内容正文:
高一物理
满分100分,考试时间75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色字迹的签字笔或钢笔将自己的姓名、准考证号分别填写在试卷和答题卡规定的位置上。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡对应题目的答案涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再涂其它答案。非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题卡上相应的区域内,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 如图所示,对于真空中点电荷,实线表示其电场线,下列表示正确的是( )
A. B.
C. D.
2. 如图所示,匀强电场中存在长方形,其所在平面与电场线平行。的长度为,的长度为,,,取点的电势为零,则下列说法正确的是( )
A. 点电势为
B. 点电势为
C. 、两点间的电势差
D. 匀强电场的电场强度大小为
3. 如图所示为两个等量正点电荷形成的电场,实线为电场线,为两电荷连线的中点,C在两电荷连线的中垂线上,、两电荷连线对称,以无穷远处电势为,下列说法正确的是( )
A. 、两点的电场强度相同
B. 、两点的电势相等
C. 点的电势为
D. 点的电势高于点的电势
4. 2025年7月9日,嫦娥六号月球采样返回任务的4项研究成果在《自然》杂志发表,嫦娥六号实现了人类首次月球背面采样并返回地球的壮举。嫦娥六号采样结束后从月面起飞,由上升器将样品送入绕月轨道并与轨道器交会对接。设嫦娥六号轨道器在半径为的圆形轨道上绕月球做匀速圆周运动。若轨道器在某段时间内由于某种原因轨道缓慢降低(仍可视为圆周运动),下列说法正确的是( )
A. 轨道缓慢降低过程,轨道器绕月运动的动能逐渐减小
B. 上升器追赶轨道器完成对接的全过程中做加速圆周运动
C. 轨道器绕月运动的速度大小与成反比
D. 轨道器绕月运动的周期与成正比
5. 太极柔力球创始于1991年,该运动将太极拳动作与网球、羽毛球技术相融合,是一项集健身、表演和竞技为一体的富有民族特色的体育运动。如图所示,健身者控制球拍使球在竖直面内做半径为的匀速圆周运动,忽略球运动过程中受到的空气阻力。在最高点和最低点这两处时,拍面水平,、两点与圆心等高。已知球的质量为,重力加速度大小为,球可视为质点,球在点对球拍的压力大小为,则( )
A. 球在运动过程中所受合力保持不变
B. 球的加速度的大小为
C. 在处球对球拍施加竖直向下的弹力
D. 球的线速度的大小为
6. 某次碰撞测试中,汽车以的速度正面撞墙,车内质量为的假人撞向安全气囊,与气囊作用时间后速度减为零。取假人运动方向为正方向,忽略其他阻力。关于此过程,下列说法正确的是( )
A. 假人的动量变化量为
B. 安全气囊对假人的冲量的大小为
C. 假人的动量变化率的大小等于合外力冲量的大小
D. 假人的动量变化量的大小等于合外力功的大小
7. 如图,均匀带电的绝缘细棒组成正五边形,其中四根细棒均带电荷量,另一根细棒带电荷量,正五边形中心点的电场强度大小为。若移走带电荷量为的细棒而其余四根棒的位置、电荷量分布均不变,点的电场强度大小变为。若移走其他细棒,只留下一根带电荷量的细棒,点的电场强度大小变为。则关于三者的关系,下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
8. 真空中存在正点电荷产生的静电场,如图所示,一个带电粒子仅受电场力作用沿虚线轨迹从移动至,、两点到点电荷的距离相等。下列说法正确的是( )
A. 该带电粒子带正电
B. 带电粒子的电势能先增大后减小
C. 带电粒子的加速度先减小后增大
D. 、两点间的电势差
9. 宇宙中存在两颗恒星、组成的双星系统,它们绕连线上某点做匀速圆周运动。现由于某种原因,两星物质发生了转移,其中一颗恒星质量缓慢增加,另一颗质量缓慢减少,两星的总质量与间距均不变,且系统仍保持稳定双星运动。则下列物理量中保持不变的是( )
A. 每颗星做圆周运动的轨道半径 B. 每颗星的角速度大小
C. 每颗星的转动周期 D. 两颗星间的万有引力大小
10. 山区工程运输车常用来爬坡运输建材,已知某运输车质量,发动机额定功率。该车在倾角的盘山斜坡上行驶,受到的阻力除重力的下滑分力外,还包含恒定的路面摩擦阻力、与车速成正比的空气阻力()两部分。已知,,运输车以额定功率从静止启动向山顶运输建材的过程中,假设运输车在盘山斜坡上一直做直线运动,下列说法正确的是( )
A. 运输车启动瞬间加速度不等于
B. 运输车爬坡的最大行驶速度为
C. 运输车达到最大速度前,做加速度减小的变加速直线运动
D. 运输车速度为时,瞬时加速度大小为
二、非选择题:本题共小题,共分。
11. 用落体法验证机械能守恒定律的实验装置如图甲,正确操作后打出如图乙所示的纸带。已知当地重力加速度为,重锤质量为,打点计时器打点的周期为。
(1)关于实验过程中的操作,下列说法正确的是________。
A. 实验中应选择质量较轻、体积较大的物体做重锤
B. 打点计时器应连接交流电源
C. 操作时应先释放纸带,再接通电源
D. 测量纸带上某点的速度时,可用公式计算
(2)按实验要求正确地选出纸带进行测量,在纸带上每隔一个点取一个计数点,测出、、三个点到起始点的距离分别为、、,打点时重锤的瞬时速度大小为________(用题中字母表示),从起点到计时点的过程中重锤重力势能减少量是________(用题中字母表示)。
(3)在实验操作正确的情况下,大多数学生的实验结果显示,重锤重力势能的减少量总是________(选填“略大于”“略小于”或“等于”)动能的增加量。
(4)某同学选择的重锤,其下落过程中的阻力不可忽略,设阻力大小恒定不变。测得重锤运动的速度和对应下落的高度,得到的图像如图丙所示。若图像的斜率为,则由图像可以求出阻力的大小为________(用题中字母表示)。
12. 某实验小组用如图甲所示实验装置“验证动量守恒定律”,已知入射小球质量为,被碰小球质量为。记录小球抛出点在水平地面上的投影点,测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置、、与的距离分别为、、,如图乙所示,分析实验数据。
(1)关于本实验,下列说法正确的是______。
A. 斜槽轨道末端切线必须水平
B. 两个小球半径可以不相等
C. 实验过程中,复写纸和白纸都可以移动
D. 入射小球每次必须从斜槽轨道同一位置由静止释放
(2)若测得被碰小球下落的高度为,重力加速度为,则碰撞后瞬间被碰小球获得的动量大小可以表示为______(用题中所给物理量的符号表示)。
13. 如图所示,同一竖直平面内,有两根光滑绝缘杆和,与竖直线的夹角分别为和,两杆上均套有能自由滑动的带电小球,带电荷量均为,且静止于同一高度处,甲球与点的距离为,已知静电力常量为,重力加速度为,两小球可视为质点,求:
(1)两小球间的库仑力的大小;
(2)点的电场强度的大小;
(3)甲、乙两小球各自的质量。
14. 如图所示,水平圆盘可绕过圆心的竖直轴转动,质量的小物块放在圆盘上,一根长的轻杆,一端连接物块,一端通过铰链固定在转轴上的点,初始时轻杆与转轴的夹角且恰好无弹力。,,重力加速度大小取,圆盘由静止开始缓慢增大转速。
(1)若圆盘光滑,求物块刚要离开圆盘时圆盘的角速度的大小;
(2)若物块与圆盘之间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
①求轻杆中刚要产生弹力时圆盘的角速度的大小;
②求圆盘的角速度时,轻杆中弹力的大小。
15. 山地游乐园弹射娱乐装置简化模型如图所示,倾角的光滑斜面轨道固定,其底端与水平光滑轨道平滑连接。质量的小球A从斜面上高处由静止释放,与静止在水平面上的质量的小球B发生弹性正碰,小球B冲上右侧半径、质量的四分之一光滑圆弧轨道,轨道放在水平光滑轨道上且在点与水平光滑轨道平滑连接。已知,,不考虑A、B小球的第二次碰撞。求:
(1)小球A碰撞前瞬间的速度大小;
(2)弹性碰撞后瞬间A、B两小球的速度大小;
(3)碰撞后小球A反弹冲上斜面,能到达的最大高度;
(4)小球B沿光滑圆弧轨道上升的最大高度。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
高一物理
满分100分,考试时间75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色字迹的签字笔或钢笔将自己的姓名、准考证号分别填写在试卷和答题卡规定的位置上。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡对应题目的答案涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再涂其它答案。非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题卡上相应的区域内,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 如图所示,对于真空中点电荷,实线表示其电场线,下列表示正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷。正点电荷周围的电场呈辐射状,故C正确。
故选C。
2. 如图所示,匀强电场中存在长方形,其所在平面与电场线平行。的长度为,的长度为,,,取点的电势为零,则下列说法正确的是( )
A. 点电势为
B. 点电势为
C. 、两点间的电势差
D. 匀强电场的电场强度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.在匀强电场中,沿相同位移的电势差相等,故
由
及,得,故A错误;
B.由
整理得,再由
整理得,故B错误;
C.在匀强电场中,沿相同位移的电势差相等,故
又
所以,故C错误;
D.电场强度沿点指向点方向的分量大小为==
沿点指向点方向的分量大小为==
两分量互相垂直,故,故D正确。
故选D。
3. 如图所示为两个等量正点电荷形成的电场,实线为电场线,为两电荷连线的中点,C在两电荷连线的中垂线上,、两电荷连线对称,以无穷远处电势为,下列说法正确的是( )
A. 、两点的电场强度相同
B. 、两点的电势相等
C. 点的电势为
D. 点的电势高于点的电势
【答案】B
【解析】
【详解】A.在等量正点电荷形成的电场中,两点的电场强度大小相等,方向不同,故A错误;
B.、关于两点电荷连线对称,则两点的电势相等,故B正确;
CD.在两电荷连线的中垂线上,由向一侧,电场强度的方向一直向外(背离这对电荷),电势一直降低,则点的电势高于点的电势,点的电势高于无穷远处的电势,故C、D错误。
故选B。
4. 2025年7月9日,嫦娥六号月球采样返回任务的4项研究成果在《自然》杂志发表,嫦娥六号实现了人类首次月球背面采样并返回地球的壮举。嫦娥六号采样结束后从月面起飞,由上升器将样品送入绕月轨道并与轨道器交会对接。设嫦娥六号轨道器在半径为的圆形轨道上绕月球做匀速圆周运动。若轨道器在某段时间内由于某种原因轨道缓慢降低(仍可视为圆周运动),下列说法正确的是( )
A. 轨道缓慢降低过程,轨道器绕月运动的动能逐渐减小
B. 上升器追赶轨道器完成对接的全过程中做加速圆周运动
C. 轨道器绕月运动的速度大小与成反比
D. 轨道器绕月运动的周期与成正比
【答案】D
【解析】
【详解】A.设月球质量为,轨道器质量为,根据万有引力提供向心力有
解得
可知轨道器绕月运动的速度大小与成反比,轨道缓慢降低过程中,轨道半径减小,速度增大,轨道器的动能逐渐增大,故A错误;
B.上升器追赶轨道器完成对接的过程中,需要加速做离心运动实现变轨,并不是全过程中做加速圆周运动,故B错误;
C.由对A选项的分析可知,轨道器绕月运动的速度大小与成反比,故C错误;
D.根据万有引力提供向心力有
解得
可知轨道器绕月运动的周期与成正比,故D正确。
故选D。
5. 太极柔力球创始于1991年,该运动将太极拳动作与网球、羽毛球技术相融合,是一项集健身、表演和竞技为一体的富有民族特色的体育运动。如图所示,健身者控制球拍使球在竖直面内做半径为的匀速圆周运动,忽略球运动过程中受到的空气阻力。在最高点和最低点这两处时,拍面水平,、两点与圆心等高。已知球的质量为,重力加速度大小为,球可视为质点,球在点对球拍的压力大小为,则( )
A. 球在运动过程中所受合力保持不变
B. 球的加速度的大小为
C. 在处球对球拍施加竖直向下的弹力
D. 球的线速度的大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.匀速圆周运动中合力大小不变但方向始终指向圆心,因此合力是变力,故A错误;
B.在点有
又有
解得,故B错误;
C.在点,有
解得,故D正确;
D.小球位于点的向心力
则该点拍对球的弹力大小为
由受力分析可知,该点拍对球的弹力方向竖直向下,故球对球拍的弹力方向为竖直向上,故C错误。
故选D。
6. 某次碰撞测试中,汽车以的速度正面撞墙,车内质量为的假人撞向安全气囊,与气囊作用时间后速度减为零。取假人运动方向为正方向,忽略其他阻力。关于此过程,下列说法正确的是( )
A. 假人的动量变化量为
B. 安全气囊对假人的冲量的大小为
C. 假人的动量变化率的大小等于合外力冲量的大小
D. 假人的动量变化量的大小等于合外力功的大小
【答案】B
【解析】
【详解】ABD.,
根据动量定理,故AD错误,B正确;
C.由动量定理
得
动量变化率的大小等于(平均)合外力的大小,故C错误。
故选B。
7. 如图,均匀带电的绝缘细棒组成正五边形,其中四根细棒均带电荷量,另一根细棒带电荷量,正五边形中心点的电场强度大小为。若移走带电荷量为的细棒而其余四根棒的位置、电荷量分布均不变,点的电场强度大小变为。若移走其他细棒,只留下一根带电荷量的细棒,点的电场强度大小变为。则关于三者的关系,下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由对称性和电场的叠加原理可知,四根带电荷量为的细棒在中心点产生的合电场强度方向与带电荷量为的细棒在中心点产生的电场强度方向相同,设带电荷量为的细棒在中心点产生的电场强度大小为,已知四根带电荷量为的细棒在中心点产生的电场强度大小为,根据电场的叠加原理有
设一根带电荷量为的细棒在中心点产生的电场强度大小为,由于细棒在中心点产生的电场强度大小与其所带电荷量的绝对值成正比,则有
联立解得
故选A。
8. 真空中存在正点电荷产生的静电场,如图所示,一个带电粒子仅受电场力作用沿虚线轨迹从移动至,、两点到点电荷的距离相等。下列说法正确的是( )
A. 该带电粒子带正电
B. 带电粒子的电势能先增大后减小
C. 带电粒子的加速度先减小后增大
D. 、两点间的电势差
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.根据带电粒子的运动轨迹可知,带电粒子受到正点电荷的斥力作用,因此其带正电,故A正确;
B.电场力指向运动轨迹弯曲的内侧,从移动至,电场力先做负功后做正功,则带电粒子的电势能先增大后减小,故B正确;
C.从到,电场强度先增大后减小,带电粒子受到的电场力先增大后减小,则加速度也是先增大后减小,故C错误;
D.、两点到点电荷的距离相等,在同一等势面上,则、两点间的电势差,故D正确。
故选ABD。
9. 宇宙中存在两颗恒星、组成的双星系统,它们绕连线上某点做匀速圆周运动。现由于某种原因,两星物质发生了转移,其中一颗恒星质量缓慢增加,另一颗质量缓慢减少,两星的总质量与间距均不变,且系统仍保持稳定双星运动。则下列物理量中保持不变的是( )
A. 每颗星做圆周运动的轨道半径 B. 每颗星的角速度大小
C. 每颗星的转动周期 D. 两颗星间的万有引力大小
【答案】BC
【解析】
【详解】A.设两颗恒星的距离为,根据万有引力提供向心力,有
解得
发生变化,则发生变化,而两星间距不变,则它们分别做圆周运动的轨道半径发生变化,故A错误;
BC.根据,
解得
代入
解得双星系统的周期为
两星的总质量与间距均不变,则周期不变,故C正确;
根据,周期不变,则每颗星的角速度大小不变,故B正确;
D.根据两颗星间的万有引力大小为,两星质量变化,则万有引力大小会发生变化,故D错误。
故选BC。
10. 山区工程运输车常用来爬坡运输建材,已知某运输车质量,发动机额定功率。该车在倾角的盘山斜坡上行驶,受到的阻力除重力的下滑分力外,还包含恒定的路面摩擦阻力、与车速成正比的空气阻力()两部分。已知,,运输车以额定功率从静止启动向山顶运输建材的过程中,假设运输车在盘山斜坡上一直做直线运动,下列说法正确的是( )
A. 运输车启动瞬间加速度不等于
B. 运输车爬坡的最大行驶速度为
C. 运输车达到最大速度前,做加速度减小的变加速直线运动
D. 运输车速度为时,瞬时加速度大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.对运输车受力分析,根据牛顿第二定律有
运输车以额定功率启动,牵引力与额定功率的关系为
启动瞬间速度趋近于,牵引力趋近于无穷大,根据牛顿第二定律可知加速度不等于,故A正确;
B.当运输车加速度时速度达到最大,设最大速度为,有
代入数据解得,故B错误;
C.运输车达到最大速度前,随着速度的增大,牵引力减小,空气阻力增大,根据牛顿第二定律可知加速度逐渐减小,所以运输车做加速度减小的变加速直线运动,故C正确;
D.若运输车速度为,此时牵引力大小为
代入数据解得
此时受到的总阻力大小为
代入数据解得
由于牵引力小于总阻力,运输车不可能达到此速度,故D错误。
故选AC。
二、非选择题:本题共小题,共分。
11. 用落体法验证机械能守恒定律的实验装置如图甲,正确操作后打出如图乙所示的纸带。已知当地重力加速度为,重锤质量为,打点计时器打点的周期为。
(1)关于实验过程中的操作,下列说法正确的是________。
A. 实验中应选择质量较轻、体积较大的物体做重锤
B. 打点计时器应连接交流电源
C. 操作时应先释放纸带,再接通电源
D. 测量纸带上某点的速度时,可用公式计算
(2)按实验要求正确地选出纸带进行测量,在纸带上每隔一个点取一个计数点,测出、、三个点到起始点的距离分别为、、,打点时重锤的瞬时速度大小为________(用题中字母表示),从起点到计时点的过程中重锤重力势能减少量是________(用题中字母表示)。
(3)在实验操作正确的情况下,大多数学生的实验结果显示,重锤重力势能的减少量总是________(选填“略大于”“略小于”或“等于”)动能的增加量。
(4)某同学选择的重锤,其下落过程中的阻力不可忽略,设阻力大小恒定不变。测得重锤运动的速度和对应下落的高度,得到的图像如图丙所示。若图像的斜率为,则由图像可以求出阻力的大小为________(用题中字母表示)。
【答案】(1)B (2) ①. ②.
(3)略大于 (4)
【解析】
【小问1详解】
A.实验中为了减小空气阻力带来的相对误差,重锤应选择质量大、体积小的物体,故A错误;
B.打点计时器必须使用交流电源,故B正确;
C.实验操作时应先接通电源,待打点稳定后再释放纸带,故C错误;
D.本实验的目的是验证机械能守恒定律,若用公式计算速度,相当于默认了重锤下落过程中机械能守恒,失去了验证的意义,故D错误。
故选B。
【小问2详解】
[1]在纸带上每隔一个点取一个计数点,则相邻计数点间的时间间隔为2T,打点时重锤的瞬时速度大小等于AC段的平均速度,即
[2]从起点到打下计数点的过程中,重锤下降的高度为,则其重力势能的减少量为
【小问3详解】
由于实验中不可避免地存在空气阻力和纸带与打点计时器间的摩擦阻力,重锤下落过程中需克服阻力做功,消耗一部分机械能,导致重锤重力势能的减少量略大于动能的增加量。
【小问4详解】
重锤下落过程中,根据动能定理有
化简得
结合图像可知斜率
解得阻力大小为
12. 某实验小组用如图甲所示实验装置“验证动量守恒定律”,已知入射小球质量为,被碰小球质量为。记录小球抛出点在水平地面上的投影点,测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置、、与的距离分别为、、,如图乙所示,分析实验数据。
(1)关于本实验,下列说法正确的是______。
A. 斜槽轨道末端切线必须水平
B. 两个小球半径可以不相等
C. 实验过程中,复写纸和白纸都可以移动
D. 入射小球每次必须从斜槽轨道同一位置由静止释放
(2)若测得被碰小球下落的高度为,重力加速度为,则碰撞后瞬间被碰小球获得的动量大小可以表示为______(用题中所给物理量的符号表示)。
【答案】(1)AD (2)
【解析】
【小问1详解】
A.斜槽末端切线必须水平,保证小球水平抛出,故A正确;
B.两球半径要相同,以实现对心正碰,故B错误;
C.白纸、复写纸应固定不动,使抛出点的投影点不变,故C错误;
D.入射球每次必须从斜槽同一位置由静止释放,以保证碰撞前速度一致,故D正确。
故选AD。
【小问2详解】
被碰小球做平抛运动,落点为,其水平位移为,下落高度为,根据平抛运动规律分别有,
碰撞后瞬间被碰小球获得的动量大小可以表示为
联立解得
13. 如图所示,同一竖直平面内,有两根光滑绝缘杆和,与竖直线的夹角分别为和,两杆上均套有能自由滑动的带电小球,带电荷量均为,且静止于同一高度处,甲球与点的距离为,已知静电力常量为,重力加速度为,两小球可视为质点,求:
(1)两小球间的库仑力的大小;
(2)点的电场强度的大小;
(3)甲、乙两小球各自的质量。
【答案】(1)
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
由几何关系可知,平衡时两球相距
由库仑定律可得
【小问2详解】
两带电小球在点的电场强度如图甲所示
两电场强度大小分别为
可得点的电场强度的大小
【小问3详解】
以两小球为研究对象,受力分析如图乙所示,
由平衡条件可得 ,
解得,
14. 如图所示,水平圆盘可绕过圆心的竖直轴转动,质量的小物块放在圆盘上,一根长的轻杆,一端连接物块,一端通过铰链固定在转轴上的点,初始时轻杆与转轴的夹角且恰好无弹力。,,重力加速度大小取,圆盘由静止开始缓慢增大转速。
(1)若圆盘光滑,求物块刚要离开圆盘时圆盘的角速度的大小;
(2)若物块与圆盘之间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
①求轻杆中刚要产生弹力时圆盘的角速度的大小;
②求圆盘的角速度时,轻杆中弹力的大小。
【答案】(1)5rad/s
(2)①;②
【解析】
【小问1详解】
若圆盘光滑,物块转动所需的向心力由轻杆弹力的水平分力提供,当物块刚要离开圆盘时,设轻杆的弹力大小为,有
物块做圆周运动的半径
解得
【小问2详解】
①若圆盘不光滑,开始时由摩擦力提供向心力,当摩擦力达到最大值时,轻杆上将产生弹力,对临界状态有
解得
②物块恰好对圆盘无压力时轻杆的拉力为,有
解得
,此时物块已离开圆盘
设轻杆与转轴的夹角为,则物块做圆周运动的半径
沿水平方向
解得
15. 山地游乐园弹射娱乐装置简化模型如图所示,倾角的光滑斜面轨道固定,其底端与水平光滑轨道平滑连接。质量的小球A从斜面上高处由静止释放,与静止在水平面上的质量的小球B发生弹性正碰,小球B冲上右侧半径、质量的四分之一光滑圆弧轨道,轨道放在水平光滑轨道上且在点与水平光滑轨道平滑连接。已知,,不考虑A、B小球的第二次碰撞。求:
(1)小球A碰撞前瞬间的速度大小;
(2)弹性碰撞后瞬间A、B两小球的速度大小;
(3)碰撞后小球A反弹冲上斜面,能到达的最大高度;
(4)小球B沿光滑圆弧轨道上升的最大高度。
【答案】(1)6m/s
(2)2m/s;4m/s
(3)0.2m (4)0.6m
【解析】
【小问1详解】
下滑过程,根据机械能守恒定律
解得
【小问2详解】
规定向右为正方向
弹性碰撞过程中,根据:
系统水平方向动量守恒
动能守恒
可解得,
即碰后小球的速度大小为,方向向左,小球的速度大小为,方向向右
【小问3详解】
反弹后沿斜面上滑,由机械能守恒有
解得
【小问4详解】
小球与轨道作用过程中,有:
系统水平方向动量守恒
机械能守恒
解得
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$