内容正文:
龙岩四中2026-2027学年高三上学期物理学科第一次能力测试
姓名:________班级:________考号:________
一、单选题
1. 一游客在武夷山九曲溪乘竹筏漂流,途经双乳峰附近的M点和玉女峰附近的N点,如图所示。已知该游客从M点漂流到N点的路程为,用时,M、N间的直线距离为,则从M点漂流到N点的过程中( )
A. 该游客的位移大小为
B. 该游客的平均速率为
C. 该游客的平均速度大小为
D. 若以所乘竹筏为参考系,玉女峰的平均速度为0
2. 如图(a),装有砂粒的试管竖直静浮于水中,将其提起一小段距离后释放,一段时间内试管在竖直方向的振动可视为简谐运动。取竖直向上为正方向,以某时刻作为计时起点,试管振动图像如图(b)所示,则试管( )
A. 振幅为 B. 振动频率为
C. 在时速度为零 D. 在时加速度方向竖直向下
3. 如图,一教师用侧面开孔的透明塑料瓶和绿光激光器演示“液流导光”实验。瓶内装有适量清水.水从小孔中流出后形成了弯曲的液流。让激光水平射向小孔,使光束与液流保持在同一竖直平面内,观察到光束沿着弯曲的液流传播。下列操作中,有助于光束更好地沿液流传播的是( )
A. 减弱激光强度
B. 提升瓶内液面高度
C. 改用折射率更小的液体
D. 增大激光器与小孔之间的水平距离
4. 福建属于台风频发地区,各类户外设施建设都要考虑台风影响。已知10级台风的风速范围为,16级台风的风速范围为。若台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌,则16级台风对该交通标志牌的作用力大小约为10级台风的( )
A. 2倍 B. 4倍 C. 8倍 D. 16倍
二、多选题
5. 据报道,我国计划发射的“巡天号”望远镜将运行在离地面约的轨道上,其视场比“哈勃”望远镜的更大。已知“哈勃”运行在离地面约的轨道上,若两望远镜绕地球近似做匀速圆周运动,则“巡天号”( )
A. 角速度大小比“哈勃”的小 B. 线速度大小比“哈勃”的小
C. 运行周期比“哈勃”的小 D. 向心加速度大小比“哈勃”的大
6. 某同学利用如图所示电路模拟远距离输电.图中交流电源电压为,定值电阻,小灯泡、的规格均为“ ”,理想变压器、原副线圈的匝数比分别为1∶3和3∶1.分别接通电路Ⅰ和电路Ⅱ,两电路都稳定工作时,( )
A. 与一样亮 B. 比更亮
C. 上消耗的功率比的大 D. 上消耗的功率比的小
7. 甲、乙两辆完全相同的小车均由静止沿同一方向出发做直线运动。以出发时刻为计时零点,甲车的速度—时间图像如图(a)所示,乙车所受合外力—时间图像如图(b)所示。则( )
A. 0 ~ 2s内,甲车的加速度大小逐渐增大
B. 乙车在t = 2s和t = 6s时的速度相同
C. 2 ~ 6s内,甲、乙两车的位移不同
D. t = 8s时,甲、乙两车的动能不同
8. 如图(a),水平地面上固定有一倾角为的足够长光滑斜面,一质量为的滑块锁定在斜面上。时解除锁定,同时对滑块施加沿斜面方向的拉力,随时间的变化关系如图(b)所示,取沿斜面向下为正方向,重力加速度大小为,则滑块( )
A. 在内一直沿斜面向下运动
B. 在内所受合外力的总冲量大小为零
C. 在时动量大小是在时的一半
D. 在内的位移大小比在内的小
三、填空题
9. 艺术体操运动员站在场地中以一定频率上下抖动长绸带的一端,绸带自左向右呈现波浪状起伏。某时刻绸带形状如图所示(符合正弦函数特征),此时绸带上P点运动方向____________(填“向上”“向下”“向左”或“向右”)。保持抖动幅度不变,如果要在该绸带上产生更加密集的波浪状起伏效果,运动员上下抖动的频率应____________(填“增大”“减小”或“保持不变”)。
10. 带有活塞的汽缸内封闭一定质量的理想气体,气体开始处于a状态,然后经过状态变化过程到达c状态。在图中变化过程如图所示。
(1)气体从a状态经过到达b状态的过程中压强____________。(填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)气体从b状态经过到达c状态的过程要____________。(填“吸收”或“放出”)热量。
11. 夜间环境温度为时,某汽车轮胎的胎压为2.9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。次日中午,环境温度升至,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”)时的内能。(计算时取273K)
四、实验题
12. 某小组基于动量守恒定律测量玩具枪子弹离开枪口的速度大小,实验装置如图(a)所示。所用器材有:玩具枪、玩具子弹、装有挡光片的小车、轨道、光电门、光电计时器、十分度游标卡尺、电子秤等。实验步骤如下:
(1)用电子秤分别测量小车的质量M和子弹的质量m;
(2)用游标卡尺测量挡光片宽度d,示数如图(b)所示,宽度d=_______ cm;
(3)平衡小车沿轨道滑行过程中的阻力。在轨道上安装光电门A和B,让装有挡光片的小车以一定初速度由右向左运动,若测得挡光片经过A、B的挡光时间分别为13.56ms、17.90ms,则应适当调高轨道的_______(填“左”或“右”)端。经过多次调整,直至挡光时间相等;
(4)让小车处于A的右侧,枪口靠近小车,发射子弹,使子弹沿轨道方向射出并粘在小车上,小车向左运动经过光电门A,测得挡光片经过A的挡光时间;
(5)根据上述测量数据,利用公式v=________(用d、m、M、表示)即可得到子弹离开枪口的速度大小v;
(6)重复步骤(4)五次,并计算出每次的v值,填入下表;
次数
1
2
3
4
5
速度v()
59.1
60.9
60.3
58.7
59.5
(7)根据表中数据,可得子弹速度大小v的平均值为________m/s。(结果保留3位有效数字)
13. 某实验小组探究糖水折射率n随浓度的变化规律。主要装置包括激光器和长方体玻璃缸,玻璃缸正面内侧刻有水平、竖直标尺,如图(a)所示。实验操作过程如下:
(1)调配一定浓度的糖水,注入水平放置的玻璃缸中。
(2)打开激光器,让激光紧贴玻璃缸正面内侧以一定入射角从空气折射入糖水。
(3)调整激光器,使入射点O处于竖直刻度尺的正后方,光路如图(b)所示,其中A点是入射光线与玻璃缸上边沿所在平面的交点,B点是折射光线与玻璃缸底部的交点,A、B点到法线的距离分别为,到液面的距离分别为。测得的值,并利用表达式________(用表示)求出糖水折射率。
(4)改变缸内糖水浓度,进行多次实验,将实验数据填入下表。
浓度/%
11.8
21.1
32.0
39.1
51.1
折射率n
1.34
1.36
1.38
1.40
1.42
(5)在图(c)给出的坐标纸上补上浓度的数据点。分析图中数据点,可知糖水折射率随浓度近似线性变化,绘制出“”图线________。
(6)由所绘图线可知,糖水浓度每增加10.0%,折射率增大________。(结果保留2位有效数字)
五、解答题
14. 在2024年巴黎奥运会上,我国游泳运动员创造了男子百米自由 泳新的世界纪录。在此次比赛中,运动员起跳后于时刻入水。入水后 的运动过程可近似分为三个阶段:段的前程游为匀减速直线运动, 段为匀速游,段的冲刺游为匀加速直线运动;速率随时间变化的图像如图所示。已知,,,,求该运动员在
(1)段的平均速度大小;
(2)段的加速度大小;
(3)段的位移大小。
15. 如图,直角坐标系中,第Ⅰ象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场。第Ⅱ、Ⅲ象限中有两平行板电容器、,其中垂直轴放置,极板与轴相交处存在小孔、;垂直轴放置,上、下极板右端分别紧贴轴上的、点。一带电粒子从静止释放,经电场直线加速后从射出,紧贴下极板进入,而后从进入第Ⅰ象限;经磁场偏转后恰好垂直轴离开,运动轨迹如图中虚线所示。已知粒子质量为、带电量为,、间距离为,、的板间电压大小均为,板间电场视为匀强电场,不计重力,忽略边缘效应。求:
(1)粒子经过时的速度大小;
(2)粒子经过时速度方向与轴正向的夹角;
(3)磁场的磁感应强度大小。
16. 如图,L形滑板A静置在粗糙水平面上,滑板右端固定一劲度系数为的轻质弹簧,弹簧左端与一小物块B相连,弹簧处于原长状态。一小物块C以初速度从滑板最左端滑入,滑行后与B发生完全非弹性碰撞(碰撞时间极短),然后一起向右运动;一段时间后,滑板A也开始运动.已知A、B、C的质量均为,滑板与小物块、滑板与地面之间的动摩擦因数均为,重力加速度大小为;最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,弹簧始终处于弹性限度内。求:
(1)C在碰撞前瞬间的速度大小;
(2)C与B碰撞过程中损失的机械能;
(3)从C与B相碰后到A开始运动的过程中,C和B克服摩擦力所做的功。
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龙岩四中2026-2027学年高三上学期物理学科第一次能力测试
姓名:________班级:________考号:________
一、单选题
1. 一游客在武夷山九曲溪乘竹筏漂流,途经双乳峰附近的M点和玉女峰附近的N点,如图所示。已知该游客从M点漂流到N点的路程为,用时,M、N间的直线距离为,则从M点漂流到N点的过程中( )
A. 该游客的位移大小为
B. 该游客的平均速率为
C. 该游客的平均速度大小为
D. 若以所乘竹筏为参考系,玉女峰的平均速度为0
【答案】C
【解析】
【详解】A.位移指的是从M点漂流到N点的有向线段,故位移大小为,故A错误;
B.从M点漂流到N点的路程为,用时,则平均速率为
故B错误;
C.该游客的平均速度大小为
故C正确;
D.以玉女峰为参考系,所乘竹筏的平均速度为,若以所乘竹筏为参考系,玉女峰的平均速度大小也为,故D错误;
故选C。
2. 如图(a),装有砂粒的试管竖直静浮于水中,将其提起一小段距离后释放,一段时间内试管在竖直方向的振动可视为简谐运动。取竖直向上为正方向,以某时刻作为计时起点,试管振动图像如图(b)所示,则试管( )
A. 振幅为 B. 振动频率为
C. 在时速度为零 D. 在时加速度方向竖直向下
【答案】B
【解析】
【详解】AB.根据图像(b)可知,振幅为;周期为
则频率为
故A错误,B正确;
C.根据图像可知,时质点处于平衡位置,此时速度最大,故C错误;
D.根据图像可知,时质点处于负向最大位置处,则此时加速度方向竖直向上,故D错误。
故选B。
3. 如图,一教师用侧面开孔的透明塑料瓶和绿光激光器演示“液流导光”实验。瓶内装有适量清水.水从小孔中流出后形成了弯曲的液流。让激光水平射向小孔,使光束与液流保持在同一竖直平面内,观察到光束沿着弯曲的液流传播。下列操作中,有助于光束更好地沿液流传播的是( )
A. 减弱激光强度
B. 提升瓶内液面高度
C. 改用折射率更小的液体
D. 增大激光器与小孔之间的水平距离
【答案】B
【解析】
【详解】若想使激光束完全被限制在液流内,则应使激光在液体内发生全反射现象,根据全反射临界角
可知应该增大液体的折射率或则增大激光束的入射角。
A.减弱激光的强度,激光的临界角,折射率均不会改变,故A错误;
B.提升瓶内液面的高度,会造成开口处压强增大,水流的速度增大,水流的更远,进而增大了激光束的入射角,则会有大部分光在界面处发生全反射,有助于光束更好的沿液流传播,故B正确;
C.若改用折射率更小的液体,临界角变大,更不容易发生全反射,故C错误;
D.增大激光器与小孔之间的水平距离不能改变液体的折射率或激光束的入射角,现象不会改变,故D错误。
故选B。
4. 福建属于台风频发地区,各类户外设施建设都要考虑台风影响。已知10级台风的风速范围为,16级台风的风速范围为。若台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌,则16级台风对该交通标志牌的作用力大小约为10级台风的( )
A. 2倍 B. 4倍 C. 8倍 D. 16倍
【答案】B
【解析】
【详解】设空气的密度为,风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌的横截面积为,在时间的空气质量为
假定台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌的末速度变为零,对风由动量定理有
可得
10级台风的风速,16级台风的风速,则有
故选B。
二、多选题
5. 据报道,我国计划发射的“巡天号”望远镜将运行在离地面约的轨道上,其视场比“哈勃”望远镜的更大。已知“哈勃”运行在离地面约的轨道上,若两望远镜绕地球近似做匀速圆周运动,则“巡天号”( )
A. 角速度大小比“哈勃”的小 B. 线速度大小比“哈勃”的小
C. 运行周期比“哈勃”的小 D. 向心加速度大小比“哈勃”的大
【答案】CD
【解析】
【详解】根据万有引力提供向心力可得
可得
,,,
由于巡天号的轨道半径小于哈勃号的轨道半径,则有
,,,
故选CD。
6. 某同学利用如图所示电路模拟远距离输电.图中交流电源电压为,定值电阻,小灯泡、的规格均为“ ”,理想变压器、原副线圈的匝数比分别为1∶3和3∶1.分别接通电路Ⅰ和电路Ⅱ,两电路都稳定工作时,( )
A. 与一样亮 B. 比更亮
C. 上消耗的功率比的大 D. 上消耗的功率比的小
【答案】BC
【解析】
【详解】若开关接cd端,则若电源电压为,理想变压器、的匝数比为
用户电阻为,输电线电阻为,由变压器工作原理和欧姆定律。升压变压器次级电压
降压变压器初级电压
降压变压器次级电压
可得输电功率为
输电线上损耗的电功率为
用户得到的电功率为
若开关接ab端,则负载得到的功率
输电线上损耗的电功率为
将, ,k=3带入可知
可得
即比更亮;
上消耗的功率比的大。
故选BC。
7. 甲、乙两辆完全相同的小车均由静止沿同一方向出发做直线运动。以出发时刻为计时零点,甲车的速度—时间图像如图(a)所示,乙车所受合外力—时间图像如图(b)所示。则( )
A. 0 ~ 2s内,甲车的加速度大小逐渐增大
B. 乙车在t = 2s和t = 6s时的速度相同
C. 2 ~ 6s内,甲、乙两车的位移不同
D. t = 8s时,甲、乙两车的动能不同
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由题知甲车的速度一时间图像如图(a)所示,则根据图(a)可知0 ~ 2s内,甲车做匀加速直线运动,加速度大小不变,故A错误;
B.由题知乙车所受合外力一时间图像如图(b)所示,则乙车在0 ~ 2s内根据动量定理有
I2 = mv2,I2 = S0 ~ 2 = 2N·s
乙车在0 ~ 6s内根据动量定理有
I6 = mv6,I6 = S0 ~ 6 = 2N·s
则可知乙车在t = 2s和t = 6s时的速度相同,故B正确;
C.根据图(a)可知,2 ~ 6s内甲车的位移为0;根据图(b)可知,2 ~ 6s内乙车一直向正方向运动,则2 ~ 6s内,甲、乙两车的位移不同,故C正确;
D.根据图(a)可知,t = 8s时甲车的速度为0,则t = 8s时,甲车的动能为0;乙车在0 ~ 8s内根据动量定理有
I8 = mv8,I8 = S0 ~ 8 = 0
可知t = 8s时乙车的速度为0,则t = 8s时,乙车的动能为0,故D错误。
故选BC。
8. 如图(a),水平地面上固定有一倾角为的足够长光滑斜面,一质量为的滑块锁定在斜面上。时解除锁定,同时对滑块施加沿斜面方向的拉力,随时间的变化关系如图(b)所示,取沿斜面向下为正方向,重力加速度大小为,则滑块( )
A. 在内一直沿斜面向下运动
B. 在内所受合外力的总冲量大小为零
C. 在时动量大小是在时的一半
D. 在内的位移大小比在内的小
【答案】AD
【解析】
【详解】根据图像可知当时,物块加速度为
方向沿斜面向下;当时,物块加速度大小为
方向沿斜面向上,作出物块内的图像
A.根据图像可知,物体一直沿斜面向下运动,故A正确;
B.根据图像可知,物块的末速度不等于0,根据动量定理
故B错误;
C.根据图像可知时物块速度大于时物块的速度,故时动量不是时的一半,故C错误;
D.图像与横轴围成的面积表示位移,故由图像可知过程物体的位移小于的位移,故D正确。
故选AD。
三、填空题
9. 艺术体操运动员站在场地中以一定频率上下抖动长绸带的一端,绸带自左向右呈现波浪状起伏。某时刻绸带形状如图所示(符合正弦函数特征),此时绸带上P点运动方向____________(填“向上”“向下”“向左”或“向右”)。保持抖动幅度不变,如果要在该绸带上产生更加密集的波浪状起伏效果,运动员上下抖动的频率应____________(填“增大”“减小”或“保持不变”)。
【答案】 ①. 向上 ②. 增大
【解析】
【详解】[1]从图中可知绸带上形成的波是自左向右传播的,根据波形平移法,可判断绸带上P点运动方向向上;
[2]绸带上产生更加密集的波浪状起伏效果,说明波长变小,而同种介质中同类型波的传播波速是不变的,根据
可知运动员上下抖动的周期变短、频率增大。
10. 带有活塞的汽缸内封闭一定质量的理想气体,气体开始处于a状态,然后经过状态变化过程到达c状态。在图中变化过程如图所示。
(1)气体从a状态经过到达b状态的过程中压强____________。(填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)气体从b状态经过到达c状态的过程要____________。(填“吸收”或“放出”)热量。
【答案】 ①. 增大 ②. 放出
【解析】
【详解】(1)[1]由图像可知,气体从a状态经过到达b状态的过程中,气体的体积保持不变,温度升高,根据
可知气体的压强增大。
(2)[2]由图像可知,气体从b状态经过到达c状态的过程,气体的温度保持不变,则气体的内能保持不变;气体的体积减小,则外界对气体做正功,根据热力学第一定律可知,气体对外放出热量。
11. 夜间环境温度为时,某汽车轮胎的胎压为2.9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。次日中午,环境温度升至,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”)时的内能。(计算时取273K)
【答案】 ①. 3.0 ②. 大于
【解析】
【详解】[1] 设大气压强为,夜间胎内气体的温度为
压强为
次日中午时胎内气体的温度为
则根据查理定律有
代入数值解得次日中午时胎内气体的压强为
即次日中午时轮胎的胎压为3.0个标准大气压。
[2] 一定质量的理想气体的内能只与温度有关,故温度升高时内能增大,故时胎内气体的内能大于时的内能。
四、实验题
12. 某小组基于动量守恒定律测量玩具枪子弹离开枪口的速度大小,实验装置如图(a)所示。所用器材有:玩具枪、玩具子弹、装有挡光片的小车、轨道、光电门、光电计时器、十分度游标卡尺、电子秤等。实验步骤如下:
(1)用电子秤分别测量小车的质量M和子弹的质量m;
(2)用游标卡尺测量挡光片宽度d,示数如图(b)所示,宽度d=_______ cm;
(3)平衡小车沿轨道滑行过程中的阻力。在轨道上安装光电门A和B,让装有挡光片的小车以一定初速度由右向左运动,若测得挡光片经过A、B的挡光时间分别为13.56ms、17.90ms,则应适当调高轨道的_______(填“左”或“右”)端。经过多次调整,直至挡光时间相等;
(4)让小车处于A的右侧,枪口靠近小车,发射子弹,使子弹沿轨道方向射出并粘在小车上,小车向左运动经过光电门A,测得挡光片经过A的挡光时间;
(5)根据上述测量数据,利用公式v=________(用d、m、M、表示)即可得到子弹离开枪口的速度大小v;
(6)重复步骤(4)五次,并计算出每次的v值,填入下表;
次数
1
2
3
4
5
速度v()
59.1
60.9
60.3
58.7
59.5
(7)根据表中数据,可得子弹速度大小v的平均值为________m/s。(结果保留3位有效数字)
【答案】 ①. 0.99 ②. 右 ③. ④. 59.7
【解析】
【详解】(2)[1]游标卡尺的分度值为0.1mm,则挡光片的宽度为
(3)[2]小车经过光电门的速度为
测得挡光片经过A、B的挡光时间分别为13.56ms、17.90ms,可知小车经过光电门A的速度大于经过光电门B的速度,故应适当调高轨道的右端;
(5)[3]小车经过光电门的速度为
子弹粘上小车的过程,根据动量守恒定律有
解得
(7)[4]根据表格数据,可得子弹速度大小v的平均值为
13. 某实验小组探究糖水折射率n随浓度的变化规律。主要装置包括激光器和长方体玻璃缸,玻璃缸正面内侧刻有水平、竖直标尺,如图(a)所示。实验操作过程如下:
(1)调配一定浓度的糖水,注入水平放置的玻璃缸中。
(2)打开激光器,让激光紧贴玻璃缸正面内侧以一定入射角从空气折射入糖水。
(3)调整激光器,使入射点O处于竖直刻度尺的正后方,光路如图(b)所示,其中A点是入射光线与玻璃缸上边沿所在平面的交点,B点是折射光线与玻璃缸底部的交点,A、B点到法线的距离分别为,到液面的距离分别为。测得的值,并利用表达式________(用表示)求出糖水折射率。
(4)改变缸内糖水浓度,进行多次实验,将实验数据填入下表。
浓度/%
11.8
21.1
32.0
39.1
51.1
折射率n
1.34
1.36
1.38
1.40
1.42
(5)在图(c)给出的坐标纸上补上浓度的数据点。分析图中数据点,可知糖水折射率随浓度近似线性变化,绘制出“”图线________。
(6)由所绘图线可知,糖水浓度每增加10.0%,折射率增大________。(结果保留2位有效数字)
【答案】 ①. ②. ③. 0.020
【解析】
【详解】(3)[1]设入射角为,折射角为,根据几何关系有,
根据折射定律
可得糖水的折射率为
(5)[2]将浓度的数据点为补在图上并绘制拟合直线,“”图线如图所示
(6)[3]由图线可知,图线斜率为0.20,即浓度每增加10.0%,折射率增大0.020。
五、解答题
14. 在2024年巴黎奥运会上,我国游泳运动员创造了男子百米自由 泳新的世界纪录。在此次比赛中,运动员起跳后于时刻入水。入水后 的运动过程可近似分为三个阶段:段的前程游为匀减速直线运动, 段为匀速游,段的冲刺游为匀加速直线运动;速率随时间变化的图像如图所示。已知,,,,求该运动员在
(1)段的平均速度大小;
(2)段的加速度大小;
(3)段的位移大小。
【答案】(1)
(2)
(3)4.2m
【解析】
【小问1详解】
段内的平均速度
【小问2详解】
段内的加速度
【小问3详解】
段内的位移
15. 如图,直角坐标系中,第Ⅰ象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场。第Ⅱ、Ⅲ象限中有两平行板电容器、,其中垂直轴放置,极板与轴相交处存在小孔、;垂直轴放置,上、下极板右端分别紧贴轴上的、点。一带电粒子从静止释放,经电场直线加速后从射出,紧贴下极板进入,而后从进入第Ⅰ象限;经磁场偏转后恰好垂直轴离开,运动轨迹如图中虚线所示。已知粒子质量为、带电量为,、间距离为,、的板间电压大小均为,板间电场视为匀强电场,不计重力,忽略边缘效应。求:
(1)粒子经过时的速度大小;
(2)粒子经过时速度方向与轴正向的夹角;
(3)磁场的磁感应强度大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子从M到N的运动过程中,根据动能定理有
解得
【小问2详解】
粒子在中,根据牛顿运动定律有
根据匀变速直线运动规律有
、
又
解得
【小问3详解】
粒子在P处时的速度大小为
在磁场中运动时根据牛顿第二定律有
由几何关系可知
解得
16. 如图,L形滑板A静置在粗糙水平面上,滑板右端固定一劲度系数为的轻质弹簧,弹簧左端与一小物块B相连,弹簧处于原长状态。一小物块C以初速度从滑板最左端滑入,滑行后与B发生完全非弹性碰撞(碰撞时间极短),然后一起向右运动;一段时间后,滑板A也开始运动.已知A、B、C的质量均为,滑板与小物块、滑板与地面之间的动摩擦因数均为,重力加速度大小为;最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,弹簧始终处于弹性限度内。求:
(1)C在碰撞前瞬间的速度大小;
(2)C与B碰撞过程中损失的机械能;
(3)从C与B相碰后到A开始运动的过程中,C和B克服摩擦力所做的功。
【答案】(1) ;(2) ;(3)
【解析】
【详解】(1)小物块C运动至刚要与物块B相碰过程,根据动能定理可得
解得C在碰撞前瞬间的速度大小为
(2)物块B、C碰撞过程,根据动量守恒可得
解得物块B与物块C碰后一起运动的速度大小为
故C与B碰撞过程中损失的机械能为
(3)滑板A刚要滑动时,对滑板A,由受力平衡可得
解得弹簧的压缩量,即滑板A开始运动前物块B和物块C一起运动的位移大小为
从C与B相碰后到A开始运动的过程中,C和B克服摩擦力所做的功为
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