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题型：综合题题类：常考题难易度：普通

北京市第四中学2019-2020学年高二上学期物理期中考试试卷

如图所示，在某竖直平面内有一水平向右的匀强电场，电场强度大小 E=1.0×10⁻⁴𝑁/𝐶.场内有一半径 R=2.0m 的光滑竖直绝缘环形轨道，轨道的内侧有一质量为 m=0.40kg，带电量为 q=+3.0×10⁻⁴C的小球，它恰好能沿圆环作圆周运动，取圆环的最低点为重力势能和电势能的零势能点，g 取 10m/𝑠² ，求：

（1）、小球速度的最小值 v_min

（2）、小球机械能的最小值 E_min

（3）、重力势能和电势能的和的最小值 E_pmin

举一反三

如图，半径为R的光滑半圆形轨道ABC固定在竖直平面内且与水平轨道CD相切于C点，D端有一被锁定的轻质压缩弹簧，弹簧左端连接在固定的挡板上，弹簧右端Q到C点的距离为2R、质量为m的滑块（视为质点）从轨道上的P点由静止滑下，刚好能运动到Q点，并能触发弹簧解除锁定，然后滑块被弹回，通过圆轨道的最高点A时对轨道压力大小为mg。已知∠POC=60°，重力加速度为g，求：

（1）滑块第一次滑至圆形轨道最低点C时所受轨道支持力大小；

（2）滑块与水平轨道间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ；

（3）弹簧被锁定时具有的弹性势能。

如图甲所示为水上乐园冲浪装置，现简化为图乙所示，圆心角 $\text{[math]}$ 、半径 $\text{[math]}$ 的两光滑圆弧管道AB、BC平滑连接，在轨道末端C的右侧光滑水平面上停靠着一质量 $\text{[math]}$ 滑轨小车，其上表面与轨道末端C所在的水平面平齐，小车右端坐着质量 $\text{[math]}$ 的游客b。一质量 $\text{[math]}$ 的游客a以速度 $\text{[math]}$ 从左端A点进入圆弧管道，经过ABC滑出圆弧管道。已知游客a、b与小车间的动摩擦因数均为 $\text{[math]}$ （最大静摩擦力等于滑动摩擦力），游客均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度 $\text{[math]}$ 。

如图所示为跳台滑雪轨道简化模型，AB段光滑曲面为加速滑道，BCD段圆弧滑道为半径 $\text{[math]}$ 的姿态调整滑道，左侧与AB段平滑连接，右侧与水平跳台DE连接，EF段为倾角为30°的速降斜坡。质量为60kg的滑雪运动员从加速滑道滑下后到达圆弧轨道的最低点C点时的速度大小 $\text{[math]}$ ，经过D点时的速度大小为 $\text{[math]}$ ，运动员整个运动过程的最高点P恰好在E点的正上方 $\text{[math]}$ 处，最后落在斜坡上的Q点。已知重力加速度为 $\text{[math]}$ ，不计空气阻力，速降斜坡足够长， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，求：

（1）运动员在C点时受到圆弧轨道的弹力；

（2）水平平台DE的长度；

（3）经过P点之后，运动员距斜坡的最远距离（结果用根式表示）。

如图所示， P是固定在水平面上的半径 $\text{[math]}$ 内壁光滑的圆弧凹槽，从高台边B点以速度 $\text{[math]}$ 水平飞出质量 $\text{[math]}$ 的小球，恰能从凹槽的圆弧轨道的左端A点沿圆弧切线方向进入轨道， O是圆弧的圆心， $\text{[math]}$ 是OA与竖直方向的夹角（ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ），不计空气阻力。求：

（1）小球运动到A点时的速度以及此时重力的瞬时功率；

（2）小球运动到圆弧凹槽的最低点时对圆弧凹槽的压力。

如图所示，在一半径为R的光滑绝缘竖直半圆弧槽ABC的圆心处固定一电荷量为+Q的带电小球，现将一质量为m、电荷量为+q的光滑小球从A点由静止释放，则小球到达最低点B时对槽的压力大小为（　　）

如图所示，在光滑水平轨道 $\text{[math]}$ 右侧固定一个竖直半圆轨道 $\text{[math]}$ ，半圆轨道与水平轨道相切于 $\text{[math]}$ 点且平滑连接。半圆轨道的圆心为 $\text{[math]}$ ，半径 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 水平。质量 $\text{[math]}$ 的小球从 $\text{[math]}$ 点以6m/s的水平初速度向 $\text{[math]}$ 运动，小球经 $\text{[math]}$ 点后沿竖直半圆轨道运动，恰好在圆轨道上的 $\text{[math]}$ 点离开轨道， $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的夹角为 $\text{[math]}$ 。空气阻力不计， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。求：

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