【题目】一质量M=2kg的长木板B静止在光滑的水平面上，B的右端与竖直挡板的距离为S=0.5m.一个质量为m=1kg的小物体A以初速度v0=6m/s从B的左端水平滑上B，当B与竖直挡板每次碰撞时，A都没有到达B的右端.设定物体A可视为质点，A、B间的动摩擦因数μ=0.2，B与竖直挡板碰撞时间极短且碰撞过程中无机械能损失，g取10m/s2.求:
(1)B与竖直挡板第一次碰撞前的瞬间，A、B的速度值各是多少？
(2)最后要使A不从B上滑下，木板B的长度至少是多少？(最后结果保留三位有效数字.)
【答案】（1）vA=4m/s、 vB=1m/s（2）8.96m
【解析】(1)设A、B达到共同速度为v1时，B向右运动距离为S1
由动量守恒定律有 
由动能定理有 
联立解得 S1=2m
由于S=0.5m<2m，可知B与挡板碰撞时，A、B还未达到共同速度.设B与挡板碰撞前瞬间A的速度为vA，B的速度为vB，则
由动量守恒定律有 
由动能定理有 
联立解得 vA=4m/s、 vB=1m/s
(2)B与挡板第一次碰后向左减速运动，当B速度减为零时，B向左运动的距离设为SB，由动能定理有 
由上式解得 SB=0.5m
在A的作用下B再次反向向右运动，设当A、B向右运动达到共同速度v2时B向右运动距离为S2，由动量守恒定律有 
由动能定理有 
解得 
、 
=0.5m
故A、B以共同速度
向右运动，B第二次与挡板碰撞后，以原速率反弹向左运动.此后由于系统的总动量向左，故最后A、B将以共同速度v3向左匀速运动.
由动量守恒定律有 (M-m)v2=(M+m)v3
解得 
设A相对B运动的总路程为L(即木板B的最小长度)，对系统由功能关系得:
代入数据解得 L=8.96m
金钥匙试卷系列答案科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】如图所示是某类潮汐发电示意图。涨潮时开闸，水由通道进入海湾水库蓄水，待水面升至最高点时关闭闸门(如图甲)，落潮时，开闸放水发电(如图乙)。设海湾水库面积为5.0×108 m2，平均潮差为3.0 m，一天涨落潮两次，发电机的平均能量转化效率为10%，则一天内发电的平均功率约为(ρ海水＝1.0×103 kg/m3，g取10 m/s2)( )
A. 2.6×104 kWB. 5.2×104 kWC. 2.6×105 kWD. 5.2×105 kW
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【题目】如图，某光学元件由截面为半径为R的圆柱与直角三角形的三棱柱组成，二者为材料相同的透明玻璃。已知三角形BC边的长度也为R，∠BAC＝30°.现让一细束单色光从AB边上距离A点为
R的D点沿与AB边成
斜向右上方入射，光线经AC边反射后刚好直接垂直于BC边进入圆柱区域，求:
①试计算光线从圆弧上的E点(图中未画出)射出时的折射角
②试计算该细光東在玻璃中传播的时间t(已知光在真空中的传播速度为c)。
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【题目】质谱仪可测定同位素的组成。，现有一束一价的钾39和钾41离子经电场加速后，沿着与磁场边界垂直的方向进入匀强磁场中，如图所示。测试时规定加速电压大小为U0，但在实验过程中加速电压有较小的波动，可能偏大或偏小△U．为使钾39和钾41打在照相底片上的区域不重叠，不计离子的重力，则△U不得超过（ ）
A. 
B. 
C. 
D. 
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【题目】如图所示，间距为L的平行且足够长的光滑导轨由两部分组成．倾斜部分与水平部分平滑相连，倾角为θ，在倾斜导轨顶端连接一阻值为r的定值电阻．质量为m、电阻也为r的金属杆MN垂直导轨跨放在导轨上，在倾斜导轨区域加一垂直导轨平面向下、磁感应强度为B的匀强磁场；在水平导轨区域加另一垂直轨道平面向下、磁感应强度也为B的匀强磁场．闭合开关S，让金属杆MN从图示位置由静止释放，已知金属杆MN运动到水平轨道前，已达到最大速度，不计导轨电阻，且金属杆MN始终与导轨接触良好并保持跟导轨垂直，重力加速度为g.
（1）求金属杆MN在倾斜导轨上滑行的最大速率vm
（2）若金属杆MN在倾斜导轨上运动，速度未达到最大速度vm前，在流经定值电阻的电流从零增大到I0的过程中，通过定值电阻的电荷量为q，求这段时间内金属杆MN通过的距离x
（3）求在（2）中所述的过程中，定值电阻上产生的焦耳热Q
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【题目】如图，在大气中有一水平放置的固定圆筒，它由a、b和c三个粗细不同的部分连接而成，各部分的横截面积分别为2S、
和S。已知大气压强为p0，温度为T0。两活塞A和B用一根长为4l的不可伸长的轻线相连，把温度为T0的空气密封在两活塞之间，此时两活塞的位置如图所示。现对被密封的气体加热，使其温度缓慢上升到T。若活塞与圆筒壁之间的摩擦可忽略，此时两活塞之间气体的压强可能为多少？
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【题目】如图所示，一束平行光以45°的入射角照射到半径为R的半圆柱形玻璃砖的上表面上，已知玻璃砖对平行光的折射率为
。
（1）圆柱面上光线能够射出的区域所对的圆心角
是多少？
（2）能从圆柱面射出的光线中，在玻璃砖中传播时间最长为多少？（光在真空中的速度为c）
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【题目】如图所示，是中国古代玩具饮水鸟，它的神奇之处是，在鸟的面前放上一杯水，鸟就会俯下身去，把嘴浸到水里，“喝”了一口水后，鸟将绕着O点不停摆动，一会儿它又会俯下身去，再“喝”一口水．A、B是鸟上两点，则在摆动过程中
A. A、B两点的线速度大小相同 B. A、B两点的向心加速度大小相同
C. A、B两点的角速度大小相同 D. A、B两点的向心加速度方向相同
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【题目】（10分）如图，一固定的竖直气缸有一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，已知大活塞的质量为
，横截面积为
，小活塞的质量为
，横截面积为
；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为
，气缸外大气压强为
，温度为
。初始时大活塞与大圆筒底部相距
，两活塞间封闭气体的温度为
，现气缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移，忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦，重力加速度
取
，求
（i）在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度；
（ii）缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强。
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