(2)斜劈的最大速度.
19.(13分)如图甲所示,物块A、B的质量分别是mA=6.0kg和mB=4.5kg.用轻弹簧栓接,放在光滑的水平面上,物块B右侧与竖直墙相接触.t=0时,另有一物块C以一定速度向右运动,在t=4s时与物块A相碰,并立即与A粘在一起不再分开,物块C的v-t图象如图乙所示.求:
(1)物块C的质量mC; (2)B离开墙后弹簧具有的最大弹性势能EP;
(3)在4s到12s的时间内墙壁对物块B弹力的冲量I的大小.
5
2017年春期高中二年级期中质量评估
物理试题参考答案及评分标准
一、选择题(共12小题,每小题4分,满分48分,在每小题给出的四个选项中,1-8题只有一个选项正确,9-12题有多个选项正确,全部选对得4分,选不全的得2分,选错或不答得0分)
1.D 7.A
2.B 8.C
3.B 9.AC
4.A 10.BD
5.A
6.B
11.AC 12.BCD
二、填空实验题(本题包含3个小题,其中第13题5分、第14题7分、第15题3分,共15分,把答案填在横线上)
13. (3分) A,C ,B(每空1分)
14. (5分) 越小(2分) hν+ E1 (3分) 15. (7分) m1OP=m1 OM + m2ON (3分) 3(4分)
三、计算题(本小题共4个小题,共47分,解答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,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
16. (10分)
解:设小球从h=2.45m的高空自由下落至水平地面时的速度为v1
v12=2gh v1=7m/s
(2分)
在小球触地的过程中,设地对小球的平均作用力为F,以小球为研究对象,由动量定理,取竖直向上为正方向,有(F?mg)?t?mv2?m(?v1) (4分)
F?
mv2?m??v1?0.5?5?5???7??mg?N?0.5?10N?35NΔt0.2
(2分)
由牛顿第三定律小球对地面的平均作用力大小为35N
方向竖直向下 (2分) 17. (12分)
解:(1)以A、B、C三个物块组成的系统为研究对象,当C在A、B上滑动时,A、B、C三个物块间存在相互作用,但在水平方向不存在其他外力作用,因此系统的动量守恒.由动量守恒定律有
mCv0=mAvA+ (mB+mC)vB 1×v0=5×0.5+5×1.5 v0=10m/s
(2分)
(2分)
(2)C滑上B后与A分离,C、B系统在水平方向动量守恒.C离开A时C的速度为v1 ,B与A的速度同为 vA,以B、C为系统,由动量守恒定律有
6
mCv1+mBvA=(mB+mC)vB 1×v1+4×0.5=5×1.5
(2分)
v1=5.5m/s (2分)
对C在B上滑动过程,由能量转化与守恒定律 Q?μmCgL?111222 (2分) mCv1?mBvA??mB?mC?vB222 L=5m (2分) 18. (12分)
解:(1)以m1、m2组成的系统为研究对象,当m1在m2上滑动时二者存在相互作用,但在水平方向上不受外力,因此系统在水平方向上动量守恒,设m1滑到最高点位置时,二者的速度为v,由动量守恒定律有
m1v0=(m1+m2)v v=
m1v0
m1?m2
(2分)
对m1、m2组成的系统,由机械能守恒定律有
11m1v02-(m1+m2)v2=m1gh
2 22m2v0 h=
2?m1?m2?g (2分)
(2分)
(2)设m1、m2分离时二者的速度分别为v1、v2,v2即为m2的最大速度,由动量守恒和机械能守恒有
m1v0=m1v1+m2v2 (2分)
111m1v02=m1v12+m2v22
22 2 v2=
(2分) (2分)
2m1v0
m1?m2
19. (13分)
(1)由图知,C与A碰前速度为v1=9m/s,碰后速度为v2=3m/s,C与A碰撞过程动量守恒.
mCv1=(mA+mC)v2 (2分)
即mC=3kg (2分)
(2)B离开墙壁之后A、B、C及弹簧组成的系统动量守恒、机械能守恒,且当A、C与B速度相等时,弹簧性势能最大.
(mA+mC)v3=(mA+mB+mC)v4 (2分)
7
1122?mA?mC?v3??mA?mB?mC?v4?EP (2分) 22 得EP=13.5J (1分)
(3)由图知,12s末A和C的速度为v3=-3m/s,4s到12s,墙对B的冲量为
I=(mA+mC)v3-(mA+mC)v2 (2分) 得I=-54Ns (2分)
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