精品解析：福建省莆田第二十五中学2025-2026学年高三上学期12月月考物理试题

莆田第二十五中学2025-2026学年高三上学期12月月考物理试卷 一、单选题 1. 如图，一小船以2m/s的速度匀速前行，站在船上的人竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为0.8m。当小球再次落入手中时，小船前进的距离为（假定抛接小球时人手的高度不变，不计空气阻力，g取10m/s2）（　　） A. 1.8m B. 1.6m C. 1.2m D. 0.8m 2. 福建土楼兼具居住和防御的功能，承启楼是圆形土楼的典型代表，如图（a）所示。承启楼外楼共四层，各楼层高度如图（b）所示。同一楼层内部通过直径约50m的圆形廊道连接。若将质量为100 kg的防御物资先从二楼仓库搬到四楼楼梯口 M 处，再用100s沿廊道运送到 N 处，如图（c）所示。重力加速度大小取10 m/s²，则（　　） A. 从 M 处沿圆形廊道运动到 N 处，平均速率为 1m/s B. 从 M 处沿圆形廊道运动到 N 处，位移大小为 78.5m C. 该物资从M处被运送到N 处的过程中，克服重力所做的功为78500J D. 该物资从二楼地面被运送到四楼 M 处的过程中，克服重力所做的功为 5400J 3. 如图所示为自行车的传动装置示意图，已知链轮的半径R1=8cm，飞轮的半径R2=4cm，后轮的半径R3=32cm，A、B、C（图中未画出）分别为链轮、飞轮和后轮边缘上的点。则在自行车匀速前进的过程中下列说法正确的是（　　） A. 飞轮和后轮的周期之比为1：2 B. 链轮和飞轮的角速度大小之比为2：1 C. A、B、C三点的线速度大小之比为1：1：16 D. A、B、C三点的向心加速度大小之比为1：2：16 4. 如图甲所示为一列沿x轴传播的简谐横波在t=2s时刻的波形图，a、b、c为介质中的三个质点，图乙表示该波x=6m处a质点的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴正向传播 B. t=9s时，质点a处于波峰位置 C. t=13s时，质点b振动的速度方向与回复力方向相同 D. 质点c的位移随时间变化的关系式为 二、多选题 5. 如图所示，物体A、B和C叠放在水平面上，水平力为Fb=5N，Fc=12N，分别作用于物体B、C上，A、B和C仍保持静止，以下说法正确的是（　　） A. C与地面的摩擦力大小为7N B. B受到的摩擦力方向水平向左 C. B与C之间的摩擦力大小为7N D. A与B的接触面可能是粗糙的 6. 2022年8月5日，我国在酒泉卫星发射中心，运用“长征二号”F运载火箭，成功发射一型可重复使用的试验航天器。若航天器入轨后绕地球做匀速圆周运动，距地心的距离为kR（其中R为地球的半径），周期为T，地球表面的重力加速度大小为g，引力常量为G，不考虑地球的自转，则下列说法正确的是（　　） A. 航天器入轨后，航天器内的仪器所受重力为零 B. 地球的密度为 C. 航天器绕地球运行的向心加速度大小为 D. 航天器绕地球运行的线速度大小为 7. 如图，竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷。a、b为圆环水平直径上的两个点，c、d为竖直直径上的两个点，它们与圆心的距离均相等。则（　　） A. a、b两点的场强相等 B. a、c两点的电势相等 C. c、d两点的场强相等 D. c、d两点的电势相等 8. 如图甲所示，足够长的传送带与水平面的夹角为θ，保持某一速度匀速转动，在传送带上某位置轻轻放置一小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数为μ，小木块速度大小随时间变化的关系如图乙所示。θ、v0、t0已知，重力加速度为g，则（　　） A. 传送带可能顺时针转动 B. 传送带的速度大小等于v0 C. D. t0时间后木块的加速度大小为 三、填空题 9. 2023年8月，日本政府不顾国际社会强烈反对，启动福岛第一核电站核污水的排海行动，这一行为引发全球担忧。福岛核污水中含有60多种放射性核素，其中碳14的半衰期约为5730年，2g碳14衰变到剩余0.25g需要约________年。如何更安全地利用核能成为人类迫切需要解决的问题，目前人们获取核能主要有两条途径；重核裂变和轻核聚变，请将下列核反应方程补充完整：________；________。 10. 在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图像如图所示，可知a的原长_________（填“大于”、“小于”、“等于”）b的原长，a的劲度系数_________（填“大于”、“小于”、“等于”）b的劲度系数。 11. 中午环境温度为27℃时，某汽车轮胎的胎压为2.4个标准大气压，胎内气体视为理想气体，温度与环境温度相同，体积和质量都保持不变。夜晚环境温度降至17℃，此时胎压为_____个标准大气压，胎内气体的内能_____（填“大于”“等于”或“小于”）27℃时的内能。（计算时0℃取273K） 四、实验题 12. 在“探究求合力的方法”的实验中： （1）已有实验器材：木板、白纸、图钉、细绳套、橡皮筋、铅笔，下列所示的器材中还需要选取_________； （2）某次用弹簧秤拉橡皮筋时弹簧秤的指针位置如图所示，弹簧秤示数为_________N； （3）下列有关该实验的说法中，正确的是_________； A．用两把弹簧秤和用一把弹簧秤拉时应将橡皮筋结点拉至同一位置 B．两分力的夹角越大越好 C．用一把弹簧称拉时，只须记录弹簧称的读数 D．该实验用到了等效替代法 （4）如图所示是甲、乙两名同学在做“探究力的平行四边形定则”的实验时得到的结果。若按实验中要求的符号表示各个力，则可判定其中_________（填“甲”或“乙）实验结果是尊重实验事实的。 13. 某同学用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验，所用计时器为电火花打点计时器，重锤质量为400g，部分实验步骤如下： A.将打点计时器竖直固定在铁架台上如图甲所示的位置 B.先接通电源，后释放重锤 C.更换纸带，再重复几次，选择合适的纸带进行测量分析 （1）上述实验步骤中不合理的步骤为______（选填序号字母）。 （2）按照正确的操作选得如图乙所示的纸带，其中O是重锤刚释放时所打的点，测得连续打下的五个点A、B、C、D、E到O点的距离h值如图乙所示。已知交流电源频率为50Hz，当地重力加速度为9.8m/s2。在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量______J，重力势能的减少量______J（结果均保留三位有效数字）。 （3）该同学进一步求出纸带上其他点的速度大小v，然后作出相应的图像， 就可以判定重锤下落过程机械能守恒，该同学的分析______（选填“合理”或“不合理”）。 五、解答题 14. “蛙泳”是一种人类模仿青蛙游泳动作的游泳姿势，图甲为运动员蛙泳时蹬腿加速及惯性前进过程，将这两个过程各自简化为水平方向的直线运动，其v-t图像如图乙所示，已知该运动员质量为60kg，重力加速度为10m/s2求∶ （1）蹬腿加速过程和惯性前进过程中加速度大小； （2）0~0.5s内运动员平均速度的大小； （3）惯性前进过程中，水对运动员作用力的大小（答案保留根式） 15. 如图所示，把一个质量m=0.5kg的小球放在高度h=20m的直杆的顶端。一颗质量=0.02kg的子弹以一初速度沿水平方向击中小球，并经球心穿过小球，子弹刚穿出小球瞬间的速度v=200m/s，小球落地处离杆的水平距离s=16m。取重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。求： （1）小球在空中飞行的时间t； （2）子弹击中小球前的速度v0； （3）子弹穿过小球过程中系统损失的机械能△E。 16. 如图所示，在竖直平面内，倾角为30°的光滑斜面下端与水平面BD平滑连接于点B，水平轨道右侧固定一轻质弹簧，弹簧左端恰好位于C点，质量为m1=1kg的物块P从斜面上A点距离水平面BC的高度h=1.8m处由静止开始下滑，下滑后与静止于B点的质量为m2=5kg物块Q发生碰撞。已知水平轨道BC长度为2.0m，两物块与BC之间的动摩擦因数μ=0.1，其它部分光滑，物块P、Q均可视为质点，碰撞均为弹性碰撞。求：（g取10m/s2） （1）物块P到达斜面底端B点与物块Q碰撞前的速度大小； （2）弹簧最大的弹性势能； （3）物块P、Q最终停下的位置间的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 莆田第二十五中学2025-2026学年高三上学期12月月考物理试卷 一、单选题 1. 如图，一小船以2m/s的速度匀速前行，站在船上的人竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为0.8m。当小球再次落入手中时，小船前进的距离为（假定抛接小球时人手的高度不变，不计空气阻力，g取10m/s2）（　　） A. 1.8m B. 1.6m C. 1.2m D. 0.8m 【答案】B 【解析】 【详解】小球做竖直上抛运动，上升与下落时间对称，上升阶段由运动学公式有 可得上升时间 则竖直上抛运动的总时间为 小船做匀速直线运动，根据匀速直线运动公式可得小船前进距离 故选B。 2. 福建土楼兼具居住和防御的功能，承启楼是圆形土楼的典型代表，如图（a）所示。承启楼外楼共四层，各楼层高度如图（b）所示。同一楼层内部通过直径约50m的圆形廊道连接。若将质量为100 kg的防御物资先从二楼仓库搬到四楼楼梯口 M 处，再用100s沿廊道运送到 N 处，如图（c）所示。重力加速度大小取10 m/s²，则（　　） A. 从 M 处沿圆形廊道运动到 N 处，平均速率为 1m/s B. 从 M 处沿圆形廊道运动到 N 处，位移大小为 78.5m C. 该物资从M处被运送到N 处的过程中，克服重力所做的功为78500J D. 该物资从二楼地面被运送到四楼 M 处的过程中，克服重力所做的功为 5400J 【答案】D 【解析】 【详解】A．圆形廊道直径50m，若M到N为半圆弧，路程 平均速率，故A错误； B．位移是初末位置间直线距离，M到N位移大小为直径50m，非弧长78.5m，故B错误； C．M到N在同一楼层，高度不变，重力做功为0，克服重力做功也为0，故C错误； D．二楼到四楼高度差，根据重力做功公式 克服重力做功，故D正确。 故选D。 3. 如图所示为自行车的传动装置示意图，已知链轮的半径R1=8cm，飞轮的半径R2=4cm，后轮的半径R3=32cm，A、B、C（图中未画出）分别为链轮、飞轮和后轮边缘上的点。则在自行车匀速前进的过程中下列说法正确的是（　　） A. 飞轮和后轮的周期之比为1：2 B. 链轮和飞轮的角速度大小之比为2：1 C. A、B、C三点的线速度大小之比为1：1：16 D. A、B、C三点的向心加速度大小之比为1：2：16 【答案】D 【解析】 【详解】A．飞轮与后轮同轴转动，角速度相等即 根据 所以，故A错误； B．因为链轮与飞轮通过链条传动，线速度相等，有，根据 可得，故B错误； C．链轮与飞轮通过链条传动，线速度相等 又有，则有，故C错误； D．根据 则有，故D正确。 故选D。 4. 如图甲所示为一列沿x轴传播的简谐横波在t=2s时刻的波形图，a、b、c为介质中的三个质点，图乙表示该波x=6m处a质点的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴正向传播 B. t=9s时，质点a处于波峰位置 C. t=13s时，质点b振动的速度方向与回复力方向相同 D. 质点c的位移随时间变化的关系式为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图乙可知t=2s时a质点向上振动，结合图甲波形，根据“上坡下、下坡上”法则，可判断波沿x轴负向传播，故A错误； B．由图乙可知周期 ，此时质点a与1s时相同，处于波谷位置，故B错误； C．质点b在平衡位置下方，速度方向向上，回复力方向指向平衡位置（也向上），二者方向相同，故C正确； D．由图甲可知波长，角频率， 且由题图乙可推知c质点的振幅为10 cm，质点c的振动方程为 在t=2s时刻y=5cm，可得在0时刻的初相，质点c的振动方程为cm，故D错误。 故选C。 二、多选题 5. 如图所示，物体A、B和C叠放在水平面上，水平力为Fb=5N，Fc=12N，分别作用于物体B、C上，A、B和C仍保持静止，以下说法正确的是（　　） A. C与地面的摩擦力大小为7N B. B受到的摩擦力方向水平向左 C. B与C之间的摩擦力大小为7N D. A与B的接触面可能是粗糙的 【答案】AD 【解析】 【详解】A．对A、B、C整体分析，水平方向受，方向向右、，方向向左，根据平衡条件，地面对C的摩擦力，方向向右，故A正确； BC．对AB整体受力分析，由平衡条件可得 故B与C之间的摩擦力大小为5N，C对B的摩擦力方向水平向右，B对C的摩擦力水平向左，故BC错误； D．单独对A受力分析可知AB间无摩擦力，否则A水平方向所受的合力不为零，不能保持平衡，但接触面可能光滑也可能粗糙，故D正确。 故选AD。 6. 2022年8月5日，我国在酒泉卫星发射中心，运用“长征二号”F运载火箭，成功发射一型可重复使用的试验航天器。若航天器入轨后绕地球做匀速圆周运动，距地心的距离为kR（其中R为地球的半径），周期为T，地球表面的重力加速度大小为g，引力常量为G，不考虑地球的自转，则下列说法正确的是（　　） A. 航天器入轨后，航天器内的仪器所受重力为零 B. 地球的密度为 C. 航天器绕地球运行的向心加速度大小为 D. 航天器绕地球运行的线速度大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．航天器内仪器所受重力提供圆周运动的向心力，并不是不受重力，故A错误； B．万有引力提供向心力，有 结合密度公式 联立可解得，故B正确； C．万有引力提供向心力，有 解得向心加速度，故C错误； D．根据万有引力提供向心力，有 又因为在地球表面，忽略地球自转时，万有引力等于重力，即 联立两式可得，故D正确。 故选BD。 7. 如图，竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷。a、b为圆环水平直径上的两个点，c、d为竖直直径上的两个点，它们与圆心的距离均相等。则（　　） A. a、b两点的场强相等 B. a、c两点的电势相等 C. c、d两点的场强相等 D. c、d两点的电势相等 【答案】AC 【解析】 【详解】BD．如下图所示 为等量异种电荷周围空间的电场分布图,本题的带电圆环，可拆解成这样无数对等量异种电荷的电场，沿竖直直径平行放置。它们有共同的对称轴，所在的水平面与每一条电场线都垂直，即为等势面，延伸到无限远处，电势为零。故在上的点电势为零，即 而从M点到N点，电势一直在降低，即，，故BD错误； AC．上下两侧电场线分布对称，左右两侧电场线分布也对称，由电场的叠加原理可知a、b两点的场强大小相等，方向相同，c、d两点的场强大小相等，方向相同，故AC正确。 故选AC。 8. 如图甲所示，足够长的传送带与水平面的夹角为θ，保持某一速度匀速转动，在传送带上某位置轻轻放置一小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数为μ，小木块速度大小随时间变化的关系如图乙所示。θ、v0、t0已知，重力加速度为g，则（　　） A. 传送带可能顺时针转动 B. 传送带的速度大小等于v0 C. D. t0时间后木块的加速度大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．若传送带顺时针转动，当木块下滑时满足mgsinθ>μmgcosθ 将一直匀加速到底端而且加速度不变； 当木块上滑时满足mgsinθ<μmgcosθ 木块先匀加速运动，在速度与传送带速度相等后将匀速运动，两种均不符合运动图像，所以传送带逆时针转动，故A错误； B．只有当木块的速度大于传送带的速度时，木块所受的摩擦力沿传送带向上，故传送带的速度大小等于v0，故B正确； C．木块在0~t0时间内，滑动摩擦力沿传送带向下，木块匀加速下滑，由牛顿第二定律，有 解得 由题图乙可知，加速阶段加速度 结合牛顿第二定律，有 解得，故C正确； D．木块与传送带共速后，由牛顿第二定律，有 解得加速度 联立解得，故D错误。 故选BC。 三、填空题 9. 2023年8月，日本政府不顾国际社会强烈反对，启动福岛第一核电站核污水的排海行动，这一行为引发全球担忧。福岛核污水中含有60多种放射性核素，其中碳14的半衰期约为5730年，2g碳14衰变到剩余0.25g需要约________年。如何更安全地利用核能成为人类迫切需要解决的问题，目前人们获取核能主要有两条途径；重核裂变和轻核聚变，请将下列核反应方程补充完整：________；________。 【答案】 ①. 17190 ②. ③. 【解析】 【详解】[1]碳14的半衰期年，根据半衰期公式 即 解得 [2]根据电荷数和质量数守恒可得重核裂变的典型方程为铀核裂变 [3]轻核聚变的典型方程为氘氚聚变 10. 在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图像如图所示，可知a的原长_________（填“大于”、“小于”、“等于”）b的原长，a的劲度系数_________（填“大于”、“小于”、“等于”）b的劲度系数。 【答案】 ①. 小于 ②. 小于 【解析】 【详解】[1][2]在F-l图像中，横轴截距表示弹簧的原长，由图可知a的截距小于b的截距，故a的原长小于b的原长。图像的斜率表示弹簧的劲度系数，即 所以a的斜率小于b的斜率，故。 11. 中午环境温度为27℃时，某汽车轮胎的胎压为2.4个标准大气压，胎内气体视为理想气体，温度与环境温度相同，体积和质量都保持不变。夜晚环境温度降至17℃，此时胎压为_____个标准大气压，胎内气体的内能_____（填“大于”“等于”或“小于”）27℃时的内能。（计算时0℃取273K） 【答案】 ①. 2.32 ②. 小于 【解析】 【详解】[1]气体做等容变化，遵循查理定律 其中，，p1=2.4个标准大气压，代入解得个标准大气压 [2]理想气体的内能仅与温度有关，夜晚温度降低，所以气体内能小于白天。 四、实验题 12. 在“探究求合力的方法”的实验中： （1）已有实验器材：木板、白纸、图钉、细绳套、橡皮筋、铅笔，下列所示的器材中还需要选取_________； （2）某次用弹簧秤拉橡皮筋时弹簧秤的指针位置如图所示，弹簧秤示数为_________N； （3）下列有关该实验的说法中，正确的是_________； A．用两把弹簧秤和用一把弹簧秤拉时应将橡皮筋结点拉至同一位置 B．两分力的夹角越大越好 C．用一把弹簧称拉时，只须记录弹簧称的读数 D．该实验用到了等效替代法 （4）如图所示是甲、乙两名同学在做“探究力的平行四边形定则”的实验时得到的结果。若按实验中要求的符号表示各个力，则可判定其中_________（填“甲”或“乙）实验结果是尊重实验事实的。 【答案】 ①. AC##CA ②. 2.62##2.60##2.61##2.63##2.64 ③. AD##DA ④. 甲 【解析】 【详解】（1）[1]需要三角板画图，需要弹簧秤拉橡皮条，不需要天平和打点计时器。 故选AC。 （2）[2]由图示弹簧秤可知，其分度值为0.1N，弹簧秤的读数为。 （3）[3] A．为了保证力的作用效果相同，用两把弹簧秤和用一把弹簧秤拉时应将橡皮筋结点拉至同一位置，故A正确； B．两分力的夹角要适当，故B错误； C．用一把弹簧称拉时，必须记录弹簧称的读数和拉力的方向，故C错误； D．该实验用到了等效替代法，故D正确。 故选AD。 （4）[4]由于误差的存在用平行四边形定则求出的合力可以与橡皮条拉力的方向有偏差，但用一只弹簧测力计拉结点的拉力即与橡皮条拉力一定在同一直线上，和的合力理论值一定在平行四边形的对角线上，故甲符合实验事实。 13. 某同学用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验，所用计时器为电火花打点计时器，重锤质量为400g，部分实验步骤如下： A.将打点计时器竖直固定在铁架台上如图甲所示的位置 B.先接通电源，后释放重锤 C.更换纸带，再重复几次，选择合适的纸带进行测量分析 （1）上述实验步骤中不合理的步骤为______（选填序号字母）。 （2）按照正确的操作选得如图乙所示的纸带，其中O是重锤刚释放时所打的点，测得连续打下的五个点A、B、C、D、E到O点的距离h值如图乙所示。已知交流电源频率为50Hz，当地重力加速度为9.8m/s2。在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量______J，重力势能的减少量______J（结果均保留三位有效数字）。 （3）该同学进一步求出纸带上其他点的速度大小v，然后作出相应的图像， 就可以判定重锤下落过程机械能守恒，该同学的分析______（选填“合理”或“不合理”）。 【答案】（1）A （2） ①. 0.929 ②. 0.930 （3）不合理 【解析】 【小问1详解】 实验时应将打点计时器固定在铁架台上方，确保重锤下落时纸带能竖直穿过计时器，以减小纸带与计时器间的摩擦误差。步骤A中对打点计时器的“位置”表述不合理，未明确其固定要求，故存在问题的是A。 【小问2详解】 [1][2]根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程的平均速度，C点速度 动能增加量 重力势能减少量 【小问3详解】 若机械能守恒，则重力势能的减少量等于动能的增加量，即 整理可得 若以为纵轴、为横轴绘制图像，若图像过原点，且其斜率等于当地的重力加速度，才可判定重锤下落过程机械能守恒。因此，若只满足图像过坐标原点，并不能判定重锤下落过程中机械能守恒，因此该同学的分析不合理。 五、解答题 14. “蛙泳”是一种人类模仿青蛙游泳动作的游泳姿势，图甲为运动员蛙泳时蹬腿加速及惯性前进过程，将这两个过程各自简化为水平方向的直线运动，其v-t图像如图乙所示，已知该运动员质量为60kg，重力加速度为10m/s2求∶ （1）蹬腿加速过程和惯性前进过程中加速度大小； （2）0~0.5s内运动员平均速度的大小； （3）惯性前进过程中，水对运动员作用力的大小（答案保留根式） 【答案】（1）， （2）2.4m/s （3） 【解析】 【小问1详解】 由v-t图像可知，蹬腿加速阶段为0~0.2s，速度变化量大小，得蹬腿加速过程中加速度大小 惯性前进阶段为0.2~0.5s，速度变化量大小，时间，故惯性前进过程中加速度大小 【小问2详解】 v-t图像与时间轴围成的面积表示位移，则0~0.5s内运动员平均速度的大小为 【小问3详解】 惯性前进阶段，运动员在水平方向仅受水的水平作用力，根据牛顿第二定律，水的水平作用力大小 竖直方向运动员受力平衡，水的竖直作用力大小 水的总作用力为水平和竖直分力的合力，根据平行四边形定则，水对运动员作用力的大小 15. 如图所示，把一个质量m=0.5kg的小球放在高度h=20m的直杆的顶端。一颗质量=0.02kg的子弹以一初速度沿水平方向击中小球，并经球心穿过小球，子弹刚穿出小球瞬间的速度v=200m/s，小球落地处离杆的水平距离s=16m。取重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。求： （1）小球在空中飞行的时间t； （2）子弹击中小球前的速度v0； （3）子弹穿过小球过程中系统损失的机械能△E。 【答案】（1）2s （2）400m/s （3）1184J 【解析】 【小问1详解】 小球做平抛运动，竖直方向为自由落体运动，根据自由落体位移公式 代入数据解得运动时间 【小问2详解】 平抛运动水平方向为匀速直线运动，所以小球的水平速度 子弹穿球过程时间极短，系统动量守恒，根据动量守恒定律 代入数据解得子弹初速度 【小问3详解】 系统损失的机械能等于碰撞前的总动能减去碰撞后的总动能，即 代入数据可得 16. 如图所示，在竖直平面内，倾角为30°的光滑斜面下端与水平面BD平滑连接于点B，水平轨道右侧固定一轻质弹簧，弹簧左端恰好位于C点，质量为m1=1kg的物块P从斜面上A点距离水平面BC的高度h=1.8m处由静止开始下滑，下滑后与静止于B点的质量为m2=5kg物块Q发生碰撞。已知水平轨道BC长度为2.0m，两物块与BC之间的动摩擦因数μ=0.1，其它部分光滑，物块P、Q均可视为质点，碰撞均为弹性碰撞。求：（g取10m/s2） （1）物块P到达斜面底端B点与物块Q碰撞前的速度大小； （2）弹簧最大的弹性势能； （3）物块P、Q最终停下的位置间的距离。 【答案】（1）6m/s （2）J （3） 【解析】 【小问1详解】 物块P从A到B的过程中运用动能定理，有m1gh= 解得v0=6m/s 【小问2详解】 物块P到达B点时P与Q发生弹性碰撞，根据动量守恒，有 根据能量守恒，有 解得碰撞后P的速度，Q的速度 物块P与物块Q碰撞后做匀减速运动，由牛顿第二定律得 解得a=-1m/s2 物块Q到C点由动能定理可得 解得 说明物块Q运动到C点刚好速度为0。 物块Q到停止运动的时间tQ==2.0s 物块P碰撞后返回到斜坡上，再滑回水平面，斜面光滑，物块P在斜面上运动时仅受重力和支持力，根据牛顿第二定律，加速度 物块P从碰后返回斜坡上到再滑回水平面运动时间为 物块P从B运动到C过程 解得 物块P从B运动到C时间为 则tQ 故在物块Q到停止运动后，物块P运动到C点后与物块Q发生第二次碰撞。 物块P与Q在C点发生第二次弹性碰撞，根据动量守恒，有 根据能量守恒，有 解得m/s，m/s 弹簧压缩最短时弹性势能最大 【小问3详解】 物块Q被弹簧弹开后向左匀减速运动，由动能定理得 解得 物块P与Q第二次碰后向左匀减速运动，由动能定理得 解得 因为，所以物块P、Q不会发生第三次碰撞。 物块P、Q最终停下的位置间的距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $