三晋卓越联盟·山西省2023-2024学年高一期末质量检测物理答案

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本文从以下几个角度介绍。

1、2023-2024三晋名校联盟
2、2023-2024学年度山西名校高三阶段性测评物理
3、2024晋中高三质检
4、2023-2024晋中高三考试三月质检
5、晋文源2024山西百校联考三物理
6、晋中市2024高三三月质检

20.（11分)泡沫金属是指含有泡沫气孔的特种金属材料，拥有密度小、隔热性能好、隔音性能好以及能够吸收电磁波等一系列良好优点，是随着人类科技逐步发展起来的一类新型材料，常用于航空航天、石油化工等一系列工业开发上。某工厂生产一种边长x=1cm的正方体泡沫金属颗粒，由于生产过程中气泡含量的不同，导致颗粒的质量不同（体积与表面材料无偏差)，为筛选颗粒，设计了如图所示装置。产出的颗粒不断从A处静止进入半径为R1=lm的光滑二圆轨道AB,B处与一顺时针缓慢转动的粗糙传送带相切，传送带足够长，CE、FG均为水光滑轨道，圆心为O、半径R2=√3m的光滑圆轨道E、F处略微错开且与水轨道相接，D为带轻质滚轮的机械臂，可在颗粒经过时提供竖直向下的恒定压力F,颗粒右侧刚到达滚轮最低点时的速度可忽略不计，滚轮逆时针转动且转速足够快，滚轮与颗粒之间的摩擦系数=0.5（摩擦力对颗粒作用距离可认为是颗粒边长)，I、Ⅱ、Ⅲ为颗粒的收集区域，（颗粒落到收集区直接被收集不反弹），其中I、Ⅱ的分界点为圆心O,且I、Ⅱ与圆轨道之间留有恰好可容颗粒通过的距离。颗粒在圆轨道中运动时可看做质点，颗粒在被收集之前相互之间没有发生碰撞，质量最大颗粒恰好被Ⅱ最右端收集。质量为0.001kg的颗粒恰好被Ⅲ收集。求：(1)质量为0.001kg颗粒到达B处时对轨道的压力大小；(2)机械臂提供的恒定压力FN的大小；(3)Ⅱ、Ⅲ两个区域各自收集到颗粒的质量范围。0BGE(F)第20题图高一物理试卷第8页（共8页）