黑龙江省齐齐哈尔市普高联谊校2023-2024学年高三上学期11月月考物理试题（Word版附解析）

齐齐哈尔普高联谊校高三第三次月考物理考生注意：1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。4.本卷命题范围：必修第一册、第二册、第三册第九至十章、选择性必修第一册第一章。一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1.如图所示、质量相等的A、B两球离地高度相同，A球由静止释放，B球以一定的水平速度向右抛出，不计空气阻力，则两球在空中运动的过程中（　　）A.动量变化相同，动能变化相同B.动量变化不同，动能变化相同C.动量变化相同，动能变化不同D.动量变化不同，动能变化不同2.如图所示，实线表示某静电场的三条等差等势线，虚线是仅在电场力作用下某带负电粒子的运动轨迹，A、B、C、D是电场中的四个点。下列结论正确的是（　　）A.粒子从A到D的过程中动能逐渐减小B.粒子在A点的加速度大于在D点的加速度C.粒子在A点时具有的电势能小于在D点时具有的电势能D.若实线表示电场线，将该粒子从C点由静止释放，它可能一直沿实线运动到B点3.如图所示，某同学斜向上抛出一石块，空气阻力不计．下列关于石块在空中运动过程中的水平位移x、 速率v、加速度a和重力的瞬时功率P随时间t变化的图象，正确的是（　　）A.B.C.D.4.运动员在水上做飞行运动表演，他操控喷射式悬浮飞行器将水带竖直送上来的水反转180°后向下喷出，令自己悬停在空中，如图所示。已知运动员与装备的总质量为90kg，两个喷嘴的直径均为10cm，重力加速度g取，水的密度为，则喷嘴处喷水的速度大小约为（）A.7.6m/sB.6.4m/sC.5.2m/sD.4m/s5.《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.nmgωRH6.半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布着电量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分，取走A、B处两段弧长均为ΔL的小圆弧上的电荷。将一点电荷q置于OC延长线上距C点为2R的D点，O点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变，则q为（　　） A.正电荷，B.正电荷，C负电荷，D.负电荷，7.近几年我国大力发展绿色环保动力，新能源汽车发展前景广阔。质量为2kg的新能源实验小车在水平直轨道上以额定功率启动，达到最大速度后经一段时间关闭电源，其动能与位移的关系如图所示。假设整个过程阻力恒定，重力加速度g取，下列说法正确的是（）A.小车的最大牵引力为3NB.小车的额定功率为6WC.小车加速时间为D.小车减速的时间为1s8.科学家威廉·赫歇尔首次提出了“双星”这个名词。现有由两颗中子星A、B组成的双星系统（不考虑其他星球的影响），可抽象为如图所示绕O点做匀速圆周运动的模型。已知A的轨道半径小于B的轨道半径，若A、B的总质量为M，A、B间的距离为L，A、B运动周期为T，则下列说法正确的是（）A.A的线速度小于B的线速度B.A的质量小于B的质量C.若M一定，则L越大，T越小D.若L一定，则M越大，T越小9.在某静电场中，x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，规定x 轴正向为场强正方向。下列判断正确的是（）A.x1和处的电场强度相等B.从x2处到处，电势逐渐降低C.一电子从x2处沿直线运动到处，速度先增大后减小D.一电子从x1处沿直线运动到处，电势能先减小后增大10.如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为的小球，从弹簧上端处由静止自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中（弹簧始终在弹性限度内），其速度v和弹簧压缩量的关系图像如图乙所示，其中A为曲线的最高点。小球和弹簧接触瞬间不计机械能损失，忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（　　）A.小球接触弹簧后做减速运动B.弹簧的劲度系数k=50N/mC.小球速度最大时，弹簧的弹性势能为1JD.小球从接触弹簧至弹簧压缩最短的过程中，加速度先增大后减小二、非选择题（本题共5小题，共54分）11.如图甲所示，某课外探究小组做“验证机械能守恒定律”的实验。金属小球的直径为d、质量为m，小球由A处静止释放，通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为。多次改变高度H，重复上述实验。当地的重力加速度为g。则： （1）如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径d___________。（2）作出一随H的变化图象如图丙所示。图中、为已知量，重力加速度g与小球的直径d满足以下表达式：___________时（用g、d、、表示），可判断小球下落过程中机械能守恒。（3）某次实验中发现动能增加量总是稍小于重力势能减少量，不考虑测量误差，可能的原因是___________（写出一条即可）12.如图甲所示是“验证动量守恒定律”的装置，气垫导轨上安装了1、2两个光电门，两滑块上均固定一相同的竖直遮光条。（1）用螺旋测微器测量滑块上的遮光条宽度，测量结果如图乙所示，读数为d=______mm。（2）实验前，接通气源后，在导轨上轻放一个滑块，给滑块一初速度，使它从轨道右端向左运动，发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间。为使导轨水平，可调节Q使轨道右端______（填“升高”或“降低”）一些。（3）测出滑块A和遮光条的总质量为mA，滑块B和遮光条的总质量为mB，将滑块B静置于两光电门之间，将滑块A静置于光电门1右侧，推动滑块A，使其获得水平向左的初速度，经过光电门1后与滑块B发生碰撞且被弹回，再次经过光电门1。光电门1先后记录的挡光时间分别为和，光电门2记录的挡光时间为，实验中两滑块的质量应满足mA______mB（填“>”“<”或“=”）。（4）滑块A、B碰撞过程中，若表达式______成立，则可验证动量守恒定律成立；若表达式______成立，则此碰撞弹性碰撞。（均用题中所给物理量字母符号表示）13.如图所示，在竖直墙壁的左侧水平地面上，放置一质量为M=2kg的正方体ABCD ，在墙壁和正方体之间放置一质量为m=1kg的光滑球，球的球心为O，OB与竖直方向的夹角正方体和球均保持静止。已知正方体与水平地面的动摩擦因数μ=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取求：（1）正方体和墙壁对球的支持力N1、N2大小；（2）保持球的半径不变，只增大球的质量，为了不让正方体出现滑动，球的最大质量。14.如图所示，虚线MN左侧有一方向水平向左、电场强度大小为的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、方向竖直向下、电场强度大小为（未知）的匀强电场，在虚线PQ右侧距离为L处有一竖直放置的屏。现将一带电量为-q（q>0），质量为m的带电粒子无初速度地放入电场中的A点，最后打在右侧屏上的K点（图中未画出）。已知A点到MN的距离为，AO连线与屏垂直，O为垂足，不计带电粒子的重力，求：（1）带电粒子到MN的速度大小；（2）若，带电粒子离开电场时速度；（3）调节的大小可使K点在屏的位置发生变化，由于实际生产的需要，现要保证K点到O点的距离d满足，此条件下的范围。15.如图所示，光滑水平面AB的左侧有一固定的竖直挡板，在B端放置两个滑块，滑块甲的质量滑块乙的质量两滑块间固定一压缩弹簧（图中未画出），弹簧储存的弹性势能 EP=48J，水平面B端紧靠倾角的传送带，传送带与水平面通过B端小圆弧平滑连接，传送带以速率逆时针转动。现解除滑块间弹簧，两滑块分别向左、右弹开，滑块乙经过B处冲上传送带，恰好到达C端，然后返回到B端。已知光滑水平面A、B长度为滑块与传送带间的动摩擦因数重力加速度g取10m/s2，滑块甲与竖直挡板、两滑块间的碰撞均为弹性碰撞，滑块通过B处时无机械能损失，两滑块均可看作为质点。求：（1）B、C两端传送带的长度L；（2）滑块乙从B端滑上传送带到第一次回到B端时间t；（3）滑块乙第一次返回到AB面上后与滑块甲碰撞位置。 齐齐哈尔普高联谊校高三第三次月考物理考生注意：1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。4.本卷命题范围：必修第一册、第二册、第三册第九至十章、选择性必修第一册第一章。一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1.如图所示、质量相等的A、B两球离地高度相同，A球由静止释放，B球以一定的水平速度向右抛出，不计空气阻力，则两球在空中运动的过程中（　　）A.动量变化相同，动能变化相同B.动量变化不同，动能变化相同C.动量变化相同，动能变化不同D.动量变化不同，动能变化不同【答案】A【解析】【详解】根据动能定理可知，两球在运动过程中，只有重力做功，下降高度相同，则重力做功相同，因此动能变化相同；根据公式可知，下落运动时间相同，因此重力的冲量相同，根据动量定理可知，动量变化相同，故选A。2.如图所示，实线表示某静电场的三条等差等势线，虚线是仅在电场力作用下某带负电粒子的运动轨迹，A、B、C、D是电场中的四个点。下列结论正确的是（　　） A.粒子从A到D的过程中动能逐渐减小B.粒子在A点的加速度大于在D点的加速度C.粒子在A点时具有的电势能小于在D点时具有的电势能D.若实线表示电场线，将该粒子从C点由静止释放，它可能一直沿实线运动到B点【答案】B【解析】【详解】AC．由于电场力指向轨迹内侧，由题图判断知电荷所受电场力大致向右下方，电场线大致向左，则粒子从A→D电场力做正功，动能变大，电势能减小，故AC错误；B．根据等势线越密的地方电场线也越密，场强也越大，所以可知A点的场强大于D点的场强，则粒子在A点的加速度大于在D点的加速度，故B正确；D．电场中带电粒子受到的电场力方向沿电场线的切线方向，由于C点所在的电场线为曲线，所以将该粒子从C点由静止释放，粒子不可能一直沿实线运动到B点，故D错误。故选B。3.如图所示，某同学斜向上抛出一石块，空气阻力不计．下列关于石块在空中运动过程中的水平位移x、速率v、加速度a和重力的瞬时功率P随时间t变化的图象，正确的是（　　）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】A、物体做斜抛运动，根据运动的分解和合成的规律将其分解为水平方向的直线运动和竖直方向的上抛运动，故水平分位移与时间成正比，故A正确； B、物体做斜上抛运动，速度先减小后增大，故B错误；C、物体只受重力，加速度保持不变，为g，向下，故C错误；D、速度的水平分量不变，竖直分量先减小到零，后反向增加，故根据，重力的功率先减小后增加，故D错误；故选A．【点睛】关键是明确物体的运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的上抛运动，然后结合机械能守恒定律和功率的表达式列式分析．4.运动员在水上做飞行运动表演，他操控喷射式悬浮飞行器将水带竖直送上来的水反转180°后向下喷出，令自己悬停在空中，如图所示。已知运动员与装备的总质量为90kg，两个喷嘴的直径均为10cm，重力加速度g取，水的密度为，则喷嘴处喷水的速度大小约为（）A.7.6m/sB.6.4m/sC.5.2m/sD.4m/s【答案】A【解析】【详解】设飞行器对水的作用力为F，根据牛顿第三定律可知，水对飞行器的作用力的大小也等于F，对飞行器根据平衡条件有F=Mg设水喷出时的速度为v，在时间t内喷出的水的质量为又有对喷出的水应用动量定理有联立解得故选A。5.《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【解析】【详解】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B6.半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布着电量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分，取走A、B处两段弧长均为ΔL的小圆弧上的电荷。将一点电荷q置于OC延长线上距C点为2R的D点，O点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变，则q为（　　） A.正电荷，B.正电荷，C.负电荷，D.负电荷，【答案】D【解析】【详解】取走A、B处两段弧长均为的小圆弧上的电荷，根据对称性可知，圆环在O点产生的电场强度为与A在同一直径上的A1和与B在同一直径上的B1产生的电场强度的矢量和，如图所示因为两段弧长非常小，故可看成点电荷，则有由图可知，两场强的夹角为，则两者的合场强为根据O点的合场强为0，则放在D点的点电荷带负电，大小为根据联立解得 故选D。7.近几年我国大力发展绿色环保动力，新能源汽车发展前景广阔。质量为2kg的新能源实验小车在水平直轨道上以额定功率启动，达到最大速度后经一段时间关闭电源，其动能与位移的关系如图所示。假设整个过程阻力恒定，重力加速度g取，下列说法正确的是（）A.小车的最大牵引力为3NB.小车的额定功率为6WC.小车加速时间为D.小车减速的时间为1s【答案】C【解析】【详解】A．当关闭电源后只有阻力对小车做功，由动能定理有结合图像可知，阻力大小为当小车速度最大，即动能最大时，牵引力有最小值，此时最小牵引力故A错误；B．根据图像可知，小车的最大动能为解得则可得小车的额定功率为故B错误；C．加速过程中，对小车由动能定理有可得加速时间 故C正确；D．关闭电源后，由牛顿第二定律可得小车减速时间为故D错误。故选C。8.科学家威廉·赫歇尔首次提出了“双星”这个名词。现有由两颗中子星A、B组成的双星系统（不考虑其他星球的影响），可抽象为如图所示绕O点做匀速圆周运动的模型。已知A的轨道半径小于B的轨道半径，若A、B的总质量为M，A、B间的距离为L，A、B运动周期为T，则下列说法正确的是（）A.A的线速度小于B的线速度B.A的质量小于B的质量C.若M一定，则L越大，T越小D.若L一定，则M越大，T越小【答案】AD【解析】【详解】A．因为双星角速度相等，且，由可得因此A的线速度小于B的线速度，故A正确；BCD．由于每颗星的向心力都是由双星间相互作用的万有引力提供的，因此大小必然相等，由万有引力提供向心力有 ，联立可得因为所以有即A的质量大于B的质量，其中，，联立可得由此式可知，若L一定，则M越大，T越小，若M一定，则L越大，T越大，故BC错误，D正确。故选AD。9.在某静电场中，x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，规定x轴正向为场强正方向。下列判断正确的是（）A.x1和处的电场强度相等B.从x2处到处，电势逐渐降低C.一电子从x2处沿直线运动到处，速度先增大后减小D.一电子从x1处沿直线运动到处，电势能先减小后增大【答案】BD 【解析】【详解】A．x1和处的电场强度大小相等，方向相反，选项A错误；B．从x2处到处，场强为正值，则场强方向沿x轴正向，则电势逐渐降低，选项B正确；C．一电子从x2处沿直线运动到处，电场力一直做负功，则速度一直减小，选项C错误；D．从x1处到x2处，电势升高；从x2处到处，电势降低，则一电子从x1处沿直线运动到处，电势能先减小后增大，选项D正确。故选BD。10.如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为的小球，从弹簧上端处由静止自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中（弹簧始终在弹性限度内），其速度v和弹簧压缩量的关系图像如图乙所示，其中A为曲线的最高点。小球和弹簧接触瞬间不计机械能损失，忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（　　）A.小球接触弹簧后做减速运动B.弹簧的劲度系数k=50N/mC.小球速度最大时，弹簧弹性势能为1JD.小球从接触弹簧至弹簧压缩最短的过程中，加速度先增大后减小【答案】BC【解析】【详解】AD．小球刚接触弹簧时，重力大于弹力，加速度方向向下，则有随着弹力增大，加速度减小，小球先做加速度减小的变加速直线运动，直到弹力大小等于重力，此时加速度等于0，速度达到最大，之后重力小于弹力，加速度方向向上，则有随着弹力增大，加速度反向增大，小球开始做加速度增大的变减速直线运动，即小球先 向下做加速度减小的变加速直线运动，后向下做加速度增大的变减速直线运动，故AD错误；B．由图可知，小球达到最大速度时，弹簧压缩量为结合上述可知，此时加速度为零，弹簧弹力大小等于小球重力，则有解得k=50N/m故B正确；C．小球从释放至速度达到最大的过程中，由能量守恒有解得故C正确。故选BC。二、非选择题（本题共5小题，共54分）11.如图甲所示，某课外探究小组做“验证机械能守恒定律”的实验。金属小球的直径为d、质量为m，小球由A处静止释放，通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为。多次改变高度H，重复上述实验。当地的重力加速度为g。则：（1）如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径d___________。（2）作出一随H的变化图象如图丙所示。图中、为已知量，重力加速度g与小球的直径d满足以下表达式：___________时（用g、d、、表示），可判断小球下落过程中机械能守恒。（3）某次实验中发现动能增加量总是稍小于重力势能减少量，不考虑测量误差，可能的原因是___________（写出一条即可） 【答案】①.7.25②.③.该过程有空气阻力影响【解析】【详解】（1）[1]由题图乙可知，主尺读数为；游标尺上对齐的刻度为5，故最终读数为（2）[2]若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒，则有即解得（3）[3]某次实验中发现动能增加量总是稍小于重力势能减少量，不考虑测量误差，可能的原因是由于该过程中有阻力做功。12.如图甲所示是“验证动量守恒定律”的装置，气垫导轨上安装了1、2两个光电门，两滑块上均固定一相同的竖直遮光条。（1）用螺旋测微器测量滑块上的遮光条宽度，测量结果如图乙所示，读数为d=______mm。（2）实验前，接通气源后，在导轨上轻放一个滑块，给滑块一初速度，使它从轨道右端向左运动，发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间。为使导轨水平，可调节Q使轨道右端______（填“升高”或“降低”）一些。（3）测出滑块A和遮光条的总质量为mA，滑块B和遮光条的总质量为mB，将滑块B静置于两光电门之间，将滑块A静置于光电门1右侧，推动滑块A，使其获得水平向左的初速度，经过光电门1后与滑块B发生碰撞且被弹回，再次经过光电门1。光电门1先后记录的挡光时间分别为和，光电门2 记录的挡光时间为，实验中两滑块的质量应满足mA______mB（填“>”“<”或“=”）。（4）滑块A、B碰撞过程中，若表达式______成立，则可验证动量守恒定律成立；若表达式______成立，则此碰撞为弹性碰撞。（均用题中所给物理量字母符号表示）【答案】①.2.330②.升高③.<④.⑤.【解析】【详解】（1）[1]根据螺旋测微器的读数规律，该读数为（2）[2]滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间，说明滑块通过光电门1的速度大于通过光电门2的速度，为使导轨水平，可调节Q使轨道右端升高一些。（3）[3]要使滑块A与滑块B碰撞后反弹，则滑块A的质量应小于滑块B的质量，即两滑块的质量应该满足（4）[4]根据光电门测速原理可知，滑块A碰撞前后的速度大小分别为，滑块B碰撞后的速度大小为取向左为正方向，碰撞后滑块A发生了反弹，滑块A、B碰撞过程中，若动量守恒，则有解得[5]若碰撞为弹性碰撞，则有解得 根据上述有解得13.如图所示，在竖直墙壁的左侧水平地面上，放置一质量为M=2kg的正方体ABCD，在墙壁和正方体之间放置一质量为m=1kg的光滑球，球的球心为O，OB与竖直方向的夹角正方体和球均保持静止。已知正方体与水平地面的动摩擦因数μ=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取求：（1）正方体和墙壁对球的支持力N1、N2大小；（2）保持球的半径不变，只增大球的质量，为了不让正方体出现滑动，球的最大质量。【答案】（1）12.5N，7.5N；（2）4kg【解析】【详解】解：（1）对球受力分析，如图甲所示，根据平衡条件可知竖直方向有解得水平方向有 （2）对整体受力分析，如图乙所示，根据平衡条件可知竖直方向有水平方向有其中联立解得故球的最大质量为4kg14.如图所示，虚线MN左侧有一方向水平向左、电场强度大小为的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、方向竖直向下、电场强度大小为（未知）的匀强电场，在虚线PQ右侧距离为L处有一竖直放置的屏。现将一带电量为-q（q>0），质量为m的带电粒子无初速度地放入电场中的A点，最后打在右侧屏上的K点（图中未画出）。已知A点到MN的距离为，AO连线与屏垂直，O为垂足，不计带电粒子的重力，求：（1）带电粒子到MN的速度大小；（2）若，带电粒子离开电场时的速度；（3）调节的大小可使K点在屏的位置发生变化，由于实际生产的需要，现要保证K点到O点的距离d满足，此条件下的范围。 【答案】（1）；（2），方向与水平方向夹角的正切值为；（3）【解析】【详解】（1）带电粒子从A点到MN的过程中，由动能定理有解得带电粒子到MN的速度大小为（2）带电粒子在电场E2中做类平抛运动，水平方向有解得竖直方向有带电粒子离开电场E2时的速度大小为离开电场E2时速度方向与水平方向夹角的正切值为（3）做出带电粒子的运动轨迹如图所示 带电粒子在电场E2中沿竖直方向的位移大小为根据类平抛运动速度的反向延长线交于水平位移的中点，则可由相似三角形有解得现要保证K点到O点距离d满足则可得15.如图所示，光滑水平面AB的左侧有一固定的竖直挡板，在B端放置两个滑块，滑块甲的质量滑块乙的质量两滑块间固定一压缩弹簧（图中未画出），弹簧储存的弹性势能EP=48J，水平面B端紧靠倾角的传送带，传送带与水平面通过B端小圆弧平滑连接，传送带以速率逆时针转动。现解除滑块间弹簧，两滑块分别向左、右弹开，滑块乙经过B处冲上传送带，恰好到达C端，然后返回到B端。已知光滑水平面A、B长度为滑块与传送带间的动摩擦因数重力加速度g取10m/s2，滑块甲与竖直挡板、两滑块间的碰撞均为弹性碰撞，滑块通过B处时无机械能损失，两滑块均可看作为质点。求： （1）B、C两端传送带的长度L；（2）滑块乙从B端滑上传送带到第一次回到B端的时间t；（3）滑块乙第一次返回到AB面上后与滑块甲碰撞的位置。【答案】（1）3.2m；（2）2s；（3）在距B端1m处【解析】【详解】（1）两物块在弹开过程中，根据动量守恒，得弹簧储存的弹性势能联立解得设滑块乙上滑过程中的加速度大小为a1，根据牛顿第二定律，有解得滑块乙上滑过程中做匀减速运动直至速度减为零，有（2）设滑块乙从B点运动到C点所用时间为t1，有滑块乙下滑过程中，受力分析可知，刚开始下滑阶段加速度大小为 设滑块乙从C点向下加速到与传送带速度相同的时间为t2，位移为x1，根据运动学有解得由于mgsinθ>μmgcosθ，滑块乙继续向下加速，设加速度大小为a3，运动到B点所用时间为t3，根据牛顿第二定律，有解得由运动学，有解得则滑块乙从B端滑上传送带到第一次回到B端的时间（3）滑块乙回到B端的速度大小为在滑块乙回到B端过程中，滑块甲通过的路程为S甲=v甲t=8m此时滑块甲与挡板碰撞后返回到距B端2m处，由于可知两滑块在距B端1m处发生碰撞。