夜雨聆风学习资料网 资料列表 开通 VIP 用登录 / 注册 ⌄
DOCX

2025年高考湖北卷物理真题(1)_2026版高中《二三轮复习+冲刺复习》_2026版步步高大二轮物理(标准版)_2021-2025物理高考题_2025物理高考题_学生

查看资料信息、公开预览和下载状态。

共 13 页DOCX · 363.2KB
下载

文档在线预览

公开展示前 7 页
100%
1
《2025年高考湖北卷物理真题(1)_2026版高中《二三轮复习+冲刺复习》_2026版步步高大二轮物理(标准版)_2021-2025物理高考题_2025物理高考题_学生》第1页预览
2
《2025年高考湖北卷物理真题(1)_2026版高中《二三轮复习+冲刺复习》_2026版步步高大二轮物理(标准版)_2021-2025物理高考题_2025物理高考题_学生》第2页预览
3
《2025年高考湖北卷物理真题(1)_2026版高中《二三轮复习+冲刺复习》_2026版步步高大二轮物理(标准版)_2021-2025物理高考题_2025物理高考题_学生》第3页预览
4
《2025年高考湖北卷物理真题(1)_2026版高中《二三轮复习+冲刺复习》_2026版步步高大二轮物理(标准版)_2021-2025物理高考题_2025物理高考题_学生》第4页预览
5
《2025年高考湖北卷物理真题(1)_2026版高中《二三轮复习+冲刺复习》_2026版步步高大二轮物理(标准版)_2021-2025物理高考题_2025物理高考题_学生》第5页预览
6
《2025年高考湖北卷物理真题(1)_2026版高中《二三轮复习+冲刺复习》_2026版步步高大二轮物理(标准版)_2021-2025物理高考题_2025物理高考题_学生》第6页预览
7
《2025年高考湖北卷物理真题(1)_2026版高中《二三轮复习+冲刺复习》_2026版步步高大二轮物理(标准版)_2021-2025物理高考题_2025物理高考题_学生》第7页预览

本文档共 13 页 剩余 6 页未展示,请下载后查阅

下载

文档文本内容

2025 年高考湖北卷物理真题
一、单选题
1.(2025·湖北卷·1)PET(正电子发射断层成像)是核医学科重要的影像学诊断工具,其检查原理是将含放射性
同位素(如   9
18 F)的物质注入人体参与人体代谢,从而达到诊断的目的。    9
18
F 的衰变方程为    9
18
F→X+
 1
0e+ 0
0ν,其中 0
0ν 是中微子。已知   9
18 F 的半衰期是110 分钟。下列说法正确的是(  )
A.X 为   8
17 O
B.该反应为核聚变反应
C.1 克   9
18 F 经110 分钟剩下0.5 克   9
18 F
D.该反应产生的 0
0ν 在磁场中会发生偏转
2.(2025·湖北卷·2)甲、乙两行星绕某恒星做匀速圆周运动,甲的轨道半径比乙的小。忽略两行星之间的万
有引力作用,下列说法正确的是(  )
A.甲运动的周期比乙的小
B.甲运动的线速度比乙的小
C.甲运动的角速度比乙的小
D.甲运动的向心加速度比乙的小
3.(2025·湖北卷·3)如图所示,内壁光滑的汽缸内用活塞密封一定量理想气体,汽缸和活塞均绝热。用电热
丝对密封气体加热,并在活塞上施加一外力F,使气体的热力学温度缓慢增大到初态的2 倍,同时其体积
缓慢减小。关于此过程,下列说法正确的是(  )
A.外力F 保持不变
B.密封气体内能增加
C.密封气体对外做正功
D.密封气体的末态压强是初态的2 倍
4.(2025·湖北卷·4)如图所示,在磁感应强度大小为B 的匀强磁场中,放置一通电圆线圈,圆心为O 点,线
圈平面与磁场垂直。在圆线圈的轴线上有M 和N 两点,它们到O 点的距离相等。已知M 点的总磁感应强
度大小为零,则N 点的总磁感应强度大小为(  )
A.0
B.B
C.2B
D.3B
5.(2025·湖北卷·5)如图(a)所示,相距L 的两足够长平行金属导轨放在同一水平面内,两长度均为L、电阻
均为R 的金属棒ab、cd 垂直跨放在两导轨上,金属棒与导轨接触良好。导轨电阻忽略不计。导轨间存在与
导轨平面垂直的匀强磁场,其磁感应强度大小B 随时间变化的图像如图(b)所示,t=T 时刻,B=0。t=0 时
刻,两棒相距x0,ab 棒速度为零,cd 棒速度方向水平向右,并与棒垂直,则0~T 时间内流过回路的电荷量
为(  )
A.B0 L x0
4 R
B.B0 L x0
2 R
C.B0 L x0
R
D.2B0 L x0
R
6.(2025·湖北卷·6)某网球运动员两次击球时,击球点离网的水平距离均为L,离地高度分别为L
2 、L,网球
离开球拍瞬间的速度大小相等,方向分别斜向上、斜向下,且与水平方向夹角均为θ。击球后网球均刚好
直接掠过球网,运动轨迹平面与球网垂直,忽略空气阻力,tan θ 的值为(  )
A.1
2
B.1
3
C.1
4
D.1
6
7.(2025·湖北卷·7)一个宽为L 的双轨推拉门由两扇宽为L
2 的门板组成。门处于关闭状态,其俯视图如图(a)
所示。某同学用与门板平行的水平恒定拉力作用在一门板上,一段时间后撤去拉力,该门板完全运动到另
一边,且恰好不与门框发生碰撞,其俯视图如图(b)所示。门板在运动过程中受到的阻力与其重力大小之比
为μ,重力加速度大小为g。若要门板的整个运动过程用时尽量短,则所用时间趋近于(  )
A.√
L
2 μg
B.√
L
μg
C.√
2 L
μg
D.2√
L
μg
二、多选题
8.(多选)(2025·湖北卷·8)在如图所示的输电线路中,交流发电机的输出电压一定,两变压器均为理想变压器,
左侧升压变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2,两变压器间输电线路电阻为r。下列说法正确的是(  )
A.仅增加用户数,r 消耗的功率增大
B.仅增加用户数,用户端的电压增大
C.仅适当增加n2,用户端的电压增大
D.仅适当增加n2,整个电路消耗的电功率减小
9.(多选)(2025·湖北卷·9)质量均为m 的小球a 和b 由劲度系数为k 的轻质弹簧连接,小球a 由不可伸长的细
线悬挂在O 点,系统处于静止状态,如图所示。将小球b 竖直下拉长度l 后由静止释放。重力加速度大小
为g,忽略空气阻力,弹簧始终在弹性限度内。释放小球b 后(  )
A.小球a 可能会运动
B.若小球b 做简谐运动,则其振幅为l
2
C.当且仅当l≤mg
k 时,小球b 才能始终做简谐运动
D.当且仅当l≤2mg
k
时,小球b 才能始终做简谐运动
10.(多选)(2025·湖北卷·10)如图所示,在xOy 平面内有一以O 点为中心的正五边形,顶点到O 点的距离为
R。在正五边形的顶点上顺时针方向依次固定电荷量为q、2q、3q、4q、5q 的正点电荷,且电荷量为3q 的
电荷在y 轴正半轴上。静电力常量为k,则O 点处的电场强度(  )
A.方向沿x 轴负方向
B.方向与x 轴负方向成18°夹角斜向下
C.大小为2kq
R
2 (cos 54°+cos 18°)
D.大小为2kq
R
2 (2cos 54°+cos 18°)
三、实验题
11.(2025·湖北卷·11)某实验小组为测量一节干电池的电动势E 和内阻r,设计了如图(a)所示电路,所用器材
如下:干电池、智能手机、电流传感器、定值电阻R0、电阻箱、开关、导线等。按电路图连接电路,将智
能手机与电流传感器通过蓝牙无线连接,闭合开关S,逐次改变电阻箱的阻值R,用智能手机记录对应的
电流传感器测得的电流I。回答下列问题:
(1)R0在电路中起       (选填“保护”或“分流”)作用。 
(2)1
I 与E、r、R、R0的关系式为1
I =       。 
(3)根据记录数据作出1
I -R 图像,如图(b)所示。已知R0=9.0 Ω,可得E=       V(保留三位有效
数字),r=    Ω(保留两位有效数字)。 
(4)电流传感器的电阻对本实验干电池内阻的测量结果   (填“有”或“无”)影响。 
12.(2025·湖北卷·12)某同学利用如图(a)所示的实验装置来测量重力加速度大小g。细绳跨过固定在铁架台上
不可转动的小圆柱体,两端各悬挂一个重锤。实验步骤如下:
①用游标卡尺测量遮光片的宽度d。
②将遮光片固定在重锤1 上,用天平测量重锤1 和遮光片的总质量m、重锤2 的质量M(M>m)。
③将光电门安装在铁架台上,将重锤1 压在桌面上,保持系统静止,重锤2 距离地面足够高。用刻度尺测
量遮光片中心到光电门的竖直距离H。
④启动光电门,释放重锤1,用毫秒计测出遮光片经过光电门所用时间t。
⑤根据上述数据求出重力加速度大小g。
⑥多次改变光电门高度,重复步骤③④⑤,求出g 的平均值。
回答下列问题:
(1)测量d 时,游标卡尺的示数如图(b)所示,可知d=    cm。 
(2)重锤1 通过光电门时的速度大小为v=   (用遮光片d、t 表示)。若不计摩擦,g 与m、M、d、t、H
的关系式为g=        。 
(3)实验发现,当M 和m 之比接近于1 时,g 的测量值明显小于真实值。主要原因是圆柱体表面不光滑,导
致跨过圆柱体的绳两端拉力不相等。理论分析表明,圆柱体与绳之间的动摩擦因数很小时,跨过圆柱体的
绳两端拉力差ΔT=4γ
Mm
M +mg,其中γ 是只与圆柱体表面动摩擦因数有关的常数。保持M+m=2m0不变,
其中M=(1+β)m0,m=(1-β)m0。β 足够小时,重锤运动的加速度大小可近似表示为a=(β-γ)g。调整两
重锤的质量,测得不同β 时重锤的加速度大小a,结果如下表。根据表格数据,采用逐差法得到重力加速
度大小g=    m/s2(结果保留三位有效数字)。 
β
0.04
0.06
0.08
0.10
a/(m·s-2)
0.084
0.281
0.477
0.673
13.(2025·湖北卷·13)如图所示,三角形ABC 是三棱镜的横截面,AC=BC,∠C=30°,三棱镜放在平面镜
上,AC 边紧贴镜面。在纸面内,一光线入射到镜面O 点,入射角为α,O 点离A 点足够近。已知三棱镜的
折射率为√2。
(1)当α=45°时,求光线从AB 边射入棱镜时折射角的正弦值;
(2)若光线从AB 边折射后直接到达BC 边,并在BC 边刚好发生全反射,求此时的α 值。
14.(2025·湖北卷·14)如图所示,两平行虚线MN、PQ 间无磁场。MN 左侧区域和PQ 右侧区域内均有垂直于
纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小分别为B 和2B。一质量为m、电荷量为q 的带正电粒子从MN 左侧
O 点以大小为v0的初速度射出,方向平行于MN 向上。已知O 点到MN 的距离为3m v0
2qB ,粒子能回到O 点,
并在纸面内做周期性运动。不计重力,求:
(1)粒子在MN 左侧区域中运动轨迹的半径;
(2)粒子第一次和第二次经过PQ 时位置的间距;
(3)粒子的运动周期。
15.(2025·湖北卷·15)如图所示,一足够长的平直木板放置在水平地面上,木板上有3n(n 是大于1 的正整数)
个质量均为m 的相同小滑块,从左向右依次编号为1、2、…、3n,木板的质量为nm。相邻滑块间的距离
均为L,木板与地面之间的动摩擦因数为μ,滑块与木板间的动摩擦因数为2μ。初始时木板和所有滑块均
处于静止状态。现给第1 个滑块一个水平向右的初速度,大小为√βμgL(β 为足够大常数,g 为重力加速度
大小)。滑块间的每次碰撞时间极短,碰后滑块均会粘在一起继续运动。最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)求第1 个滑块与第2 个滑块碰撞前瞬间,第1 个滑块的速度大小;
(2)记木板滑动前第j 个滑块开始滑动时的速度为vj,第j+1 个滑块开始滑动时的速度为vj+1。用已知量和vj
表示vj+1;
(3)若木板开始滑动后,滑块间恰好不再相碰,求β 的值[参考公式:12+22+…+k2=1
6k(k+1)(2k+1)]。
答案精析
1.C [核反应过程中质量数与电荷数守恒,可知X 为   8
18 O,故A 错误;该衰变过程不属于核聚变反应,
故B 错误;半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间,1 克    9
18
F 经110 分钟剩下0.5 克
   9
18 F,故C 正确; 0
0ν 不带电,在磁场中不偏转,故D 错误。]
2.A [恒星对行星的万有引力提供行星做匀速圆周运动所需的向心力,可知G Mm
r
2 =mv
2
r =mω2r=m4 π
2
T
2 r
=ma,解得T=2π√
r
3
GM
,v=√
GM
r
,ω=√
GM
r
3 ,a=GM
r
2 ,因r 甲<r 乙,可知T 甲<T 乙,v 甲>v 乙,ω 甲>ω 乙,
a 甲>a 乙,故选A。]
3.B [设活塞质量为m、横截面积为S,对活塞受力分析有pS=p0S+F+mg,气体温度升高,体积减小,
根据理想气体状态方程pV
T =C,知气体压强变大,则外力F 增大,选项A 错误;密封气体为理想气体,
温度升高,则密封气体内能变大,选项B 正确;气体体积减小,则外界对密封气体做功,选项C 错误;根
据pV
T =C,热力学温度变为原来的2 倍,体积减小,则密封气体的末态压强大于初态的2 倍,选项D 错
误。]
4.A [由右手螺旋定则及对称性可知,通电线圈在M、N 两点处产生的磁感应强度大小相等、方向相同,
由于M 点的总磁感应强度为零,说明匀强磁场的磁感应强度和通电线圈在M 点处产生的磁感应强度等大
反向,则由矢量叠加原理可知N 点的总磁感应强度大小为0,故选A。]
5.B [t=0 时,Φ1=B0Lx0;t=T 时,磁感应强度为零,Φ2=0,0~T 时间内流过回路的电荷量q=IΔt=I
T,I =E
2 R ,E=ΔΦ
Δt =B0 L x0-0
T
,联立以上各式,解得q=B0 L x0
2 R
,故选B。]
6.C [设网球离开球拍瞬间的速度大小为v0,球网高度为h,则网球两次运动过程沿水平方向均做匀速直线
运动,有L=v0cos θ·t,斜向上将球击出后,沿竖直方向有h-L
2 =v0sin θ·t-1
2gt2,斜向下将球击出后,沿
竖直方向有L-h=v0sin θ·t+1
2gt2,解得tan θ=1
4 ,故选C。]
7.B [解法一:由题意知门板的初速度为0,末速度为0,根据牛顿第二定律,门板先做匀加速直线运动,
运动的加速度大小为a1=F - μmg
m
,再做匀减速直线运动,运动的加速度大小为a2=μg,总位移大小为L
2 ,
设总时间为t。当门板受到的恒力F 不同时,会得到不同的运动时间,门板的速度—时间图像如图所示,
根据图像可知,需要满足总位移x 不变,即v-t 图像与t 轴所围的面积不变,当恒力F 趋近于无穷大,匀
加速运动过程的时间趋近于0 时,总时间最小,此时总位移L
2 =1
2μgtmin
2,解得tmin=√
L
μg,故选B。
解法二:设拉力为F,作用时间为t1,撤去拉力后门板运动的时间为t2,门板运动过程的最大速度为vm,
则由动量定理有(F-μmg)t1=mvm,可得t1=
m vm
F - μmg ,撤去拉力后有μmgt2=mvm,可得t2=vm
μg,对于全过
程有Ft1=μmgt,可得F=μmgt
t1
,对于全过程有L
2 =vmt
2 ,故门板运动的总时间t=t1+t2=
mvm
F - μmg +vm
μg =
mvm
μmgt
t1
- μmg
+vm
μg =vm
μg·
t
t -t1
=vmt
μg · 1
t -t1
=
L
μgt2,可知t2越大时,t 越小,故t2趋近
于t 时,门板的整个运动过程用时趋近于最短为tmin,可知tmin=
L
μgtmin
,解得tmin=√
L
μg,故选B。]
8.AC [整个电路物理量标注如图
仅增加用户数,相当于负载电阻R 减小,降压变压器副线圈中的电流I4增大,由I 3
I 4
=n4
n3
可知降压变压器
原线圈中的电流I3也增大,又I2=I3,ΔP=I 2
2r,可知r 消耗的功率增大,故A 正确;根据U3=U2-I2r,仅
增加用户数,I2增大,可知U3减小,根据用户端的电压U4=n4
n3
U3,可知用户端的电压减小,故B 错误;
仅适当增加n2,根据U2=n2
n1
U1,可知U2增大,根据I2=
U 2
r +( n3
n4
)
2 R用户
,可知I2增大,根据U3=I2(n3
n4
)2R
用户,可知U3增大,用户端的电压U4=n4
n3
U3,可知用户端的电压增大,故C 正确;由C 选项分析可知,仅
适当增加n2,U2、I2都增大,整个电路消耗的电功率P1=P2=U2I2变大,故D 错误。]
9.AD [若小球b 做简谐运动,则由小球b 在平衡位置所受合力为0,可知小球b 初始时刻的位置即为其做
简谐运动的平衡位置,可知其振幅为l,B 错误;小球a 发生运动的条件为弹簧对小球a 向上的弹力大于小
球a 的重力,若恰好将要运动,则此时对小球a 有kx0=mg,对小球b 有kx0+mg=ma,若小球b 做简谐运
动,由简谐运动的对称性可知将小球b 向下拉到最低点由静止释放时的加速度大小也为a,有kl=ma,解
得l=2mg
k
,故当且仅当l≤2mg
k
时,小球b 才能始终做简谐运动,否则小球a 会发生运动,A、D 正确,
C 错误。]
10.AD [将五个点电荷等效成(q,-q)、(2q,-2q)这两组等量异种点电荷,如图所示,
O 点恰好在两组等量异种点电荷的中垂线上,则O 点处电场强度的方向为沿x 轴负方向,故A 正确,B 错
误;五个点电荷与O 点距离均为R,则E0=kq
R
2,由几何关系结合矢量合成法则,可知O 点电场强度大小
为E=2×2E0cos 54°+2E0cos 18°=2kq
R
2(2cos 54°+cos 18°),故C 错误,D 正确。]
11.(1)保护 (2) R
E +R0+r
E
 (3)1.47 1.3 (4)有
解析 (1)R0与电阻箱串联,可知R0在电路中起保护作用。
(2)根据闭合电路欧姆定律E=I(R+R0+r)
整理可得1
I =R
E +R0+r
E
(3)因1
I =R
E +R0+r
E
,结合题图(b),有1
E =24 -7
25-0 V-1,R0+r
E
=7 A-1
解得E≈1.47 V,r≈1.3 Ω
(4)当电流传感器有电阻时,内阻测量值r 测=r 真+r 传,导致干电池内阻测量值偏大,即电流传感器的电阻
对本实验干电池内阻的测量结果有影响。
12.(1)0.515 (2)d
t  ( M +m)d
2
2( M -m)H t
2 (3)9.81
解析 (1)游标卡尺的读数为5 mm+0.05×3 mm=5.15 mm=0.515 cm
(2)根据光电门的测速原理,重锤1 通过光电门时的速度大小为v=d
t ;
重锤1 与重锤2 组成的系统机械能守恒,由机械能守恒定律有(M-m)gH=1
2(M+m)v2
其中v=d
t ,解得g=( M +m)d
2
2( M -m)H t
2
(3)由于γ 是只与圆柱体表面动摩擦因数有关的常数,且有a=(β-γ)g=gβ-gγ
取表格从左至右四组数据分别为a1,a2,a3,a4和对应的β1,β2,β3,β4
利用表格中的数据,根据逐差法有g=a4+a3-a2-a1
β4+β3- β2- β1
 
代入数据,解得g≈9.81 m/s2。
13.(1)√6
4  (2)60°
解析 (1)作出光路图,如图甲所示
由几何关系可知∠BAC=180° -∠C
2
=75°
当α=45°时,
∠1=∠BAC-(90°-α)=30°
所以光在AB 边的入射角为∠2=90°-∠1=60°
由折射定律得n=sin ∠2
sin ∠3
则光线从AB 边射入棱镜时折射角的正弦值为sin ∠3=sin ∠2
n
=√6
4
(2)光在BC 边刚好发生全反射,设全反射临界角为C',根据sin C'=1
n =√2
2 ,解得C'=45°,如图乙所示
由几何关系知,光在AB 边的折射角为∠3'=90°-[180°-(75°+90°-45°)]=30°
根据折射定律可知,光在AB 边的入射角满足
n=sin∠2'
sin∠3'
解得∠2'=45°
根据几何关系可知,
α=90°-[∠BAC-(90°-∠2')]=60°。
14.(1)mv0
qB  (2)√3m v0
2qB
 (3)(5 π +3√3)m
3qB
解析 (1)粒子在MN 左侧磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得qv0B=m v0
2
R
解得R=mv0
qB
(2)粒子从O 点射出后的部分运动轨迹如图甲所示,根据几何关系可得cos θ=O1 D
R
又O1D=OD-R=mv0
2qB
解得θ=60°
粒子在MN 和PQ 之间做匀速直线运动,从PQ 边界上的E 点第一次进入右侧磁场区域做半径为R'的匀速
圆周运动,从PQ 边界上的F 点第二次经过PQ 边界,在右侧磁场中,有qv0×2B=m v0
2
R'
解得R'=mv0
2qB
由几何关系知粒子在PQ 右侧磁场中的轨迹对应圆心角为2θ=120°,则粒子第一次和第二次经过PQ 时位
置的间距x=2R'sin 60°=√3R'=√3m v0
2qB
(3)要使粒子能回到O 点并做周期性运动,粒子的轨迹需上下对称,轨迹如图乙所示。
由图乙可知粒子在MN 左侧磁场中的轨迹对应的圆心角为240°,运动的时间t1=2
3T1=2
3×2π m
qB =4 π m
3qB
粒子在PQ 右侧磁场中的轨迹对应的圆心角为120°,运动的时间t2=1
3T2=1
3×2π m
2qB =π m
3qB
设粒子从MN 到PQ 过程中运动的距离为l,由几何关系知Rsin 60°=R'sin 60°+lcos 60°
解得l=√3m v0
2qB
则粒子在MN 和PQ 之间运动的时间t3=2l
v0
=√3m
qB
综上可知,粒子的运动周期为T=t1+t2+t3=5 π m
3qB +√3m
qB =(5 π +3√3)m
3qB
。
15.(1)√( β - 4)μgL
(2)vj+1=
j
j+1 √v j
2- 4 μgL
(3)β=4 n(2n+1)(8n
2+10n+5)
3(2n-1)
解析 (1)滑块1 运动时,结合牛顿第三定律知,滑块对木板的滑动摩擦力为Ff1=2μmg
地面对木板的最大静摩擦力为Ff2=μ(3nm+nm)g=4μnmg>Ff1,所以此过程中木板保持不动。
每个滑块之间的距离为L,设第1 个滑块与第2 个滑块碰撞前瞬间速度大小为v1,从第1 个滑块开始运动到
与第2 个滑块碰撞前瞬间,对滑块1 由动能定理有-2μmgL=1
2mv1
2-1
2mv0
2
解得v1=√( β - 4)μgL
(2)滑块间碰撞时间极短,碰后滑块粘在一起运动,若长木板不动,第j 个滑块开始运动时加速度大小为aj
=2 μ·jmg
jm
=2μg
根据运动学公式,第j 个滑块开始滑动至与第j+1 个滑块碰撞前瞬间有v j
2-vj'2=2ajL
第j 个滑块和第j+1 个滑块碰撞过程中动量守恒有jmvj'=(j+1)mvj+1
联立解得vj+1=
j
j+1 √v j
2- 4 μgL
(3)当第k 个滑块开始滑动时,木板恰好要滑动,此时有2μ·kmg=μ(nm+3nm)g
解得k=2n(n 为整数)
则第k+1 个(即2n+1 个)滑块开始滑动时,木板开始滑动,假设木板和剩下的滑块不发生相对滑动,则
2μ(2n+1)mg-μ(nm+3nm)g={nm+[3nm-(2n+1)m]}a
解得a=2 μg
2n-1<2μg,故木板和剩下的滑块不发生相对滑动。
对前面k+1 个滑块,有ak+1=2 μ·(k +1)mg
(k +1)m
=2μg
若木板开始滑动后,滑块间恰好不再相碰,则前面k+1 个滑块和第k+2 个滑块共速,且相对位移恰好为
L,则
vk +1
2- v共
2
2ak +1
-v共
2
2a =L
可知vk +1
2=2nv共
2+4μgL
又v 共=at=vk+1-2μgt
则v 共=vk +1
2n
则vk +1
2=8nμgL
2n-1
第1 个滑块开始运动的速度大小v0=√βμgL,则v0
2=βμgL
与第2 个滑块碰撞过程中,根据动量守恒定律可得mv1=2mv2
结合v1=√( β - 4)μgL,可知第2 个滑块开始运动时的速度大小v2=1
2 √( β - 4)μgL,
即4 v2
2=βμgL-4μgL
由第(2)问可得,(j+1)2v j+1
2=j2v j
2-4j2μgL,则对第3 个滑块开始滑动到第k+1 个滑块将要发生滑动的过
程,有
9 v3
2=4v2
2-4×4μgL
16 v4
2=9v3
2-9×4μgL
25v5
2=16v4
2-16×4μgL
……
(k +1)
2vk +1
2=k2vk
2-k2×4μgL
将相关方程累积求和可得即4 v2
2+9 v3
2+16 v4
2+…+(k +1)
2vk +1
2=βμgL-1×4μgL+4v2
2-4×4μgL
+9v3
2-9×4μgL+16v4
2-16×4μgL+…+k2vk
2-k2×4μgL
即(k+1)2vk +1
2=βμgL-4μgL[12+22+33+42+…+k2]=βμgL-2k(k +1)(2k +1)
3
μgL
又vk +1
2=8nμgL
2n-1 ,k=2n
联立解得β=4 n(2n+1)(8n
2+10n+5)
3(2n-1)
。