2024年高考物理最后一卷（安徽卷）（全解全析）

2024年高考最后一卷（安徽卷） 物理·全解全析 注意事項(xiàng)：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)等填寫在答題卡和試卷指定位置上。2．回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)。回答非選擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回一、選擇題：本題共10小題，共42分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~8題只有一項(xiàng)符合題目要求，每題4分，第9~10題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分。1．在光的照射下物體表面能發(fā)射出電子的現(xiàn)象，叫做光電效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，用紫外線照射金屬鋅能產(chǎn)生光電效應(yīng)，而可見光照射不能使鋅發(fā)生光電效應(yīng)，這是因?yàn)椋ǎ〢．可見光的頻率小于金屬鋅的截止頻率 B．可見光的波長小于金屬鋅的極限波長C．可見光的波長小于紫外線的波長 D．可見光的強(qiáng)度小于紫外線的強(qiáng)度【答案】A【詳解】AB．根據(jù)光電效應(yīng)方程，有，可見光的頻率小于金屬鋅的截止頻率，所以可見光照射不能使鋅發(fā)生光電效應(yīng)。又聯(lián)立，解得可知可見光的波長大于金屬鋅的極限波長，所以可見光照射不能使鋅發(fā)生光電效應(yīng)。故A正確；B錯(cuò)誤；C．可見光的波長大于紫外線的波長。故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)AB選項(xiàng)分析可知，是否發(fā)生光電效應(yīng)與入射光的強(qiáng)度無關(guān)。故D錯(cuò)誤。故選A。2．正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描是核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域較先進(jìn)的臨床檢查影像技術(shù)，使用作為原料產(chǎn)生正電子，其反應(yīng)方程式為。真空中存在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，某個(gè)靜止的原子核在其中發(fā)生衰變，生成的硼核及正電子運(yùn)動(dòng)軌跡及方向如圖所示，則（）A．正電子動(dòng)量大于硼核動(dòng)量 B．空間中磁場方向垂直紙面向外C．半徑較大的軌跡是正電子軌跡 D．正電子運(yùn)動(dòng)周期大于硼核周期【答案】C【詳解】A．靜止的原子核在其中發(fā)生衰變，生成的硼核及正電子，由動(dòng)量守恒定律可得，可知正電子動(dòng)量大小等于硼核動(dòng)量，故A錯(cuò)誤；C．由，解得，可知半徑較大的軌跡是電荷量小的正電子軌跡，故C正確；B．由硼核及正電子運(yùn)動(dòng)方向，根據(jù)左手定則可知空間中磁場方向垂直紙面向里，故B錯(cuò)誤；D．硼核的比正電子的大，由可知正電子運(yùn)動(dòng)周期小于硼核周期，故D錯(cuò)誤。故選C。3．圖（a）為湖面上漂浮著的距離不超過的兩個(gè)浮子A、B。時(shí)刻，湖面形成的水波如圖（b）所示，波由傳向，浮子處于處。時(shí)刻起，浮子的振動(dòng)圖像如圖（c）所示。下列判斷正確的是（）A．浮子A經(jīng)過一段時(shí)間后會(huì)移動(dòng)到浮子B處B．水波的傳播速度大小為C．水波的傳播方向沿著x軸負(fù)方向D．浮子的平衡位置可能位于處【答案】D【詳解】A．浮子只會(huì)在平衡位置上下振動(dòng)，不會(huì)“隨波逐流”，故A錯(cuò)誤；B．由圖可知，水波波長為1.0m，周期為0.8s，由波速公式可得水波的傳播速度大小為m/s，故B錯(cuò)誤；C．浮子A處于x=0.5m，由圖丙可知，在t=0時(shí)刻，浮子A由平衡位置沿y軸正方向振動(dòng)，由上下坡法確定水波的傳播方向沿著x軸正方向，故C錯(cuò)誤；D．由圖（c）可知，因浮子A先振動(dòng)，則從A傳到B經(jīng)歷的時(shí)間為（n=1，2，3…），則n=1時(shí)s，A、B距離m，則B浮子的坐標(biāo)可能為2.25m，故D正確。故選D。4．EUV光刻機(jī)是利用波長為13.5nm的極紫外光進(jìn)行曝光來制造芯片。如圖為EUV光刻機(jī)的簡化原理圖，為提高光刻機(jī)的光刻精度，在投影物鏡和光刻膠之間填充了折射率為1.5的浸沒液體，則加上浸沒液體后，該極紫外光波（）A．在浸沒液體中的頻率變?yōu)樵瓉淼?.5倍B．在浸沒液體中的波長變?yōu)?nmC．光從真空區(qū)域進(jìn)入浸沒液體傳播速度不變D．在浸沒液體中比在空氣中更容易發(fā)生衍射【答案】B【詳解】A．光的頻率由光源決定，與介質(zhì)無關(guān)，可知在加入設(shè)液體和沒有加液體前后，光的頻率不變，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)，可得，故B正確；C．根據(jù)，可知，光從真空區(qū)域進(jìn)入浸沒液體傳播速度變小，故C錯(cuò)誤；D．由于波長變短，在浸沒液體中比在空氣中更不容易發(fā)生衍射，故D錯(cuò)誤。故選B。5．“天問一號(hào)”從地球發(fā)射后，在如圖甲所示的P點(diǎn)沿地火轉(zhuǎn)移軌道到Q點(diǎn)，再依次進(jìn)入如圖乙所示的調(diào)相軌道和停泊軌道，則天問一號(hào)（）A．發(fā)射速度介于7.9km/s與11.2km/s之間B．從P點(diǎn)轉(zhuǎn)移到Q點(diǎn)的時(shí)間小于6個(gè)月C．在地火轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度均大于地球繞太陽的速度D．在停泊軌道的機(jī)械能比在調(diào)相軌道的機(jī)械能小【答案】D【詳解】A．因發(fā)射的衛(wèi)星要能變軌到繞太陽轉(zhuǎn)動(dòng)，則發(fā)射速度要大于第二宇宙速度，即發(fā)射速度介于11.2km/s與16.7km/s之間，故A錯(cuò)誤；B．地球公轉(zhuǎn)周期為12個(gè)月，根據(jù)開普勒第三定律，可知，天問一號(hào)在地火轉(zhuǎn)移軌道的軌道半徑大于地球的公轉(zhuǎn)半徑，則運(yùn)行周期大于12個(gè)月，從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的時(shí)間大于6個(gè)月，故B錯(cuò)誤；C．天問一號(hào)在Q點(diǎn)點(diǎn)火加速進(jìn)入火星軌道，則在地火轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，Q點(diǎn)的速度小于火星軌道的速度，根據(jù)萬有引力提供向心力有，可得，可知地球半徑小于火星公轉(zhuǎn)半徑，則地球繞太陽的速度大于火星繞太陽的速度，則在地火轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，Q點(diǎn)的速度小于地球繞太陽的速度，故C錯(cuò)誤。D．因在環(huán)繞火星調(diào)相軌道變軌到停泊軌道，降軌要點(diǎn)火減速，則停泊軌道機(jī)械能小，故D正確。故選D。6．燃?xì)庠钪Ъ苡泻芏喾N規(guī)格和款式。如圖所示，這是a、b兩款不同的燃?xì)庠钪Ъ?，它們都是在一個(gè)圓圈底座上等間距地分布有五個(gè)支架齒，每一款支架齒的簡化示意圖在對(duì)應(yīng)的款式下方。如果將質(zhì)量相同、尺寸不同的球面鍋置于兩款支架上，則鍋的尺寸越大（

）A．a(chǎn)款每個(gè)支架齒受到的壓力越大 B．a(chǎn)款每個(gè)支架齒受到的壓力越小C．b款每個(gè)支架齒受到的壓力越大 D．b款每個(gè)支架齒受到的壓力越小【答案】B【詳解】AB．a(chǎn)款支架對(duì)球面鍋的支持力方向指向球面鍋的球心，如下圖鍋處于平衡狀態(tài)，解得支架對(duì)球面鍋的支持力，由圖知，鍋的尺寸越大，越小，則支架對(duì)球面鍋的支持力越小。又由牛頓第三定律得，鍋的尺寸越大，球面鍋對(duì)支架的壓力越小。故A錯(cuò)誤，B正確；CD．b款支架對(duì)球面鍋的支持力方向垂直于接觸面，如下圖鍋處于平衡狀態(tài)，解得支架對(duì)球面鍋的支持力，由圖知，不論鍋的尺寸大小，不變，則支架對(duì)球面鍋的支持力大小不變。又有牛頓第三定律得，鍋的尺寸無論大小，球面鍋對(duì)支架的壓力不變。故CD錯(cuò)誤。故選B。7．圖甲所示的救生緩降器由掛鉤（或吊環(huán)）、吊帶、繩索及速度控制裝置等組成，是一種可使人沿（隨）繩（帶）緩慢下降的安全營救裝置。如圖乙所示，高層建筑工人在一次險(xiǎn)情中，將安全帶系于腰部，從離地面某高度處通過鋼絲繩先勻加速運(yùn)動(dòng)后勻減速運(yùn)動(dòng)安全著陸，圖丙是工人運(yùn)動(dòng)全過程的圖像。已知工人的質(zhì)量，，則下列說法中錯(cuò)誤的是（）A．發(fā)生險(xiǎn)情處離地面的高度為45mB．時(shí)鋼絲繩對(duì)工人拉力的瞬時(shí)功率為630WC．加速下滑時(shí)鋼絲繩對(duì)工人的拉力大小為280ND．整個(gè)過程中工人所受重力做功為31500J【答案】B【詳解】A．發(fā)生險(xiǎn)情處離地面的高度為，選項(xiàng)A正確，不符合題意；B．時(shí)速度為v=9m/s，加速度，由牛頓第二定律，解得T=1330N，則鋼絲繩對(duì)工人拉力的瞬時(shí)功率為P=Tv=11970W，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，符合題意；C．加速下滑時(shí)加速度，由牛頓第二定律，鋼絲繩對(duì)工人的拉力大小為T＇=280N，選項(xiàng)C正確，不符合題意；D．整個(gè)過程中工人所受重力做功為，選項(xiàng)正確，不符合題意。故選B。8．小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)手動(dòng)發(fā)電式電筒，裝置簡化如圖。裝置左側(cè)是一個(gè)半徑為的水平圓盤，當(dāng)圓盤繞軸心勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，固定在圓盤邊緣處的小圓柱帶動(dòng)T形絕緣支架在水平方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，T形支架進(jìn)而驅(qū)動(dòng)導(dǎo)體棒在光滑的水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系為。導(dǎo)軌間距，導(dǎo)軌間存在垂直平面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度，導(dǎo)軌右端連接一理想變壓器，其輸出端給兩個(gè)額定電壓為2V的燈泡供電，兩燈泡剛好正常發(fā)光，線圈、導(dǎo)線及導(dǎo)軌電阻不計(jì)，電壓表為理想電壓表。下列說法正確的是（）A．當(dāng)T形支架運(yùn)動(dòng)到圓盤最左端時(shí)，電壓表的示數(shù)為0B．理想變壓器的匝數(shù)比為C．變壓器輸出電流的頻率為2HzD．圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為2rad/s【答案】B【詳解】A．導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值，則感應(yīng)電動(dòng)勢的峰值為。電壓表示數(shù)為感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值，電壓表示數(shù)一直為不變，故A錯(cuò)誤；B．變壓器原線圈電壓，變壓器副線圈電壓，理想變壓器的匝數(shù)比為，故B正確；D．由速度隨時(shí)間變化的關(guān)系式可知，圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，故D錯(cuò)誤；C．變壓器輸出電流的周期，變壓器輸出電流的頻率為，故C錯(cuò)誤。故選B。9．如圖所示，棱長為L的正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)A、B、C、D處分別固定電荷量為的四個(gè)點(diǎn)電荷，a、b、c分別為三條棱的中點(diǎn)，靜電力常量為k。下列說法正確的是（

）A．A、D處的點(diǎn)電荷在a點(diǎn)產(chǎn)生的合場強(qiáng)為0B．A、B、C處的點(diǎn)電荷在b點(diǎn)產(chǎn)生的合場強(qiáng)大小為C．a(chǎn)、c兩點(diǎn)的電勢相同D．a(chǎn)、c兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同【答案】BC【詳解】A．A、D處的點(diǎn)電荷在a點(diǎn)產(chǎn)生的合場強(qiáng)為，A錯(cuò)誤；B．A、C處的點(diǎn)電荷在b點(diǎn)產(chǎn)生的合場強(qiáng)為A、B、C處的點(diǎn)電荷在b點(diǎn)產(chǎn)生的合場強(qiáng)為，B正確；C．a(chǎn)在A、D處兩等量異種點(diǎn)電荷的連線中點(diǎn)處，電勢為零，a在B、C處兩等量異種點(diǎn)電荷的連線的中垂線上，電勢也為零，綜上a點(diǎn)電勢為零，同理c點(diǎn)電勢為零，所以a、c兩點(diǎn)的電勢相同，C正確；D．A、D處的點(diǎn)電荷在a點(diǎn)產(chǎn)生的合場強(qiáng)方向?yàn)?，大小為，B處的點(diǎn)電荷在a點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)方向?yàn)?，C處的點(diǎn)電荷在a點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)方向?yàn)?，大小均為，同理A、B處的點(diǎn)電荷在c點(diǎn)產(chǎn)生的合場強(qiáng)方向?yàn)?，大小為，C處的點(diǎn)電荷在c點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)方向?yàn)椋珼處的點(diǎn)電荷在c點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)方向?yàn)?，大小均為，故a、c兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等，方向不同。故選BC。10．某科研小組為了芯片的離子注入而設(shè)計(jì)了一種新型質(zhì)譜儀，裝置如圖所示。直邊界MO的上方有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，其中以O(shè)點(diǎn)為圓心、半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)無磁場，芯片的離子注入將在半圓形區(qū)域內(nèi)完成。離子源P放出的正離子經(jīng)加速電場加速后在紙面內(nèi)垂直于MO從M點(diǎn)進(jìn)入磁場，加速電場的加速電壓U的大小可調(diào)節(jié)，已知M、O兩點(diǎn)間的距離為2R，離子的比荷為k，不計(jì)離子進(jìn)入加速電場時(shí)的初速度及離子的重力和離子間的相互作用。下列說法正確的是（）A．若加速電壓，離子能進(jìn)入半圓區(qū)域B．若加速電壓，所有離子均不能計(jì)入半圓區(qū)域C．若離子的運(yùn)動(dòng)軌跡剛好過O點(diǎn)，則該離子的速率為D．能進(jìn)入到半圓形區(qū)域內(nèi)的離子在磁場中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間為【答案】AD【詳解】AB．由動(dòng)能定理得，由，解得，離子能進(jìn)入半圓形區(qū)域有，，解得，A正確，B錯(cuò)誤；C．離子能夠經(jīng)過圓心，則有幾何關(guān)系，解得，由，可得離子進(jìn)入磁場的初速度，故C錯(cuò)誤；D．離子運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短時(shí)，其對(duì)應(yīng)的軌跡圓的圓心角最小。如圖，由幾何關(guān)系，當(dāng)MN與半圓弧相切時(shí)α最大，最大α滿足，解得α=30°，可得對(duì)應(yīng)圓心角，由，能進(jìn)入到半圓形區(qū)域內(nèi)的離子在磁場中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間為，故D正確。故選AD。二、非選擇題：本題共5小題，共58分。11．（6分）下圖為驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置，軌道固定且光滑，實(shí)驗(yàn)中選取兩個(gè)半徑相同、質(zhì)量不等的小球（）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(1)若進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以下所提供的測量工具中必需的是（）A．直尺 B．游標(biāo)卡尺 C．天平D．彈簧秤 E．秒表(2)每一次均保證由圖示位置靜止下滑，碰撞前在圖示位置靜止，兩球落在下方斜面上的位置M、P、N到斜槽末端B點(diǎn)的距離分別為、、，只要滿足關(guān)系式，就能說明兩球碰撞前后系統(tǒng)動(dòng)量守恒。(3)現(xiàn)調(diào)整下方斜面傾角為，并把和互換位置，由靜止釋放的位置到斜槽水平面的高度為2h，反彈上升的最高位置到斜槽水平面的高度為，落在下方斜面上的位置到斜槽末端B點(diǎn)的距離為l，兩小球碰撞前、后若滿足表達(dá)式，則碰撞過程中兩球組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒。【答案】(1)AC(2)(3)6【詳解】（1）要驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，需測量小球的質(zhì)量和三個(gè)落點(diǎn)到B點(diǎn)的距離．故提供的測量工具中必需的是直尺和天平。故選AC。（2）碰撞前，小球落在圖中的P點(diǎn)，設(shè)其水平初速度為，小球、發(fā)生碰撞后，的落點(diǎn)在圖中的M點(diǎn)，設(shè)其水平初速度為，的落點(diǎn)在圖中的N點(diǎn)，設(shè)其水平初速度為．設(shè)斜面與水平間的傾角為，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，豎直方向有水平方向有解得同理可得只要滿足即就可以說明兩球碰撞前后動(dòng)量是守恒的。（3）碰撞后，對(duì)球2有球1，豎直方向有水平方向有解得在碰撞前，對(duì)球2有解得對(duì)兩球組成的系統(tǒng)，由解得12．（8分）某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)加速度計(jì)，將其固定在待測物體上，能通過電路中電壓表的示數(shù)反映物體的加速度a，其原理圖如圖（a）所示。其中，質(zhì)量的滑塊2可以在光滑的框架1中左右平移，滑塊兩側(cè)各連接一根勁度系數(shù)的彈簧3（彈簧始終處于彈性限度內(nèi)）。4是固定在滑塊2上的金屬滑動(dòng)片，與電壓表的一端用導(dǎo)線相連，并與一阻值均勻的電阻AB相接觸，滑動(dòng)片4與電阻間的摩擦忽略不計(jì)。已知物體加速度為0時(shí)，兩側(cè)彈簧3均處于原長，滑動(dòng)片4位于AB中點(diǎn)，AB全長；直流電源電動(dòng)勢（內(nèi)阻忽略不計(jì)）?，F(xiàn)有一量程0~3V、內(nèi)阻的電壓表，其表盤如圖（b）所示；另有開關(guān)、導(dǎo)線若干。(1)為使滑動(dòng)片4位于B點(diǎn)時(shí)電壓表滿偏，需要將電壓表量程改為0~15V，則電壓表應(yīng)（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）一個(gè)阻值為kΩ的電阻，并將電壓表的刻度按新量程做好修改；(2)將改裝后的電壓表接入圖（a）的電路中，此裝置可測量加速度的最大值為；(3)請(qǐng)?jiān)趫D（c）中畫出圖像（規(guī)定加速度向左為正方向，U為改裝后電壓表的示數(shù)）；(4)若要增大加速度的測量范圍，可采用的方法有：（答出一條合理措施即可）。【答案】(1)串聯(lián)12(2)30(3)更換兩根勁度系數(shù)更大的彈簧/換質(zhì)量更小的滑塊【詳解】（1）要擴(kuò)大電壓表的量程，需要串聯(lián)一個(gè)電阻，根據(jù)解得（2）當(dāng)滑塊處于中點(diǎn)時(shí)，加速度為零，當(dāng)滑塊端點(diǎn)A或B時(shí)，加速度最大，根據(jù)牛頓第二定律解得根據(jù)可知加速度與成線性關(guān)系，根據(jù)串聯(lián)電路分壓規(guī)律可知電壓表示數(shù)與也成線性關(guān)系，可知加速度與電壓表示數(shù)是線性關(guān)系，當(dāng)滑塊處于中點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)為7.5V，當(dāng)加速度向右時(shí)，滑塊在中點(diǎn)的左邊，當(dāng)加速度向左時(shí)，滑塊在中點(diǎn)的右邊，所以圖像如圖所示滑塊所受到的合力最大值由彈簧決定與電壓無關(guān)，勁度系數(shù)越大，加速度的測量范圍越大；最大的合力一定的情況下，根據(jù)牛頓第二定律可知可以減小滑塊的質(zhì)量增大加速度的測量范圍。13．（12分）如圖所示為一壓桿式汽缸活塞抽氣裝置，汽缸導(dǎo)熱及密封性能良好，上方活塞PQ固定，下方活塞MN可沿器壁無摩擦移動(dòng)。壓動(dòng)輕桿，活塞MN在輕繩的牽引下可向上移動(dòng)，當(dāng)汽缸內(nèi)部壓強(qiáng)大于外界大氣壓時(shí)，活塞PQ上的單向排氣閥門a便被頂開，當(dāng)內(nèi)部氣壓小于外界大氣壓時(shí)，閥門a便閉合，外界大氣壓強(qiáng)始終為。初始時(shí)，兩活塞間距為L，汽缸內(nèi)部氣壓與外界大氣壓相等，環(huán)境溫度為7℃。某次操作中壓動(dòng)輕桿使活塞MN緩慢向上移動(dòng)后，活塞MN在重力作用下又落回原處。（1）環(huán)境溫度保持不變，活塞落回原處穩(wěn)定后，汽缸內(nèi)部氣壓為多少？（2）活塞MN落回原處后，若把環(huán)境溫度升高到32℃，閥門a是否會(huì)被頂開？【答案】（1）；（2）不能被頂開【詳解】（1）設(shè)活塞MN的截面積為，活塞MN向上移動(dòng)后，汽缸內(nèi)氣壓與大氣壓相同，從上升到回到原處，氣體做等溫變化，則可得（2）活塞MN落回原處后，若把環(huán)境溫度升高到32℃，內(nèi)部氣體做等容變化，則其中可得可知閥門a不能被頂開。14．（14分）圖（a）是水平放置的“硬幣彈射器”裝置簡圖，圖（b）是其俯視圖。滑槽內(nèi)的撞板通過兩橡皮繩與木板相連，其厚度與一個(gè)硬幣的相同。滑槽出口端的“幣倉”可疊放多個(gè)相同的硬幣。撞板每次被拉動(dòng)至同一位置后靜止釋放，與底層硬幣發(fā)生彈性正碰；碰后，撞板立即被鎖定，底層硬幣被彈出，上一層硬幣掉下補(bǔ)位。底層硬幣被撞后在摩擦力作用下減速，最后平拋落到水平地面上。已知每個(gè)硬幣質(zhì)量為m，撞板質(zhì)量為3m；每次撞板從靜止釋放到撞擊硬幣前瞬間，克服摩擦力做功為W，兩橡皮繩對(duì)撞板做的總功為4W；忽略空氣阻力，硬幣不翻轉(zhuǎn)。（1）求撞板撞擊硬幣前瞬間，撞板的速度v；（2）當(dāng)“幣倉”中僅有一個(gè)硬幣時(shí)，硬幣被撞擊后到拋出過程，克服摩擦力做功Wf為其初動(dòng)能的，求；（3）已知“幣倉”中有n（n≤10）個(gè)硬幣時(shí)，底層硬幣沖出滑槽過程中克服摩擦力做功為；試討論兩次“幣倉”中分別疊放多少個(gè)硬幣時(shí)，可使底層硬幣平拋的水平射程之比為?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）見解析【詳解】（1）根據(jù)動(dòng)能定理有解得（2）對(duì)撞板與硬幣構(gòu)成的系統(tǒng)，由于發(fā)生的是彈性碰撞，則有解得克服摩擦力做功Wf為其初動(dòng)能的，則有解得（3）平拋運(yùn)動(dòng)過程有根據(jù)題意有底層硬幣沖出滑槽過程中克服摩擦力做功為，根據(jù)動(dòng)能定理有結(jié)合上述有由于n≤10，則有，或，或，15．（18