2019—2020 学年度第二学期高三阶段性检测
物 理
一、单项选择题:本题共 8 小题,每小题 3 分,共 24 分。在每个题给出的四个选
项中,只有一项是符合题目要求的。
1.给旱区送水的消防车停于水平面,在缓缓放水的过程中,若车胎不漏气,胎内气体温度不变,
不计分子势能,则胎内气体
A. 从外界吸热 B. 对外界做负功
C. 分子平均动能减少 D. 内能增加
【答案】A
【解析】
【详解】不计分子间势能,气体的内能只有动能,只由温度决定,所以气体内能不变,在缓
缓放水的过程中,若车胎不漏气,气体膨胀对外做功,所以气体要从外界吸热,A 对;
2.如图所示,物块 a、b 和 c 的质量相同,a 和 b、b 和 c 之间用完全相同的轻弹簧 S1 和 S2 相
连,通过系在 a 上的细线悬挂于固定点 O;整个系统处于静止状态;现将细绳剪断,将物块 a
的加速度记为 a1,S1 和 S2 相对原长的伸长量分别为 和 ,重力加速度大小为 g,在剪断
瞬间( )
A. a1=2g
B. a1= g
C.
D.
【答案】C
【解析】
1l∆ 2l∆
1 22l l∆ = ∆
1 2l l∆ = ∆【详解】AB.对 a、b、c 分别受力分析如图所示:
根据平衡条件,有:
对 a: ;
对 b: ;
对 c: ;
因弹簧的弹力不能突变,绳子的弹力可以突变,绳子断时拉力立即为零,即
a 的合外力
由牛顿第二定律得 a 的加速度 ,A、B 错误;
CD.绳子断后,b、c 受力不变,有:
,
可得: ,
即: ,C 正确,D 错误;
故选 C。
3.如图,将额定电压为 60V 的用电器,通过一理想变压器接在正弦交变电源上。闭合开关 S
后,用电器正常工作,交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为 220V 和
2.2A。以下判断正确的是( )
A. 变压器输入功率为 484W
2 1F F mg= +
1F F mg= +
F mg=
2 0F =
3aF mg=
1 3a g=
1 1F k l= 2=F k l
1
2mgl k
= 2
mgl k
=
1 22l l= B. 通过原线圈的电流的有效值为 0.6A
C. 通过副线圈的电流的最大值为 2.2A
D. 变压器原、副线圈匝数比
【答案】B
【解析】
【详解】A.用电器正常工作,则用电器消耗的功率
理想变压器的输入功率等于输出功率,A 错误;
B.输入功率
解得
B 正确;
C.电流变示数为有效值,正玄交流电的最大值是有效值的 倍,即电流的最大值为 ,
C 错误;
D.根据理想变压器电压
可得,变压器原、副线圈的匝数之比为 ,D 错误;
故选 B。
4.某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论,其中的两个核反应方程为
+ + + +X+
方程式中 1、 表示释放的能量,相关的原子核质量见下表:
原子核
质量/u 1.0078 3.0160 4.0026 12.0000 13.0057 15.0001
1 2: 10:3n n =
60 2.2 132P = × = W
220 =132P I= 原 W
=0.6I原 A
2 2.2 2A
1 2 1 2:U U n n=:
11:3
1
1H 12
6 C → 13
7 N 1Q 1
1H 15
7 N → 12
6 C
Q
1
1H 3
2 He 4
2 He 12
6 C 13
7 N 15
7 NA. X 是 , B. X 是 ,
C. X 是 , D. X 是 ,
【答案】B
【解析】
【详解】 + 中质量亏损为 Δm1=1.0078+12.0000-13.0057=0.0021,
根据根据电荷数守恒和质量数守恒可知 + +X 中 X 的电荷数为 2、质量数为 4 所
以 X 是 ;质量亏损为 Δm2=1.0078+15.0001-12.0000-4.0026=0.0053,根据爱因斯坦
的质能方程可知 =Δm1C2、 =Δm2C2,则 < .
5.2020 年初,新冠病毒来袭。我国广大医务工作者表现出无私无畏的献身精神,给国人留下
了深刻的印象。如图是医务人员为患者输液的示意图,在输液的过程中,下列说法正确的是
( )
A. A 瓶与 B 瓶中的药液一起用完
B. B 瓶中的药液先用完
C. 随着液面下降,A 瓶内 C 处气体压强逐渐增大
D. 随着液面下降,A 瓶内 C 处气体压强保持不变
【答案】C
【解析】
【详解】AB.在药液从 B 瓶中流下时,封闭气体体积增大,温度不变,根据玻意耳定律知气
体压强减小,A 瓶中空气将 A 瓶中药液压入 B 瓶,补充 B 瓶流失的药液,即 B 瓶药液液面保
持不变,直到 A 瓶中药液全部流入 B 瓶,即 A 瓶药液先用完,A、B 错误;
CD.A 瓶瓶口处压强和大气压强相等,但 A 瓶中液面下降,由液体产生的压强减小,因此 A
3
2 He 2 1Q Q> 4
2 He 2 1Q Q>
3
2 He 2 1Q Q< 4
2 He 2 1Q Q<
1
1H 12
6 C → 13
7 N
1
1H 15
7 N → 12
6 C
4
2 He
1Q 2Q 1Q 2Q瓶中气体产生的压强逐渐增大,C 正确,D 错误;
故选 C。
6.如图,半径为 R 的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面),磁感应强度大小为 B,方向
垂直于纸面向外.一电荷量为 q(q>0)、质量为 m 的粒子沿平行于直径 ab 的方向射入磁场区域,
射入点与 ab 的距离为 .已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为 60°,则粒子的
速率为(不计重力)( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】带电粒子从距离 ab 为 处射入磁场,且射出时与射入时速度方向的夹角为 60°,粒
子运动轨迹如图,ce 为射入速度所在直线,d 为射出点,射出速度反向延长交 ce 于 f 点,磁
场区域圆心为 O,带电粒子所做圆周运动圆心为 O′,则 O、f、O′在一条直线上,由几何关系
得带电粒子所做圆周运动的轨迹半径为 R,由 F 洛=Fn 得
qvB=
解得
v=
2
R
2
qBR
m
qBR
m
3
2
qBR
m
2qBR
m
2
R
2mv
R
qBR
mA. ,与结论不相符,选项 A 错误;
B. ,与结论相符,选项 B 正确;
C. ,与结论不相符,选项 C 错误;
D. ,与结论不相符,选项 D 错误;
故选 B。
7.20 世纪人类最伟大的创举之一是开拓了太空的全新领域.现有一艘远离星球在太空中直线
飞行的宇宙飞船,为了测量自身质量,启动推进器,测出飞船在短时间 Δt 内速度的改变为
Δv,和飞船受到的推力 F(其它星球对它的引力可忽略).飞船在某次航行中,当它飞近一个
孤立的星球时,飞船能以速度 v,在离星球的较高轨道上绕星球做周期为 T 的匀速圆周运
动.已知星球的半径为 R,引力常量用 G 表示.则宇宙飞船和星球的质量分别是( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
【答案】D
【解析】
2
qBR
m
qBR
m
3
2
qBR
m
2qBR
m
F v
t
2v R
G
F v
t
3
2
v T
Gπ
F t
v
2v R
G
F t
v
3
2
v T
Gπ【分析】
根据动量定理求解飞船质量;根据牛顿第二定律与万有引力定律求解星球质量;
【详解】直线推进时,根据动量定理可得 ,解得飞船的质量为 ,绕孤
立星球运动时,根据公式 ,又 ,解得 , D 正
确.
【点睛】本题需要注意的是飞船在绕孤立星球运动时,轨道不是星球的半径,切记切记.
8.在城市建设施工中,经常需要确定地下金属管线的位置,如图所示,有一种探测方法是,首
先给金属长直管线上同上电流,再用可以测量磁场强弱、方向的仪器进行一下操作:①用测
量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁场的最强的某点,记为 a;②在 a 点附近的地面上,
找到与 a 点磁感应强度相同的若干点,将这些点连成直线 EF;③在地面上过a 点垂直于 EF 的
直线上,找到磁场方向与地面夹角为 45°的 b、c 两点,测得 b、c 两点距离为 L,由此可确定
金属管线
A. 平行于 EF,深度
B. 平行于 EF,深度为 L
C. 垂直于 FE,深度为
D. 垂直于 EF,深度为 L
【答案】A
【解析】
根据通电直导线产生的磁场特点:距离电流越近,产生的磁场强度越大,则 a 点距离管线最近,
EF 上的点均是距离管线最近的点,管线在 EF 的正下方,与 EF 平行;
根据安培定则做出管线产生磁场的横截面图示:
为
F t m v∆ = ∆ F tm v
∆= ∆
2
2 2
4MmG m rr T
π=
2
2
Mm vG mr r
=
3
2
v TM Gπ=
2
L
2
L则由几何关系可以确定 a 到管线的距离为 ,故 A 正确,BCD 错误;
故选 A.
二、多项选择题:本题共 4 小题,每小题 4 分,共 16 分。在每个题给出的四个选
项中,有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错
的得 0 分。
9.一质点在外力作用下做直线运动,其速度 随时间 变化的图象如图.在图中标出的时刻中,
质点所受合外力的方向与速度方向相同的有
A B. C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】如果质点所受合力的方向与速度方向相同,物体做加速运动;合力的方向与速度方
向相反,物体做减速运动.
AC、在 、 时刻,速度都在不断增加,因此合力的方向与速度方向相同,A、C 正确;
BD、在 、 时刻,速度在不断减小,合力的方向与速度方向相反,B、D 错误.
10.如图所示,楔形木块 abc 固定在水平面上,粗糙斜面 ab 和光滑斜面 bc 与水平面的夹角相
同,顶角 b 处安装一定滑轮.质量分别为 M、m(M>m)的滑块,通过不可伸长的轻绳跨过定
滑轮连接,轻绳与斜面平行.两滑块由静止释放后,沿斜面做匀加速运动.若不计滑轮的质
量和摩擦,在两滑块沿斜面运动的过程中 ( )
2
L
v t
1t 2t 3t 4t
1t 3t
2t 4tA. 两滑块组成系统的机械能守恒
B. 重力对 M 做的功等于 M 动能的增加
C. 轻绳对 m 做的功等于 m 机械能的增加
D. 两滑块组成系统的机械能损失等于 M 克服摩擦力做的功
【答案】CD
【解析】
试题分析:由于“粗糙斜面 ab”,故两滑块组成系统的机械能不守恒,故 A 错误;由动能定理
得,重力、拉力、摩擦力对 M 做的总功等于 M 动能的增加,故 B 错误;除重力弹力以外的力
做功,将导致机械能变化,故 C 正确;除重力弹力以外的力做功,将导致机械能变化,摩擦
力做负功,故造成机械能损失,故 D 正确
考点:机械能守恒定律,动能定理的应用.
11.如图所示,两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计.两质量、长度均相同的导体棒
c、d,置于边界水平的匀强磁场上方同一高度 h 处.磁场宽为 3h,方向与导轨平面垂直.先
由静止释放 c,c 刚进入磁场即匀速运动,此时再由静止释放 d,两导体棒与导轨始终保持良
好接触.用 ac 表示 c 的加速度,Ekd 表示 d 的动能,xc、xd 分别表示 c、d 相对释放点的位
移.选项中正确的是( )
A. B. C. D. 【答案】BD
【解析】
试题分析:先释放 c 时,受重力加速度 g 是不变的,当 c 进入磁场时即做匀速运动,加速度为
0,当 d 释放时,d 的速度为 0,然后 d 做匀加速,到它进入磁场时通过的距离为 h,则 c 做一
直匀速运动,c 通过的距离为 2h,二者一起又进入磁场,磁通量不变,回路中感应电流为 0,
安培力为 0,故两棒做加速度为 g 的加速运动,故选项 B 正确,A 错误;d 棒的动能在 d 进入
磁场前是均匀增加的,进入磁场后在 c 没有出磁场前也是均匀增加的,当 c 出磁场时,d 棒切
割磁感线,产生的安培力方向向上,阻碍 d 向下运动,但此时 d 的速度比刚进入磁场时的速
度会大一些,所以棒不再像 c 刚开入那样做匀速运动,而是做减速运动,故选项 C 错误,D
正确;待 d 棒完全出磁场后,它的加速度又是 g,动能又能均匀增加了.
考点:电磁感应,安培力,牛顿第二定律.
12.如图,两等量异号的点电荷相距为 2a.M 与两点电荷共线,N 位于两点电荷连线的中垂线
上,两点电荷连线中点到 M 和 N 的距离都为 L,且 L≫a.略去 项的贡献,则两
点电荷的合电场在 M 和 N 点的强度( )
A. 大小之比为 2,方向相反
B. 大小之比为 1,方向相反
C. 大小均与 成正比,方向相反
D. 大小均与 L 的平方成反比,方向相互垂直
【答案】AC
( )2
na nL
≥ 【解析】
【详解】如图所示:
根据点电荷的场强公式 ,运用平行四边形定则,结合结几何关系,M、N 点的场强
分别为 ,根据相似三角形定则有
,M 点的场强是 N 点场强的 2 倍,A 正确,B 错误;M 点
的场强与 N 点场强都与 a 成正比,与 L 的三次方成反比,C 正确,D 错误.
故选 AC。
三、非选择题:本题共 6 小题,共 60 分。
13.建国 70 周年,我国桥梁建设取得了举世瞩目成就。如图甲所示,是建造某大桥将长百米、
重千余吨的钢梁从江水中吊起的情景。施工时采用了将钢梁与水面成一定倾角出水的起吊方
案,为了探究该方案的合理性,某研究性学习小组做了两个模拟实验。
实验 1:研究将钢板从水下水平拉出的过程中总拉力的变化情况;
实验 2:研究将钢板从水下以一定倾角拉出的过程中总拉力的变化情况;
2
qE k r
=
( ) ( )2 2 3
4
M
kq kq kqaE LL a L a
= − ≈
− +
( )
( ) 32 2 2 2
2 2
N
kq a kqaE LL a L a
= ≈
+ +(1)必要的实验器材有:钢板、细绳、水盆、水、支架、刻度尺、计时器和_______等;
(2)根据图乙中的实验曲线可知,实验 2 中的最大总拉力比实验 1 中的最大总拉力降低了
_______ N,钢板完全浸没在水中时受到的浮力是_______N(结果均保留两位有效数字);
(3)根据分子动理论,实验 1 中最大总拉力明显增大的原因是_______。
【答案】 (1). 测力计 (2). 0.60 (3). 0.35 (4). 分子间存在引力,钢板与水的接触
面积大
【解析】
【详解】(1)实验中需要测量拉力的大小,必要的实验器材中缺少测力工具,故需要测力计;
(2)由乙图可知,实验 1 和实验 2 中拉力的最大值分别为:4.35N 和 3.75N,即实验 2 中的最
大总拉力比实验 1 中的最大总拉力降低了 ;
完全浸没在水中时,有:浮力+拉力=重力,
完全拉出水面时,有:拉力=重力,
即得
;
(3)分子间存在引力和斥力,随着分子间距离的增大,分子间表现为引力,在水面上拉钢板
时,水分子与钢板分子间距离增大,表现为引力,故拉力增大;另钢板与水面接触面积大,
拉力也会增大。
14.霍尔效应是电磁基本现象之一,我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展。如
图甲所示,在一矩形半导体薄片的 P、Q 间通入电流 I,同时外加与薄片垂直的磁场 B,在 M、
N 间出现电压 UH,这个现象称为霍尔效应,UH 称为霍尔电压,且满足 ,式中 d 为
薄片的厚度,k 为霍尔系数。某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数。
4.35-3.75=0.60N
=3.75-3.40=0.35F浮 N
H
IBU k d
=(1)若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电,电流与磁场方向如图甲所示,该同学
用电压表测量 UH 时,应将电压表的“+”接线柱与_________(填“M”或“N”)端通过导线相连;
(2)已知薄片厚度 d=0.40mm,该同学保持磁感应强度 B=0.10T 不变,改变电流 I 的大小,测量
相应的 UH 值,记录数据如下表所示;
根据表中数据,求出该材料 霍尔系数为___________ (保留 2 位有效数
字);
(3)该同学查阅资料发现,使半导体薄片中的电流反向再次测量,取两个方向测量的平均值,
可以减小霍尔系数的测量误差,为此该同学设计了如图乙所示的测量电路,S1、S2 均为单刀双
掷开关,虚线框内为半导体薄片(未画出)。为使电流从 Q 端流入,P 端流出,应将 S1 掷向
_______(填“a”或“b”),S2 掷向_______(填“c”或“d”)。为了保证测量安全,该同学改进了测
量电路,将一合适的定值电阻串联在电路中。在保持其它连接不变的情况下,该定值电阻应
串联在相邻器件______和______(填器件代号)之间。
【答案】 (1). M (2). 1.3 (3). b (4). c (5). S1/S2 (6). E
【解析】
【详解】(1)如图甲所示,半导体中电流由 P 流向 Q,根据左手定则,正电荷移向 M 端,负
电荷移向 N 端,把半导体看成电源,M 端为电源的正极,故电压表的“+”接线柱与 M 端导
线相连;
(2)根据公式 得
代入数据解得
的 3 1 110 V m A T− − −× ⋅ ⋅ ⋅
H
IBU k d
=
HU dk IB
= ;
(3)如图乙所示,为使电流从 Q 端流入,P 端流出,即 Q 端接电源正极,P 端接电源负极,
所以,S1 掷向 b,S2 掷向 c;为保证定值电阻始终在电路中,则只能将定值电阻串联在电路中
的公共部分,即 S1/S2 与电源 E 之间。
15. 1801 年,托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质.1834 年,洛埃利用单面镜同样得
到了杨氏干涉的结果(称洛埃镜实验).
(1)洛埃镜实验的基本装置如图所示,S 为单色光源,M 为一平面镜. 试用平面镜成像作图法画
出 S 经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域.
(2)设光源 S 到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为 a 和 L,光的波长为 λ,在光屏
上形成干涉条纹.写出相邻两条亮纹(或暗纹)间距离 Δx 的表达式.
【答案】(1)如图所示
(2)Δx=
【解析】
【详解】(1)①根据对称性作出光源 S 在平面镜中所成的像 S′.②连接平面镜的最左端和光
源,即为最左端的入射光线,连接平面镜的最左端和像点 S′,并延长交光屏于一点,该点即为
反射光线到达的光屏的最上端;同理连接平面镜的最右端和像点 S′,即可找到反射光线所能到
31.3 10 V m A Tk −= × ⋅ ⋅ -1 -1
2
L
a
λ达的平面镜的最下端.故经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域如图所
示.
(2)从光源直接发出的光和被平面镜反射的光实际上是同一列光,故是相干光,该干涉现象
可以看做双缝干涉,所以 SS′之间的距离为 d,而光源 S 到光屏的距离看以看做双孔屏到像屏
距离 L,根据双缝干涉的相邻条纹之间的距离公式△x= λ 因为 d=2a,所以相邻两条亮纹(或
暗纹)间距离△x= λ.
16.根据流体力学知识,流体对物体的作用力可用 来表达。 为一系数, 为空
气密度,A 为物体的截面积,v 为物体相对于流体的速度。已知地球表面处 =0.45,
,g=10m/s2。球体积公式为 。若将沙尘颗粒近似为球形,沙尘颗粒
密度 ,半径 。求:
(1)沙尘颗粒在空气中由静止竖直下落过程中最大加速度的大小;
(2)沙尘颗粒在空气中竖直下落时的速度最大值,并说明地面附近要形成扬沙天气的风速至少
为多少。
【答案】(1) ;(2) ,
【解析】
【详解】(1)沙尘颗粒刚开始下落速度为零时,阻力
只受重力,此时加速度最大,即
L
d
2a
L
2
0f Avαρ= α 0
ρ
α
3
0 1.25kg/mρ = 34
3V rπ=
3 32.7 10 kg/ms
ρ = × 42.5 10 mr −= ×
maxa g= max 3.46m / sv = min =3.46m / sv
0f =
maxa g=方向竖直向下;
(2)沙尘颗粒竖直下落的速度最大时,加速度为零,即
①
又因为
②
沙尘颗粒的横截面积
③
质量
④
联立①②③④解得
若地面附近要形成扬沙,风对沙尘颗粒的作用力 至少要等于重力
所以可得风速至少为
17.如图所示,真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场。在电场中,若将一个质
量为 m、带正电的小球由静止释放,运动中小球的速度与竖直方向夹角为 37°(取 sin37°=0.6,
cos37°=0.8)。现将该小球从电场中某点以初速度 v0。竖直向上抛出。求运动过程中:
(1)小球受到的电场力的大小及方向;
(2)小球从抛出点至最高点的电势能变化量;
(3)小球 最小速度的大小及方向。
【答案】(1) ,方向水平向右;(2) ;(3) ,与电场方向夹角为 37°
斜向上。
的
f mg=
2
0f Avαρ=
2=A rπ
34
3s sm V rρ ρ π= =
max 3.46m / sv =
f mg
min max= =3.46m / sv v
3
4 mg 2
0
9
32 mv 0
3
5minv v=【解析】
【详解】(1)小球所受电场力与重力的合力一定沿速度 v 方向,即有
得
方向水平向右;
(2)竖直方向小球做竖直上抛运动,故上升时间为
上升的高度为
到最高点时速度为水平方向,设为 ,则有
由动能定理得
得
即电势能减小了
(3)将初速度 分解为沿 v 反方向的分量
和垂直此方向的分速度
小球在 方向做类竖直上抛运动,到“最高点”处速度仅有垂直于 方向的分速度 ,此时合
3tan37 4
qE
mg
° = =
3
4F qE mg= =
0vt g
=
2
0
2
vh g
=
1v
1 0
3
4
qEv at t vm
= = =
2 2
1 0
1 1
2 2mgh W mv mv− + = −电
2
0
9
32W mv=电
2
0
9
32 mv
0v
2 0 0cos37 0.8v v v= ° =
3 0 0sin37 0.6v v v= ° =
2v 2v 3v力对小球做的负功最多,即小球的速度最小,且为 ,方向与 v 垂直,斜向右上方,
即与电场 E 方向夹角为 37°,斜向上。
【点睛】解决本题的关键知道小球竖直上抛时,在竖直方向和水平方向上的运动规律,结合
牛顿第二定律和运动学公式灵活求解.
18.如图所示,半径为 R 的光滑圆形轨道固定在竖直面内.小球 A、B 质量分别为 m、βm(β 为待
定系数).A 球从左边与圆心等高处由静止开始沿轨道下滑,与静止于轨道最低点的 B 球相撞,碰
撞后 A、B 球能达到的最大高度均为 R,碰撞中无机械能损失.重力加速,碰撞中无机械能损
失.重力加速度为 g.试求:
(1)待定系数 β;
(2)第一次碰撞刚结束时小球 A、B 各自的速度和 B 球对轨道的压力;
(3)小球 A、B 在轨道最低处第二次碰撞刚结束时各自的速度,并讨论小球 A、B 在轨道最
低处第 n 次碰撞刚结束时各自的速度.
【答案】(1)3;(2) ,方向向左和 ,方向向右;4.5mg,方向竖直向下;
(3)小球 A、B 在轨道最低处第二次碰撞刚结束时各自的速度分别是 和 0,当 n 为奇
数时,小球 A、B 在第 n 次碰撞铡结束时的速度分别与其第一次碰撞刚结束时相同; 当 n 为
偶数时,小球 A、B 在第 n 次碰撞铡结束时的速度分别与其第二次碰撞刚结束时相同;
【解析】
【详解】(1)A 球从静止开始下滑到碰撞后 A、B 球达到的最大高度的过程,由机械能守恒定
律得
,
解得:β=3
(2)设 A、B 碰撞后的速度分别为 v1、v2,则
3 0
3
5v v=
1
4
1
2 gR− 1
2 gR
2gR
1 1
4 4mgR mgR mgRβ= +设向右方向正,向左 负,解得: ,方向向左; ,方向向右.
设轨道对 B 球的支持力为 FN,B 球对轨道的压力为 FN′,方向竖直向下为正
则由牛顿第二定律得 ,
解得:FN=4.5mg
由牛顿第三定律得,FN′=-FN=-4.5mg,方向竖直向下.
(3)设 A、B 两球第二次碰撞刚结束时各自的速度分别为 V1、V2,
由机械能守恒和动量守恒得
-mv1-βmv2=mV1+βmV2
解得, ,V2=0.(另一组解:V1=-v1,V2=-v2,不合题意,舍去)
由此可得
当 n 为奇数时,小球 A、B 在第 n 次碰撞铡结束时的速度分别与其第一次碰撞刚结束时相同;
当 n 为偶数时,小球 A、B 在第 n 次碰撞铡结束时的速度分别与其第二次碰撞刚结束时相同;
为
2
1
1 1
2 4mv mgR=
2
2
1 1
2 4mv mgRβ β=
1
1
2v gR= − 2
1
2v gR=
2
2
N
vF mg m R
β β− =
2 2
1 2
1 1
2 2mgR mV mVβ= +
1 2V gR=