一、选择题(本大题共13小题,每小题4分,共52分,在每小题给出的四个选项中) 1.(4分)一物体在水平地面上做匀变速直线运动,以s、v、a、t分别表示物体运动的位移速度、加速度和时间。则在下列描述其运动规律的图象中,可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
2.(4分)一物体在水平面上由静止出发向右做直线运动,其v﹣t图象如图所示( )
A.物体t3在时刻回到了出发点 B.物体在t2时刻离出发点最远
C.物体在0~t2时间内向右运动,在t2~t3时间内向左运动 D.物体在0~t1时间内的加速度小于t1~t2时间内的加速度
3.(4分)如图,带箭头的实线表示某静电场的电场线,虚线表示其等势面。已知a、b、c三点的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec,电势分别为φa、φb、φc.则( )
A.Ea<Eb,φb=φc B.Ea>Eb,φa>φb
C.Ea>Eb,φa<φb D.Ea=Ec,φb=φc
4.(4分)2017年12月,在距地球25光年的恒星“开普勒﹣90”周围,发现了其第8颗行星“开普勒90i”。它绕“开普勒90”公转的周期约为地球绕太阳公转周期的
,而其公转轨道半径约为地球公转轨道半径的.则“开普
勒90”的质量与太阳质量的比值约为( ) A.1:5
B.1:4
C.1:1
D.2:1
5.(4分)一列沿x轴正向传播的简谐波,某一时刻的波形图如图所示。关于图中a、b、c、d、e和f处对应质点的运动,下列说法正确的是( )
A.a、c在该时刻的加速度均为零 B.b、e在该时刻的速度方向相同 C.d、f在该时刻的速度方向相反 D.该时刻后a比d先回到平衡位置
6.(4分)形状、尺寸完全相同的钢管和塑料管均竖直放置。将一个尺寸小于两管内径的小磁铁,分别从两管的上端口由静止释放,则( ) A.小磁铁通过铜管的时间大于通过塑料管的时间 B.小磁铁通过铜管的时间小于通过塑料管的时间
C.小磁铁在两管中均做匀变速运动,且加速度大小相等 D.小磁铁在两管中均做匀变速运动,但加速度大小不相等 7.(4分)用中子轰击→
Sr+
Pu产生了m个某种粒子,核反应方程为:n+
Pu
Ba+mX,方程中的粒子X是( )
B.质子
C.α粒子
D.中子
C和
C的
A.β粒子 8.(4分)
C测年是考古中常用的一种方法。活的有机体中
质量比与大气中相同,比值为1.3×10﹣12,有机体死亡后,与大气的碳交换停止,由于
C衰变,其体内
C与
C的比值不断减小,通过测量出土的
动、植物遗存物中现有的出土物中
C与
C与C的比值,可以推断其年代,今测得某
C的半衰期为5730年,
C的比值为6.4×10﹣13,已知
则该出土物距今的时间约为( ) A.3000年
B.6000年
C.9000年
D.12000年
9.(4分)如图为氢原子的能级示意图:a表示从能级n=5到n=3的跃迁:b表示从能级n=4到n=2的跃迁:c表示从能级n=3到n=1的跃迁。氢原子在( )
A.过程b发射的光频率最大,过程a发射的光波长最长 B.过程a发射的光频率最小,过程b发射的光波长最短 C.过程c发射的光频率最大,过程a发射的光波长最长 D.过程c发射的光频率最小,过程b发射的光波长最短
10.(4分)如图所示的电路中,电源的电动势E和内电阻r恒定不变。闭合开关S,滑动变阻器的滑片P处于某一位置时,小灯泡L能发光。将滑片P从该位置向b端滑动,则( )
A.小灯泡L变亮,电流表的示数变小 B.小灯泡L变亮,电流表的示数增大 C.小灯泡L变暗,电流表的示数变小 D.小灯泡L变暗,电流表的示数增大
11.(4分)如图所示,质量分别为m和M的两物体P和Q叠放在倾角为θ的
斜面上,P、Q间的动摩擦因数为μ1,Q与斜面间的动摩擦因数为μ2(μ2<μ1)。当它们从静止开始沿斜面加速下滑时,两物体始终保持相对静止,则物体P受到的摩擦力大小为( )
A.0 B.μ1mgcosθ C.μ2mgcosθ D.mgsinθ
12.(4分)如图,一物体沿足够长的斜面向上滑动,经过M点时具有动能100J;当它向上滑行到N点时,动能变为20J,机械能损失了20J,该物体继续运动,回到M点时的动能为( )
A.45J B.50J C.55J D.60J
13.(4分)如图,在平面直角坐标系xOy的第Ⅰ象限存在大小为B、方向垂直于纸面向里的匀磁场。一质量为m、电荷量绝对值为q的粒子以一定的速度从原点O沿与y轴夹角为30°的方向进入磁场,运动到坐标为(a,b)的M点时,粒子的速度方向恰好与x轴正向一致。不计重力。下列判断正确的是( )
A.粒子带正电 B.粒子速度大小为
C.粒子由O到M经历的时间为
D.粒子离开第I象限时,其速度方向与x轴正方向的夹角为30° 二、实验题:本大题共2小题,共24分.按题目要求作答
14.(6分)某同学用螺旋测微器测量一圆柱形金属工件的直径,测量结果如图
所示,该工件的直径为 mm.
15.(18分)某同学测量一根细电阻丝的电阻率时,需测量电阻丝的电阻。使用的器材如下:待测电阻丝(电阻值为几个欧姆),电流表(内阻0.5Ω),电压表(内阻3kΩ),滑动变阻器(阻值范围0﹣100Ω),电源(电动势3V),开关,鳄鱼夹和导线若干。
(1)将图(a)中器材用线连接成测量两鳄鱼夹之间电阻丝电阻的电路 (2)该同学利用实验中测得的数据所作的图线如图(b)所示,其中I为流过电阻丝的电流,U为两个鳄鱼夹间的电压。由此可得两个鳄鱼夹之间电阻丝的电阻 Ω,(结果保留2位有效数字)
(3)实验中测得两个鳄鱼夹之间电阻丝的长度为0.23m,直径为0.206mm,可得电阻丝的电阻率为 Ω•m,(结果保留2位有效数字)
三、计算题:本大题共4小题,共74分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和主要演算步骤.只写出最后答案,不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位
16.(16分)一上部开口的柱形绝热汽缸竖直放置,汽缸内底面面积为S:一质量为m的光滑绝热活塞在汽缸中封闭有一定量的理想气体。初始时活塞停在距汽缸底部高度为h处,活塞不漏气,气体温度为27℃,缓慢加热气体,当活塞上升到距汽缸底部1.2h时,停止加热,设大气压强为p0,重力加速度为g,求求停止加热时汽缸内气体的压强和温度。
17.(18分)如图,在水平桌面上固定有宽度为d、电阻可忽略的U形导轨;均匀磁场的方向垂直于U形导轨平面,磁感应强度大小随时间的变化关系为B=B0(1+kt),式中B0、k为大于零的常量。在与导轨左端相距l处放置垂直于导轨的光滑导体棒,并用外力将其固定。导体棒的质量为m,阻值为R,与导轨接触良好。
(1)求回路中感应电流的大小;
(2)在t=t0时撤去外力,求撤去外力后瞬间导体棒加速度的大小
18.(20分)如图,玻璃柱的横截面为半径R=20.0cm的半圆,O点为圆心。光屏CD紧靠在玻璃柱的右侧且与截面底边MN垂直。一光束沿半径方向射向O点,光束和MN的夹角为θ,在光屏CD上出现两个光斑。已知玻璃的折射率为n=
。
(1)若θ=60°,求两个光斑间的距离
(2)屏上两个光斑间的距离会随θ大小的变化而改变,求两光斑间的最短距离。
19.(20分)如图,水平地面上的薄木板A,质量为m,长度l0=1.5m;小物块B置于木板A的左端,质量mB=2mA.让A、B相对地面以相同的速度v0=9m/s开始运动。已知木板A与地面间的动摩擦因数为μ1=0.4,A和B之间的动摩擦因数为μ2=0.3,重力加速度g=10m/s2.求开始运动后,A、B分离的时间以及分离时两者速度的大小。
2018年华侨、港澳、台联考高考物理试卷
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一、选择题(本大题共13小题,每小题4分,共52分,在每小题给出的四个选项中) 1.(4分)一物体在水平地面上做匀变速直线运动,以s、v、a、t分别表示物体运动的位移速度、加速度和时间。则在下列描述其运动规律的图象中,可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【解答】解:A、初速度为零的匀加速直线运动的位移为 s=at2,故s﹣t图象为过原点的抛物线,所以该图能表示匀变速直线运动。故A正确;
B、匀变速直线运动的速度与时间的关系为 v=v0+at,故v﹣t图象是一条倾斜的直线,所以该图不能表示匀变速直线运动。故B错误;
CD、匀变速直线运动的加速度恒定不变,故a﹣t图象为一条平行于时间轴的直线;故CD错误。 故选:A。
2.(4分)一物体在水平面上由静止出发向右做直线运动,其v﹣t图象如图所示( )
A.物体t3在时刻回到了出发点 B.物体在t2时刻离出发点最远
C.物体在0~t2时间内向右运动,在t2~t3时间内向左运动
D.物体在0~t1时间内的加速度小于t1~t2时间内的加速度
【解答】解:ABC、在0﹣t3时间内,物体的速度一直为正,说明物体一直向右运动,物体t3在时刻离出发点最远,故ABC错误。
D、根据图象的斜率表示加速度,斜率的绝对值越大,加速度越大,知物体在0~t1时间内的加速度小于t1~t2时间内的加速度,故D正确。 故选:D。
3.(4分)如图,带箭头的实线表示某静电场的电场线,虚线表示其等势面。已知a、b、c三点的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec,电势分别为φa、φb、φc.则( )
A.Ea<Eb,φb=φc C.Ea>Eb,φa<φb
B.Ea>Eb,φa>φb D.Ea=Ec,φb=φc
【解答】解:由图示可知,a处的电场线密,b处的电场线稀疏,因此a点的电场强度大,b点的场强小,即Ea>Eb;
沿着电场线的方向,电势逐渐降低,则a点的电势高于c点的电势,即φa>φc.b、c两点在同一等势面上,电势相等,φb=φc,则φa>φb,故B正确,ACD错误; 故选:B。
4.(4分)2017年12月,在距地球25光年的恒星“开普勒﹣90”周围,发现了其第8颗行星“开普勒90i”。它绕“开普勒90”公转的周期约为地球绕太阳公转周期的
,而其公转轨道半径约为地球公转轨道半径的.则“开普
勒90”的质量与太阳质量的比值约为( ) A.1:5
B.1:4
C.1:1
D.2:1
【解答】解:行星绕恒星运动,万有引力提供向心力,有
所以有:
所以恒星“开普勒﹣90”的质量为:
同理太阳的质量为:
所以有==≈1:1,故C正确,ABD错误;
故选:C。
5.(4分)一列沿x轴正向传播的简谐波,某一时刻的波形图如图所示。关于图中a、b、c、d、e和f处对应质点的运动,下列说法正确的是( )
A.a、c在该时刻的加速度均为零 B.b、e在该时刻的速度方向相同 C.d、f在该时刻的速度方向相反 D.该时刻后a比d先回到平衡位置
【解答】解:A、a、c在该时刻位移最大,它们的加速度最大,故A错误; B、根据同侧法可知,b的振动方向向上、e的振动方向向下,故在该时刻它们的速度方向相反,故B错误;
C、根据同侧法可知,d、f的振动方向向下,在该时刻的速度方向相同,故C错误;
D、该时刻d的振动方向向下,此后a比d先回到平衡位置,故D正确。 故选:D。
6.(4分)形状、尺寸完全相同的钢管和塑料管均竖直放置。将一个尺寸小于两管内径的小磁铁,分别从两管的上端口由静止释放,则( ) A.小磁铁通过铜管的时间大于通过塑料管的时间 B.小磁铁通过铜管的时间小于通过塑料管的时间
C.小磁铁在两管中均做匀变速运动,且加速度大小相等 D.小磁铁在两管中均做匀变速运动,但加速度大小不相等
【解答】解:A、小磁铁穿过金属管时,穿过管子的磁通量发生变化,产生感应电流,感应电流产生磁场,阻碍小磁铁的运动,小磁铁下落较慢,运动时间长;小磁铁穿过塑料管时,不会产生感应电流,小磁铁只受到重力作用而做自由落体运动,小磁铁下落较快,运动时间短;故A正确,B错误; C、小磁铁球穿过金属管时做加速运动,随速度的增大,则穿过金属管的磁通量的变化也增快,感应电流增大,小磁铁受到的阻力也增大,所以小磁铁将做加速度减小的加速运动,而小磁铁在塑料管内做匀加速直线运动。故C错误,D错误 故选:A。
7.(4分)用中子轰击→
Sr+
Pu产生了m个某种粒子,核反应方程为:n+
Pu
Ba+mX,方程中的粒子X是( )
B.质子
C.α粒子
D.中子
A.β粒子
【解答】解:由质量数和电荷数守恒得:1+239﹣(90+146)=4,故粒子X的质量数为1,且m=4,
由0+94﹣(38+56)=0,知粒子X的质子数为0, 所以该粒子为中子,故D正确,ABC错误。 故选:D。 8.(4分)
C测年是考古中常用的一种方法。活的有机体中
C和
C的
质量比与大气中相同,比值为1.3×10﹣12,有机体死亡后,与大气的碳交换停止,由于
C衰变,其体内
C与C与
C的比值不断减小,通过测量出土的C的比值,可以推断其年代,今测得某
C的半衰期为5730年,
动、植物遗存物中现有的出土物中
C与
C的比值为6.4×10﹣13,已知
则该出土物距今的时间约为( ) A.3000年 【解答】解:设原来
B.6000年
C.9000年
D.12000年
C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, 现测知某出土物中
C与
C的比值为6.4×10﹣13,活的有机体中
C和
C
的质量比与大气中相同,比值为1.3×10﹣12, 由题意可知n≈1,
所以t=T0=5730≈6000年。故ACD错误,B正确 故选:B。
9.(4分)如图为氢原子的能级示意图:a表示从能级n=5到n=3的跃迁:b表示从能级n=4到n=2的跃迁:c表示从能级n=3到n=1的跃迁。氢原子在( )
=
A.过程b发射的光频率最大,过程a发射的光波长最长 B.过程a发射的光频率最小,过程b发射的光波长最短 C.过程c发射的光频率最大,过程a发射的光波长最长 D.过程c发射的光频率最小,过程b发射的光波长最短
【解答】解:原子从高能级向低能级跃迁辐射出光子,能级间跃迁辐射的光子能量必须等于两能级间的能级差,过程a发射的光能量最小,过程c发射的光能量最大; 根据:E=hγ=
,辐射的光子能量越小,频率越小,波长越大,
所以过程c发射的光频率最大,过程a发射的光波长最长。故ABD错误,C正确 故选:C。
10.(4分)如图所示的电路中,电源的电动势E和内电阻r恒定不变。闭合开
关S,滑动变阻器的滑片P处于某一位置时,小灯泡L能发光。将滑片P从该位置向b端滑动,则( )
A.小灯泡L变亮,电流表的示数变小 B.小灯泡L变亮,电流表的示数增大 C.小灯泡L变暗,电流表的示数变小 D.小灯泡L变暗,电流表的示数增大
【解答】解:将滑片P从该位置向b端滑动,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路总电阻变大,由闭合电路欧姆定律可知,电路中总电流I变小,则电流表示数变小。
总电流变小,电源的内电压变小,则路端电压变大,小灯泡的电压变大,则小灯泡L变亮,故A正确,BCD错误; 故选:A。
11.(4分)如图所示,质量分别为m和M的两物体P和Q叠放在倾角为θ的斜面上,P、Q间的动摩擦因数为μ1,Q与斜面间的动摩擦因数为μ2(μ2<μ1)。当它们从静止开始沿斜面加速下滑时,两物体始终保持相对静止,则物体P受到的摩擦力大小为( )
A.0 B.μ1mgcosθ C.μ2mgcosθ D.mgsinθ
【解答】解:对PQ整体受力分析,受到重力、支持力和滑动摩擦力,如图
根据牛顿第二定律,有
(m+M)gsinθ﹣μ2(m+M)gcosθ=(M+m)a 解得
a=g(sinθ﹣μ2cosθ) ①
再对P物体受力分析,受到重力mg、支持力和沿斜面向上的静摩擦力,根据牛顿第二定律,有 mgsinθ﹣Ff=ma ② 由①②解得 Ff=μ2mgcosθ 故选:C。
12.(4分)如图,一物体沿足够长的斜面向上滑动,经过M点时具有动能100J;当它向上滑行到N点时,动能变为20J,机械能损失了20J,该物体继续运动,回到M点时的动能为( )
A.45J B.50J C.55J D.60J
【解答】解:物体从M到N时,受重力、支持力和摩擦力,设斜面夹角为θ,两点间的距离为L, 根据动能定理有: ﹣mgLsinθ﹣fL=△EK;
则有动能减少量与机械能减小量成正比;
再结合物体的机械能减小量等于克服摩擦力做的功,即:fL=△E=20J,解得:
;
当该物体经过斜面上N点时,动能减少了80J,机械能减少了20J,所以当物体到达最高点时,动能减少了100J,
机械能减少了25J,所以物体上升过程中克服摩擦力做功是25J,全过程摩擦力做功W=﹣50J,
从出发点M到返回底端M,全过程重力不做功,只有摩擦力做功, 设回到出发点的动能为EK′,
再由动能定理可得:W=EK′﹣EK,解得:EK′=50J.故B正确、ACD错误。 故选:B。
13.(4分)如图,在平面直角坐标系xOy的第Ⅰ象限存在大小为B、方向垂直于纸面向里的匀磁场。一质量为m、电荷量绝对值为q的粒子以一定的速度从原点O沿与y轴夹角为30°的方向进入磁场,运动到坐标为(a,b)的M点时,粒子的速度方向恰好与x轴正向一致。不计重力。下列判断正确的是( )
A.粒子带正电 B.粒子速度大小为
C.粒子由O到M经历的时间为
D.粒子离开第I象限时,其速度方向与x轴正方向的夹角为30°
【解答】解:解:A、根据题意作出粒子运动的轨迹如图所示,根据左手定则判断知,此粒子带负电,故A错误; B、根据几何关系,有cos60°=
,联立得v=
,解得:R=2b,根据qvB=m
可得R=
,故B正确;
=
,粒子由O运动到M时速度方
C、粒子在磁场中运动的周期:T=
向改变了60°角,所以粒子轨迹对应的圆心角为θ=60°, 则粒子由O到A运动的时间为:t=
T=
•
=
,故C错误;
D、粒子在O点时速度与x轴正方向的夹角为60°,x轴是直线,根据圆的对称性可知,离开第一象限时,粒子的速度方向与x轴正方向的夹角为60°,故D错误; 故选:B。
二、实验题:本大题共2小题,共24分.按题目要求作答
14.(6分)某同学用螺旋测微器测量一圆柱形金属工件的直径,测量结果如图
所示,该工件的直径为 4.866 mm.
【解答】解:螺旋测微器的固定刻度读数为4.5mm,可动刻度读数为0.01×36.6mm=0.366mm,所以最终读数为:4.5+0.366=4.866mm。 故答案为:4.866(4.8﹣4.868均正确)
15.(18分)某同学测量一根细电阻丝的电阻率时,需测量电阻丝的电阻。使用的器材如下:待测电阻丝(电阻值为几个欧姆),电流表(内阻0.5Ω),电压表(内阻3kΩ),滑动变阻器(阻值范围0﹣100Ω),电源(电动势3V),开关,鳄鱼夹和导线若干。
(1)将图(a)中器材用线连接成测量两鳄鱼夹之间电阻丝电阻的电路 (2)该同学利用实验中测得的数据所作的图线如图(b)所示,其中I为流过电阻丝的电流,U为两个鳄鱼夹间的电压。由此可得两个鳄鱼夹之间电阻丝的电阻 3.0 Ω,(结果保留2位有效数字)
(3)实验中测得两个鳄鱼夹之间电阻丝的长度为0.23m,直径为0.206mm,可得电阻丝的电阻率为 4.3×10﹣7 Ω•m,(结果保留2位有效数字)
【解答】解:(1)滑动变阻器的最大阻值远大于待测电阻的阻值,选择限流式电路,因为待测电阻丝约为几欧,电流表内阻0.5Ω,电压表内阻3kΩ,故选择电流表外接。故连接实物图,如图所示:
(2)根据图b中图象横纵坐标轴,可知U﹣I图象为过原点的直线,根据欧姆定律可得两个鳄鱼夹之间电阻丝的电阻为:Rx=
Ω=3.0Ω
(3)电阻丝的长度L=0.23m,直径为:d=0.206mm=2.06×10﹣4m,阻值为:Rx=3.0Ω
根据电阻定律可得:Rx=ρ 横截面积为:S=π()2 联立可得电阻丝的电阻率为:ρ=4.3×10﹣7Ω•m
故答案为:(1)如图所示;(2)3.0;(3)4.3×10﹣7。
三、计算题:本大题共4小题,共74分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和主要演算步骤.只写出最后答案,不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位
16.(16分)一上部开口的柱形绝热汽缸竖直放置,汽缸内底面面积为S:一质量为m的光滑绝热活塞在汽缸中封闭有一定量的理想气体。初始时活塞停在距汽缸底部高度为h处,活塞不漏气,气体温度为27℃,缓慢加热气体,当活塞上升到距汽缸底部1.2h时,停止加热,设大气压强为p0,重力加速度为g,求求停止加热时汽缸内气体的压强和温度。
=
Ω•m=
【解答】解:(1)对活塞进行受力分析,它受到向下的重力、大气压力和向上的内部气体中的压力,设封闭气体的压强为P,
根据力的平衡条件可得:PS=P0S+mg,解得汽缸内气体的压强为
。
(2)因为气体是缓慢加热过程,所以全过程是等压过程,根据盖﹣吕萨克定律
,
解得:
答:(1)汽缸内气体的压强为(2)汽缸内气体的温度为360K。
。 ;
17.(18分)如图,在水平桌面上固定有宽度为d、电阻可忽略的U形导轨;均匀磁场的方向垂直于U形导轨平面,磁感应强度大小随时间的变化关系为B=B0(1+kt),式中B0、k为大于零的常量。在与导轨左端相距l处放置垂直于导轨的光滑导体棒,并用外力将其固定。导体棒的质量为m,阻值为R,与导轨接触良好。
(1)求回路中感应电流的大小;
(2)在t=t0时撤去外力,求撤去外力后瞬间导体棒加速度的大小
【解答】解:(1)由B=B0(1+kt),得:根据法拉第电磁感应定律得: E=
=
S=B0kdl
=B0k
感应电流的大小为:I==
(2)在t=t0时,导体棒所受的安培力大小为:F=BId=B0(1+kt0)•撤去外力后瞬间导体棒加速度的大小为:a==答:
(1)回路中感应电流的大小是
;
•d
(2)在t=t0时撤去外力,撤去外力后瞬间导体棒加速度的大小是
。
18.(20分)如图,玻璃柱的横截面为半径R=20.0cm的半圆,O点为圆心。光屏CD紧靠在玻璃柱的右侧且与截面底边MN垂直。一光束沿半径方向射向O点,光束和MN的夹角为θ,在光屏CD上出现两个光斑。已知玻璃的折射率为n=
。
(1)若θ=60°,求两个光斑间的距离
(2)屏上两个光斑间的距离会随θ大小的变化而改变,求两光斑间的最短距离。
【解答】解:(1)光束在MN界面上一部分反射,设反射光与光屏CD的交点为C,另一部分折射,设折射光与光屏的交点为D,入射角为r,折射角为i,光路图如图所示,由几何关系得:r=90°﹣θ=30° 得:LCN=
=
R
根据折射定律得 n=可得,i=60° 则LDN=
=
R
所以两个光斑间的距离 LCD=LCN+LDN=R=cm
(2)屏上两个光斑间的距离会随θ的减小而变短,当光线在MN就要发生全反
射时,两光斑间距离最短,由临界角公式sinC=得: sinC=
所以两光斑间的最短距离 Lmin=联立解得 Lmin=20答:
cm
(1)若θ=60°,两个光斑间的距离是cm。
(2)屏上两个光斑间的距离会随θ大小的变化而改变,两光斑间的最短距离是10
cm。
19.(20分)如图,水平地面上的薄木板A,质量为m,长度l0=1.5m;小物块B置于木板A的左端,质量mB=2mA.让A、B相对地面以相同的速度v0=9m/s开始运动。已知木板A与地面间的动摩擦因数为μ1=0.4,A和B之间的动摩擦因数为μ2=0.3,重力加速度g=10m/s2.求开始运动后,A、B分离的时间以及分离时两者速度的大小。
【解答】解:以B为研究对象,根据牛顿第二定律可得:aB=方向向右;
=3m/s2,
以A为研究对象,根据牛顿第二定律可得:μ1(mA+mB)g﹣μ2mBg=mAaA, 解得:aA=6m/s2,方向向右;
设A、B分离的时间为t,根据运动学公式可得:l0=v0t﹣解得:t=1s;
﹣(v0t﹣
)
分离时A的速度大小为vA=v0﹣aAt=3m/s, B的速度大小为vB=v0﹣aBt=6m/s。
答:A、B分离的时间为1s,分离时A速度的大小为3m/s,B速度大小为6m/s。
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