精品解析:江苏省江阴长泾中学2025-2026学年高二上学期期中检测物理试卷
2025-12-16
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内容正文:
2025年秋学期期中检测
高二物理试卷
注意事项:客观题请用2B铅笔填涂在答题卡上,主观题用黑色的水笔书写在答题卷上。
一、单选题(本题包括11小题,每题4分,共44分)
1. 下列关于电磁场和电磁波的说法正确的是( )
A. 电磁场由发生的区域向远处的传播就是电磁波
B. 麦克斯韦提出了电磁场理论,并通过实验捕捉到了电磁波
C. 电磁波的传播速度总是3×108m/s
D. 电磁波是一种物质,不能在真空中传播
2. 家用电热水器,在使用时具有漏电危险,当发生漏电时,电流会经过水管中的水与人体相连从而发生意外事故。“隔电墙”可以在一定程度上保护人体的安全,其装置如图(1),其内部结构是一个螺旋状的绝缘管道,结构如图(2),它实则上是将水管的水道变得更细更长,安装位置如图(3)。下列分析正确的是( )
A. 漏电时“隔电墙”能完全隔断电流
B. “隔电墙”是靠减小水流速度来减小电流而保护人体安全
C. “隔电墙”是通过增加管道中水的电阻率来保护人体安全的
D. “隔电墙”是通过增加管道中水的电阻来减小电流从而保护人体安全
3. 行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞,车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零,关于安全气囊在此过程中的作用,下列说法正确的是( )
A. 增加了司机单位面积的受力大小
B. 减少了碰撞前后司机动量的变化量
C. 延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积
D. 将司机的动能全部转换成汽车的动能
4. 固定的长直导线附近有一个矩形线圈,它们处于同一光滑水平面上,俯视图如图所示,导线中通有向右的电流,下列说法中正确的是( )
A. 电流在线圈所在位置处产生的磁场方向垂直于纸面向外
B. 若线圈以很大的速度远离长直导线,线圈中将产生感应电流
C. 若线圈平行长直导线向右运动,线圈中将产生感应电流
D. 若导线中电流突然减为0,线圈不会产生感应电流
5. 如图所示,U形长木板置于光滑水平桌面上,两端各固定一轻质弹簧,A、B为弹簧原长处,A、B之间粗糙,两侧光滑。现将一木块放置于A、B间某处,某时刻给木块一个水平向右的初速度,则从该时刻起,关于木块、木板及弹簧组成的系统,下列说法正确的是( )
A. 系统最终速度为0,动量不守恒,木块动能全部转化为内能
B. 系统最终速度不为0,动量守恒,木块减小的动能转化为内能
C. 系统最终速度不为0,动量不守恒,木块减小的动能转化为内能和弹性势能
D. 系统最终速度不为0,动量守恒,木块减小的动能转化为内能和弹性势能
6. 图为探究外电压、内电压和电动势关系的实验装置。这种电池的正负极板(分别为A、B)为二氧化铅及铅,电解液为稀硫酸。关于这一实验装置分析,下列说法正确的是( )
A. 电压表正极与a相连
B. 电压表的测量值大于电路的外电压
C. 电压表的测量值不会大于电压表的测量值
D. 电压表和测得的示数之和接近于一定值
7. 关于多用电表的使用,下列说法正确的是( )
A. 图甲中用多用电表直流电压挡测量的是电源的路端电压,表笔接法正确
B. 图甲中用多用电表电阻挡测量的是小灯泡的电阻,操作方式正确
C. 图乙中用多用电表电阻挡测量时指针偏转角度较小
D. 图乙中用多用电表电阻挡测量时指针偏转角度较大
8. 某同学设计了如图所示的电路进行电表改装,已知电流表A的量程为200mA,内阻RA=0.5Ω,,R2=5RA。则若将接线柱( )
A. 1、2接入电路时,最大可以测量的电流为0.2A
B. 1、2接入电路时,最大可以测量的电压为0.12V
C. 1、3接入电路时,最大可以测量的电压为3.0V
D. 1、3接入电路时,最大可以测量的电流为1.2A
9. 如图所示,直线A为电源a的路端电压与电流的关系图像;直线B为电源b的路端电压与电流的关系图像;直线C为一个电阻R两端的电压与电流的关系图像。如果将这个电阻R分别接到a、b两电源上,那么( )
A. R接到b电源上,电源的效率较高
B. R接到a电源上,电源的输出功率达到最大值
C. R接到a、b电源上,电源的输出功率之比为3∶2
D. R接到a、b电源上,电阻的发热功率之比为9∶4
10. 如图所示,电路中R为滑动变阻器,R1、R2是定值电阻,理想电压表V的读数为U,理想电流表A的读数为I1,电源内阻不能忽略,将开关K闭合,则下列说法中正确的是( )
A. 滑动变阻器的滑片P不动,将开关S闭合时,U减小,I1增大
B. 滑动变阻器的滑片P不动,将开关S闭合时,U增大,I1增大
C. 开关S断开时,滑动变阻器的滑片P向右滑动,增大,减小
D. 开关S断开时,滑动变阻器的滑片P向左滑动,减小,不变
11. A、B两小物块在一水平长直气垫导轨上相碰,用频闪照相机每隔时间t拍照一次,连续拍照四次,拍得如图所示的照片,已知四次拍照时两小物块均在图示坐标范围内,若不计两小物块的大小及碰撞过程所用的时间,则由此照片可判断( )
A. 第二次拍照时物块B在60cm处,并且
B. 第二次拍照时物块B在65cm处,并且
C. 第二次拍照时物块A在25cm处,并且
D. 第二次拍照时物块A在50cm处,并且
二、非选择题(本题包含5大题,共56分)
12. 某实验小组在实验室中测量一根金属丝的直径和电阻。实验器材有:螺旋测微器、待测金属丝、电池组、电流表A、电压表V、滑动变阻器、定值电阻、开关、导线若干。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,图甲的读数为__________mm。
(2)甲同学设计如图乙所示电路图,电压表的右端分别连接a点和b点,发现电流表读数几乎没变,电压表示数变化明显,为了减小误差,电压表右端应与_________(选填“a”或“b”)点连接。
(3)请根据(2)问中的电路图,用笔划线代替导线完成图中实物间的连线_________,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表读数均为最小值。根据电表读数可计算得到待测金属丝的电阻。
(4)乙同学设计了如图丁所示的电路,部分实验步骤如下:①滑动变阻器滑片滑至适当位置并保持不变;②在A、B之间接入定值电阻,闭合开关,记下电流表的示数;③断开开关,取下定值电阻;④在A、B之间接入待测金属丝,闭合开关,记下电流表的示数。则_________(用、、、表示)。
(5)小明认为,因电表内阻的影响,甲、乙同学方案中的测量值均偏大。你是否同意他的观点,并简要说明理由_________。
13. 如图甲,在竖直向下的匀强磁场中,U形轨道水平放置,左侧接有可调电源,一根长为0.5m的导体棒固定在轨道上,距轨道左端距离为0.8m。当导体棒中的电流为2A时,这根导体棒所受磁场力为0.02N。
(1)求匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)调节电源,使导体棒中电流变为1A时,此时匀强磁场的磁感应强度为多大?
(3)若取出电源,如图乙,求轨道和导体棒所围成的回路中的磁通量。
14. 如图所示,电源的电动势E=3V,内阻r=1Ω,定值电阻R=4Ω,电容器的电容。闭合开关S,电容器开始充电。
(1)当电容器充电结束时,求电容器所带电荷量Q;
(2)在电容器充电过程中,某时刻电流传感器示数I1=1A,求此时电阻R中的电流I2。
15. 2023年世界泳联跳水世界杯,中国跳水“梦之队”再次实现包揽全部9枚金牌的壮举。女子单人10米台决赛中,全红婵以458.20分夺冠。如图,若全红婵(可视为质点)从静止开始起跳,经2.5s以15m/s的速度落到水面,入水后又经0.5s减速至0.不计空气阻力,已知全红婵的体重为40kg,g取10m/s2,求:
(1)从静止起跳到入水后减速至0,全红婵所受重力的冲量;
(2)起跳过程中,跳台对全红婵作用力的冲量;
(3)落水后,水对全红婵的平均作用力。
16. 如图,质量均为m1=2kg的木块A和B,相距一定距离放在光滑水平桌面上,A上固定一竖直轻杆,轻杆上端的O点系一长为L=0.3m的细线,细线另一端系一质量为m2=1kg的小球C。现将小球C拉起使细线水平伸直,并由静止释放小球C,当小球C运动到最低点时,木块A恰与B在极短时间内发生碰撞并粘合在一起。不计空气阻力,g取10m/s2,求:
(1)一开始木块A、B相距的距离s;
(2)小球C在此后运动过程中能上升的最大高度h;
(3)小球C再次运动到最低点时细线拉力F的大小。
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2025年秋学期期中检测
高二物理试卷
注意事项:客观题请用2B铅笔填涂在答题卡上,主观题用黑色的水笔书写在答题卷上。
一、单选题(本题包括11小题,每题4分,共44分)
1. 下列关于电磁场和电磁波的说法正确的是( )
A. 电磁场由发生的区域向远处的传播就是电磁波
B. 麦克斯韦提出了电磁场理论,并通过实验捕捉到了电磁波
C. 电磁波的传播速度总是3×108m/s
D. 电磁波是一种物质,不能在真空中传播
【答案】A
【解析】
【详解】A.电磁场由发生的区域向远处的传播就是电磁波,A正确;
B.麦克斯韦提出了电磁场理论,赫兹通过实验捕捉到了电磁波,B错误;
C.电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s,C错误;
D.电磁波本身是一种物质,能在真空中传播,D错误。
故选A。
2. 家用电热水器,在使用时具有漏电危险,当发生漏电时,电流会经过水管中的水与人体相连从而发生意外事故。“隔电墙”可以在一定程度上保护人体的安全,其装置如图(1),其内部结构是一个螺旋状的绝缘管道,结构如图(2),它实则上是将水管的水道变得更细更长,安装位置如图(3)。下列分析正确的是( )
A. 漏电时“隔电墙”能完全隔断电流
B. “隔电墙”是靠减小水流速度来减小电流而保护人体安全
C. “隔电墙”是通过增加管道中水的电阻率来保护人体安全的
D. “隔电墙”是通过增加管道中水的电阻来减小电流从而保护人体安全
【答案】D
【解析】
【详解】根据电阻定律可知
水的电阻率不变,在该情况下,将水流变长,横截面积变小来增大电阻,减小电流,从而对人体起到保护作用,但不能完全隔断电流。故ABC错误,D正确。
故选D。
3. 行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞,车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零,关于安全气囊在此过程中的作用,下列说法正确的是( )
A. 增加了司机单位面积的受力大小
B. 减少了碰撞前后司机动量的变化量
C. 延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积
D. 将司机的动能全部转换成汽车的动能
【答案】C
【解析】
【详解】A.因安全气囊充气后,受力面积增大,故减小了司机单位面积的受力大小,故A错误;
B.有无安全气囊司机初动量和末动量均相同,所以动量的改变量也相同,故B错误;
C.因为安全气囊充气后面积增大,司机的受力面积也增大,在司机挤压气囊作用过程中由于气囊的缓冲,故增加了作用时间,故C正确;
D.因有安全气囊的存在,司机的动能全部转化为司机对安全气囊的功,故D错误。
故选C。
4. 固定的长直导线附近有一个矩形线圈,它们处于同一光滑水平面上,俯视图如图所示,导线中通有向右的电流,下列说法中正确的是( )
A. 电流在线圈所在位置处产生的磁场方向垂直于纸面向外
B. 若线圈以很大的速度远离长直导线,线圈中将产生感应电流
C. 若线圈平行长直导线向右运动,线圈中将产生感应电流
D. 若导线中电流突然减为0,线圈不会产生感应电流
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据安培定则可知,电流在线圈处产生的磁场方向垂直于纸面向里,故A错误;
B.电流在线圈处产生的磁场方向垂直于纸面向里,当线圈以一定的初速度远离长直导线,线框中的磁通量减弱,线圈会产生感应电流,故B正确;
C.若线圈平行长直导线向右运动,其穿过线框的磁通量没有发生变化,所以线圈中没有感应电流,故C错误;
D.若导线中电流突然减为0,线圈中的磁通量减为0,线圈会产生感应电流,故D错误。
故选B。
5. 如图所示,U形长木板置于光滑水平桌面上,两端各固定一轻质弹簧,A、B为弹簧原长处,A、B之间粗糙,两侧光滑。现将一木块放置于A、B间某处,某时刻给木块一个水平向右的初速度,则从该时刻起,关于木块、木板及弹簧组成的系统,下列说法正确的是( )
A. 系统最终速度为0,动量不守恒,木块动能全部转化为内能
B. 系统最终速度不为0,动量守恒,木块减小的动能转化为内能
C. 系统最终速度不为0,动量不守恒,木块减小的动能转化为内能和弹性势能
D. 系统最终速度不为0,动量守恒,木块减小的动能转化为内能和弹性势能
【答案】B
【解析】
【详解】系统不受外力,故系统动量守恒,因系统初动量不为零,故系统最终速度不为零。因A、B之间粗糙,两侧光滑,最终弹簧处于原长状态,弹簧弹性势能为零,故木块减小的动能转化为内能。
故选B。
6. 图为探究外电压、内电压和电动势关系的实验装置。这种电池的正负极板(分别为A、B)为二氧化铅及铅,电解液为稀硫酸。关于这一实验装置分析,下列说法正确的是( )
A. 电压表正极与a相连
B. 电压表的测量值大于电路的外电压
C. 电压表的测量值不会大于电压表的测量值
D. 电压表和测得的示数之和接近于一定值
【答案】D
【解析】
【详解】ABD.电压表V1和V2分别测量电路中的内电压和外电压,在电源的外部,电流方向从电源的正极流向负极,而电源的内部,电流方向由电源的负极流向正极,电压表V1测量内电压,则电压表V1正极与b相连。电压表V1和V2测得的示数之和为电源电动势应接近于一定值,故AB错误,D正确;
C.根据串联电路,电阻分到电压跟阻值成正比,因为不知道内外电阻阻值,所以电压表V1的测量值有可能会大于电压表V2的测量值,故C错误。
故选D。
7. 关于多用电表的使用,下列说法正确的是( )
A. 图甲中用多用电表直流电压挡测量的是电源的路端电压,表笔接法正确
B. 图甲中用多用电表电阻挡测量的是小灯泡的电阻,操作方式正确
C. 图乙中用多用电表电阻挡测量时指针偏转角度较小
D. 图乙中用多用电表电阻挡测量时指针偏转角度较大
【答案】D
【解析】
【详解】AB.图甲中用多用电表直流电压挡测量的是小灯泡两端的电压,但电流应从红笔流入,黑笔流出,图中表笔接法错误,故AB错误;
CD.图乙中电流从黑笔流出,红笔流入,此时二极管是导通状态,所以多用电表测量的是二极管的正向电阻,二极管正向电阻较小,多用电表电阻挡测量时指针偏转角度较大,故D正确,C错误。
故选D。
8. 某同学设计了如图所示的电路进行电表改装,已知电流表A的量程为200mA,内阻RA=0.5Ω,,R2=5RA。则若将接线柱( )
A. 1、2接入电路时,最大可以测量的电流为0.2A
B. 1、2接入电路时,最大可以测量的电压为0.12V
C. 1、3接入电路时,最大可以测量的电压为3.0V
D. 1、3接入电路时,最大可以测量的电流为1.2A
【答案】D
【解析】
【详解】A.1、2接入电路时,最大可以测量的电流为mA=1.2A,故A错误;
B.1、2接入电路时,最大可以测量的电压为mV=0.1V,故B错误;
CD.根据串并联电路规律可知,1、3接入电路时,最大可以测量的电流为1.2A,最大可以测量的电压为V,故C错误,D正确;
故选D。
9. 如图所示,直线A为电源a的路端电压与电流的关系图像;直线B为电源b的路端电压与电流的关系图像;直线C为一个电阻R两端的电压与电流的关系图像。如果将这个电阻R分别接到a、b两电源上,那么( )
A. R接到b电源上,电源的效率较高
B. R接到a电源上,电源的输出功率达到最大值
C. R接到a、b电源上,电源的输出功率之比为3∶2
D. R接到a、b电源上,电阻的发热功率之比为9∶4
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据闭合电路欧姆定律
由图像斜率可判断出电源a的内阻小,在纯电阻电路中,电源效率为
内阻越小,效率越高,故R接在a电源上电源的效率较高,故A错误;
B.设电源电压为U,电源a的内阻为
根据数学关系可知,定值电阻大小为
电源的输出功率
当电阻与内阻相等时,输出功率最大,即R接到a电源上,电源的输出功率达到最大值,故B正确;
CD.电源b的内阻为
根据
解得
由于电阻为纯电阻,则输出功率等于发热功率,故C错误,D正确;
故选BD。
10. 如图所示,电路中R为滑动变阻器,R1、R2是定值电阻,理想电压表V的读数为U,理想电流表A的读数为I1,电源内阻不能忽略,将开关K闭合,则下列说法中正确的是( )
A. 滑动变阻器的滑片P不动,将开关S闭合时,U减小,I1增大
B. 滑动变阻器的滑片P不动,将开关S闭合时,U增大,I1增大
C. 开关S断开时,滑动变阻器的滑片P向右滑动,增大,减小
D. 开关S断开时,滑动变阻器的滑片P向左滑动,减小,不变
【答案】D
【解析】
【详解】AB.滑动变阻器的滑片P不动,开关S闭合时,则外电阻减小,根据
则总电流增大,根据闭合电路欧姆定律可得
则U减小,再根据
可知电阻两端电压也减小,所以I1减小,故AB错误;
C.开关S断开时,滑动变阻器的滑片P向右滑动,滑动变阻器的阻值变大,总的外电阻增大,根据可知,增大;
根据闭合电路欧姆定律可得
则有不变,故C错误;
D.同C选项分析可知,开关S断开时,滑动变阻器的滑片P向左滑动,滑动变阻器的阻值变小,总的外电阻减小,减小,不变,故D正确;
故选D。
11. A、B两小物块在一水平长直气垫导轨上相碰,用频闪照相机每隔时间t拍照一次,连续拍照四次,拍得如图所示的照片,已知四次拍照时两小物块均在图示坐标范围内,若不计两小物块的大小及碰撞过程所用的时间,则由此照片可判断( )
A. 第二次拍照时物块B在60cm处,并且
B. 第二次拍照时物块B在65cm处,并且
C. 第二次拍照时物块A在25cm处,并且
D. 第二次拍照时物块A在50cm处,并且
【答案】C
【解析】
【详解】已知四次拍照时两小物块均在图示坐标范围内,图中B只有两个像,可知B物块在碰撞前静止在60cm处,,A在碰撞前沿x轴正方向运动,碰撞后A沿x轴负方向运动,B沿x轴正方向运动;则第一次、第二次、第三次拍照时物块B在60cm处,第四次拍照时物块B在65cm处;第一次拍照时物块A在0cm处,第二次拍照时物块A在25cm处,第三次拍照时物块A在50cm处,第四次拍照时物块A在55cm处;设碰撞前A的速度大小为,碰撞后A、B的速度大小分别为、,根据动量守恒可得
由题图可知从第三次拍照到A与B碰撞所用时间为
则从A与B碰撞到第四次拍照所用时间为
故有,,
联立可得
故选C。
二、非选择题(本题包含5大题,共56分)
12. 某实验小组在实验室中测量一根金属丝的直径和电阻。实验器材有:螺旋测微器、待测金属丝、电池组、电流表A、电压表V、滑动变阻器、定值电阻、开关、导线若干。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,图甲的读数为__________mm。
(2)甲同学设计如图乙所示电路图,电压表的右端分别连接a点和b点,发现电流表读数几乎没变,电压表示数变化明显,为了减小误差,电压表右端应与_________(选填“a”或“b”)点连接。
(3)请根据(2)问中的电路图,用笔划线代替导线完成图中实物间的连线_________,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表读数均为最小值。根据电表读数可计算得到待测金属丝的电阻。
(4)乙同学设计了如图丁所示的电路,部分实验步骤如下:①滑动变阻器滑片滑至适当位置并保持不变;②在A、B之间接入定值电阻,闭合开关,记下电流表的示数;③断开开关,取下定值电阻;④在A、B之间接入待测金属丝,闭合开关,记下电流表的示数。则_________(用、、、表示)。
(5)小明认为,因电表内阻的影响,甲、乙同学方案中的测量值均偏大。你是否同意他的观点,并简要说明理由_________。
【答案】(1)0.998
(2)a (3)
(4)
(5)不同意,甲同学方案因电压表分流,测量值偏小;乙同学在计算两组阻值的差值时,电流表内阻已减除,电流表内阻对测量值无影响。
【解析】
【小问1详解】
螺旋测微器的精确值为,由图甲可知金属丝的直径为
【小问2详解】
电压表的右端分别连接a点和b点,发现电流表读数几乎没变,电压表示数变化明显,可知待测电阻阻值较小,电压表的分流几乎可以忽略不计,为了减小误差,电流表应采用外接法,电压表右端应与a点连接。
【小问3详解】
根据(2)问中的电路图,电流表采用外接法,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表读数均为最小值,完整的实物连线如图所示
【小问4详解】
在A、B之间接入定值电阻时,根据闭合电路欧姆定律可得
在A、B之间接入待测金属丝,根据闭合电路欧姆定律可得
联立解得
【小问5详解】
不同意,甲同学方案因电压表分流,使得电流表读数大于真实电流,则的测量值偏小;乙同学在计算两组阻值的差值时,电流表内阻已减除,电流表内阻对测量值无影响。
13. 如图甲,在竖直向下的匀强磁场中,U形轨道水平放置,左侧接有可调电源,一根长为0.5m的导体棒固定在轨道上,距轨道左端距离为0.8m。当导体棒中的电流为2A时,这根导体棒所受磁场力为0.02N。
(1)求匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)调节电源,使导体棒中电流变为1A时,此时匀强磁场的磁感应强度为多大?
(3)若取出电源,如图乙,求轨道和导体棒所围成的回路中的磁通量。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据安培力的计算公式有
解得T
【小问2详解】
匀强磁场由本身决定,与电流大小无关,导体棒中电流变为1A时,此时匀强磁场的磁感应强度为0.02T。
【小问3详解】
根据磁通量的计算公式有Wb
14. 如图所示,电源的电动势E=3V,内阻r=1Ω,定值电阻R=4Ω,电容器的电容。闭合开关S,电容器开始充电。
(1)当电容器充电结束时,求电容器所带电荷量Q;
(2)在电容器充电过程中,某时刻电流传感器示数I1=1A,求此时电阻R中的电流I2。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
由闭合电路欧姆定律可得电路中的电流为
电容器两板间电压为
电容器所带电荷量
解得
【小问2详解】
根据闭合电路欧姆定律得
解得
15. 2023年世界泳联跳水世界杯,中国跳水“梦之队”再次实现包揽全部9枚金牌的壮举。女子单人10米台决赛中,全红婵以458.20分夺冠。如图,若全红婵(可视为质点)从静止开始起跳,经2.5s以15m/s的速度落到水面,入水后又经0.5s减速至0.不计空气阻力,已知全红婵的体重为40kg,g取10m/s2,求:
(1)从静止起跳到入水后减速至0,全红婵所受重力的冲量;
(2)起跳过程中,跳台对全红婵作用力的冲量;
(3)落水后,水对全红婵的平均作用力。
【答案】(1),方向竖直向下
(2),方向竖直向上
(3),方向竖直向上
【解析】
【小问1详解】
取竖直向下为正方向,从静止起跳到入水后减速至0,全红婵所受重力的冲量
解得
方向竖直向下;
【小问2详解】
从起跳到入水,取竖直向下为正方向,根据动量定理得
解得跳台对全红婵作用力的冲量
大小等于400N·s,方向竖直向上;
【小问3详解】
取竖直向下为正方向,落水后,根据动量定理
解得
方向竖直向上。
16. 如图,质量均为m1=2kg的木块A和B,相距一定距离放在光滑水平桌面上,A上固定一竖直轻杆,轻杆上端的O点系一长为L=0.3m的细线,细线另一端系一质量为m2=1kg的小球C。现将小球C拉起使细线水平伸直,并由静止释放小球C,当小球C运动到最低点时,木块A恰与B在极短时间内发生碰撞并粘合在一起。不计空气阻力,g取10m/s2,求:
(1)一开始木块A、B相距的距离s;
(2)小球C在此后运动过程中能上升的最大高度h;
(3)小球C再次运动到最低点时细线拉力F的大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由人船模型可知
其中
得
【小问2详解】
取水平向右为正方向,小球C下摆至最低点,
解得 ,
A、B碰撞过程
可得
最初总动量为0,此后C至最高点时三者共速为0,则由能量关系
得
【小问3详解】
C从最高点再次到最低点,由动量守恒和能量关系 ,
得,
对C球:
得
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