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题型：解答题题类：难易度：普通

江西省宜春市丰城市第九中学2024-2025学年高二上学期开学考试物理试题（日新班）

某固定装置的竖直截面如图所示，由倾角 $\text{[math]}$ 的直轨道 $\text{[math]}$ ，半径 $\text{[math]}$ 的圆弧轨道 $\text{[math]}$ ，长度 $\text{[math]}$ 、倾角为 $\text{[math]}$ 的直轨道 $\text{[math]}$ ，半径为R、圆心角为 $\text{[math]}$ 的圆弧管道 $\text{[math]}$ 组成，轨道间平滑连接。在轨道末端F的右侧光滑水平面上紧靠着质量 $\text{[math]}$ 滑块b，其上表面与轨道末端F所在的水平面平齐。质量 $\text{[math]}$ 的小物块a从轨道 $\text{[math]}$ 上高度为h静止释放，经圆弧轨道 $\text{[math]}$ 滑上轨道 $\text{[math]}$ ，轨道 $\text{[math]}$ 由特殊材料制成，小物块a向上运动时动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，向下运动时动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当小物块a在滑块b上滑动时动摩擦因数恒为 $\text{[math]}$ ，小物块a动到滑块右侧的竖直挡板能发生完全弹性碰撞。（其它轨道均光滑，小物块视为质点，不计空气阻力， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ）

（1）若 $\text{[math]}$ ，求小物块

①第一次经过C点的向心加速度大小；

②在 $\text{[math]}$ 上经过的总路程；

③在 $\text{[math]}$ 上向上运动时间 $\text{[math]}$ 和向下运动时间 $\text{[math]}$ 之比。

（2）若 $\text{[math]}$ ，滑块至少多长才能使小物块不脱离滑块。

举一反三

如图所示，竖直平面内的光滑轨道由两部分拼接而成，其中MNP为半径 $\text{[math]}$ 半圆弧轨道，PQ为半径 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 圆轨道，将质量 $\text{[math]}$ 的小球A从M点正上方的某点由静止释放，小球无碰撞地从M点进入轨道后，与静止在轨道最低点N处的小球B发生弹性正碰，小球A反弹后恰好能回到M点，小球B沿轨道运动到Q点水平飞出后又恰好经过M点。两小球均可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度大小 $\text{[math]}$ ，求：

（1）两小球碰撞后小球B的速度大小 $\text{[math]}$

（2）小球B经过Q点时对轨道的压力大小 $\text{[math]}$ 。

如图所示，光滑水平地面上方 $\text{[math]}$ 处存在宽度 $\text{[math]}$ 、方向竖直向上、大小 $\text{[math]}$ 的匀强电场区域。质量 $\text{[math]}$ 、长为 $\text{[math]}$ 的水平绝缘长木板静置于该水平面，且长木板最右侧与电场边界D重合。某时刻质量 $\text{[math]}$ 、带电量 $\text{[math]}$ 的可视为质点的滑块以初速度 $\text{[math]}$ 从长木板左端水平滑上木板，一段时间后，滑块离开电场区域。已知长木板与滑块的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，重力加速度大小 $\text{[math]}$ ，滑块带电量始终保持不变。求：

（1）滑块刚进电场时，长木板的速度大小；

（2）滑块在电场中的运动时间及全过程的摩擦生热；

（3）若电场等大反向，滑块进入电场后在木板上的相对位移。

如图所示，在 $\text{[math]}$ 平面内的匀强磁场垂直于平面向外， $\text{[math]}$ 区域磁感应强度大小为B， $\text{[math]}$ 区域磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ 。一质量为 $\text{[math]}$ 、电荷量为 $\text{[math]}$ 的粒子， $\text{[math]}$ 时刻经过坐标原点O，分裂为质量、电荷量均为m、 $\text{[math]}$ 的粒子a和b，分裂后a速度方向沿x轴正方向，大小是 $\text{[math]}$ ， b速度方向沿x轴负方向，大小是 $\text{[math]}$ ；粒子a、b运动轨迹在y轴上的第一个交点是M点（图中未画出），不在y轴上的第一个交点是P点（图中未画出）。磁场在真空中，粒子重力和a与b间的库仑力均不计。

如图（a）所示，将长为 $\text{[math]}$ 的粗糙木板 $\text{[math]}$ 与水平地面成 $\text{[math]}$ 角固定放置，将小物块 $\text{[math]}$ 从木板 $\text{[math]}$ 顶端由静止释放， $\text{[math]}$ 与底端挡板 $\text{[math]}$ 碰撞后，恰好能回到木板 $\text{[math]}$ 的中点。之后将水板 $\text{[math]}$ 放置在光滑水平地面上，并在木板 $\text{[math]}$ 中点放置与 $\text{[math]}$ 完全相同的小物块 $\text{[math]}$ ，如图（b）所示，物块 $\text{[math]}$ 以 $\text{[math]}$ 的初速度滑上木板，并能够恰好不从木板 $\text{[math]}$ 的左端掉落。已知 $\text{[math]}$ 质量相同，以上过程中所有碰撞时间极短且均为弹性碰撞。 $\text{[math]}$ ，重力加速度 $\text{[math]}$ ，求：

（1） $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 之间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ；

（2） $\text{[math]}$ 的大小；

（3）若 $\text{[math]}$ 以 $\text{[math]}$ 的初速度滑上木板 $\text{[math]}$ ，且 $\text{[math]}$ 物块均能从木板 $\text{[math]}$ 左端掉落，则 $\text{[math]}$ 的大小应满足什么条件。

如图所示，运动员刚开始静止在蹦床上的B点（未标出），通过调整姿态，多次弹跳后达到最高点A，然后运动员从A点保持姿势不变由静止下落至最低点C。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）

如图所示，在光滑平直轨道上有A，B，C三个物体，物体A，B均向右匀速运动，物体B的速度速度v_B= 4.0m/s，B先与C碰撞，碰撞后B，C分离，之后B再与A碰撞粘在一起共同运动，且最后三个物体具有相同的速度v=2m/s，已知A的质量m_A= 2kg，B的质量m_B= 2kg，C的质量m_C= 3kg．求：

（1）B与C碰撞后B的速度；

（2）碰前A的速度v_A；

（3）整个过程中，系统由于碰撞产生的内能．

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