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题型：解答题题类：难易度：困难

湖南省岳阳市临湘市第二中学2024-2025学年高二上学期开学物理试题

如图所示，在水平地面上有一条足够长直轨道，只有AB段粗糙，AB段长为 $\text{[math]}$ ，其余部分均光滑，以B点为分界线，B点左侧存在方向水平向右的匀强电场，有若干个相同的小方块（每个小方块视为质点）沿水平地面靠在一起，总长为L，总质量为M，但不粘接，每个小方块质量都相等，都带有等量的正电荷（各小方块在运动过程中电荷量保持不变），每个小方块所受的电场力为自身重力的0.25。开始时用外力控制，所有小方块均处于静止状态，最前端（最右端）距A点为2L。在某一时刻将它们由静止释放，当最前端运动到A点右侧距A为 $\text{[math]}$ 时小方块运动的速度达到最大。（重力加速度为g）

（1）小方块与粗糙地面的动摩擦因数 $\text{[math]}$ 为多少？

（2）已知所有小方块最终均静止于AB之间，求小方块静止时的位置？

（3）要使所有小方块都能通过B点，由静止释放时小方块的前端（最右端）距A点的距离至少为多少？

（4）如果所有的小方块都已经通过B点，这些小方块从B点射出时的动能会各不相同，试求所有小方块动能之和的最小值为多少？

举一反三

若圆盘突然停止转动后，小物体冲出圆盘并落到地面。圆盘离地高度为h ，小物体落地速度大小为v ，以圆盘所在平面为零势能面，则小物体落地时其机械能大小为{#blank#}1{#/blank#}，其速度的水平分量的大小是{#blank#}2{#/blank#}

幼儿园滑梯（如图甲所示）是孩子们喜欢的游乐设施之一，滑梯可以简化为如图乙所示模型。一质量为m的小朋友（可视为质点），从竖直面内、半径为r的圆弧形滑道的A点由静止开始下滑，利用速度传感器测得小朋友到达圆弧最低点B时的速度大小为 $\text{[math]}$ （g为重力加速度）。已知过A点的切线与竖直方向的夹角为30°，过B点的切线水平，滑道各处动摩擦因数相同，则小朋友在沿着AB下滑的过程中（　　）

如图所示，人体的细胞膜由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位），使得只有带特定电荷的粒子才能通过细胞膜进入细胞内。初速度为 $\text{[math]}$ 的正一价钠离子仅在电场力的作用下，从细胞膜外A点刚好运动到细胞膜内B点。将膜内的电场看作匀强电场，已知A点电势为 $\text{[math]}$ ，正一价钠离子质量为m，电子电荷量为e，细胞膜的厚度为d。下列说法正确的是（　　）

2023年3月，中国科学家通过冷冻电镜技术解析了晶态冰中蛋白质三维结构，电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，其中一种电子透镜的电场分布如图所示，虚线为等势面，相邻等势面间电势差相等，一电子仅在电场力作用下的运动轨迹如图中实线所示，a、b是轨迹上的两点，下列说法正确的是（　　）

一自上而下的传送装置可简化为如下模型。如图所示，水平光滑轨道OA上安装了一理想弹簧发射器，弹簧原长小于OA间距离，弹簧左端固定在O处，弹簧右端放置一小滑块P，使滑块向左压缩弹簧且不拴接，在轨道右侧有一顺时针转动的水平传送带，其左右端分别与轨道A点和细管道B点等高相切，水平固定粗糙平台CD与细管道最低点C等高相切，在水平地面上有一左端带挡板的木板，木板上表面与平台CD等高且木板与平台紧密接触。将滑块P由静止释放，P经过水平传送带和三个竖直的半圆形光滑细管道，与静止在CD平台末端的小滑块Q发生弹性碰撞，碰后P恰好能返回C点，碰后Q滑上木板，然后Q与木板左端挡板发生弹性碰撞。已知管道半径均为R，滑块P、木板质量分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，释放滑块P时弹簧弹性势能的大小为 $\text{[math]}$ ，传送带长度为 $\text{[math]}$ ，传送带速度大小为 $\text{[math]}$ ，平台CD长度为 $\text{[math]}$ ，木板长为 $\text{[math]}$ ，滑块P与传送带间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ， P与平台CD间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，滑块Q与木板间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，木板与地面间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，重力加速度为g，滑块P、Q均可视为质点，所有碰撞时间极短。

（1）求滑块P到达B点过程中传送带对滑块P做的功W；

（2）求滑块Q的质量 $\text{[math]}$ ；

（3）求滑块Q与木板间因摩擦而产生的热量 $\text{[math]}$ 。

如图，倾角为 $\text{[math]}$ 的斜面与水平地面平滑连接，在水平地面上方存在着与地面成 $\text{[math]}$ 角斜向上的匀强电场。质量为0.4kg、带电量为 $\text{[math]}$ 的绝缘物块恰能沿斜面匀速下滑，进入水平地面后仍能匀速滑行。已知物块与斜面及水平地面间的动摩擦因数相等，重力加速度 $\text{[math]}$ 取 $\text{[math]}$ ，运动过程中物块所带电量保持不变。

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