物理-2021年高考高三5月全国大联考山东卷）含答案解析

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2021年高三5月大联考（山东卷）
物 理
本卷满分100分，考试时间90分钟。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．如图所示，用单色光a、b分别照射光电管的阴极K，电流表G的示数均不为0。已知用单色光a做双缝干涉实验时，相邻两条亮纹间距为∆x，仅将单色光a换为单色光b，相邻两条亮纹间距为2∆x。以下说法正确的是

A．用强度相同的a、b两束光分别照射阴极K，其产生的饱和电流不同
B．用单色光a照射阴极K时，产生的光电子的最大初动能是用单色光b照射时的2倍
C．用单色光b照射阴极K时，产生的光电子的最大初动能是用单色光a照射时的2倍
D．用单色光a照射阴极K时，产生的光电子的初动能均大于用单色光b照射时产生的光电子的初动能
2．“沉睡三千年，一醒惊天下”，考古工作者在三星堆遗址新发现6座三星堆文化“祭祀坑”。现已出土金面具残片、巨青铜面具、青铜神树、象牙等重要文物500余件，显示了当时灿烂的文明。要确定三星堆文明存在的时代，14C年代检测是一种较为精确的方法。14C断定年代的原理是，不论处在古代还是现代，活的生物体因不断从外界吸收14C，使得体内14C的数量与排泄和衰变达到相对平衡，因而，活的生物体内，每秒钟因14C的β衰变辐射出的电子数目N也基本稳定，但生物体死亡后，体内的14C的数量会因β衰变而减少，每秒钟辐射出的电子数目n也随着年代的久远而减少，根据14C的半衰期τ和测得的N、n的数值，便可推算出生物体死亡的年代t。以下判断正确的是
A．n=N
B．14C发生β衰变的核反应方程为
C．测量N和n时，需使被测生物体所处环境的温度相同
D．测量N和n时，需将生物体内处于化合态的14C分离成单质态的14C
3．如图所示，理想变压器副线圈中心抽头O与a、b间匝数都是120，接在O、b间的标有“6 V，0.1 A”的灯泡L正常发光，接在a、b间的交流散热风扇正常工作。已知变压器原线圈接220 V交变电流，风扇的内阻为0.8 Ω，交流电流表A（不考虑内阻）的示数为0.6 A。以下判断正确的是

A．风扇的额定电压是6 V B．风扇输出的机械功率是3.6 W
C．变压器输入的电功率是6.6 W D．变压器原线圈的匝数是2 200
4．2020年12月17日1时59分，嫦娥五号圆满完成月面取样返回地球，标志着我国探月工程“绕、落、回”三步走收官之战取得了圆满胜利。假设嫦娥五号轨返组合体在距月面高为h的圆形轨道上与上升器完成样品转移，之后，上升器与轨返组合体分离，上升器受控撞击月面预定地点，轨返组合体发动机点火，其速度瞬时增加到环月轨道速度的倍，进入月地转移轨道，如图所示。已知月球半径为R，月球质量为M，引力常量为G，轨返组合体的质量为m，地球半径大于月球半径，地球表面重力加速度大于月球表面重力加速度。将地球、月球视为质量分布均匀的球体，轨返组合体速度变化前后的质量可认为不变。以下说法正确的是

A．轨返组合体在环月轨道上运行的速度大于地球的第一宇宙速度
B．样品转移过程中轨返组合体的向心加速度大小为
C．上升器完成样品转移后离开圆轨道时的速度大于
D．轨返组合体由环月圆轨道进入地月转移轨道的转轨过程中，增加的机械能为
5．等腰直角三角形ABC为某三棱镜的横截面，∠B=90°。一束红、蓝混合的复色光从AB边射入，从BC边射出，分成红、蓝两束，如图所示。保持在AB边的入射点不变，逐渐减小入射角i，当i=i1时，照射到BC边M点的蓝光从BC边右侧消失；当i=i2时，照射到BC边N点的红光也从BC边右侧消失（M、N点在图中均未画出）。下列说法正确的是

A．棱镜对蓝光的折射率等于sin2i1+1
B．棱镜对红光和蓝光的折射率之比等于
C．M和N到C的距离相等
D．M到C的距离小于N到C的距离
6．如图所示，由光滑细杆围成的直角三角形框架ABC竖直固定，直角边AC水平，∠A=α。质量分别为m1和m2的两个小球分别套在AB、BC杆上，并通过强度很大且不可伸长的轻绳连在一起，处于静止状态，绳与AB的夹角为β。下列说法正确的是

A．若m2足够大，β角可能大于90°
B．若m2足够小，β角可能等于α
C．若m2变大，两球仍在原位置保持静止
D．若m1变大，重新平衡后BC杆对m2的弹力变大
7．如图所示，轻弹簧上端固定，下端系一质量为m的钩码，钩码静止后，弹簧的伸长量为x。在钩码的下方轻轻加挂一质量为2m的钩码，并由静止释放。已知重力加速度的大小为g，将所挂所有钩码视为一个整体并看作质点P。在P上下振动过程中，弹簧始终处在弹性限度内。以下判断正确的是

A．P的振幅为3x B．P的最大速度为
C．弹簧的最大拉力为6mg D．弹簧的最大弹性势能为
8．如图所示，S1、S2是振动情况完全相同的两个波源，它们的振动频率均为5 Hz，振幅均为0.5 m。P是两列波传播方向上的一个质点，PS1=5 m，PS2=9 m，t=0时P刚好振动到波谷位置。已知S1、S2连线上相邻两振动减弱点间的距离为1 m，下列说法正确的是

A．P的振幅为1.0 m B．波的传播速度为5 m/s
C．t=0时，S1刚好振动到波谷位置 D．t=0.1 s时，S2刚好振动到波峰位置
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．对一定质量的理想气体，下列说法正确的是
A．若经历等温膨胀过程，气体压强减小，放出热量
B．若经历等容升温过程，气体压强增大，吸收热量
C．若经历绝热压缩过程，气体压强增大，内能增加
D．若经历等压降温过程，气体对外界做功，吸收热量
10．图甲为门式起重机，它可以将列车上静止的集装箱竖直向上提升到一定高度。若选竖直向上为正方向，测得集装箱竖直方向运动过程中的加速度a随位移x变化的规律如图乙所示。下列判断正确的是

A．在x=4 m时，集装箱的速度为2 m/s
B．在0~4 m内,集装箱运动的时间为 s
C．在4 ~6 m内，集装箱处于超重状态
D．集装箱上升的最大高度为6 m
11．如图所示，水平地面上两光滑平行固定导轨Ⅰ间距为2d，处在磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场中。导体棒a质量为m，垂直于导轨放置。水平桌面上两光滑平行固定导轨Ⅱ间距为d，处在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，导体棒b质量也为m，垂直于导轨放置。导轨Ⅰ、Ⅱ之间通过导线相连。现给a一与导轨平行的初速度使之向左运动，引起导体棒b先做加速运动，后做速度为v0的匀速运动。不计空气阻力，两棒沿导轨运动时与导轨接触良好且始终与导轨垂直。设导体棒a的初动能为Ek，整个过程中通过b棒横截面的电荷量为Q。下列各式正确的是

A．Ek=2mv02 B．Ek=4mv02 C．Q= D．Q=
12．如图所示，在竖直固定的光滑绝缘圆环的最高点P固定一带正电的点电荷，带负电的小球套在圆环上并从M点由静止释放，小球沿圆环向下运动并经过最低点Q。已知点N在圆环上且与点O在同一水平线上，M点可在短弧NQ之间的任一位置，弧MQ对应的圆心角为。设小球所受重力大小为mg，在M点时受到的静电力大小为F，小球可视为点电荷。以下判断正确的是

A．F＜mg
B．mg＜F＜2mg
C．小球由M向Q运动过程中电势能逐渐减小
D．小球由M向Q运动过程中动能逐渐增大
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．（6分）某同学用如图所示装置做测定木块与木板间动摩擦因数的实验。实验步骤如下：

（i）在木板上表面固定一与木块下滑路径平行的刻度尺，左端固定一光电门，右端用垫块垫起，保持木板的倾斜角度不变，记录垫块的高度h和垫块左侧到木板左端的距离L，查出当地重力加速度为g；
（ii）将木块从木板上距光电门x处由静止释放，记录固定在木块上的挡光片通过光电门的挡光时间∆t。改变木块到光电门的距离x，重复测量，得到木块到光电门的距离x与挡光时间∆t的多组数据。
（iii）该同学根据实验数据画出x–图像，得出了图像的斜率为k。
回答以下问题：
（1）实验中还需要测量的一个物理量是_______________________________（写出该物理量的名称及表示符号）；
（2）实验中木块与木板间动摩擦因数μ的表达式是μ=____________________[用h、L、g、k和第（1）问中物理量的符号表示）]。
14．（8分）用图甲所示电路测电池的电动势和内阻时，由于电压表的分流作用，导致电动势和内阻的测量都存在误差。为使测量结果更准确，某小组设计了图乙所示的电路。图乙中，R0为同种材料制成的、粗细均匀、自左向右刻有均匀电压刻度的电阻丝，滑片P与R0构成滑动变阻器，P上带有指针，可指示出R0左端与P之间的电压U。E1为电动势较高的电池，E0为电动势已知且恒定不变的电池，G为灵敏电流表，Ex为待测电源，R1、R2为两个电阻箱。

实验步骤如下，请填写实验步骤中的空白。
（1）将实验器材按图乙连接好。移动滑片P，使其指针指在电压刻度与E0的电动势相等的位置，闭合开关S1、S2，调整R1的阻值，使灵敏电流表的示数为0；
（2）保持R1的阻值不变，断开__________，闭合S3、S4，调整R2使其阻值为某一值R，移动滑片P，使灵敏电流表的示数为0，记录此时滑片P的指针对应的电压值U和相应的R值。改变R2的阻值，重复上述操作，得到几组U、R数据，作出–图像如图丙所示，则待测电池的电动势Ex=__________V，内阻r=__________Ω。（结果保留2位有效数字）
15．（7分）无塔供水压力罐对于吸收供水时的水流冲击，减少用水低谷水泵运转的能源浪费和延长水泵使用寿命具有重要作用。如图所示为某种型号压力罐，其容积V1=2.0 m3。起初，排沙阀打开，罐内充满了与外界同温、同压的空气，此时电接点压力表的压力示数为0（压力表的示数显示的是高出外界大气压的压强值，也称相对压力），然后关闭排沙阀和出水闸阀，水泵通过止回阀将井水注入罐内，当注水量V=1.5 m3，电接点压力表的示数p=2.8×105 Pa时，电脑控制水泵停止注水。已知外界大气压强p0=1.0×105 Pa，温度T1=300 K，不考虑注水过程中罐内空气质量的变化，设水泵停止注水时罐内空气的温度与井水的温度相同，求井水的温度。

16．（9分）如图甲所示，2022年北京冬奥会的跳台滑雪比赛将在张家口的场馆“雪如意”中举行，赛道有助滑区、空中飞行区和着路缓冲区组成。一质量m=60 kg的运动员在空中的飞行区域简化为图乙所示，运动员（可看作质点）自跳台MN上一点垂直MN水平飞出，从飞出至落到斜面上的时间t=3 s，已知斜面倾角θ=37°，重力加速度g=10 m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

（1）若不计空气作用力，求运动员水平飞出的速度v0;
（2）若飞行过程中运动员始终受到平行MN的恒定空气作用力，且测得运动员落到斜面上时的位移大小为，求运动员受到的空气作用力大小。
17．（14分）如图所示，在真空中，放射源P向各个方向辐射出动能为Ek的电子。水平荧光屏M、N到P的距离均为d，M在上，N在下，屏上各处受电子撞击后均可发出亮光。在M、N之间加一竖直方向的匀强电场后，M、N上的亮光分别缩小为中心在P点正上方和正下方的圆形亮斑，且M上的亮圆面积大，N上的亮圆面积小。不断增大电场强度，M、N上的两个亮圆均缩小，当电场强度大小为E0时，屏N上的亮圆恰好消失，屏M 上仍有一亮圆。已知电子的质量为m，电荷量为–e，不计电子重力和电子间的相互作用，忽略屏和P对电场及电子运动的影响。

（1）判断匀强电场的方向并求出E0的大小；
（2）求电场强度大小为E0时，从P辐射出的电子到达M板的最长时间t1和最短时间t2；
（3）若仅将电场换成与屏平行的匀强磁场，要使P辐射出的电子不能打到M板，求磁感应强度的最小值B0。
18.（16分）如图所示，轨道abcd由水平轨道ab、圆弧轨道bc和倾斜轨道cd组成，圆弧轨道bc光滑，圆心为O，半径Ob竖直，半径R=1.2 m，圆心角θ=37°；圆弧轨道bc与水平轨道ab、倾斜轨道cd分别相切于b、c，d、O两点离水平地面高度均为h=0.8 m。长L=3 m，高也为h=0.8 m的长方体厚木板M左端紧靠d点静止在水平地面上。质量m=1 kg的小物块从a点向右运动，到达圆弧上b点时对轨道的压力大小为其重力的0.6倍，沿圆弧面运动至c点后滑上斜面，经d点处的微小光滑圆弧水平滑上木板。物块在木板上滑动过程中木板始终不动，当物块在木板上停止运动后，给木板一水平向右的初速度v=5 m/s，并保持木板向右匀速运动，最后物块从左端滑离木板。已知物块与斜面间、物块与木板间的动摩擦因数均为μ=0.5，取重力加速度g=10 m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取物块在b点时重力势能为0。

（1）求物块滑到d点时的机械能Ed；
（2）物块在木板上停止运动时，物块到d点的距离x1；
（3）求物块落地时到木板左端的水平距离x2；
（4）为使物块不从木板上滑下来，在木板获得向右的初速度的同时，需对物块施加一与木板运动方向相同的恒力F，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求恒力F应满足的条件。
































2021年高三5月大联考（山东卷）
物理·全解全析
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11
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A
B
C
D
B
D
D
A
BC
BC
AC
AD
1．【答案】A
【解析】因为两束光强度相同，频率不同，光子数不同，所以形成饱和电流的光电子数不同，饱和光电流不同，A正确；由题意，单色光a的频率是b的2倍，则a的光子能量是b的2倍，因Ekm=–W，而W≠0，所以，用a照射阴极K时产生的光电子的最大初动能不等于用b照射时的2倍，B错误；因为b光子的能量小，其产生光电子的最大初动能不可能大于a产生的光电子的最大初动能，C错误；发生光电效应时，照射光的频率决定了光电子的最大初动能，但光电子从阴极K逸出时的动能却在0~Ekm之间，故用a照射阴极K时产生的光电子的初动能可能小于用b照射时产生的光电子的初动能，D错误。
2．【答案】B
【解析】根据半衰期的定义，n=N，A错误；14C发生β衰变的核反应方程为，B正确；14C发生β衰变的半衰期与14C所处的环境，包括温度高低、处于单质状态还是化合状态等均无关，C、D均错误。
3．【答案】C
【解析】由题意，灯泡正常发光，表明O、b间电压为6 V，而O为中点，故a、b间电压为12 V，由于风扇正常工作，故其额定电压是12 V，A错误；流过风扇的电流I=0.6 A–0.1 A=0.5 A，风扇的输入功率P0=IU=6 W，热功率P热=I2R=0.25×0.8 W=0.2 W，风扇输出的机械功率P=P0–P热=5.8 W，B错误；根据能量守恒可知，变压器的输入功率P总=P0+PL=6.6 W，C正确；根据得n1=4 400，D错误。
4．【答案】D
【解析】由第一宇宙速度公式，可知，地球的第一宇宙速度大于月球的第一宇宙速度，而轨返组合体环月运行的速度小于月球第一宇宙速度，所以地球的第一宇宙速度大于轨返组合体在环月轨道上运行的速度，A错误；样品转移过程中，嫦娥五号上升器、轨返组合体做圆周运动，由牛顿第二定律得=ma，其向心加速度a=，B错误；上升器脱离圆形轨道下落（做向心运动），应有＞，得<，C错误；由=m，得环月速度为，轨返组合体进入月地转移轨道的速度为，因其瞬时完成速度变化，转轨过程位移很小，可认为势能不变，故增加的机械能为∆E=∆Ek=m［（）2–（）2］=，D正确。
5．【答案】B
【解析】由题意，蓝光在棱镜中偏折得比红光厉害，由折射率的定义知，棱镜对红光的折射率小于对蓝光的折射率。当i=i1时，蓝光在BC边的M点发生全反射，光路如图所示。根据折射定律得n蓝=，n蓝=。由几何关系得r+C=90°，联立解得n蓝=，，A错误，B正确；由n=知，红光在BC边发生全反射的临界角大，N点离C近，C、D均错误。

6．【答案】D
【解析】对两球，受力分析如图，m1要平衡，必有Tcosβ=m1gsinα，cosβ=sinα，，m2→∞时T→∞，β→90°，故β不可能大于90°，A错误；m2要平衡，必有T´sin（β–α） =m2g，β必大于α，B错误；对两球组成的系统，由平衡条件得FN1cosα=m1g+m2g，则m2变大时，FN1变大，T变大，而Tcosβ=m1gsinα，则β变大，C错误；由上式知，m1变大时，FN1变大，FN1sinα=FN2，故D正确。

7．【答案】D
【解析】由题意，加挂质量为2m的钩码前，有mg=kx。加挂质量为2m的钩码并释放时，P所受合力为2mg，即为最大回复力；振动的平衡位置满足3mg=kx´，x´=3x，振幅A=x´–x=2x，A错误；在P下移2x的过程中，弹簧弹力做功，P的重力做功W2=3mg·2x=6mgx，由动能定理有W1+W2=×3mv2，解得v=，B错误；当P振动至最低点时，弹簧的弹力最大，弹性势能也最大，根据回复力的对称性得，弹簧弹力F=2mg+3mg=5mg，C错误；根据能量守恒得Ep=mgx+3mg×4x=mgx，D正确。
8．【答案】A
【解析】如图所示，设Q1是S1、S2连线中点左侧第1个振动减弱点，Q2是其左侧第2个振动减弱点，Q2与Q1相距∆l。由振动减弱的条件，有Q1S2–Q1S1=。同理有Q2S2–Q2S1=（Q1S2+∆l）–（Q1S1–∆l）=，联立解得|∆l| =，即两波源连线上相邻两振动减弱点间的距离为。由题意，=1 m，则λ=2 m。而P到S1、S2的路程差∆x=PS2–PS1=4 m=2λ，故P点振动加强，振幅为1 m，A正确；由v=λf得，v=10 m/s，B错误；因PS1=5 m=2.5λ，t=0时P在波谷位置，此时S1应在波峰位置，C错误；t=0时S1与S2均在波峰位置，再过0.1 s，即半个周期，S2刚好振动到波谷位置，D错误。

9．【答案】BC
【解析】经历等温膨胀过程，T不变，内能不变，V增大，对外做功，故一定吸收热量，A错误；经历等容升温过程，对外不做功，温度升高，内能增大，故压强增大，吸收热量，B正确；经历绝热压缩过程，外界对气体做功，内能增大，该过程温度升高，体积减小，故压强增大，C正确；经历等压降温过程，V减小，外界对气体做功，放出热量，D错误。
10．【答案】BC
【解析】由题意，集装箱离开列车时的速度为0，之后在0~4 m内竖直向上做匀加速直线运动，由2ax=v2，得x=4 m时，集装箱的速度v= m/s，A错误；由v=at得，t= s，B正确；在4~6 m内，集装箱向上做加速度逐渐减小的加速运动，加速度向上，集装箱处于超重状态，C正确；当x=6 m时，加速度减小为0，向上的速度达到最大，故还会继续向上运动，D错误。
11．【答案】AC
【解析】当b匀速运动时，回路中电流为0，即a、b两棒的电动势大小相等，则有，得=v0。b在加速过程中，所受安培力的冲量为Ib，由动量定理有Ib=mv0–0，此过程中a所受安培力的冲量，由安培力的冲量公式I=BiLt，得Ib=Ia，即，解得va=2v0，由动能表达式得Ek=mva2=2mv02，A正确，B错误；由动量定理有Ib=mv0，Ia=×2d××∆t=BdQ，Q=，C正确，D错误。
12．【答案】AD
【解析】小球能沿轨道向下运动，必有mgsinθ＞Fsin，2mgsincos＞Fsin，2mgcos＞F，F＜mg，A正确，B错误；小球向下运动过程中，克服电场力做功，电势能增大，C错误；小球向下运动过程中，mgsinθ始终大于Fsin，动能不断增大，D正确。

13．【答案】（1）挡光片的宽度d（2分） （2）（4分）
【解析】（1）木块在下滑过程中，有（）2=2（gsinθ–μgcosθ）x，得x==k，要通过图线的斜率求得μ，还需要测出挡光片的宽度d；
（2）由（1）分析知， k=，因sinθ=，cosθ=，解得μ=。
14．【答案】S2（2分） 1.6（3分） 8.0（3分）
【解析】第一步是进行电阻丝上电压刻度的校准。移动P至指针指在与标准电池电动势E0相等的电压刻度上，闭合S1、S2，调整R1的阻值，使灵敏电流表的示数为0，就保证了指示值就是R0左端与指针之间电阻上电压的实际值。为确保电阻丝R0上的电压读数是准确的，在后续测量中，必须确保S1闭合，E1、R1不变，开关S2断开（标准电源已完成使命）。
第二步是测电动势和内阻。闭合S3、S4时，每次改变R2要重新调整P的位置，使G中电流为0，才能保证电阻丝上自左至右的电压刻度值是待测电源的路端电压。根据闭合电路欧姆定律有Ex=U+，整理得=，–图像应是一条截距为、斜率为的直线。结合图丙可得，Ex= V =1.6 V，r=kEx=×1.6 Ω=8.0 Ω。
15．【答案】285 K
【解析】以罐内空气为研究对象，初态，，V1=2.0 m3，T1=300 K
末态，p2=p0＋p=3.8×105 Pa（1分）
V2= V1－V=0.5 m3（2分）
由理想气体状态方程得（2分）
代入数据，解得T2=285 K（2分）
16．【答案】（1）20 m/s （2）40 N
【解析】（1）运动员的水平位移 （1分）
竖直位移（1分）
（1分）
联立并代入数据，解得，，（1分）
（2）运动员落在斜面上的时间不变，
运动员沿MN方向的位移（1分）
运动员的位移s满足（1分）
解得沿MN方向的加速度（1分）
空气作用力（1分）
解得（1分）
17．【答案】（1）电场方向竖直向下 E0= （2）
（3）B0=
【解析】（1）只有当电场方向竖直向下时，从P辐射出的电子，才能受到向上的电场力，向上偏转。当场强增大到E0时，电子都向上偏转打到M上，竖直向下运动的电子恰好未打到N上，故所加电场的方向应竖直向下。（2分）
由动能定理得
（1分）
解得E0=（1分）
（2）从P辐射出的电子竖直向下运动至N时速度减为0，之后反向到达M，此电子运动时间最长；竖直向上运动至M的电子运动时间最短。设从P辐射出的电子的初速度为v0，由动能的表达式得
Ek=mv02（1分）
设电子在电场中运动的加速度大小为a，位移以向上为正方向，由运动学公式得
d=–v0t1+at12（1分）
d=v0t2+at22（1分）
由牛顿第二定律得a=（1分）
联立解得t1=（2＋）d（1分）
t2=（2－）d（1分）
（3）若从P辐射出的电子沿平行于屏的方向出射时不能打到屏上（速度方向垂直于磁场方向），则其他电子均不能打到屏上，如图所示。则有

d=2R（1分）
由牛顿第二定律得ev0B0=m（2分）
联立，解得B0=（1分）
18．【答案】（1）Ed=–4.0 J （2）x1=1.6 m （3）x2=1.2 m （4）2.8125 N≤F≤5 N
【解析】（1）设物块在b点时的速度为v0，由题意有
（1–0.6）mg=m（1分）
cd长x=
由功能关系得　–μmgxcosθ=Ed–mv02（1分）
联立以上各式，解得Ed=mv02–μmgxcosθ=–4.0 J（1分）
（2）物块从b点到在木板上停止运动的过程中，由动能定理得
–μmgx1–μmgxcosθ+mgR=0–mv02（2分）
解得x1=1.6 m（1分）
（3）设物块在木板上滑动的时间为t1，运动情境如图所示。
物块在木板上滑动时的加速度a=μg=5 m/s2（1分）

由几何关系得x1+at12=vt1（1分）
物块滑离木板时的速度大小为v1=at1
设物块从离开木板至落地的过程中，所用时间为t2，水平位移为x3，木板位移为x4，有
h=gt22（1分）
x3=v1t2=at1t2（1分）
x4=vt2（1分）
x2=x4–x3
联立以上各式，解得x2=1.2 m（1分）
（4）只要物块滑到木板左端时与木板速度相同，物块便不会从左端掉下。设此过程中物块的加速度大小为a1，有
（1分）
F1+μmg=ma1（1分）
物块与木板速度相同后，若恰好不发生相对滑动，有F2=μmg（1分）
联立解得F1=2.812 5 N，F2=5 N
故2.812 5 N≤F≤5 N（1分）