2025届广东省广州市天河区高三一模物理试题

2025届广东省广州市天河区高三一模物理试题
1.(2024高三上·天河模拟)如图所示,a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点,相邻两点的间距依次为2m、4m和6m。一列简谐横波以2m/s的波速沿x轴正向传播,在t=0时刻到达质点a处,质点a由平衡位置开始竖直向下运动,t=3s时a第一次到达最高点。下列说法正确的是(  )
A.在t=5s时刻波恰好传到质点d处
B.质点b开始振动后,其振动周期为6s
C.在4sD.在t=5s时刻质点c恰好到达最高点
2.(2024高三上·天河模拟)由于卫星的发射场不在赤道上,同步卫星发射后需要从转移轨道经过调整再进入地球同步轨道。当卫星在转移轨道上飞经赤道上空时,发动机点火,给卫星一附加速度,使卫星沿同步轨道运行。已知同步卫星的环绕速度约为3.1×103m/s,某次发射卫星飞经赤道上空时的速度为1.5×103m/s,此时卫星的高度与同步轨道的高度相同,转移轨道和同步轨道的夹角为37°(cos37°=0.8),如图所示。发动机给卫星的附加速度的方向和大小约为(  )
A.东偏南方向,2.1×103m/s B.西偏北方向,3.0×103m/s
C.西偏北方向,2.6×103m/s D.东偏南方向,3.4×103m/s
3.(2024高三上·天河模拟)如图,甲和乙利用轻绳拉着相同的橡胶轮胎在同一场地上先后进行体能训练,训练时,甲、乙均可视为做匀加速直线运动,甲的轻绳与水平地面的夹角比乙的大,即,两轮胎与地面始终接触且受到的支持力相等,则(  )
A.甲的轻绳拉力比乙的大 B.两者轻绳拉力大小相等
C.甲所拉的轮胎加速度比乙的小 D.两轮胎所受合外力大小相等
4.(2024高三上·天河模拟)2023年10月,杭州亚运会蹦床项目比赛在黄龙体育中心体育馆举行。如图是运动员到达最高点О后,竖直下落到A点接触蹦床,接着运动到最低点C的情景,其中B点为运动员静止在蹦床时的位置。不计空气阻力,运动员可看成质点。运动员从最高点О下落到最低点C的过程中,运动员(  )
A.在OA段动量守恒
B.从A到C的过程中,运动员的加速度先增大后减小
C.在AC段的动量变化量等于AC段弹力的冲量
D.在C点时,运动员的动能和蹦床的弹性势能之和最大
5.(2024高三上·天河模拟)《天工开物》中记载了古人借助水力使用高转筒车往稻田里引水的场景。引水过程简化如下:两个半径均为R的水轮,以角速度ω匀速转动。水筒在筒车上均匀排布,单位长度上有n个,与水轮间无相对滑动。每个水筒离开水面时装有质量为m的水,其中的60%被输送到高出水面H处灌入稻田。当地的重力加速度为g,则筒车对灌入稻田的水做功的功率为(  )
A. B. C. D.nmgωRH
6.(2024高三上·天河模拟)用三根细线a、b、c将重力均为G的两个小球1和2连接,并悬挂如图所示。两小球处于静止状态,细线a与竖直方向的夹角为,细线c水平。则细线b对小球2的拉力大小为(  )
A. B. C.G D.
7.(2024高三上·天河模拟)图甲中台秤的内部简易结构如图乙所示:托盘A、竖直杆B、水平横杆H与齿条C固定连在一起,齿轮D可无摩擦转动,与齿条C完全啮合,在齿轮上固定指示示数的轻质指针E,两根完全相同的弹簧将横杆H吊在秤的外壳I上。经过调校,托盘中不放物品时,指针E恰好指在竖直向上的位置。若放上质量为m的物体,指针偏转了θ弧度(θ<2π),齿轮D的直径为d,重力加速度为g,则每根弹簧的劲度系数为(  )
A. B. C. D.
8.(2024高三上·天河模拟)一滑块从固定的斜面底端冲上粗糙的斜面,到达某一高度后返回斜面底端.下列各图分别表示滑块在斜面上运动的速度v、动能Ek、重力势能EP 、机械能E随时间t或x(偏离出发点的距离)变化的图象,选斜面底端为零势能面,则下列图象可能正确的是(  )
A. B.
C. D.
9.(2024高三上·天河模拟)如图,两位同学同时在等高处抛出手中的篮球A、B,A以速度v1斜向上抛出,B以速度v2竖直向上抛出,当A到达最高点时恰与B相遇。不计空气阻力,A、B质量相等且均可视为质点,重力加速度为g,以下判断正确的是(  )
A.相遇时A的速度一定为零
B.相遇时B的速度一定为零
C.A从抛出到最高点的时间为
D.从抛出到相遇A、B动量的变化量相同
10.(2024高三上·天河模拟)已知火星半径约是地球半径的,火星质量约是地球质量的。地球表面重力加速度为g,若宇航员在地球表面上能竖直向上跳起的最大高度是h,不计空气阻力及忽略自转的影响,下列说法正确的是(  )
A.火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的
B.火星表面的重力加速度是
C.宇航员在火星表面受到的万有引力是在地球表面受到的万有引力的
D.宇航员以相同的初速度在火星上竖直起跳时,跳起的最大高度是
11.(2024高三上·天河模拟)某同学利用如图甲所示装置进行“探究小车速度随时间变化的规律”实验,选出了如图乙所示的一条纸带。打点计时器电源频率为50Hz,相邻两计数点间有四个点未画出。
(1)实验开始前   平衡摩擦力(选填“需要”或“不需要”);
(2)小车的加速度大小为   m/s2(保留两位有效数字)。
12.(2024高三上·天河模拟)某同学设计了一个测油漆喷枪喷射速度的实验。装置如图甲所示,该油漆喷枪能够向外喷射四种速度大小不同的油漆雾滴,一个直径为的纸带环安放在水平转台上,纸带环上刻有一条狭缝A,在狭缝A的正对面画一条标志线。转台稳定转动时,向侧面同样开有狭缝B的纸盒中沿水平方向喷射油漆雾滴,当狭缝A、B正对平行时,雾滴通过狭缝A在纸带的内侧面留下油漆痕迹。改变喷射速度v0()重复实验,在纸带上留下四个油漆痕迹a、b、c、d,将纸带展开平放在刻度尺旁边,如图乙所示。
(1)图乙中,速度最大的雾滴所留的痕迹是   点;
(2)已知转台转动的角速度,如果不计雾滴所受空气阻力,则喷枪喷出雾滴速度的最大值为   m/s(保留三位有效数字)。
13.(2024高三上·天河模拟)某实验小组用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。他们将一小钢球用细线系住悬挂在铁架台上,并在小钢球静止位置A点的正下方固定一光电门。小钢球的底部固定一宽度为d的遮光条,并使其与细线在一条直线上。将小钢球拉至M点,测出此时细线与竖直方向之间的夹角为,将小钢球由静止释放,遮光条经过光电门的挡光时间为t。实验测得悬挂点到球心的距离为L。当地的重力加速度大小为g。
(1)用50分度的游标卡尺测量遮光条宽度,示数如图乙所示,其读数为   mm;某次测量中,计时器的示数为0.0025s,则小钢球经过A点时的速度大小为   m/s。
(2)若所测的实验数据在误差允许范围内满足表达式   (用g、L、d、t、表示),即可知小钢球由M点运动至A点的过程中机械能守恒。
(3)多次实验发现,若以A点为重力势能零点,小钢球在M点的重力势能略小于它在A点的动能,造成这一结果的原因是   。
14.(2024高三上·天河模拟)如图某升降电梯的轿厢A、配重B和电动机由轻质缆绳连接,电动机拉动B,使A运动。某次运行时,A(含载重)的质量M=1000kg,t=0时,A从1楼由静止开始以0.5m/s2的加速度加速运动,然后以v=1m/s的速度匀速运动,最后以大小为0.5m/s2的加速度减速上升至3楼停止,A上升的高度h=7m。已知B的质量m=800kg,不计空气阻力和摩擦阻力,g取10m/s2。求:
(1)此次电梯匀速运行的时间;
(2)t=1s时,B下端缆绳的拉力大小;
(3)A(含载重)从静止开始上升到5m的过程,A(含载重)的机械能增量。
15.(2024高三上·天河模拟)如图(a),质量为m的篮球从离地H高度处静止下落,与地面发生一次非弹性碰撞后最高反弹至离地h处。设篮球每次与地面碰撞的碰后速率与碰前速率之比相同,重力加速度为g,不计空气阻力。
(1)求篮球与地面第一次碰撞过程所受合力的冲量I及碰后速率v2与碰前速率v1之比;
(2)若篮球反弹至最高处h时,运动员向下拍球,对篮球施加一个向下的压力F,持续作用至h0高度处撤去,使得篮球与地面第二次碰撞后恰好反弹至h高度处,力F的大小随高度y的变化如图(b)所示,求F0的大小。
16.(2024高三上·天河模拟)有一种打积木的游戏,装置如图所示,四块完全相同的积木B、C、D和E叠放在靶位上,宽度均为,积木C、D和E夹在固定的两光滑薄板间,小球A(可视为质点)用长为、且不可伸长的轻绳悬挂于O点。游戏时,球A拉至与O点等高的P点(保持绳绷直)由静止释放,球A运动到最低点时与积木B发生的碰撞为弹性碰撞且瞬间完成,积木B滑行一段距离后停下。已知球A和每块积木的质量均为,各积木间、积木与水平面间的动摩擦因数均为,重力加速度大小为,空气阻力不计,求:
(1)球A下落到最低点与积木B碰撞前瞬间细绳上的张力大小;
(2)积木B向前滑行的距离s;
(3)将球A再次拉起至P点无初速释放,球A与积木C发生弹性碰撞且瞬间完成,积木C沿积木B的轨迹前进,与静止的积木B发生碰撞(时间极短)并粘合在一起向前滑动,求碰后积木CB一起滑动的距离x。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】机械波及其形成和传播
【解析】【解答】A.在t=0时刻到达质点a处,根据波速、位移与时间的关系得
可知波恰好传到质点d时是6s,故A错误.
B.根据题意可得,a从平衡位置往下振动到第一次到达最高点花3s时间,所以

每个质点的振动周期相同,故B错误;
CD.质点c开始振动的时刻
所以t=3s时,质点c开始振动时从平衡位置向下振动,经过1s到达波谷,再经过1s到达平衡位置,所以所以在t=5s时刻质点c恰好回到平衡位置,在的时间间隔内,质点c从波谷向波峰振动,即该段时间内质点c向上运动;故C正确,D错误。
故选C。
【分析】本题主要考查机械波的形成与传播,同一机械波上的每个质点的振动是相同的,运动从前往后传递,分析好了一个质点的振动就可以利用距离和速度确定时间,从而判断运动过程。
2.【答案】A
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】由题意可知,同步卫星的环绕速度是合速度,大小为
其中一个分速度为在转移轨道上的速度,大小为
由题意可知转移轨道与同步轨道的夹角是37°,也意味着合速度与该分速度的夹角为37°,通过画图分析:
可知发动机给卫星的附加速度的方向为东偏南方向;根据余弦定理,大小为
故选A。
【分析】本题题干较长,但如果能够从题干里提取关键的信息跟我们的已知天体运动的知识相联系,通过画图分析过程,就能够简单利用数学知识处理运动的合成问题,题干长的题目一定要养成画图分析的习惯。
3.【答案】C
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
【解析】【解答】对轮胎
因为甲的轻绳与水平地面的夹角比乙的大,即

所以
故选C。
【分析】本题主要考查牛顿第二定律,轮胎为研究对象,分别对两幅图里的轮胎进行受力分析,通过正交分解的方法列出水平方向的牛顿第二定律表达式,竖直方向上列出平衡力表达式,再通过比较角度的关系得到加速度、力的大小即可。
4.【答案】D
【知识点】动量定理;动量守恒定律;牛顿第二定律;机械能守恒定律
【解析】【解答】A.从O到A的过程中,由于运动员受重力作用,重力为运动员所受合外力,合外力不为0,故动量不守恒,故A错误;
B.从A到C的过程中,从A到B,弹力小于重力,则有
弹力增大,加速度减小;
B点,加速度为0;
从B到C,弹力大于重力,则有
随着弹力增大,加速度增大,所以运动员的加速度先减小后增大,故B错误;
C.根据动量定理有
可知在AC段的动量变化量等于AC段弹力冲量与重力冲量的矢量和,故C错误;
D.将运动员和蹦床看作一个系统,系统机械能守恒,在整个过程中,C点运动员的重力势能最小,故运动员的动能和蹦床的弹性势能之和最大,故D正确。
故选D。
【分析】该题考查比较综合,既涉及到受力分析,又涉及动量能量问题。动量守恒的条件是物体所受合外力为0,动量的变化量等于合外力的冲量,而不是某个力的冲量,需要理解清楚,不能混淆。
5.【答案】B
【知识点】功的概念;功率及其计算
【解析】【解答】由题知,水筒在筒车上均匀排布,单位长度上有n个,且每个水筒离开水面时装有质量为m的水、其中的60%被输送到高出水面H处灌入稻田,则水轮转一圈灌入农田的水的总质量为m总 = 2πRnm × 60% = 1.2πRnm
则水轮转一圈灌入稻田的水克服重力做的功W = 1.2πRnmgH
则筒车对灌入稻田的水做功的功率为
联立有
故选B。
【分析】本题考查功率的计算,有结合了一些圆周运动的问题,本题需要从题干提取关键信息来表示水轮转动一圈灌入农田里的水的表达式,再利用重力做功表达式求出该过程的功,结合功率和周期表达式即可得到功率。
6.【答案】A
【知识点】整体法隔离法;共点力的平衡
【解析】【解答】将两球和细线b看成一个整体,对整体受力分析,受力如图所示
根据共点力的平衡条件有
对小球2,根据受力平衡有,细线b对小球2的拉力大小
故选A。
【分析】该题属于受力分析比较常见的问题类型,需要巧用整体法和隔离法,结合共点力的平衡以及力的合成来分析,这类题目首先要能够大胆画图进行分析,才能列出表达式。
7.【答案】B
【知识点】胡克定律;共点力的平衡
【解析】【解答】由乙图可知,弹簧的形变量与齿条C下降的距离相等,而因为齿轮D与齿条C啮合,因此齿条C下降的距离与齿轮D转过的弧长相等,结合数学圆的知识可得:
即弹簧的形变量为
将托盘A、竖直杆B、水平横杆H与齿条C和重物作为一个整体,运用整体法和平衡条件得
结合胡克定律可得
对上式进行联立,解得每根弹簧的劲度系数为
故选B。
【分析】该题的难点在于利用图来得到关键信息,对理解能力要求较高,如果能够从题目中提炼出齿条C下降的距离于齿轮D转过的弧长相等,再结合于弹簧形变量的关系,该题的难点就已经突破了,其他的一些分析是基本分析,很容易迎刃而解。
8.【答案】A,B
【知识点】功能关系
【解析】【解答】A.滑块先匀减速运动,再反向匀加速。斜面粗糙,所以滑块在运动过程中克服摩擦力做功,所以机械能减小,所以经过同一点时,下滑时的速度比上滑时的速度小,回到出发点时的速度比出发时的初速度小,故A正确;
B.分别对上滑过程和下滑过程运用动能定理
Ek-x图象是直线,上滑时图象的斜率绝对值大,故B正确;
C.在上滑过程中:上滑的位移大小为
重力势能为
EP-t图象为抛物线,下滑过程:重力势能为
H为斜面的最大高度,t0是上滑的时间,此为开口向下的抛物线方程,故C错误;
D.由于物体克服摩擦力做功,其机械能不断减小,根据功能关系得
返回出发点时的机械能不为零,故D错误;
故选AB.
【分析】:本题采用定性分析与定量计算相结合的方法分析功能关系、运动与力关系,根据物理规律得到解析式,再选择物理图象.
9.【答案】B,C,D
【知识点】动量定理;斜抛运动
【解析】【解答】A.A为斜抛运动,所以分解为竖直向上的匀减速直线运动与水平向右的匀速直线运动,A在最高点,也就是说竖直方向的速度减为0,即相遇时,A竖直方向的速度为0,但水平向速度不变,所有合速度不为0,故A错误;
B.在竖直向的分速度为,则相遇时,两物体在竖直方向的位移相同,所以有
解得
即B的达到最高点,速度为也为0,故B正确;
C.根据以上分析,可知A与B到达最高点的时间相等为
故C正确;
D.A、B受到的外力都是重力,而时间相同,两球重力相等,所以冲量相同,根据动量定理,动量的变化量相同,故D正确。
故选BCD。
【分析】本题结合斜抛运动和竖直上抛运动的相遇考查动量定理,比较综合,但是只要有条不紊地将斜抛运动进行水平方向和竖直方向进行运动分解,再结合最高点的特点一点点分析,就可解决问题。
10.【答案】A,C
【知识点】万有引力定律;第一、第二与第三宇宙速度
【解析】【解答】BC.在星球表面,万有引力等于重力,有
则有
根据
可知宇航员在火星表面受到的万有引力是在地球表面受到的万有引力的,故B错误,C正确;
A.第一宇宙速度就是卫星在星球表面做匀速圆周运动的线速度,所以
可得
则有
所以火星的第一宇宙速度为地球第一宇宙速度的,故A正确;
D.根据竖直上抛运动最大高度为
可得最大高度之比等于重力加速度的反比,所以
故D错误。
故选AC。
【分析】本题考查万有引力定律与重力的关系和第一宇宙速度。第一宇宙速度即为卫星绕地球表面做匀速圆周运动的线速度;地球表面的重力等于万有引力。
11.【答案】(1)不需要
(2)0.80
【知识点】加速度;探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】(1)本实验的目的是为了探究小车速度随时间变化的规律,保持小车做匀变速直线运动,只需要小车所受合外力恒定不变即可,所以该实验不需要平衡摩擦力。
(2)通过题目已知相邻两计数点间有四个点未画出,也就是说相邻计数点的时间间隔为0.1s
根据逐差法可得
故答案为:(1)不需要;(2)0.80
【分析】该题考查探究小车速度随时间变化的规律实验,该实验只需要保持小车做匀变速直线运动即可,不用平衡摩擦力,平衡摩擦力是探究加速度与力、质量关系的一些实验里可能需要用到的操作,但在这个实验里不需要;有纸带的时候求加速度通常使用逐差法进行求解。
(1)本实验探究小车速度随时间变化的规律,只需要保持小车做匀变速直线运动,小车受到的合力恒定不变,所以实验开始前不需要平衡摩擦力。
(2)相邻两计数点间有四个点未画出,则相邻计数点的时间间隔为
根据逐差法可得小车的加速度大小为
12.【答案】(1)d
(2)20.0
【知识点】实验基础知识与实验误差;线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】(1)根据转盘的角速度一定,雾滴速度越大,运行时间越短,在雾滴运行的时间内,转盘转过的角度越小,则雾滴与标志线的距离越近,故d点对应雾滴的速度最大。
(2)当雾滴运动时间与转台周期相同时,根据题意有
解得
而,说明雾滴运动时间小于转台的周期。而速度最大的是d点,而结合刻度尺读数知道距离标志线的距离是
结合
根据弧长半径关系可得
联立可得喷枪喷出雾滴速度的最大值为
故答案为:(1)d;(2)20.0
【分析】该题考查匀速圆周运动的应用,本题需要理解题意,将角速度、线速度、周期跟本题的一些量结合起来才能跟找到突破口,结合数学圆的知识一步步化解,达到所求。
(1)转盘的角速度一定,雾滴速度越大,运行时间越短,在雾滴运行的时间内,转盘转过的角度越小,则雾滴与标志线的距离越近,故d点对应雾滴的速度最大。
(2)当雾滴运动时间与转台周期相同时有
解得
而,说明雾滴运动时间小于转台的周期。速度最大的是d点,距离标志线的距离是
根据
根据弧长半径关系可得
联立可得喷枪喷出雾滴速度的最大值为
13.【答案】4.20;1.68;;实验中所测速度为光条通过光电门的速度,大于小钢球在A点的速度
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】(1)宽度的读数为:4mm+10×0.02mm=4.20mm;
计时器的示数为0.0025s,则小钢球经过A点时的速度大小为
(2)根据机械能守恒定律有
则有
(3) 多次实验发现,若以A点为重力势能零点,小钢球在M点的重力势能略小于它在A点的动能,造成这一结果的原因是实验中所测速度为光条通过光电门的速度,大于小钢球在A点的速度。
故答案为:(1)4.20mm;1.68;(2);(3)实验中所测速度为光条通过光电门的速度,大于小钢球在A点的速度
【分析】本实验考查验证机械能守恒定律,第(1)问是考查50分度游标卡尺的读数,50分度的游标卡尺的分度值为0.02mm,先读主尺再读游标尺的读数,二者累加即可;A的速度即为遮光条的宽度与时间的比值;第(2)问根据题意列出该过程的机械能守恒定律的表达式,再进行化简即可得出答案;第(3)问考查实验误差分析,从实验原理上去分析,可以得到在该实验中所测到的速度大于小钢球在A点的速度。
14.【答案】【解答】(1)电梯加速运行的时间
位移
减速运行的时间
位移
匀速运行的时间
(2)由(1)可知时,匀加速上升,匀加速下降,设B下端缆绳的拉力大小为,B上端缆绳的拉力大小为,对AB
代入数据解得
(3)由(1)可知上升到时,速度大小为,机械能增量
代入数据解得
【知识点】加速度;平均速度;牛顿第二定律;机械能守恒定律
【解析】【分析】本题考查包含动力学问题结合机械能守恒综合问题,第(1)问结合题干可以分析出电梯运动分为三个阶段:匀加速、匀减速、匀速,利用初末速度的平均值等于平均速度,求出加速位移和减速位移,就可以推出匀速运动的位移,再利用位移比速度求出匀速运动的时间;第(2)问运用隔离法,分别对A、B分析,列出牛顿第二定律表达式,即可得出拉力大小;第(3)问机械能增量包括动能增量和重力势能增量,分别带入相关公式数据求解即可。
15.【答案】(1)解:篮球自由下落,设碰地前瞬间的速率为,由运动学公式可得
解得
篮球反弹至h高处,设离地瞬间的速率为,由运动学公式可得
解得
以竖直向上为正方向,根据动量定理可得
可得
方向竖直向上;篮球与地面第一次碰撞的碰后速率与碰前速率之比为

(2)解:由图像可知,拍球过程压力做的功为
设篮球落地瞬间的速率为,由动能定理可得
篮球反弹至高处,设离地瞬间的速率为,由运动学公式可得
由(2)问可知速率之比为
联立解得

【知识点】动量定理;自由落体运动;动能定理的综合应用
【解析】【分析】该题主要考查动量定理和动能定理;第(1)问求合力的冲量,很容易想到求篮球碰撞前后动量的变化量,结合动量定理进行求解,需要注意合外力的冲量等于动量的变化量。第(2)问需要对图像进行分析,结合F-t图像的面积即为F在该过程内的功,再对起点到落地前使用动能定理,结合运动学公式即可进行求解。
(1)篮球自由下落,设碰地前瞬间的速率为,由运动学公式可得
解得
篮球反弹至h高处,设离地瞬间的速率为,由运动学公式可得
解得
以竖直向上为正方向,根据动量定理可得
可得
方向竖直向上;篮球与地面第一次碰撞的碰后速率与碰前速率之比为
(2)由图像可知,拍球过程压力做的功为
设篮球落地瞬间的速率为,由动能定理可得
篮球反弹至高处,设离地瞬间的速率为,由运动学公式可得
由(2)问可知速率之比为
联立解得
16.【答案】解:(1)小球A下摆过程机械能守恒,由机械能守恒定律得
在最低点有
联立解得
(2)设小球A与积木B发生弹性碰撞后速度为,积木B速度为。小球A与B发生弹性碰撞,碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒,取向右为正方向,则
解得,
从碰撞后瞬间到B停止运动过程,设B滑行的距离为s,对B,由动能定理得:
代入数据解得
(3)将小球A拉回P点由静止释放,小球A落下后与静止的积木C发生弹性碰撞,小球A与C碰撞后C的速度为
设C滑行s后与B碰撞前瞬间C的速度为,对C,由动能定理得
积木CB碰撞粘合后的速度为,则由动量守恒可得
碰后积木CB一起滑动的距离为x,则
联立解得
【知识点】动量守恒定律;碰撞模型
【解析】【分析】该题综合考查碰撞模型,第(1)问结合题目分析知道小球A下摆过程中只有重力做功,所以可以使用机械能守恒求解,再结合竖直平面内的圆周运动最低的受力分析即可求解出张力大小;第(2)问由于题干已说弹性碰撞,自然用动量守恒和机械能守恒求出碰后的速度,再结合动能定理求出摩擦力做功即可求解出距离;第(3)问由于题干已说是完全非弹性碰撞,列出动量守恒表达式,再结合动能定理即可求解。
2025届广东省广州市天河区高三一模物理试题
1.(2024高三上·天河模拟)如图所示,a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点,相邻两点的间距依次为2m、4m和6m。一列简谐横波以2m/s的波速沿x轴正向传播,在t=0时刻到达质点a处,质点a由平衡位置开始竖直向下运动,t=3s时a第一次到达最高点。下列说法正确的是(  )
A.在t=5s时刻波恰好传到质点d处
B.质点b开始振动后,其振动周期为6s
C.在4sD.在t=5s时刻质点c恰好到达最高点
【答案】C
【知识点】机械波及其形成和传播
【解析】【解答】A.在t=0时刻到达质点a处,根据波速、位移与时间的关系得
可知波恰好传到质点d时是6s,故A错误.
B.根据题意可得,a从平衡位置往下振动到第一次到达最高点花3s时间,所以

每个质点的振动周期相同,故B错误;
CD.质点c开始振动的时刻
所以t=3s时,质点c开始振动时从平衡位置向下振动,经过1s到达波谷,再经过1s到达平衡位置,所以所以在t=5s时刻质点c恰好回到平衡位置,在的时间间隔内,质点c从波谷向波峰振动,即该段时间内质点c向上运动;故C正确,D错误。
故选C。
【分析】本题主要考查机械波的形成与传播,同一机械波上的每个质点的振动是相同的,运动从前往后传递,分析好了一个质点的振动就可以利用距离和速度确定时间,从而判断运动过程。
2.(2024高三上·天河模拟)由于卫星的发射场不在赤道上,同步卫星发射后需要从转移轨道经过调整再进入地球同步轨道。当卫星在转移轨道上飞经赤道上空时,发动机点火,给卫星一附加速度,使卫星沿同步轨道运行。已知同步卫星的环绕速度约为3.1×103m/s,某次发射卫星飞经赤道上空时的速度为1.5×103m/s,此时卫星的高度与同步轨道的高度相同,转移轨道和同步轨道的夹角为37°(cos37°=0.8),如图所示。发动机给卫星的附加速度的方向和大小约为(  )
A.东偏南方向,2.1×103m/s B.西偏北方向,3.0×103m/s
C.西偏北方向,2.6×103m/s D.东偏南方向,3.4×103m/s
【答案】A
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】由题意可知,同步卫星的环绕速度是合速度,大小为
其中一个分速度为在转移轨道上的速度,大小为
由题意可知转移轨道与同步轨道的夹角是37°,也意味着合速度与该分速度的夹角为37°,通过画图分析:
可知发动机给卫星的附加速度的方向为东偏南方向;根据余弦定理,大小为
故选A。
【分析】本题题干较长,但如果能够从题干里提取关键的信息跟我们的已知天体运动的知识相联系,通过画图分析过程,就能够简单利用数学知识处理运动的合成问题,题干长的题目一定要养成画图分析的习惯。
3.(2024高三上·天河模拟)如图,甲和乙利用轻绳拉着相同的橡胶轮胎在同一场地上先后进行体能训练,训练时,甲、乙均可视为做匀加速直线运动,甲的轻绳与水平地面的夹角比乙的大,即,两轮胎与地面始终接触且受到的支持力相等,则(  )
A.甲的轻绳拉力比乙的大 B.两者轻绳拉力大小相等
C.甲所拉的轮胎加速度比乙的小 D.两轮胎所受合外力大小相等
【答案】C
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
【解析】【解答】对轮胎
因为甲的轻绳与水平地面的夹角比乙的大,即

所以
故选C。
【分析】本题主要考查牛顿第二定律,轮胎为研究对象,分别对两幅图里的轮胎进行受力分析,通过正交分解的方法列出水平方向的牛顿第二定律表达式,竖直方向上列出平衡力表达式,再通过比较角度的关系得到加速度、力的大小即可。
4.(2024高三上·天河模拟)2023年10月,杭州亚运会蹦床项目比赛在黄龙体育中心体育馆举行。如图是运动员到达最高点О后,竖直下落到A点接触蹦床,接着运动到最低点C的情景,其中B点为运动员静止在蹦床时的位置。不计空气阻力,运动员可看成质点。运动员从最高点О下落到最低点C的过程中,运动员(  )
A.在OA段动量守恒
B.从A到C的过程中,运动员的加速度先增大后减小
C.在AC段的动量变化量等于AC段弹力的冲量
D.在C点时,运动员的动能和蹦床的弹性势能之和最大
【答案】D
【知识点】动量定理;动量守恒定律;牛顿第二定律;机械能守恒定律
【解析】【解答】A.从O到A的过程中,由于运动员受重力作用,重力为运动员所受合外力,合外力不为0,故动量不守恒,故A错误;
B.从A到C的过程中,从A到B,弹力小于重力,则有
弹力增大,加速度减小;
B点,加速度为0;
从B到C,弹力大于重力,则有
随着弹力增大,加速度增大,所以运动员的加速度先减小后增大,故B错误;
C.根据动量定理有
可知在AC段的动量变化量等于AC段弹力冲量与重力冲量的矢量和,故C错误;
D.将运动员和蹦床看作一个系统,系统机械能守恒,在整个过程中,C点运动员的重力势能最小,故运动员的动能和蹦床的弹性势能之和最大,故D正确。
故选D。
【分析】该题考查比较综合,既涉及到受力分析,又涉及动量能量问题。动量守恒的条件是物体所受合外力为0,动量的变化量等于合外力的冲量,而不是某个力的冲量,需要理解清楚,不能混淆。
5.(2024高三上·天河模拟)《天工开物》中记载了古人借助水力使用高转筒车往稻田里引水的场景。引水过程简化如下:两个半径均为R的水轮,以角速度ω匀速转动。水筒在筒车上均匀排布,单位长度上有n个,与水轮间无相对滑动。每个水筒离开水面时装有质量为m的水,其中的60%被输送到高出水面H处灌入稻田。当地的重力加速度为g,则筒车对灌入稻田的水做功的功率为(  )
A. B. C. D.nmgωRH
【答案】B
【知识点】功的概念;功率及其计算
【解析】【解答】由题知,水筒在筒车上均匀排布,单位长度上有n个,且每个水筒离开水面时装有质量为m的水、其中的60%被输送到高出水面H处灌入稻田,则水轮转一圈灌入农田的水的总质量为m总 = 2πRnm × 60% = 1.2πRnm
则水轮转一圈灌入稻田的水克服重力做的功W = 1.2πRnmgH
则筒车对灌入稻田的水做功的功率为
联立有
故选B。
【分析】本题考查功率的计算,有结合了一些圆周运动的问题,本题需要从题干提取关键信息来表示水轮转动一圈灌入农田里的水的表达式,再利用重力做功表达式求出该过程的功,结合功率和周期表达式即可得到功率。
6.(2024高三上·天河模拟)用三根细线a、b、c将重力均为G的两个小球1和2连接,并悬挂如图所示。两小球处于静止状态,细线a与竖直方向的夹角为,细线c水平。则细线b对小球2的拉力大小为(  )
A. B. C.G D.
【答案】A
【知识点】整体法隔离法;共点力的平衡
【解析】【解答】将两球和细线b看成一个整体,对整体受力分析,受力如图所示
根据共点力的平衡条件有
对小球2,根据受力平衡有,细线b对小球2的拉力大小
故选A。
【分析】该题属于受力分析比较常见的问题类型,需要巧用整体法和隔离法,结合共点力的平衡以及力的合成来分析,这类题目首先要能够大胆画图进行分析,才能列出表达式。
7.(2024高三上·天河模拟)图甲中台秤的内部简易结构如图乙所示:托盘A、竖直杆B、水平横杆H与齿条C固定连在一起,齿轮D可无摩擦转动,与齿条C完全啮合,在齿轮上固定指示示数的轻质指针E,两根完全相同的弹簧将横杆H吊在秤的外壳I上。经过调校,托盘中不放物品时,指针E恰好指在竖直向上的位置。若放上质量为m的物体,指针偏转了θ弧度(θ<2π),齿轮D的直径为d,重力加速度为g,则每根弹簧的劲度系数为(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】胡克定律;共点力的平衡
【解析】【解答】由乙图可知,弹簧的形变量与齿条C下降的距离相等,而因为齿轮D与齿条C啮合,因此齿条C下降的距离与齿轮D转过的弧长相等,结合数学圆的知识可得:
即弹簧的形变量为
将托盘A、竖直杆B、水平横杆H与齿条C和重物作为一个整体,运用整体法和平衡条件得
结合胡克定律可得
对上式进行联立,解得每根弹簧的劲度系数为
故选B。
【分析】该题的难点在于利用图来得到关键信息,对理解能力要求较高,如果能够从题目中提炼出齿条C下降的距离于齿轮D转过的弧长相等,再结合于弹簧形变量的关系,该题的难点就已经突破了,其他的一些分析是基本分析,很容易迎刃而解。
8.(2024高三上·天河模拟)一滑块从固定的斜面底端冲上粗糙的斜面,到达某一高度后返回斜面底端.下列各图分别表示滑块在斜面上运动的速度v、动能Ek、重力势能EP 、机械能E随时间t或x(偏离出发点的距离)变化的图象,选斜面底端为零势能面,则下列图象可能正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A,B
【知识点】功能关系
【解析】【解答】A.滑块先匀减速运动,再反向匀加速。斜面粗糙,所以滑块在运动过程中克服摩擦力做功,所以机械能减小,所以经过同一点时,下滑时的速度比上滑时的速度小,回到出发点时的速度比出发时的初速度小,故A正确;
B.分别对上滑过程和下滑过程运用动能定理
Ek-x图象是直线,上滑时图象的斜率绝对值大,故B正确;
C.在上滑过程中:上滑的位移大小为
重力势能为
EP-t图象为抛物线,下滑过程:重力势能为
H为斜面的最大高度,t0是上滑的时间,此为开口向下的抛物线方程,故C错误;
D.由于物体克服摩擦力做功,其机械能不断减小,根据功能关系得
返回出发点时的机械能不为零,故D错误;
故选AB.
【分析】:本题采用定性分析与定量计算相结合的方法分析功能关系、运动与力关系,根据物理规律得到解析式,再选择物理图象.
9.(2024高三上·天河模拟)如图,两位同学同时在等高处抛出手中的篮球A、B,A以速度v1斜向上抛出,B以速度v2竖直向上抛出,当A到达最高点时恰与B相遇。不计空气阻力,A、B质量相等且均可视为质点,重力加速度为g,以下判断正确的是(  )
A.相遇时A的速度一定为零
B.相遇时B的速度一定为零
C.A从抛出到最高点的时间为
D.从抛出到相遇A、B动量的变化量相同
【答案】B,C,D
【知识点】动量定理;斜抛运动
【解析】【解答】A.A为斜抛运动,所以分解为竖直向上的匀减速直线运动与水平向右的匀速直线运动,A在最高点,也就是说竖直方向的速度减为0,即相遇时,A竖直方向的速度为0,但水平向速度不变,所有合速度不为0,故A错误;
B.在竖直向的分速度为,则相遇时,两物体在竖直方向的位移相同,所以有
解得
即B的达到最高点,速度为也为0,故B正确;
C.根据以上分析,可知A与B到达最高点的时间相等为
故C正确;
D.A、B受到的外力都是重力,而时间相同,两球重力相等,所以冲量相同,根据动量定理,动量的变化量相同,故D正确。
故选BCD。
【分析】本题结合斜抛运动和竖直上抛运动的相遇考查动量定理,比较综合,但是只要有条不紊地将斜抛运动进行水平方向和竖直方向进行运动分解,再结合最高点的特点一点点分析,就可解决问题。
10.(2024高三上·天河模拟)已知火星半径约是地球半径的,火星质量约是地球质量的。地球表面重力加速度为g,若宇航员在地球表面上能竖直向上跳起的最大高度是h,不计空气阻力及忽略自转的影响,下列说法正确的是(  )
A.火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的
B.火星表面的重力加速度是
C.宇航员在火星表面受到的万有引力是在地球表面受到的万有引力的
D.宇航员以相同的初速度在火星上竖直起跳时,跳起的最大高度是
【答案】A,C
【知识点】万有引力定律;第一、第二与第三宇宙速度
【解析】【解答】BC.在星球表面,万有引力等于重力,有
则有
根据
可知宇航员在火星表面受到的万有引力是在地球表面受到的万有引力的,故B错误,C正确;
A.第一宇宙速度就是卫星在星球表面做匀速圆周运动的线速度,所以
可得
则有
所以火星的第一宇宙速度为地球第一宇宙速度的,故A正确;
D.根据竖直上抛运动最大高度为
可得最大高度之比等于重力加速度的反比,所以
故D错误。
故选AC。
【分析】本题考查万有引力定律与重力的关系和第一宇宙速度。第一宇宙速度即为卫星绕地球表面做匀速圆周运动的线速度;地球表面的重力等于万有引力。
11.(2024高三上·天河模拟)某同学利用如图甲所示装置进行“探究小车速度随时间变化的规律”实验,选出了如图乙所示的一条纸带。打点计时器电源频率为50Hz,相邻两计数点间有四个点未画出。
(1)实验开始前   平衡摩擦力(选填“需要”或“不需要”);
(2)小车的加速度大小为   m/s2(保留两位有效数字)。
【答案】(1)不需要
(2)0.80
【知识点】加速度;探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】(1)本实验的目的是为了探究小车速度随时间变化的规律,保持小车做匀变速直线运动,只需要小车所受合外力恒定不变即可,所以该实验不需要平衡摩擦力。
(2)通过题目已知相邻两计数点间有四个点未画出,也就是说相邻计数点的时间间隔为0.1s
根据逐差法可得
故答案为:(1)不需要;(2)0.80
【分析】该题考查探究小车速度随时间变化的规律实验,该实验只需要保持小车做匀变速直线运动即可,不用平衡摩擦力,平衡摩擦力是探究加速度与力、质量关系的一些实验里可能需要用到的操作,但在这个实验里不需要;有纸带的时候求加速度通常使用逐差法进行求解。
(1)本实验探究小车速度随时间变化的规律,只需要保持小车做匀变速直线运动,小车受到的合力恒定不变,所以实验开始前不需要平衡摩擦力。
(2)相邻两计数点间有四个点未画出,则相邻计数点的时间间隔为
根据逐差法可得小车的加速度大小为
12.(2024高三上·天河模拟)某同学设计了一个测油漆喷枪喷射速度的实验。装置如图甲所示,该油漆喷枪能够向外喷射四种速度大小不同的油漆雾滴,一个直径为的纸带环安放在水平转台上,纸带环上刻有一条狭缝A,在狭缝A的正对面画一条标志线。转台稳定转动时,向侧面同样开有狭缝B的纸盒中沿水平方向喷射油漆雾滴,当狭缝A、B正对平行时,雾滴通过狭缝A在纸带的内侧面留下油漆痕迹。改变喷射速度v0()重复实验,在纸带上留下四个油漆痕迹a、b、c、d,将纸带展开平放在刻度尺旁边,如图乙所示。
(1)图乙中,速度最大的雾滴所留的痕迹是   点;
(2)已知转台转动的角速度,如果不计雾滴所受空气阻力,则喷枪喷出雾滴速度的最大值为   m/s(保留三位有效数字)。
【答案】(1)d
(2)20.0
【知识点】实验基础知识与实验误差;线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】(1)根据转盘的角速度一定,雾滴速度越大,运行时间越短,在雾滴运行的时间内,转盘转过的角度越小,则雾滴与标志线的距离越近,故d点对应雾滴的速度最大。
(2)当雾滴运动时间与转台周期相同时,根据题意有
解得
而,说明雾滴运动时间小于转台的周期。而速度最大的是d点,而结合刻度尺读数知道距离标志线的距离是
结合
根据弧长半径关系可得
联立可得喷枪喷出雾滴速度的最大值为
故答案为:(1)d;(2)20.0
【分析】该题考查匀速圆周运动的应用,本题需要理解题意,将角速度、线速度、周期跟本题的一些量结合起来才能跟找到突破口,结合数学圆的知识一步步化解,达到所求。
(1)转盘的角速度一定,雾滴速度越大,运行时间越短,在雾滴运行的时间内,转盘转过的角度越小,则雾滴与标志线的距离越近,故d点对应雾滴的速度最大。
(2)当雾滴运动时间与转台周期相同时有
解得
而,说明雾滴运动时间小于转台的周期。速度最大的是d点,距离标志线的距离是
根据
根据弧长半径关系可得
联立可得喷枪喷出雾滴速度的最大值为
13.(2024高三上·天河模拟)某实验小组用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。他们将一小钢球用细线系住悬挂在铁架台上,并在小钢球静止位置A点的正下方固定一光电门。小钢球的底部固定一宽度为d的遮光条,并使其与细线在一条直线上。将小钢球拉至M点,测出此时细线与竖直方向之间的夹角为,将小钢球由静止释放,遮光条经过光电门的挡光时间为t。实验测得悬挂点到球心的距离为L。当地的重力加速度大小为g。
(1)用50分度的游标卡尺测量遮光条宽度,示数如图乙所示,其读数为   mm;某次测量中,计时器的示数为0.0025s,则小钢球经过A点时的速度大小为   m/s。
(2)若所测的实验数据在误差允许范围内满足表达式   (用g、L、d、t、表示),即可知小钢球由M点运动至A点的过程中机械能守恒。
(3)多次实验发现,若以A点为重力势能零点,小钢球在M点的重力势能略小于它在A点的动能,造成这一结果的原因是   。
【答案】4.20;1.68;;实验中所测速度为光条通过光电门的速度,大于小钢球在A点的速度
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】(1)宽度的读数为:4mm+10×0.02mm=4.20mm;
计时器的示数为0.0025s,则小钢球经过A点时的速度大小为
(2)根据机械能守恒定律有
则有
(3) 多次实验发现,若以A点为重力势能零点,小钢球在M点的重力势能略小于它在A点的动能,造成这一结果的原因是实验中所测速度为光条通过光电门的速度,大于小钢球在A点的速度。
故答案为:(1)4.20mm;1.68;(2);(3)实验中所测速度为光条通过光电门的速度,大于小钢球在A点的速度
【分析】本实验考查验证机械能守恒定律,第(1)问是考查50分度游标卡尺的读数,50分度的游标卡尺的分度值为0.02mm,先读主尺再读游标尺的读数,二者累加即可;A的速度即为遮光条的宽度与时间的比值;第(2)问根据题意列出该过程的机械能守恒定律的表达式,再进行化简即可得出答案;第(3)问考查实验误差分析,从实验原理上去分析,可以得到在该实验中所测到的速度大于小钢球在A点的速度。
14.(2024高三上·天河模拟)如图某升降电梯的轿厢A、配重B和电动机由轻质缆绳连接,电动机拉动B,使A运动。某次运行时,A(含载重)的质量M=1000kg,t=0时,A从1楼由静止开始以0.5m/s2的加速度加速运动,然后以v=1m/s的速度匀速运动,最后以大小为0.5m/s2的加速度减速上升至3楼停止,A上升的高度h=7m。已知B的质量m=800kg,不计空气阻力和摩擦阻力,g取10m/s2。求:
(1)此次电梯匀速运行的时间;
(2)t=1s时,B下端缆绳的拉力大小;
(3)A(含载重)从静止开始上升到5m的过程,A(含载重)的机械能增量。
【答案】【解答】(1)电梯加速运行的时间
位移
减速运行的时间
位移
匀速运行的时间
(2)由(1)可知时,匀加速上升,匀加速下降,设B下端缆绳的拉力大小为,B上端缆绳的拉力大小为,对AB
代入数据解得
(3)由(1)可知上升到时,速度大小为,机械能增量
代入数据解得
【知识点】加速度;平均速度;牛顿第二定律;机械能守恒定律
【解析】【分析】本题考查包含动力学问题结合机械能守恒综合问题,第(1)问结合题干可以分析出电梯运动分为三个阶段:匀加速、匀减速、匀速,利用初末速度的平均值等于平均速度,求出加速位移和减速位移,就可以推出匀速运动的位移,再利用位移比速度求出匀速运动的时间;第(2)问运用隔离法,分别对A、B分析,列出牛顿第二定律表达式,即可得出拉力大小;第(3)问机械能增量包括动能增量和重力势能增量,分别带入相关公式数据求解即可。
15.(2024高三上·天河模拟)如图(a),质量为m的篮球从离地H高度处静止下落,与地面发生一次非弹性碰撞后最高反弹至离地h处。设篮球每次与地面碰撞的碰后速率与碰前速率之比相同,重力加速度为g,不计空气阻力。
(1)求篮球与地面第一次碰撞过程所受合力的冲量I及碰后速率v2与碰前速率v1之比;
(2)若篮球反弹至最高处h时,运动员向下拍球,对篮球施加一个向下的压力F,持续作用至h0高度处撤去,使得篮球与地面第二次碰撞后恰好反弹至h高度处,力F的大小随高度y的变化如图(b)所示,求F0的大小。
【答案】(1)解:篮球自由下落,设碰地前瞬间的速率为,由运动学公式可得
解得
篮球反弹至h高处,设离地瞬间的速率为,由运动学公式可得
解得
以竖直向上为正方向,根据动量定理可得
可得
方向竖直向上;篮球与地面第一次碰撞的碰后速率与碰前速率之比为

(2)解:由图像可知,拍球过程压力做的功为
设篮球落地瞬间的速率为,由动能定理可得
篮球反弹至高处,设离地瞬间的速率为,由运动学公式可得
由(2)问可知速率之比为
联立解得

【知识点】动量定理;自由落体运动;动能定理的综合应用
【解析】【分析】该题主要考查动量定理和动能定理;第(1)问求合力的冲量,很容易想到求篮球碰撞前后动量的变化量,结合动量定理进行求解,需要注意合外力的冲量等于动量的变化量。第(2)问需要对图像进行分析,结合F-t图像的面积即为F在该过程内的功,再对起点到落地前使用动能定理,结合运动学公式即可进行求解。
(1)篮球自由下落,设碰地前瞬间的速率为,由运动学公式可得
解得
篮球反弹至h高处,设离地瞬间的速率为,由运动学公式可得
解得
以竖直向上为正方向,根据动量定理可得
可得
方向竖直向上;篮球与地面第一次碰撞的碰后速率与碰前速率之比为
(2)由图像可知,拍球过程压力做的功为
设篮球落地瞬间的速率为,由动能定理可得
篮球反弹至高处,设离地瞬间的速率为,由运动学公式可得
由(2)问可知速率之比为
联立解得
16.(2024高三上·天河模拟)有一种打积木的游戏,装置如图所示,四块完全相同的积木B、C、D和E叠放在靶位上,宽度均为,积木C、D和E夹在固定的两光滑薄板间,小球A(可视为质点)用长为、且不可伸长的轻绳悬挂于O点。游戏时,球A拉至与O点等高的P点(保持绳绷直)由静止释放,球A运动到最低点时与积木B发生的碰撞为弹性碰撞且瞬间完成,积木B滑行一段距离后停下。已知球A和每块积木的质量均为,各积木间、积木与水平面间的动摩擦因数均为,重力加速度大小为,空气阻力不计,求:
(1)球A下落到最低点与积木B碰撞前瞬间细绳上的张力大小;
(2)积木B向前滑行的距离s;
(3)将球A再次拉起至P点无初速释放,球A与积木C发生弹性碰撞且瞬间完成,积木C沿积木B的轨迹前进,与静止的积木B发生碰撞(时间极短)并粘合在一起向前滑动,求碰后积木CB一起滑动的距离x。
【答案】解:(1)小球A下摆过程机械能守恒,由机械能守恒定律得
在最低点有
联立解得
(2)设小球A与积木B发生弹性碰撞后速度为,积木B速度为。小球A与B发生弹性碰撞,碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒,取向右为正方向,则
解得,
从碰撞后瞬间到B停止运动过程,设B滑行的距离为s,对B,由动能定理得:
代入数据解得
(3)将小球A拉回P点由静止释放,小球A落下后与静止的积木C发生弹性碰撞,小球A与C碰撞后C的速度为
设C滑行s后与B碰撞前瞬间C的速度为,对C,由动能定理得
积木CB碰撞粘合后的速度为,则由动量守恒可得
碰后积木CB一起滑动的距离为x,则
联立解得
【知识点】动量守恒定律;碰撞模型
【解析】【分析】该题综合考查碰撞模型,第(1)问结合题目分析知道小球A下摆过程中只有重力做功,所以可以使用机械能守恒求解,再结合竖直平面内的圆周运动最低的受力分析即可求解出张力大小;第(2)问由于题干已说弹性碰撞,自然用动量守恒和机械能守恒求出碰后的速度,再结合动能定理求出摩擦力做功即可求解出距离;第(3)问由于题干已说是完全非弹性碰撞,列出动量守恒表达式,再结合动能定理即可求解。

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