2021届河北省衡水中学高三(下)高考考前密卷物理试卷及答案(四)_第1页
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文档简介

2021届河北省衡水中学高三(下)高考考前密卷物理试B.若则物体A受导轨的摩擦力方向向右

题(四)C.若aw则物体A受导轨的摩擦力的大小与物体A的重力无关

D.若a+/?=90。,则物体A所受摩擦力是物体B所受重力的|tana-tan功倍

学校:姓名:班级:___________考号:

3.2019年春节,国产科幻电影《流浪地球》讲述了若干年后太阳内部氢转氮的速度加快,形

一、单选题

1.2020年诺贝尔物理学奖授予三名科学家,英国科学家罗杰・彭罗斯因证明黑洞是爱因斯坦广成“氮闪”产生巨大的能量会使地球融化,核反应方程为;H+:Hf;He+X°人类为了生存,

义相对论的直接结果而获奖;德国科学家赖因哈德・根策尔和美国科学家安德烈娅・盖兹因在银

通过给地球加速使其逃离太阳系,最终到达4.25光年外的比邻星系的某轨道绕比邻星做匀速圆

河系中央发现超大质量天体而获奖。下列有关物理学史的说法正确的是()。

周运动,引力常量为G,根据以上信息,下列说法正确的是()

汤姆孙发现了电子并提出了原子的核式结构模型

A.A.核反应方程中的X为正电子

库仑通过油滴实验精确测定了元电荷的值

B.B.地球要脱离太阳系需加速到第二宇宙速度

普朗克把能量子引入物理学,破除了“能量连续变化”的观念

C.C.若已知地球在比邻星系内的轨道半径和环绕周期,则可确定出比邻星的密度

玻尔原子理论的成功之处是保留了经典粒子的概念

D.D.已知比邻星的质量是太阳的人倍,地球绕比邻星公转速度为绕太阳的几倍,则在比邻星系

2.如图所示,是固定的水平导轨,两端是定滑轮,滑轮摩擦不计,导轨上物体A两端分用

地球上的一年为现在的。倍

细绳通过滑轮与物体B相连。系统处于静止状态时,,绳PB与导轨平面的夹角为绳QB与

导轨平面的夹角为夕,则以下判断正确的是()

4.一交流电源电压“=220应sinlOO6(V),通过理想变压器对下图电路供电,已知原、副线圈

匝数比为10:1,4灯泡的额定功率为4W,4灯泡的额定功率为20W,排气扇电动机线圈的

电阻为1。,也流表的示数为2A,用电器均正常工作,电表均为理想电表,则()

A.流过。的电流为20AB.排气扇电动机的发热功率2W

A.若a=£,则水平导轨一定是光滑的C.整个电路消耗的功率44WD.排气扇电动机的输出功率20W

5.甲、乙两名运动员在泳池里训练,1=0时刻从泳池的两端出发,甲、乙的速度-时间图象分

别如图1、2所示,若不计转向的时间且持续运动,两运动员均可视为质点。下列说法正确的是D.光电子b的物质波波长比光电子a的物质波波长长

()7.如图,足够长的间距d=lm的平行光滑金属导轨MN、PQ固定在水平面内,导轨间存在

-veins-1)

一个宽度L=lm的匀强磁场区域,磁感应强度大小为5=0.5T,方向如图所示。一根质量

1.25-----;;----1.0•:~:

/H,=0.1kg,阻值R=0.5。的金属棒〃以初速度%=4m/s从左端开始沿导轨滑动,穿过磁

02P4b60飞°^^075法

-1.25■5---!-1.0—'5~~!场区域后,与另一根质量%=0.2kg,阻值R=0.5。的静止放置在导轨上的金属棒b发生弹

图1图2性碰撞,两金属棒始终与导轨垂直且接触良好,导轨电阻不计,则下列选项中不正确的是()

A.游泳池长50mN

B.两运动员一定不会在泳池的两端相遇右

C.从r=0时刻起经过Imin两运动员共相遇了3次

O

D.在0〜30s内,两运动员的平均速度大小之比为8:5

A.金属棒。第一次穿过磁场的过程中,做加速度减小的减速直线运动

6.用如图甲所示的电路研究光电效应中遏止电压与入射光频率的关系。某次实验中得到

B.金属棒a第一次穿过磁场的过程中,回路中有顺时针方向的感应电流

的甲、乙两种金属对应的遏止电压,.与入射光频率V关系图像如图乙所示。用频率为%的光同C.金属棒a第一次穿过磁场的过程中,金属棒〃上产生的焦耳热为0.34375J

时照射甲、乙两种金属时,两种金属逸出的初动能最大的光电子分别用〃、b表示。下列说法正D.金属棒〃最终停在距磁场左边界0.8m处

8.下列说法中正确的是()

A.温度低的物体内能小

B.外界对物体做功时,物体的内能一定增加

C.温度低的物体分子运动的平均动能小

D.做加速运动的物体,由于速度越来越大,因此物体分子的平均动能越来越大

9.一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后,出射光分成a、b两

图乙束,如图所示,则。、匕两束光()

A.照射的单色光越强,饱和光电流就越小

4

B.遏止电压上与入射光的频率U成正比

C.光电子b的初动能大于光电子。的初动能

A.垂直穿过同一块平板玻璃,。光所用的时间比b光短

B.从同种介质射入真空发生全反射时,。光临界角比b光的大

C.分别通过同一双缝干涉装置,匕光形成的相邻亮条纹间距大

D.若照射同一金属都能发生光电效应,8光照射时逸出的光电子最大初动能大

二、多选题

10.空间有一半径为1m的圆形区域处于匀强电场中,匀强电场方向平行于圆形边界所处的平1,[

A.一台风力发电机的发电功率约为3「笈广丫'

面。边界上有六个点等间距排列。电子从。点以初动能6eV朝不同方向飞出,经过圆形边界不8

B.一台风力发电机的发电功率约为

同位置时,具有不同的速度,经过人处时动能最大,为7eV。电子重力不计,下列说法正确的6

是()C.空气对风力发电机一个叶片的平均作用力约为:0万//

D.空气对风力发电机一个叶片的平均作用力约为」-夕乃户,

12

12.如图所示,“V”形光滑导电支架下端用钱链固定于绝缘水平面上,支架两臂与水平面间的

夹角。均为53。,两臂粗细均匀,支架的A8臂上套有•根原长为/的轻弹簧,轻弹簧的下端固

定于“V”形支架下端,上端与一可视为质点的金属小球相接,小球与支架接触良好,小球可以

随支架一起绕中轴线。。'转动,该臂上端有一挡板,支架上端4、C之间通过导线接入理想电

A.电场方向为力re,大小为2V/m

31

B.电子经过e处时动能最小,为2eV源和理想电流表。已知小球质量为〃?,支架每臂长为二/,支架静止时弹簧被压缩了7/,电流

23

C.因为六个点等间距排列,任意相邻两点间的电势差大小都相等表的读数为/,重力加速度为g,忽略导线、弹簧、钱链和小球的电阻,支架两臂上电阻分布均

D.经过O点的电子不能返回。点,经过了点的电子能返回。点43

匀。已知sin530=g,cos53°=-,重力加速度为g。则()

II.青岛市即墨区鳌山湾•带受崂山余脉和海岛影响,形成了长达60多公里的狭长“疾风带”,

为风力发电创造了有利条件,目前该地风电总装机容量已达18万千瓦。如图,风力推动三个叶

片转动,叶片带动转子(磁极)转动,在定子(线圈)中产生电流,实现风能向电能的转化。

已知叶片长为,•,风速为",空气密度为。,流到叶片旋转形成的圆面的空气中约有L速度减

4

3

速为0,有二原速率穿过,不考虑其他能量损耗。下列说法正确的是()

4

B.当支架绕轴OO'匀速转动时.,小球沿44方向的合力不为零

D.直流电压表()~3V(内阻约为15kC)

C.当弹簧处于原长时,电流表的读数为二7/,支架匀速转动的角速度为上2

63E.滑动变阻器“5C,2A”

滑动变阻器

D.当电流表的读数为巴/时,弹簧形变量最大,支架匀速转动的角速度为四F.“300C,0.5A”

99(1)实验中电流表应选用,滑动变阻器应选用。(均用序号表示)

三、实验题(2)实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中,电流表的示数从零开始逐渐增大,请按

13.如图甲所示,某学习小组把两根弹簧连接起来,测量两弹簧的劲度系数。弹簧1上端固定

此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接_______________:

在支架顶端,弹簧1和2下端分别有一能与厘米刻度尺垂直对齐的指针,重力加速度取

g=10m/s2o

(1)某次测量结果如图乙所示,指针示数为cm。

(2)在两弹簧弹性限度内,将质量为50g的钩码逐个挂在弹簧下端,得到指针4、8的示数”、(3)根据S/曲线,可判断出图中正确的关系图象是(图中P为小灯泡的功率,/为

通过小灯泡的电流)。

LB,在坐标纸上画出4、品与钩码个数九的关系乙-〃图像如图丙所示。可求出弹簧1、2

的劲度系数分别为勺=N/m,k2=N/m。

(3)弹簧2的重力(填"会”或“不会”)引起弹簧1的劲度系数的测量误差。

14.某学习小组探究一标有“3V、1.8W”小电珠在不同电压下的电功率大小,实验器材如图甲所

示,现已完成部分导线的连接,除小灯泡、导线和开关外,还有:

A.直流电源3V(内阻为1.0Q)

B.电流表(0~3A,内阻约为0.2Q)

C.电流表(0-0.6A,内阻约为0.5Q)(4)该小组描绘出的曲线如图乙所示,将4只相同“3V、1.8W”的小电珠并联后,直接与

题中直流电源组成闭合回路,则每只小电珠的实际功率约为w(保留两位小数)。离so

四、解答题

15.如图所示,轻弹簧一端固定在与斜面垂直的挡板上,另一端点在。位置.质量为〃?的物块

A(可视为质点)以初速度W从斜面的顶端P点沿斜面向下运动,与弹簧接触后压缩弹簧,将

弹簧右端压到0'点位置后,A又被弹簧弹回。物块A离开弹簧后,恰好回到P点.已知OP的

距离为沏,物块A与斜面间的动摩擦因数为〃,斜面倾角为仇求:

(1)0点和0'点间的距离方;

(2)弹簧在最低点O'处的弹性势能;

(3)设B的质量为例?,no=3.在P点处放置一个弹性挡板,将A与另

17.气压式升降椅内的气缸填充了氮气,气缸上下运动支配椅子升降。如图乙所示为其简易结

一个与A材料相同的物块B(可视为质点与弹簧右端不拴接)并排一起,使两根弹簧仍压缩到

构示意图,圆柱形气缸与椅面固定连接,总质量为〃z=5kg。横截面积为S=10cn?的柱状气

。'点位置,然后从静止释放,若A离开B后给A外加恒力b=〃田5也。,沿斜面向上,若A

动杆与底座固定连接。可自由移动的气缸与气动杆之间封闭一定质量氮气(视为理想气体),稳

不会与B发生碰撞,求夕需满足的条件?

定后测得封闭气体柱长度为L=21cm。设气缸气密性、导热性能良好,忽略摩擦力。已知大

气压强为Po=lxl°'Pa,环境温度不变,重力加速度为g=10m/s?。求:

(1)初始状态封闭气体的压强;

(2)若把质量为M=30kg的重物放在椅面上,稳定后椅面下降的高度。

径OP与水平夹角。=30°,整个空间存在水平向左的匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场

B=1T°一个质量为0.4kg、电荷量为g=2C的带电小球,以某一速度从A处垂直40沿圆

管道运动到P点,小球在管道内运动过程中。和P两点间的动能改变量最大,且从P点切线方

向飞出时恰好对管道没有作用力,不计空气阻力,取g=10m/s2,求:(结果均可用根号表示)

图甲图乙

(1)匀强电场场强的大小E;

(2)带电小球在。点对管道的压力大小;

18.坐标原点处的波源在h0时开始沿y轴负向振动,/=1.5s时它正好第二次到达波谷,如图

(3)当带电小球从P点飞出后立即撤去磁场,带电小球在P点的水平线上距离P点的最大距

为B1.5s时沿波的传播方向上部分质点振动的波形图,求:

(1)这列波的传播速度是多大?写出波源振动的位移表达式;

(2)xi=5.4m的质点何时第一次到达波峰?

⑶从力=0开始至k5.4m的质点第一次到达波峰这段时间内,Q=30cm处的质点通过的路程是

参考答案

1.C

解:

A.卢瑟福提出了原子的核式结构模型,故A错误;

B.密立根通过油滴实验精确测定了元电荷的值,故B错误;

C.普朗克把能量子引入物理学,说明能量是不连续的,故C正确;

D.玻尔的原子理论成功解释了氢原子光谱的实验规律,但不足之处是保留了经典粒子的概念,故

D错误。

故选Co

2.C

解:

对B物体受力分析,由平衡条件有

TACOSCX=TBCOS(3

sina+今sin

TAJ3-GB

解得

TGBCOS/3GBcosa

*sin(a+/?)'11sin(a+0)

A.若a=/3,可得7;=",则A物体受两个等大拉力而不受摩擦力平衡,水平导轨不一定是光

滑的,故A错误;

B.若a<0,可知〃<7;,则物体A有向右的运动趋势,受导轨的摩擦力方向向左,故B错误;

C.若a手(3,则勾n。,A物体有运动趋势而受静摩擦力,摩擦力的大小与两拉力之差有关,

而与物体A的重力无关,故C正确;

D.若。+/?=90°,则两拉力之差等于静摩擦力,有

f=\TA-T^=|Ge(cos^-cosa)|

故有

番=|(cos^-cosa)|

即摩擦力是物体B所受重力的|cosa-cos©倍,故D错误;

故选c。

3.D

解:

A.根据核反应过程中,质量数与电荷数守恒,可判断知方程中的X为中子,故A错误;

B.地球要脱离太阳系需加速到第三宇宙速度,故B错误;

C.已知地球在比邻星系内的轨道半径和环绕周期,没有比邻星的半径则不能确定出比邻星的密度,

故C错误;

D.由

-Mmv2

=m7

k

可知轨道半径为r倍,再由

T①

V

可知在比邻星系地球上的一年为现在的机倍,故D正确。

故选Do

4.C

解:

A.由于电流表的示数A=2A,由U="■可得变压器原线圈的电流/I=0-2A,即流过右的电流为

0.2A,A错误;

BD.交流电源电压有效值为220V,4两端的电压

P,4

U.=4=——V=20V

%/,0.2

U,n.

故原线圈两端的电压q=200V,由式式可得变压器副线圈两端的电压—20V,流过灯泡

4的电流

「A寮=1A

则流过排气扇的电流

&=­A

排气扇电动机的发热功率为

Lr=『xlW=lW

排气扇的电功率为

%=u21M=20W

则排气扇电动机的输出功率为

/阖a=19W

BD错误;

C.整个电路消耗的功率为

P&=P,++W4W+20W+20W=44W

C正确。

故选C。

5.C

解:

A.根据丫-,图线与坐标轴围成的图形面积表示位移,可知游泳池长度

L=1.25x20m=25m

或者

L=1.0x25m=25m

故A错误;

B.如图所示

由甲、乙的位移-时间图线的交点表示相遇可知,甲、乙在/=100s时在泳池的一端相遇,故B错

误;

C.在0〜60s内甲、乙相遇3次,故C正确;

D.在。〜30s内,甲的位移大小为

Xj=1.25x20m—1.25x10m=12.5m

乙的位移大小为

x2=1.()x25m一1.0x5m=20m

在0〜30s内两运动员的平均速度大小之比为

W:%=':*=5:8

故D错误。

故选C。

6.D

解:

A.照射的单色光越强,单位时间内发出的光电子数目越多,饱和光电流就越大,故A错误;

B.根据爱因斯坦光电效应方程

ES

4=如一呸

cee

遏止电压与入射光的频率成一次函数关系,不是成正比,故B错误;

C.由4-丫图线知,当《=0时,金属甲的极限频率匕小于金属乙的极限频率匕2,当用相同频

率的入射光照射时,则逸出功越大的,其光电子的最大初动能越小,则光电子人的初动能小于光电

子。的初动能,故c错误;

D.根据物质波的波长

P

P=12呜

可得

E

*K2m笈

可知甲金属逸出的初动能最大的光电子的物质波波长较短,光电子b的物质波波长比光电子”的物

质波波长长,故D正确。

故选D。

7.B

解:

A.金属棒。第一次穿过磁场时受到安培力的作用,做减速运动,由于速度减小,感应电流减小,

安培力减小,加速度减小,故金属棒。做加速度减小的减速直线运动,故A正确;

B.根据右手定则可知,金属棒a第一次穿过磁场时回路中有逆时针方向的感应电流,故B错误;

C.电路中产生的平均电动势为

—△①BLd

E=n----=------

平均电流为

7=互

2R

规定向右为正方向,对金属棒“,根据动量定理得

-BId-\t=mava-mavQ

解得对金属棒第一次离开磁场时速度

va=1.5m/s

金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中,电路中产生的总热量等于金属棒a机械能的减少量,即

C1212

联立并代入数据得

C=0.68751

由于两棒电阻相同,两棒产生的焦耳热相同,则金属棒〃上产生的焦耳热

&="1=0.34375J

故C正确;

D.规定向右为正方向,两金属棒碰撞过程根据动量守恒和机械能守恒得

12112

-maVa=-maVa+3网”

联立并代入数据解得金属棒«反弹的速度为

va=-0.5m/s

设金属棒”最终停在距磁场左边界x处,则从反弹进入磁场到停下来的过程,电路中产生的平均电

动势为

0△①'B(L—Qd

E-n---=---------

平均电流为

1'=—

2R

规定向右为正方向,对金属棒”,根据动量定理得

—Bl'd-Af=0-

联立并带入数据解得

x--0.8m

故D正确。

由于本题选不正确的,故选B。

8.C

解:

AC.温度是分子平均动能的标志,而内能是物体内所有分子动能和分子势能之和,故A错误,C

正确;

B.改变内能有两种方式:做功、热传递,外界对物体做功时,如果物体向外界放热,物体的内能

不一定增加,故B项错误;

D.在热现象的研究中,一般不考虑物体的机械能,故D错误。

故选Co

9.C

解:

A.根据图中光线的偏转角度可以判断出三棱镜对a光的折射率比b光的大,所以“光的频率大,

在玻璃中速度小,通过玻璃所用的时间长,故A错误;

B.根据

,「1

sinC=一

n

可知a光发生全反射的临界角小于b光发生全反射的临界角,故B错误;

C.发生双缝干涉时相邻条纹间的距离公式

Ar=—2

d

由于b光的波长长,所以b光形成的相邻亮条纹间距大,故C正确;

D.由于a光的频率大于〃光的频率,根据公式

Ek=hv-Wa

得出«光照射金属时逸出的光电子的最大初动能大,故D错误。

故选Co

10.AD

解:

A.电子经过b处时动能最大,则圆环上匕点电势最高,过b点的等势面与圆形边界相切,可知场

强方向为6-e,电子由。到人由动能定理得

-eUxE1dt

UN

a.b连线与加的夹角为e=6(y,可得

Uha=Eabcos60''

E=2V/m

故A正确。

B.圆形边界上的各点,e点电势最低,电子经过e点时动能最小,电子由b到e由动能定理

-eUbe=

Ub«=E-be

可得

见=3eV

故B错误。

C.六个点等间距排列,但相邻点的连线沿电场线方向的投影长度不同,相邻两点间的电势差大小

不同,故C错误;

D.aO与be(电场方向)有夹角,电子从。运动到0,说明电子在匀强电场中做曲线运动,不可

能回到。点,af与be(电场方向)平行,电子从a运动到沿电场方向),说明电子做匀减速直

线运动,则电子能回到a点,故D正确。

故选AD。

11.AD

解:

AB.根据题意可知,假设空气流速v为空气接触,扇面的面积为

S=兀户

在时间t内流过扇叶的体积为

V=7rr2vt

空气质量根据密度公式得

m-pV-pjtr'vt

题中有!的空气速度减为零,所以与叶片发生相互作用的风的质量为!小,则根据功能关系有

44

r-nr1211/21

=W=—mv=—p7ir"vt-v--pTcrvt

288

则根据

p」

t

得发电功率为

1,3

-pnr'vt.

P=---------=—p7tr1v'

故A正确,B错误;

CD.以与叶片发生相互作用的那部分空气为研究对象,规定空气流动方向为正方向,可列动量定

理表达式

-Ft-0-■-/72V

4

j-,122

F=-7ipr"v^

则对一个扇叶的作用力为

F'=-7ipr2V2

12

故C错误,D正确。

故选AD。

12.BC

解:

—=mgsin53°

解得

k=12mg

51

故A错误;

B.当支架绕轴00'速转动时,小球做水平面上的匀速圆周运动,合力沿水平方向指向转抽,所以

小球沿方向的分力沿A3向下。故B正确;

C.当弹簧处于原长时,如图所示,支架的角速度设为例,则有

mgtan53°=m^2/cos53°

解得

*杵

设两臂上单位长度电阻为Ro,根据欧姆定律,依题意,可得

E

联立可得

故C正确;

14

D.当电流表的读数为一/时,根据欧姆定律,有

9

E

12=

解得

即弹簧形变量最大,此时弹簧产生弹力为

场=后;/=L2〃?g

设此时小球角速度为。2,沿AB方向应用牛顿第二定律,有

1,2mg+mgsin53°=ma);rcos53°

r=—/cos53°

2

解得

,,一103g

“2=3日

由于有挡板,所以角速度。2此/空,故D错误。

9\I

故选BC»

13.15.9412.525不会

解:

(1)口]由于刻度尺最小分度为1mm,读数要估读到0.1mm,指针示数为15.94cm。

(2)⑵根据胡克定律

F=kx

可得

Ax

对弹簧1

7AF0.5A〃/z/、mCM/

k、=——-=----(N/m)=12.5N/m

AXj

[3]对弹簧2

k2=/=.瓯(N/m)=25N/m

■AX2A(L„-LO)

(3)[4]根据胡克定律可得

\F

k

Ax

由上可知,弹簧l弹力的变化量不受弹簧2的重力的影响,所以弹簧2的重力不会引起弹簧I劲度

系数的测量误差。

14.CE如图所示:

左D0.52-0.58

解:

(1)[1][2]“3V、1.8W”的小电珠额定电流为0.6A,所以电流表选C,滑动变阻器选E;

(2)[3]由于要求小电球在不同电压下的电功率大小,则滑动变阻器采用分压接法;滑动变阻器的

滑片从左到右移动过程中,电流表的示数从零开始逐渐增大,电路图如图所示:

(3)[4]由图可知,随电流增大,电阻逐渐增大,则P-72图像应如图D;

(4)[5]设每只灯泡的电压为U,电流为/,根据闭合电路欧姆定律

E=U+4"

(7=3-4/

在乙图中做出U-/图线,与乙图的交点U=1.40V,/=0.38A,所以小灯泡的功率

P=U/=L40X0.38W=0.53W

15.(1)%=---------尤0;(2)Eim)l+tan6;(3)—<^<—

14〃gcos。°°4。4〃235

解:

(D从A到0',由动能定理可得

mg(x0+3)sin夕一fimg(x0+%,)cos0—W=0一耳mi)g①

物块A离开弹簧后回到P点的过程,由动能定理得

W-mg^+玉)sin。一〃7〃g(内)+X1)cose=0②

解得

%=

cos。

(2)将士带入②式可得,弹簧弹力做功为

m,)

1/1

W--mt支2+——0-tanf)

4°4〃

即弹簧的弹性势能为

厂TI712MV。

E=W=—mt)~+——-tan0

pn4°4〃

(3)两物体分离的瞬间有%=%,两物体之间的弹力为0,由牛顿第二定律可得

mgsin0+/.imgcos0=maA

/3mgsin0+fi/3mgcos0-2T=13maB

解得T=0,即弹簧恢复原长的瞬间,两物体分离。

设分离瞬间,两物体的速度为由能量守恒可得

2EP=(l+/Q/%gX]sin9+〃(l+f^mgxtcosO+g(l+S)/ra/

将〃=tan<9,o=3Jgxsin0,*=-——-~~--x带入解得

a4〃gcos。0

13—54.有

I)=]+£g/sm。

由于〃=tan。,F=mgsin0,故分离后两物体的加速大小分别为

mgsin0+/imgcos9-F_且$]口夕

a

Am

"ngsin<9+〃mgcos0

a2gsin

、[im

由此可知,分离后两物体均做减速运动,且B的加速度大于A,故在A物体上升阶段,两物体不

会碰撞;B速度减为0后,由于〃=tan

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