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(共36張PPT)
復(fù)習(xí)任務(wù)群一
現(xiàn)代文閱讀Ⅰ
把握共性之“新”　打通應(yīng)考之“脈”
第5章　光的干涉、衍射和偏振
模塊綜合測(cè)評(píng)
題號(hào)
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√
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(滿分：100分)
一、單項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求)
1．在不計(jì)空氣阻力作用的條件下，下列說法不正確的是(　　)
A．自由下落的小球在空中運(yùn)動(dòng)的任意一段時(shí)間內(nèi)，其增加的動(dòng)能一定等于其減少的重力勢(shì)能
B．做平拋運(yùn)動(dòng)的小球在空中運(yùn)動(dòng)的任意相同的時(shí)間內(nèi)，其速度的變化量一定相同
C．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球在任意一段時(shí)間內(nèi)其合外力做的功一定為零，合外力的沖量也一定為零
D．單擺在一個(gè)周期內(nèi)，合外力對(duì)擺球做的功一定為零，合外力的沖量也一定為零
題號(hào)
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C　[不計(jì)空氣阻力，自由下落的小球，其所受合外力為重力，則小球在運(yùn)動(dòng)的過程中機(jī)械能守恒，其增加的動(dòng)能一定等于其減小的重力勢(shì)能，故A正確；做平拋運(yùn)動(dòng)的小球所受合外力為重力，加速度的大小與方向都不變，所以小球在空中運(yùn)動(dòng)的任意相同的時(shí)間內(nèi)，其速度的變化量一定相同，故B正確；做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球，其所受合外力的方向一定指向圓心，小球在任意一段時(shí)間內(nèi)其合外力做的功一定為零，但由于速度的方向不斷變化，所以速度的變化量不一定等于0，合外力的沖量也不一定為零，故C錯(cuò)誤；經(jīng)過一個(gè)周期，單擺的小球又回到初位置，所有的物理量都與開始時(shí)相等，所以單擺在一個(gè)周期內(nèi)，合外力對(duì)擺球做的功一定為零，合外力的沖量也一定為零，故D正確。]
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2．如圖所示是研究光的雙縫干涉的示意圖，擋板上有兩條狹縫S1、S2，由S1和S2發(fā)出的兩列波到達(dá)屏上時(shí)會(huì)產(chǎn)生干涉條紋。已知入射激光的波長(zhǎng)為λ，屏上的P點(diǎn)到兩縫S1和S2的距離相等，如果把P處的亮條紋記作第0號(hào)亮條紋，由P向上數(shù)，與0號(hào)亮條紋相鄰的亮條紋為1號(hào)亮條紋，與1號(hào)亮條紋相鄰的亮條紋為2號(hào)亮條紋，則P1處的亮條紋恰好是10號(hào)亮條紋。設(shè)直線S1P1的長(zhǎng)度為r1，S2P1的長(zhǎng)度為r2，則r2－r1等于(　　)
A．9.5λ　　B．10λ　　C．10.5λ　　D．20λ
B　[由題設(shè)可知，從中央亮條紋P算起，P1點(diǎn)處是第10號(hào)亮條紋的位置，表明縫S1、S2到P1處的距離差r2－r1為波長(zhǎng)的整數(shù)倍，且剛好是10個(gè)波長(zhǎng)，所以選項(xiàng)B正確。]
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3．如圖潛水員在水深為h的地方向水面張望，發(fā)現(xiàn)自己頭頂上有一圓形亮斑，如果水對(duì)空氣的臨界角為C，則此圓形亮斑的直徑是
(　　)
A．2h tan C　　　　 B．2h sin C
C．2h cos C　　 D．2h
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A　[在圓形亮斑邊緣從空氣射入水中的光線，折射角的大小等于臨界角C，如圖所示，由幾何關(guān)系可知，此圓形亮斑的直徑是：d＝2r＝2h tan C。A符合題意，B、C、D不符合題意。]
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4．簡(jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中沿直線傳播，P、Q是傳播方向上相距8 m的兩質(zhì)點(diǎn)，波先傳到P，當(dāng)波傳到Q開始計(jì)時(shí)，P、Q兩點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖所示(實(shí)線為 Q 的振動(dòng)圖像)，設(shè)振幅為A，則(　　)
A．當(dāng)Q的位移為0時(shí)，P的位移為±A
B．該波從P傳到Q的時(shí)間可能是8 s
C．該波的傳播速度可能為1.6 m/s
D．該波的波長(zhǎng)可能是3 m
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D　[由題可知，簡(jiǎn)諧橫波的傳播方向從P到Q，由題圖可知，周期為T＝
6 s，質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖像向左4 s后與P點(diǎn)的振動(dòng)重合，意味著Q點(diǎn)比P點(diǎn)振動(dòng)滯后了4 s，即P傳到Q的時(shí)間Δt可能為4 s，同時(shí)由周期性可知，從P傳到Q的時(shí)間Δt為(4＋nT)s，n＝0，1，2，…，即Δt＝4 s，10 s，16 s，…，不可能為
8 s，根據(jù)上述分析對(duì)照?qǐng)D像可知，當(dāng)Q的位移為0時(shí)，P的位移為±，故A、B錯(cuò)誤；由v＝，考慮到波的周期性，當(dāng)Δt＝4 s，10 s，16 s，…時(shí)，速度v可能為2.0 m/s，0.8 m/s，0.5 m/s，…，不可能為1.6 m/s。由λ＝vT可知，波長(zhǎng)可能為12 m、4.8 m、3.0 m，…，故C錯(cuò)誤，D正確。]
題號(hào)
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二、雙項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有兩項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分)
5．下列所示的圖片、示意圖或?qū)嶒?yàn)裝置圖大都來源于課本，則下列判斷正確的是(　　)
題號(hào)
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A．甲圖是薄膜干涉的圖像，照相機(jī)、望遠(yuǎn)鏡的鏡頭鍍的一層膜是薄膜干涉的應(yīng)用
B．乙圖是小孔衍射的圖樣，也被稱為泊松亮斑
C．丙圖是在平靜無風(fēng)的海面上出現(xiàn)的“蜃景”，上方是蜃景，下方是景物
D．丁圖中孔雀的羽毛在陽(yáng)光下色彩斑斕，這屬于光的全反射現(xiàn)象
√
√
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AC　[甲是薄膜干涉的圖像，照相機(jī)、望遠(yuǎn)鏡的鏡頭表面常常鍍一層透光的膜，即增透膜，光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象，從膜的前表面和玻璃表面反射的光相互減弱，故A正確；乙是圓板衍射，被稱為“泊松亮斑”，而小孔衍射的圖樣，不是“泊松亮斑”，故B錯(cuò)誤；丙是在平靜無風(fēng)的海面上出現(xiàn)的“蜃景”，海面下層空氣溫度比上層低，密度比上層大，故海面附近的空氣折射率從下到上逐漸減小，從遠(yuǎn)處的景物發(fā)出的光線射向海面時(shí)，由于不斷被折射，越來越偏離法線方向，進(jìn)入上層的入射角不斷增大，以致發(fā)生全反射，光線反射回空氣，人們逆著光線看去，就會(huì)看到遠(yuǎn)方的景物懸在空中，而產(chǎn)生了“蜃景”現(xiàn)象，那么上方是蜃景，下方是景物，故C正確；丁是孔雀的羽毛在陽(yáng)光下色彩斑斕，為光的衍射與干涉，故D錯(cuò)誤。故選AC。]
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6．一列簡(jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中沿x軸傳播，t＝0時(shí)刻的波形如圖甲所示，其中位于橫坐標(biāo)x＝5 m 處的一質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)圖像如圖乙所示，B是圖甲中縱坐標(biāo)為y＝－2.5 cm的另一質(zhì)點(diǎn)。下列說法正確的是(　　)
A．該橫波的傳播速度大小為1 m/s
B．該橫波的傳播方向?yàn)閤軸負(fù)方向
C．B點(diǎn)的橫坐標(biāo)為 m
D．t＝3 s時(shí)B點(diǎn)的位移是2.5 cm
題號(hào)
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AC　[該橫波的傳播速度大小為v＝＝ m/s＝1 m/s，選項(xiàng)A正確；因t＝0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)A沿y軸正向運(yùn)動(dòng)，結(jié)合波形圖“同側(cè)法”可知該橫波的傳播方向?yàn)閤軸正方向，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，B點(diǎn)的平衡位置到x＝7 m處的距離為 m，即B點(diǎn)的橫坐標(biāo)為xB＝7 m－ m＝ m，選項(xiàng)C正確；t＝3 s 時(shí)波沿x軸正向傳播3 m，此時(shí)x＝7 m處的質(zhì)點(diǎn)在波峰位置，則B點(diǎn)的位移是yB＝5× cm＝2.5 cm，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選AC。]
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7．裝有一定量液體的玻璃管豎直漂浮在水中，水面足夠大，如圖甲所示，把玻璃管向下緩慢按壓4 cm后放手，忽略運(yùn)動(dòng)阻力，玻璃管的運(yùn)動(dòng)可以視為豎直方向的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，測(cè)得振動(dòng)周期為0.5 s。以豎直向上為正方向，某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，其振動(dòng)圖像如圖乙所示，其中A為振幅。對(duì)于玻璃管，下列說法正確的是(　　)
A．回復(fù)力為浮力
B．振動(dòng)過程中動(dòng)能和重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，
玻璃管的機(jī)械能守恒
C．位移滿足函數(shù)式x＝4sin cm
D．在t1～t2時(shí)間內(nèi)，位移減小，加速度減小，速度增大
題號(hào)
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CD　[玻璃管振動(dòng)過程中，受到重力和水的浮力，這兩個(gè)力的合力充當(dāng)回復(fù)力，故A錯(cuò)誤；玻璃管在振動(dòng)過程中，水的浮力對(duì)玻璃管做功，故振動(dòng)過程中，玻璃管的機(jī)械能不守恒，故B錯(cuò)誤；由于振動(dòng)周期為0.5 s，故ω＝＝4π rad/s，由題圖乙可知振動(dòng)位移的函數(shù)表達(dá)式為x＝4sin cm，故C正確；由題圖乙可知，t1～t2時(shí)間內(nèi)玻璃管在衡位置，故位移減小，加速度減小，速度增大，故D正確。故選CD。]
題號(hào)
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8．如圖所示，質(zhì)量為m的半圓軌道小車靜止在光滑的水平地面上，其水平直徑AB長(zhǎng)度為2R，現(xiàn)將質(zhì)量也為m的小球從距A點(diǎn)正上方h0高處由靜止釋放，然后由A點(diǎn)經(jīng)過半圓軌道后從B沖出，在空中能上升的最大高度為h0(不計(jì)空氣阻力)，則(　　)
A．小球和小車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒
B．小車向左運(yùn)動(dòng)的最大距離為2R
C．小球離開小車后做豎直上拋運(yùn)動(dòng)
D．小球第二次能上升的最大高度h題號(hào)
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CD　[小球與小車組成的系統(tǒng)在豎直方向合力不為0，所以系統(tǒng)的動(dòng)量不守恒，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；在水平方向所受合外力為零，水平方向系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)小車的位移為x，以向右為正方向，在水平方向，由動(dòng)量守恒定律得：mv－mv′＝0，即：m－m＝0，解得小車的位移：x＝R，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；小球與小車組成的系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒，系統(tǒng)初狀態(tài)在水平方向動(dòng)量為零，由動(dòng)量守恒定律可知，系統(tǒng)在任何時(shí)刻在水平方向動(dòng)量都為零，小球離開小車時(shí)相對(duì)小車
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向上運(yùn)動(dòng)，水平方向和小車有相同的速度，所以小球與小車在水平方向速度都為零，小球離開小車后做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，故C項(xiàng)正確；小球離開小車時(shí)，小球與小車水平方向動(dòng)能為零，如果系統(tǒng)機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律可知，小球離開小車后上升的最大高度為h0，由題意可知，小球離開小車后在空中能上升的最大高度為h0題號(hào)
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三、非選擇題(共60分，其中9、10為實(shí)驗(yàn)題，11、12、13題計(jì)算題)
9．細(xì)絲和單縫有相似的衍射圖樣。在相同條件下，小明用激光束分別垂直照射兩種不同直徑的細(xì)絲Ⅰ和細(xì)絲Ⅱ，在光屏上形成的衍射圖樣如圖甲中a和b所示。已知細(xì)絲Ⅰ的直徑為0.605 mm，現(xiàn)用螺旋測(cè)微器測(cè)量細(xì)絲Ⅱ的直徑，如圖乙所示，細(xì)絲Ⅱ的直徑為____________mm。圖中的_________(選填“a”或“b”)是細(xì)絲Ⅱ的衍射圖樣。
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甲
乙
0.999
a
[解析]　螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為：d＝0.5 mm＋49.9×0.01 mm＝0.999 mm；當(dāng)細(xì)絲的直徑越大時(shí)，衍射現(xiàn)象越不明顯，由讀數(shù)可知，細(xì)絲Ⅱ的直徑大，由題目中圖甲可知，a圖的衍射條紋間距較窄，因此圖a是細(xì)絲Ⅱ的衍射圖樣。
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10．在探究單擺周期與擺長(zhǎng)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，
(1)關(guān)于安裝儀器及測(cè)時(shí)的一些實(shí)驗(yàn)操作，下列說法正確的是____________(選填選項(xiàng)前面的字母)。
A．用米尺測(cè)出擺線的長(zhǎng)度，記為擺長(zhǎng)l
B．先將擺球和擺線放在水平桌面上測(cè)量擺長(zhǎng)l，再將單擺懸掛在鐵架臺(tái)上
C．使擺線偏離豎直方向某一角度α(接近5°)，然后靜止釋放擺球
D．測(cè)出擺球兩次通過最低點(diǎn)的時(shí)間間隔記為此單擺振動(dòng)的周期
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C
(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)如表所示。
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次數(shù) 1 2 3 4 5
擺長(zhǎng)l/cm 80.00 90.00 100.00 110.00 120.00
30次全振動(dòng)時(shí)間t/s 53.8 56.9 60.0 62.8 65.7
振動(dòng)周期T/s 1.79 1.90 2.00 2.09 2.19
振動(dòng)周期的平方T2/s2 3.20 3.61 4.00 4.37 4.80
依據(jù)第三次的測(cè)量數(shù)據(jù)標(biāo)在圖中作出T2隨l變化的關(guān)系圖像如圖所示。
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(3)根據(jù)數(shù)據(jù)及圖像可知單擺周期的平方與擺長(zhǎng)的關(guān)系是__________
________________________________________。
(4)根據(jù)圖像，可求得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹開___________m/s2。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)
周期的平方
與擺長(zhǎng)成正比(說明：其他說法正確同樣得分)
9.86
[解析]　(1)用米尺測(cè)出擺線的長(zhǎng)度，用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球的直徑，擺線的長(zhǎng)度加上擺球的半徑記為擺長(zhǎng)l，故A錯(cuò)誤；先將擺球和擺線連接好，固定在鐵架臺(tái)上，否則擺長(zhǎng)變化，測(cè)量的誤差較大，故B錯(cuò)誤；使擺線偏離豎直方向某一角度α(接近5°)，從靜止釋放擺球讓擺球振動(dòng)，故C正確；測(cè)出擺球兩次通過最低點(diǎn)的時(shí)間間隔記為此單擺振動(dòng)的周期，誤差較大，為了減小誤差，應(yīng)采用累積法，即測(cè)量30次或50次全振動(dòng)的時(shí)間，再求出每次全振動(dòng)的時(shí)間，作為周期，故D錯(cuò)誤。故選C。(3)由圖示圖像可知：T2＝4l，即周期的平方與擺長(zhǎng)成正比。(4)由單擺周期公式：T＝2π可知，T2＝l，由圖示圖像可知：＝k＝4，解得：g≈9.86 m/s2。
題號(hào)
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11．如圖所示，AOB是由某種透明物質(zhì)制成的圓柱體橫截面(O為圓心)，透明物質(zhì)折射率為。今有一束平行光以45°的入射角從真空射向柱體的OA平面，這些光線中有一部分不能從柱體的AB面上射出，設(shè)射到OB面的光線全部被吸收，也不考慮OA面的反射，求：
(1)求從AO面射入透明物質(zhì)的折射角；
(2)求光線從透明物質(zhì)射向真空時(shí)發(fā)生全反射的臨界角；
(3)從圓柱AB面上能射出光線的部分占AB表面的幾分之幾？
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[解析]　(1)光路如圖所示：
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設(shè)從O點(diǎn)射入的光線折射角為r，根據(jù)折射定律有：n＝，解得：r＝30°。
(2)由公式sin C＝＝，得臨界角為：C＝45°。
(3)設(shè)光線從某位置P點(diǎn)入射的光線，折射到AB弧面上Q點(diǎn)時(shí)，入射角恰等于臨界角C，ΔPQO中α＝180°－90°－C－r＝15°
所以能射出的光線區(qū)域?qū)?yīng)的圓心角為：β＝90°－α－r＝45°
能射出光線的部分占AB面的比例為＝。
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[答案]　(1)30°　(2)45°　(3)
12．一列正弦波在t＝0時(shí)刻的波形圖如圖中實(shí)線所示，在t＝2 s(T＜2 s＜2T，T為波的周期，T未知)時(shí)刻的波形圖如圖中虛線所示。求：
(1)若從0時(shí)刻起，圖中質(zhì)點(diǎn)R比Q先回到平衡位置，寫出P點(diǎn)的振動(dòng)方程；
(2)該波可能的傳播速度大小v。
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[解析]　(1)由于題圖中質(zhì)點(diǎn)R比Q先回到平衡位置，可知質(zhì)點(diǎn)R向下振動(dòng)，根據(jù)同側(cè)法可知，波沿x軸負(fù)方向傳播，根據(jù)平移法可知
t＝2 s＝nT＋
由于T＜2 s＜2T
解得＜n＜
則取n＝1
解得T＝1.6 s
則0時(shí)刻P點(diǎn)向上振動(dòng)，則P點(diǎn)的振動(dòng)方程為
y＝A sin t＝5sin t(cm)。
題號(hào)
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(2)根據(jù)上述，當(dāng)波沿x軸負(fù)方向傳播時(shí)，波速為
v1＝＝ m/s＝5 m/s
若波沿x軸正方向傳播，根據(jù)平移法可知
t＝2 s＝nT＋
由于T＜2 s＜2T
題號(hào)
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解得＜n＜
則取n＝1
解得T＝ s
則波速為v2＝＝ m/s＝7 m/s
即該波可能的傳播速度大小為5 m/s，7 m/s。
題號(hào)
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[答案]　(1)y＝5sin t(cm)　(2)5 m/s，7 m/s
13．如圖所示，光滑水平面上靜止放置質(zhì)量M＝2 kg的長(zhǎng)木板C；離板右端x＝0.72 m處?kù)o止放置質(zhì)量mA＝1 kg的小物塊A，A與C間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.4；在木板右端靜止放置質(zhì)量mB＝1 kg的小物塊B，B與C間的摩擦忽略不計(jì)。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，A、B均可視為質(zhì)點(diǎn)，g取10 m/s2。現(xiàn)在木板上加一水平向右的力F＝3 N，到A與B發(fā)生彈性碰撞時(shí)撤去力F。問：
(1)A與B碰撞之前運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是多少？
(2)若A最終能停在C上，則長(zhǎng)木板C的長(zhǎng)度至少是多少？
題號(hào)
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[解析]　(1)若A、C相對(duì)滑動(dòng)，則A受到的摩擦力為FA＝μmAg＝4 N>F，
故A、C不可能發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，設(shè)A、C一起運(yùn)動(dòng)的加速度為a
a＝＝1 m/s2
由x＝at2有：t＝＝1.2 s。
題號(hào)
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(2)因A、B發(fā)生彈性碰撞，由于mA＝mB，故A、B碰后，A的速度為0，則從碰后瞬間到長(zhǎng)木板C與A速度相同的過程中，由動(dòng)量守恒定律得Mv0＝(M＋mA)v，其中v0＝at，解得v0＝1.2 m/s，v＝0.8 m/s
由能量守恒得：
μmAgΔx＝－(M＋mA)v2
解得Δx＝0.12 m
故長(zhǎng)木板C的長(zhǎng)度L至少為：
L＝x＋Δx＝0.84 m。
題號(hào)
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[答案]　(1)1.2 s　(2)0.84 m
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