文档内容
2024 年 1 月济南市高三期末学习质量检测
物理试题
本试卷满分100分。考试用时90分钟。
注意事项：
1.答题前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座号填写在规定的位置
上。
2.回答选择题时，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净
后，再选涂其它答案标号。
3.回答非选择题时，必须用0.5毫米黑色签字笔作答（作图除外），答案必须写在答题卡各题
目指定区域内相应的位置；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案，不能使用
涂改液，胶带纸，修正带和其他笔。
一、单项选择题（本题共 8小题，每小题 3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要
求。）
1. 2023年12月19日，甘肃省临夏州发生6.2级地震后，我国多型无人机迅速驰援救灾现场，通过航空科
技助力抢险救灾。某次运送救援物资时，救援人员控制无人机由静止开始竖直向上做匀加速直线运动，达
到一定速度后再做匀减速直线运动减速到零。已知无人机做匀加速运动的时间为做匀减速直线运动时间的
2倍，下列说法正确的是（ ）
A. 无人机做匀加速直线运动的位移为做匀减速直线运动位移的 倍
B. 无人机做匀加速直线运动的位移为做匀减速直线运动位移的2倍
C. 无人机做匀加速运动的加速度为做匀减速直线运动加速度的 倍
D. 无人机做匀加速运动的加速度为做匀减速直线运动加速度的2倍
【答案】B
【解析】
【详解】AB．根据匀变速直线运动规律，加速阶段和减速阶段的位移大小分别为
，
因为
则匀加速直线运动的位移与匀减速直线运动位移之比为
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学科网（北京）股份有限公司故A错误，B正确；
CD．加速阶段和减速阶段的加速度大小分别为
，
匀加速运动的加速度与匀减速直线运动加速度之比为
故CD错误。
故选B。
2. 2023年12月25日，我国在酒泉卫星发射中心将天目一号掩星探测星座11~14星成功送入预定轨道。掩
星探测技术是利用低轨掩星接收高轨导航卫星信号，通过分析穿过大气层后的卫星信号数据来分析大气状
态的技术。某掩星和导航卫星的运动均可视为绕地球的匀速圆周运动，如图所示。下列说法正确的是（
）
A. 相同时间内掩星转过的圆心角小于导航卫星转过的圆心角
B. 相同时间内掩星运动的路程小于导航卫星运动的路程
C. 掩星运动的周期大于导航卫星运动的周期
D. 掩星的速度变化率大于导航卫星的速度变化率
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意可知在环绕模型中，万有引力提供做圆周运动的向心力，即
解得线速度，角速度，周期以及向心加速度大小分别为
， ， ，
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学科网（北京）股份有限公司掩星的环绕半径小于导航卫星的环绕半径，即
则掩星和导航卫星的线速度、角速度、周期以及向心加速度的关系为
， ， ，
A．环绕天体在时间 内转过的圆心角
因为
则
则相同时间内掩星转过的圆心角大于导航卫星转过的圆心角。故A错误；
B．环绕天体在时间 内走过的路程
因为
则
相同时间内掩星运动的路程大于导航卫星运动的路程，故B错误；
C．根据上述分析可知掩星运动的周期小于导航卫星运动的周期，故C错误；
D．速度变化率即为加速度，根据分析
则掩星的速度变化率大于导航卫星的速度变化率。故D正确。
故选D。
3. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，波速为 。 时的波动图像如图所示，则 时的波动
图像为（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A. B. C.
D.
【答案】A
【解析】
【详解】波通过的位移为
的
即波沿波传播 方向走过2m，则 时，波动图像变为A选项的图像。
故选A。
4. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比 ，电阻 ，电动机M的内阻 ，输
入端 所接电压 随时间 的变化关系如图乙所示。闭合电键S，电动机正常工作，此时理想电压表的
示数为 ，则电动机的输出功率为（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意，由图乙可知，变压器 的输入电压为交流电的有效值，则有
设变压器的输出电压为 ，则有
解得
流过电动机的电流为
则电动机的输出功率为
故选B。
5. 锤击式强夯机是一种常见的对松土进行压实处理的机器。锤击式强夯机将一质量为m的吊锤从距离地面
高度为h处由静止释放，吊锤下落至地面后将松土压实，最终吊锤速度减为零后保持静止。已知吊锤从释
放到速度减为零的时间为 t，忽略空气阻力，重力加速度为 g，则吊锤对松土的平均作用力的大小为
（ ）
A. B. C. D.
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学科网（北京）股份有限公司【答案】B
【解析】
【详解】吊锤下落到地面时
对吊锤根据动量定理
联立解得
根据牛顿第三定律，吊锤对松土 的平均作用力的大小
故选B。
6. 如图所示，静置于光滑水平面上的A物体通过跨过定滑轮的轻绳与B物体相连，轻绳处于拉直状态。已
知A、B两物体的总质量不变，不计滑轮的质量和摩擦。同时将 A、B两物体由静止释放，释放后瞬间轻
绳的拉力大小为T。下列说法正确的是（ ）
A. B物体的质量越大T越大 B. A物体的质量越大T越大
C. A、B两物体的质量相等时T最大 D. A、B两物体的质量相等时T最小
【答案】C
【解析】
【详解】A、B两物体的加速度大小相等。以A物体为研究对象，由牛顿第二定律得
以B物体为研究对象，由牛顿第二定律得
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学科网（北京）股份有限公司可得
由题A、B两物体的总质量不变，即 不变；由数学知识可知，当 时， 有最大值；
所以当 时， 有最大值。
故选C。
7. 如图所示，绝缘木板静置于光滑水平地面上，带正电的小物块静止在绝缘木板的左端，整个装置处在垂
直纸面向外的水平匀强磁场中。现对长木板施加水平向左的恒力，已知整个运动过程中小物块始终未从绝
缘木板上掉落，小物块与绝缘木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列关于绝缘木板的加速度 a与小
物块的速度v的关系图像可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设水平向左的恒力为F，长木板的质量为M，小物块的质量为m，小物块与长木板间的动摩擦因
数为 ，则刚开始运动时，长木板与小物块一起向左加速运动，以整体为研究对象，加速度为
以小物块为研究对象，长木板与小物块间的静摩擦力为
当小物块向左运动后，根据左手定则，小物块受到竖直向上的洛伦兹力，则长木板与小物块间的弹力和最
大静摩擦力为
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学科网（北京）股份有限公司所以小物块的最大静摩擦变小，当小物块运动速度较小时，长木板和小物块一起匀加速运动；当最大静摩
擦力不足使小物块与长木板一起加速运动时，将发生相对滑动，此时变为滑动摩擦力，则以长木板为研究
对象
根据牛顿第二定律
解得
即，此后长木板的加速度，随小物块速度的增大而增大，呈线性关系。
故选A。
8. 如图所示为某同学投篮的示意图。出手瞬间篮球中心与篮筐中心的高度差为 h（篮球中心低于篮筐中
心），水平距离为 ，篮球出手时速度与水平方向夹角为 ，不计空气阻力，重力加速度为 g，
， 。若篮球中心恰好直接经过篮筐中心，则篮球出手时速度的大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设向上为正方向，初速度大小为 ，由于篮球做斜抛运动，速度与水平方向夹角为 ，由篮球
水平方向分运动做匀速直线运动得
篮球竖直方向分运动为匀减速直线运动得
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学科网（北京）股份有限公司联立解得篮球出手时速度的大小为
故选C。
二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，
全部选对得4分，选对但选不全的得2分，有错选或不答的得0分）
9. 如图所示，虚线为以坐标原点O为圆心、半径为L的圆弧，坐标为 的点固定一带电量为Q的正
点电荷，将带电量为Q的负点电荷沿圆弧从坐标为 的M点缓慢移动到坐标为 的N点，关于
此过程中O点的场强和O点的电势下列说法正确的是（ ）
A. O点的场强大小逐渐减小 B. O点的场强大小不变
C. O点的电势逐渐增大 D. O点的电势不变
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．设负电荷在移动过程中和坐标原点的连线与x轴正方向的夹角为 ，正负电荷在O点的电场
分别为E 和E，如图所示，则O点的合电场为
1 2
沿x轴方向：
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学科网（北京）股份有限公司y轴方向：
则O点的电场为
以上各式联立，解得
负电荷在移动过程中， 逐渐增大，E逐渐减小，故A正确，B错误；
CD．不论负电荷运动到圆弧的什么位置，正负电荷连线的中垂线都过坐标原点 O，故O点的电势一直为
零，保持不变，故C错误，D正确。
故选AD。
10. 如图所示，轻杆OA、轻杆AB与小球、小环通过铰链连接，O端用铰链固定在竖直转轴上，小环套在
转轴上。开始时小环静止在转轴底部，转动该装置并缓慢增大转速，小环缓慢上升。已知小球和小环的质
量均为m，轻杆长度均为L，转轴上O端与水平面之间的距离为 ，忽略一切摩擦和空气阻力，重力加
速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. 开始时小环对水平面的压力大小为
B. 开始时小环对水平面的压力大小为
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学科网（北京）股份有限公司C. 小环上升到与O端之间的距离为L时，小球的动能为
D. 小环上升到与O端之间的距离为L时，小球的动能为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．小球的受力分析如图所示，则
小环的受力分析如图
根据牛顿第三定律， 与 为一对相互作用力，等大反向，则小环所受支持力为 ，即小环对地面的
压力为 ，故A正确，B错误；
CD．对小环进行受力分析，如图
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学科网（北京）股份有限公司解得
对小球进行受力分析，如图， 与 为相互作用力，竖直方向受力平衡
水平方向
合外力提供向心力
小球做圆周运动的半径为
小球的动能为
联立解得
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学科网（北京）股份有限公司故C错误，D正确。
故选AD。
11. 如图所示，倾角为 的光滑斜面固定在水平面上，斜面底端用挡板固定一个轻质弹簧。可视为质点的
小滑块从P点由静止下滑，下滑过程中运动到O点时开始压缩弹簧，运动到A点时速度达到最大，到达B
点时速度恰好为零。O点与A点之间的距离为 ，O点与P点之间的距离为 。已知劲度系数为k的弹
簧形变量为x时的弹性势能为 ，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. 小滑块从O点到A点运动过程中，弹簧弹力做功的功率先增大后减小
B. 小滑块从A点到B点运动过程中，弹簧弹力做功的功率先增大后减小
C. 小滑块从O点到B点运动过程中，最大速度为
D. 弹簧的最大压缩量为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．小滑块从O点到A点运动过程中，弹簧的弹力在增大，但小于小滑块重力沿斜面向下的分力，
故小滑块做加速运动，则由
弹簧弹力做功的功率一直增大，故A错误；
B．小滑块从A点到B点运动过程中，为简谐运动的一半，在此过程中弹力的功率先增大，在B点时，小
滑块静止，速度为零，此时弹力的功率为零，故B正确；
C．小滑块从O点到B点运动过程中，在A点受力平衡，故在A点时速度最大，此时弹簧的形变量为 ，
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学科网（北京）股份有限公司根据系统机械能守恒
在A点是合力为零，则
联立解得
故C正确；
D．设最大压缩量为x，则根据系统机械能守恒
解得
故D正确。
故选BCD。
12. 如图所示，两足够长的平行长直金属导轨固定在水平面上，导轨间距为L。两根长度均为L的光滑导体
棒ab、cd静置于导轨上，导体棒ab的质量为 ，电阻为R，导体棒cd的质量为m，电阻为 。导轨
间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。初始时两导体棒之间的间距为L，某时刻给导体棒cd
施加垂直导体棒水平向右的外力，使导体棒cd由静止开始向右做加速度大小为 的匀加速直线运动，同
时给导体棒ab施加垂直导体棒水平向左的外力，使导体棒 ab始终保持静止。经过时间 ，同时
撤去施加在导体棒ab、cd上的外力。导体棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，平行长直金属导轨的
电阻忽略不计。下列说法正确的是（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A. 撤去外力瞬间，导体棒cd两端的电势差为
B. 导体棒cd匀加速运动过程中，施加在导体棒cd上外力冲量的大小为
C. 从撤去外力到导体棒cd运动稳定的过程中，导体棒cd上产生的焦耳热为
D. 导体棒cd运动稳定时，导体棒ab、cd之间的距离为
【答案】AB
【解析】
【详解】A．撤去外力瞬间，导体棒产生的感应电动势
导体棒cd两端的电势差为
故A正确；
B．导体棒cd匀加速运动过程中，施加在导体棒cd上受到的平均安培力为
根据牛顿第二定律，施加在导体棒cd上的平均外力为
施加在导体棒cd上外力冲量的大小为
故B正确；
C．从撤去外力到导体棒cd运动稳定的过程中，根据动量守恒有
根据能量守恒有
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学科网（北京）股份有限公司导体棒cd上产生的焦耳热为
故C错误；
D．导体棒cd做匀加速直线运动的位移为
导体棒cd运动稳定时，根据动量定理有
从撤去外力到导体棒cd运动稳定的过程中，通过导体棒cd的电量为
导体棒cd运动稳定时，导体棒ab、cd之间的距离为
故D错误。
故选AB。
三、非选择题（本题共6小题，共60分）
13. 某实验小组利用如图甲所示的装置验证动量定理。主要实验步骤如下：
①用天平测出小车的质量；
②将小车置于带有定滑轮的木板上，将纸带穿过打点计时器后挂在小车尾部。用垫木将木板一端垫高，调
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学科网（北京）股份有限公司整其倾斜程度，直至小车运动时纸带上打出的点分布均匀为止；
③在细绳一端挂上钩码，另一端通过定滑轮系在小车前端。由静止释放小车，打点计时器在纸带上打出一
系列点；
④更换钩码，重复实验。
（1）下列实验操作中，正确的是____________
A.实验过程中使细绳和木板始终保持平行
.
B 更换钩码后，需要重新平衡摩擦力才能重复进行实验
C.释放小车的位置应靠近打点计时器
D.先释放小车，然后接通打点计时器的电源
（2）某次实验中得到一条点迹比较清晰的纸带，每五个点取一个计数点，计数点之间的距离如图乙所示。
已知打点计时器打点的时间间隔 ，小车质量为 。
计数点 1 2 3 4 5 6
时刻 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
小车的动量/
0.0825 0.107 0.132 0.157 0.182 0.207
以小车的动量p为纵坐标，时刻t为横坐标建立坐标系，根据表格中实验数据在图丙中描点，请根据描出
的点作出 图像；（ ）
（3）根据图丙求得悬挂钩码的质量为____________g，与悬挂钩码的标注质量对比即可验证动量定理是否
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学科网（北京）股份有限公司成立。（重力加速度取 ，结果保留两位有效数字）
【答案】 ①. AC##CA ②. ③. 27
【解析】
【详解】（1）[1]A．滑轮与小车之间的细绳应与木板保持平行，使小车受到的合力为绳的拉力，故A正
确；
B．平衡摩擦力时，有
改变小车质量，此式仍成立，所以改变小车总质量不需要重新平衡摩擦力，故B错误；
CD．为充分利用纸带，小车释放前应靠近打点计时器，且先接通打点计时器的电源然后释放小车，故D
错误，C正确。
故选AC。
（2）[2]根据表格中实验数据在图丙中描点，作出 图像，如图所示
（3）[3]根据题意，设绳子的拉力为 ，由牛顿第二定律，对小车有
对整体有
联立解得
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学科网（北京）股份有限公司由于小车由静止开始运动，由动量定理有
整理可得
可知， 图像的斜率为
解得
14. 某同学测量某电池的电动势和内阻。实验器材如下：
电池 （电动势约为 ，内阻未知）
电压表（量程 ，内阻约为 ）
定值电阻
电阻箱 （阻值 ）
开关一个、导线若干。
测量电路如图甲所示：
（1）根据实验电路图，请在答题纸上用笔画线将实物图乙补充完整；（ ）
（2）根据实验数据绘出的 图像如图丙所示，该电池的电动势 _______V，内阻 _________
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学科网（北京）股份有限公司（结果均保留2位有效数字）；
（3）由于电压表并非理想电压表，那么本实验中电动势 的测量值____________（选填“大于”、“小
于”或“等于”）真实值。
【答案】 ①. ②. ③. ④. 小于
【解析】
【详解】（1）[1]根据实验电路图甲，将实物图乙补充完整，如图所示
（2）[2][3]根据题意，由闭合回路欧姆定律有
整理可得
结合图像可得
,
解得
，
（3）[4]由于电压表并非理想电压表，则（2）分析中的 实际应为
则电池的电动势的真实值为
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学科网（北京）股份有限公司即本实验中电动势 的测量值小于真实值。
15. 2023年10月23日，中国选手夺得杭州亚运会女子 自行车个人追逐赛冠军。杭州亚运会自行车跑
道为周长 的椭圆，如图a所示，M、N两点为位于椭圆轨道短轴的两端点，比赛开始后，甲、乙两名
选手分别从M、N两点同时出发，骑行前两圈过程中甲、乙两名选手的速率随时间变化的规律分别如图
b、图c所示。求
（1）甲选手骑行路程为 时的速率；
（2）甲选手在骑行前两圈过程中能否追上乙选手？（写出必要的计算和文字说明）
【答案】（1） ；（2）甲未追上乙
【解析】
【详解】（1）假设甲骑行 时处于 的某时刻， 甲的路程为
故假设成立， 甲的加速度为
解得：
， （舍去）
由
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学科网（北京）股份有限公司解得
（2） 乙的加速度为
甲乙速率相等需要的时间
甲在这段时间内通过的路程为
乙在这段时间内通过的路程为
甲乙速率相等时的路程差为
故甲未追上乙。
16. 如图所示，水平地面上有两个半径均为R的固定竖直光滑圆轨道，M、N分别为两圆轨道的最低点。一
质量为m的小物块从P点开始沿水平面向右运动，通过第一个竖直圆轨道后沿水平面继续向右运动。已知
P点与M点、M点与N点间的距离均为 ，小物块与水平面间的动摩擦因数 ，重力加速度为 ，
小物块在P点的初速度大小 。求：
（1）小物块到达第一个圆轨道最高点时，小物块对轨道压力的大小；
（2）小物块从第二个圆轨道脱离时的速度大小。
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学科网（北京）股份有限公司【答案】（1） ；（2）
【解析】
【详解】（1）小物块从P点到第一个圆轨道最高点，根据动能定理得
在第一个圆轨道最高点，设轨道对小物块的压力为 ，有
解得
由牛顿第三定律可知，小物块对轨道压力的大小
（2）设脱轨时小物块与圆心的连线与水平方向夹角为 ，小物块从P点到脱轨，根据动能定理得
脱轨时，有
联立解得
17. 如图所示，在空间直角坐标系 内有一边长为 L 的正方体区域 ，
面在 平面内，坐标原点O位于 面的中心，整个空间存在沿y轴正方向的匀强电场，
在 的空间区域Ⅰ内和 的空间区域Ⅱ内均存在沿y轴正方向的匀强磁场（区域Ⅰ内和
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学科网（北京）股份有限公司区域Ⅱ内磁感应强度大小可独立调节）。一可控制发射粒子数量和方向的粒子源位于坐标原点，发射粒子
的质量均为m，电荷量均为 ，初速度大小均为 ，不计粒子重力和粒子间的相互作用。
（1）将整个空间内的磁感应强度的大小均调节为零，控制粒子源沿x轴正方向发射一个带电粒子，该粒子
恰好经过 面的中心，求所加匀强电场电场强度的大小E；
（2）将区域Ⅰ、Ⅱ内的磁感应强度的大小均调节为 ，控制粒子源在 平面内沿各个方向均
匀发射带电粒子，求从 面射出的粒子中，射出位置y坐标的最小值；
（3）将区域Ⅰ内的磁感应强度的大小调节为 ，将区域Ⅱ内的磁感应强度的大小调节为
控制粒子源沿x轴正方向发射一个带电粒子，粒子第6次（粒子源发射粒子时为第0次）穿
过 平面时，恰好从 的中点处离开正方体区域，求磁感应强度 的大小。
【答案】（1） ；（2） ；（3） ，
【解析】
【详解】（1）离子甲在电场中做类似平抛运动
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学科网（北京）股份有限公司解得
（2）粒子的运动可分解为 面内的匀速圆周运动和y轴方向的匀加速直线运动，要使出射时y坐标最小，
需使运动时间最短，时间最短时在 面内的做匀速圆周运动的圆心角最小，弦长最短，有几何关系知最
短弦长为 。根据洛伦兹力提供向心力
解得
由几何关系得圆心角
解得：
解得：
（3）由几何关系可得
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学科网（北京）股份有限公司解得：
，
18. 如图所示，水平地面上固定放置一质量 的斜面体C，斜面体C的上表面与水平地面的夹角
为 ，斜面体上静置两个小物块A、B，小物块A、B的质量分别为 ，小物
块A位于斜面顶端，小物块B与小物块A相距 ，小物块A与斜面体间无摩擦，小物块B与斜面体
间动摩擦因数为 ，初始由静止释放小物块A，此后小物块A、B间发生多次弹性正碰，碰撞时间均
极短。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，斜面足够长， ，重力加速度 g 取
。求：
（1）第一次碰后瞬间小物块A、B的速度大小 ；
（2）第一次碰后瞬间到第二次碰前瞬间小物块A、B间的最大距离 ；
（3）第一次碰后瞬间到第八次碰前瞬间小物块B与斜面体C间摩擦产生的热量Q；
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学科网（北京）股份有限公司（4）第一次碰后瞬间到第八次碰前瞬间地面对斜面体C的冲量大小。
【 答 案 】 （ 1 ） ， ； （ 2 ） ； （ 3 ） ； （ 4 ）
【解析】
【详解】（1）小物块A释放之后沿斜面向下做匀加速直线运动
求得
小物块A、B碰撞过程中动量守恒（规定沿斜面向下为正方向）
联立求得
，
（2）对物块B，根据牛顿第二定律有
求得
小物块A、B碰后B做匀减速直线运动，A先向上匀减速后反向匀加速，两者共速时距离最大，有
第27页/共29页
学科网（北京）股份有限公司求得
可得第一次碰后瞬间到第二次碰前瞬间小物块A、B间的最大距离
（3）第一次碰后B减速至0用时
B减速至0时A的速度为
时间内A、B的位移分别为
由于 ，说明B减速至0时刚好发生第二次碰撞，且A与第一次碰前速度相同，此后A、
B将重复性发生多次碰撞。每相邻两次碰撞间摩擦热
总热量
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学科网（北京）股份有限公司（4）A、B整体对斜面体的摩擦力为
A、B整体对斜面体的弹力为
A、B整体对斜面体的作用力为
方向竖直向下
第29页/共29页
学科网（北京）股份有限公司
