《解析》山东省淄博市淄川中学2016-2017学年高二下学期期中物理试卷Word版含解析
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2016-2017学年山东省淄博市淄川中学高二(下)期中物理试卷
一、选择题(本题共11小题,每小题4分,共44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,第8~11题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)
1.沿光滑斜面自由下滑的物体,其受到的力有()
A.重力、斜面的支持力
B.重力、下滑力和斜面的支持力
C.重力、下滑力
D.重力、下滑力、斜面的支持力和紧压斜面的力
2.关于自由落体运动,下列说法中正确的是()
A.在空气中不考虑空气阻力的运动是自由落体运动
B.物体做自由落体运动时不受任何外力的作用
C.质量大的物体,受到的重力大,落到地面时的速度也一定很大
D.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
3.如图所示,人静止在水平地面上的测力计上,下列说法正确的是()
A.人对测力计的压力和测力计对人的支持力是一对作用力与反作用力
B.人对测力计的压力和测力计对人的支持力是一对平衡力
C.人对测力计没有压力
D.人对测力计有压力,测力计对人没有支持力
4.重为500N的木箱放在水平地面上,木箱与地面间最大静摩擦力为105N,动摩擦因数是0.2,如果分别用80N和120N的水平力推木箱,经过一段时间后,木箱受到的摩擦力分别是()
A.80 N 120 N B.80 N 100 N C.0 N 100 N D.80 N 105 N
5.当具有5.0eV能量的光子照射到某金属表面后,从金属表面逸出的电子具有最大的初动能是 1.5eV.为了使这种金属产生光电效应,入射光的最低能量为()
A.1.5eV B.3.5eV C.5.0eV D.6.5eV
6.14C是碳元素的一种具有放射性的同位素,其半衰期约为5700年.在某次研究中,测得考古样品中14C的含量大约是鲜活生命体中14C含量的,则样品生活的年代约是()
A.11400年前B.17100年前C.22800年前D.45600年前
7.质量为m a=1kg,m b=2kg的小球在光滑的水平面上发生碰撞,碰撞前后两球的位移﹣时间图象如图所示,则可知碰撞属于()
A.弹性碰撞B.非弹性碰撞
C.完全非弹性碰撞 D.条件不足,不能判断
8.下列几组共点力,可能使物体处于平衡状态的有()
A.5 N、6 N、2 N B.2 N、3 N、4 N C.2 N、3 N、10 N D.2 N、8 N、3 N 9.下列说法中正确的是()
A.爱因斯坦提出了光子说及光电效应方程,成功地解释了光电效应规律B.汤姆逊通过阴极射线的研究发现了电子,并提了原子的核式结构模型C.玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律
D.卢瑟福通过α粒子散射实验发现了质子
10.处于基态的氢原子被一束单色光照射后,共发出三种频率分别为v1、v2、v3的光子,且v1>v2>v3,则入射光子的能量应为()
A.hv1B.hv2C.hv3D.h(v1+v2+v3)
11.一辆汽车从静止开始由甲地出发,沿平直公路开往乙地.汽车先做匀加速运动.接着做匀减速运动,开到乙地刚好停止.其速度图象如图所示,那么在0﹣t0和t0﹣3t0两段时间内()
A.加速度大小比为3:1 B.位移大小之比为1:2
C.平均速度大小之比为2:1 D.平均速度大小之比为1:1
二、填空、实验题(每空2分,共14分)
12.在做《研究匀变速直线运动》的实验时,所用电源频率为50Hz,取下一段纸带研究,如图所示.设0点为计数点的起点,相邻两计数点间还有四个点未画
出,则相邻计数点的时间间隔是s,各段测量数据如图所示,物体的加速度a=m/s2,物体在图中标记为“2”的计数点的瞬时速度为v=m/s.
13.某同学设计了一个用打点计时器做“验证动量守恒定律”的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速运动,然后与原来静止的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动.他设计的具体装置如图1所示,在小车后连接着纸带,电磁打点计时器使用的电源频率为50Hz,长木板垫着小木片以平衡摩擦力.
(1)若已得到打点纸带如图2所示,并测得各计数点间距(标在图上).A为运动起点,则应该选择段来计算A碰前的速度,应选择段来计算A 和B碰后的共同速度.(以上空格选填“AB”、“BC”、“CD”、“DE”)
(2)已测得小车A的质量m1=0.40kg,小车B的质量m2=0.20kg,由以上测量结果可得碰前m1v0=kg•m/s,碰后(m1+m2)v共=kg•m/s,由此得出结论.(计算结果保留三位有效数字.)
14.物理学家们普遍相信太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应.根据这一理论,在太阳内部4个氢核(H)转化成1个氦核(He)和2个正电子(e)并放出能量.已知质子质量mβ=1.0073u,α粒子的质量mα=4.0015u,电子的质量m e=0.0005u,1u的质量对应931.5MeV的能量,
(1)写出该热核反应方程:
(2)一次这样的热核反应过程中释放出兆电子伏的能量?(结果保留两位有效数字)
三、计算题(本题共4个小题,共42分,请写出必要的文字说明和重要的演算步骤,只写出结果不得分.)
15.以18m/s的速度行驶的汽车,紧急刹车后做匀减速直线运动,其加速度大小为6m/s2,求:
(1)汽车在2s内通过的距离;
(2)汽车在6s内通过的距离.
16.一辆总质量是4.0×103kg的满载汽车,从静止出发,沿路面行驶,汽车的牵引力是6.0×103N,受到的阻力为车重的0.1倍.求汽车运动的加速度和20秒末的速度各是多大?(g取10m/s2)
17.如图质量为m B的平板车B上表面水平,开始时静止在光滑水平面上,在平板车左端静止着一块质量为m A的物体A,一颗质量为m0的子弹以v0的水平初速度射入物体A,射穿A后速度变为v.已知A、B之间的动摩擦因数不为零,且A与B最终达到相对静止.求:
(1)子弹射穿物体A的瞬间物体A的速度v A;
.(设车身足够长).
(2)平板车B和物体A的最终速度v
共
18.如图光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体,斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上.某时刻小孩将冰块以相对冰面v1=4m/s的速度向斜面体推出,冰块平滑地滑上斜面体.已知冰块的质量为m1=10kg,斜面体的质量为m2=30kg,小孩与滑板的总质量为m3=30kg,小孩与滑板始终无相对运动.取重力加速度的大小g=10m/s2.
(1)求冰块在斜面体上上升的最大高度h(已知h小于斜面体的高度);
(2)通过计算判断,冰块与斜面体分离后能否再追上小孩?
2016-2017学年山东省淄博市淄川中学高二(下)期中物
理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共11小题,每小题4分,共44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,第8~11题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)
1.沿光滑斜面自由下滑的物体,其受到的力有()
A.重力、斜面的支持力
B.重力、下滑力和斜面的支持力
C.重力、下滑力
D.重力、下滑力、斜面的支持力和紧压斜面的力
【考点】28:弹性形变和范性形变.
【分析】对物体受力分析时要注意力的施力物体是谁,不能多分析了物体受到的力,如下滑力就是不存在的力.
【解答】解:光滑的斜面上自由下滑物体受到重力和支持力.下滑力是不存在的,压力作用在斜面上,不是物体所受到的力.故A正确,B、C、D错误.
故选A.
2.关于自由落体运动,下列说法中正确的是()
A.在空气中不考虑空气阻力的运动是自由落体运动
B.物体做自由落体运动时不受任何外力的作用
C.质量大的物体,受到的重力大,落到地面时的速度也一定很大
D.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
【考点】1J:自由落体运动.
【分析】自由落体运动的特点是初速度为零,仅受重力.不管轻重如何,加速度相等,都为g.
【解答】解:A、自由落体运动的特点是初速度为零,仅受重力.不受空气阻力
的运动不一定是自由落体运动.故A错误.
B、做自由落体运动的物体仅受重力.故B错误.
C、不管轻重如何,物体自由下落的加速度相等.故C错误.
D、同一地点,自由落体运动的加速度相等.故D正确.
故选:D.
3.如图所示,人静止在水平地面上的测力计上,下列说法正确的是()
A.人对测力计的压力和测力计对人的支持力是一对作用力与反作用力
B.人对测力计的压力和测力计对人的支持力是一对平衡力
C.人对测力计没有压力
D.人对测力计有压力,测力计对人没有支持力
【考点】35:作用力和反作用力;38:牛顿第三定律.
【分析】平衡力、作用力反作用力都是大小相等、方向相反,作用在同一直线上.平衡力作用在同一物体上,作用力与反作用力作用在不同的物体上.
【解答】解:A、人对测力计的压力和测力计对人的支持力是一对作用力与反作用力.故A正确B错误.
C、人对测力计有压力.故C错误.
D、人对测力计有压力,根据力的相互性,测力计对人有支持力.故D错误.
故选A
4.重为500N的木箱放在水平地面上,木箱与地面间最大静摩擦力为105N,动摩擦因数是0.2,如果分别用80N和120N的水平力推木箱,经过一段时间后,木箱受到的摩擦力分别是()
A.80 N 120 N B.80 N 100 N C.0 N 100 N D.80 N 105 N
【考点】27:摩擦力的判断与计算.
【分析】物体静止时受到的摩擦力为静摩擦力,静摩擦力的最大值就是最大静摩擦力,静摩擦力根据二力平衡来计算;
当物体发生相对滑动时受到的摩擦力为滑动摩擦力,滑动摩擦力用F=μF N来计算.
【解答】解:木箱与地面间最大静摩擦力为105N,
当用80N的水平力推木箱时,木箱不动,此时受的摩擦力是静摩擦力,大小与水平力推力相等,也是80N;
滑动摩擦力f=μN=0.2×500N=100N;
用120N的水平力推木箱时,120N大于100N了,物体要运动,此时受的摩擦力是滑动摩擦力,滑动摩擦力的大小为f=100N;
故选:B.
5.当具有5.0eV能量的光子照射到某金属表面后,从金属表面逸出的电子具有最大的初动能是 1.5eV.为了使这种金属产生光电效应,入射光的最低能量为()
A.1.5eV B.3.5eV C.5.0eV D.6.5eV
【考点】IE:爱因斯坦光电效应方程.
【分析】当光照射金属时,电子吸收能量后逸出金属表面,逸出电子叫光电子,这现象称光电效应.从金属表面逸出的电子具有最大的初动能等于入射光的能量与逸出功之差.
【解答】解:由从金属表面逸出的电子具有最大的初动能是1.5eV.而入射光的能量为5.0eV.则该金属的逸出功为3.5eV.而不论入射光的能量如何变化,逸出功却不变.所以恰好发生光电效应时,入射光的能量最低为3.5eV.
故选:B
6.14C是碳元素的一种具有放射性的同位素,其半衰期约为5700年.在某次研究中,测得考古样品中14C的含量大约是鲜活生命体中14C含量的,则样品生活的年代约是()
A.11400年前B.17100年前C.22800年前D.45600年前
【考点】JA:原子核衰变及半衰期、衰变速度.
【分析】根据半衰期的物理意义以及剩余质量和总质量之间的关系可正确求解.【解答】解:设原来614C的质量为M0,衰变后剩余质量为M则有:
M=M0×()n,其中n为发生半衰期的次数,
由题意可知剩余质量为原来的,故n=3,所以死亡时间为:3×5700=17100年,故ACD错误,B正确.
故选:B.
7.质量为m a=1kg,m b=2kg的小球在光滑的水平面上发生碰撞,碰撞前后两球的位移﹣时间图象如图所示,则可知碰撞属于()
A.弹性碰撞B.非弹性碰撞
C.完全非弹性碰撞 D.条件不足,不能判断
【考点】53:动量守恒定律.
【分析】根据x﹣t图象的斜率等于速度求出各个物体的速度,分别求出碰撞前后的总动量,即可判断动量是否守恒;根据碰撞前后机械能是否守恒判断是否为弹性碰撞即可.
【解答】解:根据x﹣t图象可知:a球的初速度为:v a==3m/s,b球的初的速度为v b=0,
碰撞后a球的速度为:v a′=﹣=﹣1m/s
碰撞后b球的速度为:v b′==2m/s
两球碰撞过程中,动能变化量为:△E k=m a v a2+0﹣m a v a′2=×1×32﹣×1×12﹣×2×22=0
则知碰撞前后系统的总动能不变,此碰撞是弹性碰撞;
故选:A.
8.下列几组共点力,可能使物体处于平衡状态的有()
A.5 N、6 N、2 N B.2 N、3 N、4 N C.2 N、3 N、10 N D.2 N、8 N、3 N 【考点】2D:合力的大小与分力间夹角的关系.
【分析】三力合成,先将其中的两个力合成,再与第三个力合成,合成时,三力同向合力最大,两个力合成的合力有个范围,用与第三个力最接近的数值与第三个力合成求最小合力.
使物体处于平衡状态的条件是合外力等于0.
【解答】解:A、5N与6N合成最大11N,最小1N,可能为2N,故三力的合力可能为零,可能使物体处于平衡状态.故A正确;
B、2N和3N合成最大5N,最小1N,可能为4N,故三力的合力可能为零,故B 正确;
C、2N和3N合成最大5N,最小1N,不可能为10N,故三力的合力不可能为零,故C错误;
D、2N和3N合成最小1N,最大5N,不可能为8N,故三力的合力不可能为零,故D错误;
故选:AB
9.下列说法中正确的是()
A.爱因斯坦提出了光子说及光电效应方程,成功地解释了光电效应规律
B.汤姆逊通过阴极射线的研究发现了电子,并提了原子的核式结构模型
C.玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律
D.卢瑟福通过α粒子散射实验发现了质子
【考点】IC:光电效应;J1:粒子散射实验;J4:氢原子的能级公式和跃迁.【分析】根据物理学史和常识解答,记住著名物理学家的主要贡献即可.
【解答】解:A、根据光学发展的历程可知,1905年,爱因斯坦提出的光子说很好地解释了光电效应现象.故A正确;
B、汤姆逊通过阴极射线的研究发现了电子,卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究提出了原子的核式结构模型.故B错误;
C、玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律.故C正确;
D、卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究提出了原子的核式结构模型.故D错误.故选:AC
10.处于基态的氢原子被一束单色光照射后,共发出三种频率分别为v1、v2、v3的光子,且v1>v2>v3,则入射光子的能量应为()
A.hv1B.hv2C.hv3D.h(v1+v2+v3)
【考点】J4:氢原子的能级公式和跃迁;J5:氢原子光谱.
【分析】根据发出的三种光子的频率,可知哪种光子的能量与入射的单色光的能量相等,从而得知正确选项.
【解答】解:处于基态的氢原子被一束单色光照射后,共发出三种频率分别为v1、v2、v3的光子,说明电子由基态跃迁到了n=3 的定态,由n=3的定态跃迁到基态,可以发出三种频率的光子,由v1>v2>v3可知,频率为v1的光子是由n=3的定态直接跃迁的基态的,其能量与入射光子的能量相等,所以入射光子的能量为hv1,选项A正确,BCD错误
故选A
11.一辆汽车从静止开始由甲地出发,沿平直公路开往乙地.汽车先做匀加速运动.接着做匀减速运动,开到乙地刚好停止.其速度图象如图所示,那么在0﹣t0和t0﹣3t0两段时间内()
A.加速度大小比为3:1 B.位移大小之比为1:2
C.平均速度大小之比为2:1 D.平均速度大小之比为1:1
【考点】1I:匀变速直线运动的图像;19:平均速度;1A:瞬时速度.
【分析】根据速度图象的斜率等于加速度求解加速度之比.速度图象与坐标轴所围“面积”等于位移大小,由几何知识求解位移大小之比.根据匀变速直线运动的平均速度公式=求解平均速度之比.
【解答】解:A、根据速度图象的斜率等于加速度大小,则有在0~t0和t0~2t0两段时间内加速度大小之比为:a1:a2=:=2:1.故A错误.
B、根据“面积”等于位移大小,则有位移之比为x1:x2=v0t0:v0•2t0=1:2.故B 错误.
CD、匀变速运动的平均速度大小之比为:=:=1:1.故C错误,D正确.
故选:BD.
二、填空、实验题(每空2分,共14分)
12.在做《研究匀变速直线运动》的实验时,所用电源频率为50Hz,取下一段纸带研究,如图所示.设0点为计数点的起点,相邻两计数点间还有四个点未画
出,则相邻计数点的时间间隔是0.1s,各段测量数据如图所示,物体的加速度a=1m/s2,物体在图中标记为“2”的计数点的瞬时速度为v= 5.5m/s.
【考点】M5:测定匀变速直线运动的加速度.
【分析】根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出物体的加速度,根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出2点的速度,从而即可求解.【解答】解:相邻两计数点间还有四个点未画出,则相邻计数点的时间间隔是T=0.1s,
因为连续相等时间内的位移之差为:△x=9.00﹣4.00﹣4.00=1.00cm
根据△x=aT2得:
a==m/s2=1m/s2.
2点的速度等于13段的平均速度,则有:
v2==m/s=5.5m/s.
故答案为:0.1,1,5.5.
13.某同学设计了一个用打点计时器做“验证动量守恒定律”的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速运动,然后与原来静止的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动.他设计的具体装置如图1所示,在小车后连接着纸带,电磁打点计时器使用的电源频率为50Hz,长木板垫着小木片以平衡摩擦力.
(1)若已得到打点纸带如图2所示,并测得各计数点间距(标在图上).A为运动起点,则应该选择BC段来计算A碰前的速度,应选择DE段来计算A 和B碰后的共同速度.(以上空格选填“AB”、“BC”、“CD”、“DE”)
(2)已测得小车A的质量m1=0.40kg,小车B的质量m2=0.20kg,由以上测量结果可得碰前m1v0=0.420kg•m/s,碰后(m1+m2)v共=0.417kg•m/s,由此得出结论AB碰撞过程中,系统动量守恒..(计算结果保留三位有效数字.)【考点】MD:验证机械能守恒定律.
【分析】(1)A与B碰后速度减小,通过纸带上相等时间内点迹的间隔大小确定哪段表示A的速度,哪段表示共同速度.
(2)求出碰前和碰后的速度大小,得出碰前和碰后总动量的大小,从而得出结论.
【解答】解:(1)A与B碰后粘在一起,速度减小,相等时间内的间隔减小,可知通过BC段来计算A的碰前速度,通过DE段计算A和B碰后的共同速度.(2)A碰前的速度:v0==1.05m/s,
碰前的总动量为:P=m1v0=0.4×1.05=0.420kg•m/s;
碰后共同速度:v
共==0.695m/s,.
碰后的总动量:P2=(m1+m2)v共=0.6×0.695=0.417kg.m/s
可知在误差允许范围内,AB碰撞过程中,系统动量守恒.
故答案为:(1)BC,DE;(2)0.420,0.417,AB碰撞过程中,系统动量守恒.14.物理学家们普遍相信太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应.根据这一理论,在太阳内部4个氢核(H)转化成1个氦核(He)和2个正电子(e)并放出能量.已知质子质量mβ=1.0073u,α粒子的质量mα=4.0015u,电子的质量m e=0.0005u,1u的质量对应931.5MeV的能量,
(1)写出该热核反应方程:4H→He+2e;
(2)一次这样的热核反应过程中释放出25兆电子伏的能量?(结果保留两位有效数字)
【考点】JI:爱因斯坦质能方程;JA:原子核衰变及半衰期、衰变速度;JJ:裂变反应和聚变反应.
【分析】根据核反应方程质量数和核电荷数守恒列出热核反应方程.
应用质能方程△E=△mc2求解热核反应过程中释放能量.
【解答】解:(1)根据题意,结合质量数与质子数守恒,则有:4H→He+2e;(2)根据质能方程,则有:△m=4m P﹣mα﹣2m e=4×1.0073u﹣4.0015u﹣2×0.0005u=0.0267 u
△E=0.0267 u×931.5MeV/u=24.87 MeV≈25MeV;
故答案为:4H→He+2e;25.
三、计算题(本题共4个小题,共42分,请写出必要的文字说明和重要的演算步骤,只写出结果不得分.)
15.以18m/s的速度行驶的汽车,紧急刹车后做匀减速直线运动,其加速度大小为6m/s2,求:
(1)汽车在2s内通过的距离;
(2)汽车在6s内通过的距离.
【考点】1E:匀变速直线运动的位移与时间的关系.
【分析】求出汽车刹车到停止所需的时间,因为汽车速度为零后不再运动,然后根据位移时间公式x=v0t+at2求位移.
【解答】解:由v=v0+at得:t===3s时汽车已停止
(1)t1=2<3s,
(2)t2=6s,车已停止,等于3s内的位移
所以x=v0t+at2=18×=27m
答:(1)汽车在2s内通过的距离为24m;
(2)汽车在6s内通过的距离为27m.
16.一辆总质量是4.0×103kg的满载汽车,从静止出发,沿路面行驶,汽车的牵引力是6.0×103N,受到的阻力为车重的0.1倍.求汽车运动的加速度和20秒末的速度各是多大?(g取10m/s2)
【考点】37:牛顿第二定律;1D:匀变速直线运动的速度与时间的关系.
【分析】根据汽车的受力情况,由牛顿第二定律求出加速度,再由匀变速直线运动的速度时间公式求出汽车的加速度.
【解答】解:汽车受到的阻力大小为:
f=kmg=0.1×4.0×103×10N=4.0×103N
根据牛顿第二定律得加速度大小为:
a===0.5m/s2.
20秒末的速度为:
v=at=0.5×20=10m/s
答:汽车运动的加速度是0.5m/s2,20秒末的速度是10m/s.
17.如图质量为m B的平板车B上表面水平,开始时静止在光滑水平面上,在平板车左端静止着一块质量为m A的物体A,一颗质量为m0的子弹以v0的水平初速度射入物体A,射穿A后速度变为v.已知A、B之间的动摩擦因数不为零,且A与B最终达到相对静止.求:
(1)子弹射穿物体A的瞬间物体A的速度v A;
.(设车身足够长).
(2)平板车B和物体A的最终速度v
共
【考点】53:动量守恒定律.
【分析】(1)子弹在射出木块A的过程中,子弹和木块A组成的系统动量守恒,根据动量守恒定律求出子弹射穿物块A的瞬间物块A的速率v A.
(2)木块A在小车上滑行时做匀减速直线运动,平板车做匀加速直线运动,最终两者速度相等.对木块和平板车组成的系统研究,根据动量守恒求出平板车的.
最终速度v
共
【解答】解:(1)子弹穿过物体A的过程中,子弹和物体A组成的系统动量守恒,
取向右为正方向,由动量守恒定律得:m0v0=m0v+m A v A,解得:v A=;
(2)对物块A和平板车B,以A的速度方向为正方向,
由动量守恒定律得得:m A v A=(m A+m B)v共,
解得:v
共=;
答:(1)子弹射穿物块A的瞬间物块A的速率v A为.
(2)平板车B和物块A的最终速度v
为.
共
18.如图光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体,斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上.某时刻小孩将冰块以相对冰面v1=4m/s的速度向斜面体推出,冰块平滑地滑上斜面体.已知冰块的质量为m1=10kg,斜面体的质量为m2=30kg,小孩与滑板的总质量为m3=30kg,小孩与滑板始终无相对运动.取重力加速度的大小g=10m/s2.
(1)求冰块在斜面体上上升的最大高度h(已知h小于斜面体的高度);
(2)通过计算判断,冰块与斜面体分离后能否再追上小孩?
【考点】53:动量守恒定律;6B:功能关系.
【分析】(1)冰块和斜面体组成的系统水平方向不受外力,水平动量守恒,机械能也守恒,根据系统动量守恒和机械能守恒计算冰块在斜面体上上升的最大高度h;
(2)小孩和冰块动量守恒,冰块和斜面动量守恒机械能守恒,计算小孩和冰块的最后速度,比较他们的速度大小的关系可以判断能否追上小孩.
【解答】解:(1)对于冰块和斜面体组成的系统,取水平向左为正方向,根据水平动量守恒可得,
m1v1=(m1+m2)v
根据系统的机械能守恒,可得,m1gh+(m1+m2)v2=m1v12
解得:h=0.6m
(2)小孩推冰块的过程,取水平向左为正方向,根据动量守恒可得,m1v1﹣m3v3=0解得v3=m/s
对于冰块与斜面组成的系统,由水平动量守恒得:
m1v1=m1v1′+m2v2′,
根据机械能守恒,得m1v12=m1v1′2+m2v2′2,
解得v1′=﹣2m/s
因为|v1′|>v3,所以冰块能再追上小孩.
答:
(1)冰块在斜面体上上升的最大高度h 是0.6m.(2)冰块与斜面体分离后能再追上小孩.
2017年6月14日。