陕西西安交通大学附属中学2023-2024学年第二学期高一期末考试物理(高考类)试题
2026-07-08
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 陕西省 |
| 地区(市) | 西安市 |
| 地区(区县) | 雁塔区 |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 1.30 MB |
| 发布时间 | 2026-07-08 |
| 更新时间 | 2026-07-08 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-08 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58715644.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以“太空电梯”“吸血鬼恒星”等科技情境承载万有引力、动量守恒等核心知识,融合物理观念与科学思维,适配高一期末及高考衔接需求。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|10/30|万有引力、元电荷、运动合成|结合科幻情境考查天体运动规律,强化模型建构|
|多选题|5/20|电场线分析、圆周运动、动能定理|通过轨迹与受力关联,提升科学推理能力|
|实验题|2/16|动量守恒、机械能守恒|经典实验操作与数据处理,培养科学探究素养|
|解答题|3/34|火车转弯、碰撞、板块模型|综合应用牛顿定律与能量观点,体现高考命题趋势|
内容正文:
交大附中
2023~2024学年第二学期高一年级期末考试物理(高考类)试题
一、单选题(共30分)
1.(本题3分)两个质点之间万有引力的大小为,如果将这两个质点之间的距离变为原来的倍,那么它们之间万有引力的大小变为( )
A. B. C. D.
2.(本题3分)以下关于元电荷的理解中正确的是( )
A.元电荷就是电子 B.元电荷就是点电荷
C.元电荷就是原子 D.物体所带的电量只能是元电荷的整数倍
3.(本题3分)下列四个选项的图中实线为河岸,河水的流速u方向如图中箭头所示,虚线为小船从河岸M驶向对岸N的实际航线,已知船在静水中速度大于水速,则其中正确的是( )
A. B.
C. D.
4.(本题3分)质量不计的轻质弹簧一端连接物体,另一端施加恒力F,如图甲所示,物体沿粗糙水平面向右匀速运动,时间t内弹力的冲量大小为,如图乙所示,物体在相同的恒力F作用下沿光滑水平面向右匀加速运动,相同时间t内弹力的冲量大小为,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.无法判断和的大小关系
5.(本题3分)下列选项中的各圆环大小相同,所带电荷量已在图中标出,且电荷均匀分布,各圆环间彼此绝缘,下列关于坐标原点O处电场强度正确的是( )
A.图A与图C场强相同
B.图B与图D场强相同
C.
D.
6.(本题3分)某科幻电影中出现了一座在赤道上建造的垂直于水平面的“太空电梯”,如图所示。若太空电梯成为可能,宇航员将可以乘坐电梯到达特定高度的空间站。地球的自转不能忽略且地球视为均质球体。若“太空电梯”停在距地面高度为h处,对“太空电梯”里的宇航员,下列说法正确的是( )
A.若,宇航员绕地心运动的线速度大小约为
B.h越大,宇航员绕地心运动的线速度越小
C.h越大,宇航员绕地心运动的向心加速度越小
D.h与地球静止卫星距地面高度相同时,宇航员处于完全失重状态
7.(本题3分)宇宙中有一种恒星被人们称为“吸血鬼恒星”,如图所示。所谓“吸血鬼恒星”是指一个双星系统中,体积较小的成员通过“吸食”另一颗恒星(伴星)的物质而“返老还童”。假设两恒星中心之间的距离保持不变,忽略因热核反应和辐射等因素导致的质量亏损,经过一段时间演化后,则( )
A.两恒星之间万有引力大小保持不变 B.吸血鬼恒星做圆周运动的半径增大
C.吸血鬼恒星的角速度增大 D.吸血鬼恒星的线速度减小
8.(本题3分)如图,在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑,该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为3h,其左边缘a点比右边缘b点高0.5h。若摩托车经过a点时的动能为E1,它会落到坑内c点。c与a的水平距离和高度差均为h;若经过a点时的动能为E2,该摩托车恰能越过坑到达b点。等于( )
A.20 B.18 C.9.0 D.3.0
9.(本题3分)自行车转弯时,可近似看成自行车绕某个定点O(图中未画出)做圆周运动,如图所示为自行车转弯时的俯视图,自行车前、后两轮轴A、B相距L,虚线表示两轮转弯的轨迹,OB距离为L,前轮所在平面与车身夹角θ=30°,此时轮轴B的速度大小v2=3m/s.则轮轴A的速度v1大小为
A.m/s
B.2m/s
C.m/s
D.3m/s
10.(本题3分)汽车在平直公路上以速度匀速行驶,发动机的功率为P。某时刻,司机突然减小了油门,使汽车功率立即减小一半并保持该功率继续行驶,时刻,汽车重新匀速行驶。设汽车行驶过程中所受阻力大小不变,则在这段时间内,下列说法正确的是( )
A.汽车做匀减速直线运动 B.汽车做匀加速直线运动
C.阻力所做的功为 D.行驶的位移为
二、多选题(共20分)
11.(本题4分)如图所示,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,若带电粒子在运动过程中只受到电场力作用,根据此图可以作出的正确判断是( )
A.带电粒子所带电荷的正、负 B.带电粒子在a、b两点的受力方向
C.带电粒子在a、b两点的加速度何处较大 D.带电粒子在a、b两点的速度何处较大
12.(本题4分)火车以60m/s的速率转过一段弯道,某乘客发现放在桌面上的指南针在10s内匀速转过了约10°。在此10s时间内,火车( )
A.运动路程为600m B.加速度为零
C.角速度约为1rad/s D.转弯半径约为3.4km
13.(本题4分)质量为m的物体在水平力F的作用下由静止开始在光滑地面上运动,前进一段距离之后速度大小为v,再前进一段距离使物体的速度增大为2v,则( )
A.第二过程的速度增量等于第一过程的速度增量
B.第二过程的动能增量是第一过程动能增量的3倍
C.第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做的功
D.第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做功的2倍
14.(本题4分)如图所示,空间存在足够大的竖直向下的匀强电场,带正电荷的小球(可视为质点且所受电场力与重力相等)自空间O点以水平初速度v0抛出,落在地面上的A点,其轨迹为一抛物线。现仿此抛物线制作一个光滑绝缘滑道并固定在与OA完全重合的位置上,将此小球从O点由静止释放,并沿此滑道滑下,在下滑过程中小球未脱离滑道。P为滑道上一点,已知小球沿滑道滑至P点时其速度与水平方向的夹角为45°,下列说法正确的是( )
A.小球两次由O点运动到P点的时间相等
B.小球经过P点时,水平位移与竖直位移之比为1:2
C.小球经过滑道上P点时,电势能变化了mv02
D.小球经过滑道上P点时,重力的瞬时功率为
15.(本题4分)如图甲所示,可视为质点的两滑块A、B用轻弹簧连接并置于光滑水平面上,已知滑块B的质量为4kg,初始时刻,弹簧处于原长,滑块A获得一定初速度向右开始压缩弹簧,不计运动过程中的一切阻力,经测量可得A、B两滑块在开始运动后的一段时间内速度大小、满足如图乙所示的关系,则由图像可知( )
A.弹簧第一次恢复原长时,滑块A的速度最小
B.滑块A的质量为3kg
C.滑块A的初速度为
D.滑块A压缩弹簧过程中,弹簧所获得的最大弹性势能为12J
三、实验题(共16分)
16.(本题8分)某同学用下图所示装置做验证动量守恒定律的实验.先将A球从斜槽轨道上某固定点C处由静止开始释放,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的B球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止,让A球仍从原固定点C处由静止开始释放,和B球相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次.从左向右依次是M、P、N点.
(1)本实验必须测量的物理量是__________.
A.斜槽轨道末端到水平地面的高度H
B.小球A、B的质量mA、mB
C.小球A、B的半径r
D.记录纸上O点到M、P、N各点的距离OM、OP、ON
(2)小球A、B的质量mA、mB应满足mA_______mB(填“>”、“=”、“<”).
(3)为测定未放B小球时,小球A落点的平均位置,把刻度尺的零刻线跟记录纸上的O点对齐,如图所示给出了小球A落点附近的情况,由图可知OP距离应为________cm.
(4)按照本实验方法,验证动量守恒的验证式是______.
17.(本题8分)“验证机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示,将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,已知当地的重力加速度g。
(1)关于本实验,下列说法中正确的是___________。
A.必须用秒表测出重物下落的时间
B.打点计时器应连接直流电源
C.一定要测量重物的质量
D.应选择质量较大、体积较小的重物
(2)该实验中,需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。某同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案。以下方案中正确的是___________。
A.用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度v
B.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过计算出瞬时速度v
C.根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v,并通过计算出高度h
D.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v
(3)已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,当地的重力加速度,重物的质量为m=1.00kg。某同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析,如图乙所示,其中O点为起始点,A、B、C、D、E、F为连续的六个点,根据纸带上的测量数据,可得出打B点时重物的速度为___________m/s,从O点下落到B的过程重物重力势能的减少量为___________J。(结果均取3位有效数字)
四、解答题(共34分)
18.(本题8分)高速列车转弯时可认为是在水平面内做圆周运动。为了让列车顺利转弯,同时避免车轮和铁轨受损,在修建铁路时会让外轨高于内轨,选择合适的内、外轨高度差,以使列车以规定速度转弯时所需要的向心力完全由重力和支持力的合力来提供。如图所示,已知某段弯道内、外轨道所在面的倾角为θ,弯道的半径为R,重力加速度为g。
(1)若质量为m的一高速列车以规定速度通过上述弯道,求该列车对轨道的压力大小。
(2)求上述弯道的规定速度v的大小。
(3)若列车在弯道上行驶的速度大于规定速度,将会出现什么现象或造成什么后果?(请写出三条)
19.(本题10分)长为l的轻绳上端固定,下端系着质量为的小球A,处于静止状态。A受到一个水平瞬时冲量后在竖直平面内做圆周运动,恰好能通过圆周轨迹的最高点。当A回到最低点时,质量为的小球B与之迎面正碰,碰后A、B粘在一起,仍做圆周运动,并能通过圆周轨迹的最高点。不计空气阻力,重力加速度为g,求
(1)A受到的水平瞬时冲量I的大小;
(2)碰撞前瞬间B的动能至少多大?
20.(本题16分)如图所示,质量为M=2kg、长度的长木板静置于光滑水平面上,在长木板右端B处放置一质量为m=1kg的小物块(可视为质点),小物块与木板间动摩擦因数μ=0.1.现对木板施水平向右的推力F=5N,经过时间t撤去F,最后小物块恰好能运动到木板左端A处,重力加速度取g=10m/s2.求:
(1)小物块与木板系统生热Q ;
(2)力F作用时间t ;
(3)力F做功W .
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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《交大附中2023~2024学年第二学期高一年级期末考试物理(高考类)试题》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
D
C
B
D
D
D
B
B
D
题号
11
12
13
14
15
答案
BCD
AD
AB
CD
BC
1.B
【难度】0.85
【知识点】万有引力的计算
【详解】根据万有引力公式
当距离由变成的过程中,万有引力变成
故选B。
2.D
【难度】0.85
【知识点】元电荷、电荷量和比荷
【详解】实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量,这个最小的电荷量叫作元电荷,所以元电荷不是指电子、点电荷或原子;实验还发现,所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍。
故选D。
3.C
【难度】0.65
【知识点】互成角度的两个匀速直线运动的合成
【详解】小船同时参与两个运动,一个是自身的速度也就是静水中的速度,一个是顺流而下也就是水流的速度,船实际运动的速度是船速即船头方向和水速的合速度,实际航线也就是虚线应该是合速度的方向。
AD.图中船头斜向下,水速向下,根据平行四边形定则可知,二者合速度不可能如虚线所标示的方向,故AD错误;
BC.图中船头指向对岸,水速向下,根据平行四边形定则可知,二者合速度不可能指向对岸而应该是斜向下,故B错误,C正确。
故选C。
4.B
【难度】0.85
【知识点】求恒力的冲量
【详解】根据题意可知,弹簧弹力大小为
则有
故选B。
5.D
【难度】0.65
【知识点】电场强度的叠加法则
【详解】设圆环在O点产生的场强大小为E,A图中坐标原点O处电场强度是圆环产生的,原点O处电场强度大小为E;B图中坐标原点O处电场强度是第一象限带正电圆环和第二象限带负电圆环叠加产生,坐标原点O处电场强度大小等于,C图中第一象限带正电圆环和第三象限带正电圆环产生电场相互抵消,所以坐标原点O处电场强度是带电圆环产生的,原点O处电场强度大小为E;D图中第一象限带正电圆环和第三象限带正电圆环产生电场相互抵消,第二象限带负电圆环和第四象限带负电圆环产生电场相互抵消,所以坐标原点O处电场强度为0,则有
A.图A与图C坐标原点O处电场强度大小相等,方向相反,故A错误;
B.图B与图D坐标原点O处电场强度大小相等不相等,故B错误;
C.由上述分析可知
故C错误;
D.B图坐标原点O处电场强度大小等于,C图原点O处电场强度大小为E;则
故D正确。
故选D。
6.D
【难度】0.65
【知识点】线速度与角速度的关系、向心加速度与角速度、周期的关系、航天器中的失重现象、第一宇宙速度
【详解】A.若,宇航员处在地面上,除了受万有引力还受地面的支持力,绕地心运动的线速度远小于第一宇宙速度。故A错误;
B.“太空电梯”里的宇航员,随地球自转的角速度都相等,根据
可知,h越大,宇航员绕地心运动的线速度越大。故B错误;
C.同理,有
h越大,宇航员绕地心运动的向心加速度越大。故C错误;
D.h与地球静止卫星距地面高度相同时,有
即万有引力提供做圆周运动的向心力,宇航员相当于卫星处于完全失重状态。故D正确。
故选D。
7.D
【难度】0.65
【知识点】双星问题
【详解】A.根据万有引力公式可知,两恒星的万有引力为
其中为两星的总质量,可以判断出当变化时,值是变化的,故A错误。
C.假设在演化开始时,吸血鬼恒星的质量为,伴星的质量为,两者之间的中心距离为,根据双星运动的特点,对于吸血鬼恒星有
同理对于伴星
又有
联立解得
由题意知两恒星的总质量不变,也不变,则角速度不变,故C错误;
BD.由C中分析,联立可解得
根据题意可知,增大,减小,故减小,增大,又有
则吸血鬼恒星的线速度减小,伴星的线速度增大,故B错误,D正确。
故选D。
8.B
【难度】0.65
【知识点】平抛运动位移的计算、动能
【详解】有题意可知当在a点动能为E1时,有
根据平抛运动规律有
当在a点时动能为E2时,有
根据平抛运动规律有
联立以上各式可解得
故选B。
9.B
【难度】0.85
【知识点】绳连接关联速度问题
【详解】过A和B分别作车轮的垂线,两线的交点即为O点.
根据两轮沿车身方向的速度相等得:
,
所以
,
A.,而所给答案为m/s,A错误;
B.,而所给答案为2m/s,B正确;
C.,而所给答案为m/s,C错误;
D.,而所给答案为3m/s,D错误.
10.D
【难度】0.65
【知识点】以额定功率启动、应用动能定理解决机车启动问题
【详解】AB.刚开始匀速运动时
所以摩擦力为
功率降一半的时候,速度不能瞬间改变,所以瞬间变化的是牵引力F,减小一半,由于一开始匀速,所以摩擦力等于F,故功率减半,导致牵引力下降,汽车开始减速,减速过程中,根据
可知牵引力慢慢增大,根据牛顿第二定律知,减速的加速度
越来越小,所以汽车做加速度逐渐减小的减速运动,故AB错误;
C.当再次匀速时,汽车的速度为
这段时间根据动能定理可知
联立求得阻力做功为
故C错误;
D.因为
所以这段时间行驶的位移为
故D正确。
故选D。
11.BCD
【难度】0.85
【知识点】电场线、等势面和运动轨迹的定性分析
【详解】AB.根据粒子的运动轨迹可知,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,无法确定粒子的电性,故A错误,B正确;
C.由于粒子在a点时电场线较b点密集,可知粒子在a点受电场力较大,加速度较大,选项C正确;
D.若粒子从a运动到b,由轨迹弯曲方向与粒子速度方向的关系分析可知电场力与速度之间的夹角是钝角,电场力对粒子做负功,粒子的动能减小,则粒子在a点的速度较大,在b点速度较小,故D正确;
故选BCD。
12.AD
【难度】0.65
【知识点】角速度的定义和计算式、线速度与角速度的关系、向心加速度的概念、公式与推导
【详解】A.本题考查匀速圆周的概念,意在考查考生的理解能力,圆周运动的弧长
故选项A正确;
B.火车转弯是圆周运动,圆周运动是变速运动,所以合力不为零,加速度不为零,故选项B错误;
CD.由于角度与弧度的换算关系
所以由题意得圆周运动的角速度
又
所以
故选项C错误,D正确。
故选AD。
13.AB
【难度】0.94
【知识点】应用动能定理求变力做功
【详解】由动能定理可得:,,可知第二过程的动能增量是第一过程动能增量的3倍,第二过程合外力做功是第一过程的3倍,故B正确,CD错误.
第一段过程速度为增量为,第二段过程速度得增量为,因此A正确
14.CD
【难度】0.85
【知识点】带电粒子在匀强电场中做类抛体运动的相关计算
【详解】A.由于第二次杆对小球有作用力(斜向右上),两种情况小球竖直方向加速度不等,有
知两次由O点运动到P点的时间不相等,故A错误;
B.由P点时其速度与水平方向的夹角为45°,有
小球做类平抛轨迹时,竖直方向位移
得
则小球经过P点时,水平位移与竖直位移之比为2:1,故B错误;
C.做类平抛运动时,竖直方向加速度为2g,则OP高度差为
第二次当小球从O点由静止释放,到达P点,根据动能定理有
又
mg=qE
解得
,
则电势能变化了mv02,故C正确;
D.根据功率公式
故D正确。
故选CD。
15.BC
【难度】0.65
【知识点】机械能守恒定律在弹簧类问题中的应用
【详解】ABC.由图乙可知,B的速度为0时,A的速度为,即滑块A的初速度为,B的最大速度是3m/s,则B的动量是12kg∙m/s,由A、B两滑块组成的系统动量守恒可知,滑块A的最大动量是12kg∙m/s,最大速度是4m/s,则滑块A的质量为3kg;滑块A以一定初速度向右开始压缩弹簧时,A做减速运动,B做加速运动,当弹簧被压缩量最大时,A、B达到共速,设弹簧恢复原长时A的速度为,B的速度为,根据动量守恒及能量守恒有
解得
可知,弹簧第一次恢复原长的过程中,滑块A先减速后加速,故A错误,BC正确;
D.滑块A压缩弹簧过程中,弹簧的压缩量最大时,弹簧所获得有最大弹性势能,由动量守恒定律可得
解得
由机械能守恒定律,可得弹簧的最大弹性势能为
D错误。
故选BC。
16. BD > 31.92(31.90~31.95均可)
【难度】0.65
【知识点】平抛后落在水平面验证动量守恒定律
【详解】(1)[1]小球离开轨道后做平抛运动,小球在空中的运动时间t相等,如果碰撞过程动量守恒,则有:
两边同时乘以时间t得:
即:
因此实验需要测量:两球的质量,两球做平抛运动的水平位移,BD符合题意,AC不符合题意;
故选BD.
(2)[2]为防止碰撞过程入射球反弹,入射球的质量应大于被碰球的质量,即mA>mB;
(3)[3]找出平均落点,由图所示可知,刻度尺分度值是1mm,刻度尺示数为31.92cm;
(4)[4]由(1)可知,实验需要验证的表达式为:
【点睛】本题考查了实验需要测量的量、实验注意事项、实验原理、刻度尺读数、动量守恒表达式,解题时需要知道实验原理,对刻度尺读数时要先确定其分度值,然后再读数,读数时视线要与刻度线垂直;求出需要实验要验证的表达式是正确答题的前提与关键.
17. D D 1.84 1.74
【难度】0.85
【知识点】验证机械能守恒定律
【详解】(1)[1]A.打点计时器自身就是一种计时仪器,则实验中不需要用秒表测出重物下落的时间,A错误;
B.打点计时器正常工作时需要用交流电源,B错误;
C.若机械能守恒则有
既有
可知,实验时不需要测量重物的质量,C错误;
D.为了减小空气阻力对实验的影响,应选择质量较大、体积较小的重物,D正确。
故选D。
(2)[2]A.若利用v=gt计算出瞬时速度,已经认为重物做自由落体运动,不符合实际,A错误;
B.若利用计算出瞬时速度,已经认为重物做自由落体运动,不符合实际,B错误;
C.若通过计算出高度,已经认为重物做自由落体运动,不符合实际,C错误;
D.实验时,应该利用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度,D正确。
故选D。
(3)[3]打点周期为
打B点时的速度为
[4]重物由O点运动到C点,重力势能的减少量为
18.(1);(2);(3)见解析
【难度】0.85
【知识点】火车和飞机转弯模型
【详解】(1)根据题意,对列车受力分析,如图所示
竖直方向由平衡条件有
解得
由牛顿第三定律知,列车对轨道的压力大小为
(2)根据题意,由牛顿第二定律有
解得
(3)根据题意可知,若列车在弯道上行驶的速度大于规定速度,则支持力不足以提供列车做圆周运动所需的向心力,则有:①铁轨对车轮有指向弯道内侧的摩擦力;②将会出现外侧车轮的轮缘对外轨有侧向挤压力(或外轨对外侧车轮的轮缘有侧向挤压力);③可能造成车轮和铁轨受损(变形),甚至出现列车脱轨,造成财产损失和人员伤亡的严重后果。
19.(1);(2)
【难度】0.65
【知识点】绳/单层轨道模型、机械能守恒定律在曲线运动中的应用、完全非弹性碰撞
【详解】(1)A恰好能通过圆周轨迹的最高点,此时轻绳的拉力刚好为零,设A在最高点时的速度大小为v,由牛顿第二定律,有
①A从最低点到最高点的过程中机械能守恒,取轨迹最低点处重力势能为零,设A在最低点的速度大小为,有
②
由动量定理,有
③
联立①②③式,得
④
(2)设两球粘在一起时速度大小为,A、B粘在一起后恰能通过圆周轨迹的最高点,需满足
⑤
要达到上述条件,碰后两球速度方向必须与碰前B的速度方向相同,以此方向为正方向,设B碰前瞬间的速度大小为,由动量守恒定律,有
⑥
又
⑦
联立①②⑤⑥⑦式,得碰撞前瞬间B的动能至少为
⑧
20.(1);(2);(3)。
【难度】0.4
【知识点】有外力接触面光滑的板块模型、动量定理的内容、板块/子弹打木块模型
【详解】(1)小物块与木板系统生热Q,则有:
代入数据解得:J
(2)由题分析知,小物块与木板相对运动时,设小物块加速度为,根据牛顿第二定律有:
解得:
木板加速度为,根据牛顿第二定律有:
解得:
撤去F瞬时小物块速度为,则有:
木板速度为,则有:
该过程木板相对小物块位移:
撤去F后历时小物块恰好运动到达木板左端A处,小物块与木板达到共同速度v,由动量守恒定律得:
解得:
对小物块:由动量定理得:
解得:
该过程木板相对小物块位移:
木板长度:
解得:s
(3)力F做功
或
解得:J
【点睛】解决本题的关键是分析清楚物体的运动过程,掌握动量守恒条件:合外力为零;知道F未撤去时系统的动量不守恒,撤去F时系统的动量才守恒,若动量不守恒时,采用动量定律可解答.
答案第1页,共2页
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