2020-2021学年福建省泉州市四校联考高三（上）期中物理试卷（Word+答案）

2020-2021学年福建省泉州市四校联考高三（上）期中物理试卷
一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）
1．（3分）2013年11月26日上午，我国辽宁号航母在海军导弹驱逐舰沈阳号、石家庄号和导弹护卫舰烟台舰、潍坊舰的伴随下赴南海进行训练．下列说法中正确的是（　　）
A．辽宁号航母上的观察员感觉海水向后退去，他选择的参考系是海水
B．辽宁号航母上的观察员感觉海水向后退去，他选择的参考系是航母
C．辽宁号航母上的观察员感觉其他舰没有动，其他舰一定是静止的
D．辽宁号航母上的观察员感觉天空中的白云没有动，航母一定是静止的
2．（3分）如图所示，某河流中水流速度大小恒为v1，A处的下游C处是个旋涡，A点和旋涡的连线与河岸的最大夹角为θ．为使小船从A点出发以恒定的速度安全到达对岸，小船航行时在静水中速度的最小值为（　　）
A．v1sinθ
B．v1cosθ
C．v1tanθ
D．
3．（3分）人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸伤眼睛的情况。若手机质量为120g，从离人眼约20cm的高度无初速掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为0.2s，取重力加速度g＝10m/s2；下列分析正确的是（　　）
A．手机与眼睛作用过程中手机动量变化约为0.48kg?m/s
B．手机对眼睛的冲量大小约为0.48N?S
C．手机对眼睛的冲量方向竖直向上
D．手机对眼睛的作用力大小约为0.24N
4．（3分）如图所示A，B两个运动物体的x﹣t图象，下述说法正确的是（　　）
A．A，B两个物体开始时相距100
m，同时同向运动
B．B物体做匀减速直线运动，加速度大小为5
m/s2
C．A，B两个物体运动8
s时，在距A的出发点60
m处相遇
D．A物体在2
s到6
s之间做匀速直线运动
5．（3分）2020年5月12日9时16分，我国在酒泉卫星发射中心用快舟一号甲运载火箭，以“一箭双星”方式，成功将行云二号01/02星发射升空，卫星进入预定轨道，发射取得圆满成功，此次发射的“行云二号”01星被命名为“行云?武汉号”，箭体涂刷“英雄武汉伟大中国”八个大字，画上了“致敬医护工作者群像”，致敬英雄的城市、英雄的人民和广大医护工作者。如图所示，设地球半径为R，地球表面的重力加速度为g0，“行云?武汉号”在半径为R的近地圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的远地点B时，再次点火进入轨道半径为4R的圆形轨道Ⅲ绕地球做圆周运动，设“行云?武汉号”质量保持不变。则（　　）
A．“行云?武汉号”在轨道Ⅰ、Ⅲ上运行的周期之比为8：1
B．“行云?武汉号”在轨道Ⅲ的运行速率大于
C．飞船在轨道Ⅰ上经过A处点火前的加速度大小等于相对地球赤道上静止物体的加速度大小
D．“行云?武汉号”在轨道Ⅰ上的机械能小于在轨道Ⅲ上的机械能
6．（3分）如图所示为修建高层建筑常用的塔式起重机，在起重机将质量为m的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度为a；当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率不变，直到重物做速度为vm的匀速运动。不计钢绳的重力和额外功，重力加速度为g。则重物匀加速上升的时间为（　　）
A．
B．
C．
D．
7．（3分）如图，一轻弹簧原长为L，一端固定在光滑细杆的O点，另一端连接一质量为m的小球，小球和弹簧穿在细杆上，杆上有A、B两点，OA＝L，OB＝．当细杆与水平面成30°时，小球由A点无初速度释放，到达B点时速度为零。现让细杆绕O点转到竖直位置，小球再由A点无初速度释放，重力加速度大小为g，则小球运动到B点的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小球重力势能减少
B．弹簧的弹性势能增加mgL
C．小球动能增加mgL
D．小球机械能减少mgL
8．（3分）如图图甲，质量相等的a、b两物体，从斜面上的同一位置A由静止下滑，经B点在水平面上滑行一段时间后停下．不计经过B点时的能量损失，用传感器采集到它们的速率一时间图象如图图乙，则上述信息，下列说法正确的是（　　）
A．a在斜面上滑行的加速度比b的小
B．a在水平面上滑行的距离比b的短
C．a与斜面间的动摩擦因数比b的小
D．a在整个运动过程中克服摩擦力做的功比b多
二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小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．（4分）一个质量为2kg的物体，在5个共点力作用下处于平衡状态．现同时撤去大小分别为15N和10N的两个力，其余的力保持不变，关于此后该物体的运动的说法中正确的是（　　）
A．一定做匀变速直线运动，加速度大小可能是5m/s2
B．一定做匀变速运动，加速度大小可能等于重力加速度的大小
C．可能做匀减速直线运动，加速度大小是2.5m/s2
D．可能做匀速圆运动，向心加速度大小是5m/s2
10．（4分）如图所示，不计分别为R、2R的两个水平圆盘，小圆盘转动时会带动大圆盘不打滑的一起转动。质量为m的小物块甲放置在打圆盘上距离转轴R处，质量为2m的小物块放置在小圆盘的边缘处。它们与盘面间的动摩擦因数相同，当小圆盘以角速度ω转动时，两物块均相对圆盘静止，下列说法正确的是（　　）
A．小物块甲受到的摩擦力大小为mω2R
B．两物块的线速度大小相等
C．在角速度ω逐渐增大的过程中，物块甲先滑动
D．在角速度ω逐渐减小的过程中，摩擦力对两物块做负功
11．（4分）如图所示，有一根固定的足够长的光滑直杆与水平面的夹角为θ，杆上套着一个质量为m的滑块A（可视为质点）。用不可伸长的轻绳将滑块A与另一个质量为2m的物块B通过光滑的定滑轮相连接，先将A锁定在O点，此时轻绳绷紧，滑轮左侧轻绳恰好水平，其长度为L．现将滑块A从图中O点由静止释放，在滑块A从O点滑到最低点的过程中（整个运动过程中A和B不会触地，B不会触及滑轮和直杆），下列说法正确的是（　　）
A．绳的拉力对A先做正功后做负功
B．绳与杆垂直时，A的机械能最大，B的机械能最小
C．绳与杆垂直时，A的动能最大，B的动能最小
D．物块B所受重力的功率一直增大
12．（4分）如图所示，光滑的轻滑轮通过支架固定在天花板上，一足够长的细绳跨过滑轮，一端悬挂小球b，另一端与套在水平细杆上的小球a连接。在水平拉力F作用下小球a从图示虚线位置开始缓慢向右移动（细绳中张力大小视为不变）。已知小球b的质量是小球a的2倍，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，小球a与细杆间的动摩擦因数为．则下列说法正确的是（　　）
A．当细绳与细杆的夹角为60°时，拉力F的大小为（2﹣）mg
B．支架对轻滑轮的作用力大小逐渐增大
C．拉力F的大小一直增大
D．拉力F的大小先减小后增大
三、实验题（2小题，共14分）
13．（6分）如图所示，某小组同学在探究求合力的方法的实验中用两个相同的弹簧测力计拉弹簧。木板（图中未画出）竖直放置，且与铁架台和轻弹簧所在平面平行。
（1）实验中将弹簧下端拉至O点后，应记下O点的位置和两弹簧测力计的　
　。
（2）若B弹簧测力计的测量情况如图所示，则其示数为　
　N。
（3）从图中可以看到，A弹簧测力计方向水平，B弹簧测力计方向向右下方。若保持弹簧下端O点不动，同时保持B弹簧测力计方向不变，将A弹簧测力计缓慢逆时针旋转到竖直方向，则A弹簧测力计示数将　
　（填“一直变大”一直变小”“先减小后增大”或“先增大后减小”）。
14．（8分）某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示．在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连．滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象．
（1）实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的△t1　
　△t2（选填“＞”、“＝”或“＜”）时，说明气垫导轨已经水平．
（2）用螺旋测微器测遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则d＝　
　mm．
（3）滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若△t1、△t2和d已知，要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，还应测出　
　和　
　（写出物理量的名称及符号）．
（4）若上述物理量间满足关系式　
　，则表明在上述过程中，滑块和砝码组成的系统机械能守恒．
四、计算题（本大题共4小题，15题10分，16题10分，17题12分，18题14分，共46分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位）
15．（10分）交通法规定，汽车出现故障停在道路上时，应在车后放置如图所示的三角警示牌，提醒后面驾车的驾驶员减速避让。在夜间，某乡村道路上有一货车因故障停车，后面有一小轿车以20m/s的速度向前驶来，由于夜间视线不好，又有大雾，小轿车驾驶员只能看清前方20m的物体，并且他的反应时间为0.6s，制动后最大加速度大小为5m/s2．求：
（1）小轿车从发现情况到最终停止所用的最短时间；
（2）三角警示牌至少要放在货车后多远处，才能有效避免两车相撞。
16．（10分）如图所示，形状完全相同的光滑弧形槽A，B静止在足够长的光滑水平面上，两弧形槽相对放置，底端与光滑水平面相切，弧形槽高度为h，A槽质量为2m，B槽质量为M．质量为m的小球，从弧形槽A顶端由静止释放，重力加速度为g，求：
（1）小球的最大速度；
（2）若小球从B上滑下后还能追上A，求M，m间所满足的关系：
17．（12分）如图所示，传送带A、B之间的距离为L＝3.2m，与水平面间夹角θ＝37°，传送带沿顺时针方向转动，速度恒为v＝2m/s，在上端A点无初速度放置一个质量为m＝1kg、大小可视为质点的金属块，它与传送带的动摩擦因数为μ＝0.5，金属块滑离传送带后，经过弯道，沿半径R＝0.4m的光滑圆轨道做圆周运动，刚好能通过最高点E，已知B、D两点的竖直高度差为h＝0.35m，取g＝10m/s2。
（1）求金属块经过D点时的速度大小
（2）若金属块飞离E点后恰能击中B点，求B、D间的水平距离
（3）金属块在BCD弯道上克服摩擦力做的功
18．（14分）如图所示，两块长度均为l的绝缘木板A、B置于水平地面上的光滑区域，mA＝2kg，mB＝1kg，它们的间距为d＝2m。一质量为2kg、长度为2l的长板C叠放于A板的上方，二者右端恰好齐平。C与A、B之间的动摩擦因数都为μ＝0.2，最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。开始时，三个物体处于静止状态，现给长板C施加一个方向水平向右、大小为4N的外力F，结果A板被长板C带动加速直到与木板B发生碰撞。假定木板A、B碰撞时间极短且碰后粘连在一起。（g取10m/s2）
（1）求木板A、B碰撞后瞬间的速度大小；
（2）要使C最终恰好与木板A、B两端对齐，木板A、B的长度l的值；
（3）若C恰好与木板A、B两端对齐时撤去F，A、B、C三者立刻被锁定为一个系统，此时ABC开始进入水平地面上的粗糙区域，AB下表面与粗糙区域的动摩擦因数μ2＝0.3．求A板运动的位移大小。
2020-2021学年福建省泉州市四校联考高三（上）期中物理试卷
试题解析
一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）
1．解：A、辽宁号航母上的观察员感觉海水向后退去，他选择的参考系是航母。故A错误，B正确；
C、辽宁号航母上的观察员感觉其他舰没有动，其他舰与辽宁号相对是静止的。故C错误；
D、辽宁号航母上的观察员感觉天空中的白云没有动，航母不一定是静止的，故D错误。
故选：B。
2．解：如图所示，
当小船在静水中的速度v2与其在河流中的速度v垂直时，小船在静水中的速度v2最小，故有：v2＝v1sinθ，故A正确，BCD错误。
故选：A。
3．解：A、h＝20cm＝0.20m；m＝120g＝0.12kg；根据自由落体得手机掉落到人眼睛位置时的速度为：；手机与眼睛作用后手机的速度变为0，选取向下为正方向，所以手机与眼睛作用过程中动量变化为：△P＝0﹣mv＝﹣0.24kg?m/s，故A错误；
B、手机与眼接触的过程中受到重力与眼睛的作用力，取选取向下为正方向，对手机由动量定理得：mgt+I＝△P，代入数据可得：I＝﹣0.48N?s，负号表示方向竖直向上，根据力的作用是相互的，所以手机对眼睛的冲量大小约为0.48N?s，故B正确；
C、因为手机对眼睛的力的方向是竖直向下，所以手机对眼睛的冲量方向竖直向下，故C错误；
D、根据冲量定义得手机对眼睛的作用力大小约为：，故D错误。
故选：B.
4．解：A、根据图象，A，B两物体开始时相距100
m，根据位移时间图象的斜率等于速度，可知两个物体的速度方向相反，是相向运动，故A错误；
B、x﹣t图象的斜率表示速度，故B物体做匀速直线运动，速度大小为v＝﹣m/s＝5
m/s，加速度为0．故B错误；
C、t＝8
s时两个图象有交点，表示A，B两物体运动8
s时，在距A的出发点60
m处相遇，故C正确；
D、2～6
s，物体A位置坐标不变，保持静止，即停止了4
s，故D错误。
故选：C。
5．解：A、“行云?武汉号”在轨道Ⅰ、Ⅲ上的轨道半径分别为R和4R，根据开普勒第三定律可知：＝，解得飞船在轨道Ⅰ、Ⅲ上运行的周期之比为1：8，故A错误；
B、飞船在轨道Ⅰ上绕月球表面飞行，重力提供向心力，有：mg0＝m，运行速率为：v0＝，根据v＝可知“行云?武汉号”在轨道Ⅲ的运行速率小于，故B错误；
C、飞船在轨道Ⅰ上经过A处点火前的角速度大于地球自转的角速度，根据a＝Rω2可知飞船在轨道Ⅰ上经过A处点火前的加速度大小大于相对地球赤道上静止物体的加速度大小，故C错误；
D、“行云?武汉号”在轨道Ⅰ上需要获取能量才能做离心运动向高轨道运动，所以“行云?武汉号”在轨道Ⅰ上的机械能小于在轨道Ⅲ上的机械能，故D正确。
故选：D。
6．解：重物匀速运动时功率最大为P，有：P＝Fvm
此时牵引力等于重物的重力，牵引力：F＝mg
解得：P＝mgvm
设重物匀加速阶段的末速度为v1，此时功率达到最大，绳子拉力为F1，可得：P＝F1v1
重物匀加速阶段的牵引力为：F1＝m（g+a）
设加速时间为t，则有v1＝at，联立解得t＝，故C正确，ABD错误。
故选：C。
7．解：A、由A到B重力势能的减小量为mg（）＝，故A错误
B、细杆与水平面成30°时，mg×sin30°＝E弹，即在B点具有的弹性势能为mgL，在竖直向也是，故B错误
C、在由A到B，mg＝解得：Ek＝，故C错误
D、小球机械能减少量为弹性势能的增加量，即为，故D正确
故选：D。
8．解：A．由乙图图象斜率可知a做加速运动时的加速度比b做加速时的加速度大，故A错误；
B．物体在水平面上的运动是匀减速运动，a从t1时刻开始，b从t2时刻开始。由图象与坐标轴围成的面积表示位移可知，a在水平面上做匀减速运动的位移比b在水平面上做匀减速运动的位移大，故B错误；
C．物体在斜面上运动的加速度a＝＝gsinθ﹣μgcosθ，因为a的加速度大于b的加速度，所以a与斜面间的动摩擦因数比b的小，故C正确；
D．对物块整个运动过程运用动能定理得；mgh﹣Wf＝0﹣0，所以Wf＝mgh，ab两个物体质量相等，所以在整个运动过程中克服摩擦力做的功一样多，故D错误。
故选：C。
二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小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．解：根据平衡条件得知，其余力的合力与撤去的两个力的合力大小相等、方向相反，则撤去大小分别为15N和10N的两个力后，物体的合力大小范围为5N≤F合≤25N，根据牛顿第二定律a＝得：物体的加速度范围为：2.5m/s2≤a≤12.5m/s2。
A、若物体原来做匀速直线运动，撤去的两个力的合力方向与速度方向不在同一直线上，物体做匀变速曲线运动，加速度大小可能为5m/s2．故A错误。
B、由于撤去两个力后其余力保持不变，则物体所受的合力不变，一定做匀变速运动。加速度大小可能等于10
m/s2．故B正确。
C、若物体原来做匀速直线运动，撤去的两个力的合力方向与速度方向相同时，物体做匀减速直线运动。故C正确。
D、由于撤去两个力后其余力保持不变，在恒力作用下不可能做匀速圆周运动。故D错误。
故选：BC。
10．解：A、大圆盘和小圆盘边缘上的线速度大小相等，当小圆盘以角速度ω转动时，根据v＝rω知，大圆盘以转动，则小物块甲受到的摩擦力f＝＝，故A正确。
B、两物块做圆周运动的半径相等，但是角速度不同，则线速度大小不等，故B错误。
C、根据μmg＝mrω2知，临界角速度，两物块的半径相等，知临界角速度相等，在角速度ω逐渐增大的过程中，由于大圆盘的角速度是小圆盘较小的一半，可知物块乙先滑动，故C错误。
D、在角速度ω逐渐减小的过程中，甲乙的线速度逐渐减小，根据动能定理知，摩擦力对两物块均做负功，故D正确。
故选：AD。
11．解：A、滑块A下滑的过程中，绳对A的拉力与vA夹角先小于90°，后大于90°，则绳的拉力对A先做正功后做负功，故A正确；
B、绳与杆垂直时，B下降到最低点，且速度为零，则B的机械能减小的最多，A机械能增加的最多，故B正确；
C、A所受的合外力为零时，速度最大，动能最大，而在绳与杆垂直位置，A的合力不为零，故C错误；
D、B在运动的过程中先是加速下降后减速下降，后加速上升又减速上升，根据P＝mgv可知，物块B所受重力的功率不是一直增大，故D错误；
故选：AB。
12．解：A、当细绳与细杆的夹角为60°时，拉力F的大小为：F＝2mg（cosθ+μsinθ）﹣μmg＝2mg（cos60°+sin60°）﹣mg＝（2﹣）mg，故A正确；
B、向右缓慢拉动的过程中，两个绳子之间的夹角逐渐增大，绳子的拉力不变，所以绳子的合力减小，则绳子对滑轮的作用力逐渐减小，根据共点力平衡的条件可知，支架对轻滑轮的作用力大小逐渐减小，故B错误；
CD、设a的质量为m，则b的质量为2m；以b为研究对象，竖直方向受力平衡，可得绳子拉力始终等于b的重力，即T＝2mg，保持不变；
以a为研究对象，受力如图所示，
设绳子与水平方向夹角为θ，支持力FN＝2mgsinθ﹣mg，向右缓慢拉动的过程中，θ角逐渐减小；
水平方向：F＝f+2mgcosθ＝2mgcosθ+μ（2mgsinθ﹣mg）＝2mg（cosθ+μsinθ）﹣μmg
由于：cosθ+μsinθ＝cosθ+sinθ＝（sin60°cosθ+cos60°sinθ）＝
sin（60°+θ）
由于θ从90°开始逐渐减小，可知θ增大，则（60°+θ）从150°逐渐减小时sin（60°+θ）逐渐增大；
当θ＜30°后，F＝f+2mgcosθ＝2mgcosθ+μ（mg﹣2mgsinθ）＝2mg（cosθ﹣μsinθ）+μmg
由于：cosθ﹣μsinθ＝cosθ﹣sinθ＝（cos60°cosθ﹣sin60°sinθ）＝cos（60°+θ）
当θ从30°逐渐减小的过程中，cos（60°+θ）逐渐增大，所以当θ从30°逐渐减小的过程中F仍然逐渐增大。
可知水平拉力一直增大；故C正确，D错误；
故选：AC。
三、实验题（2小题，共14分）
13．解：（1）由于要利用力的图示作出平行四边形，需要知道力的大小与方向，所以实验中将弹簧下端拉至O点后，应记下O点的位置和两弹簧测力计的拉力的大小与方向；
（2）由图可知弹簧测力计的分度值为0.1N，由指针所指刻度可得测力计的示数为6.40N；
（3）由于O点不动，则可知两弹簧测力计的合力不变，作出平行四边形进行动态分析，如图所示：
由图可知，弹簧测力计A的弹簧先减小后增大，即其读数先减小后增大。
故答案为：（1）拉力的大小与方向；（2）6.40；（3）先减小后增大。
14．解：（1）实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，滑块做匀速直线运动时，△t1＝△t2，说明气垫导轨已经水平．
（2）螺旋测微器的固定刻度读数为8mm，可动刻度读数为0.01×47.4mm＝0.474mm，则最终读数为8.474mm．
（3、4）系统重力势能的减小量为mgL，系统动能的增加量为＝．
可知满足关系式mgL＝，则滑块和砝码组成的系统机械能守恒．
所以还需要测量滑块的质量M，两光电门间的距离L．
故答案为：（1）＝，（2）8.474，（3）滑块质量M，两光电门间的距离L，（4）mgL＝．
四、计算题（本大题共4小题，15题10分，16题10分，17题12分，18题14分，共46分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位）
15．解：（1）从刹车到停止时间为t2，则：
则小轿车从发现情况到最终停止所用的最短时间为：t＝t1+t2＝4.6s
（2）反应时间内做匀速运动，则：x1＝v0t1＝12m
从刹车到停止的位移为x2，则：＝40m
小轿车从发现物体到停止的全部距离为：x＝x1+x2＝52m
三角警示牌与货车的距离至少为：△x＝x﹣L＝32m
答：（1）小轿车从发现情况到最终停止所用的最短时间为4.6s；
（2）三角警示牌至少要放在货车后32m处，才能有效避免两车相撞。
16．解：（1）小球到达弧形槽A底端时速度最大。设小球到达弧形槽A底端时速度大小为v1，槽A的速度大小为v2。
小球与弧形槽A组成的系统在水平方向动量守恒，以水平向右为正方向，小球下滑过程中，由动量守恒定律得：mv1﹣2mv2＝0
由机械能守恒定律的：mgh＝mv12+?2mv22
联立解得：v1＝2，v2＝。
（2）小球冲上弧形槽B后，上滑到最高点后再返回分离，设分离时小球速度反向，大小为v3，弧形槽B的速度为v4．整个过程二者水平方向动量守恒，则有：
mv1＝﹣mv3+Mv4
二者的机械能守恒，则有：
mv12＝mv32+Mv42
小球还能追上A，须有
v3＞v2。
解得
M＞3m
答：（1）小球的最大速度是2；
（2）若小球从B上滑下后还能追上A，M，m间所满足的关系为M＞3m。
17．解：（1）对金属块在
E
点有mg＝m
解得：vE＝2
m/s2
在从
D
到
E
过程中，由动能定理得：﹣mg?2R＝﹣
解得：vD＝2.5
m/s
（2）由题，hBE＝2R﹣h＝0.45
m，
在从
E
到
B
的过程中，hBE＝
解得：t＝0.3
s，
则
xBE＝vEt＝0.6
m
（3）金属块在传送带上运行时由牛顿第二定律得：mgsin
θ+μmgcos
θ＝ma1，
解得：a1＝10
m/s2。
设经位移
x1
金属块与传送带达到共同速度，
则：v2＝2ax1
解得：x1＝0.2
m＜3.2
m
继续加速过程中由牛顿第二定律得：mgsin
θ﹣μmgcos
θ＝ma2
解得：a2＝2
m/s2
由速度位移的关系式得：vB2﹣v2＝2a2x2
其中：x2＝L﹣x1＝3
m
解得：vB＝4
m/s
从
B
到
D
过程中由动能定理：mgh﹣Wf＝﹣
解得：Wf＝1.5
J。
答：（1）求金属块经过D点时的速度大小是2.5
m/s；
（2）若金属块飞离E点后恰能击中B点，B、D间的水平距离是0.6
m；
（3）金属块在BCD弯道上克服摩擦力做的功是1.5
J。
18．解：（1）设A与C一起加速，由牛顿第二定律得：F＝（mA+mC）a1，
因：fAC＝mAa1＜μ1mCg，判断可知A与C一起加速直到与B碰撞。
设木板A碰B前的速度为v1，碰后的速度为v2，已知：F＝4N；
对AC两板，由动能定理得：Fd＝，
代入数据解得：v1＝2m/s；
A、B两木板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：mAv1＝（mA+mB）v2，
代入数据解得，木板A、B碰撞后瞬间的速度大小：v2＝m/s；
（2）碰撞结束后，C受到的滑动摩擦力：f＝μ2mcg＝0.4mg＝F，
因此C保持匀速而A、B做匀加速运动，直到三个物体达到共同速度v1
设碰撞结束后到三个物体达到共同速度时经过的时间为t，
对木板，由牛顿第二定律得：f＝（m2﹣mB）a2，
由速度公式得：v1＝v2+a2t，
这一过程C与A、B发生的相对位移为：△x＝v1t﹣t，
代入数据解得：△x＝m，
要使C最终恰好木板A、B两端对齐，则有：△x＝l，
则木板的长度l应满足：l＝m；
（3）AB由光滑平面进入粗糙平面过程中受到线性变化的地面摩擦力的作用，全部进入后速度设为v3。
由动能定理得：﹣2l＝（mA+mB+mC）v32﹣（mA+mB+mC）v12，
代入数据解得：v3＝m/s，
之后，ABC在摩擦力作用下减速直到停止，
由动能定理得：﹣μ2（mA+mB+mC）gs＝0﹣（mA+mB+mC）v32，
代入数据解得：s＝0.5m，
又：xA＝d+t+2l﹣s，
代入数据解得：xA＝m；
答：（1）木板A、B碰撞后瞬间的速度大小为m/s；
（2）要使C最终恰好与木板A、B两端对齐，木板A、B的长度l的值为m；
（3）A板运动的位移大小为m。
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