精品解析:江西省抚州市临川第二中学2024-2025学年高二上学期第三次月考物理试题
2025-06-17
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内容正文:
临川二中2024-2025学年上学期高二年级第三次月考
物理试卷
一、选择题:本题共10小题,共46分。第1-7题为单选题,每题4分:第8-10题为多选题,每题6分,全部选对得6分,选对但不全得3分,错选得0分。
1. 关于机械振动的位移、振幅和平衡位置,以下说法中正确的是( )
A. 平衡位置就是物体振动范围的中心位置
B. 机械振动的位移是以计时起点所在位置为起点的位移
C. 机械振动的物体运动的路程越大,发生的位移也越大
D. 机械振动的振幅是指振动物体偏离平衡位置最远时的距离
2. 如下图所示,一正方形闭合线圈在足够大的匀强磁场中运动,其中能产生感应电流的是( )
A. B.
C. D.
3. 如图所示,质量为的小船在静止水面上以速率向右匀速行驶,一质量为的救生员站在船尾,相对小船静止。若救生员以相对水面速率水平向左跃入水中,则救生员跃出后小船的速率为( )
A. 5m/s B. 3.8m/s C. 3.4m/s D. 2.4m/s
4. 将一支圆珠笔的按压式小帽朝下按在桌面上,放手后笔会向上弹起一定高度。某次实验中测得圆珠笔弹起的最大高度为h,重力加速度为g,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 弹簧恢复原长的过程,圆珠笔所受合力的冲量为零
B. 圆珠笔离开桌面瞬间的初速度大小为
C. 弹簧恢复原长时,圆珠笔的动量最大
D. 上升过程中,圆珠笔(含弹簧)的机械能守恒
5. 如图,两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置,两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I,此时纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度大小为,则( )
A. a点处的磁感应强度的方向竖直向下
B. 若仅将直导线P的电流反向,则a点处的磁感应强度的方向竖直向下
C. 若仅将直导线P的电流反向,则a点处的磁感应强度大小为
D. 若仅将直导线Q的电流反向,则a点处的磁感应强度大小为
6. 2024年5月3日,嫦娥六号探测器被送进入地月转移轨道,它在月球背面进行软着陆,携带约2000g月壤返回地球。当探测器在月球表面向下喷出气体时,探测器悬停在月表上空。已知探测器竖直向下喷射的气体密度为,横截面积为S,喷出时的速度大小为v,月球表面的重力加速度为g。若近似认为喷射气体的重力忽略不计,探测器的质量保持不变,不计空气阻力,则该探测器的质量为( )
A. B. C. D.
7. 如图,质量为M的小车静止在光滑的水平面上,小车段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道,段是长为L的水平粗糙轨道,两段轨道相切于B点,一质量为m的滑块在小车上从A点由静止开始沿轨道滑下,然后滑入轨道,最后恰好停在C点。已知小车质量,滑块与轨道间的动摩擦因数为,重力加速度为g。则滑块从A运动到C的过程中( )
A. 滑块水平方向相对地面的位移大小为
B. 小车与滑块组成的系统动量守恒
C. 小车M的最大速度
D. 滑块克服摩擦力做的功在数值上等于滑块减少的机械能
8. 如图甲所示为“弹簧公仔”玩具,由头部、轻弹簧及底座组成,可简化为如图乙所示模型。现固定底座B,用力向下按物块A,物块A在竖直方向上做简谐运动。以物块A在平衡位置为计时起点,其位移随时间的变化规律如图丙所示,下列说法正确的是( )
A. 物块A的振动频率为1.25Hz
B. 0.5s时和0.7s时,物块A的位移大小相等、方向相反
C. 0.2~0.4s内,物块A的速度方向与加速度方向相反
D. 物块A在任意0.4s内经过的路程一定为20cm
9. 如图所示,电路中为电源的电动势和内电阻,,电压表和电流表均为理想电表。开关闭合时,水平放置的平行金属板中间带电小液滴P处于静止状态。当滑动变阻器R4的滑片向a端滑动时,电流表、电压表的示数变化量分别为和,则以下说法正确的有( )
A. B. 电阻消耗的功率减小
C. 小液滴一定会向下运动 D. 电源的效率可能会减小
10. 如图所示,质量为的木块静止在光滑水平面上,A、B为两颗不同的子弹,子弹A的质量为m。如图甲所示,若子弹A、B从两侧同时水平射入木块,木块始终保持静止,子弹A射入木块的深度为,子弹B射入木块的深度为,且。如图乙所示,若子弹A、B从同一侧同时水平射入木块,子弹A射入木块的深度为,子弹B射入木块的深度为。整个过程A、B始终不相撞,且所受摩擦力恒定。下列说法正确的是( )
A. 子弹B的质量为
B.
C.
D. 子弹A、B从同一侧射入时,子弹B先与木块相对静止
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 如图所示,某探究小组用图示装置做“探究碰撞中的不变量”的实验,图中的气垫导轨由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成。
(1)实验探究小组采用了正确的操作步骤:
①该小组测出了滑块通过两个光电门的挡光时间。已知两滑块上遮光板的宽度相同。滑块1通过光电门1的挡光时间为,通过光电门2的挡光时间为,滑块2通过光电门2的挡光时间为;
②测得滑块1的质量为,滑块2(包括弹簧)的质量为。
(2)数据处理与实验结论:
①实验中采用气垫导轨的原因是______;
②本实验探究滑块碰撞前后动量是否守恒,其验证等式为______。
(3)另一实验探究小组采用了上一小组的装置,并采用了新的方式做“探究碰撞中的不变量”的实验。如图所示,两个滑块用细线连接且静止,中间有一个压缩到最短的轻质弹簧。烧断细线,轻弹簧将两个滑块弹开,测得它们通过光电门的时间分别为。滑块1的质量为,滑块2的质量为,则动量守恒应满足的关系式为______。
12. 某实验小组用以下器材测量某一电源的电动势和内阻(电动势约5V,内阻约)。
A.电流表(量程0.6A,内阻)
B.电流表(量程3A,内阻)
C.电压表(量程6V,内阻约)
D.滑动变阻器,最大阻值
E.滑动变阻器,最大阻值
F.开关,导线若干
(1)则电流表的量程选______(选填“A”或“B”),滑动变阻器选______(选填“D”或“E”),电路原理图如下面的图1和图2可供选择,应选______(选填“图1”或“图2”),用该电路图测的结果与真实值比较:电动势______(选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
(2)已经测得该电池的电动势为5V、内阻为,图3为某一小灯泡的图线,现将两个这样的小灯泡并联后再与一个的定值电阻串联,接在该电源的两端,如图4所示,则每个灯泡的功率为______W。
13. 女排联赛中,一传不到位的排球触网后沿竖直方向落下,将要触地的瞬间它的速度为5m/s,机敏的二传手双手抱拳将排球竖直向上垫起,当排球上升到最高3.20m处时,高高跃起的主攻手将球扣到对方界内。已知排球的质量为0.260kg,排球与二传手的作用时间为0.10s,不计空气阻力,取。求:
(1)排球被二传手垫起瞬间动量的大小;
(2)二传手对排球的平均作用力。
14. 如图甲所示,为一电动机,当滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的图线①、②所示。已知电流表读数在以下时,电动机没有发生转动。不考虑电表阻值和温度对电路的影响,求:
(1)电动机的电阻;
(2)电源的电动势和内阻;
(3)滑动变阻器的滑片滑到最左端时,电动机的输出功率和电源的效率。
15. 如图所示,质量为的薄木板B静置在光滑水平面上,质量为的小物块C静止放在光滑的四分之一圆弧形凹槽D的最低点,圆弧形凹槽质量为且未被固定。现有一质量为的滑块A以的水平初速度从木板左端冲上木板,滑块A在木板B上运动一小段时间后二者达到共速,之后木板B与小物块C发生弹性正碰,碰撞后木板B立即被锁定。小滑块A继续运动一段时间后从薄木板B上滑下,落在水平面上时,水平方向速度不变,竖直方向速度变为0。之后小滑块A在水平面上运动足够长时间,始终未能追上C或D。已知小物块C可看作质点,,滑块A与木板B之间的动摩擦因数为,。碰撞时间不计。
(1)求木板B与滑块A达到共速时速度的大小;
(2)求相对于水平面,小物块C能上升的最大高度;
(3)将小滑块A视为质点,求满足题意的木板B的长度的取值范围。
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临川二中2024-2025学年上学期高二年级第三次月考
物理试卷
一、选择题:本题共10小题,共46分。第1-7题为单选题,每题4分:第8-10题为多选题,每题6分,全部选对得6分,选对但不全得3分,错选得0分。
1. 关于机械振动的位移、振幅和平衡位置,以下说法中正确的是( )
A. 平衡位置就是物体振动范围的中心位置
B. 机械振动的位移是以计时起点所在位置为起点的位移
C. 机械振动的物体运动的路程越大,发生的位移也越大
D. 机械振动的振幅是指振动物体偏离平衡位置最远时的距离
【答案】D
【解析】
【详解】A.简谐运动的平衡位置就是物体所受回复力为零的位置,不一定是振动范围的中心,比如单摆的平衡位置,故A错误;
B.机械振动的位移是指以平衡位置为起点的位移,故B错误;
C.机械振动的物体运动的路程越大发生的位移不一定大,故C错误;
D.机械振动的振幅是指振动物体偏离平衡位置最远时的距离,故D正确。
故选D。
2. 如下图所示,一正方形闭合线圈在足够大的匀强磁场中运动,其中能产生感应电流的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.线框平行于磁场感线运动,穿过线框的磁通量没有变化,不会产生感应电流,故A错误;
B.线框垂直于磁感线运动,虽然切割磁感线,但穿过的磁通量没有变化,因此也不会产生感应电流,故B错误;
C.线框绕轴转动,但穿过的磁通量没有变化,因此也不会产生感应电流,故C错误;
D.线框绕轴转动,导致磁通量发生变化,因此线框产生感应电流,故D正确。
故选D。
3. 如图所示,质量为的小船在静止水面上以速率向右匀速行驶,一质量为的救生员站在船尾,相对小船静止。若救生员以相对水面速率水平向左跃入水中,则救生员跃出后小船的速率为( )
A. 5m/s B. 3.8m/s C. 3.4m/s D. 2.4m/s
【答案】A
【解析】
【详解】设向右为正方向,对人和船的系统由动量守恒定律
解得
v1=5m/s
故选A。
4. 将一支圆珠笔的按压式小帽朝下按在桌面上,放手后笔会向上弹起一定高度。某次实验中测得圆珠笔弹起的最大高度为h,重力加速度为g,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 弹簧恢复原长的过程,圆珠笔所受合力的冲量为零
B. 圆珠笔离开桌面瞬间的初速度大小为
C. 弹簧恢复原长时,圆珠笔的动量最大
D. 上升过程中,圆珠笔(含弹簧)的机械能守恒
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.弹簧恢复原长的过程,圆珠笔所受合力不为0,故圆珠笔所受合力的冲量不为零,故A错误;
B.圆珠笔弹起的最大高度为h,根据公式得
解得
所以圆珠笔离开桌面瞬间的初速度大小为,故B错误;
C.当弹簧恢复到弹簧弹力等于重力时,此时速度最大,圆珠笔的动量最大,故C错误;
D.上升过程中,圆珠笔(含弹簧)只受到重力作用,所以圆珠笔(含弹簧)的机械能守恒,故D正确。
故选D。
5. 如图,两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置,两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I,此时纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度大小为,则( )
A. a点处的磁感应强度的方向竖直向下
B. 若仅将直导线P的电流反向,则a点处的磁感应强度的方向竖直向下
C. 若仅将直导线P的电流反向,则a点处的磁感应强度大小为
D. 若仅将直导线Q的电流反向,则a点处的磁感应强度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时,纸面内与两导线距离为l的a点处的磁感应强度为,如下图所示
可知a点处的磁感应强度的方向水平向右,故A错误;
BC.设电流I时,导线在处产生的磁感应强度为,根据矢量的叠加可得
解得
若仅将直导线P的电流反向,如图所示
则a点处的磁感应强度的方向竖直向上,根据矢量的叠加可得则a点处的磁感应强度大小为,故C正确,B错误;
D.同理可得,若仅将直导线Q的电流反向,则a点处的磁感应强度的方向竖直向下,根据矢量的叠加可得则a点处的磁感应强度大小为,故D错误。
故选C。
6. 2024年5月3日,嫦娥六号探测器被送进入地月转移轨道,它在月球背面进行软着陆,携带约2000g月壤返回地球。当探测器在月球表面向下喷出气体时,探测器悬停在月表上空。已知探测器竖直向下喷射的气体密度为,横截面积为S,喷出时的速度大小为v,月球表面的重力加速度为g。若近似认为喷射气体的重力忽略不计,探测器的质量保持不变,不计空气阻力,则该探测器的质量为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设时间t内喷出气体质量为m,则有
设探测器对气体的力为F,以竖直向下为正方向,根据动量定理有
解得
根据牛顿第三定律可知气体对探测器的力
又探测器悬停在地表上空,则有
解得
故选A。
7. 如图,质量为M的小车静止在光滑的水平面上,小车段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道,段是长为L的水平粗糙轨道,两段轨道相切于B点,一质量为m的滑块在小车上从A点由静止开始沿轨道滑下,然后滑入轨道,最后恰好停在C点。已知小车质量,滑块与轨道间的动摩擦因数为,重力加速度为g。则滑块从A运动到C的过程中( )
A. 滑块水平方向相对地面的位移大小为
B. 小车与滑块组成的系统动量守恒
C. 小车M的最大速度
D. 滑块克服摩擦力做的功在数值上等于滑块减少的机械能
【答案】C
【解析】
【详解】设滑块在小车上运动过程中某时刻的速度大小为v1,小车的速度大小为v2,滑块和小车组成的系统在水平方向动量守恒,有
所以整个过程中,滑块与小车的平均速度满足
设滑块水平方向相对地面的位移大小为x1,小车相对地面的位移大小为x2,则
并且
解得
故AB错误;
C.当滑块运动到B点时速度最大(设为v1m),此时小车速度也最大(设为v2m),根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
解得
故C正确;
D.根据功能关系可知,滑块克服摩擦力做的功与小车动能的增加量之和等于滑块减少的机械能,故D错误。
故选C。
8. 如图甲所示为“弹簧公仔”玩具,由头部、轻弹簧及底座组成,可简化为如图乙所示模型。现固定底座B,用力向下按物块A,物块A在竖直方向上做简谐运动。以物块A在平衡位置为计时起点,其位移随时间的变化规律如图丙所示,下列说法正确的是( )
A. 物块A的振动频率为1.25Hz
B. 0.5s时和0.7s时,物块A的位移大小相等、方向相反
C. 0.2~0.4s内,物块A的速度方向与加速度方向相反
D. 物块A在任意0.4s内经过的路程一定为20cm
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由图丙可知,物块A的振动周期为0.8s,所以频率为
故A正确;
B.根据图像的对称性可知,0.5s时和0.7s时,物块A处于同一位置,位移大小相等,方向相同,故B错误;
C.内,物块A的位移大小减小,即物块A靠近平衡位置,可知,物块A的速度增大,速度方向与加速度方向相同,故C错误;
D.0.4s等于半个周期,所以物块A在0.4s内经过的路程为
故D正确。
故选AD。
9. 如图所示,电路中为电源的电动势和内电阻,,电压表和电流表均为理想电表。开关闭合时,水平放置的平行金属板中间带电小液滴P处于静止状态。当滑动变阻器R4的滑片向a端滑动时,电流表、电压表的示数变化量分别为和,则以下说法正确的有( )
A. B. 电阻消耗的功率减小
C. 小液滴一定会向下运动 D. 电源的效率可能会减小
【答案】AB
【解析】
【详解】A.由闭合电路欧姆定律可得
整理得
所以
故A正确;
BC.当滑动变阻器的滑片向a端滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值增大,则外电路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律可知
所以回路中总电流减小,电阻消耗的功率
所以电阻消耗的功率减小,电压表示数
可得电压表示数增大,又由题意可得小液滴受到的电场力
开始时小液滴所受电场力与重力大小相等、方向相反,当滑动变阻器的滑片向a端滑动时,由上述可得电场力小液滴受到的电场力增大,小液滴向上运动,故B正确,C错误;
D.电源的效率为
由此可知,外电路电阻增大,则电源效率增大,
故D错误。
故选AB。
10. 如图所示,质量为的木块静止在光滑水平面上,A、B为两颗不同的子弹,子弹A的质量为m。如图甲所示,若子弹A、B从两侧同时水平射入木块,木块始终保持静止,子弹A射入木块的深度为,子弹B射入木块的深度为,且。如图乙所示,若子弹A、B从同一侧同时水平射入木块,子弹A射入木块的深度为,子弹B射入木块的深度为。整个过程A、B始终不相撞,且所受摩擦力恒定。下列说法正确的是( )
A. 子弹B的质量为
B.
C.
D. 子弹A、B从同一侧射入时,子弹B先与木块相对静止
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.子弹A、B从两侧同时水平射入木块,木块始终保持静止,对木块受力分析,根据平衡条件可得
木块与子弹A、B组成的系统合外力为零,系统动量守恒,有
则
即
子弹B的质量为
故A正确;
B.设子弹A、B入射前的速度分别为、,子弹A、B从两侧同时水平射入木块,根据能量守恒有
子弹A、B从同一侧同时水平射入木块,设子弹A、B、木块共速时的速度为,系统动量守恒,有
根据能量守恒有
可得
故B错误;
CD.根据牛顿第二定律有
可得
且
作出子弹A、B、木块的图象如图所示。
可知子弹B的图象先与木块的图象相交,则子弹A、B从同一侧射入时,子弹B先与木块相对静止,根据图象与坐标轴围成的面积表示位移,则
根据数学关系有
可得
故CD正确。
故选ACD。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 如图所示,某探究小组用图示装置做“探究碰撞中的不变量”的实验,图中的气垫导轨由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成。
(1)实验探究小组采用了正确的操作步骤:
①该小组测出了滑块通过两个光电门的挡光时间。已知两滑块上遮光板的宽度相同。滑块1通过光电门1的挡光时间为,通过光电门2的挡光时间为,滑块2通过光电门2的挡光时间为;
②测得滑块1的质量为,滑块2(包括弹簧)的质量为。
(2)数据处理与实验结论:
①实验中采用气垫导轨的原因是______;
②本实验探究滑块碰撞前后动量是否守恒,其验证等式为______。
(3)另一实验探究小组采用了上一小组的装置,并采用了新的方式做“探究碰撞中的不变量”的实验。如图所示,两个滑块用细线连接且静止,中间有一个压缩到最短的轻质弹簧。烧断细线,轻弹簧将两个滑块弹开,测得它们通过光电门的时间分别为。滑块1的质量为,滑块2的质量为,则动量守恒应满足的关系式为______。
【答案】 ①. 减小因滑块和导轨之间的摩擦引起的实验误差 ②. ③.
【解析】
【详解】(2)①[1]使用气垫导轨使两滑块能沿导轨做直线运动,保证了两滑块碰撞前后在同一条直线上做一维碰撞,减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差,从而减小实验误差。
②[2]设遮光条宽度为,则滑块1碰撞之前的速度
滑块1碰撞之后的速度
滑块2碰撞后的速度
探究滑块碰撞前、后动量是否守恒,需要验证等式为
即
化简得
(3)[3]根据动量守恒定律,满足的表达式为
即
滑块A、B的速度分别为
代入可得
变形得
12. 某实验小组用以下器材测量某一电源的电动势和内阻(电动势约5V,内阻约)。
A.电流表(量程0.6A,内阻)
B.电流表(量程3A,内阻)
C.电压表(量程6V,内阻约)
D.滑动变阻器,最大阻值
E.滑动变阻器,最大阻值
F.开关,导线若干
(1)则电流表的量程选______(选填“A”或“B”),滑动变阻器选______(选填“D”或“E”),电路原理图如下面的图1和图2可供选择,应选______(选填“图1”或“图2”),用该电路图测的结果与真实值比较:电动势______(选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
(2)已经测得该电池的电动势为5V、内阻为,图3为某一小灯泡的图线,现将两个这样的小灯泡并联后再与一个的定值电阻串联,接在该电源的两端,如图4所示,则每个灯泡的功率为______W。
【答案】 ①. A ②. D ③. 图2 ④. 相等 ⑤. 0.6
【解析】
【详解】(1)[1][2]若滑动变阻器选E,则最小电流
远小于两个电流表的量程,所以滑动变阻器选D,此时电路中的最小电流约等于0.25A,所以电流表选A;
[3][4]由于电流表的内阻已知,用图2来测电池的电动势和内阻时可以消除系统误差,因此选图2,由于没有系统误差,电动势的测量值与真实值相等。
(2)[5]设灯泡两端的电压是U,通过灯泡的电流是I,由闭合电路欧姆定律得
代入数据即
在灯泡图像中作出这个方程的图像,两个图像的交点即为灯泡的工作电压与电流,如图所示,由
得
13. 女排联赛中,一传不到位的排球触网后沿竖直方向落下,将要触地的瞬间它的速度为5m/s,机敏的二传手双手抱拳将排球竖直向上垫起,当排球上升到最高3.20m处时,高高跃起的主攻手将球扣到对方界内。已知排球的质量为0.260kg,排球与二传手的作用时间为0.10s,不计空气阻力,取。求:
(1)排球被二传手垫起瞬间动量的大小;
(2)二传手对排球的平均作用力。
【答案】(1)2.08kg∙m/s;(2)36.4N
【解析】
【详解】(1)排球被二传手垫起瞬间的速度
排球的动量的大小
(2)以向上为正方向,则由动量定理
解得
F=36.4N
14. 如图甲所示,为一电动机,当滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的图线①、②所示。已知电流表读数在以下时,电动机没有发生转动。不考虑电表阻值和温度对电路的影响,求:
(1)电动机的电阻;
(2)电源的电动势和内阻;
(3)滑动变阻器的滑片滑到最左端时,电动机的输出功率和电源的效率。
【答案】(1)4Ω (2)3.6V,2Ω
(3)0.54W,83.3%
【解析】
【小问1详解】
电流表读数在以下时,电动机没有发生转动,可知电动机的内阻
【小问2详解】
由图像②可知当U=3.4V,I=0.1A;当U=3.0V,I=0.3A;由闭合电路的欧姆定律
E=U+Ir
可知
解得
【小问3详解】
滑动变阻器的滑片滑到最左端时,电动机两端电压为U=3.0V,电流为I=0.3A,可知电动机输出功率
电源效率
15. 如图所示,质量为的薄木板B静置在光滑水平面上,质量为的小物块C静止放在光滑的四分之一圆弧形凹槽D的最低点,圆弧形凹槽质量为且未被固定。现有一质量为的滑块A以的水平初速度从木板左端冲上木板,滑块A在木板B上运动一小段时间后二者达到共速,之后木板B与小物块C发生弹性正碰,碰撞后木板B立即被锁定。小滑块A继续运动一段时间后从薄木板B上滑下,落在水平面上时,水平方向速度不变,竖直方向速度变为0。之后小滑块A在水平面上运动足够长时间,始终未能追上C或D。已知小物块C可看作质点,,滑块A与木板B之间的动摩擦因数为,。碰撞时间不计。
(1)求木板B与滑块A达到共速时速度的大小;
(2)求相对于水平面,小物块C能上升的最大高度;
(3)将小滑块A视为质点,求满足题意的木板B的长度的取值范围。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设
,
以A、B为研究对象,设向右为正,由动量守恒定律有
解得木板B与滑块A达到共速时速度的大小
【小问2详解】
以B、C为研究对象,B与C发生弹性碰撞过程,设向右为正,由动量守恒定律可有
由机械能守恒定律可知
联立解得小物块C碰后速度
v2=4m/s
从碰后到小物块C运动到最高点,C、D两者水平共速,设此时C水平速度为,则
解得
【小问3详解】
从B、C碰后到C、D分离,设分离时C的速度为,D的速度为,则
解得
小滑块A与B开始到共速过程
,
解得
小滑块A能够滑下B,则
解得
小滑块A在水平面上运动足够长时间,始终未能追上C或D,则小物块最终速度小于等于,则
解得
所以木板B的长度的取值范围
即
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