精品解析：福建省莆田市莆田第二中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试卷

2023-2024学年下学期莆田第二中学高二年段3月份月考 物理考试卷 一、单选题。本题共4小题，每小题4分，共16分，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 如图所示，2022年2月5日，中国在交接棒时，“交棒”的曲春雨在“接棒”的任子威身后猛推一把，使任子威获得更大的速度向前滑行。若任子威的质量大于曲春雨的质量，不计阻力，在曲春雨用力推任子威的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 曲春雨的加速度等于任子威的加速度 B. 任子威的速度增加量等于曲春雨的速度减少量 C. 任子威的动量增加量等于曲春雨的动量减少量 D. 曲春雨推任子威的力大于任子威对曲春雨的推力 2. 无线充电技术已经在新能源汽车等领域得到应用。地下铺设供电的送电线圈，车上的受电线圈与蓄电池相连，如图所示。送电线圈和受电线圈匝数比为。当送电线圈接上图中的正弦交流电后，受电线圈中的电流为2A。不考虑线圈的自感，忽略电能传输的损耗，下列说法正确的是（　　） A. 受电线圈的电流方向每秒改变50次 B. 送电线圈的输入功率为110W C. 受电线圈的输出电压为V D. 送电线圈的输入电压为V 3. 如图所示，两辆质量相同的小车置于光滑的水平面上，有一人静止站在A车上，两车静止，当这个人自A车跳到B车上，接着又跳回A车，则以下说法正确的是（　　） A. A车的速率大于B车的速率 B. A车的速率等于B车的速率 C. A、B两车仍然保持静止 D. A车的速率小于B车的速率 4. 某实验小组用电池、电动机等器材自制风力小车，如图所示，叶片匀速旋转时将空气以速度v向后排开，叶片旋转形成的圆面积为S，空气密度为ρ，下列说法正确的是（　　） A. 风力小车的原理是将风能转化为小车的动能 B. t时间内叶片排开的空气质量为ρSv C. 叶片匀速旋转时，空气对小车的推力为 D. 叶片匀速旋转时，单位时间内空气流动的动能为 二、多选题。本题共4小题，每小题6分，共24分。第5~8题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。 5. 风能是一种清洁无公害可再生能源，风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，截至2023年底，中国风电装机容量接近4亿千瓦，位居世界第一。如图为某风力发电场向一学校供电线路图，发电场的输出功率为10kW，输出电压为250V，用户端电压为220V，输电线总电阻，升压变压器原、副线圈匝数比，变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A. 降压变压器的匝数比 B. 输电线上的电流为40A C. 该输电系统的输电效率为 D. 深夜学校的用电器减少，输电线上损失的功率将变大 6. 防空导弹是指从地面发射攻击空中目标的导弹。如图所示，某防空导弹斜射向天空，到最高点时速度大小为，离地高度为H，突然爆炸成质量均为m的两块。其中弹头A以速度v沿的方向飞去，且爆炸过程时间为且极短。整个过程忽略空气阻力，则下列说法正确的是（ ） A. 爆炸后的一瞬间，弹尾B一定沿着与相反的方向飞去 B. 爆炸后，弹尾B可能做自由落体运动 C. 爆炸过程中，弹尾对弹头的平均作用力大小为 D. 爆炸过程释放的化学能为 7. 在冰壶比赛中，某队员利用红壶去碰撞对方的蓝壶，两者在大本营中心发生对心碰撞如图（a）所示，碰撞前后两壶运动的图线如图（b）中实线所示，其中红壶碰撞前后的图线平行，两冰壶质量相等，则（　　） A. 两壶发生了弹性碰撞 B. 碰后蓝壶速度为 C. 碰后蓝壶移动的距离为 D. 碰后红壶所受摩擦力小于蓝壶所受摩擦力 8. 如图，劲度系数为200N/m的轻弹簧甲左端固定在墙壁上，右端刚好与静止在光滑水平面上的物块A接触；劲度系数未知的轻弹簧乙右端固定在静止的物块B上。现对A施加一水平向左、大小为3N的恒力F，使A向左运动，当速度为零时立即撤去F，之后A离开弹簧甲向右运动，从接触到弹簧乙开始，经0.2s时将弹簧乙压缩到最短，此过程物块B运动的距离为0.02m。已知A、B的质量分别为2kg和0.4kg。弹簧始终处于弹性限度内，则（　　） A. 物块A向左移0.015m时速度最大 B. 物块A与弹簧甲分离时的动能为0.18J C. 弹簧乙的最大弹性势能为0.018J D. 弹簧乙的最大压缩量为0.036m 三、填空题（每空2分，共12分） 9. 如图所示，甲、乙两车的质量均为100kg，静置在光滑的水平面上，两车相距为。乙车上站立着一个质量为50kg的人，他通过一条轻绳拉甲车，甲、乙两车最后相接触。在此过程中，甲、乙两车的速度之比为________，甲车前进的距离为________m。 10. 如图所示为一弹簧振子的振动图像，取向右为正，、、、、、是虚线与图像的交点，请在前内填空，则与点速度相同的点有______________，简谐振动的方程式（请用正弦表示）是：____________。 11. 如图，在张紧的绳上挂三个摆，a、c两摆的摆长相等。使a摆振动，其余各摆在a摆的驱动下逐步振动起来。稳定时，测得a摆的周期为。不计空气阻力，则b摆的周期___________（填“大于”；“小于”或“等于”）；稳定时___________摆的振幅最大： 四、实验题（每空2分，共12分） 12. “祖冲之”实验小组用如图甲所示的装置通过A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。先将A球从斜槽轨道上某点由静止释放，在水平地面的记录纸上留下压痕，重复实验多次，记下平均落地点P；再把同样大小的B球放在斜槽轨道水平段的最右端，让A球仍从同一位置由静止释放，和B球相碰后，两球分别落在记录纸上的不同位置，重复实验多次，记下平均落地点M、N，图中O点为斜槽轨道水平段的最右端悬挂的重垂线所指位置。 （1）实验中需要满足的条件是 ； A. 轨道末端必须水平 B. A球的半径必须大于B球的半径 C. 轨道必须光滑 D. A球的质量必须小于B球的质量 （2）经测定，A、B两球的质量分别为mA=35g、mB=7g，小球落地点的位置距O点的距离如图乙所示。利用此次实验中测得的数据计算碰撞前的总动量p与碰撞后的总动量的比值为_____________________（结果保留两位有效数字）。若碰撞是弹性碰撞，还应满足的关系式为_____________________（用题中所给物理量的符号表示）。 13. 小婷同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验。 （1）该同学先用游标卡尺测量小铁球的直径如图甲所示，则小铁球的直径_________cm。 （2）该同学用秒表计时，记录了单摆全振动50次所用的时间如图乙所示，秒表读数为___________s。 （3）若摆线的长度为0.98m，该同学由以上数据求出重力加速度_________（结果保留三位有效数字，）。 （4）若他测得的g值偏小，可能的原因是___________（填正确答案标号）。 A.测摆线长时摆线拉得过紧 B.摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆线长度增加了 C.开始计时时，秒表提前按下 D.实验中误将49次全振动数为50次 五、解答题（8+12+14，共34分） 14. “蹦极”是一项勇敢者的运动，如图所示，某人用弹性橡皮绳拴住身体从高空P处自由下落，在空中感受失重的滋味。若此人质量为60kg，橡皮绳原长20m，人可看成质点，且此人从P点自静止下落到最低点所用时间为5s，g取10m/s2，求： （1）此人下落到橡皮绳刚伸直时，人的动量是多少？ （2）从橡皮绳开始伸直到人下落到最低点的过程中橡皮绳对人平均作用力为多大？ 15. 如图所示，ABC是光滑轨道，其中BC部分是半径为R=10m的竖直放置的半圆，AB部分与BC部分平滑连接。一质量为M=0.9kg的小木块放在轨道水平部分，木块被水平飞来的质量为m=0.1kg的子弹射中，子弹留在木块中。子弹击中木块前的速度为v0=600m/s。若被击中的木块沿轨道滑到最高点C，重力加速度为g=10m/s2，求： （1）子弹击中木块后的速度大小； （2）子弹击中木块并留在其中的过程中子弹和木块产生的热量Q； （3）木块在C点时的速度大小和受到的轨道的作用力大小。 16. 如图，一竖直固定的长直圆管内有一质量为M=3m的静止薄圆盘，圆盘与管的上端口距离为l一质量为m的小球从管的上端口由静止下落，并撞在圆盘中心，圆盘向下滑动，所受滑动摩擦力与其所受重力大小相等。小球在管内运动时与管壁不接触，圆盘始终水平，小球与圆盘发生的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。不计空气阻力，重力加速度大小为g。求： （1）第一次碰撞后瞬间小球和圆盘的速度大小； （2）在第一次碰撞到第二次碰撞之间，小球与圆盘间的最远距离； （3）第二次碰撞后两物体的速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023-2024学年下学期莆田第二中学高二年段3月份月考 物理考试卷 一、单选题。本题共4小题，每小题4分，共16分，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 如图所示，2022年2月5日，中国在交接棒时，“交棒”的曲春雨在“接棒”的任子威身后猛推一把，使任子威获得更大的速度向前滑行。若任子威的质量大于曲春雨的质量，不计阻力，在曲春雨用力推任子威的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 曲春雨的加速度等于任子威的加速度 B. 任子威的速度增加量等于曲春雨的速度减少量 C. 任子威的动量增加量等于曲春雨的动量减少量 D. 曲春雨推任子威的力大于任子威对曲春雨的推力 【答案】C 【解析】 【详解】ABD．曲春雨猛推任子威的前后瞬间，作用瞬间极短，设为，两者之间的作用力为相互作用力，由牛顿第三定律可知，曲春雨推任子威的力等于任子威对曲春雨的推力，设为F，曲春雨的质量设为，速度减少量为，任子威的质量设为，速度增加量为，则由动量定理可得， 而任子威的质量大于曲春雨的质量，即 则可得 根据牛顿第二定律可得 由于任子威的质量大于曲春雨的质量，可知任子威的加速度小于曲春雨的加速度，ABD错误。 C．曲春雨猛推任子威的前后瞬间可认为两人组成的系统动量守恒，而根据动量守恒定律可知，两人动量变化量的大小一定是相同的，因此任子威的动量增加量等于曲春雨的动量减少量，C正确。 故选C。 2. 无线充电技术已经在新能源汽车等领域得到应用。地下铺设供电的送电线圈，车上的受电线圈与蓄电池相连，如图所示。送电线圈和受电线圈匝数比为。当送电线圈接上图中的正弦交流电后，受电线圈中的电流为2A。不考虑线圈的自感，忽略电能传输的损耗，下列说法正确的是（　　） A. 受电线圈的电流方向每秒改变50次 B. 送电线圈的输入功率为110W C. 受电线圈的输出电压为V D. 送电线圈的输入电压为V 【答案】B 【解析】 【详解】A．受电线圈的电流频率与送点线圈中的电流频率相同，即为 一个周期内电流方向改变2次，所以每秒电流方向改变100次，A错误； BD．根据图可知送电线圈上正弦交流电的有效值为 受电线圈中的电流为2A，可得送电线圈中的电流大小为 送电线圈的输入功率为 B正确，D错误； C．对受电线圈的输出电压有 得 C错误。 故选B。 3. 如图所示，两辆质量相同的小车置于光滑的水平面上，有一人静止站在A车上，两车静止，当这个人自A车跳到B车上，接着又跳回A车，则以下说法正确的是（　　） A. A车的速率大于B车的速率 B. A车的速率等于B车的速率 C. A、B两车仍然保持静止 D. A车的速率小于B车的速率 【答案】D 【解析】 【详解】A、B两车和人组成的系统在水平方向不受外力，故A、B两车和人组成的系统在水平方向动量守恒，由于系统的初动量为0，则系统末动量为0，则有 可得 可知A车的速率小于B车的速率。 故选D。 4. 某实验小组用电池、电动机等器材自制风力小车，如图所示，叶片匀速旋转时将空气以速度v向后排开，叶片旋转形成的圆面积为S，空气密度为ρ，下列说法正确的是（　　） A. 风力小车的原理是将风能转化为小车的动能 B. t时间内叶片排开的空气质量为ρSv C. 叶片匀速旋转时，空气对小车的推力为 D. 叶片匀速旋转时，单位时间内空气流动的动能为 【答案】C 【解析】 【详解】A．风力小车的原理是消耗电能，先转化成风能，再推动小车运动，所以是电能转化为小车的动能，故A错误； B．t时间内叶片排开的空气质量为 故B错误； C．由动量定理可得叶片匀速旋转时，空气受到的推力为 根据牛顿第三定律可知空气对小车的推力为，故C正确； D．叶片匀速旋转时，单位时间内空气流动的动能为 故D错误。 故选C。 二、多选题。本题共4小题，每小题6分，共24分。第5~8题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。 5. 风能是一种清洁无公害可再生能源，风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，截至2023年底，中国风电装机容量接近4亿千瓦，位居世界第一。如图为某风力发电场向一学校供电线路图，发电场的输出功率为10kW，输出电压为250V，用户端电压为220V，输电线总电阻，升压变压器原、副线圈匝数比，变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A. 降压变压器的匝数比 B. 输电线上的电流为40A C. 该输电系统的输电效率为 D. 深夜学校的用电器减少，输电线上损失的功率将变大 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．根据题意，由可得，升压变压器原线圈的电流为 输电线上的电流为 升压变压器副线圈的电压为 降压变压器原线圈的电压为 降压变压器的匝数比 故A正确，B错误； C．该输电系统的输电效率为 故C正确； D．深夜用户的用电器减少，则降压变压器的输入功率减小，输入电流减小，输电线上损失的功率减小，故D错误。 故选AC。 6. 防空导弹是指从地面发射攻击空中目标的导弹。如图所示，某防空导弹斜射向天空，到最高点时速度大小为，离地高度为H，突然爆炸成质量均为m的两块。其中弹头A以速度v沿的方向飞去，且爆炸过程时间为且极短。整个过程忽略空气阻力，则下列说法正确的是（ ） A. 爆炸后的一瞬间，弹尾B一定沿着与相反的方向飞去 B. 爆炸后，弹尾B可能做自由落体运动 C. 爆炸过程中，弹尾对弹头的平均作用力大小为 D. 爆炸过程释放的化学能为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．爆炸过程系统在水平方向动量守恒，以v0方向为正方向，则由动量守恒定律有 解得 由于v与v0的大小关系未知，故无法判断弹尾的运动方向，故A错误； B．由上分析可知，当时，弹尾的速度为零，则弹尾做自由落体运动。故B正确； C．以弹头为研究对象，以v0方向为正方向，在水平方向上由动量定律可得 解得 故C错误； D．根据能量守恒可知，爆炸释放的化学能等于系统动能的变化量，故有 根据动量守恒定律有 整理可得 故D正确。 故选BD。 【点睛】爆炸过程中系统水平方向动量守恒，系统满足能量守恒定律。 7. 在冰壶比赛中，某队员利用红壶去碰撞对方的蓝壶，两者在大本营中心发生对心碰撞如图（a）所示，碰撞前后两壶运动的图线如图（b）中实线所示，其中红壶碰撞前后的图线平行，两冰壶质量相等，则（　　） A. 两壶发生了弹性碰撞 B. 碰后蓝壶速度为 C. 碰后蓝壶移动的距离为 D. 碰后红壶所受摩擦力小于蓝壶所受摩擦力 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．由图可知碰前红壶的速度 碰后速度为 可知碰后红壶沿原方向运动，设碰后蓝壶的速度为，取碰撞前红壶的速度方向为正方向，根据动量守恒定律可得 代入数据解得 根据 可知碰撞过程机械能有损失，碰撞为非弹性碰撞，故A错误，B正确； C．红壶的加速度为 若红壶未发生碰撞，停止运动的时间为 根据速度图像与坐标轴围成的面积表示位移，可得，碰后蓝壶移动的位移大小 故C正确； D．根据图像的斜率表示加速度，可知碰后红壶的加速度大于蓝壶的加速度，两者的质量相等，由牛顿第二定律知碰后红壶所受摩擦力大于蓝壶所受的摩擦力，故D错误。 故选BC。 8. 如图，劲度系数为200N/m的轻弹簧甲左端固定在墙壁上，右端刚好与静止在光滑水平面上的物块A接触；劲度系数未知的轻弹簧乙右端固定在静止的物块B上。现对A施加一水平向左、大小为3N的恒力F，使A向左运动，当速度为零时立即撤去F，之后A离开弹簧甲向右运动，从接触到弹簧乙开始，经0.2s时将弹簧乙压缩到最短，此过程物块B运动的距离为0.02m。已知A、B的质量分别为2kg和0.4kg。弹簧始终处于弹性限度内，则（　　） A. 物块A向左移0.015m时速度最大 B. 物块A与弹簧甲分离时的动能为0.18J C. 弹簧乙的最大弹性势能为0.018J D. 弹簧乙的最大压缩量为0.036m 【答案】AD 【解析】 【详解】A．当物块A受到的弹力与外力平衡时，速度最大，则有 解得 A正确； B．物体A的速度为零时，弹簧的压缩量最大为，根据动能定理可得 解得 故物块A与弹簧脱离时的动能 B错误； C．物块A与甲弹簧脱离时的速度 物块A、B速度相等时，弹簧乙的压缩量最大，则有 根据能量守恒则有 解得 C错误； D．将乙弹簧压缩到最短，根据动量守恒定律可得 变形可得 即有 解得 弹簧乙的最大压缩量为 D正确。 故选AD。 三、填空题（每空2分，共12分） 9. 如图所示，甲、乙两车的质量均为100kg，静置在光滑的水平面上，两车相距为。乙车上站立着一个质量为50kg的人，他通过一条轻绳拉甲车，甲、乙两车最后相接触。在此过程中，甲、乙两车的速度之比为________，甲车前进的距离为________m。 【答案】 ①. 3∶2 ②. 3 【解析】 【详解】[1]对两车和人系统，由动量守恒得 得 [2]对两车和人系统，由动量守恒的位移形式 以及位移关系 得 10. 如图所示为一弹簧振子的振动图像，取向右为正，、、、、、是虚线与图像的交点，请在前内填空，则与点速度相同的点有______________，简谐振动的方程式（请用正弦表示）是：____________。 【答案】 ①. ##fc ②. 【解析】 【详解】[1]由图像可知，前内与b速度相同的点有c、f [2]由图可知，弹簧振子的振幅，周期 故有 简谐振动方程为 11. 如图，在张紧的绳上挂三个摆，a、c两摆的摆长相等。使a摆振动，其余各摆在a摆的驱动下逐步振动起来。稳定时，测得a摆的周期为。不计空气阻力，则b摆的周期___________（填“大于”；“小于”或“等于”）；稳定时___________摆的振幅最大： 【答案】 ①. 等于 ②. c 【解析】 【详解】[1]b和c两摆做受迫振动的频率等于驱动力的频率，都等于a摆的频率，则两摆的周期相同，即b摆的周期等于。 [2]a摆摆动起来后，通过水平绳子对b和c两个摆施加周期性的驱动力，使b和c两个摆做受迫振动，a和c的摆长相等，它们的固有频率相等，所以c摆发生了共振，c摆的振幅最大。 四、实验题（每空2分，共12分） 12. “祖冲之”实验小组用如图甲所示的装置通过A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。先将A球从斜槽轨道上某点由静止释放，在水平地面的记录纸上留下压痕，重复实验多次，记下平均落地点P；再把同样大小的B球放在斜槽轨道水平段的最右端，让A球仍从同一位置由静止释放，和B球相碰后，两球分别落在记录纸上的不同位置，重复实验多次，记下平均落地点M、N，图中O点为斜槽轨道水平段的最右端悬挂的重垂线所指位置。 （1）实验中需要满足的条件是 ； A. 轨道末端必须水平 B. A球的半径必须大于B球的半径 C. 轨道必须光滑 D. A球的质量必须小于B球的质量 （2）经测定，A、B两球的质量分别为mA=35g、mB=7g，小球落地点的位置距O点的距离如图乙所示。利用此次实验中测得的数据计算碰撞前的总动量p与碰撞后的总动量的比值为_____________________（结果保留两位有效数字）。若碰撞是弹性碰撞，还应满足的关系式为_____________________（用题中所给物理量的符号表示）。 【答案】（1）A （2） ①. 0.98 ②. 【解析】 【小问1详解】 A．为了保证小球抛出的速度处于水平方向，轨道末端必须水平，故A正确； B．为了保持两小球发生对心正碰，A球的半径必须等于B球的半径，故B错误； C．为了保证入射小球每次碰撞前瞬间的速度相同，每次必须从同一位置静止释放A球，但轨道不需要光滑，故C错误； D．为了保持碰撞后入射小球不反弹，A球的质量必须大于B球的质量，故D错误。 故选A。 【小问2详解】 [1]由于小球做平抛运动时，在空中下落的高度相同，下落时间相等，则可以用小球的水平位移等效代替水平速度，则碰撞前的总动量p与碰撞后的总动量的比值为 代入数据可得 [2]若碰撞是弹性碰撞，根据机械能守恒可得 又，， 则应满足的关系式为 13. 小婷同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验。 （1）该同学先用游标卡尺测量小铁球的直径如图甲所示，则小铁球的直径_________cm。 （2）该同学用秒表计时，记录了单摆全振动50次所用的时间如图乙所示，秒表读数为___________s。 （3）若摆线的长度为0.98m，该同学由以上数据求出重力加速度_________（结果保留三位有效数字，）。 （4）若他测得的g值偏小，可能的原因是___________（填正确答案标号）。 A.测摆线长时摆线拉得过紧 B.摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆线长度增加了 C.开始计时时，秒表提前按下 D.实验中误将49次全振动数为50次 【答案】 ①. 1.58 ②. 100 ③. 9.74 ④. BC##CB 【解析】 【详解】（1）[1]由图甲可知小球的直径 （2）[2]由秒表可读出时间为100s。 （3）[3]由单摆周期公式 整理有 其中 解得 （4）[4]A．测摆线长时摆线拉得过紧，会使得摆长测量偏大，由 可知，其导致g测量偏大，故A项错误； B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆线长度增加了，使得测量的摆长偏小，根据 可知，其导致g测量偏小，故B项正确； C．开始计时时，秒表提前按下，使得测量的周期偏大，由 可知，其导致g测量偏小，故C项正确； D．实验中误将49次全振动数为50次，使得测量的周期偏小，由 可知，其导致g测量偏大，故D项错误。 故选BC。 五、解答题（8+12+14，共34分） 14. “蹦极”是一项勇敢者的运动，如图所示，某人用弹性橡皮绳拴住身体从高空P处自由下落，在空中感受失重的滋味。若此人质量为60kg，橡皮绳原长20m，人可看成质点，且此人从P点自静止下落到最低点所用时间为5s，g取10m/s2，求： （1）此人下落到橡皮绳刚伸直时，人的动量是多少？ （2）从橡皮绳开始伸直到人下落到最低点的过程中橡皮绳对人平均作用力为多大？ 【答案】（1）1200kg·m/s；（2）1000N 【解析】 【详解】（1）人做自由落体运动，下落20m高度时，根据速度位移关系 解得 所以此时人的动量大小为 （2）人从下落到橡皮绳正好拉直的时间设为t1，则 橡皮绳作用时间为 取向上为正方向，由动量定理得 解得橡皮绳对人的平均作用力大小为 15. 如图所示，ABC是光滑轨道，其中BC部分是半径为R=10m的竖直放置的半圆，AB部分与BC部分平滑连接。一质量为M=0.9kg的小木块放在轨道水平部分，木块被水平飞来的质量为m=0.1kg的子弹射中，子弹留在木块中。子弹击中木块前的速度为v0=600m/s。若被击中的木块沿轨道滑到最高点C，重力加速度为g=10m/s2，求： （1）子弹击中木块后的速度大小； （2）子弹击中木块并留在其中的过程中子弹和木块产生的热量Q； （3）木块在C点时的速度大小和受到的轨道的作用力大小。 【答案】（1）60m/s （2）16200J （3），310N 【解析】 【小问1详解】 子弹击中木块，根据动量守恒有 解得子弹击中木块后的速度 【小问2详解】 根据能量守恒可得，整个过程产生的热量为 【小问3详解】 击中后根据动能定理 解得木块在C点时的速度为 在C点根据牛顿第二定律 根据牛顿第三定律木块对轨道的压力大小为 16. 如图，一竖直固定的长直圆管内有一质量为M=3m的静止薄圆盘，圆盘与管的上端口距离为l一质量为m的小球从管的上端口由静止下落，并撞在圆盘中心，圆盘向下滑动，所受滑动摩擦力与其所受重力大小相等。小球在管内运动时与管壁不接触，圆盘始终水平，小球与圆盘发生的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。不计空气阻力，重力加速度大小为g。求： （1）第一次碰撞后瞬间小球和圆盘的速度大小； （2）在第一次碰撞到第二次碰撞之间，小球与圆盘间的最远距离； （3）第二次碰撞后两物体的速度大小。 【答案】（1）小球速度大小，圆盘速度大小 （2）l （3）0， 【解析】 【小问1详解】 过程1：小球释放后自由下落，下降l，根据机械能守恒定律 解得 过程2：小球以与静止圆盘发生弹性碰撞，根据能量守恒定律和动量守恒定律分别有 解得, 即小球碰后速度大小，方向竖直向上，圆盘速度大小为，方向竖直向下； 【小问2详解】 第一次碰后，小球做竖直上抛运动，圆盘摩擦力与重力平衡，匀速下滑，所以只要圆盘下降速度比小球快，二者间距就不断增大，当二者速度相同时，间距最大，即 解得 根据运动学公式得最大距离为 【小问3详解】 第一次碰撞后到第二次碰撞时，两者位移相等，则有 即 解得 此时小球的速度 圆盘的速度仍为，这段时间内圆盘下降的位移 之后第二次发生弹性碰撞，根据动量守恒 根据能量守恒 联立解得, 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $