题目内容
（9分）用图17所示的水平传送带AB和斜面BC将货物运送到斜面的顶端。传送带AB的
长度L=11m，上表面保持匀速向右运行，运行的速度v=12m/s。传送带B端靠近倾角q=37°的斜面底端，斜面底端与传送带的B端之间有一段长度可以不计的小圆弧。在A、C处各有一个机器人，A处机器人每隔Dt=1.0s将一个质量m=10kg的货物箱（可视为质点）轻放在传送带A端，货物箱经传送带和斜面后到达斜面顶端的C点时速度恰好为零，C点处机器人立刻将货物箱搬走。已知斜面BC的长度s=5.0m，传送带与货物箱之间的动摩擦因数μ0=0.55，货物箱由传送带的右端到斜面底端的过程中速度大小损失原来的
，g=10m/s2（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）。求：
（1）斜面与货物箱之间的动摩擦因数μ；
（2）从第一个货物箱放上传送带A端开始计时，在t0=3.0 s的时间内，所有货物箱与传送带的摩擦产生的热量Q；
（3）如果C点处的机器人操作失误，未能将第一个到达C点的货物箱搬走而造成与第二个货物箱在斜面上相撞。求两个货物箱在斜面上相撞的位置到C点的距离。（本问结果可以用根式表示）
（9分）解：（1）货物箱在传送带上做匀加速运动过程，根据牛顿第二定律有
μ0 mg =ma0
解得 a0=μ0 g=5.5m/s2 (1分)
由运动学公式 v12=2 a0L
解得货物箱运动到传送带右端时的速度大小为 v1=11m/s
货物箱刚冲上斜面时的速度 v2=(1－)v1=10m/s
货物箱在斜面上向上运动过程中 v22=2 a1s
解得 a1=10m/s2 (1分)
根据牛顿第二定律 mgsinq+mmgcosq=ma1
解得 m=0.5 (1分)
（2）3.0s内放上传送带的货物箱有3个，前2个已经通过传送带，它们在传送带上的加速时间t1= t2=2.0s；第3个还在传送带上运动，其加速时间 t3=1.0s。
前2个货物箱与传送带之间的相对位移
Ds=v t1-
v1t1=13m
第3个货物箱与传送带之间的相对位移
Ds¢=vt3-
v1t3=9.25m (1分)
前2个货物箱与传送带摩擦产生的总热量为
Q1=2μ0 mgDs =1430J
第三个货物箱与传送带摩擦产生的热量为：
Q2=μ0 mgDs¢ =508.75J。 (1分)
总共生热 Q＝Q1+Q2＝1938.75J。 (1分)
（3）货物箱由A运动到B的时间为2.0s，由B运动到C的时间为1.0s，可见第一个货物箱冲上斜面C端时第二个货物箱刚好冲上斜面。
货物箱沿斜面向下运动，根据牛顿第二定律有
mgsinq-mmgcosq=ma2
解得加速度大小 a2=2.0m/s2 (1分)
设第一个货物箱在斜面C端沿斜面向下运动与第二个货物箱相撞的过程所用时间为t，有 v2 t -a1t 2+a2t 2=s
解得 
s ≈ 0.69 s (1分)
两个货物箱在斜面上相遇的位置到C端的距离
s1 =a2t 2=
m ≈ 0.48 m (1分)
A．（选修模块3-3）
（1）下列说法中正确的是______
A．布朗运动是分子的无规则热运动
B．气体分子间距离减小时，分子间斥力增大，引力也增大
C．导热性能各向同性的固体，一定不是单晶体
D．机械能不可能全部转化为内能
（2）如图1所示，一导热性能良好的金属气缸静放在水平面上，活塞与气缸壁间的摩擦不计．气缸内封闭了一定质量的理想气体．现缓慢地向活塞上倒一定质量的沙土，忽略环境温度的变化，在此过程中______
A．气体的内能增大
B．气缸内分子平均动能增大
C．气缸内气体分子密度增大
D．单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多
（3）在做用油膜法估测分子的大小实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL．用注射器测得50滴这样的溶液为1mL．把l滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅水盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃放在坐标纸上，其形状如图2所示，坐标纸正方形小方格的边长为20mm．则油酸膜的面积是______m2，每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______m3，根据上述数据，可估算出油酸分子的直径．
B．（选修模块3-4）
（1）关于对光现象的解释，下列说法中正确的是______．
A．自然光斜射到玻璃表面时，反射光和折射光都是偏振光
B．水面上的油膜呈现彩色是光的衍射现象
C．光纤导光利用了光的全反射规律
D．玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的干涉现象
（2）一列横波沿x轴正方向传播，在t=0时刻的波形如图3所示，波刚好传到x=3m处，此后x=lm处的质点比x=-lm处的质点______（选填“先”、“后”或“同时”）到达波峰位置；若该波的波速为10m/s，经过△t时间，在x轴上-3m～3m区间内的波形与t时刻的正好相同，则△t=______．
（3）某实验小组利用数字实验系统探究弹簧振子的运动规律，装置如图4所示，水平光滑导轨上的滑块与轻弹簧组成弹簧振子，滑块上固定有传感器的发射器．把弹簧拉长5cm由静止释放，滑块开始振动．他们分析位移一时间图象后发现，滑块的运动是简谐运动，滑块从最右端运动到最左端所用时间为ls，则弹簧振子的振动频率为______Hz；以释放的瞬时为初始时刻、向右为正方向，则滑块运动的表达式为x=______cm．
C．（选修模块3-5）
（1）下列关于原子和原子核的说法正确的是______．
A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B．波尔理论的假设之一是原子能量的量子化
C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
D．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
（2）一群氢原子处于量子数n=4能级状态，氢原子的能级 示意图如图5所示，那么
| 金属 | 铯 | 钙 | 镁 | 钛 |
| 逸出功W/eV | 1.9 | 2.7 | 3.7 | 4.1 |
②氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的频率是______Hz，用这样的光子照射右表中几种金属，金属______能发生光电效应，发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是______eV．
（3）在氘核
和氚核
结合成氦核
的核反应方程如下：
①这个核反应称为______
②要发生这样的核反应，需要将反应物质的温度加热到几百万开尔文．式中17.6MeV是核反应中______（选填“放出”或“吸收”）的能量，核反应后生成物的总质量比核反应前物质的总质量______（选填“增加”或“减少”）了______㎏（保留一位有效数字）