精品解析:内蒙古呼和浩特市内蒙古师范大学附属学校2025-2026学年高一下学期期末考试物理试题
2026-07-23
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2份
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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 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 内蒙古自治区 |
| 地区(市) | 呼和浩特市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.38 MB |
| 发布时间 | 2026-07-23 |
| 更新时间 | 2026-07-23 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-23 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58934896.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2025-2026学年第二学期高一年级学业质量监测
物理
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号、座位号涂写在答题卡上。本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.作答时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,考生只需将答题卡交回,试题请自行保留。
Ⅰ卷 选择题(共46分)
一、单选题(本大题共7小题,每题4分,共28.0分)
1. 如图所示,内壁光滑的锥形圆筒固定在水平地面上,小球沿内壁在某一水平面内做匀速圆周运动,该小球的向心力( )
A. 由重力和支持力的合力提供
B. 由重力、支持力和摩擦力的合力提供
C. 只由重力提供
D. 由支持力竖直分力提供
2. 如图所示,质量的小球从离桌面高处的A点由静止下落到地面上的B点。桌面离地面高,空气阻力不计,重力加速度g取,关于小球下落过程说法正确的( )
A. 若选桌面为参考平面小球经B位置时的重力势能为8J
B. 小球从A点下落至桌面的过程,重力做正功,重力势能增加12J
C. 小球从A点下落至B点的过程,重力势能的减少量与参考平面的选取无关
D. 小球从A点下落至B点的过程,重力做功的多少与参考平面的选取有关
3. 篮球投出后在空中的运动轨迹如图所示,A、B和C分别为抛出点,最高点和入篮框点。已知抛射角,B点与C点的竖直距离h,重力加速度g,忽略空气阻力,则( )
A. 可以求出篮球入框时的速度
B. 可以求出AB连线与水平方向的夹角
C. A到B的时间可能与B到C的时间相等
D. 篮球入框时的速度与水平方向的夹角可能为
4. 如图所示,细绳的上端固定,下端挂一小球,现将小球拉到A点由静止释放,小球在竖直平面内沿曲线ABC摆动,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 在摆动过程中细绳的拉力对小球先做正功后做负功
B. 在B位置小球处于平衡状态
C. 在C位置小球的向心力比在B位置小球的向心力小
D. 在B位置小球受重力、拉力和向心力的作用
5. 新能源汽车的先进动力系统,能够在起步时提供强劲的动力支持。某新能源汽车在平直公路上由静止启动,汽车受到的阻力保持不变。牵引力的功率随时间变化图像如右图,t1时刻之前牵引力保持不变。则该过程中汽车的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
6. 质量为速度为的球跟质量为的静止球发生正碰,碰后球的速度大小不可能是( )
A. B. C. D.
7. 赤水独竹漂是国家级非物质文化遗产代表性项目。如图所示,在平静的湖面上,质量为的表演者静立于长为的竹竿最左端,表演者从竹竿最左端走至最右端,竹竿的位移大小为。不计湖水的阻力,则竹竿的质量为( )
A. B. C. D.
二、多选题(本大题共3小题,每题6分,漏选3分,选错0分,共18.0分)
8. 天王星和海王星都是太阳系中的行星,绕太阳的公转轨道均可近似看作圆形,经测定,天王星的公转周期约为84.02年,海王星的公转周期约为164.79年,则与天王星相比( )
A. 海王星的公转轨道半径更大
B. 海王星的公转线速度更小
C. 海王星的向心加速度更大
D. 海王星的公转角速度更大
9. 如图甲、乙,长度均为1m的轻质细绳、轻质细杆的一端连接质量均为1kg的小球A、B(均看作质点),另一端分别固定在O、O'点,现让小球A、B分别绕O、O'点在竖直平面内做完整的圆周运动,不计空气阻力,重力加速度,下列说法正确的是( )
A. A球在最低点时,受到的绳子拉力最大
B. B球运动到最高点时,最小速度为
C. 若A球运动到最高点时,绳上作用力大小为6N,此时A球的线速度大小为2m/s
D. 若B球运动到最高点时,杆上作用力大小为6N,此时B球的线速度大小有可能为2m/s
10. 如图甲所示,a、b两物块(均视为质点)用轻质弹簧连接并放置在光滑的水平面上,b的质量为。时刻,使a获得水平向右、大小为的初速度,a、b运动的速度—时间图像如图乙所示。已知弹簧的劲度系数为,弹簧的弹性势能,其中为弹簧的形变量,弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是( )
A. a的质量为
B. 时刻,a、b间的距离最大
C. 时间内,b所受弹簧弹力的冲量的大小为
D. 图乙中阴影部分的面积为
Ⅱ卷 非选择题(共54分)
三、实验题(11题6分,12题共8分,共14.0分)
11. 用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。
(1)关于该实验的分析,以下说法中正确的是________
A. 打点计时器接到学生电源的“直流输出”端
B. 必须用天平测出重锤的质量
C. 应该尽量选择质量大、体积小的重锤
D. 用计算打点计时器打下某点时重锤的瞬时速度
(2)安装好实验装置,正确进行实验操作。从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如图乙所示。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为、、。当地重力加速度为g,打点计时器打点周期为T。只要表达式________________在误差允许的范围内成立,就可以验证机械能守恒。用本问中所给字母表示
(3)若实验中测得O点到B点过程中重力势能减少量小于动能增加量,出现这一结果的原因可能是________。
A. 工作电压偏高
B. 存在空气阻力和摩擦力
C. 接通电源前释放了纸带
D. 重锤下落过程中受到空气阻力
12. 某同学在“研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒”实验中,利用气垫导轨来减小摩擦阻力,利用数字计时器和光电门测算滑块碰撞前后的速度。实验装置如图所示。
(1)实验中可在两滑块相互碰撞的端面上按图1和图2所示的方案安装不同器材。为使碰撞前后两滑块组成的系统总动能损失最小,应选用________方案(选填“图1”或“图2”)。
(2)根据(1)中所选方案,测出滑块a和遮光条的总质量为m1,滑块b和遮光条(遮光条宽度相同)的总质量为m2。将滑块a、b静置在导轨上。推动b,使其获得水平向左的速度,与a发生碰撞且被弹回,则实验中两滑块的质量应满足m1________m2。(选填“>”、“<”或“=”),在安装器材时,滑块a、b和光电门1、2在导轨上放置的位置合理的是________(选填“A”、“B”或“C”)。
(3)根据上述步骤测量出光电门2挡光时间分别为Δt1、Δt2,光电门1记录的挡光时间为Δt3。实验需要验证的动量守恒表达式为________(用题中给定的符号表示)。
四、计算题(本大题共3小题,共40.0分)
13. 某同学在地面上推一个质量为的箱子。他用的力使箱子向前运动了,物体与桌面之间的动摩擦因数为0.3。求此过程中:
(1)拉力F对物体所做的功;
(2)滑动摩擦力f所做的功;
(3)物体动能的变化量。
14. 一条轻绳跨过定滑轮,绳的两端各系一个小球A和B,A、B球的质量分别为m、3m。用手托住B球,当轻绳刚好被拉紧时,B球离地的高度是h,A球静止于地面,如图所示。定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦、空气阻力均不计,两球均可视为质点,以B球所在高度的水平面为参考平面,重力加速度为g。
(1)求此时小球A、B的重力势能EpA、EpB;
(2)某时刻由静止释放B球,当B球刚落地时,求A球的速度大小;
(3)B球从释放到刚落地的过程中,轻绳对B球所做的功。
15. 一次联合教研活动中,物理老师们在科技馆参观时完成了如下实验:如图所示,是一长为的水平传送带,以顺时针匀速转动,传送带左端与半径的光滑圆轨道相切,右端与放在光滑水平桌面上的长木板上表面平齐。木板长为,的右端带有挡板,在上放有小物块,开始时和静止,到挡板的距离为。现将小物块从圆弧轨道最高点由静止释放,小物块与传送带间的动摩擦因数,、之间及、之间的动摩擦因数均为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。、、的质量均为,重力加速度为,所有的碰撞均为弹性正碰。求:
(1)A到达点的速度大小;
(2)A通过传送带过程产生的内能;
(3)A与B发生弹性正碰之后各自的速度大小。
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2025-2026学年第二学期高一年级学业质量监测
物理
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号、座位号涂写在答题卡上。本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.作答时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,考生只需将答题卡交回,试题请自行保留。
Ⅰ卷 选择题(共46分)
一、单选题(本大题共7小题,每题4分,共28.0分)
1. 如图所示,内壁光滑的锥形圆筒固定在水平地面上,小球沿内壁在某一水平面内做匀速圆周运动,该小球的向心力( )
A. 由重力和支持力的合力提供
B. 由重力、支持力和摩擦力的合力提供
C. 只由重力提供
D. 由支持力竖直分力提供
【答案】A
【解析】
【详解】小球在光滑内壁上运动,只受竖直向下的重力和垂直于内壁的支持力。小球在水平面内做匀速圆周运动,竖直方向没有加速度,因此支持力的竖直分量与重力平衡,重力和支持力的合力水平指向圆心,为小球提供向心力。
故选A。
2. 如图所示,质量的小球从离桌面高处的A点由静止下落到地面上的B点。桌面离地面高,空气阻力不计,重力加速度g取,关于小球下落过程说法正确的( )
A. 若选桌面为参考平面小球经B位置时的重力势能为8J
B. 小球从A点下落至桌面的过程,重力做正功,重力势能增加12J
C. 小球从A点下落至B点的过程,重力势能的减少量与参考平面的选取无关
D. 小球从A点下落至B点的过程,重力做功的多少与参考平面的选取有关
【答案】C
【解析】
【详解】A.若选桌面为参考平面小球经B位置时的重力势能为
故A错误;
B.小球从A点下落至桌面的过程,重力做正功,重力势能减小,故B错误;
CD.小球从A点下落至B点的过程,重力做功的多少与参考平面的选取无关,重力势能的减少量等于重力做功,与参考平面的选取无关,故C正确,D错误。
故选C。
3. 篮球投出后在空中的运动轨迹如图所示,A、B和C分别为抛出点,最高点和入篮框点。已知抛射角,B点与C点的竖直距离h,重力加速度g,忽略空气阻力,则( )
A. 可以求出篮球入框时的速度
B. 可以求出AB连线与水平方向的夹角
C. A到B的时间可能与B到C的时间相等
D. 篮球入框时的速度与水平方向的夹角可能为
【答案】B
【解析】
【详解】B.根据题意可知,篮球做斜抛运动,水平方向的速度不变,则有
从到过程中,有,,
AB连线与水平方向的夹角的正切值
由于已知,则可求,故B正确;
AC.从到过程,篮球做平抛运动,下落高度为,则有,
则
由于未知,则不可以求出篮球入框时的速度,由于
则有
故AC错误;
D.结合上述分析可知,
则有
设篮球入框时的速度与水平方向的夹角为,则有
由于
则有
即篮球入框时的速度与水平方向的夹角一定小于,故D错误。
故选B。
4. 如图所示,细绳的上端固定,下端挂一小球,现将小球拉到A点由静止释放,小球在竖直平面内沿曲线ABC摆动,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 在摆动过程中细绳的拉力对小球先做正功后做负功
B. 在B位置小球处于平衡状态
C. 在C位置小球的向心力比在B位置小球的向心力小
D. 在B位置小球受重力、拉力和向心力的作用
【答案】C
【解析】
【详解】A.在摆动过程中细绳的拉力始终与小球速度方向垂直,始终对小球不做功,故A错误;
B.在B位置小球有向心加速度,并非处于平衡状态,故B错误;
C.在C位置小球的速度为零,向心力为零,所以在C位置小球的向心力比在B位置小球的向心力小,故C正确;
D.在B位置小球只受重力、拉力两个力的作用,重力和拉力的合力就是向心力,故D错误。
故选C。
5. 新能源汽车的先进动力系统,能够在起步时提供强劲的动力支持。某新能源汽车在平直公路上由静止启动,汽车受到的阻力保持不变。牵引力的功率随时间变化图像如右图,t1时刻之前牵引力保持不变。则该过程中汽车的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】t1时刻之前牵引力保持不变,根据牛顿第二定律可得
可知t1时刻之前汽车做匀加速直线运动,图像为过原点的倾斜直线;
由题图可知t1时刻之后功率保持不变,则牵引力逐渐减小,汽车做加速度逐渐减小的加速运动,对应的图像切线斜率逐渐减小;当牵引力等于阻力时,汽车速度达到最大,开始做匀速直线运动。
故选D。
6. 质量为速度为的球跟质量为的静止球发生正碰,碰后球的速度大小不可能是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】碰撞过程需要满足三个约束条件,首先系统动量守恒,其次系统总动能不能增加,最后若碰后两球同向运动,后方A球速度不能大于前方B球速度。
若两球发生完全非弹性碰撞,由得
此时A球同向速度最大为,超过则不符合运动逻辑。
若两球之间发生完全弹性碰撞:联立动量守恒
和动能守恒
解得,即A球速度大小最大为,超过则总动能增加违反能量守恒。
因此只有A选项不满足约束条件,本题选择不可能的选项。
故选A。
7. 赤水独竹漂是国家级非物质文化遗产代表性项目。如图所示,在平静的湖面上,质量为的表演者静立于长为的竹竿最左端,表演者从竹竿最左端走至最右端,竹竿的位移大小为。不计湖水的阻力,则竹竿的质量为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设人相对于水面的位移为x1,竹竿相对于水面的位移为,竹竿的质量为M, 人与竹竿组成的系统水平方向动量守恒,则有
整理可得
即
又因为,
则有
联立解得
故选B。
二、多选题(本大题共3小题,每题6分,漏选3分,选错0分,共18.0分)
8. 天王星和海王星都是太阳系中的行星,绕太阳的公转轨道均可近似看作圆形,经测定,天王星的公转周期约为84.02年,海王星的公转周期约为164.79年,则与天王星相比( )
A. 海王星的公转轨道半径更大
B. 海王星的公转线速度更小
C. 海王星的向心加速度更大
D. 海王星的公转角速度更大
【答案】AB
【解析】
【详解】A.根据开普勒第三定律有
由于海王星的公转周期大于天王星的公转周期,则海王星的轨道半径更 大,故A正确;
B.根据
解得
由于海王星的轨道半径更大,则海王星的公转线速度较小,故B正确;
C.根据
解得
由于海王星的轨道半径更大,则海王星的向心加速度较小,故C错误;
D.根据角速度公式有
由于海王星的周期较大,则海王星的公转角速度较小,故D错误;
故选AB。
9. 如图甲、乙,长度均为1m的轻质细绳、轻质细杆的一端连接质量均为1kg的小球A、B(均看作质点),另一端分别固定在O、O'点,现让小球A、B分别绕O、O'点在竖直平面内做完整的圆周运动,不计空气阻力,重力加速度,下列说法正确的是( )
A. A球在最低点时,受到的绳子拉力最大
B. B球运动到最高点时,最小速度为
C. 若A球运动到最高点时,绳上作用力大小为6N,此时A球的线速度大小为2m/s
D. 若B球运动到最高点时,杆上作用力大小为6N,此时B球的线速度大小有可能为2m/s
【答案】AD
【解析】
【详解】A.A球在最低点时,受到的绳子拉力为
解得
A球在最低点时速度最大,受到绳子拉力最大,A正确;
B.B球运动到最高点时,最小速度为0,B错误;
C.若A球运动到最高点时,绳上作用力大小为6N,此时A球的线速度大小为
解得,C错误;
D.若B球运动到最高点时,杆上作用力大小为6N,如果该作用力为支持力,此时B球的线速度大小为
解得,D正确。
故选AD。
10. 如图甲所示,a、b两物块(均视为质点)用轻质弹簧连接并放置在光滑的水平面上,b的质量为。时刻,使a获得水平向右、大小为的初速度,a、b运动的速度—时间图像如图乙所示。已知弹簧的劲度系数为,弹簧的弹性势能,其中为弹簧的形变量,弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是( )
A. a的质量为
B. 时刻,a、b间的距离最大
C. 时间内,b所受弹簧弹力的冲量的大小为
D. 图乙中阴影部分的面积为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.设a的质量为,以水平向右的方向为正方向,由动量守恒定律可得
解得,故A正确;
B.根据图乙可知,时刻之前a的速度大于b的速度,时刻a的速度等于b的速度,则时刻弹簧被压缩最短,此时a、b间的距离最小,接着弹簧逐渐恢复原长,在时刻a的速度最小、b的速度最大,此时弹簧恢复原长,故时刻a、b间的距离并非最大,接着弹簧继续伸长,a的速度增大、b的速度减小,在时刻两者共速,此时两物块相距最远,因此时刻a、b间的距离最大,故B正确;
C.时间内,以水平向右的方向为正方向,对b由动量定理可得,故C错误;
D.图中阴影部分的面积为弹簧的最大压缩量,根据能量守恒定律可得
解得
即图乙中阴影部分的面积为,故D正确。
故选ABD。
Ⅱ卷 非选择题(共54分)
三、实验题(11题6分,12题共8分,共14.0分)
11. 用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。
(1)关于该实验的分析,以下说法中正确的是________
A. 打点计时器接到学生电源的“直流输出”端
B. 必须用天平测出重锤的质量
C. 应该尽量选择质量大、体积小的重锤
D. 用计算打点计时器打下某点时重锤的瞬时速度
(2)安装好实验装置,正确进行实验操作。从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如图乙所示。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为、、。当地重力加速度为g,打点计时器打点周期为T。只要表达式________________在误差允许的范围内成立,就可以验证机械能守恒。用本问中所给字母表示
(3)若实验中测得O点到B点过程中重力势能减少量小于动能增加量,出现这一结果的原因可能是________。
A. 工作电压偏高
B. 存在空气阻力和摩擦力
C. 接通电源前释放了纸带
D. 重锤下落过程中受到空气阻力
【答案】(1)C (2) (3)C
【解析】
【小问1详解】
A.打点计时器应该接到学生电源的“交流输出”端,故A错误;
B.因为在“验证机械能守恒定律”的实验中,比较的是mgh和的大小关系,其中的m可以被约去,所以不需要测出重锤的质量,故B错误;
C.为了减小阻力造成的误差,应该尽量选择质量大、体积小的重锤,故C正确;
D.如果用计算速度,相当于已经用到了机械能守恒定律,故D错误。
故选C。
【小问2详解】
点的重力势能
B点的速度
所以B点的动能
只需要满足
即可验证机械能守恒定律。整理得
【小问3详解】
A.工作电压偏高不会导致重力势能减少量小于动能增加量,工作电压偏高主要影响打点的清晰度,故A错误;
BD.存在空气阻力和摩擦力时,机械能会有损失,应该是重力势能减少量大于动能增加量,故BD错误;
C.接通电源前释放了纸带,此时纸带开始下落时还没有打点,后面打出的点对应的速度会比正常情况下偏大,从而导致计算出的动能增加量偏大,可能出现重力势能减少量小于动能增加量的情况,故C正确。
故选C。
12. 某同学在“研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒”实验中,利用气垫导轨来减小摩擦阻力,利用数字计时器和光电门测算滑块碰撞前后的速度。实验装置如图所示。
(1)实验中可在两滑块相互碰撞的端面上按图1和图2所示的方案安装不同器材。为使碰撞前后两滑块组成的系统总动能损失最小,应选用________方案(选填“图1”或“图2”)。
(2)根据(1)中所选方案,测出滑块a和遮光条的总质量为m1,滑块b和遮光条(遮光条宽度相同)的总质量为m2。将滑块a、b静置在导轨上。推动b,使其获得水平向左的速度,与a发生碰撞且被弹回,则实验中两滑块的质量应满足m1________m2。(选填“>”、“<”或“=”),在安装器材时,滑块a、b和光电门1、2在导轨上放置的位置合理的是________(选填“A”、“B”或“C”)。
(3)根据上述步骤测量出光电门2挡光时间分别为Δt1、Δt2,光电门1记录的挡光时间为Δt3。实验需要验证的动量守恒表达式为________(用题中给定的符号表示)。
【答案】(1)图1 (2) ①. > ②. C
(3)
【解析】
【小问1详解】
[1] 图1.弹性碰撞架能使两滑块的碰撞更接近弹性碰撞,系统总动能损失较小,故图1正确;
图2.橡皮泥使两滑块碰后接近粘连,系统总动能损失较大,故图2错误。
故选图1。
【小问2详解】
[2] 取向左为正方向,设碰撞前滑块的速度为。弹性正碰且滑块初速度为零时,碰撞后滑块的速度为
因滑块被弹回,有,故
[3] A.滑块碰撞前不会通过光电门2,碰撞后滑块也不会通过光电门1,无法测得所需速度,故A错误;
B.滑块在光电门2左侧与滑块碰撞,碰撞前不会通过光电门2,不能由光电门2记录其碰撞前的挡光时间,故B错误;
C.滑块碰撞前向左、碰撞后向右,均可通过光电门2,滑块碰撞后向左通过光电门1,可以测得碰撞前后两滑块的速度,故C正确。
故选C。
【小问3详解】
[4] 设遮光条宽度为,遮光条通过光电门的速度大小为
取向左为正方向,由动量守恒定律得
约去,整理得
四、计算题(本大题共3小题,共40.0分)
13. 某同学在地面上推一个质量为的箱子。他用的力使箱子向前运动了,物体与桌面之间的动摩擦因数为0.3。求此过程中:
(1)拉力F对物体所做的功;
(2)滑动摩擦力f所做的功;
(3)物体动能的变化量。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
恒力与位移方向相同,故
【小问2详解】
滑动摩擦力大小
摩擦力方向与位移方向相反,则
【小问3详解】
根据动能定理有
14. 一条轻绳跨过定滑轮,绳的两端各系一个小球A和B,A、B球的质量分别为m、3m。用手托住B球,当轻绳刚好被拉紧时,B球离地的高度是h,A球静止于地面,如图所示。定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦、空气阻力均不计,两球均可视为质点,以B球所在高度的水平面为参考平面,重力加速度为g。
(1)求此时小球A、B的重力势能EpA、EpB;
(2)某时刻由静止释放B球,当B球刚落地时,求A球的速度大小;
(3)B球从释放到刚落地的过程中,轻绳对B球所做的功。
【答案】(1)-mgh,0
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
以B球所在高度的水平面为参考平面,则有,
【小问2详解】
由于定滑轮两侧轻绳运动方向与两小球在一条直线上,故两球速度大小相等,当B球刚落地时,设A球的速度大小为v,由机械能守恒定律有
解得
【小问3详解】
设轻绳对B球做功为W,对B,由动能定理有
解得
15. 一次联合教研活动中,物理老师们在科技馆参观时完成了如下实验:如图所示,是一长为的水平传送带,以顺时针匀速转动,传送带左端与半径的光滑圆轨道相切,右端与放在光滑水平桌面上的长木板上表面平齐。木板长为,的右端带有挡板,在上放有小物块,开始时和静止,到挡板的距离为。现将小物块从圆弧轨道最高点由静止释放,小物块与传送带间的动摩擦因数,、之间及、之间的动摩擦因数均为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。、、的质量均为,重力加速度为,所有的碰撞均为弹性正碰。求:
(1)A到达点的速度大小;
(2)A通过传送带过程产生的内能;
(3)A与B发生弹性正碰之后各自的速度大小。
【答案】(1)
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
小物块A由静止运动到圆轨道最低点,由动能定理
解得
【小问2详解】
设经时间t1小物块A与传送带共速,由动量定理
解得
在时间t1内A、传送带发生的位移为,
小物块A通过传送带过程产生的内能
【小问3详解】
对物块B和长木板C整体受力分析,由牛顿第二定律
物块B和长木板C整体加速度为
对A,由牛顿第二定律
可得,A的加速度为
设A滑上C后经时间t2物块A与B碰撞
解得
A、B碰撞前速度分别为v1、v2,碰后速度分别为v3、v4,则,
A、B碰撞过程,由动量守恒和能量守恒,得,
解得,
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