2023年江苏省南京师大附中江宁分校高考物理一模试卷（含答案解析）

2023年江苏省南京师大附中江宁分校高考物理一模试卷

1.  礼花喷射器原理如图。通过扭动气阀可释放压缩气罐内气体产生冲击，将纸管里填充的礼花彩条喷向高处，营造气氛。在喷出礼花彩条的过程中，罐内气体(    )

A. 内能减少 B. 分子热运动加剧
C. 由于来不及发生热传递，故温度保持不变 D. 礼花喷射器宜在高温干燥环境保存

2.  肥皂泡在阳光下呈现彩色，则(    )

A. 肥皂泡呈现彩色是由于光的色散形成的
B. 肥皂膜厚度改变会导致彩色花纹的改变
C. 肥皂泡表面水分子间的作用力表现为斥力
D. 肥皂泡内气体的压强等于外部大气的压强

3.  图中甲、乙、丙、丁四幅图涉及不同的原子物理知识，其中说法错误的是(    )
 

A. 图甲说明少量电子的运动表现为粒子性，大量电子的运动表现为波动性
B. 图乙的粒子散射实验中，当显微镜放在D位置时，荧光屏上仍能观察到闪光
C. 图丙中若通过碰撞的方式将氢原子从基态激发到第二能级，入射粒子的动能必须刚好等于
D. 图丁中轧制钢板时需要动态监测钢板的厚度，探测器接收到的不可能是射线

4.  现代的激光打印机都是自动进纸的，有一种进纸原理如图所示。进纸槽里叠放有一叠白纸，进纸时滚轮以竖直向下的力F压在第一张白纸上，并沿逆时针方向匀速转动，确保第一张纸与第二张纸发生相对滑动。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。滚轮与白纸之间的动摩擦因数为，白纸之间、白纸与纸槽底座之间的动摩擦因数均为，打印机内每张白纸的质量m。不考虑静电力的影响，重力加速度g已知，下列说法正确的是(    )

A. 滚轮对第一张白纸的摩擦力大小为
B. 第二、三张白纸间的摩擦力大小为
C. 第三、四张白纸间的摩擦力大小为
D. 越靠近底座白纸间的摩擦力越大

5.  如图所示某教师用手通过绳子拉着一个小球在粗糙的水平桌面上做演示向心力的实验，若老师的手和小球的运动均视为绕固定点O的匀速圆周运动，则(    )

A. 小球所需的向心力仅由轻绳对小球的拉力提供
B. 小球所需的向心力由轻绳对小球拉力和桌面对小球摩擦力的合力提供
C. 小球运动一周，轻绳对小球拉力做的功为零
D. 小球运动一周，桌面对小球摩擦力做的功为零
 

6.  某手动发电的手电筒，图甲和图乙是其发电机的两个截面示意图。推动手柄使线圈a沿轴线往复运动，线圈a中产生的感应电动势随时间按正弦规律变化，如图丙所示。线圈a连接一原、副线圈匝数比为2：1的理想变压器，其输出端给两个额定电流均为的灯泡供电，两灯泡恰好正常发光。线圈a及导线电阻不计。则(    )
 

A. 线圈a中电流的有效值为 B. 灯泡的电阻为
C. 发电机输出功率为 D. 变压器输出电流的频率为

7.  12月10日，改编自刘慈欣同名系列长篇科幻小说的《三体》动画在哔哩哔哩上线便备受关注。动画版《三体》总编剧之一赵佳星透露，为了还原太空电梯的结构，他们研究太空电梯的运行原理。太空电梯的原理并不复杂，与生活的中的普通电梯十分相似。只需在地球同步轨道上建造一个空间站，并用某种足够长也足够结实的“绳索”将其与地面相连，在引力和向心加速度的相互作用下，绳索会绷紧，宇航员、乘客以及货物可以通过电梯轿厢一样的升降舱沿绳索直入太空，这样不需要依靠火箭、飞船这类复杂航天工具。如乙图所示，假设有一长度为r的太空电梯连接地球赤道上的固定基地与同步空间站a，相对地球静止，卫星b与同步空间站a的运行方向相同，此时二者距离最近，经过时间t之后，a、b第一次相距最远。已知地球半径R，自转周期T，下列说法正确的是(    )
 

A. b卫星的周期为
B. 升降舱处于完全失重状态
C. 太空电梯停在距地球表面高度为2R的站点，该站点处的重力加速度
D. 太空电梯上各点线速度与该点离地球球心距离成反比

8.  在某次军事演习中，某小队奉命在山上用小型迫击炮对某阵地进行打击，如图所示，发射位置与攻击阵地间的水平距离。数字检测系统检测出炮弹打出时速度与水平方向的夹角，击中目标时速度与竖直方向的夹角也为，忽略炮弹飞行过程中受到的空气阻力，，重力加速度为，则(    )

A. 炮弹在空中飞行的时间为40s
B. 炮弹发射处与击中目标间的高度差为3500m
C. 炮弹发射速度与击中目标时的速度之比为16：9
D. 炮弹飞行过程中，单位时间内速度变化量的方向不断改变

9.  如图甲所示，物块A、B的质量分别为为2kg、3kg，用轻弹簧拴接，放在光滑的水平地面上，物块B右侧与竖直墙壁接触但不黏连。物块C从时以一定速度向右运动，在时与物块A相碰，并立即与物块A粘在一起不再分开，物块C的图像如图乙所示。下列说法正确的是(    )
 

A. 物块C的质量为2kg
B. 物块B离开墙壁前，弹簧的最大弹性势能为
C. 4s到12s的时间内，弹簧对物块A的冲量大小为
D. 物块B离开墙壁后，物块B的最大速度大小为

10.  空间中存在一足够大且沿水平方向的电场。在该电场中的一个粗糙水平面上将带电量为，质量为m的绝缘物块自某点O由静止释放，其速度v与位移x的关系图像为如图所示的一条斜率为k的直线，物块与水平面的滑动摩擦因数为，重力加速度为g，下列说法正确的是(    )

A. 物块的加速度a随位移x的变化关系为
B. 该电场的电场强度E随物块位置x的变化关系为
C. 物块从O点到的过程中，电势能减少量为
D. 若取O点电势为零，则处的电势为

11.  某同学通过实验研究LED发光二极管的伏安特性。
判断二极管正负极：李华同学用多用电表“挡”来测量二极管的电阻，红黑表笔与二极管连接如图1所示，发现指针几乎不偏转，由此可以判断图中二极管的______ 填“左”、“右”端为二极管的正极。

设计电路，描绘二极管的伏安特性曲线：李华同学设计的电路图如图2所示，但在实验之前，李华的同学们看到这个实验电路图之后纷纷发表了自己的看法，你觉得比较科学的看法是______ 。
A.同学甲：应该用导线把B、C两点连接好后再进行实验
B.同学乙：开关闭合前应该把滑动变阻器的滑片滑到最右端，让变阻器接入电路电阻最大
C.同学丙：李华的电路会使二极管某时刻的电阻测量值偏小

数据处理与应用：某次测量当电压表读数为3V时，电流表如图所示读数为______ mA，经多次测量得到LED灯的伏安特性曲线如图所示，可知，随电压增大，LED灯的阻值______ 填“变大”、“不变”或“变小”如果将一个这样的LED灯与阻值为的定值电阻串联后，接到电动势为5V内阻不计的电源两端，LED灯两端的电压为______ V。

12.  宇宙飞船上的太阳帆在光压作用下，实现星际航行。频率为v的单色光垂直照射到镀铝帆板上，帆板几乎能反射所有光子。已知该帆板接受到的光辐射功率为P，普朗克常量为h，真空中光速为c。
求单位时间内帆板接受到光子数n；
求帆板所受的光压力大小F。

13.  如图1所示，单匝矩形导轨的两侧分别接有电阻和，矩形导轨中央虚线区域磁场的长、宽分别为，，磁感应强度B随时间t的变化如图2所示。不计其他一切电阻，求：
一个周期内整个回路中产生的热量为多大；
若B恒定为2T，用略长于的、不计电阻的导体棒架在导轨上水平匀速切割磁感线，要使电路的功率与中相同，则导体棒的速度应为多大？
 

14.  如图1所示，有一对垂直纸面水平放置的平行金属板，板长为2d，两板间距为d，金属板右侧有一个半径为的圆形匀强磁场区域，圆心O位于平行金属板正中间的水平线上，磁场方向垂直纸面向里。金属板左侧的电子枪不断地沿正中间的水平线发射质量为m、电荷量为e的电子，发射电子的初速度恒定。若在两金属板上加上如图2所示的交变电压，周期为T，电子在金属板内运动时间恒为T，最大偏距的电子刚好从极板的边缘飞出。电子进入圆形磁场区域后均从磁场边界P点飞出，P点为竖直线与圆形磁场边缘的交点。不计电子间相互作用和重力，忽略金属板区域外的电场及交变电场产生的磁场。求：
发射电子的初速度大小及两板电压；
磁感应强度B的大小；
从平行金属板正中间射出的电子和从上极板边缘射出的电子在磁场区域运动的时间之比。
 

15.  已知鸡蛋撞击地面的速度不超过时，鸡蛋能不被摔坏。某同学设计了如图所示的保护装置，该装置是用A、B两块较粗糙的夹板粘合而成，已知保护装置质量为M，鸡蛋的质量为，且，鸡蛋和保护装置之间的滑动摩擦力大小为5mg。实验中用该保护装置夹住鸡蛋，从离地面的高度处静止释放。重力加速度g取，不计空气阻力。
如果保护装置碰地后速度立即为零无反弹，且保护装置保持竖直，为保证鸡蛋安全，鸡蛋放的位置离装置下端的最小距离；
如果保护装置与地面发生碰撞时，保护装置以碰前的速率反弹碰撞时间极短，在运动过程中，保护装置始终保持竖直。实验前，鸡蛋放的位置离保护装置下端距离，其它条件不变。保护装置第一次落地弹起，当上升到最大高度时，求该时刻鸡蛋离地高度；
接第问，释放保护装置，经过足够长时间，判断鸡蛋是否会滑出装置鸡蛋若碰到地面不反弹，速度立即变为零，并求鸡蛋与装置之间的摩擦热Q。

答案和解析

1.【答案】A 

【解析】解：在喷出礼花彩条的过程中，罐内的压缩空气对礼花彩条做功，空气内能转化为礼花彩条的机械能；罐内气体内能减少，温度降低，分子热运动速度减慢，通过做功的形式改变自身内能；故BCD错误，A正确。
故选：A。
外界对物体做功，物体内能增加，温度升高；物体对外界做功，物体内能减少，温度降低。
本题考查了做功改变物体内能以及这一过程中的能量转化，对物体做功，物体内能会增加，物体对外做功，物体内能会减小。
 

2.【答案】B 

【解析】解：C、肥皂泡表面水分子间距离r略大于，分子间作用力表现为引力，故C错误；
D、肥皂泡稳定时由于表面张力作用，泡内气体压强稍大于外部气体压强，故D错误；
AB、通常而言，不同位置的肥息膜，厚度不同，因此在膜上的不同位置，来自前后两个面的反射光的路程差不同，在某些位置，这两列波叠加后相互加强，出现了亮条纹，在另一些位置，叠加后相互削弱，出现了暗条纹，由于不同颜色的光波长不同，导致从肥皂膜的前后两面反射的光在不同位置相互加强，所以从肥皂膜上看到的亮条纹的位置也会不同，薄膜上不同颜色的光的条纹的明暗位置不同，相互交错，看上去呈彩色，所以这是薄膜干涉现象，肥皂膜厚度改变会导致彩色条纹移动，故A错误，B正确。
故选：B。
理解肥皂泡呈现彩色条纹的原因；
根据分子间的间距变化分析出对应的分子间作用力的类型。
本题考查了薄膜干涉现象，液体表面张力，气体压强等，学生需要注意光程差相同时，不同颜色光波长与光程差直接的关系。
 

3.【答案】C 

【解析】解：图甲说明大量光子的行为表现为波动性，个别光子的行为表现出粒子性，故A正确；
B.图乙的粒子散射实验中，当显微镜放在D位置时，荧光屏上能观察到闪光次数较少，故B正确；
C.图丙中若通过碰撞的方式将氢原子从基态激发到第二能级，入射粒子的动能必须大于，故C错误；
D.图丁中轧制钢板时需要动态监测钢板的厚度，探测器接收到的可能是射线，不可能是射线，故D正确。
本题选择错误选项；
故选：C。
A.少量电子的运动表现为粒子性，大量电子的运动表现为波动性，据此作答；
B.根据散射实验作答；
C.根据能级与光子的跃迁作答；
D.在三种射线中射线的穿透本领最强，该装置中探测器接收到的是射线。
本题考查了实物粒子的波动性、散射实验、能级和光子的跃迁及三种射线的特性，知识点多，需要加强理解记忆。
 

4.【答案】C 

【解析】解：A、为滚轮与第一张白纸间的滑动摩擦力，滚轮与第一张白纸间的摩擦力为静摩擦力，小于或等于最大静摩擦力，故A错误；
B、第一、二张白纸间的摩擦力为滑动摩擦力，大小为
第二张白纸处于静止状态，第二、三张白纸间的摩擦力为静摩擦力，大小等于第一、二张白纸间的摩擦力，即
故B错误；
C、第三张白纸处于静止状态，第三、四张白纸间的摩擦力为静摩擦力，大小等于第二、三张白纸间的摩擦力，即
故C正确；
D、除第一张白纸外，所有白纸均处于静止状态，白纸间的摩擦力均为，大小相等，故D错误。
故选：C。
滚轮与第一张白纸间的摩擦力为静摩擦力，小于或等于最大静摩擦力；第一、二张白纸间的摩擦力为滑动摩擦力，根据滑动摩擦力公式求解即可；除第一张白纸外，所有白纸均处于静止状态，相互间的摩擦力均为静摩擦力，根据平衡条件求解静摩擦力大小即可。
本题考查摩擦力的判断和计算，解题关键是判断摩擦力为静摩擦力还是滑动摩擦力，根据滑动摩擦力公式求解滑动摩擦力，根据平衡条件求解静摩擦力。
 

5.【答案】B 

【解析】解：AB、小球做匀速圆周运动，合外力提供向心力，小球在水平面受桌面的摩擦力和轻绳的拉力，故小球所需的向心力由轻绳对小球拉力和桌面对小球摩擦力的合力提供，故A错误，B正确；
CD、小球运动一周，摩擦力做功，根据动能定理：，故拉力和摩擦力做功均不等于零，故CD错误。
故选：B。
小球所受的合外力提供向心力，根据水平方向合外力提供向心力即可求解小球的向心力，根据合外力做功为0，分析拉力和摩擦力的做功情况。
此题考场向心力的来源及向心力做功的情况，注意做匀速圆周运动的物体，合外力不做功。
 

6.【答案】A 

【解析】解：A、根据题意可得副线圈的电流强度为：，根据：：可得原线圈的电流强度为：，故A正确；
B、原线圈电压有效值为：，根据：：可得：，则灯泡的电阻为：，故B错误；
C、发电机输出功率等于两个灯泡正常发光的功率，即为：，故C错误；
D、根据图丙可知，该交流电的周期为：，所以变压器输出电流的频率为：，故D错误。
故选：A。
根据灯泡的额定电流求解副线圈的电流强度，根据电流之比与匝数之比的关系求解原线圈的电流；求出原线圈电压有效值，根据电阻之比与匝数之比的关系求解副线圈两端电压，根据欧姆定律求解灯泡的电阻；根据电功率的计算公式求解发电机输出功率；根据图丙得到该交流电的周期，由此得到变压器输出电流的频率。
本题主要是考查了变压器的知识；解答本题的关键是知道理想变压器的电压之比等于匝数之比，在只有一个副线圈的情况下的电流之比等于匝数的反比；知道理想变压器的输出功率决定输入功率且相等。原线圈的电压决定副线圈的电压；理想变压器在改变电压和电流的同时，不改变功率和频率。
 

7.【答案】A 

【解析】解：同步卫星的周期
当两卫星a、b第一次相距最远时满足
解得
故A正确；
B.太空电梯各点随地球一起做匀速圆周运动，只有位置达到同步卫星的高度的点才处于完全失重状态，不是各点均处于完全失重状态，故B错误；
C.太空电梯长度即为同步卫星离地面的高度，万有引力提供向心力
太空电梯停在距地球表面高度为2R的站点，太空电梯上货物质量为m，在距地面高2R站点受到的万有引力为F，则
货物绕地球做匀速圆周运动，设太空电梯对货物的支持力为，万有引力和支持力的合力提供向心力：
在货梯内有

联立解得
故C错误；
D.太空电梯与地球一起转动，相对地球静止，各点角速度相等，根据线速度
线速度与该点离地球球心距离成正比，故D错误。
故选：A。
只有位置达到同步卫星的高度的点才处于完全失重状态；
两卫星a、b第一次相距最远时满足角度差为；
根据合力提供向心力，结合题意联立，求引力加速度g；
根据线速度，分析线速度。
本题考查学生对完全失重、合力提供向心力、线速度等的掌握，是一道中等难度题。
 

8.【答案】B 

【解析】解：A、炮弹做斜抛运动，将炮弹的运动分解到水平方向和竖直方向，水平方向为匀速直线运动，竖直方向为竖直上抛运动，设炮弹的初速度为，水平方向有：
竖直方向有：
代入数据联立解得：，
故A错误；
B、炮弹发射处与击中目标间的高度差为
代入数据解得：
故B正确；
C、炮弹发射速度为
击中目标时的速度为
炮弹发射速度与击中目标时的速度之比为：：：4
故C错误；
D、炮弹飞行过程中，单位时间内速度变化量的方向与重力加速度方向相同，始终竖直向下，故D错误。
故选：B。
炮弹做斜抛运动，将炮弹的运动分解到水平方向和竖直方向，水平方向为匀速直线运动，竖直方向为竖直上抛运动，结合运动学公式列式求解即可。
本题考查斜抛运动，解题关键是将炮弹的运动分解到水平方向和竖直方向，知道炮弹水平方向为匀速直线运动，竖直方向为竖直上抛运动，结合运动学公式列式求解即可。
 

9.【答案】D 

【解析】解：A、由图可知，C与A碰前速度，碰后速度，C与A碰撞过程满足动量守恒定律，取向右为正方向，由动量守恒定律有，解得，故A错误；
B、AC粘合体向右压缩弹簧的过程，当粘合体速度变为0时，弹簧的弹性势能最大，根据能量守恒定律知，弹簧的最大弹性势能，解得：，故B错误；
C、12s末AC粘合体速度，4s到12s过程中，取向右为正方向，对AC粘合体，由动量定理得：
解得弹簧对物块A的冲量：，大小为，方向向左，故C错误；
D、物块B离开墙壁后，系统动量守恒、机械能守恒，以向左为正方向，当弹簧再次恢复原长时，物体B速度最大，则有


联立解得：，物块B最大速度为，故D正确。
故选：D。
C与A碰撞过程满足动量守恒定律，由动量守恒定律列式，可求物块C的质量；AC粘合体压缩弹簧时，当粘合体速度变为0，弹簧弹性势能最大，根据能量守恒定律求弹簧的最大弹性势能；4s到12s过程中，根据动量定理求弹簧对物块A的冲量大小；物块B刚离墙时，由机械能守恒定律求AC粘合体的速度，物块B离开墙壁后，系统动量守恒、机械能守恒，联立，求物块B的最大速度。
本题解题关键是分析出物块B离开墙壁后，系统动量守恒、机械能守恒，当弹簧再次恢复原长时，物体B速度最大，同时需要同学掌握动量守恒定律、机械能守恒定律等规律。
 

10.【答案】D 

【解析】解：A、物块运动的加速度为：
故A错误；
B、由牛顿第二定律得：
联立可得：
故B错误；
D、因电场强度与位移成线性关系，故而
故D正确；
C、该过程中，电势能的减小量为
故C错误。
故选：D。
根据运动学规律结合函数图像分析解答电场强度和加速度随位置变化的关系，根据功能关系求解电势能的减小量。
本题考查电势能与电场力做功的关系，解题关键掌握函数图像表达式与图像的联系。
 

11.【答案】右  变小   

【解析】解：多用电表“挡”来测量二极管的电阻，红黑表笔与二极管连接如图1所示，发现指针几乎不偏转，说明二极管反向电压，电流从多用电表的黑表笔流出红表笔流入，由图示可知，图中二极管的右端为二极管的正极。
、研究LED发光二极管的伏安特性，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，由图2所示，应该用导线把B、C两点连接好后再进行实验，故A正确；
B、滑动变阻器采用分压接法，为保护电路，开关闭合前应该把滑动变阻器的滑片滑到最左端，让分压电路分压最小，故B错误；
C、由图2所示可知，电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，电流的测量值大于真实值，由欧姆定律可知，李华的电路会使二极管某时刻的电阻测量值偏小，故C正确。
故选：AC。
由图3所示电流表可知，其量程为50mA，分度值为1mA，示数为；
因为图像的斜率逐渐变大，则LED灯的阻值逐渐变小；
把定值电阻与电源整体作为等效电源，由闭合电路的欧姆定律得：，
则，即，在图4所示坐标系内作出图象如图所示

将一个这样的LED灯与阻值为的定值电阻串联后，接到电动势为5V内阻不计的电源两端，LED灯两端的电压。
故答案为：右；；；变小；均可。
二极管具有单向导电性，当二极管接反向电压时，二极管的电阻很大，由欧姆表的示数可知二极管的极性。
根据实验目的确定滑动变阻器的接法，分析图2所示实物电路图分析答题。
根据图3所示电流表确定其量程与分度值，根据指针位置读出其示数；把定值电阻与电源整体看作等效电源，作出等效电源的图象，根据图示图象求出LED灯两端的电压。
本题考查了研究LED发光二极管的伏安特性实验，知道二极管的特性、理解实验原理是截图的前提；应用图象法处理实验数据是常用的实验数据处理方法；要掌握应用图象法处理实验的方法。
 

12.【答案】解：单个光子的能量：ɛ；
经过时间t，帆板接受到的光子数为nt；接受到的总能量为：；
该帆板接受到的光辐射功率为P，则有：；
可解得单位时间内帆板接受到光子数：。
光子动量大小：；
经过时间t，帆板反射的光子数为；
根据动量定理可得：；
可解得帆板所受的光压力大小：；
答：单位时间内帆板接受到光子数；
帆板所受的光压力大小。 

【解析】利用功率的定义式求解。
求出光子动量，利用动量定理求解。
结合光子、光子能量、光子动量，考察了功率的定义式以及动量定理的应用。
 

13.【答案】解：根据法拉第电磁感应定律可知
内产生的感应电动势
内产生的感应电动势
一个周期内回路产生的热量
中的功率为：
导体棒切割磁感线产生感应电动势
导体棒切割磁感线时的功率
依题意：
代入数据解得：
答：一个周期内整个回路中产生的热量是；
导体棒的速度应大小是。 

【解析】应用法拉第电磁感应定律求出感应电动势，应用焦耳定律求出一个周期内产生的热量。
求出感应电动势的有效值，再根据求出导体棒切割磁感线的速度大小。
分析清楚磁场的变化规律与导体棒的运动情况是解题的前提，应用法拉第电磁感应定律、焦耳定律即可解题。
 

14.【答案】解：由于电子在平行金属板之间运动时水平方向做匀速运动，且电子在金属板内运动时间恒为T，则有
由题意可得，从时刻射入平行板的电子竖直方向的偏距最大，且为板间距离的一半，在竖直方向上电子先做匀加速再做匀减速，设其加速度为a，可得：

联立可得
由题意可得，所有电子从平行板沿水平方向射出，速度大小均为。如图甲所示

由几何关系可得电子在圆形磁场中做圆周运动的半径和磁场圆的半径相等，即
设磁场的磁感应强度为B，由洛伦兹力提供向心力可得
联立可得
设电子在磁场中运动的时间为t，偏转角为，由题意可得
如图乙所示，从平行金属板正中间射出的电于在磁场中的偏转角为，从上极板边缘射出的电子在磁场中的偏转角为

由图乙中的几何关系可得，
联立可得
答：发射电子的初速度大小为，两板电压为；
磁感应强度B的大小为；
从平行金属板正中间射出的电子和从上极板边缘射出的电子在磁场区域运动的时间之比为。 

【解析】根据运动学公式和牛顿第二定律得出电子的速度和两板的电压；
根据几何关系得出粒子做圆周运动的半径，结合牛顿第二定律得出磁感应强度的大小；
根据几何关系得出速度偏转角的大小，从而计算出对应的运动时间的比值关系。
本题主要考查了带电粒子在磁场中的运动，熟悉粒子的受力分析，抓住几何关系的特点，结合运动学公式和牛顿第二定律即可完成解答。
 

15.【答案】解：保护装置和鸡蛋先共同自由落体，当保护装置落地时速度
保护装置着地后鸡蛋以加速度大小，方向竖直向上，鸡蛋向下做匀减速直线运动
因为到达地面时速度不超过就不会摔怀，则为保证鸡蛋安全所以
代入数据解得，鸡蛋放的位置离装置下端的最小距离，
保护装置以碰前的速率反弹后，保护装置加速度大小：，方向竖直向下
鸡蛋先减速以a向下减速，当鸡蛋向下速度减为零时，鸡蛋受力不变，直到时刻鸡蛋和保护装置共速，选向上为正，共速时的速度：
解得：，
此时鸡蛋和保护装置共速，鸡蛋与保护装置相对位移
代入数据解得：，所以鸡蛋和保护装置能共速
以后鸡蛋和保护装置共同向上以做匀减速直线运动，再过鸡蛋和保护装置到达最高点
保护装置第一次碰后上升最大高度
所以当保护装置到达最高点时鸡蛋离地面高度：
代入数据解得：，
保护装置到达最高点后再次下落，做自由落体运动，第二次落地时的速度大小
保护装置第二次落地后反弹向上做匀减速直线运动，鸡蛋竖直向下做匀减速直线运动，假设经过时间两者共速
以向上为正方向，则共速时，代入数据解得：，
该过程鸡蛋与保护装置间的相对位移，代入数据解得：
装置第二次落地反弹后装置与鸡蛋不能共速，鸡蛋从装置中滑出
保护装置第一次落地到装置与鸡蛋共速过程，鸡蛋减速为零需要的时间
鸡蛋速度减为零时保护装置的速度大小
保护装置第一次落地后到两者速度相等过程鸡蛋相对保护装置滑行的路程
代入数据解得：，第二次落地后鸡蛋从保护装置滑出，第二次落地后鸡蛋相对保护装置滑行的路程
整个过程中鸡蛋相对装置滑行的路程
整个过程鸡蛋与装置间由于摩擦产生的热量
答：鸡蛋放的位置离装置下端的最小距离是；
该时刻鸡蛋离地高度是；
鸡蛋是会滑出装置，鸡蛋与装置之间的摩擦热Q是4J。 

【解析】保护装置和鸡蛋先一起下落，根据速度-位移公式求出整体下落H高度时的速度。保护装置着地后鸡蛋开始减速，到达地面时速度不超过就不会摔坏，再对鸡蛋根据速度-位移公式求鸡蛋放的位置离装置下端的最小距离；
根据鸡蛋和保护装置共速的条件结合位移-时间公式解答。
求出整个过程鸡蛋相对于保护装置滑行的路程，然后求出因摩擦产生的热量。
本题鸡蛋与保护装置的运动过程比较复杂，根据题意分析清楚鸡蛋与保护装置的运动过程是解题的前提，应用牛顿第二定律与运动学公式可以解题。