江苏省无锡市2023-2024学年高三上学期期中教学质量调研测试物理试题含答案.pdf

第 1 页/共 8 页学科网（北京）股份有限公司无锡市无锡市 2023 年秋学期高三期中教学质量调研测试物理年秋学期高三期中教学质量调研测试物理注意事项：注意事项：1.本试卷包含选择题和非选择题两部分。考生答题全部答在答题卡上，答在本试卷上无效。本次考试时间为本试卷包含选择题和非选择题两部分。考生答题全部答在答题卡上，答在本试卷上无效。本次考试时间为 75 分钟，满分值为分钟，满分值为 100 分。分。2.答题前，请务必将自己的姓名、准考证号（考试号）用书写黑色字迹的答题前，请务必将自己的姓名、准考证号（考试号）用书写黑色字迹的 0.5 毫米签字笔填写在答题卡上，并用毫米签字笔填写在答题卡上，并用 2B 铅笔将对应的数字标号涂黑。铅笔将对应的数字标号涂黑。3.答选择题必须用答选择题必须用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。答非选择题必须用书写黑色字迹的铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。答非选择题必须用书写黑色字迹的 0.5 毫米签字笔写在答题卡上的指定位置，在其它位置答题一律无效。一、单项选择题（本题共毫米签字笔写在答题卡上的指定位置，在其它位置答题一律无效。一、单项选择题（本题共 11 小题，每小题小题，每小题 4 分，共分，共 44 分。每小题只有一个选项符合题意）。分。每小题只有一个选项符合题意）。1.如图所示，一儿童沿直滑梯加速下滑，在下滑过程中，他所受力的功率不变的是（）A 重力B.支持力C.摩擦力D.合力2.一列横波沿 x 轴的正方向传播，波速为 0.5m/s，某时刻的波形如图所示，则（）A.经过 1s 质点 K 运动到波谷B.经过 2s 质点 K 运动到 L 处C.经过 2s 质点 K 回到平衡位置D.经过 3s 质点 K 运动到波峰3.如图所示，曲面体 P 静止于光滑水平面上，物块 Q 自 P 的上端静止释放。Q 与 P 的接触面粗糙，在 Q 下滑的过程中，关于 P 和 Q 构成的系统，下列说法正确的是（）.第 2 页/共 8 页学科网（北京）股份有限公司A.机械能守恒、动量守恒B.机械能不守恒、动量守恒C.机械能守恒、动量不守恒D.机械能不守恒、动量不守恒4.某同学用细线拴一重物制成简易加速度计，其刻度面如图所示（刻度为弧度）。若某次火车出站时读到细线与竖直方向夹角为 0.1rad，则加速度约为（g 为重力加速度）（）A.0.01gB.0.05gC.0.1gD.0.5g5.某同学利用图甲所示装置研究物块与长木板间摩擦力。水平向左拉长木板，传感器记录的 F-t 图像如图乙所示。下列说法不正确的是（）A 物块与长木板先相对静止后相对运动B.根据图乙中数据可得出物块与木板间的最大静摩擦力C.根据图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数D.5.0s 到 5.2s 图像的波动是由于细线的弹性引起的6.如图所示，某同学训练定点投篮，先后两次跳起投篮时，投球点和篮筐正好在同一水平面上，两次均命.第 3 页/共 8 页学科网（北京）股份有限公司中，但第二次篮球的滞空时间比第一次长，不考虑空气阻力，则（）A.两次投出速度方向相同B.两次最大高度相同C.第二次在最高点速度小D.第二次投出速度一定大7.磁性圆盘竖直放置，绕固定的水平轴匀速转动，一铁质小物体吸附在距离圆盘中心 r 处，相对于圆盘静止，则小物体（）A.在最高点一定受四个力作用B.在与圆心等高处摩擦力的方向指向圆心C.在转一圈的过程中，重力的冲量为 0D.从圆周的最低点到最高点的过程中摩擦力做正功8.一位游客在太湖边欲乘游船，当日风浪较大，游船上下浮动，当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。把游艇浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为 20cm，周期为 3.0s。若游客能舒服地登船，地面与甲板的高度差不能超过 10cm，则在一个周期内，游客能舒服地登船时间是（）A.0.5sB.0.75sC.1.0sD.1.5s9.若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径 60 倍的情况下，需要验证（）A.地球吸引月球力约为地球吸引苹果的力的2160B.月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的2160C.自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的160D.苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的16010.如图所示为杂技表演“胸口碎大石”。当大石获得的速度较小时，下面的人感受到的震动就会较小，人的安全性就较强。若大石块的质量是铁锤的 100 倍，则撞击后大石块的速度可能为铁锤碰撞前速度的（）的第 4 页/共 8 页学科网（北京）股份有限公司A.125B.175C.1150D.120011.如图所示，直杆 AB 与水平面成 角固定，在杆上套一质量为 m 的小滑块，杆底端 B 点处有一弹性挡板，滑块与挡板碰撞后原速率返回。现将滑块拉到 A 点由静止释放，与挡板第一次碰撞后上滑时间恰好是下滑时间的一半，已知重力加速度为 g，由此不能确定的是（）A.滑块下滑和上滑过程加速度的大小 a1、a2B.滑块最终所处的位置C.滑块与杆之间动摩擦因数 D.滑块第 k 次与挡板碰撞后速度 vk二、非选择题：本题共二、非选择题：本题共 5 小题，共小题，共 56 分。其中第分。其中第 13 题第题第 16 题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须写出数值和单位。题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须写出数值和单位。12.小明做“用单摆测量重力加速度”的实验。（1）如图甲所示，细线的上端固定在铁架台上，下端系一个小钢球（下方吸附有小磁片），做成一个单摆。图乙、丙分别画出了细线上端的两种不同的悬挂方式，你认为应选用图_（选填“乙”或“丙”）的悬挂方式。第 5 页/共 8 页学科网（北京）股份有限公司（2）使小球在竖直平面内做小角度摆动，打开手机的磁传感器软件。某次采集到的磁感应强度 B 的大小随时间 t 变化的图像如图所示，则单摆的振动周期 T=_s（结果保留 3 位有效数字）；（3）改变线长 l，重复上述步骤，实验测得数据如下表所示（实验前已测得小球半径 r），请根据表中的数据，在方格纸上作出 L-T2图像_；L=l+r/m/sT22/sT0.401.2761.6280.601.5552.4180.801.8013 2441.002.0104.0401.202.2084.875.第 6 页/共 8 页学科网（北京）股份有限公司（4）测得当地的重力加速度 g=_（结果保留 3 位有效数字）；（5）有同学认为，根据公式2LTg，小明在实验中未考虑小磁片对摆长影响，L 的测量值小于真实值，所以实验测得的重力加速度 g 偏小。请判断该观点是否正确，简要说明理由_。13.中国空间站是我国自主建成的太空实验室。已知“空间站”绕地球做匀速圆周运动，经过时间 t，运动的弧长为 s，与地球中心连线扫过的角度为（弧度），引力常量为 G，求：（1）“空间站”的环绕周期 T；（2）地球的质量 M。14.如图（a），将物块 A 于 P 点处由静止释放，B 落地后不反弹，最终 A 停在 Q 点。物块 A 的 v t 图像如图（b）所示。已知 B 的质量为 0.3kg，重力加速度大小 g 取 10 m/s2。求：（1）物块 A 与桌面间的动摩擦因数；（2）物块 A 的质量。15.如图所示，一轻弹簧一端固定在倾角为=37 的固定斜面的底端，另一端拴住质量为 m1=6kg 的物体 P，Q 为一质量 m2=10kg 的物体，系统处于静止状态，弹簧的压缩量 x0=0.16m。现给物体 Q 施加一个方向沿斜面向上的力 F，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，已知在前 0.2s 时间内，F 为变力，0.2s 以后 F 为恒力。已知斜面光滑且足够长，sin37=0.6，cos37=0.8，g 取 10m/s2求：（1）弹簧的劲度系数 k；（2）物体 Q 做匀加速运动的加速度大小 a；的第 7 页/共 8 页学科网（北京）股份有限公司（3）前 0.2s 内拉力 F 做的功。16.如图，水平轨道 AB、CD 分别与高为 h=0.36m、倾角30的斜面轨道 BC 两端平滑连接。质量 m=1kg的小物块 P 静止在水平轨道 AB 上，质量大于 m 的小物块 Q 位于 P 的左侧。Q 的初动能为 Ek04.5J，初速度方向向右；Q 与 P 发生碰撞后，P 沿斜面上滑距离 0.5m 后返回，在水平轨道上与 Q 再次发生碰撞。所有轨道均光滑，每次碰撞均为弹性碰撞，g 取 10m/s2。（1）求 Q 的质量；（2）求第 2 次碰撞后 P 沿斜面上滑到 C 点时的速度大小；（3）为保证第 2 次碰撞能在水平轨道 AB 上发生，求初始时 P 离 B 的最小距离。第 1 页/共 18 页学科网（北京）股份有限公司无锡市无锡市 2023 年秋学期高三期中教学质量调研测试年秋学期高三期中教学质量调研测试物理物理注意事项：注意事项：1.本试卷包含选择题和非选择题两部分。考生答题全部答在答题卡上，答在本试卷上无效。本次考试时间为本试卷包含选择题和非选择题两部分。考生答题全部答在答题卡上，答在本试卷上无效。本次考试时间为 75 分钟，满分值为分钟，满分值为 100 分。分。2.答题前，请务必将自己的姓名、准考证号（考试号）用书写黑色字迹的答题前，请务必将自己的姓名、准考证号（考试号）用书写黑色字迹的 0.5 毫米签字笔填写在答题卡上，并用毫米签字笔填写在答题卡上，并用 2B 铅笔将对应的数字标号涂黑。铅笔将对应的数字标号涂黑。3.答选择题必须用答选择题必须用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。答非选择题必须用书写黑色字迹的铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。答非选择题必须用书写黑色字迹的 0.5 毫米签字笔写在答题卡上的指定位置，在其它位置答题一律无效。毫米签字笔写在答题卡上的指定位置，在其它位置答题一律无效。一、单项选择题（本题共一、单项选择题（本题共 11 小题，每小题小题，每小题 4 分，共分，共 44 分。每小题只有一个选项符合题意）。分。每小题只有一个选项符合题意）。1.如图所示，一儿童沿直滑梯加速下滑，在下滑过程中，他所受力的功率不变的是（）A.重力B.支持力C.摩擦力D.合力【答案】B【解析】【详解】A如图所示，一儿童沿直滑梯加速下滑，重力功率1yPmgv竖直分速度增大，所以重力功率增大，故 A 错误；B支持力与速度始终垂直，功率为零，故 B 正确；C摩擦力功率2cosPmgv在增大，故 C 错误；D匀加速运动，合力不变，合力与速度同向，则合力功率PFv变大，故 D 错误。第 2 页/共 18 页学科网（北京）股份有限公司故选 B。2.一列横波沿 x 轴的正方向传播，波速为 0.5m/s，某时刻的波形如图所示，则（）A.经过 1s 质点 K 运动到波谷B.经过 2s 质点 K 运动到 L 处C.经过 2s 质点 K 回到平衡位置D.经过 3s 质点 K 运动到波峰【答案】C【解析】【详解】A波沿 x 轴正方向传播，根据平移法可知，此时，质点 K 向 y 轴正方向振动，根据图像可知，波长为 2.0m，所以周期4sTv所以经过 1s 即14T，质点运动到波峰，故 A 错误；BC经过 2s 即半个周期，质点 K 运动到平衡位置，并不随波迁移，故 B 错误 C 正确；D经过 3s 即34T质点 K 运动到波谷，故 D 错误。故选 C。3.如图所示，曲面体 P 静止于光滑水平面上，物块 Q 自 P 的上端静止释放。Q 与 P 的接触面粗糙，在 Q 下滑的过程中，关于 P 和 Q 构成的系统，下列说法正确的是（）A.机械能守恒、动量守恒B.机械能不守恒、动量守恒C.机械能守恒、动量不守恒D.机械能不守恒、动量不守恒【答案】D的第 3 页/共 18 页学科网（北京）股份有限公司【解析】【详解】系统在水平方向所受合外力为零，系统在水平方向动量守恒，但系统在竖直方向所受合外力不为零，系统在竖直方向动量不守恒，系统动量不守恒。Q 与 P 的接触面粗糙，克服阻力做功产热，所以机械能不守恒。故选 D。4.某同学用细线拴一重物制成简易加速度计，其刻度面如图所示（刻度为弧度）。若某次火车出站时读到细线与竖直方向夹角为 0.1rad，则加速度约为（g 为重力加速度）（）A.0.01gB.0.05gC.0.1gD.0.5g【答案】C【解析】【详解】根据牛顿第二定律可知tanmgma角度很小时tansin解得0.1ag故选 C。5.某同学利用图甲所示装置研究物块与长木板间摩擦力。水平向左拉长木板，传感器记录的 F-t 图像如图乙所示。下列说法不正确的是（）第 4 页/共 18 页学科网（北京）股份有限公司A.物块与长木板先相对静止后相对运动B.根据图乙中数据可得出物块与木板间的最大静摩擦力C.根据图乙中数据可得出物块与木板间动摩擦因数D.5.0s 到 5.2s 图像的波动是由于细线的弹性引起的【答案】C【解析】【详解】A根据图乙可知，板块间开始是静摩擦力，后来是滑动摩擦力，所以，物块与长木板先相对静止后相对运动，故 A 正确不符合题意；B根据图乙中数据可得出物块与木板间的最大静摩擦力约 1.08N，故 B 正确不符合题意；C根据图乙可求得滑动摩擦力，但不知道正压力，无法计算动摩擦因数，故 C 错误符合题意；D5.0s 到 5.2s 图像的波动是由于达到最大静摩擦力后，细线的弹性引起的，故 D 正确不符合题意；故选 C。6.如图所示，某同学训练定点投篮，先后两次跳起投篮时，投球点和篮筐正好在同一水平面上，两次均命中，但第二次篮球的滞空时间比第一次长，不考虑空气阻力，则（）A.两次投出速度方向相同B.两次最大高度相同C.第二次在最高点速度小D.第二次投出速度一定大【答案】C【解析】【详解】B投球点和篮筐正好在同一水平面上，两次均命中，但第二次篮球的滞空时间比第一次长，则上升最大高度的第 5 页/共 18 页学科网（北京）股份有限公司21()22thg所以第二次最大高度大，故 B 错误；C水平位移相同xvt可知，第二次在最高点速度即水平速度小，故 C 正确；A从最高点到起投点2ytvg第二次竖直分速度大，水平速度小，则第二次合速度与水平夹角大，故 A 错误；D第二次竖直分速度大，水平速度小，合速度不一定大，故 D 错误。故选 C。7.磁性圆盘竖直放置，绕固定的水平轴匀速转动，一铁质小物体吸附在距离圆盘中心 r 处，相对于圆盘静止，则小物体（）A.在最高点一定受四个力作用B.在与圆心等高处摩擦力的方向指向圆心C.在转一圈的过程中，重力的冲量为 0D.从圆周的最低点到最高点的过程中摩擦力做正功【答案】D【解析】【详解】A在最高点如果重力提供向心力，则受重力、磁力、支持力三个力作用，故 A 错误；B在与圆心等高处摩擦力的方向指向圆心，摩擦力一个分力指向圆心提供向心力，另一个分力竖直平衡重力，故摩擦力的方向不指向圆心，故 B 错误；C在转一圈的过程中，重力的冲量为ImgT不为零，故 C 错误；D根据动能定理可知，从圆周的最低点到最高点的过程中，动能不变，重力做负功，所以摩擦力做正功，故 D 正确。第 6 页/共 18 页学科网（北京）股份有限公司故选 D。8.一位游客在太湖边欲乘游船，当日风浪较大，游船上下浮动，当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。把游艇浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为 20cm，周期为 3.0s。若游客能舒服地登船，地面与甲板的高度差不能超过 10cm，则在一个周期内，游客能舒服地登船时间是（）A.0.5sB.0.75sC.1.0sD.1.5s【答案】C【解析】【详解】根据题意，其运动方程为220cos3yt按照题设要求，地面与甲板的高度差不超过 10cm 时游客能舒服地登船，则当220cos10cm3yt在一个周期内对应的点分别为233t根据余弦函数图像可知，游客能舒服地登船时间是21.0stt 故选 C。9.若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径 60 倍的情况下，需要验证（）A.地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的2160B.月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的2160C.自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的160D.苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的160【答案】B【解析】【详解】设月球的质量为0M，地球的质量为M，苹果的质量为m，地球的半径为R，月球半径为rA地球吸引月球的力为第 7 页/共 18 页学科网（北京）股份有限公司00260GM MFR苹果受到的万有引力为2GMmFR由于月球质量和苹果质量之间的关系未知，故二者之间万有引力的关系无法确定，故 A 错误；B由万有引力提供向心力可得，月球公转的加速度约为0260GMaR苹果落向地面加速度2GMaR整理可知02160aa故 B 正确；C由万有引力等于重力，在地球表面有2GMmmgR在月球表面有02GMmmgr由于地球、月球本身的半径大小、质量大小关系未知，故无法求出月球表面和地面表面重力加速度的关系，故 C 错误；D由 C 可知，无法求出月球表面和地面表面重力加速度的关系，故无法求出苹果在月球表面受到的引力与地球表面引力之间的关系，故 D 错误。故选 B。10.如图所示为杂技表演“胸口碎大石”。当大石获得的速度较小时，下面的人感受到的震动就会较小，人的安全性就较强。若大石块的质量是铁锤的 100 倍，则撞击后大石块的速度可能为铁锤碰撞前速度的（）第 8 页/共 18 页学科网（北京）股份有限公司A.125B.175C.1150D.1200【答案】B【解析】【详解】如果发生的是完全非弹性碰撞0100mvmm v解得01101vv如果发生弹性碰撞，根据动量守恒与机械能守恒012100mvmvmv，222012111100222mvmvmv解得102101vv碰后速度介于两者之间。故选 B。11.如图所示，直杆 AB 与水平面成 角固定，在杆上套一质量为 m 的小滑块，杆底端 B 点处有一弹性挡板，滑块与挡板碰撞后原速率返回。现将滑块拉到 A 点由静止释放，与挡板第一次碰撞后上滑时间恰好是下滑时间的一半，已知重力加速度为 g，由此不能确定的是（）A.滑块下滑和上滑过程加速度的大小 a1、a2B.滑块最终所处位置的第 9 页/共 18 页学科网（北京）股份有限公司C.滑块与杆之间动摩擦因数 D.滑块第 k 次与挡板碰撞后速度 vk【答案】D【解析】【详解】ABC设 AB 长为 L，最大速度为 v，根据平均速度公式可知12Lvt下，12lvt上上其中第一次碰撞后上滑时间恰好是下滑时间的一半，所以恰好能上升到 AB 的中点，对整个过程，运用动能定理得sin0.5cos0.50mgLmgLL（）解得1tan3根据牛顿第二定律得下滑过程1sincosmgmgma上滑过程2sincosmgmgma解得1sincosagg，2sincosagg所以可求得滑块下滑和上滑过程加速度的大小 a1、a2，故 ABC 不符合题意；D因为不知道最初滑块下滑的位移，所以无法求出速度，故 D 符合题意。故选 D。二、非选择题：本题共二、非选择题：本题共 5 小题，共小题，共 56 分。其中第分。其中第 13 题第题第 16 题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须写出数值和单位。题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须写出数值和单位。12.小明做“用单摆测量重力加速度”的实验。（1）如图甲所示，细线的上端固定在铁架台上，下端系一个小钢球（下方吸附有小磁片），做成一个单摆。图乙、丙分别画出了细线上端的两种不同的悬挂方式，你认为应选用图_（选填“乙”或“丙”）的悬挂方式。第 10 页/共 18 页学科网（北京）股份有限公司（2）使小球在竖直平面内做小角度摆动，打开手机的磁传感器软件。某次采集到的磁感应强度 B 的大小随时间 t 变化的图像如图所示，则单摆的振动周期 T=_s（结果保留 3 位有效数字）；（3）改变线长 l，重复上述步骤，实验测得数据如下表所示（实验前已测得小球半径 r），请根据表中的数据，在方格纸上作出 L-T2图像_；L=l+r/m/sT22/sT0.401.2761.6280.601.5552.4180.801.8013.2441.002.0104 0401.202.2084.875.第 11 页/共 18 页学科网（北京）股份有限公司（4）测得当地的重力加速度 g=_（结果保留 3 位有效数字）；（5）有同学认为，根据公式2LTg，小明在实验中未考虑小磁片对摆长的影响，L 的测量值小于真实值，所以实验测得的重力加速度 g 偏小。请判断该观点是否正确，简要说明理由_。【答 案】.丙 .1.36s（1.321.40s均 可）.9.71（9.479.78 均可）.不正确。设摆球的重心下移L，根据单摆周期公式2LTg，有21124gLLT，22224gLLT 所以21222124LgTTL，与L无关。（或：不正确。小磁片只影响图像在 L 轴上的截距，不影响图像的斜率，故不影响从图像中测得的 g 的大小。）【解析】【详解】（1）1图乙的方法中当单摆摆动时摆长会发生变化，则图丙的悬挂方式较好；第 12 页/共 18 页学科网（北京）股份有限公司（2）2小球经过最低点时磁感应强度最大，相邻两次磁场最强的时间间隔为半个周期，由图可知单摆的周期约为 1.36s；（3）3根据表格中数据描点连线如图（4）4根据2LTg可得224gLT则图线斜率为21.2400.24845.00g则29.78m/sg（5）5重力加速度根据图像的斜率可求，由（4）的分析可知，小磁片不影响重力加速度的测量值，所以这个同学的观点是不正确的。13.中国空间站是我国自主建成的太空实验室。已知“空间站”绕地球做匀速圆周运动，经过时间 t，运动的弧长为 s，与地球中心连线扫过的角度为（弧度），引力常量为 G，求：（1）“空间站”的环绕周期 T；（2）地球的质量 M。【答案】（1）2 t；（2）32sG t第 13 页/共 18 页学科网（北京）股份有限公司【解析】【详解】（1）“空间站”做匀速圆周运动的角速度t“空间站”的环绕周期2T所以2 tT（2）“空间站”的轨道半径sr“空间站”做匀速圆周运动万有引力提供向心力22MmGmrr所以地球质量32sMG t14.如图（a），将物块 A 于 P 点处由静止释放，B 落地后不反弹，最终 A 停在 Q 点。物块 A 的 v t 图像如图（b）所示。已知 B 的质量为 0.3kg，重力加速度大小 g 取 10 m/s2。求：（1）物块 A 与桌面间的动摩擦因数；（2）物块 A 的质量。【答案】（1）0.1；（2）0.8kg【解析】【详解】（1）由 v-t 图可知，物块 A 在 01s 其加速度大小a1=11vt=2m/s213s 其加速度大小第 14 页/共 18 页学科网（北京）股份有限公司a2=22vt=1m/s213s 内，对 A 物块AA2m gm a所以20.1ag（2）01s 内，对 A 物块AA1Tm gm a对 BBB1m gTm a解得mA=0.8kg15.如图所示，一轻弹簧一端固定在倾角为=37 的固定斜面的底端，另一端拴住质量为 m1=6kg 的物体 P，Q 为一质量 m2=10kg 的物体，系统处于静止状态，弹簧的压缩量 x0=0.16m。现给物体 Q 施加一个方向沿斜面向上的力 F，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，已知在前 0.2s 时间内，F 为变力，0.2s 以后 F 为恒力。已知斜面光滑且足够长，sin37=0.6，cos37=0.8，g 取 10m/s2求：（1）弹簧的劲度系数 k；（2）物体 Q 做匀加速运动的加速度大小 a；（3）前 0.2s 内拉力 F 做的功。【答案】（1）600N/m；（2）2103m/s；（3）449J【解析】【详解】（1）开始时，对整体受力分析，平行斜面方向有120()sinmm gkx代入数据，解得k=600N/m第 15 页/共 18 页学科网（北京）股份有限公司（2）前 0.2s 时间内 F 为变力，之后为恒力，表明 0.2s 时刻两物体分离，此时 P、Q 之间的弹力为零且加速度大小相等，设此时弹簧的压缩量为 x1，对物体 P，有111-sinkx m gm a前 0.2s 时间内两物体的位移2011-2x xat联立解得210=m/s3a（3）前 0.2s 内，对 P、Q 整体根据动能定理212121sin2FWWmmgxmmv弹其中012kxkxWx弹速度v=at位移212xat代入数据得WF=449J16.如图，水平轨道 AB、CD 分别与高为 h=0.36m、倾角30的斜面轨道 BC 两端平滑连接。质量 m=1kg的小物块 P 静止在水平轨道 AB 上，质量大于 m 的小物块 Q 位于 P 的左侧。Q 的初动能为 Ek04.5J，初速度方向向右；Q 与 P 发生碰撞后，P 沿斜面上滑距离 0.5m 后返回，在水平轨道上与 Q 再次发生碰撞。所有轨道均光滑，每次碰撞均为弹性碰撞，g 取 10m/s2。（1）求 Q 的质量；（2）求第 2 次碰撞后 P 沿斜面上滑到 C 点时的速度大小；（3）为保证第 2 次碰撞能在水平轨道 AB 上发生，求初始时 P 离 B 的最小距离。第 16 页/共 18 页学科网（北京）股份有限公司【答案】（1）5kg；（2）2 95m/s15；（3）4m3d【解析】【详解】（1）设 Q 的质量为 M，初速度大小为 vQ0，第 1 次碰撞后瞬间 P、Q 的速度分别为 v1、vQ1，以向右为正方向，有2k0Q012EMvQ0Q11MvMvmv222Q0Q11111222MvMvmv2111sin2mvmgs联立上述方程，代入已知解得5kgM（2）第 2 次碰撞前瞬间 P 的速度大小为 v1，方向向左，设碰撞后瞬间 P、Q 的速度分别为 v2、vQ2，P 沿斜面上滑到 C 点时的速度大小为 vC，有Q11Q22MvmvMvmv2222Q11Q2211112222MvmvMvmv2221122Cmvmghmv联立上述方程，解得2 95m/s15Cv（3）设初始时 P 离 B距离为 d，第 1 次碰撞后 Q 运动到斜面底端 B 所需时间为 t，P 运动到 B 所需时间为 t1，P 沿斜面运动时加速度大小为 a，在斜面上运动所需的总时间为 t2，有Q1dv t1 1dvtsinmgma的第 17 页/共 18 页学科网（北京）股份有限公司122vta由题意有12ttt联立上述各式并由题给条件解得4m3d