衡水金卷先享题 2023届调研卷 化学(湖南专版)(三)3试题答案

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18.(16分)如图甲所示，水平地面上有一长为l=1m,高为h=0.8m,质量为M=2kg的木板，木板的右侧放置一质量为m=1kg的木块（可视为质点），已知木板与木块之间的动摩擦因数为41=0.4，木板与地面之间的动摩擦因数为2=0.6，初始时两者均静止。现对木板施加一水平向右的拉力F,拉力F随时间t变化的图像如图乙所示，取g=10m/s2。求：(1)前2s内木板的加速度大小。(2)木块落地时距离木板左侧的水平距离△s。兰华與个FN,(「){察容34---24nrkC(8)mFM777777777777777727772777w灯(1【语】甲【答案】(1)2m/s2(2)1.68m【解析】(1)设木块在木板上滑行的最大加速度大小为a1,有网实蓝：华证总价国阳，国uimg=ma(1分)解得a1=4m/s2(1分)保持木块与木板一起做匀加速运动的最大拉力快的辞Fm=u2(M+m)g+(M+m)a=30 N(1分)因F,=24N Fm=30N,木块和木板发生相对滑动，此时木块加速度大小为a1,设木板加速度大小为a2,则有F2-umg-u2(M+m)g=Ma2(1分)解得a2=6m/s2008(1分)设经过t2时间二者分离，由运动学公式得5热轴n:+,-(+a)=l(1分)解得t2=1s此时木块的速度V块=V十a1t2(1分)木板的速度U板=U十Q2t2(1分)设木块从与木板分离至滑落到地面的时间为t3,由平抛运动公式可得h=2846,京觉对越备(1分)此过程中，木块在水平方向的位移为5块一V块t3语平本帝边女一的色长母来羚(1分)设木块与木板分离后木板的加速度为a3,由牛顿第二定律得8《经4TF2-u2Mg =Ma3(1分)在t3时间内木板在水平方向的位移为15k=w十20号(1分)木块落地时距离木板左侧的水平距离水，衣阳甲图顶（代8△s=5板一5换=1.68m(1分)如图甲所示，质量为M=0.5kg的木板静止在光滑水平面上，质量为m=1kg的物块以初速度v。=4m/s滑上木板的左端，物块与木板之间的动摩擦因数为：=0.2，在物块滑上木板的同时，给木板施加一个水平向右的恒力F。当恒力F取某一值时，物块在木板上相对于木板滑动的路程为s,给木板施加不同大小的恒力F,得到一-F的关系如图乙所示，其中AB与横轴平行，且AB段的纵坐标为1m1。将物块视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s2。(1)若恒力F=0,则物块会从木板的右端滑下，求物块在木板上滑行的时间。(2)图乙中BC为直线段，求该段恒力F的取值范围及一-F的函数关系式。/m-BEMF甲【答案】(1)3s1(2)1N≤F≤3N1F+34【解析】(1)物块的加速度大小am-ug=2 m/s2木板的加速度大小umg=4 m/sM运装曲两少心治本能，达s由题图乙知，板长L=1m物块相对木板的路程1L=0t一1联立解得t=3s或1=18当t=1s时，物块的速度为2m/s,木板的速度为4m/s,而当物块从木板右端滑离时，物块的速度不可能小于木板的速度，=1s应舍弃，故所求时间为1=号s(2)①当F较小时，物块将从木板右端滑下，当F增大到某一值时物块恰好到达木板的右端，且两者具有共同速度v,历时t1,则F+umga M=Mv=vo-amti=amti00十UUS=2联立解得1F+34由题图乙知，相对路程s≤1m解得F≥1N②当F继续增大时，物块减速、木板加速，在某一位置具有共同速度；当两者共速后能保持相对静止一起以相同加速度a做匀加速运动，则Fa一M+m1F:=ma由于静摩擦力存在最大值，有F:≤Fmx=mg=2N联立解得F≤3N综上所迷，BC段恒力F的取值范围是1N

17.(14分)一传送带装置如图所示，其中AB段水平，长度为LAB=4m,BC段倾斜，长度为Lc=5m,倾角为0=37°，AB和BC在B点通过一段很短的圆弧（图中未画出）平滑连接，传送带以v=4m/s的恒定速率沿顺时针方向转动。已知工件与传送带间的动摩擦因数为4=0.5，取g=10m/s2,sin37°=0.6，cos37°=0.8。现将一工件（可看作质点）无初速度地放在A点。求：C(1)工件第一次到达B点所用的时间。B se(2)工件沿传送带上升的最大高度。(3)工件运动了23s后所在的位置。【答案】(1)1.4s(2)2.4m(3)在A点右侧2.4m处【解析】(1)设工件刚放上传送带时的加速度大小为a1,由牛顿第二定律得umg -ma多(1分)解得a1=5m/s2设经过1时间工件与传送带的速度相同，则欣说4=”=0.89(1分)al工件的位移x1=2a1=1.6m(1分)此后工件将与传送带一起匀速运动至B点，用时t2=LAB一T1=0.6s(1分)所以工件第一次到达B点所用的时间t=t1十t2=1.4s(1分)(2)设工件在传送带的倾斜段上的加速度为Q2,由牛顿第二定律得umg cos 0-mg sin 6=ma2(1分)解得a2=-2m/s21分)由速度位移公式得hm0-v2=2a2 sin 0(1分)解得hm=2.4m(1分)(3)工件沿传送带向上运动的时间为2hmt:==2susin 0(1分)此后由于工件在传送带的倾斜段运动时的加速度相同，在传送带的水平段运动时的加速度也相同，故工件将在传送带上做往复运动，设其周期为T,则T=2t1+2t3=5.6s(1分)工件从开始运动到第一次返回传送带的水平部分，且速度变为零所需时间to=2t1十t2十2t3=6.2s,而23s=t。十3T,说明经过23s后工件恰好运动到传送带的水平部分，且速度为零(1分)故工件在A点右侧，到A点的距离长你这的心长中实的x=LAB一x1(1分)解得x=2.4m(1分)