山西省运城市2023-2024学年高三上学期期中考试物理试题及答案

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二．实验题 （14分)
15.(6分)
（1） dt d22ℎt2 （2）Md22ℎmg
16.(8分)
（1）D （2）B （3）4π2k （4）4t02kN−12
三．计算题（40分）
17.（11分）
（1）对滑块A，由牛顿第二定律得：μmg=ma1 分
对木板B，由牛顿第二定律得：F−μmg=Ma2 分
解得a1=3m/s2 分
a2=7m/s2 分
（2）解法一
设撤去F时，A、B的速度分别为vA、vB，由运动学规律可得：
vA=a1t1=3m/s
vB=a2t1=7m/s 分
撤去力F后，A的加速度不变，对B得：μmg=分
所以a=1m/s2
设再经过时间t2二者共速，速度为v，
所以v=vA+a1t2=vB−at2 分
解得：t2=1s
v=6m/s 分
解法二
设撤去F时，A、B的速度分别为vA、vB，由运动学规律可得：
vA=a1t1=3m/s
vB=a2t1=7m/s 分
撤去力F后，对A、B系统由动量守恒得：mAvA+mBvB=mA+mBv 分
解得：v=6m/s 分
解法三
对AB系统在整个过程，由动量定理得：Ft1=mA+mBv 分
解得：v=6m/s 分
（3）
解法一
由运动学规律可得：
XB=12aBt1 2+vB+v2t2=10m 分
XA=12aAt1+t22=6m 分
所以L=4m 分
解法二
由功能关系得：
F∙12aBt1 2−μmgL=12mA+mBv2 分
解得：L=4m 分
解法三
由图像可得L=4m 分
18（14分）
（1）球B开始运动至绳断裂，A、B组成的系统水平动量、机械能均守恒，所以
mAvA=mBvB 分
mBgL=12mAVA2+12mBVB 2 分
解得vA=8m/s 分
vB=2m/s 分
(2)A、B组成的系统水平动量守恒，所以mAxA=分
又根据xA+xB=L 分
解得：xA=0.8m 分
(3)B、C发生弹性碰撞，所以系统动量守恒
以向左为正方向，mBvB+mCvC=mBvB '+mCvC' 分
机械能守恒 12mBVB 2+12mCVC2=12mBVB '2+12mCVC'2 分
解得：vB'=2+2vC3 分
vC'=8−vC3 分
又因为vC'=2vB' 分
解得：vC=45m/s（舍去） vC=−4m/s 负号表示速度方向向右 分
19.(15分)
(1)对滑块在D点，由牛顿第二定律得：mg=mv2L 分
对滑块从P点到D点，由能量守恒得EP=μmgcs37×3L2+mg3L2sin37+mgL1+cs37+12mv2 分
解得：v=gL
EP=3.8mgL 分
(2)若滑块质量较大，恰好运动到B点，由能量守恒得EP=μm2gcs37×3L2+分
质量较小，恰好运动到C点，由能量守恒得EP=μm3gcs37×3L2+m3g3L2sin37+分
解得：m2=3815m 分
m3=3823m 分
所以m1的可能值范围 3823m≤m1