内容正文:
高一物理试题
考试时间:75分钟试卷总分:100分
第I卷(选择题,共46分)
一、选择题:(本题共10小题,共46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,每
小题4分,第810题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错
的得0分。)
1.如图所示,半径为的圆简绕竖直中心轴O0匀速转动,质量为m的小物块A靠在圆简的内壁上,质量为公的
小物块B位于圆筒底面距中心辅)处,两个小物块均能与圆简保持相对静止。A、B与圆简简面的动摩擦因数均为“
(最大静摩擦力等于滑动摩擦力),A刚好不下滑时,B所受的静摩擦力为()
A、
4μ
B器
C.mg
0.2mg
2.人体静电是静电防护工程领域和静电应用领域的重要内容,人体静电带电规律的研究,具有基础性指导作用.如
图所示为人体带正1kV静电时的等势线分布,下列正确的是()
A.若两手握拳,则手指周围的电场强度减小
B.带电粒子沿着人体表面运动,电势能一定变化
C.若在a点有一静止的带负电粒子,该粒子仅在电场力作用下将以垂直于人体的速
度打在人体表面上
D.在人体内部,越靠近皮肤电势越低
3.如图,足够大的光滑水平面上静止着a、b、c、d四个弹性小球,质量分别为m、9m、3m、m,四个小球
在同一直线上。小球α左端与墙壁刚好接触但不粘连,右端连接一根轻弹簧,弹簧右端与小球b相连,小球b和c接
触但也不粘连,此时弹篝处于原长。现给小球d一个向左的初速度。,与小球c发生碰撞,所有碰撞过程均为弹性
正碰也不计空气阻力,弹簧始终处于弹性限度之内。在整个运动过程中,下列说法正确的是(
A.整个运动过程中小球a、b、c、d和弹簧组成的系统动量守恒
B.整个运动过程中四个弹性小球a、b、c、d组成的系统机械能守楦、
a
C.当小球a、b速度相等时,弹簧的弹性势能一定最大
D.小球a速度最大时,弹簧处于原长状态
4.如图所示,某同学将激光笔放置在水平地面上对着墙面照射,为使墙面上激光亮点沿竖直墙面匀速上升,则
原地转动激光笔的角速度应()
A.保持不变
B.逐渐变大
C.逐渐变小
荧光笔
D.无法确定
5,x轴上位于F-d处固定-一正点电荷q,坐标原点0处固定另一个点电荷q,x轴上电势Φ随位置x的变化关
系如图所示,其中在0的范围内d处的电势最高,B、C两点是图像与横轴的交点,规定无穷远处电势为零,引
入的点电荷不改变空间电场且研究引入电荷的运动范围仅在与9,或q碰撞之前。下列说法正确的是()
A.另一个点电荷g的电性一定为正
B.g,电荷量绝对值是9电荷量绝对值的4倍
C.在C点由静止释放一个负点电荷,电荷将做往复运动
D。在q,右侧附近由静止释放一个正点电荷,电荷将先加速后减速
试卷第1页,共4页
马爱藏职
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6。某研究机构利用力传感器研究蹦床过程。传感器采集了某运动员在一次蹦床过程中对蹦床的压力随时间变化
的关系,利用计算机绘制出图像如图所示。运动员视为质点,不考虑空气阻力,重力加速度g=10m/s2。则1.0~1.9s
时间内图线与横轴围成的阴影面积约为()
↑FN
3000
A.240N.s
1800
B.720N-s
C.960N-s
01.0192.53.」4.0
D.1620Ns
7.如图所示,粗糙竖直挡板前方固定倾角为0=37°的粗糙传送带,传送带上表面以速度,=3m/s.向挡板转动,
物块紧贴传送带和挡板由静止释放。已知物块与挡板间的动摩擦因数为4-弓,与传送带间的动摩擦因数为%-子重
力加速度取g=10m/s3,si血37°=0.6,则物块沿传送带下滑的最大速度为()
A.3m/s
B.4m/s
C.5m/s
D.6m/s
8.如图点电荷A、B的电荷量均为+Q,C、D的电荷量均为Q,它们处在一个矩形的四个顶点上。它们产生静电场
的等势线如图中虚线所示。abcd位于一个正方形的四个顶点,与ABCD共面,O为正方形与矩形的中心,则()
A.b、d两点场强不相同,电势相等
B.b、d两点场强相同,电势不相等
C.将某一正电荷q沿正方形路径a→b→c移动,
电场力先做正功,后做负功
D.将某一正电荷q沿正方形路径a→b→c移动,
电场力先做负功,后做正功
9.如图甲,固定的光滑水平横杆上套有质量为m的小环B,其右侧有一固定挡块。一根长为L的轻绳,一端与B
相连,另一端与质量为2m的小球A相连。初始状态轻绳水平且伸直,B靠在挡块处。由静止释放A,在运动过程中
A,B水平方向速度ⅴ的大小与时间t的关系如图乙所示。下列说法正确的是()
A.时刻之后,A、B组成的系统动量守恒
B.4时刻AB速度相同,大小为2V2gL
3
C.tt2阶段,A的水平位移一定大于L
D.图乙中阴影部分的面积为5L
3
10.如图所示,静止在光滑水平面上的小车,由三段轨道平滑连接而成。AB段是倾角为37°的斜面,C段水平,
C0段是半径为0.3m的竖直二圆弧,AD两点等高,小车的总质量为2kg。一质量为1kg的小物块,从A点以1.5m/s
的初速度沿斜面向下运动,当其首次经过BC段的最左端时,速度大小为2m/s。已知AB段的摩擦因数4<ta37°,
BC段、CD段均光滑,重力加速度取10m/s2,sin37°=0.6,则()
A.小物块首次经过BC段的最左端时,小车的速度大小为0.25m/s
Ay
B.小车第一次向左运动最远时小物块的速度大于1,2m/s
C.小物块不会从D点离开小车
D.小物块最终相对于小车静止在B点
777
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第Ⅱ卷(共54分)
二、实验题(本题共2小题,每个空2分、共14分,)
1山.(6分)某科技小组利用如图所示的装置来探究向心力F与质量m、转动半径r和角速度®的关系。实验装置
由可调速电动机、竖直转轴、水平直杆、正方体滑块和光电门组成。不计摩擦的水平直杆固定在竖直转轴上,竖直
转轴随电动机一起转动,套在水平直杆上的质量分布均匀的正方体滑块通过细线与固定在竖直转轴上的力传感器相
连接,并随水平直杆一起做匀速圆周运动,水平直杆的另一端安装了宽度为L的遮光片,每经过光电门一次,力传一
感器和光电门就同时获得一组向心力大小F和遮光时间△T的数据。
(1)为了探究滑块的向心力F与角速度ω的关系,该科技小组需要采用的实验方法为
(填正确答案标号)。
A.比值法
力传感cn
电门
滑块
B.微元法
意光片
水乎直杆
C.控制变量法
D.等效替代法
(2)某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为△T,若滑块中心与转轴中心的距离为r,遮光片到转轴中心
的距离为R,则水平直杆的角速度为。(选用△T、L、R、r中字母表示)
(③)该科技小组通过保持滑块的质量m和运动半径r不变,改变电动机旋转的角速度,获得多组数据,以F为纵坐标,
以么为横坐标,可在坐标纸中描出数据点,若能拟合出一条过原点的直线,则说明F与m成正比。若该直线
的斜率为k,斜率k=
(选用m、R、T、L中字母表示)。
12.(8分)某实验小组的同学用图甲实验装置验证动量守恒定律。已知入射小球质量为m,被碰小球质量为m2·
记录小球抛出点在地面土的垂直投影点O,测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置M、P、N与O的距离分别
为x、x2、为,如图乙,回答下列问题:
多
$
(①)关于本实验,下列说法正确的是
0
A.斜糟轨道必须光滑末端必须水平
B.实验过程中,复写纸和白纸都可以移动
C.入射小球每次必须从斜槽轨道同一位置静止释放
D.需用秒表测定小球在空中飞行的时间
(2)若两球碰撞时的动量守恒,应满足的关系式为」
;若碰撞是弹性碰撞,则应满足
(均用题干中所给物理量的符号表示)
(3)某同学设计了如图丙所示的实验转置,在斜槽轨道右侧竖直固定一木板,实验开始时,先让入射小球多次从斜
槽轨道上某位置由静止释放,找到其打在竖直木板上的平均位置P,然后把被碰小球静置于斜槽轨道末端;再将入
射小球从斜槽轨道上释放,与被碰小球相碰,找到两小球打在竖直木板上的平均位置分别为M、N。木板上的B点
与被碰小球放在斜糟轨道未端时球心等高,用刻度尺测出B'到M、PN三点的距离分别为片店、么。若两球碰
撞时的动量守恒,应满足的关系式为
。(用题中所给物理量的符号表示)
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三、计算题(本题共3小题,共40分。)
13.(10分)在匀强电场中,将电荷量为g=-6.0×106C的点电荷从电场中的A点移到B点,静电力做了
W。=-2.4×105J的功,再从B点移到C点,电势能减小量△E,懒=1.2×103J。已知电场的方向与△ABC所在的平面
平行规定B点的电势为0,AB=4cm,BC=2cm,∠ABC=120°。求:
(1)、B两点间的电势差U和和B、C两点间的电势差Ue分别为多少:
(2)A点和C点的电势分别为多少:
(③)该匀强电场的场强大小。
B
14.(12分)发射地球同步卫星时,先将卫星发射到距离地面高度为力的近地圆轨道上,在卫星经过近地点A时
点火实施变轨进入椭圆轨道,最后在椭圆轨道的远地点B再次点火实施变轨将卫星送入同步轨道,如图所示。若地
球同步卫星的运动周期为£地球的半径为R,质量为m的物体在地球表面所受的重力大小为G:将地球视为质量
分布均匀的球体,忽略地球自转的影响。求:
(1)卫星的最小发射速度?
·同步轨道
(2)卫星在近地圆轨道上的角速度大小⊙;
(3)远地点B距地面的高度H。
15.(18分)如图所示,半径R=0.2m的四分之一光滑圆弧轨道AB固定在竖直平面内,与光滑水平平台BC相切
于B点,平台BC与顺时针匀速转动的传送带CD平滑连接,半径r=2√3m的四分之一圆弧EF卤定在同一竖直平
面内,其圆心刚好为D点,物块a从圆弧轨道A点由静止释放,与静止在平台BC上的物块b发生碰撞,碰后粘在
一起时并滑上传送带CD,最终与传送带共速。已知m,=4kg,m。=1kg,a、b两物块均可视为质点,并由间种材
料构成,取重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力。
(1)求a与b碰撞过程中损失的机械能:
(2)若物块a、b在传送带上运动过程中产生的热量Q=1.6J,求传诺带的速度大小:
(3)设传送带长L=5.61m,物块a、b与传送带间的动摩擦因数为0.2,改变传送带转动的速度大小。求:使物块a、
b从D点水平抛出至落到EF圆弧面上的最小动能。
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高一物理试卷答案
一、选择题
1.【答案】‘
【详解】
因为A刚好不下滑,根据平衡条件可知,A受到的摩擦力大小为∫=g
根据牛顿第.定律可!,圆筒对A的支持力大小为F=nω2r又∫=F
8受到的摩擦力提供向心办、则人受心号
2
联立,解得后=器故选人
2.【答案】A
【详解】
人.带电物体在其尖端位置场强大,两手握拳以后手部场强变小,故确:
B.人体各部位电势相等,带电粒子沿着人体表面运动时电势能不变,故B错误:
C.由图可知,电场线为曲线,且皮肤表面的电场线垂直于人体,故粒子除垂直于人体表面
的速度外,还有沿若表面的分速度,合速度不会垂直于人体,故C错误:
D.人体为等势体,内部电势处处相等,故D错误。
3.【答案】D
【详解】
A.在小球b向左压缩弹簧的过程中,墙壁对小球施加向右的作用力,系统合外力不为零,
故动量不守恒,故A错误:
B.全过程系统机械能(含弹簧弹性势能)守棋,但四个小球的机械能(动能之和)不守恒,
因部分能量转化为弹性势能,故B错误:
C.当a、b速度相等时对应弹簧形变量有极值。第一阶段b向左减速至0时,,==0,
此时弹簧的弹性势能等于b的初动能,即整个过程中的最大弹性势能:第二阶段:离开墙后
向右运动,当两者共速时,根据动量守恒,可知此时系统有向右的速度,根据能量守恒,可
知此时弹性势能小于第·阶段的最火弹性势能,做当小球“、b速度相等,且都为0时弹簧
的弹性势能才最人,故C错误:
D.小球:离开瑞壁后受弹簧向右拉力做加速运动。当弹簧恢复原长时弹力为等,此时α加
速度为零且速度最大,故D正确
4.【答案】C
【详解】
设激光笔到竖直墙面的距离为x,为使亮点沿竖直墙而匀速上升,如图所示
试卷第1页,共8页
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荧光笔
0.
则有vcos0=dr,rx
可得=vco20
cose
x
由于O逐渐增人,可知原地转动激光笔的角速度应逐浙变小。故选C。
5【答案】B
【详解】
A根据图像可知,x轴上的电势有正有负,故q,为正电荷,为负电荷,故A错误:
B.根据题意可知中-x图像的斜率表示电场强度,则在d的位置,电场强度为岁,根据点
电荷电场强度的叠加原理有
22=g2解得9人=49,故B正确:
C.在C点由静止释放一个负点电荷,由于此处电势能和动能均为零,故电荷先加速后减速,
无穷远处电势能为零,动能同样为零,不会做往复运动,故C错误:t
D.在q,右侧附近由静止释放一个正电荷,由于A到B电势不断降低,所以场强方向沿x轴
正方向,则正电荷所受电场力方向沿x轴正方向,则正点电荷在碰到4之前女直加速,故D
错误。
e
6.【答案】c
【详解】
根据图像判断,运动员的重力G=800N
运动员在1.9~2.5s时间段内做竖直上抛运动,离开蹦床时速度
%=)8(2.5s-1.9s)=3m/s在1.0-1.9s时间内根据动量定理有1-G1=m%解
I=960N.s
7.【答案】B
【详解】
设物块沿传送带下滑的最大速度为,物块与传送带摩擦力大小为万,物块与挡板摩擦力大
小为厂,物块相对传送带方向偏离挡板夹角为口,受力分析如图,
0
川小向下大向试卷第2负,共8货
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有tana=地
1
对物块垂直挡板方向F!=sina
物块有最大速度时,物块沿着挡板方向有mng sin日=山F,+厂2cos.a
=umg cos0
联立得物块沿传送带下滑的最大速度为=37°,v=4m/s故选B。
8.【答案】BD
【详解】
AB.由图及对称性可知,b、d两点关于中心O对称,场强大小相等,方向相同。b点靠近正
电荷A、B,电势为正,d点靠近负电荷C、D,电势为负,故电势不相等,故A错误:B
正确
CD,a、c两点位于AB连线与CD连线的中垂线上,根据等量异种电荷电场分布规律,该中垂
线为零势线,即p。=g。=0,而b点靠近正电荷,电势>0。将正电荷9从a移到b,电势
升高,电势能增加,电场力做负功:从b移到c,电势降低,电势能减小,电场力做正功,
故C错误D正确:
故选BD。
9.【答案】BC
【详解】
A,图乙可知,时刻后,B开始运动起来了,说明此时B己经离开挡板向左运动,B与挡板
间没有了作用力,由于杆光滑,枚AB构成的系统水平方向不受外力,即AB组成的系统水平
动量守恒,但B整体在竖直方向上合力不为0,则竖直方向动量不守恒,因此4时刻之后,
组成的系统动量不守恒,故A错误:
B.根据题意可知,4时刻A的水平速度为,对A,由动能定理可得2mgL=号2m心
4时刻后,由B系统水平方向动量守恒则有2m。=3m叫,联立解得y=228
,故B正确:
3
CD.图乙中阴影部分的面积表示的是AB水平方向位移差△x=x一:从t,c阶段,设AB
共速时A的下落高度为△h,由能量守恒2 mg Ah=x3mm解得△h=L
3
故从~t2阶段,图乙中阴影部分的面积为△x=P-h)=5
3
个水平移动的位移=+Ar2,放C正确,D错误)
10.【答案】BCD
【详解】
A.设小车质量为M,小物块质量为m。设水平向右为正方向,小物块首次经过BC段的最
试卷第3页,共8页
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左端时速度g,小车和小物块水平方向动量守恒mv4cos3T'=Mw作+mv,解得v4=-04m/s
小物块首次经过BC段的最左端时,小车的速度大小为0.4ms,故A错误:
B.小车向左位移最大时,小车的速度为零,小物块此时在CD段,设小物块的速度为,速
度方向与水平方向的夹角为0,由水平方向动量守恒得mv,+Mw水=m cos0
因为0<cos0<1得>1.2ms故B正确:
C.设小物块在CD段上升最大高度(相对BC)为,此时小物块和小车速度相同,设为v。
由水平方向动量守恒,得mva+M4=(M+mV
由机械能守恒定律m哈+Mv尿=(m+M)v2+mgh,
解得v=0.4ms五=0.192m<0.3m小物块不会从D点离开小车,故C正确:
D.只要小物块在B点速度不为零,小物块就会冲上斜面,并下滑。由能量守恒定律,小物
块最终相对于小车静止在B点,故D正确。
二、实验题(共两小题、每空两分、合计14分)
11.(6分)
【答案】(1)C
(2)、
(3)
R△T
R2
【详解】
(1)为了探究滑块的向心力F与角速度ω的关系,需保持滑块的质量和转动半径不变,该
同学需要采用的实验方法为控制变量法。故选C。
(2)测得遮光片的遮光时间为△T,则遮光片经过光电门时的线速度大小为v=
47,角速
度为a=
L
RR△T
L
(3)滑块做圆周运动的角速度大小为ù=
R△T
根据牛顿第二定律可得F=mr=m
RA7r
ml'r 1
R(AT)
故该同学通过保持滑块的质量和运动半径不变,改变电动机旋转的角速度,获得多组数据,
以F为纵坐标,以
公为横坐标,可在坐标纸中描出数据点,若能拟合出一条过原点的直
线,则说明F与心成正比,所以斜率为k=m心
R2
12.(8分)
【答案】
(1)c
(2)mx3=m为+m2为
为=为十3
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⑧杀片+元
【详解】
(1)A.斜槽不需要光滑,只要入射球每次从同一位置释放,就能保证抛出速度相同,斜槽
末端仅需要水平,保证小球平抛,故A错误:
B.实验过程中白纸、复写纸不能移动,否则落点位置测量错误,故B错误:
C.入射球每次从斜槽同一位置静止释放,可保证碰撞前入射球速度相同,满足实验要求。
故C正确:
D.所有小球平抛下落高度相同,飞行时间相同,故水平位移正比于初速度,无需秒表测时
间。枚D错误。
故选C。
(2)[]小球平抛下落高度相同,运动时间1相同,小球平抛初速度v=兰
故可用水平位移代替速度。动量守恒原式为m=m,y+my
代入%=,”=立,y=当
消去1得m=m+m2为
[2]若为弹性磁撞,系绕初末状态动能相等,满足行m=m+片%
代入6=立,M=立,”=当
解得mx子=m,x+m2号
与动量守恒表达式联立,得=x+x
(3)设斜槽末端到竖直木板的水平距离为定值x',小球从斜槽末端飞出后,竖直方向满足
h=1
解得t=
2h
x
水平方向x'=t
整理得
2h
即Vc
故碰撞前入射速度对应九,碰撞后入射速度对应h,被碰速度对应,代入动量守恒消去
公共系数。
=+
得庆床而
三、计算题(共3小题合计40分)
13.(10分)
【答案】(1)Ua=4V,Uc=-2V
(2)p,=4V,c=2V
(3)E=200V/m
【详解】
试卷第5页,共8页
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,(1)根据静电力做功和电势差的关系,A、B两点间的电势差
(e)
…%1分
9
1
解得0=-2.4x10
(1)
-6.0x100V=4V
8年88气中非8888888888年88888880000年果年年0华e0车
1分
根据功能关系,电场力做功等于电势能的减小量,B、C两点间的电势差
.9
Uic=WVR=AFp
…1分
99
解得Uc=
1.2×105
60x06V=-2V”1分
0
(2)因p=0,根据电势与电势差间的关系p4-P。=U和…1分
可得p,=4V
…1分
根据电势与电势差问的关系P。一9c=Uc
……1分
(c)
可得mc=2V…1分
(3)由于匀强电场中沿电场线方向电势均匀变化,故A、B中点的电势为2V,连接该中
点与C点即为等势线,电场线与等势线垂直并指向电势低的等势线,过B点的电场线如图所
示。
根据几何关系,C、B沿电场线方向的距离d=BC·cos60°=lcm
…1分
根据电场强度与电压的关系E=
Uacl
解得E=200V/m
…1分
d
14.(12分)
GoR
(2)
R
G。
【答案】(1)
1GR272
(3)
-R
R+hVmo(R+h)
4π2m
【详解】
(1)设地球表面的重力加速度大小为g,有G。g
…2分
设某近地卫星的质量为m,有mg=m是
…2分
解得近地卫星的线速度为v=
GoR
…1分
也就是卫星的最小发射速度为
G.R
(2)C为引力常量,有G樱=mg
可得GM=gR2…2分〔
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设地球的质量为从近地圆轨道上的卫星质量为m干大v鬼敷带数身当,5卧师二隶
有O、Mm'
(R+妒=m0欣h)
9.川=0变不知
……2分
派共带丝身ld,司间曲盛班
P
G
解得)=
…1分
0ggg年t08te0g00e0t00
R+hymo(R+h)
-业。然而
0
(3)卫星在同步轨道上做圆周运动时,有
以乱d,内同地月
GMm'
=m
(R+H)}
祭+
…八1分
1=水有的的返带数卧
。。4中◆。。
S=w所翰立知
解得远地点B距地面的高度H=
GoR2T2
-R
e
4π2m
1分,n巧(e)
=xL式十木圆
15.(18分)
【答案】
=(向心直迎
(1)1.6J
=I
(2)当传送带速度较小时:V传=0.8ms
当传送带速度较大时:V物=2.4m/s
园书著
(3)150J
【详解】
4g◆444。…000440年e0
=
乐
(1)设物块a到B点时的速度大小为%,
平做
根据机械能守恒有m,gR=
2mvo
…1分
「热士
牌
144e0444g0+0400e0000000000
设a与b碰撞后瞬间a、b整体的速度大小为y,
切土面?方教圆
根据动量守恒定律m,%=(m,+m)
…1分
,1
放a与0整个碰流过程中报失的机械能为△迟=%,好-风+m,
解得△E=1.6J…1分
(2)第一种情况,当传送带速度v小于y时,、b整体滑上传送带后先减速后匀速运动,
设a、b与传送带间的动摩擦因数为凸,
对a、b根据牛顿第二定律H(m,+m。)g=(m。+%,a
设经过时间4后a、b与传送带共速,可得1=上二兰
a
该段时间内a、b运动的位移为=牛兰……1分
2
传送带运动的位移为2=以…1分
故可得2=4(m,+m)g(名一x2)…1分
联立解得y=0.8m/8…1分
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第二种情况,当传送带速度'大于y时,日、b整体滑上传送带后先加速后匀速运动,加速
度不变a=48
设经过时间马后a、b与传送带共速,
可得5=-当
……1分
a
该段时间内a、b运动的位移为=十出4,
…1分
2
传送带运动的位移为号=以故可得=h(m,+m,)g(-)…1分
联立解得v=2.4m/s
0
1分
(3)设物块a、b整体在一起下落的高度为y,水平位移为x,
则水平方向x=v,1
…1分
竖直方向y=5g
…1分
又x2+y2=r2…1分
落在圆弧面上时的速度大小V=
吃+(gt)2=
…1分
根据均值定理得:t=s
……1分
则平抛运动初速度大小为V20m/s。即离开传送带时的速度大小为V20m/s。
物块在传送带上离开传送带的速度范围为0m/s-5m/s。0m/s<√20m/s<5m/s在此速度范
围内成立。…1分
则落在圆弧面上时的最小速度V=√60m/s
所以,物块a、b落到EF圆弧上最小动能为150J…1分
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