平均速度为,物体在A点速度为,在C点速度为,则下列说法正确的是( )
A. 物体在B点的速度为
B. 物体通过AB段和BC段所用时间之比为
C. 物体在AC段的平均速度为
D. 可能等于
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据匀变速直线的运动规律可得,
其中
解得物体在B点速度为,故A错误;
B.设AB段和BC段位移均为x,物体通过AB段时间为
物体通过BC段时间为
所以物体通过AB段和BC段所用时间之比为,故B正确;
C.物体在段的平均速度为,故C错误;
D.因为物体做匀加速直线运动,所以一定小于,故D错误。
故选B。
2. 如图所示,质量为2 kg的物体,在水平拉力F=10 N作用下向右做匀加速直线运动,已知物体受到摩擦力大小为4 N,则物体的加速度大小为( )
A. 2 m/s2 B. 3 m/s2 C. 5 m/s2 D. 7 m/s2
【答案】B
【解析】
【详解】对物体受力分析,根据牛顿第二定律,物体的加速度大小为
故选B。
3. 1935年5月,红军为突破“围剿”决定强渡大渡河。首支共产党员突击队冒着枪林弹雨依托仅有的一条小木船坚决强突。若河面宽300m,水流速度3m/s,木船相对静水速度1m/s,则突击队渡河所需的最短时间为( )
A. 75s B. 95s
C. 100s D. 300s
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】河宽一定,当木船船头垂直河岸时,在河宽方向上的速度最大,渡河用时最短,即木船相对静水的速度,渡河时间最短为
故选D。
4. 如图所示,重物的质量为m,轻细绳AO和BO的A端、B端是固定的,平衡时AO是水平的,BO与水平方向的夹角为θ,重力加速度为g,AO的拉力和BO的拉力F2的大小分别是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】对O点进行受力分析,由平行四边形定则,作出、的合力,如图所示
因为O点处于平衡状态,所以
解直角三角形得
故选D。
5. 如图所示,小车放在光滑的水平地面上,轻质细绳一端系在小车上,另一端连接可视为质点的小球,将小球拉开一定角度(此时小车与小球均静止),然后同时放开小球和小车,小球开始在竖直平面内来回摆动。下列说法正确的是( )
A. 小球在最低点时处于平衡状态 B. 小球在最高点时处于平衡状态
C. 小球在最低点时,小车处于平衡状态 D. 小球在最高点时,小车处于平衡状态
【答案】C
【解析】
【详解】AC.小球与小车组成的系统在水平方向上不受外力,系统在水平方向上动量守恒,小球在最低点时,细绳对小球的拉力大于小球受到的重力,小球处于超重状态,小车受合外力为零处于平衡状态,选项A错误、C正确;
BD.小球在最高点时,小球、小车的加速度均不为0,都不是平衡状态,选项B、D错误。
故选C。
6. 利用500米口径球面射电望远镜(FAST),我国天文学家探测到了一个新天体,命名为。这个新发现的天体是孤立的,该星质量相对较低,主要由暗物质组成。已知和地球的半径分别为、,和地球表面的重力加速度为、,则和地球的质量比为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由星球表面的物体重力等于万有引力可得
解得
设天体的质量为M1,地球的质量为M2,则有
A正确,BCD错误。
故选A。
7. 波是传递能量的一种方式。某一简谐波的振幅为A、圆频率为(在波传播过程中保持不变),用表示波在传播过程中的平均能量密度,即单位体积内具有的能量,则有,(为介质的密度);用I表示波在传播过程中的能流密度,即单位时间内流过垂直传播方向的单位面积上的平均能量。若不计传播过程中的能量损耗,该简谐波沿直线传播的速度为v,则有( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设时间内流过垂直传播方向面积上的波,根据其物理意义知,能流密度
故选A。
二、8-10每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 如图1所示,某同学站在力传感器上做下蹲、起跳的动作,图2是根据力传感器采集到的数据画出的力随时间变化的图像,图像中各点均对应人的不同状态,根据图像可知( )
A. 图像中点至点过程对应人处于下蹲过程中
B. 图像中点至点过程对应人处于起跳过程中
C. 图像中点位置对应人处于运动过程的最高点
D. 图像中点位置对应人处于超重状态
【答案】AD
【解析】
【详解】A.图像中点至点过程人处于失重状态,加速度向下,则对应人处于下蹲过程中,选项A正确;
B.图像中点至点过程人处于超重状态,加速度向上,处于减速下蹲过程中,选项B错误;
C.图像中点位置处于超重最大的状态,即向上的加速度最大,此时对应人处于下蹲过程的最低点,选项C错误;
D.图像中点位置对传感器的压力大于重力,对应人处于超重状态,选项D正确。
故选AD。
9. 《简氏防务周刊》最近披露美国政府对阿富汗和伊拉克境内的“中国制穿甲弹”感到担忧,并正就此事与北京展开“交涉”。假设装甲运兵车的车壳由、两层紧密固定在一起的合金甲板组成,如图所示,甲板的长度是的三倍,一颗穿甲弹以初速度从A端射入甲板,并恰能从C端射出,用的时间为t,子弹在甲板中的运动可以看成是匀变速运动,则以下说法中正确的是( )
A. 穿甲弹到B点的速度为
B. 穿甲弹到B点的速度为
C. 穿甲弹从A到B的时间为
D. 穿甲弹从A到B的时间为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.设总长度为L,根据速度位移公式有
,
联立解得
故A错误,B正确;
CD.根据平均速度推论
,
联立解得
故C错误,D正确。
故选BD。
10. 如图所示,一个固定的光滑导轨长臂水平、短臂竖直;一根不可伸长的轻绳,一端系在质量为m的圆环上,另一端与质量为m的小球相连,圆环套在长臂上。左手扶住圆环,右手拿起小球将细线水平拉直,已知细线长度,此时圆环距离短臂,现将圆环与小球同时由静止释放,小球向下摆动,环与短臂碰后粘连(碰撞时间极短)。在小球向下摆动过程中,小球与环沿绳方向速度始终相等,重力加速度为。从释放小球到小球第一次到达最低点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 小球与环组成的系统机械能不守恒
B. 小球与环组成的系统在水平方向上动量守恒
C. 环的最大速度大小为
D. 小球运动的最大速度大小为
【答案】AD
【解析】
【详解】小球与圆环释放瞬间,小球与圆环水平方向上不受外力,水平方向动量守恒,根据平均动量守恒有
相等时间里小球与环水平位移相等,所以当环与短臂碰撞时,小球的水平位移也为,由于
所以当圆环与短臂碰撞时,小球未到最低点,之后环与短臂粘连,小球做圆周运动到最低点。
A.环与短臂粘连时,小球与环沿绳方向的速度减为0,机械能不守恒,A正确;
B.环与短臂粘连前系统水平方向动量守恒,粘连后水平方向动量不守恒,B错误;
C.如图
环与断臂碰撞前瞬间速度最大,设最大速度为,绳与水平方向夹角为,根据水平方向动量守恒,有
可得小球的水平速度为
根据机械能守恒定律,有
在小球向下摆动过程中,小球与环沿绳方向速度始终相等,有
可得
联立解得
C错误;
D.小球运动到最低点时速度最大,设速度为,环与短臂粘连时,小球与环沿绳方向的速度减为0,小球的速度为
根据动能定理,有
解得
D正确。
故选AD。
第二卷 非选择题(54分)
二、实验探究题(16分)
11. 某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平行。正确操作后,作出的光路图及测出的相关角度如图甲所示。
(1)下列说法正确的是________(填标号)。
A. 入射角适当大些,可以提高精确度
B. P1、P2及P3、P4之间的距离取得小些,可以提高精确度
C. P1、P2的间距,入射角的大小均与实验的精确度无关
(2)此玻璃的折射率计算式为n=________(用图中的θ1、θ2表示)。
(3)若该同学用他测得的多组入射角i与折射角r,作出sini−sinr的图像如图乙所示,下列判断正确的是________(填标号)。
A. 他做实验时,研究的是光线从空气射入玻璃的折射现象
B. 玻璃的折射率为0.67
C. 玻璃的折射率为1.49
【答案】(1)A (2) (3)AC
【解析】
【小问1详解】
入射角适当大些,可减小测量入射角和折射角时的偶然误差,可以提高精确度;P1、P2及P3、P4之间的距离取得小些,会造成确定入射光线和出射光线时的误差增大。
故选A。
【小问2详解】
根据光的折射定律,此玻璃的折射率计算式为
【小问3详解】
A.因,即入射角大于折射角,所以他做实验时,研究的是光线从空气射入玻璃的折射现象,故A正确;
BC.玻璃的折射率,故B错误,C正确。
故选AC。
12. 如图所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒定律。
(1)本实验中,下列说法正确的是________。
A. 重物选用质量和密度较大的金属锤
B. 安装打点计时器时,应使两个限位孔处于竖直方向同一直线上
C. 可以根据v = gt来计算重物在t时刻的瞬时速度
D. 先接通电源,后释放重物
(2)某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz的交流电源上,按正确操作得到了一条完整的纸带,由于纸带较长,图中有部分未画出,如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点,其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出,利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有________
A. OA、AD和EG的长度 B. OC、BC和CD的长度
C. BD、CF和EG的长度 D. AC、BD和EG的长度
(3)已知当地重力加速度为9.80 m/s2,某同学所用重物的质量为m = 1.0 kg,得到纸带如下乙图,则打点计时器在打0点到4点的这段时间内,重锤动能的增加量为________J,重力势能的减少量为________J。(计算结果保留三位有效数字),根据计算,可以得知在误差允许范围内重物在下落过程中机械能守恒。
(4)实验小组选用两个质量相同、材料不同的重物P和Q分别进行实验,多次记录下落高度h和相应的速度大小v,作出的v2 − h图像如丙图所示,对比图像分析可知选重物________(选填“P”或“Q”)进行实验误差更小。
【答案】(1)ABD (2)BC
(3) ①. 3.65 ②. 3.97
(4)P
【解析】
【小问1详解】
AB.为了减小空气阻力和摩擦阻力的影响,重物选用质量和密度较大的金属锤,安装打点计时器时,应使两个限位孔处于竖直方向同一直线上,故AB正确;
C.重物下落过程受到一定的阻力作用,实际加速度不是重力加速度g,所以不可以根据v = gt来计算重物在t时刻的瞬时速度,故C错误;
D.为了充分利用纸带,应先接通电源,后释放重物,故D正确。
故选ABD。
【小问2详解】
A.当知道OA、AD和EG的长度时,无法求出A点和D点的速度,可以求出F点的速度,但无法知道F点到O点的距离,故A错误;
B.当知道OC、BC和CD的长度时,可以求出C点的速度,也可以知道C点到O点的距离,可以验证机械能守恒定律,故B正确;
C.当知道BD、CF和EG的长度时,知道BD的长度可以求出C点的速度,根据EG的长度可以求出F点的速度,结合CF的长度,可以验证机械能守恒定律,故C正确;
D.当知道AC、BD和EG的长度时,分别可求出B点、C点、F点的速度,但无法知道B点、C点、F点到O点的距离,故D错误。
故选BC。
【小问3详解】
[1]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度,则有
则打点计时器在打0点到4点的这段时间内,重锤动能的增加量为
[2]打点计时器在打0点到4点的这段时间内,重锤重力势能的减少量为
【小问4详解】
设重物下落过程中受到的阻力为f,根据动能定理可得
整理可得
则v2 − h图像的斜率为
由于重物P、Q质量相同,结合图丙可知重物Q所受阻力较大,因此选重物P进行实验误差更小。
三、计算题(38分,13题10分,14题12分,15题16分)
13. 2020年9月17日,阿里巴巴发布了第一款物流机器人“小蛮驴”。未来,小蛮驴机器人将率先在菜鸟驿站大规模投用。某次实验人员在测试“小蛮驴”时,先从静止开始,沿直线匀加速行驶了10s,达到最大速度12m/s后,又以的加速度沿直线匀减速行驶了3s,然后做匀速直线运动。已知“小蛮驴”满载货物总质量为300kg,求:
(1)匀加速运动时的加速度大小;
(2)求内“小蛮驴”所走的位移大小;
(3)前20s过程中机器人的总位移大小。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)根据匀变速直线运动公式有
可得匀加速运动时的加速度大小为
(2)根据题意可知,时,“小蛮驴”开始做匀速运动,此时速度大小为
内“小蛮驴”做匀速运动,通过的位移为
(3)匀加速直线运动阶段的位移为
匀减速阶段的位移为
则前20s过程中机器人的总位移大小为
14. 如图所示,平台AB距竖直光滑圆形轨道的C点的竖直高度,竖直光滑圆形轨道半径为。有一质量为小球以初速度从平台的边缘B点水平飞出,恰好沿圆弧轨道C点的切线方向进入圆弧,做圆周运动到达D点时速度为。OC与竖直方向的夹角为(不计空气阻力 g=10m/s2)。求:
(1)小球在空中飞行的时间;
(2)小球的初速度;
(3)小球对圆弧轨道D点的压力大小。(结果保留两位小数)
【答案】(1)0.4s
(2)
(3)4.73N
【解析】
【小问1详解】
根据自由落体运动规律
解得
【小问2详解】
OC与竖直方向的夹角为,即小球从B到C的速度偏转角为30°,则有
解得
【小问3详解】
根据牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律知,小球对圆弧轨道D点的压力大小
15. 如图(a)所示,在光滑水平地面上固定一粗糙斜面,一个质量为的物块B(包含左端固定的轻弹簧,弹簧劲度系数未知)静止在水平地面上;物块以的速度向B运动,时刻与弹簧接触,到时与弹簧分离。A、B的图像如图(b)所示。已知在时间内,物块B运动的距离为。A、B分离后,B与静止在水平地面上、质量为的物块C发生弹性正碰,此后物块C滑上粗糙斜面,然后反向滑下,与一直在水平面上的B再次碰撞。已知斜面倾角,物块与斜面间的动摩擦因数,斜面与水平面光滑连接,碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内,弹簧的弹性势能表达式为,其中为弹簧的劲度系数,为弹簧的形变量。求:
(1)物块A的质量;
(2)A、B第一次碰撞和第二次碰撞过程中,物块A的最大加速度之比;
(3)A、B第二次碰撞过程中,弹簧压缩量的最大值。
【答案】(1)2m (2)5:1
(3)
【解析】
【小问1详解】
设A的质量为,碰后B的速度为,B与A发生弹性正碰,碰撞前后总动量守恒,机械能守恒,有,
解得
【小问2详解】
后,B、C发生弹性碰撞,由动量守恒定律可得
由机械能守恒定律可知
解得
设C在斜面上运动的最大高度为,返回水平面时的速度大小为,从C碰后到运动到最高点,根据动能定理得
从最高点到运动到斜面底端,根据动能定理得
得
C与B再次发生弹性碰撞,设碰后B、C的速度大小分别为、,则,
解得
与第一次碰撞到共速,由动量守恒定律有
可得
此时弹簧弹性势能
A与B第二次碰撞到共速,由动量守恒定律有
解得
由机械能守恒定律可知
由以上公式得
两次加速度最大对应弹簧弹力最大,根据
可得
【小问3详解】
A与B压缩弹簧过程有
同一时刻A、B的瞬时速度关系为
由位移等于速度对时间的积累,得
在时间内
由此得
可得
可得
又
可得第二次碰撞过程中,弹簧压缩量的最大值
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