2023武漢部分重點(diǎn)中學(xué)高一下學(xué)期期末聯(lián)考物理試題含解析-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

?武漢市部分重點(diǎn)中學(xué)2022-2023學(xué)年度下學(xué)期期末聯(lián)考
高一物理試卷
一、選擇題：本題共11小題，每小題4分，共44分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1-7題只有一項(xiàng)符合題目要求，第8-11題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)得4分，選對(duì)但不全得2分，有選錯(cuò)得0分。
1. 奇妙莫測(cè)大自然中，有許多美妙的聲音，以下關(guān)于大自然中的聲現(xiàn)象，說(shuō)法正確的是（　?。?br /> A. “余音繞梁，三日不絕”體現(xiàn)了聲波的衍射現(xiàn)象
B. “空山不見人，但聞人語(yǔ)響”體現(xiàn)了聲波的干涉現(xiàn)象
C. “隔墻有耳”體現(xiàn)了聲波的衍射現(xiàn)象
D. “姑蘇城外寒山寺，夜半鐘聲到客船”體現(xiàn)了聲波的干涉現(xiàn)象
【答案】C
【解析】
【詳解】A．“余音繞梁，三日不絕”是指聲波遇到梁或墻，不斷反射，體現(xiàn)了聲波的反射與干涉，不是聲波的衍射現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；
B．“空山不見人，但聞人語(yǔ)響”，其原因是聲波產(chǎn)生了衍射，即體現(xiàn)了聲波的衍射現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤；
C．“隔墻有耳”，即隔墻能聽到聲音，其原因是聲波產(chǎn)生了衍射，體現(xiàn)了聲波的衍射現(xiàn)象，故C正確；
D．“姑蘇城外寒山寺，夜半鐘聲到客船”體現(xiàn)了聲波在介質(zhì)中的傳播和衍射現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。
故選C。
2. 質(zhì)量不計(jì)輕質(zhì)彈簧一端連接物體，另一端施加恒力F，如圖甲所示，物體沿粗糙水平面向右勻速運(yùn)動(dòng)，時(shí)間t內(nèi)彈力的沖量大小為，如圖乙所示，物體在相同的恒力F作用下沿光滑水平面向右勻加速運(yùn)動(dòng)，相同時(shí)間t內(nèi)彈力的沖量大小為，則下列說(shuō)法正確的是（　?。?br />
A. B.
C. D. 無(wú)法判斷和的大小關(guān)系
【答案】B
【解析】
【詳解】根據(jù)題意可知，彈簧彈力大小為

則有

故選B。
3. 如圖所示，一定質(zhì)量小球以一定初速度從地面豎直上拋，小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的阻力f恒定，則小球在上升過(guò)程中，說(shuō)法正確的是（　　）

A. 小球的動(dòng)量p隨時(shí)間t的變化率均勻增大
B. 小球的動(dòng)量p隨時(shí)間t的變化量不變
C. 小球的動(dòng)量p隨時(shí)間t的變化量均勻變小
D. 小球的動(dòng)量p隨時(shí)間t的變化率不變
【答案】D
【解析】
【詳解】小球在上升過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)量定理可得

可得

可知小球的動(dòng)量p隨時(shí)間t的變化量均勻變大；小球的動(dòng)量p隨時(shí)間t的變化率不變。
故選D。
4. 如圖所示，靜止軌道衛(wèi)星Q在軌道上穩(wěn)定運(yùn)行，P為赤道平面上的監(jiān)測(cè)站，為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)衛(wèi)星運(yùn)行狀況，衛(wèi)星Q持續(xù)向監(jiān)測(cè)站P發(fā)射頻率為f的電磁波，則衛(wèi)星Q從A運(yùn)行到B的過(guò)程中，關(guān)于監(jiān)測(cè)站P接收的電磁波頻率，下列說(shuō)法正確的是（　　）

A. 監(jiān)測(cè)站P接收的電磁波頻率先減小后增大
B. 監(jiān)測(cè)站P接收的電磁波頻率先增大后減小
C. 監(jiān)測(cè)站P接收的電磁波頻率一直保持不變
D. 監(jiān)測(cè)站P接收的電磁波頻率一直減小
【答案】C
【解析】
【詳解】因?yàn)樾l(wèi)星Q是地球同步衛(wèi)星，與地球有相同的角速度，P為赤道平面上的監(jiān)測(cè)站，則PQ相對(duì)靜止，即衛(wèi)星Q從A運(yùn)行到B的過(guò)程中，PQ的相對(duì)位置不變，根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，監(jiān)測(cè)站P接收的電磁波頻率不變。
故選C。
5. 將固有頻率為的振子A和固有頻率為的振子B固定在同一平臺(tái)上且，給平臺(tái)提供驅(qū)動(dòng)力使振子A、B同時(shí)做受迫振動(dòng)，振子A的振幅為，振子B的振幅為，現(xiàn)逐漸增大驅(qū)動(dòng)力的頻率f，關(guān)于兩振子做受迫振動(dòng)的振幅，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A. 不可能、同時(shí)增大
B. 不可能在增大的同時(shí)減小
C. 不可能、同時(shí)減小
D. 不可能在減小的同時(shí)增大
【答案】B
【解析】
【詳解】發(fā)生受迫振動(dòng)時(shí)，其振幅與驅(qū)動(dòng)力頻率的關(guān)系圖像如圖所示

由圖像可知，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率小于固有頻率時(shí)，隨著驅(qū)動(dòng)力頻率的增加，其振幅增加，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于固有頻率時(shí)，振幅最大，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率大于固有頻率時(shí)，隨著驅(qū)動(dòng)力頻率的增加，其振幅減小。又因?yàn)檎褡覣和振子B的固有頻率之間關(guān)系為。當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率在小于時(shí)，隨著其增加，則、同時(shí)增加；當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率大于時(shí)，隨著其增加，則、同時(shí)減??；當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率在之間時(shí)，隨著其增加，則減小，而增大。
故選B。
6. 質(zhì)量為的小球以從地面豎直向上拋出，小球再次落地后與地面碰撞并以向上彈回，若小球與地面的作用時(shí)間為，小球可視為質(zhì)點(diǎn)，取，不計(jì)小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的一切阻力，則小球?qū)Φ孛娴钠骄饔昧Υ笮椋ā　。?br />
A. 1.2N B. 1.8N C. 2N D. 3.2N
【答案】D
【解析】
【詳解】由于不計(jì)一切阻力，可知小球落地瞬間的速度大小為，小球與地面作用過(guò)程，以豎直向上為正方向，根據(jù)動(dòng)量定理可得

解得地面對(duì)小球的平均作用力大小為

可知小球?qū)Φ孛娴钠骄饔昧Υ笮椤?br /> 故選D。
7. 為研究機(jī)械波特點(diǎn)，小明模擬出一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波后再將圖像打印出來(lái)，但由于墨盒故障，只打印出時(shí)刻的部分波形圖像如圖所示，根據(jù)圖中所給數(shù)據(jù)，下列判斷正確的是（　?。?br />
A. 由于波形圖缺失，無(wú)法確定該波的波長(zhǎng)
B. 雖然波形圖缺失，但根據(jù)計(jì)算可確定該波的波長(zhǎng)為8m
C. 雖然波形圖缺失，但根據(jù)計(jì)算可確定該波的波長(zhǎng)為10m
D. 雖然波形圖缺失，但根據(jù)計(jì)算可確定該波的波長(zhǎng)為12m
【答案】D
【解析】
【詳解】由圖中波形圖可知，該波的波長(zhǎng)滿足

由圖可知
（，，）
聯(lián)立可知，只能取，則該波的波長(zhǎng)為

故選D。
8. 如圖甲所示，振子在光滑水平面A、B間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，平衡位置為O，時(shí)刻起振子開始運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)圖像如圖乙所示，以向右為正方向，不計(jì)一切阻力，則下列說(shuō)法中正確是（　?。?br />
A. 時(shí)振子的速度方向向左
B. 時(shí)振子的加速度方向向左
C. 時(shí)振子加速度最大
D. 至的時(shí)間內(nèi)，振子加速度大小逐漸減小
【答案】AC
【解析】
【詳解】A．由振動(dòng)的位移時(shí)間圖像的切線斜率表示速度，可知在時(shí)振子的速度是負(fù)值，速度方向向左，故A正確；
B．由圖乙可知，時(shí)振子的位移是負(fù)值，由，可知加速度為正值，方向向右，故B錯(cuò)誤；
C．時(shí)振子在負(fù)方向的最大位移處，由可知，此時(shí)刻振子的加速度最大，故C正確；
D．由圖乙可知，在至的時(shí)間內(nèi)，振子位移逐漸增大，由可知，振子加速度大小逐漸增大，故D錯(cuò)誤。
故選AC。
9. 如圖甲所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的兩滑塊A、B用輕彈簧連接并置于光滑水平面上，已知滑塊B的質(zhì)量為4kg，初始時(shí)刻，彈簧處于原長(zhǎng)，滑塊A獲得一定初速度向右開始?jí)嚎s彈簧，不計(jì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的一切阻力，經(jīng)測(cè)量可得A、B兩滑塊在開始運(yùn)動(dòng)后的一段時(shí)間內(nèi)速度大小、滿足如圖乙所示的關(guān)系，則由圖像可知（　?。?br />
A. 彈簧第一次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，滑塊A的速度最小
B. 滑塊A的質(zhì)量為3kg
C. 滑塊A的初速度為
D. 滑塊A壓縮彈簧過(guò)程中，彈簧所獲得的最大彈性勢(shì)能為12J
【答案】ABC
【解析】
【詳解】A．由題意可知，滑塊A以一定初速度向右開始?jí)嚎s彈簧時(shí)，A做減速運(yùn)動(dòng)，B做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)彈簧被壓縮量最大時(shí)，A、B達(dá)到共速，以后彈簧要恢復(fù)原長(zhǎng)，A繼續(xù)做減速運(yùn)動(dòng)，B繼續(xù)做加速運(yùn)動(dòng)，彈簧第一次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，滑塊A的速度達(dá)到最小，A正確；
BC．由圖乙可知，B的最大速度是3m/s，則B的動(dòng)量是12kg?m/s，由A、B兩滑塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒可知，滑塊A的最大動(dòng)量是12kg?m/s，最大速度是4m/s，則滑塊A的質(zhì)量為3kg，BC正確；
D．滑塊A壓縮彈簧過(guò)程中，彈簧的壓縮量最大時(shí)，彈簧所獲得有最大彈性勢(shì)能，由動(dòng)量守恒定律可得

解得

由機(jī)械能守恒定律，可得彈簧的最大彈性勢(shì)能為

D錯(cuò)誤。
故選ABC。
10. 月湖之畔，漢江之濱的琴臺(tái)音樂(lè)廳是武漢的藝術(shù)殿堂，音樂(lè)廳的“穹頂”安裝有消音設(shè)備，能夠削弱高速氣流產(chǎn)生的噪聲。原理如圖所示，一定波長(zhǎng)的聲波從A端輸入，在S點(diǎn)分成兩列聲波，分別通過(guò)直徑和半圓通道到達(dá)聲波輸出端B，將消音設(shè)備的半徑調(diào)整為時(shí)，可以使聲波在輸出端B起到“消聲”效果，則由此可知該聲波的波長(zhǎng)可能為（　?。ㄓ?jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

A. 0.92m B. 0.46m C. 0.30m D. 0.15m
【答案】BD
【解析】
【詳解】由，則有，半圓弧長(zhǎng)為，在輸出端B起到“消聲”效果，則有兩波在B端相遇時(shí)，兩波傳播的路程差為
（n=0，1，2，3，?）
則有
（n=0，1，2，3，?）
解得
（n=0，1，2，3，?）
當(dāng)n=0時(shí)

當(dāng)n=1時(shí)

當(dāng)n=2時(shí)

因此該聲波的波長(zhǎng)可能為0.46m或0.15m，AC錯(cuò)誤，BD正確。
故選BD。
11. 某貨物輸送裝置如圖所示，彈射器固定在水平面上，彈射器最右端可以放置質(zhì)量不同的物體被彈射出去，彈射器正前方某一位置P處放置另一質(zhì)量為0.5kg的物體B，P左側(cè)光滑，右側(cè)粗糙且動(dòng)摩擦因數(shù)，彈射器提供恒定的彈性勢(shì)能，物體A獲得全部彈性勢(shì)能后被彈射出去，A在P點(diǎn)和B發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短且碰后A、B結(jié)合成一個(gè)整體，整體向右運(yùn)動(dòng)到某一點(diǎn)Q靜止，設(shè)被彈射物體質(zhì)量為，P、Q間的距離為x，A、B均可以看成質(zhì)點(diǎn)，取，下列說(shuō)法正確的是（　?。?br />
A. 被彈射物體越小，則整體運(yùn)動(dòng)的距離x越大
B. 被彈射物體，則整體運(yùn)動(dòng)的距離x最大，最大距離為
C. 被彈射物體，則整體運(yùn)動(dòng)的距離
D. 被彈射物體，則整體運(yùn)動(dòng)的距離
【答案】BCD
【解析】
【詳解】A．由動(dòng)能與動(dòng)量的關(guān)系式

可得

彈射物體被彈出過(guò)程有

由動(dòng)量守恒定律可得

解得

由動(dòng)能定理可得

則有

由上式可得

由上式可知當(dāng)時(shí)，x有最大值，最大值為

A錯(cuò)誤；
B．被彈射物體，由上式則有

B正確；
C．被彈射物體，則整體運(yùn)動(dòng)的距離

C正確；
D．被彈射物體，則整體運(yùn)動(dòng)的距離

D正確。
故選BCD。
二、非選擇題：本題共5小題，共56分。
12. 為測(cè)量武漢地區(qū)的重力加速度，小明在家找到一個(gè)表面部分磨損且凸凹不平的小鋼球做成一個(gè)單擺，具體操作如下：
①小明用刻度尺測(cè)量?jī)蓱尹c(diǎn)OP間細(xì)線的長(zhǎng)度L，將小鋼球拉開一個(gè)大約5°的角度靜止釋放；
②從小鋼球擺至最低處開始計(jì)時(shí)且記次數(shù)為第1次，當(dāng)小鋼球第N次通過(guò)最低處時(shí)，停止計(jì)時(shí)，顯示時(shí)間為t；
③由于不能準(zhǔn)確確定鋼球的重心位置，小明改變兩懸點(diǎn)OP間細(xì)線的長(zhǎng)度先后完成兩次實(shí)驗(yàn)，記錄細(xì)線的長(zhǎng)度及單擺對(duì)應(yīng)的周期分別為、和、。根據(jù)小明的操作步驟，回答以下問(wèn)題：

（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作，在步驟②中，小鋼球的擺動(dòng)周期為T=________。
（2）根據(jù)步驟③記錄的數(shù)據(jù)得出武漢地區(qū)的重力加速度為g=_______（用、，，表示）。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【詳解】（1）[1] 從小鋼球擺至最低處開始計(jì)時(shí)且記次數(shù)為第1次，當(dāng)小鋼球第N次通過(guò)最低處時(shí)，停止計(jì)時(shí)，顯示時(shí)間為t，可知小鋼球擺動(dòng)一個(gè)周期經(jīng)最低點(diǎn)兩次，則有

解得周期為

（2）[2]設(shè)擺線末端距小鋼球重心的距離為r，由單擺的周期公式可得

解得

13. 學(xué)習(xí)小組利用如下實(shí)驗(yàn)裝置研究?jī)尚∏驈椥耘鲎策^(guò)程中的動(dòng)量守恒。如圖所示，斜槽固定在水平桌面上且末端切線水平，距槽末端一定距離的位置固定著一個(gè)豎直擋板，A、B兩小球直徑相同且發(fā)生彈性碰撞，不計(jì)斜槽轉(zhuǎn)折點(diǎn)的能量損耗和空氣阻力，實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①將白紙、復(fù)寫紙固定在豎直擋板上，用來(lái)記錄實(shí)驗(yàn)中小球與豎直擋板的撞擊點(diǎn)；
②用水平儀確定豎直擋板上與小球圓心O等高的點(diǎn)并記錄為P；
③讓入射小球A單獨(dú)從斜槽固定擋板處?kù)o止自由釋放，記錄小球在豎直擋板上的撞擊點(diǎn)；
④將被碰小球B靜止放置在水平軌道的末端，讓入射球A再次從斜槽固定擋板處?kù)o止釋放，A、B兩球在斜槽末端碰后均向右水平拋出，記錄A、B兩小球在豎直擋板上的撞擊點(diǎn)；
⑤重復(fù)③④操作多次，確定兩小球各次的平均撞擊點(diǎn)Q、M、N；
⑥測(cè)得、、
根據(jù)該實(shí)驗(yàn)小組的實(shí)驗(yàn)，回答下列問(wèn)題：

（1）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是________
A.該實(shí)驗(yàn)要求斜槽必須盡可能光滑
B.該實(shí)驗(yàn)無(wú)需要求斜槽光滑
C.入射小球A的質(zhì)量應(yīng)大于被碰小球B的質(zhì)量
D.入射小球A的質(zhì)量應(yīng)小于被碰小球B的質(zhì)量
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作，3個(gè)撞擊點(diǎn)P、Q、M、中，入射小球A單獨(dú)釋放后在豎直擋板上的撞擊點(diǎn)為______點(diǎn)，A、B碰撞后A的撞擊點(diǎn)為________點(diǎn)，A、B碰撞后B的撞擊點(diǎn)為________點(diǎn)。
（3）該實(shí)驗(yàn)由于沒(méi)有天平無(wú)法測(cè)出小球A、B的質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)小組認(rèn)為只要測(cè)出、、，且滿足_______（寫出、、關(guān)系式），則在誤差允許范圍內(nèi)，小球A、B發(fā)生彈性碰撞過(guò)程中的動(dòng)量守恒。
【答案】 ①. BC##CB ②. M ③. N ④. Q ⑤.
【解析】
【詳解】（1）[1]AB．小球做平拋運(yùn)動(dòng)，所以要求斜槽軌道末端必須水平，斜槽不必光滑，故A錯(cuò)誤，B正確；
CD．為了防止入射小球反彈，所以入射小球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰小球的質(zhì)量，故C正確，D錯(cuò)誤。
故選BC。
（2）[2][3][4]小球離開斜槽后做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，有

水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，有

而根據(jù)動(dòng)量守恒有

由因?yàn)槿肷湫∏虻馁|(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量，即，根據(jù)之前的解析式，可以推知

而小球離開斜槽后做平拋運(yùn)動(dòng)，而由題意可知，其小球的水平位移相等，所以水平速度越大，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間越短，其豎直高度越低，所以，入射小球A單獨(dú)釋放其撞擊點(diǎn)為M點(diǎn)；A、B碰撞后，A球的撞擊點(diǎn)為N點(diǎn)，B球的撞擊點(diǎn)為Q點(diǎn)。
（3）[5]設(shè)OP的距離為x，小球離開斜槽做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向做自由落體，有

水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，有

整理有

由題意可知，、、整理得

又因?yàn)閯?dòng)量守恒，所以有

又因?yàn)槭菑椥耘鲎?，所以?br />
以上式子聯(lián)立，整理有

即

14. 如圖所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的兩木塊A、B質(zhì)量均為2kg，用輕彈簧連接在一起放在水平地面上，用外力將木塊A壓下一段距離后靜止不動(dòng)，撤去外力，A上下做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，彈簧始終豎直且未超過(guò)彈性限度，不計(jì)一切阻力，取，則：
（1）若施加的外力，求撤去外力后在木塊A運(yùn)動(dòng)過(guò)程中木塊B對(duì)地面最小壓力的大小；
（2）撤去外力后，要使木塊B恰好不離開地面，求將木塊A下壓至靜止時(shí)外力的大小。

【答案】（1）10N；（2）40N
【解析】
【詳解】（1）設(shè)勁度系數(shù)為k，撤去外力后木塊A以原平衡位置上下做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，當(dāng)木塊A運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，由在撤去外力瞬間，合外力等于撤去的外力，可知木塊A的加速度大小為

當(dāng)木塊A運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，加速度方向向下，此時(shí)木塊B對(duì)地面有最小壓力，對(duì)A由牛頓第二定律可得

可得此時(shí)彈簧的彈力大小

方向向下，對(duì)B則有

方向向上，由牛頓第三定律可知，木塊B對(duì)地面最小壓力的大小為10N。
（2）撤去外力后，木塊A以原平衡位置上下做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，當(dāng)木塊B恰好不離開地面時(shí)，對(duì)B則有

此時(shí)木塊A處于最高位置，加速度最大，為

由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，當(dāng)木塊A運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，加速度最大，仍為2g，方向豎直向上，在撤去外力瞬間，合外力等于撤去的外力，由牛頓第二定律，可得

15. 位于坐標(biāo)原點(diǎn)O的波源S產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波向右傳播，波的振幅，波速，設(shè)時(shí)刻波剛好傳到處，部分波形如圖所示，P是在波的傳播方向上的質(zhì)點(diǎn)，求：
（1）波源S開始振動(dòng)的方向和該波的周期T；
（2）時(shí)刻波源S的位置坐標(biāo)；
（3）從時(shí)刻起，處的質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波谷的時(shí)間。

【答案】（1）沿軸正方向，；（2）；（3）
【解析】
【詳解】（1）根據(jù)波形平移法可知，時(shí)刻處質(zhì)點(diǎn)的起振方向沿軸正方向，則波源S開始振動(dòng)的方向沿軸正方向；根據(jù)波形圖可知波長(zhǎng)為，則該波的周期為

（2）從波源S傳到所用時(shí)間為

可知時(shí)刻，波源S已經(jīng)振動(dòng)了，則波源S的位置坐標(biāo)為

（3）從傳到所用時(shí)間為

由于質(zhì)點(diǎn)的起振方向沿軸正方向，則從時(shí)刻起，處的質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波谷的時(shí)間為

16. 如圖所示，水平地面M點(diǎn)左側(cè)光滑，右側(cè)粗糙且動(dòng)摩擦因數(shù)為，在M點(diǎn)左側(cè)某位置放置質(zhì)量為的長(zhǎng)木板，質(zhì)量為的滑塊A置于長(zhǎng)木板的左端，A與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)也為，在M點(diǎn)右側(cè)依次放置質(zhì)量均為的滑塊B、C、D，現(xiàn)使滑塊A瞬間獲得向右的初速度，當(dāng)A與長(zhǎng)木板剛達(dá)到共速時(shí)，長(zhǎng)木板恰好與滑塊B在M點(diǎn)發(fā)生彈性碰撞，碰后立即將長(zhǎng)木板和滑塊A撤走，滑塊B繼續(xù)向前滑行并和前方靜止的C發(fā)生彈性碰撞，B、C碰后C繼續(xù)向前滑行并與前方靜止的D發(fā)生彈性碰撞，最終滑塊D停在水平面上的P點(diǎn)，已知開始時(shí)滑塊B、D間的距離為，重力加速度為，滑塊A、B、C、D均可看成質(zhì)點(diǎn)且所有彈性碰撞時(shí)間極短，求
（1）開始時(shí)，長(zhǎng)木板右端與滑塊B之間的距離；
（2）長(zhǎng)木板與B碰后瞬間B的速度；
（3）滑塊D最終停止的位置P與D開始靜止時(shí)的距離。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【詳解】（1）A在長(zhǎng)木板上滑行，當(dāng)A與長(zhǎng)木板剛達(dá)到共速時(shí)，長(zhǎng)木板恰好與滑塊B在M點(diǎn)發(fā)生彈性碰撞，由于M點(diǎn)左側(cè)光滑，可知A與長(zhǎng)木板組成系統(tǒng)滿足動(dòng)量守恒，則有

解得

以長(zhǎng)木板為對(duì)象，根據(jù)動(dòng)能定理可得

解得長(zhǎng)木板右端與滑塊B之間的距離為

（2）長(zhǎng)木板與B發(fā)生彈性碰撞，根據(jù)動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒可得

解得長(zhǎng)木板與B碰后瞬間B的速度為

（3）設(shè)B與C碰撞前瞬間的速度為，B與C發(fā)生彈性碰撞，根據(jù)動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒可得

解得
，
可知發(fā)生彈性碰撞后B與C速度發(fā)生交換，同理可知發(fā)生彈性碰撞后C與D速度發(fā)生交換，則根據(jù)能量守恒可得

解得

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