精品解析:湖南省邵阳市洞口县第二中学2024-2025学年高三上学期10月半月考物理试题
2026-08-19
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 湖南省 |
| 地区(市) | 邵阳市 |
| 地区(区县) | 洞口县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.06 MB |
| 发布时间 | 2026-08-19 |
| 更新时间 | 2026-08-19 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-08-19 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59270556.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
洞口二中2025届高三物理科试题卷
一、单项选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的)
1. 光电管是应用光电效应原理制成的光电转换器件,在有声电影、自动计数、自动报警等方面有着广泛的应用。现有含光电管的电路如图(a)所示,图(b)是用甲、乙、丙三束光分别照射光电管得到的I-U图线,、表示遏止电压。下列说法中正确的是( )
A. 甲、乙、丙三束光的光子动量
B. 甲光照射时比丙光照射时产生的光电子的最大初动能小
C. 分别用甲光、丙光照射同一双缝干涉实验装置,甲光照射比丙光照射形成的干涉条纹间距窄
D. 甲、乙是相同颜色的光,甲光束比乙光束的光强度弱
2. 某人驾驶汽车在平直公路上以的速度匀速行驶,某时刻看到前方路上有障碍物,经过一段反应时间,开始刹车,假设刹车后汽车做匀减速直线运动。从看到障碍物到车子停下的过程,汽车的位移x随速度v变化的关系图像由一段平行于x轴的直线与一段曲线组成,直线与曲线的分界点为P点(如图所示)。则下列说法正确的是( )
A. 曲线部分是一段抛物线 B. 司机的反应时间为
C. 刹车的加速度大小为 D. 刹车的时间是
3. 如图所示,ABCD是正四面体,虚线圆为三角形ABD的内切圆,切点分别为M、N、P,O为圆心,正四面体的顶点A、B和D分别固定有电荷量为、和的点电荷,下列说法正确的是( )
A. M、P两点的电场强度相同
B. M、O、N、P四点的电势
C. 将带正电的试探电荷由O点沿直线移动到C点,电势能先增大后减小
D. 将固定在D点的点电荷移动到C点,电场力做功为零
4. 2023年5月30日16时29分神舟十六号成功对接于空间站天和核心舱径向端口,若对接前“神舟十六号”和“空间站”分别在圆形轨道Ⅰ和Ⅱ上绕同一方向做匀速圆周运动,圆周运动的半径分别为、,地球半径为R,地球表面重力加速度为g,万有引力常量为G,下列说法正确的是( )
A. 地球的密度约为
B. 神舟十六号与空间站的线速度之比为
C. 神舟十六号与空间站的向心加速度之比为
D. 从相距最远到相距最近的最短时间为
5. 某兴趣小组想要运用所学力学知识进行实践研究,他们找到起重吊车的结构图,画出简化结构如图所示,AB是固定杆不可转动,B端有一光滑定滑轮;轻杆CD可绕C端自由转动,D端系着两条轻绳,一条轻绳跨过B端定滑轮连接质量为m的重物,另一轻绳缠绕在电动机转轴O上,通过电动机的牵引控制CD杆的转动从而控制重物的起落。图中所示位置两杆处于同一竖直面内,OD绳沿竖直方向,,,重力加速度大小为g,则( )
A. AB杆受到绳子的作用力大小为mg,方向不一定沿AB杆
B. CD杆受到绳子的作用力大小为,方向一定沿CD杆
C. 当启动电动机使重物缓慢上升时,AB杆受到绳子的作用力将逐渐增大
D. 当启动电动机使重物缓慢下降时,AB杆受到绳子的作用力将逐渐减小
二、多项选择题(本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
6. 某同学研究远距离输电的电路如图所示,a、b端接入电压为U0的交流电源,升压变压器T1和降压变压器T2均为理想变压器,且两变压器的匝数比。已知的阻值均为的阻值为,电阻消耗的功率相同,电表均为理想交流电表,下列说法正确的是( )
A. 升压变压器T1的匝数比 B. 电压表的示数为
C. 电流表的示数为 D. 若R3断路,电流表示数将减小
7. 均匀介质中有两个点波源、位于xOy平面内,位置坐标分别为(-3m,0)和(5m,0)。时刻起两波源开始沿垂直坐标平面xOy方向做简谐运动,振动图像如图。已知两波源的振动传播到坐标原点O处的时间差为2s。下列说法正确的是( )
A. 机械波在介质中的传播速度为1m/s
B. xOy平面内(1m,3m)位置处在振动加强区
C. 两波源间的连线上有7个振动最强点
D. 0~7s内,O处质点运动的路程为12cm
8. 如图甲,劲度系数的轻弹簧左端固定在竖直墙上,右端连接一个质量为M的木板。开始时弹簧处于原长,木板静止在光滑的水平桌面上、一质量的物块(可视为质点)从木板左端以初速度滑上木板,最终恰好停在木板的右端。图乙中A为物块的图线;B为木板的图线且为正弦图线。已知重力加速度,根据图中所给信息可得( )
A. 木板的长度为
B. 时,弹簧的弹性势能为
C. 时,木板受到物块的摩擦力与弹簧的弹力大小相等
D. 内“物块和木板”系统的摩擦生热为
三、实验题(11题4分,12题10分)
9. 某同学设计了如图所示的测物块与长木板间动摩擦因数的实验装置。长木板固定在水平桌面上,圆弧体固定在木板上,圆弧体的圆弧面最底端B与木板上表面相切,用重锤线确定长木板右端C在水平地面上的投影位置。测出C点离地面的高度h,重力加速度为g。
(1)将一个小物块从圆弧面的最高点A由静止释放,物块滑离长木板后落地点离点的距离x1,则物块滑离长木板时的速度_______(用已知的和测量的物理量符号表示)。
(2)改变圆弧体在长木板上固定的位置多次,重复(1)实验,测得多组物块滑离长木板后落地点离点的距离x,及对应的B点到C点的距离L,作图像,得到图像的斜率为k,则物块与长木板间的动摩擦因数μ=______(用已知的和测量的物理量符号表示)。
10. 某同学要测量一段特制的圆柱形导体材料的电阻率,同时测电源的内阻r,实验室提供了如下器材:
待测的圆柱形导体(阻值未知)
螺旋测微器
游标卡尺
电流表A(内阻很小)
电阻箱R
待测电源
开关S、开关K,导线若干
(1)他用螺旋测微器测量该导体的直径D,结果如图甲所示,可读出________mm,用游标卡尺测得该导体的长度为。
他设计了如图乙所示的电路,并进行了如下的操作:
①断开开关K,闭合开关S,改变电阻箱的阻值R,记录不同R对应的电流表示数I;
②将开关S、K均闭合,改变电阻箱的阻值R,再记录不同R对应的电流表示数I。
(2)他画出了步骤①②记录的数据对应的图像,如图丙中两条图线I、II,则步骤①对应的图线为________(选填“I”或“II”),电源的内阻________。
(3)若考虑电流表内阻的影响,则电源内阻的测量值相对真实值________(选填“偏大”、“偏小”、“相等”)。
(4)若不考虑电流表内阻的影响,此导体材料的电阻率为________。(结果保留1位有效数字)
四、解答题(11题12分,12题12分)
11. 如图所示,竖直放置的汽缸质量,活塞的质量,活塞的横截面积,厚度不计。汽缸壁和活塞都是绝热的,活塞上方的汽缸内封闭一定质量的理想气体,活塞下表面与劲度系数的轻弹簧相连,活塞不漏气且与汽缸壁无摩擦。当汽缸内气体的温度时,缸内气柱长,汽缸总长,汽缸下端距水平地面的高度,现使汽缸内气体的温度缓慢降低,已知大气压强,取重力加速度大小。求:
(1)汽缸刚接触地面时,求活塞上方汽缸内气体的热力学温度﹔
(2)汽缸接触地面后,把活塞下方的气体与外界隔开且不漏气,地面导热良好。现改变活塞上方汽缸内气体温度,求当弹簧刚好恢复到原长时,活塞下方的气体压强;
(3)求(2)问中,活塞上方汽缸内气体的热力学温度为多少。
12. 如图,右侧带有挡板的平板小车静止在光滑水平面上,左端紧靠平台且与平台等高,小车的上表面分成两段,左段长,右段L'足够长,平台边缘正上方用长的轻绳悬挂质量为m的物块A,悬点正下方静置一质量为的物块B,且,将A向左拉至轻绳水平由静止释放,A与B发生正碰,碰后A的速度为零。已知A与B碰撞过程中的恢复系数,该系数是一个定值,只与发生碰撞物体材料有关。现将A、B互换角色,将B悬挂起来从水平位置由静止释放,与A发生正碰后A滑上小车,A滑上小车后,小车左端迅速弹出一个厚度不计的挡板,同时取走B。在小车上L段内A受一个来自右侧挡板水平向左的斥力,在L'范围内A受到一个来自右侧挡板水平向左的斥力。已知小车质量,物块A与小车上表面间的动摩擦因数,重力加速度,不计空气阻力。
(1)求A刚滑上小车时的速度大小;
(2)求A与小车第一次达到共速时的速度大小及A到小车左端的距离。
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洞口二中2025届高三物理科试题卷
一、单项选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的)
1. 光电管是应用光电效应原理制成的光电转换器件,在有声电影、自动计数、自动报警等方面有着广泛的应用。现有含光电管的电路如图(a)所示,图(b)是用甲、乙、丙三束光分别照射光电管得到的I-U图线,、表示遏止电压。下列说法中正确的是( )
A. 甲、乙、丙三束光的光子动量
B. 甲光照射时比丙光照射时产生的光电子的最大初动能小
C. 分别用甲光、丙光照射同一双缝干涉实验装置,甲光照射比丙光照射形成的干涉条纹间距窄
D. 甲、乙是相同颜色的光,甲光束比乙光束的光强度弱
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据光电效应方程
再根据动能定理
联立可得
利用图像遏止电压的值可知
而光子动量
因此光子动量之间的关系为
所以A错误;
B.光电效应中
利用图像遏止电压的值可知
所以B正确;
C.光的双缝干涉实验中,相邻干涉条纹的宽度为
由
又
得
所以分别用甲光、丙光照射同一双缝干涉实验装置,甲光形成的干涉条纹间距比丙光的宽,所以C错误;
D.由题图可知,甲光和乙光频率相同,但是甲光比乙光的饱和电流大,即甲光的光强大于乙光,所以D错误。
故选B。
2. 某人驾驶汽车在平直公路上以的速度匀速行驶,某时刻看到前方路上有障碍物,经过一段反应时间,开始刹车,假设刹车后汽车做匀减速直线运动。从看到障碍物到车子停下的过程,汽车的位移x随速度v变化的关系图像由一段平行于x轴的直线与一段曲线组成,直线与曲线的分界点为P点(如图所示)。则下列说法正确的是( )
A. 曲线部分是一段抛物线 B. 司机的反应时间为
C. 刹车的加速度大小为 D. 刹车的时间是
【答案】A
【解析】
【详解】A.对匀减速运动,满足
则图像为抛物线,故A正确;
B.汽车在反应时间内做匀速直线运动,由图可知对应于直线段,反应时间内的位移为
速率为
则反应时间为
故B错误;
C.刹车过程的位移为
根据
解得
故C错误;
D.刹车的时间为
故D错误。
故选A。
3. 如图所示,ABCD是正四面体,虚线圆为三角形ABD的内切圆,切点分别为M、N、P,O为圆心,正四面体的顶点A、B和D分别固定有电荷量为、和的点电荷,下列说法正确的是( )
A. M、P两点的电场强度相同
B. M、O、N、P四点的电势
C. 将带正电的试探电荷由O点沿直线移动到C点,电势能先增大后减小
D. 将固定在D点的点电荷移动到C点,电场力做功为零
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据题意,由对称性可知,M、P两点的电场强度大小相等,但方向不同,故A错误;
B.根据等量同种正点电荷空间等势面的分布特点可知,在A、B两处的正点电荷产生的电场中,M、P两点的电势相等,且N点电势高于O点的电势,O点的电势高于M、P点的电势;在D点的负点电荷产生的电场中,N点的电势高于O点的电势,O点的电势高于M、P两点的电势,M、P两点的电势相等,综上所述,可知M、O、N、P四点的电势
故B错误;
C.等量异种电荷连线中垂面为等势面,则在B、D两处的点电荷产生的电场中,连线为等势线,在A点的正点电荷产生的电场中,从到电势逐渐变小,综上所述,可知从到电势逐渐变小,将带正电的试探电荷由O点沿直线移动到C点,电势能一直减小,故C错误;
D.根据等量同种正点电荷空间等势面的分布特点可知,在A、B两处的正点电荷产生的电场中,C、D两点的电势相等,则将固定在D点的点电荷移动到C点,电场力做功为零,故D正确。
故选D。
4. 2023年5月30日16时29分神舟十六号成功对接于空间站天和核心舱径向端口,若对接前“神舟十六号”和“空间站”分别在圆形轨道Ⅰ和Ⅱ上绕同一方向做匀速圆周运动,圆周运动的半径分别为、,地球半径为R,地球表面重力加速度为g,万有引力常量为G,下列说法正确的是( )
A. 地球的密度约为
B. 神舟十六号与空间站的线速度之比为
C. 神舟十六号与空间站的向心加速度之比为
D. 从相距最远到相距最近的最短时间为
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据万有引力与重力的关系
地球的密度约为
故A错误;
B.根据万有引力提供向心力
可得
神舟十六号与空间站的线速度之比为
故B错误;
C.根据牛顿第二定律
可得
神舟十六号与空间站的向心加速度之比为
故C错误;
D.根据万有引力提供向心力
根据万有引力与重力的关系
可得
,
从相距最远到相距最近的最短时间满足
从相距最远到相距最近的最短时间为
故D正确。
故选D。
5. 某兴趣小组想要运用所学力学知识进行实践研究,他们找到起重吊车的结构图,画出简化结构如图所示,AB是固定杆不可转动,B端有一光滑定滑轮;轻杆CD可绕C端自由转动,D端系着两条轻绳,一条轻绳跨过B端定滑轮连接质量为m的重物,另一轻绳缠绕在电动机转轴O上,通过电动机的牵引控制CD杆的转动从而控制重物的起落。图中所示位置两杆处于同一竖直面内,OD绳沿竖直方向,,,重力加速度大小为g,则( )
A. AB杆受到绳子的作用力大小为mg,方向不一定沿AB杆
B. CD杆受到绳子的作用力大小为,方向一定沿CD杆
C. 当启动电动机使重物缓慢上升时,AB杆受到绳子的作用力将逐渐增大
D. 当启动电动机使重物缓慢下降时,AB杆受到绳子的作用力将逐渐减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.杆AB固定于平台,杆力不一定沿杆,同一条绳的力大小相等,其合力一定在其角平分线上,由于杆力不一定沿杆,如图所示
两个力所作力的平行四边形为菱形,根据平衡条件可得
根据几何关系可得
对角线为,则AB杆受到绳子的作用力大小为
故A错误;
B.根据题意D端连接两条轻绳,两条轻绳的力不一定大小相等,且杆为铰链连接,为“活”杆,杆力沿着杆的方向,水平方向,根据
解得
故B错误;
CD.图示位置,BD绳与CD杆刚好垂直,当启动电动机使重物缓慢上升或下降时,绳子拉力大小均不变,即不变,均逐渐变小,根据
可知增大,故C正确,D错误。
故选C。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
6. 某同学研究远距离输电的电路如图所示,a、b端接入电压为U0的交流电源,升压变压器T1和降压变压器T2均为理想变压器,且两变压器的匝数比。已知的阻值均为的阻值为,电阻消耗的功率相同,电表均为理想交流电表,下列说法正确的是( )
A. 升压变压器T1的匝数比 B. 电压表的示数为
C. 电流表的示数为 D. 若R3断路,电流表示数将减小
【答案】CD
【解析】
【详解】A.已知的阻值相等,消耗的功率相同,可知电流相同,设为I2,因的阻值为,则的电流为2I2,则降压变压器T2的次级电流为3I2,由匝数和电流关系可知
则,选项A错误;
B.变压器T1的初级电流
由能量关系可知
解得,即电压表示数,选项B错误;
C.电流表的示数等于I2,等于通过R1的电流,则为,选项C正确;
D.若断路,则T2次级电阻变大,相当于电网用电设备减少,总功率减小,电流减小,则初级电流减小,则电流表示数将减小,选项D正确。
故选CD。
7. 均匀介质中有两个点波源、位于xOy平面内,位置坐标分别为(-3m,0)和(5m,0)。时刻起两波源开始沿垂直坐标平面xOy方向做简谐运动,振动图像如图。已知两波源的振动传播到坐标原点O处的时间差为2s。下列说法正确的是( )
A. 机械波在介质中的传播速度为1m/s
B. xOy平面内(1m,3m)位置处在振动加强区
C. 两波源间的连线上有7个振动最强点
D. 0~7s内,O处质点运动的路程为12cm
【答案】AD
【解析】
【详解】A.两机械波在同一介质传播,传播速度相同,设为,由题意有
故A正确;
BC.由题意知,波长为
由于两波源的起振方向相反,所以振动加强点满足
到点的距离为
到的距离为
所以处于振动减弱区。两波源间的连线上有8个振动加强点分别为,故BC错误;
D.由上分析可知,O处质点为振动减弱点。从0时刻起,经3s,S1波传到O处质点。经5s,S2波传到O处质点,所以O处质点运动的路程为
故D正确。
故选AD。
8. 如图甲,劲度系数的轻弹簧左端固定在竖直墙上,右端连接一个质量为M的木板。开始时弹簧处于原长,木板静止在光滑的水平桌面上、一质量的物块(可视为质点)从木板左端以初速度滑上木板,最终恰好停在木板的右端。图乙中A为物块的图线;B为木板的图线且为正弦图线。已知重力加速度,根据图中所给信息可得( )
A. 木板的长度为
B. 时,弹簧的弹性势能为
C. 时,木板受到物块的摩擦力与弹簧的弹力大小相等
D. 内“物块和木板”系统的摩擦生热为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由于v-t图像与t轴围成的面积表示位移,通过图像可知,A一直向右运动,位移s=2m,B先向右后向左运动,总位移为0。因此,A运动的位移即为木板长度,即2m,A正确;
B.由于v-t图像的斜率表示加速度,可知A减速运动的加速度为1m/s2。而A在仅受摩擦力的作用下做匀减速运动,根据牛顿第二定律可知
由物块B的v-t图像可知,t=0.5s时,B的速度最大,此时由于切线斜率为0,故B物块的加速度为0。
对B进行受力分析可知,此时弹簧弹力与摩擦力二力平衡,且弹簧伸长量的大小应为B的位移x,则有:
解得
由正弦图线的对称性可知,t=1s时,B的速度为0,即位于简谐运动的振幅处,B向右的位移为2x。
对0~1s过程列能量守恒:
其中A在1s内的位移为
联立可得
B错误;
C.1s时,木板的v-t图切线斜率不为0,说明木板此时仍有加速度,故摩擦力与弹簧弹力并不相等,C错误;
D.两秒内“物块和木板”系统的摩擦生热
而由图像可知,全过程物块与木板的相对路程即等于物块的位移s,因此系统摩擦生热为2J,D正确。
故选AD。
三、实验题(11题4分,12题10分)
9. 某同学设计了如图所示的测物块与长木板间动摩擦因数的实验装置。长木板固定在水平桌面上,圆弧体固定在木板上,圆弧体的圆弧面最底端B与木板上表面相切,用重锤线确定长木板右端C在水平地面上的投影位置。测出C点离地面的高度h,重力加速度为g。
(1)将一个小物块从圆弧面的最高点A由静止释放,物块滑离长木板后落地点离点的距离x1,则物块滑离长木板时的速度_______(用已知的和测量的物理量符号表示)。
(2)改变圆弧体在长木板上固定的位置多次,重复(1)实验,测得多组物块滑离长木板后落地点离点的距离x,及对应的B点到C点的距离L,作图像,得到图像的斜率为k,则物块与长木板间的动摩擦因数μ=______(用已知的和测量的物理量符号表示)。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】(1)[1]物块滑离长木板后做平抛运动,可得
联立,解得
(2)[2]设滑块滑到B点时的速度为vB,则滑块从B点运动到C点过程,由动能定理可得
又
联立,解得
结合图像的斜率为k,可得
解得
10. 某同学要测量一段特制的圆柱形导体材料的电阻率,同时测电源的内阻r,实验室提供了如下器材:
待测的圆柱形导体(阻值未知)
螺旋测微器
游标卡尺
电流表A(内阻很小)
电阻箱R
待测电源
开关S、开关K,导线若干
(1)他用螺旋测微器测量该导体的直径D,结果如图甲所示,可读出________mm,用游标卡尺测得该导体的长度为。
他设计了如图乙所示的电路,并进行了如下的操作:
①断开开关K,闭合开关S,改变电阻箱的阻值R,记录不同R对应的电流表示数I;
②将开关S、K均闭合,改变电阻箱的阻值R,再记录不同R对应的电流表示数I。
(2)他画出了步骤①②记录的数据对应的图像,如图丙中两条图线I、II,则步骤①对应的图线为________(选填“I”或“II”),电源的内阻________。
(3)若考虑电流表内阻的影响,则电源内阻的测量值相对真实值________(选填“偏大”、“偏小”、“相等”)。
(4)若不考虑电流表内阻的影响,此导体材料的电阻率为________。(结果保留1位有效数字)
【答案】(1)9.500##9.499##9.501
(2) ①. II ②. 2.1
(3)偏大 (4)
【解析】
【小问1详解】
螺旋测微器的读数为
【小问2详解】
[1][2]在步骤①中,由闭合电路欧姆定律有
整理可得
在步骤②中,由闭合电路欧姆定律有
整理可得
对比以上结果可知,步骤①对应的图线应为II,由图线II及
可得
解得电源内阻
【小问3详解】
若考虑电流表内阻的影响,则步骤①中,由闭合电路欧姆定律有
即电源内阻测量值
故测量值相对真实值偏大
【小问4详解】
在图像中,设
,,
则由图像及、可得
则材料电阻率为
代入数据计算得
四、解答题(11题12分,12题12分)
11. 如图所示,竖直放置的汽缸质量,活塞的质量,活塞的横截面积,厚度不计。汽缸壁和活塞都是绝热的,活塞上方的汽缸内封闭一定质量的理想气体,活塞下表面与劲度系数的轻弹簧相连,活塞不漏气且与汽缸壁无摩擦。当汽缸内气体的温度时,缸内气柱长,汽缸总长,汽缸下端距水平地面的高度,现使汽缸内气体的温度缓慢降低,已知大气压强,取重力加速度大小。求:
(1)汽缸刚接触地面时,求活塞上方汽缸内气体的热力学温度﹔
(2)汽缸接触地面后,把活塞下方的气体与外界隔开且不漏气,地面导热良好。现改变活塞上方汽缸内气体温度,求当弹簧刚好恢复到原长时,活塞下方的气体压强;
(3)求(2)问中,活塞上方汽缸内气体的热力学温度为多少。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)汽缸缓慢下降至汽缸下端边缘刚好接触地面的过程,缸内气体压强不变,则弹簧弹力不变,则有
解得
(2)设弹簧初状态的压缩量为x,由平衡条件
解得
对活塞下方的气体由
得
(3)设活塞上方气体末状态的压强为,由于弹簧恢复到原长,弹力为0,对活塞受力分析
解得
上方气体初态压强
对活塞上方气体,由
得
12. 如图,右侧带有挡板的平板小车静止在光滑水平面上,左端紧靠平台且与平台等高,小车的上表面分成两段,左段长,右段L'足够长,平台边缘正上方用长的轻绳悬挂质量为m的物块A,悬点正下方静置一质量为的物块B,且,将A向左拉至轻绳水平由静止释放,A与B发生正碰,碰后A的速度为零。已知A与B碰撞过程中的恢复系数,该系数是一个定值,只与发生碰撞物体材料有关。现将A、B互换角色,将B悬挂起来从水平位置由静止释放,与A发生正碰后A滑上小车,A滑上小车后,小车左端迅速弹出一个厚度不计的挡板,同时取走B。在小车上L段内A受一个来自右侧挡板水平向左的斥力,在L'范围内A受到一个来自右侧挡板水平向左的斥力。已知小车质量,物块A与小车上表面间的动摩擦因数,重力加速度,不计空气阻力。
(1)求A刚滑上小车时的速度大小;
(2)求A与小车第一次达到共速时的速度大小及A到小车左端的距离。
【答案】(1)
(2),
【解析】
【小问1详解】
根据机械能守恒,物块A摆到最低点时的速度为满足
解得
A碰B时,碰后A的速度为零,根据动量守恒
恢复系数为
解得
B碰A时根据动量守恒为
恢复系数
联立得
【小问2详解】
设A与小车第一次达到共速时的速度大小为,共速的位置距离小车左端距离为x,根据动量守恒
解得
根据能量守恒可得
其中
可得
代入数据可得
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