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试卷答案

福建省连城县第一中学2019-2020高三上学期物理第二次月考试卷考试试卷

22023-03-10试卷答案78
福建省连城县第一中学2019-2020学年高三上学期物理第二次月考试卷一、单选题1.(2019高三上·连城月考)根据所

福建省连城县第一中学2019-2020学年高三上学期物理第二次月考试卷
一、单选题
1.(2019高三上·连城月考)根据所学物理知识,判断下列四个“一定”说法中正确的是(  )
A.物体的速度为零时,其加速度就一定为零
B.合外力对物体做功为零时,物体的机械能就一定守恒
C.一对作用力与反作用力的冲量大小一定相等
D.一对作用力与反作用力的做功一定相等
2.(2019高三上·连城月考)如图所示,物块M在静止的传送带上以速度v匀速下滑时,传送带突然启动,方向如图中箭头所示,若传送带的速度大小也为v,则传送带启动后(  )
A.M下滑的速度减小
B.M相对地面静止
C.M受到的摩擦力不变
D.若传送带足够长,M可能沿带面向上运动
3.(2019高三上·连城月考)蹦床是一项运动员利用从蹦床反弹中表现杂技技巧的竞技运动,一质量为50kg的运动员从离蹦床1.8m处自由下落,若从运动员接触蹦床到运动员陷至最低点经历了0.2s,(取g=10m/s2,不计空气阻力)则这段时间内,下列说法错误的是(  )
A.运动员受到的合力冲量大小300N s
B.重力的冲量大小100N s
C.运动员动量变化量大小300 N s
D.蹦床对运动员的冲量大小200N s
4.(2019高三上·连城月考)物体做匀加速直线运动,相继经过两段距离为36m的路程,第一段用时4s,第二段用时2s,则物体的加速度是(  )
A.1.5m/s2 B.2m/s2 C.3m/s2 D.4m/s2
5.(2019高二上·呼玛月考)在如图所示电路中,当滑动变阻器R3的滑片P向b端移动时(  )
A.电压表示数变大,电流表示数变小
B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表示数变大,电流表示数变大
D.电压表示数变小,电流表示数变小
6.(2019高三上·连城月考)在研究微型电动机的性能时,可采用如图所示的实验电路.当调节滑动变阻器R,使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为1.0 A和1.0 V;重新调节R,使电动机恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V.则当这台电动机正常运转时(  )
A.电动机的内阻为7.5 Ω B.电动机的内阻为2.0 Ω
C.电动机的输出功率为30.0 W D.电动机的输出功率为26.0 W
7.(2019高三上·连城月考)如图所示,离地面高h处有甲、乙两个小球,甲以初速度2v0水平抛出,同时乙以初速度v0沿倾角为30°的光滑斜面滑下。若甲、乙同时到达地面,不计空气阻力,则甲运动的水平距离是(  )
A.3h B. h C.2h D.h
8.(2020高一下·乾县月考)如图,滑块a、b的质量均为m,a套在固定竖直杆上,与光滑水平地面相距h,b放在地面上。a、b通过铰链用刚性轻杆连接,由静止开始运动。不计摩擦,a、b可视为质点,重力加速度大小为g。则(  )
A.a落地前,轻杆对b一直做正功
B.a落地时速度大小为
C.a下落过程中,其加速度大小始终不大于g
D.a落地前,当a的机械能最小时,b对地面的压力大小为mg
二、多选题
9.(2019高二上·双鸭山月考)在如图甲所示的电路中,L1、L2和L3为三个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,当开关S闭合后,电路中的总电流为0.25A.则此时(  )
A.L1的电压为L2电压的2倍
B.L1消耗的电功率为0.75W
C.L1、L2消耗的电功率的比值大于4:1
D.L2的电阻为12Ω
10.(2019高三上·连城月考)如图所示,小车A通过一根绕过定滑轮的轻绳吊起一重物B,开始时用力按住A使A不动,现设法使A以速度vA=3m/s向左做匀速直线运动,某时刻连接A车右端的轻绳与水平方向夹角θ=37°,设此时B的速度大小为vB (cos 37°=0.8),不计空气阻力,忽略绳与滑轮间摩擦,则(  )
A.A不动时B对轻绳的拉力就是B的重力
B.当轻绳与水平方向成θ角时重物B的速度vB=2.4m/s
C.当轻绳与水平方向成θ角时重物B的速度vB=3.75m/s
D.B上升到滑轮前的过程中机械能增加
11.(2019高三上·连城月考)2016年9月15日,我国的空间实验室天宫二号在酒泉成功发射.9月16日,天宫二号在椭圆轨道Ⅰ的远地点A开始变轨,变轨后在圆轨道Ⅱ上运行,如图所示.若天宫二号变轨前后质量不变,则下列说法正确的是(  )
A.天宫二号在轨道Ⅰ上运行通过远地点A点的速度一定小于第一宇宙速度
B.天宫二号在轨道Ⅰ上运行的周期可能大于在轨道Ⅱ上运行的周期
C.天宫二号在轨道Ⅰ上运行通过近地点B的速度一定大于Ⅱ轨道的速度
D.天宫二号在轨道Ⅰ运行时,机械能不变
12.(2019高三上·连城月考)两个小球A、B在光滑的水平面上相向运动,它们的质量分别为4kg和2kgA的速度为v1=3m/s, B的速度v2=-3m/s,则它们发生正碰后,其速度可能分别是(  )
A.均为+1m/s B.+4m/s和-5m/s
C.-1m/s和+5m/s D.+2m/s和-1m/s
三、实验题
13.(2019高三上·连城月考)如图所示,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.
(1)实验中直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的,但可以通过仅测量________(填选项前的符号)间接地解决这个问题.
A.小球开始释放高度h
B.小球抛出点距地面的高度H
C.小球做平抛运动的射程
(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影.实验时,先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP.然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相碰,并多次重复.接下来要完成的必要步骤是   .(填选项前的符号)
A.用天平测量两个小球的质量m1、m2
B.测量小球m1开始释放高度h
C.测量抛出点距地面的高度H
D.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
E.测量平抛射程OM、ON
(3)经测定,m1=45.0 g,m2=7.5 g,小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示.碰撞前后m1的动量分别为p1与p1′,则p1∶p1′=   ∶11;若碰撞结束时m2的动量为p2′,则p1′∶p2′=11∶   .
14.(2019高三上·连城月考)某实验小组利用提供的器材测量某种电阻丝(电阻约为20Ω)材料的电阻率.他们首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上,在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点P的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度。
可供选择的器材还有:
电池组E(电动势为3.0V,内阻约1Ω);
电流表A1(量程0~100mA,内阻约5Ω);
电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.2Ω);
电阻箱R(0~999.9Ω);开关、导线若干;
他们的实验操作步骤如下:
A.用螺旋测微器在三个不同的位置分别测量电阻丝的直径d;
B.根据提供的器材,设计并连接好如图甲所示的电路;
C.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大,闭合开关S;
D.将金属夹夹在电阻丝上某位置,调整电阻箱接入电路中的电阻值,使电流表满偏,记录电阻箱的示值R和接入电路的电阻丝长度L;
E.改变金属夹与电阻丝接触点的位置,调整电阻箱接入电路中的阻值,使电流表再次满偏.重复多次,记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L。
F.断开开关,拆除电路并整理好器材。
(1)小明某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示,则这次直径的测量值d=   mm;
(2)实验中电流表应选择   (选填“A1”或“A2”);
(3)小明用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据,绘出了如图丙所示的R-L 关系图线,图线在R轴的截距为R0 ,在L轴的截距为L0 ,再结合测出的电阻丝直径d,可求出这种电阻丝材料的电阻率 =   (用给定的物理量符号和已知常数表示)。
(4)若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误,那么由于电流表内阻的存在,对电阻率的测量结果是   (填“偏大”、“偏小”、“无影响”)
四、解答题
15.如图所示,质量M=0.8kg的平板小车静止在光滑水平地面上,在小车左端放有质量mA=0.2kg的物块A(可视为质点),在物块A正上方L=0.45m高处有一固定悬点,通过不可伸长且长度也为L的细绳悬挂一质量mB=0.1kg的物块B,把细绳向左拉到某位置静止释放,物块B(视为质点)在最低点时绳子拉力大小T=3N,随后与物块A发生弹性碰撞(时间极短)。最终物块A没有滑离小车。重力加速度g=10
m/s2。求:
(1)物块B与物块A碰撞前瞬间速度大小v0;
(2)物块A被碰撞后瞬间速度vA;
(3)产生的内能。
16.(2019高三上·连城月考)如图所示电路中,灯L标有“6 V,3 W”,定值电阻R1=4 Ω,R2=10
Ω,电源内阻r=2 Ω,当滑片P滑到最下端时,电流表读数为1 A,此时灯L恰好正常发光,试求:
(1)滑动变阻器最大值R;
(2)当滑片P滑到最上端时,电流表的读数;
(3)当滑片P位于滑动变阻器的中点时,变阻器消耗的功率.
17.(2019高三上·连城月考)如图所示,在倾角为30°的光滑斜面体上,一劲度系数为k=200N/m的轻质弹簧一端连接固定挡板C,另一端连接一质量为m=4kg的物体A,一轻细绳通过定滑轮,一端系在物体A上,另一端与质量也为m的物体B相连,细绳与斜面平行,斜面足够长,用手托住物体B使细绳刚好没有拉力,然后由静止释放,物体B不会碰到地面,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)释放B的瞬间,弹簧的压缩量 和A与B的共同加速度;
(2)物体A的最大速度大小vm;
(3)将物体B改换成物体C,其他条件不变, A向上只能运动到弹簧原长,求物体C的质量M
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】牛顿第三定律;机械能守恒及其条件;加速度
【解析】【解答】A.物体的速度为零时,合外力不一定为零,其加速度不一定为零,A不符合题意;
B.合外力对物体做功为零时,物体的动能不变化,机械能变化判断方法:除重力、系统内弹力以外的力做正功,机械能增大,做负功机械能减少,B不符合题意;
C.一对作用力与反作用力大小一定相等,作用时间一定相同,所以二者冲量大小一定相等,C符合题意;
D.一对滑动摩擦力大小相等,但是对地位移可能不相等,做功不相等,说明一对作用力与反作用力的做功不一定相等,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】物体动量的变化,利用末动量减初动量即可,力的冲量,利用力乘以力作用的时间即可。
2.【答案】C
【知识点】对单物体(质点)的应用
【解析】【解答】AB.物块M在静止的传送带上以速度v匀速下滑,说明物块重力沿带面向下的分力等于向上的摩擦力,当皮带顺时针转动时,物块受到向上的滑动摩擦力,大小不变,仍与重力沿斜面向下的分力平衡,物块匀速下滑,AB均错误;
C.因物块对斜面的压力不变,相对皮带运动方向不变,根据滑动摩擦力公式、特点可知摩擦力不变,C符合题意;
D.由前面分析可知物块仍向下做匀速运动,不可能沿带面向上运动,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】由题意可知考查传送带模型模型,根据受力平衡分析可得。
3.【答案】D
【知识点】动量;冲量
【解析】【解答】设动动员刚接触蹦床时速度为v,由运动学公式 ,可求得
从接触蹦床到陷至最低点,取向下为正, 由动量定理可理,
运动员受到的合力冲量大小300N s,A不符合题意。
根据冲量的定义式可重力的冲量大小 ,
B不符合题意;
运动员动量变化量大小 ,
C不符合题意;
设蹦床对运动员的冲量大小 由动量定理可得
代入数值可得 ,D符合题意。
故答案为:D
【分析】由题意可知考查动量变化量、冲量大小的计算,根据冲量定义式及动量定理计算可得。
4.【答案】C
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】第一段时间内的平均速度为: ,第二段时间内的平均速度为: ;根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知,两个中间时刻的时间间隔为:△t=2s+1s=3s,则加速度为: .ABD不符合题意,C符合题意;
故答案为:C。
【分析】物体做匀加速运动,结合物体的位移和运动时间求解平均速度,即中间时刻速度,结合物体的速度变化量以及对应的时间,利用加速度的定义式求解物体的加速度。
5.【答案】B
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】当滑动变阻器R3的滑片P向b端移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻减小,由于电流表与滑动变阻器串联,由串反并同可知,电流表示数增大,电压表与滑动变阻器并联,由串反并同可知,电压表示数减小,B符合题意,ACD不符合题意;
故答案为:B。
【分析】滑动变阻器的滑片向上滑动的过程中,接入电路中的电阻变小,结合欧姆定律求解电流、电压的变化。
6.【答案】D
【知识点】欧姆定律
【解析】【解答】AB.因为电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为1.0A和1.0V,说明电动机在没有将电能转化为机械能时属于纯电阻电路,故说明电动机的内阻为r= =1.0Ω,AB不符合题意;
CD.当电动机正常运转时,电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V,则电动机的总功率为P总=2.0A×15.0V=30.0W,此时电动机的发热功率为P热=(2.0A)2×1.0Ω=4.0W,故电动机的输出功率为P出=P总-P热=30.0W-4.0W=26.0W,C不符合题意,D符合题意.
故答案为:D
【分析】电动机消耗的总功率即为输入功率,利用公式P=UI求解;电动机的发热功率,即电动机内阻消耗的功率,利用公式 P=I2R 求解,求解电动机的机械功率,利用电动机的输入功率减去发热功率即可。
7.【答案】A
【知识点】对单物体(质点)的应用;匀变速直线运动基本公式应用;平抛运动
【解析】【解答】平抛运动的时间为: ;乙在斜面下滑的加速度为:a= gsin30°=0.5g。根据2h=v0t+ at2,代入数据得:v0t= h,甲的水平距离为x甲=2v0t=3h.A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】解决本题的关键知道平抛运动的时间由高度决定,初速度和时间相同决定水平位移,抓住平抛运动的时间和匀加速运动的时间相同,结合牛顿第二定律和运动学公式灵活求解。
8.【答案】D
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】A. 当a到达底端时,b的速度为零,b的速度在整个过程中,先增大后减小,动能先增大后减小,所以轻杆对b先做正功,后做负功,A不符合题意;
B. a运动到最低点时,b的速度为零,根据系统机械能守恒定律得:
解得
B不符合题意;
C. b的速度在整个过程中,先增大后减小,所以a对b的作用力先是动力后是阻力,所以b对a的作用力就先是阻力后是动力,所以在b减速的过程中,b对a是向下的拉力,此时a的加速度大于重力加速度,C不符合题意;
D. a、b整体的机械能守恒,当a的机械能最小时,b的速度最大,此时b受到a的推力为零,b只受到重力的作用,所以b对地面的压力大小为mg,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】利用机械能守恒可以求出A的速度大小及判别轻杆对b做功的情况;利用杆对a的作用力方向可以判别a的加速度大小。
9.【答案】B,C
【知识点】欧姆定律;伏安特性曲线
【解析】【解答】A. 电路中的总电流为0.25A,则通过L1的电流为0.25A,则由图可知,L1两端的电压为3.0V;因L2和L3并联,则L2和L3电压相等,它们的电阻相等,因此它们的电流也相等,则通过L2电流为0.125A,则由图可知,L2两端的电压约为0.4V,A不符合题意;
B、由伏安特性曲线可以读出电流为I1=0.25A,电压为U1=3V时的,L1消耗的电功率为P=U1I1=3×0.25=0.75W,B符合题意;
C、通过R2的电流为I2=0.125A,电压U2=0.4V,功率P2=U2I2,约为0.05W,L1、L2消耗的电功率的比值大于4:1,C符合题意;
D、电流为I2=0.125A,电压U2=0.4V,L2的电阻R2=U2/I2,约为3Ω,D不符合题意;
故答案为:BC.
【分析】对于该伏安特性曲线来说,横坐标是电压,纵坐标是电流,图像斜率的倒数为小灯泡的电阻,曲线上的某一点对应的电流与电压的乘积对应着小灯泡的实际功率。
10.【答案】B,D
【知识点】速度的合成与分解
【解析】【解答】若A不动时B对轻绳的拉力大小等于B的重力,不是同一个力,A不符合题意;
小车的运动可分解为沿绳方向和垂直于绳的方向的两个运动,因斜拉绳子与水平面的夹角为37°,由几何关系可得:vB=vAcos37°=2.4m/s;B符合题意,C不符合题意;B上升到滑轮前的过程中,绳子的拉力一直做正功,则机械能增加,D符合题意.
故答案为:BD.
【分析】解决本题的关键将汽车的运动分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,知道沿绳子方向的速度等于重物的速度大小.
11.【答案】A,C,D
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】天宫二号在轨道Ⅰ上的A点加速后才能进入圆轨道Ⅱ,根据 可知,在圆轨道Ⅱ上的运行速度小于第一宇宙速度,可知天宫二号在轨道Ⅰ上运行通过远地点A点的速度一定小于第一宇宙速度,A符合题意;根据开普勒第三定律可知r3/T2=k,因天宫二号在轨道Ⅰ上运行的半长轴小于在轨道Ⅱ上做圆周运动的半径,可知天宫二号在轨道Ⅰ上运行的周期小于在轨道Ⅱ上运行的周期,B不符合题意;天宫二号在轨道Ⅱ上运行的速度小于第一宇宙速度;若天宫二号在过B点的近地圆轨道上做圆周运动则运行速度为7.9km/s,依据离心运动,则天宫二号在B点沿圆轨道需加速才能进入椭圆轨道Ⅰ,则天宫二号在轨道Ⅰ上运行时经B点的速度大于第一宇宙速度,所以飞船在轨道Ⅰ上运行时经B点的速度大于天宫二号在轨道Ⅱ上运行的速度,C符合题意.天宫二号在轨道Ⅰ运行时,只有地球的引力做功,则机械能不变,D符合题意,
故答案为:ACD.
【分析】此题要知道变轨到更高轨道需要加速做离心运动.根据“高轨低速大周期”判断速度大小.利用开普勒第二和第三定律判断椭圆轨道的速度和周期.
12.【答案】A,C
【知识点】机械能守恒及其条件;动量守恒定律
【解析】【解答】发生正碰,则根据动量守恒得: 根据碰撞过程系统的总动能不增加,则得
A项:它们发生正碰后,均为+1m/s,即以共同速度运动,符合以上等式,A符合题意;
B项:速度如果是4m/s和-5m/s,那么A、B动能都增加,B不符合题意;
C项:发生正碰后,A、B反向,符合以上等式,C符合题意;
D项:发生正碰后,A、B速度方向不变即还是相向运动,这不符合实际情况,D不符合题意。
故答案为:AC
【分析】两个物体组成系统动量守恒和机械能守恒,利用动量守恒定律和机械能守恒列方程分析求解即可。
13.【答案】(1)C
(2)ADE或DAE
(3)14;2.9
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】(1)小球离开轨道后做平抛运动,小球抛出点的高度相同,故它们在空中的运动时间t相等,水平位移 ,即水平位移与初速度成正比,故实验中不需要测量时间,也就不需要测量桌面的高度H,只需要测量小球做平抛运动的射程就可,C符合题意;(2)小球离开轨道后做平抛运动,小球抛出点的高度相同,故它们在空中的运动时间t相等,水平位移 ,知 , ,由动量守恒定律知 ,将速度表达式代入得 ,解得 ,故要完成的必要步骤是ADE或DAE;(3)碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1 ,由题意知 , ,故 ;若碰撞结束时m2的动量为p2 , ,故
【分析】(1)两个小球做平抛运动,竖直位移相同,运动时间相同,故水平速度之比为水平位移之比;
(2)要验证两个小球动量守恒,需要知道小球的质量和初末速度,结合选项分析求解即可;
(3)结合物体的碰撞前后的速度和质量求解动量即可。
14.【答案】(1)0.726
(2)A1
(3)
(4)无影响
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】螺旋测微器读数时方法:固定刻度+可动刻度 即 估算回路中的电流
故电流表选择A1由闭合电路分析可知,回路中电动势不变,总电流不变,则回路中总电阻不变,说明电阻箱阻值和接入电路的电阻丝的总阻值不变,设总电阻为C,由
可得
由丙图可得图象斜率的绝对值
求得
分析表达式
里面不含电流表相关物理量,故由于电流表内阻的存在,对电阻率的测量结果无影响。
【分析】(1)明确螺旋测微器每一个小格代表的数值,并且在最后的读数时注意估读即可;
(2)在量程允许的情况下选择小量程的电表即可;
(3)利用欧姆定律求解电阻的阻值,再结合电阻的决定式求解电阻率即可;
(4)通过分析第三问求解的电阻率的表达式可知,不含有与电流表电阻相关的物理量。
15.【答案】(1)解:物块B最低点:
解得v0=3m/s
(2)解:物块B与物块A发生弹性碰撞,设碰后B的速度vB,由A、B碰撞前后动量守恒、机械能守恒有:
联立解得:vA=2m/s
(3)解:最终物块A速度与小车的相等,设物块和小车的共同速度大小为v
由动量守恒定律有:
解得:v=0.4m/s
由能量守恒定律得:
联立解得: Q=0.32J
【知识点】木板滑块模型
【解析】【分析】(1)利用牛顿第二定律可以求出物块B碰前的速度大小;
(2)利用动量守恒及机械能守恒可以求出A碰后的速度大小;
(3)利用A与小车动量守恒和能量守恒可以求出达到共速过程中产生的内能。
16.【答案】(1)解:灯L的电阻为:RL= Ω=12Ω
当P滑到下端时,R2被短路,灯L与整个变阻器R并联,此时灯正常发光,通过灯L的电流为:IL= A=0.5Ω
通过变阻器R的电流为:IR=IA﹣IL=1A﹣0.5A=0.5A
则IR=IL
即得滑线变阻器最大值为:R=RL=12Ω
(2)解:电源电动势:
当P滑到上端时,灯L、变阻器R及电阻R2都被短路,此时电流表的读数为:I′= A=2A
(3)解:P位于变阻器的中点时,灯L与 并联后再与R1串联.
此时:R并=4Ω
总电流为:I总= A=1.2A
并联部分的电压为:U并=I总 R并=1.2×4V=4.8V
变阻器上消耗的功率为:PR= = W=3.84W
【知识点】电功率和电功;欧姆定律
【解析】【分析】(1)结合灯泡的额定电压和功率求解灯泡的电阻,灯泡正常发光,即两支路的电阻相同;
(2)结合电路中的外电路、电源内阻和电动势求解电路中的电流即可;
(3)结合第一问求解的滑动变阻器电阻,利用欧姆定律求解电阻中的电流,结合电阻求解电压,再利用功率公式求解功率即可。
17.【答案】(1)解:由胡克定律,得:
设绳子拉力T,由牛顿第二定律,得:
解得
(2)解:当A、B物体的加速度为0时,速度最大,设此时拉力 ,弹簧伸长量 ,则
由平衡条件,得:
解得
由开始运动到达到最大速度过程,弹性势能不变,由能量守恒定律,得
解得
(3)解:弹簧恢复原长时,弹簧弹性势能减少:
由能量守恒定律,得:
解得 M=1kg
【知识点】对单物体(质点)的应用;能量守恒定律
【解析】【分析】本题解题的关键是根据两个物体的受力分析判断运动情况,知道当A加速度为0时,A速度最大,此时AB受力都平衡,运动过程中A、B及弹簧组成的系统机械能守恒,弹簧的形变量相同时弹性势能相同.
福建省连城县第一中学2019-2020学年高三上学期物理第二次月考试卷
一、单选题
1.(2019高三上·连城月考)根据所学物理知识,判断下列四个“一定”说法中正确的是(  )
A.物体的速度为零时,其加速度就一定为零
B.合外力对物体做功为零时,物体的机械能就一定守恒
C.一对作用力与反作用力的冲量大小一定相等
D.一对作用力与反作用力的做功一定相等
【答案】C
【知识点】牛顿第三定律;机械能守恒及其条件;加速度
【解析】【解答】A.物体的速度为零时,合外力不一定为零,其加速度不一定为零,A不符合题意;
B.合外力对物体做功为零时,物体的动能不变化,机械能变化判断方法:除重力、系统内弹力以外的力做正功,机械能增大,做负功机械能减少,B不符合题意;
C.一对作用力与反作用力大小一定相等,作用时间一定相同,所以二者冲量大小一定相等,C符合题意;
D.一对滑动摩擦力大小相等,但是对地位移可能不相等,做功不相等,说明一对作用力与反作用力的做功不一定相等,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】物体动量的变化,利用末动量减初动量即可,力的冲量,利用力乘以力作用的时间即可。
2.(2019高三上·连城月考)如图所示,物块M在静止的传送带上以速度v匀速下滑时,传送带突然启动,方向如图中箭头所示,若传送带的速度大小也为v,则传送带启动后(  )
A.M下滑的速度减小
B.M相对地面静止
C.M受到的摩擦力不变
D.若传送带足够长,M可能沿带面向上运动
【答案】C
【知识点】对单物体(质点)的应用
【解析】【解答】AB.物块M在静止的传送带上以速度v匀速下滑,说明物块重力沿带面向下的分力等于向上的摩擦力,当皮带顺时针转动时,物块受到向上的滑动摩擦力,大小不变,仍与重力沿斜面向下的分力平衡,物块匀速下滑,AB均错误;
C.因物块对斜面的压力不变,相对皮带运动方向不变,根据滑动摩擦力公式、特点可知摩擦力不变,C符合题意;
D.由前面分析可知物块仍向下做匀速运动,不可能沿带面向上运动,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】由题意可知考查传送带模型模型,根据受力平衡分析可得。
3.(2019高三上·连城月考)蹦床是一项运动员利用从蹦床反弹中表现杂技技巧的竞技运动,一质量为50kg的运动员从离蹦床1.8m处自由下落,若从运动员接触蹦床到运动员陷至最低点经历了0.2s,(取g=10m/s2,不计空气阻力)则这段时间内,下列说法错误的是(  )
A.运动员受到的合力冲量大小300N s
B.重力的冲量大小100N s
C.运动员动量变化量大小300 N s
D.蹦床对运动员的冲量大小200N s
【答案】D
【知识点】动量;冲量
【解析】【解答】设动动员刚接触蹦床时速度为v,由运动学公式 ,可求得
从接触蹦床到陷至最低点,取向下为正, 由动量定理可理,
运动员受到的合力冲量大小300N s,A不符合题意。
根据冲量的定义式可重力的冲量大小 ,
B不符合题意;
运动员动量变化量大小 ,
C不符合题意;
设蹦床对运动员的冲量大小 由动量定理可得
代入数值可得 ,D符合题意。
故答案为:D
【分析】由题意可知考查动量变化量、冲量大小的计算,根据冲量定义式及动量定理计算可得。
4.(2019高三上·连城月考)物体做匀加速直线运动,相继经过两段距离为36m的路程,第一段用时4s,第二段用时2s,则物体的加速度是(  )
A.1.5m/s2 B.2m/s2 C.3m/s2 D.4m/s2
【答案】C
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】第一段时间内的平均速度为: ,第二段时间内的平均速度为: ;根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知,两个中间时刻的时间间隔为:△t=2s+1s=3s,则加速度为: .ABD不符合题意,C符合题意;
故答案为:C。
【分析】物体做匀加速运动,结合物体的位移和运动时间求解平均速度,即中间时刻速度,结合物体的速度变化量以及对应的时间,利用加速度的定义式求解物体的加速度。
5.(2019高二上·呼玛月考)在如图所示电路中,当滑动变阻器R3的滑片P向b端移动时(  )
A.电压表示数变大,电流表示数变小
B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表示数变大,电流表示数变大
D.电压表示数变小,电流表示数变小
【答案】B
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】当滑动变阻器R3的滑片P向b端移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻减小,由于电流表与滑动变阻器串联,由串反并同可知,电流表示数增大,电压表与滑动变阻器并联,由串反并同可知,电压表示数减小,B符合题意,ACD不符合题意;
故答案为:B。
【分析】滑动变阻器的滑片向上滑动的过程中,接入电路中的电阻变小,结合欧姆定律求解电流、电压的变化。
6.(2019高三上·连城月考)在研究微型电动机的性能时,可采用如图所示的实验电路.当调节滑动变阻器R,使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为1.0 A和1.0 V;重新调节R,使电动机恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V.则当这台电动机正常运转时(  )
A.电动机的内阻为7.5 Ω B.电动机的内阻为2.0 Ω
C.电动机的输出功率为30.0 W D.电动机的输出功率为26.0 W
【答案】D
【知识点】欧姆定律
【解析】【解答】AB.因为电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为1.0A和1.0V,说明电动机在没有将电能转化为机械能时属于纯电阻电路,故说明电动机的内阻为r= =1.0Ω,AB不符合题意;
CD.当电动机正常运转时,电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V,则电动机的总功率为P总=2.0A×15.0V=30.0W,此时电动机的发热功率为P热=(2.0A)2×1.0Ω=4.0W,故电动机的输出功率为P出=P总-P热=30.0W-4.0W=26.0W,C不符合题意,D符合题意.
故答案为:D
【分析】电动机消耗的总功率即为输入功率,利用公式P=UI求解;电动机的发热功率,即电动机内阻消耗的功率,利用公式 P=I2R 求解,求解电动机的机械功率,利用电动机的输入功率减去发热功率即可。
7.(2019高三上·连城月考)如图所示,离地面高h处有甲、乙两个小球,甲以初速度2v0水平抛出,同时乙以初速度v0沿倾角为30°的光滑斜面滑下。若甲、乙同时到达地面,不计空气阻力,则甲运动的水平距离是(  )
A.3h B. h C.2h D.h
【答案】A
【知识点】对单物体(质点)的应用;匀变速直线运动基本公式应用;平抛运动
【解析】【解答】平抛运动的时间为: ;乙在斜面下滑的加速度为:a= gsin30°=0.5g。根据2h=v0t+ at2,代入数据得:v0t= h,甲的水平距离为x甲=2v0t=3h.A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】解决本题的关键知道平抛运动的时间由高度决定,初速度和时间相同决定水平位移,抓住平抛运动的时间和匀加速运动的时间相同,结合牛顿第二定律和运动学公式灵活求解。
8.(2020高一下·乾县月考)如图,滑块a、b的质量均为m,a套在固定竖直杆上,与光滑水平地面相距h,b放在地面上。a、b通过铰链用刚性轻杆连接,由静止开始运动。不计摩擦,a、b可视为质点,重力加速度大小为g。则(  )
A.a落地前,轻杆对b一直做正功
B.a落地时速度大小为
C.a下落过程中,其加速度大小始终不大于g
D.a落地前,当a的机械能最小时,b对地面的压力大小为mg
【答案】D
【知识点】机械能守恒及其条件
【解析】【解答】A. 当a到达底端时,b的速度为零,b的速度在整个过程中,先增大后减小,动能先增大后减小,所以轻杆对b先做正功,后做负功,A不符合题意;
B. a运动到最低点时,b的速度为零,根据系统机械能守恒定律得:
解得
B不符合题意;
C. b的速度在整个过程中,先增大后减小,所以a对b的作用力先是动力后是阻力,所以b对a的作用力就先是阻力后是动力,所以在b减速的过程中,b对a是向下的拉力,此时a的加速度大于重力加速度,C不符合题意;
D. a、b整体的机械能守恒,当a的机械能最小时,b的速度最大,此时b受到a的推力为零,b只受到重力的作用,所以b对地面的压力大小为mg,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】利用机械能守恒可以求出A的速度大小及判别轻杆对b做功的情况;利用杆对a的作用力方向可以判别a的加速度大小。
二、多选题
9.(2019高二上·双鸭山月考)在如图甲所示的电路中,L1、L2和L3为三个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,当开关S闭合后,电路中的总电流为0.25A.则此时(  )
A.L1的电压为L2电压的2倍
B.L1消耗的电功率为0.75W
C.L1、L2消耗的电功率的比值大于4:1
D.L2的电阻为12Ω
【答案】B,C
【知识点】欧姆定律;伏安特性曲线
【解析】【解答】A. 电路中的总电流为0.25A,则通过L1的电流为0.25A,则由图可知,L1两端的电压为3.0V;因L2和L3并联,则L2和L3电压相等,它们的电阻相等,因此它们的电流也相等,则通过L2电流为0.125A,则由图可知,L2两端的电压约为0.4V,A不符合题意;
B、由伏安特性曲线可以读出电流为I1=0.25A,电压为U1=3V时的,L1消耗的电功率为P=U1I1=3×0.25=0.75W,B符合题意;
C、通过R2的电流为I2=0.125A,电压U2=0.4V,功率P2=U2I2,约为0.05W,L1、L2消耗的电功率的比值大于4:1,C符合题意;
D、电流为I2=0.125A,电压U2=0.4V,L2的电阻R2=U2/I2,约为3Ω,D不符合题意;
故答案为:BC.
【分析】对于该伏安特性曲线来说,横坐标是电压,纵坐标是电流,图像斜率的倒数为小灯泡的电阻,曲线上的某一点对应的电流与电压的乘积对应着小灯泡的实际功率。
10.(2019高三上·连城月考)如图所示,小车A通过一根绕过定滑轮的轻绳吊起一重物B,开始时用力按住A使A不动,现设法使A以速度vA=3m/s向左做匀速直线运动,某时刻连接A车右端的轻绳与水平方向夹角θ=37°,设此时B的速度大小为vB (cos 37°=0.8),不计空气阻力,忽略绳与滑轮间摩擦,则(  )
A.A不动时B对轻绳的拉力就是B的重力
B.当轻绳与水平方向成θ角时重物B的速度vB=2.4m/s
C.当轻绳与水平方向成θ角时重物B的速度vB=3.75m/s
D.B上升到滑轮前的过程中机械能增加
【答案】B,D
【知识点】速度的合成与分解
【解析】【解答】若A不动时B对轻绳的拉力大小等于B的重力,不是同一个力,A不符合题意;
小车的运动可分解为沿绳方向和垂直于绳的方向的两个运动,因斜拉绳子与水平面的夹角为37°,由几何关系可得:vB=vAcos37°=2.4m/s;B符合题意,C不符合题意;B上升到滑轮前的过程中,绳子的拉力一直做正功,则机械能增加,D符合题意.
故答案为:BD.
【分析】解决本题的关键将汽车的运动分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,知道沿绳子方向的速度等于重物的速度大小.
11.(2019高三上·连城月考)2016年9月15日,我国的空间实验室天宫二号在酒泉成功发射.9月16日,天宫二号在椭圆轨道Ⅰ的远地点A开始变轨,变轨后在圆轨道Ⅱ上运行,如图所示.若天宫二号变轨前后质量不变,则下列说法正确的是(  )
A.天宫二号在轨道Ⅰ上运行通过远地点A点的速度一定小于第一宇宙速度
B.天宫二号在轨道Ⅰ上运行的周期可能大于在轨道Ⅱ上运行的周期
C.天宫二号在轨道Ⅰ上运行通过近地点B的速度一定大于Ⅱ轨道的速度
D.天宫二号在轨道Ⅰ运行时,机械能不变
【答案】A,C,D
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】天宫二号在轨道Ⅰ上的A点加速后才能进入圆轨道Ⅱ,根据 可知,在圆轨道Ⅱ上的运行速度小于第一宇宙速度,可知天宫二号在轨道Ⅰ上运行通过远地点A点的速度一定小于第一宇宙速度,A符合题意;根据开普勒第三定律可知r3/T2=k,因天宫二号在轨道Ⅰ上运行的半长轴小于在轨道Ⅱ上做圆周运动的半径,可知天宫二号在轨道Ⅰ上运行的周期小于在轨道Ⅱ上运行的周期,B不符合题意;天宫二号在轨道Ⅱ上运行的速度小于第一宇宙速度;若天宫二号在过B点的近地圆轨道上做圆周运动则运行速度为7.9km/s,依据离心运动,则天宫二号在B点沿圆轨道需加速才能进入椭圆轨道Ⅰ,则天宫二号在轨道Ⅰ上运行时经B点的速度大于第一宇宙速度,所以飞船在轨道Ⅰ上运行时经B点的速度大于天宫二号在轨道Ⅱ上运行的速度,C符合题意.天宫二号在轨道Ⅰ运行时,只有地球的引力做功,则机械能不变,D符合题意,
故答案为:ACD.
【分析】此题要知道变轨到更高轨道需要加速做离心运动.根据“高轨低速大周期”判断速度大小.利用开普勒第二和第三定律判断椭圆轨道的速度和周期.
12.(2019高三上·连城月考)两个小球A、B在光滑的水平面上相向运动,它们的质量分别为4kg和2kgA的速度为v1=3m/s, B的速度v2=-3m/s,则它们发生正碰后,其速度可能分别是(  )
A.均为+1m/s B.+4m/s和-5m/s
C.-1m/s和+5m/s D.+2m/s和-1m/s
【答案】A,C
【知识点】机械能守恒及其条件;动量守恒定律
【解析】【解答】发生正碰,则根据动量守恒得: 根据碰撞过程系统的总动能不增加,则得
A项:它们发生正碰后,均为+1m/s,即以共同速度运动,符合以上等式,A符合题意;
B项:速度如果是4m/s和-5m/s,那么A、B动能都增加,B不符合题意;
C项:发生正碰后,A、B反向,符合以上等式,C符合题意;
D项:发生正碰后,A、B速度方向不变即还是相向运动,这不符合实际情况,D不符合题意。
故答案为:AC
【分析】两个物体组成系统动量守恒和机械能守恒,利用动量守恒定律和机械能守恒列方程分析求解即可。
三、实验题
13.(2019高三上·连城月考)如图所示,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.
(1)实验中直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的,但可以通过仅测量________(填选项前的符号)间接地解决这个问题.
A.小球开始释放高度h
B.小球抛出点距地面的高度H
C.小球做平抛运动的射程
(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影.实验时,先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP.然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相碰,并多次重复.接下来要完成的必要步骤是   .(填选项前的符号)
A.用天平测量两个小球的质量m1、m2
B.测量小球m1开始释放高度h
C.测量抛出点距地面的高度H
D.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
E.测量平抛射程OM、ON
(3)经测定,m1=45.0 g,m2=7.5 g,小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示.碰撞前后m1的动量分别为p1与p1′,则p1∶p1′=   ∶11;若碰撞结束时m2的动量为p2′,则p1′∶p2′=11∶   .
【答案】(1)C
(2)ADE或DAE
(3)14;2.9
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】(1)小球离开轨道后做平抛运动,小球抛出点的高度相同,故它们在空中的运动时间t相等,水平位移 ,即水平位移与初速度成正比,故实验中不需要测量时间,也就不需要测量桌面的高度H,只需要测量小球做平抛运动的射程就可,C符合题意;(2)小球离开轨道后做平抛运动,小球抛出点的高度相同,故它们在空中的运动时间t相等,水平位移 ,知 , ,由动量守恒定律知 ,将速度表达式代入得 ,解得 ,故要完成的必要步骤是ADE或DAE;(3)碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1 ,由题意知 , ,故 ;若碰撞结束时m2的动量为p2 , ,故
【分析】(1)两个小球做平抛运动,竖直位移相同,运动时间相同,故水平速度之比为水平位移之比;
(2)要验证两个小球动量守恒,需要知道小球的质量和初末速度,结合选项分析求解即可;
(3)结合物体的碰撞前后的速度和质量求解动量即可。
14.(2019高三上·连城月考)某实验小组利用提供的器材测量某种电阻丝(电阻约为20Ω)材料的电阻率.他们首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上,在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点P的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度。
可供选择的器材还有:
电池组E(电动势为3.0V,内阻约1Ω);
电流表A1(量程0~100mA,内阻约5Ω);
电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.2Ω);
电阻箱R(0~999.9Ω);开关、导线若干;
他们的实验操作步骤如下:
A.用螺旋测微器在三个不同的位置分别测量电阻丝的直径d;
B.根据提供的器材,设计并连接好如图甲所示的电路;
C.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大,闭合开关S;
D.将金属夹夹在电阻丝上某位置,调整电阻箱接入电路中的电阻值,使电流表满偏,记录电阻箱的示值R和接入电路的电阻丝长度L;
E.改变金属夹与电阻丝接触点的位置,调整电阻箱接入电路中的阻值,使电流表再次满偏.重复多次,记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L。
F.断开开关,拆除电路并整理好器材。
(1)小明某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示,则这次直径的测量值d=   mm;
(2)实验中电流表应选择   (选填“A1”或“A2”);
(3)小明用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据,绘出了如图丙所示的R-L 关系图线,图线在R轴的截距为R0 ,在L轴的截距为L0 ,再结合测出的电阻丝直径d,可求出这种电阻丝材料的电阻率 =   (用给定的物理量符号和已知常数表示)。
(4)若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误,那么由于电流表内阻的存在,对电阻率的测量结果是   (填“偏大”、“偏小”、“无影响”)
【答案】(1)0.726
(2)A1
(3)
(4)无影响
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】螺旋测微器读数时方法:固定刻度+可动刻度 即 估算回路中的电流
故电流表选择A1由闭合电路分析可知,回路中电动势不变,总电流不变,则回路中总电阻不变,说明电阻箱阻值和接入电路的电阻丝的总阻值不变,设总电阻为C,由
可得
由丙图可得图象斜率的绝对值
求得
分析表达式
里面不含电流表相关物理量,故由于电流表内阻的存在,对电阻率的测量结果无影响。
【分析】(1)明确螺旋测微器每一个小格代表的数值,并且在最后的读数时注意估读即可;
(2)在量程允许的情况下选择小量程的电表即可;
(3)利用欧姆定律求解电阻的阻值,再结合电阻的决定式求解电阻率即可;
(4)通过分析第三问求解的电阻率的表达式可知,不含有与电流表电阻相关的物理量。
四、解答题
15.如图所示,质量M=0.8kg的平板小车静止在光滑水平地面上,在小车左端放有质量mA=0.2kg的物块A(可视为质点),在物块A正上方L=0.45m高处有一固定悬点,通过不可伸长且长度也为L的细绳悬挂一质量mB=0.1kg的物块B,把细绳向左拉到某位置静止释放,物块B(视为质点)在最低点时绳子拉力大小T=3N,随后与物块A发生弹性碰撞(时间极短)。最终物块A没有滑离小车。重力加速度g=10
m/s2。求:
(1)物块B与物块A碰撞前瞬间速度大小v0;
(2)物块A被碰撞后瞬间速度vA;
(3)产生的内能。
【答案】(1)解:物块B最低点:
解得v0=3m/s
(2)解:物块B与物块A发生弹性碰撞,设碰后B的速度vB,由A、B碰撞前后动量守恒、机械能守恒有:
联立解得:vA=2m/s
(3)解:最终物块A速度与小车的相等,设物块和小车的共同速度大小为v
由动量守恒定律有:
解得:v=0.4m/s
由能量守恒定律得:
联立解得: Q=0.32J
【知识点】木板滑块模型
【解析】【分析】(1)利用牛顿第二定律可以求出物块B碰前的速度大小;
(2)利用动量守恒及机械能守恒可以求出A碰后的速度大小;
(3)利用A与小车动量守恒和能量守恒可以求出达到共速过程中产生的内能。
16.(2019高三上·连城月考)如图所示电路中,灯L标有“6 V,3 W”,定值电阻R1=4 Ω,R2=10
Ω,电源内阻r=2 Ω,当滑片P滑到最下端时,电流表读数为1 A,此时灯L恰好正常发光,试求:
(1)滑动变阻器最大值R;
(2)当滑片P滑到最上端时,电流表的读数;
(3)当滑片P位于滑动变阻器的中点时,变阻器消耗的功率.
【答案】(1)解:灯L的电阻为:RL= Ω=12Ω
当P滑到下端时,R2被短路,灯L与整个变阻器R并联,此时灯正常发光,通过灯L的电流为:IL= A=0.5Ω
通过变阻器R的电流为:IR=IA﹣IL=1A﹣0.5A=0.5A
则IR=IL
即得滑线变阻器最大值为:R=RL=12Ω
(2)解:电源电动势:
当P滑到上端时,灯L、变阻器R及电阻R2都被短路,此时电流表的读数为:I′= A=2A
(3)解:P位于变阻器的中点时,灯L与 并联后再与R1串联.
此时:R并=4Ω
总电流为:I总= A=1.2A
并联部分的电压为:U并=I总 R并=1.2×4V=4.8V
变阻器上消耗的功率为:PR= = W=3.84W
【知识点】电功率和电功;欧姆定律
【解析】【分析】(1)结合灯泡的额定电压和功率求解灯泡的电阻,灯泡正常发光,即两支路的电阻相同;
(2)结合电路中的外电路、电源内阻和电动势求解电路中的电流即可;
(3)结合第一问求解的滑动变阻器电阻,利用欧姆定律求解电阻中的电流,结合电阻求解电压,再利用功率公式求解功率即可。
17.(2019高三上·连城月考)如图所示,在倾角为30°的光滑斜面体上,一劲度系数为k=200N/m的轻质弹簧一端连接固定挡板C,另一端连接一质量为m=4kg的物体A,一轻细绳通过定滑轮,一端系在物体A上,另一端与质量也为m的物体B相连,细绳与斜面平行,斜面足够长,用手托住物体B使细绳刚好没有拉力,然后由静止释放,物体B不会碰到地面,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)释放B的瞬间,弹簧的压缩量 和A与B的共同加速度;
(2)物体A的最大速度大小vm;
(3)将物体B改换成物体C,其他条件不变, A向上只能运动到弹簧原长,求物体C的质量M
【答案】(1)解:由胡克定律,得:
设绳子拉力T,由牛顿第二定律,得:
解得
(2)解:当A、B物体的加速度为0时,速度最大,设此时拉力 ,弹簧伸长量 ,则
由平衡条件,得:
解得
由开始运动到达到最大速度过程,弹性势能不变,由能量守恒定律,得
解得
(3)解:弹簧恢复原长时,弹簧弹性势能减少:
由能量守恒定律,得:
解得 M=1kg
【知识点】对单物体(质点)的应用;能量守恒定律
【解析】【分析】本题解题的关键是根据两个物体的受力分析判断运动情况,知道当A加速度为0时,A速度最大,此时AB受力都平衡,运动过程中A、B及弹簧组成的系统机械能守恒,弹簧的形变量相同时弹性势能相同.