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题型：解答题题类：难易度：普通

北京市首都师范大学附属中学2024-2025学年高三上学期开学考物理试卷

如图所示，AB段是长为L的水平轨道，BC段是半径为R的光滑竖直半圆轨道。A点处有一个质量为m的滑块1，现对滑块1施加一个水平向右的瞬时冲量，使其沿轨道AB运动，并与静止在B点处、质量也为m的滑块2发生碰撞，碰后二者粘在一起沿竖直圆轨道BC运动，并能恰好通过半圆轨道的最高点C。已知滑块与水平轨道AB间的动摩擦因数μ，重力加速度为g，滑块1和2均可看作质点，不计空气阻力。求：

（1）、滑块1和2通过C点时的速率 $\text{[math]}$ ；

（2）、滑块1和2在B点碰撞时，损失的机械能E；

（3）、滑块1在A点受到的瞬时冲量的大小I。

举一反三

如图所示，电场强度为E的匀强电场中有一光滑水平绝缘平面，一根轻弹簧左端固定在平面上，右端拴接一个带正电的绝缘物块甲，平衡时物块甲静止在a点。某时刻在b点由静止释放带有正电的绝缘物块乙，乙与甲发生碰撞后一起向左运动但未粘连，当甲、乙一起返回到c点时，弹簧恰好恢复原长，甲、乙速度刚好为零。若在d点由静止释放乙，乙与甲发生碰撞后仍一起压缩弹簧运动，返回到c点时甲、乙分离，分离后，乙刚好能够返回到e点（未画出）。已知物块甲、乙可视为质点，质量均为m，电荷量均为q，a、b间距离为L，a、c间距离以及b、d间距离均为 $\text{[math]}$ ，忽略甲、乙间的库仑力。求：

（1）初始状态弹簧储存的弹性势能；

（2）e点与a点的距离。

一粗糙的圆锥体可绕其轴线做圆周运动，其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角为 $\text{[math]}$ ，现于锥面上放一个石块，石块与锥面间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，石块与圆锥体顶点O的距离 $\text{[math]}$ ，石块的质量为 $\text{[math]}$ ，石块可看作质点，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度 $\text{[math]}$ ， sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。求：

（1）若圆锥体与石块均静止，石块受到锥面的摩擦力大小；

（2）若石块与圆锥体一起以角速度 $\text{[math]}$ 绕轴线做匀速圆周运动，石块受到锥面的摩擦力大小。

一电动玩具小车放在水平地面上，从静止开始运动，在一段时间内其速度与牵引力的功率随时间变化的函数关系图像分别如图甲、乙所示，地面对小车的摩擦力恒定，2s以后小车以速度 $\text{[math]}$ 做匀速直线运动，对比分析两图像所给的已知信息，求：

（1）2s时小车的速度 $\text{[math]}$ 以及地面对小车的摩擦力；

（2）甲图阴影部分的面积。

转动被淋湿的雨伞，雨水会被甩落到地面。某同学观察到，在雨伞加速转动过程中水滴被甩落，他猜想雨伞转速增加的快慢不同，水滴落点的远近也会不同。为了验证猜想，他设计了一个实验。

如图所示，半径为R的水平圆盘在电机带动下可绕中心轴转动，且通过控制电机调整圆盘转速，转速可以缓慢增大，也可以迅速增大。圆盘静止时，在其边缘处放一质量为m的小物体。已知小物体与圆盘间动摩擦因数为μ，重力加速度为g，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

如图甲所示，水平面内一光滑圆盘可绕经过圆心O的竖直转轴转动。轻杆沿半径方向固定，两端分别在O点和圆盘边缘P点。一质量为2kg的小球（视为质点）和两相同的轻弹簧连接套在轻杆上，两弹簧另外一端分别连接在O、P点，圆盘半径为L，弹簧原长为 $\text{[math]}$ 、劲度系数为k。当圆盘角速度 $\text{[math]}$ 从0缓慢增大的过程中， $\text{[math]}$ 图像如乙所示，x是小球与初位置的距离，弹簧始终未超过弹性限度，下列说法正确的是（　　）

1890年，英国物理学家J.J.汤姆孙对阴极射线进行了研究，打开了探究原子结构的大门，他的实验装置如图所示。真空玻璃管内阴极K发出的电子，由静止经A、K间的电压加速后，以平行于极板C、D的速度进入平行板电容器。若两极板C、D间无电压，则电子恰好打在荧光屏上的O点；若在两极板间施加图示的电压，则电子打在荧光屏上的P点。已知极板C、D的长度均为l，间距为 $\text{[math]}$ ， O、P间的距离为 $\text{[math]}$ ，电子的比荷为 $\text{[math]}$ ，偏转电压为U，加速电压为8U。求：

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