2024浙江省浙里特色联盟高二下学期4月期中考试物理含解析

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高二年级物理学科试题
考生须知：
1.本卷共8页满分100分，考试时间90分钟。
2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3.所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。
4.考试结束后，只需上交答题纸。
选择题部分
一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分.每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 下列属于国际单位制基本单位符号的是（ ）
A. kgB. m/sC. ND. T
【答案】A
【解析】
【详解】国际单位制中的基本单位分别是：长度的单位是米，符号m；电流的单位是安培，符号是A；热力学温度的单位是开尔文，符号K；物质的量单位是摩尔，符号ml；发光强度的单位是坎德拉，符号cd；质量的单位是千克，符号kg；时间的单位是秒，符号s；故A正确，BCD错误。
故选A。
2. 小明同学在2024年4月3日上午8时40分乘坐学校研学车辆在弧形匝道内行驶时，车速达到55km/h，下列说法正确的是（ ）
A. “上午8时40分”指的是时间间隔
B. 匝道限速“60km/h”指的是瞬时速度的大小
C. 车速达到“55km/h”指的是平均速度的大小
D. 汽车过匝道过程中，速度不变
【答案】B
【解析】
【详解】A．“上午8时40分”指的是时刻，故A错误；
B．匝道限速“60km/h”指的是最大速度，是瞬时速度的大小，故B正确；
C．车速达到“55km/h”指的是瞬时速度的大小，故C错误；
D．汽车过弧形匝道过程中，速度方向变化，所以是变速度运动，故D错误。
故选B。
3. 如图是奥斯特实验装置，导线和小磁针平行放置，小磁针放在导线下方。当导线中通有向左的电流时，小磁针偏转，说明小磁针受到力的作用，下列说法正确的（ ）
A. 小磁针的N极向内偏转
B. 把小磁针平移至图中导线的上方，小磁针的偏转方向不变
C. 小磁针位置不变，改变导线中电流方向，小磁针偏转方向改变
D. 无论通电导线怎么放置，只要导线中有电流，小磁针就发生偏转
【答案】C
【解析】
【详解】A．由右手定则可知，直导线下面的磁场方向垂直纸面向外，则小磁针的N极向外偏转，故A错误；
B．由右手定则可知，直导线上面的磁场方向垂直纸面向里，则小磁针的N极向内偏转，故B错误；
C．小磁针位置不变，改变导线中电流的方向，直导线下面的磁场方向垂直纸面向里，则小磁针的N极向内偏转，与之前相反。故C正确；
D．若通电导线与小磁针垂直，导线中有电流垂直纸面向外，此时磁场方向与小磁针N极指向平行且同向，小磁针不发生偏转，故D错误。
故选C。
4. 关于图中弹簧振子的简谐运动，下列说法中正确的是（ ）
A. 振幅越大，则弹簧振子的周期越大
B. 振子从最低点向平衡位置运动的过程中，弹簧弹力始终做正功
C. 振子在振动过程中的回复力由弹簧的弹力提供
D. 振子在振动过程中，动能与重力势能之和保持不变
【答案】B
【解析】
【详解】A．弹簧振子的周期与振幅无关，与弹簧的劲度系数和振子的质量有关，故A错误；
B．振子从最低点向平衡位置运动的过程中，弹簧的弹力竖直向上，弹簧弹力始终做正功，故B正确；
C．振子在振动过程中的回复力由弹簧的弹力和重力的合力提供，故C错误；
D．振子在振动过程中，动能、重力势能与弹性势能之和保持不变，故D错误。
故选B。
5. 彩绳是中国民间的一种艺术，能丰富人们的生活。上下抖动彩绳，在某时刻彩绳呈正弦波形状，如图所示，此时波刚好传播到A点。下列说法正确的是（ ）

A. 手首先向上抖动绳子
B. 此时B点正在向下运动
C. 若人加快抖动绳子，则在相同时间内波的传播距离会增大
D. 若人加快抖动绳子，则两个相邻波峰之间的距离会减小
【答案】AD
【解析】
【详解】B．由图可知，质点A、B两点大致处于平衡位置，波向右传播，根据同侧法，可以判断质点A、B此时均向上运动，故B错误；
A．质点的起振方向与波源起振方向相同，质点A的向上起振，则手（波源）起始的振动方向为向上，故A正确；
C．波的传播速度只与介质本身有关，则加快抖动绳子，波速不变，根据
可知相同时间，传播距离不变，故C错误；
D．若人加快抖动绳子，波频率增大，根据
可知周期减小，根据
可知相邻波峰距离（波长）减小，故D正确。
故选AD。
6. 如图所示，圆形铁丝圈蘸一些肥皂液后会形成肥皂膜，将铁丝圈竖直放置，肥皂膜呈现出水平彩色横纹。下列说法正确的是（ ）
A. 这是由肥皂膜前、后表面的两列反射光相互干涉形成的
B. 若将铁丝圈缓慢顺时针旋转90°，肥皂膜将呈现竖直彩色竖纹
C. 此现象属于光的衍射现象
D. 此现象与透过狭缝看太阳呈现彩色条纹原理相同
【答案】A
【解析】
【详解】A．肥皂膜上呈现出水平彩色横纹是由肥皂膜的前表面反射光与后表面反射光干涉形成的，故A正确；
B．铁丝圈竖直放置时，肥皂膜在重力作用下不同高度厚度不同，膜的下部较厚、上部较薄，在同一水平线上的膜厚度相同，出现在同一个水平干涉条纹，因此将铁丝圈缓慢顺时针旋转90°，条纹不会随着铁丝圈转动，仍在水平方向，故B错误；
C．此现象属于光的薄膜干涉现象，故C错误；
D．透过狭缝看太阳呈现彩色条纹原理是衍射现象，故D错误。
故选A。
7. 如图甲，用装有墨水的小漏斗和细线做成单摆，水平纸带中央的虚线在单摆平衡位置的正下方。用电动机匀速拉动纸带时，让单摆小幅度前后摆动，于是在纸带上留下径迹。调节电动机拉动速度，分别得出图乙和丙两条纸带，取3.14，重力加速度g大小取。下列说法正确的是（ ）
A. 无论纸带是否匀速拉动，都可以用纸带通过的距离表示时间
B. 由图知乙纸带的速度为丙纸带速度的0.5倍
C. 单摆漏斗在P点和Q点运动的方向相同
D. 若乙图中，纸带拖动速度为10cm/s，可推算该单摆的摆长约为1m
【答案】D
【解析】
【详解】A．纸带匀速运动时，由知，位移与时间成正比，因此只有在匀速运动的条件下，才可以用纸带通过的距离表示时间，故A错误；
B．由于乙图中有单摆的摆动时间为两个周期，丙图中有单摆的摆动时间为四个周期，纸带同样移动40cm，丙的时间是乙的两倍，故乙纸带的速度为丙纸带速度的2倍，故B错误；
C．根据同侧法，可知单摆漏斗在P点向上振动，在Q点向下振动，单摆漏斗在P点和Q点运动的方向相反，故C错误；
D．乙图中，纸带拖动速度为10cm/s，可得单摆周期为
根据单摆周期公式
可得单摆的摆长约为
故D正确。
故选D。
8. 如图所示，实线和虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷。此刻，M是波峰与波峰的相遇点，下列说法中正确的是（ ）
A. 该时刻位于O处的质点正处于平衡位置
B. P、N两处的质点始终处在平衡位置
C. 随着时间的推移，M处的质点将向O处移动
D. O、M连线的中点是振动减弱的点，其振幅为零
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图知O处是波谷和波谷叠加，正处于最低点，故A错误；
B．P、N两处是波谷和波峰叠加，位移始终为零，即处于平衡位置，故B正确；
C．振动的质点只是在各自的平衡位置附近上下振动，不会“随波迁移”，故C错误；
D．O、M两点都是振动加强点，则O、M连线的中点也是振动加强的点，其振幅为2A，故D错误。
故选B。
9. 《天工开物》中提到一种古法榨油——撞木榨油。如图，撞木榨油是先将包裹好的油饼整齐地摆到榨具里，然后用撞木撞击木楔，挤压油饼，油就流出来。某次撞击前撞木的速度为6m/s，撞击后撞木反弹，且速度大小变为原来的一半。已知撞木撞击木楔的时间为0.5s，撞木的质量为100kg。则撞木对木楔撞击力大小为（ ）
A. 600NB. 1600NC. 1800ND. 2800N
【答案】C
【解析】
【详解】取撞击前撞木的速度方向为正方向，根据动量定律有
解得
根据牛顿第三定律可知撞木对木楔撞击力大小为1800N。
故选C。
10. 如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃。设紫光和红光从O点第一次传播射到圆弧面的时间分别为和，则下列说法中正确的是（ ）
A. B.
C. 在玻璃中红光的速度比紫光小D. 光线OB是红光的折射光线
【答案】A
【解析】
【详解】AB．设光线在O点的入射角为i，任一光线的折射角为r，光在玻璃中传播的路程是s，半圆柱的半径为R。则光在玻璃中的速度为
由几何知识得
则光由O到圆弧面的传播时间为
由折射率，解得
由题知，入射角i相同，R、c相等，所以传播时间t相同，即
故A正确，B错误；
C．在玻璃中紫光的折射率比红光的折射率较大，由分析可知，紫光在半圆柱体玻璃中传播速度比红光较小，故C错误；
D．在玻璃中紫光的折射率比红光的折射率较大，由，可知在O点，紫光和红光的入射角相同，紫光折射角较小，所以光线OB是紫光的折射光线，故D错误。
故选A。
11. 如图，两根通电长直导线a、b平行放置，a、b中的电流强度分别为I和2I，此时a受到的磁场力为F，以该磁场力方向为正方向。a、b的正中间再放置一根与a、b平行共面的通电长直导线c后，a受到的磁场力大小变为2F，则此时（ ）
A. c导线中的电流为2I，方向向上B. b受到的磁场力的大小可能为7F
C. c导线中的电流为I，方向向下D. b受到的磁场力的大小为F
【答案】B
【解析】
【详解】AC．由题意可知，设a、b导线距离为，则b导线在a处产生的磁场为
则a导线所受安培力为
a、b导线电流方向相反，两导线相互排斥，所以a受到b导线的磁场力方向为向左，当放置c导线后，a受到的磁场力大小变为，即可能a受到c导线向左的大小为的力，此时需要c导线电流方向向上，设此时c导线的电流为，则c导线在a处产生的磁场为
则a导线所受c导线的安培力为
联立上式解得
即c导线中的电流为I，方向向上；同理可知，也能a受到c导线向右的大小为的力，此时需要c导线电流方向向下，电流大小为；AC错误
BD．由于中电流是中电流的2倍，且方向相反，在、正中间，则b受到的磁场力是受到的磁场力的2倍，且方向相同，若c导线电流方向向上，此时b导线受到a的磁场力为，b导线受到c的磁场力为，则合磁场力为；若c导线电流方向向下，此时b导线受到a的磁场力为，b导线受到c的磁场力为，则合磁场力为，即b导线的合磁场力大小可能为或，故B正确，D错误。
故选B。
12. 质量为和的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其位移—时间图像如图所示，由图像可判断以下说法正确的是（ ）
A. 碰后两物体的运动方向相同B. 碰后的速度大小为
C. 两物体的质量之比D. 两物体的碰撞是弹性碰撞
【答案】C
【解析】
【详解】A．图像斜率表示速度可知碰后两物体的运动方向相反，故A错误；
B．碰后的速度大小为
故B错误；
C．碰撞后的速度为
碰撞前的速度为
碰撞前的速度为0，根据动量守恒定律得
代入数据得
故C正确；
D．碰撞前的总动能为
碰撞后的总动能为
代入数据比较可得
由能量损失，可知不是弹性碰撞，故D错误。
故选C。
13. 如图所示为一带电粒子探测器装置的侧视图：在一水平放置、厚度为d的薄板上下，有磁感应强度大小均为B但方向相反的匀强磁场：上方的磁场方向垂直纸面向里，而下方磁场方向垂直纸面向外。有一电荷量为q、质量为m的粒子进入该探测器，其运动轨迹如图中曲线所示，粒子的轨迹垂直于磁场方向且垂直穿过薄板。如果薄板下方轨迹的半径R大于薄板上方轨迹的半径r，设粒子重力与空气阻力可忽略不计，则下列说法正确的是（ ）
A. 粒子带正电，由O点沿着轨迹运动至P点
B. 穿过薄板后，粒子的动能为
C. 穿过薄板导致的粒子动能改变
D. 粒子穿过薄板时，所受到的平均阻力大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A．粒子穿过薄板后速度会减小，由
可得半径
且
可见粒子做圆周运动的半径会减小，由于
则粒子是由P点沿着轨迹运动到O点的，由左手定则知，粒子带正电，故A错误；
BCD．粒子在磁场中运动时的动能
可见粒子穿过薄板前的动能前
粒子穿过薄板后的动能
则穿过薄板过程动能变化量
即穿过薄板导致的粒子动能改变了
粒子穿过薄板过程，由动能定理
解得粒子所受的平均阻力大小
故C正确，BD错误。
故选C。
二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分.每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的.全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
14. 下列说法正确的是（ ）
A. 麦克风和电动机的工作原理是相同的
B. 物体受合外力越大，则动量变化越快
C. 利用脱水机甩干洗完衣服上的水滴时，随着脱水机结束工作转速缓慢减小时，机器的摆动反而变得剧烈了起来，这是共振现象
D. “彩超”的利用电磁波的反射检查病变
【答案】BC
【解析】
【详解】A．麦克风的工作原理是将声音信号转化为电信号的装置；电动机是将电能转化为机械能，两者工作原理不同，故A错误；
B．根据动量定理，有
可知物体受合外力越大，则动量变化越快，故B正确。
C．小红利用脱水机甩干洗完衣服上的水滴时，发现随着脱水机结束工作转速缓慢减小时，机器的摆动反而变得剧烈了起来，这是由于机器的固有频率与脱水机转动的频率越来越接近，从而产生了共振引起的，故C正确；
D．医用彩超可以用来检查心脏、大脑、眼底的病变是利用了多普勒效应，不是反射，故D错误。
故选BC。
15. 如图甲所示，“充气碰碰球”游戏是一项很减压的趣味运动项目。为了研究其中的碰撞规律，简化为如图乙所示的模型：直径相同的A球和B球碰撞前后都在同一水平直线上运动，碰前A球的动量，B球静止，碰后B球的动量变为。则两球质量与间的关系可能是（ ）
甲 乙
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】以A球的初速度方向为正方向，由碰撞过程系统动量守恒得
解得
根据碰撞过程总动能不增加，有
解得
碰后两球同向运动，A的速度不大于B的速度，则有
解得
因此，两球质量关系为
故选 BC。
非选择题部分
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
16. 某同学在做“验证动量守恒定律”的实验，装置如图1所示。
（1）按图1装置进行实验，以下测量工具中必需的是__________。
A. 刻度尺B. 弹簧测力计C. 秒表
（2）关于本实验，下列说法中正确的是__________。
A. 两小球碰撞时，可用体积不同的小球
B. 同一次实验中，入射球可以从不同的位置由静止滚下
C. 斜槽轨道末端的切线必须水平
（3）小球1的质量与小球2的质量应满足的关系是__________（填“＞”“＜”或“＝”）。
（4）某次实验中得出的落点情况如图2所示，忽略本次实验的误差，则入射小球质量和被碰小球质量之比为__________。
【答案】（1）A （2）C
（3）＞ （4）
【解析】
【小问1详解】
某同学在做“验证动量守恒定律”的实验，装置如图1所示，需要刻度尺测量小球平抛运动的水平位移，不需要弹簧测力计和秒表，故A正确，BC错误。
故选A。
【小问2详解】
A．为了使两球发生对心正碰，两小球的半径相同，小球的体积相同，故A错误；
B．为了保证球的初速度相等，入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故B错误；
C．为了保证小球做平抛运动，必须保证斜槽轨道末端切线水平，故C正确。
故选C。
【小问3详解】
小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律，则
在碰撞过程中动能守恒，则
解得
为了防止小球A碰后反弹，则
【小问4详解】
两球离开斜槽轨道后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，小球做平抛运动的时间t相等，入射球碰撞前做平抛运动的初速度
碰撞后入射球的速度
被碰球的速度
两球碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
可得
由图2所示可知
，，
解得
17. 某实验小组用单摆测重力加速度。
（1）下列悬挂单摆的装置中最合理的是__________。
A. B.
C. D.
（2）单摆固定在铁架台上，刻度尺竖直放置，0刻度与单摆悬挂点对齐并靠近单摆，如下图。测得单摆的摆长__________cm（结果保留小数点后2位）。
（3）由于悬挂点松动，单摆实际摆长比测量值大，则测量出的重力加速度比实际值__________（填“偏大”、“偏小”或“准确”）。
（4）另一组同学测出了摆线长度L和摆动周期T，如图a所示。通过改变悬线长度L，测出对应的摆动周期T，获得多组T与L，再以为纵轴、L为横轴画出函数关系图像如图b所示。由图像可知，当地重力加速度__________（结果用含π的表达式）。
【答案】（1）D （2）
（3）偏小 （4）
【解析】
【小问1详解】
实验中单摆的摆长不能发生变化，不能使用弹性棉绳，可以使用细丝线，摆球要使用质量大体积小的铁球。
故选D。
小问2详解】
刻度尺的最小刻度为1mm，单摆的摆长为
【小问3详解】
由于悬挂点松动，单摆实际摆长比测量值大，根据单摆周期公式
可知测量出的重力加速度比实际值偏小。
【小问4详解】
根据单摆周期公式有
整理得
根据图像斜率有
解得
18.
（1）小明同学正在用双缝干涉实验仪测量光的波长，在光具座上正确安装好仪器后，他在测量端观察的同时，不断调节仪器的A部件（如照片所示），这样做的目的是__________（填选项）。
A. 使各部件的中心在同一直线上
B. 使单缝与双缝相互平行
C. 使观察到的图样呈现在视野中央
（2）某次测量时，选用双缝的间距为0.200mm，测得屏与双缝间的距离为0.80m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56mm。则所测单色光的波长为__________m（结果保留3位有效数字）。
【答案】（1）B （2）
【解析】
【小问1详解】
调节拨杆的作用是使单缝与双缝相互平行。
故选B。
【小问2详解】
相邻暗条纹的间距为
根据相邻暗条纹公式
可得
19. 2024年初“南方小土豆勇闯哈尔滨”上了热搜，丰富的冰雪运动吸引了大量的南方游客。在冰雪大世界有一个冰滑梯，如图所示，与水平面成37°角的倾斜冰滑道与水平冰滑道在B点平滑连接，滑梯顶端高度。小孩乘坐冰车由静止开始从滑道顶端A出发，经过B点后与处于静止状态的家长所乘坐的冰车发生碰撞（碰撞时间极短），碰撞后两冰车（包含小孩和家长）一起共同运动，已知小孩和冰车的总质量，家长和冰车的总质量，人与冰车均可视为质点，冰车与冰面的动摩擦因数为0.25，忽略空气阻力，取重力加速，，，求：
（1）小孩（含冰车）与家长（含冰车）碰前速度的大小；
（2）小孩（含冰车）在倾斜冰道上滑动过程中摩擦力冲量的大小；
（3）小孩（含冰车）与家长（含冰车）碰后速度的大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）小孩（含冰车）在倾斜冰滑道上的加速下滑时，由牛顿第二定律可有
解得
由运动学公式可知
由几何关系可知
解得
（2）小孩（含冰车）在倾斜冰滑道上的下滑时间为t，则
此过程中摩擦力的冲量I大小为
（3）小孩与家长（含各自冰车）在碰撞过程中动量守恒，则
解得
20. 如图所示为等臂电流天平，左臂挂盘和砝码的总质量为0.4kg，右臂所挂矩形线圈的总质量为0.3kg，线圈水平边的长为0.1m。下边处在磁感应强度大小为1.0T，方向垂直线圈平面（纸面）向里的匀强磁场中。当线圈中通过大小为1.0A，方向如图中所示（顺时针）的电流时两臂正好平衡。重力加速度为g，（g取10m/s2）
（1）求右边线圈的匝数N为多少？
（2）若线圈的电流方向突然方向（逆时针），则左臂的挂盘及砝码的总质量应为多少才能保持天平再次平衡？
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）设左臂挂盘与砝码的总质量为m1，右臂所挂的矩形线圈质量为m2，通过线圈的电流为I，线框的边长为L，则线框底边受到的安培力
线框受力平衡有
解得
（2）电流反向后，安培力反向，设此时左臂挂盘与砝码的总质量为
21. 在芯片制造过程中，离子注入是芯片制造重要的工序。甲图是我国自主研发的离子注入机，乙图是离子注入机的部分工作原理示意图。初速为零的离子经电场加速后沿水平方向先通过速度选择器，再进入磁分析器，磁分析器是中心线半径为R的四分之一圆环，其两端中心位置M和N处各有一个小孔，利用磁分析器选择出特定比荷的离子后经N点打在硅片（未画出）上，完成离子注入。已知速度选择器和磁分析器中的匀强磁场的磁感应强度大小均为B、方向均垂直纸面向外；速度选择器中匀强电场的电场强度大小为E。整个系统置于真空中，不计离子重力。求：
（1）能从速度选择器中心线通过的离子的速度大小v；
（2）能通过N打到硅片上的离子的比荷，并判断该离子的带电性质。
（3）加速电场的电压U。
（4）离子在磁分析器中的运动时间t。
【答案】（1）；（2），带正电荷；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）离子通过速度选择器时，有
解得
（2）离子在磁分析器中，有
解得
对离子受力分析可知，离子受到洛仑兹力指向圆心O，根据左手定则可知离子带正电荷。
（3）离子经加速电场，由动能定理可有
解得
（4）离子在磁分析器中，经四分之一周期
22. 航空公司装卸货物时常因抛掷而造成物品损坏，为解决这个问题，某同学设计了如图所示的缓冲转运装置。装置A上表面由光滑曲面和粗糙水平面组成，装置A紧靠飞机，转运车B紧靠A。已知包裹与装置A、转运车B水平上表面的动摩擦因数均为1=0.2，装置A与水平地面间的动摩擦因数2=0.1，最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力，不计转运车B与水平地面间的摩擦。A、B的质量均为M=40kg，A、B水平上表面的长度均为L=4m。包裹可视为质点，将其由装置A的光滑曲面某高度h处静止释放，包裹与B的右挡板碰撞损失的机械能可忽略。重力加速度g取10m/s2。
（1）要使包裹在装置A上运动时A不动，则包裹的质量最大不超过多少kg；
（2）若包裹质量m1=50kg，从高度h=0.2m处静止释放，包裹最终没有滑出装置A，求转运车B最终匀速运动时的动量；
（3）若包裹质量m2=10kg，为使包裹能停在转运车B上，则该包裹静止释放时高度h应满足的条件。
【答案】（1）40kg；（2）；方向水平向右；（3）
【解析】
【详解】（1）要求A不动时需满足
解得
即包裹C的质量不能超过40kg。
（2）由于包裹质量m1=50kg大于40kg，则装置A带动B车运动，加速度为
包裹加速度
包裹在光滑曲面下滑，有
解得
当三者共速有
此时三者速度
此后，A开始减速与B分离，最终动量
方向水平向右。
（3）由于包裹质量m2=10kg小于40kg，则装置A始终静止不动，所以A释放高度最小时，包裹C恰好滑上B车，则有
解得
A释放高度最大时，则包裹C滑上B车与挡板碰撞后返回B车最左端时二者恰好共速，下滑至B车时有
与B车相互作用过程满足
解得
即包裹静止释放时的高度h应满足