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题型：解答题题类：难易度：困难

浙江省宁波市宁海中学2024-2025学年高一上学期期初考试（创新班）物理试题

如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、水平直轨道AB，圆心为O₁的竖直半圆轨道BCD、圆心为O₂的竖直半圆管道DEF，水平直轨道FG及弹性板等组成，轨道各部分平滑连接。已知滑块（可视为质点）质量m=0.01kg，轨道BCD的半径R=0.8m，管道DEF的半径r=0.1m，滑块与轨道FG间的动摩擦因数μ=0.5，其余各部分轨道均光滑，轨道FG的长度l=2m，弹射器中弹簧的弹性势能最大值E_pm=0.5J，滑块与弹簧作用后，弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能，滑块与弹性板作用后以等大速率弹回。

（1）若弹簧的弹性势能E_p0=0.16J，求滑块运动到与O₁等高处时的速度v的大小；

（2）若滑块在运动过程中不脱离轨道，求第1次经过管道DEF的最高点F时，滑块对轨道弹力F_N的最小值；

（3）若滑块在运动过程中不脱离轨道且最终静止在轨道FG中点的右侧区域内，求弹簧的弹性势能E_p的范围。

举一反三

如图所示“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津市的地标之一。摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是（）

烟花从地面竖直向上发射，在最高点爆炸成质量不等的两块，质量比为 $\text{[math]}$ ，其中质量大的速度大小为v，重力加速度为g，不计空气阻力。则（　　）

如图，半径为 $\text{[math]}$ 的四分之一光滑圆轨道固定在竖直平面内，其末端与水平地面 $\text{[math]}$ 相切于P点， $\text{[math]}$ 的长度 $\text{[math]}$ 。一长为 $\text{[math]}$ 的水平传送带以恒定速率 $\text{[math]}$ 逆时针转动，其右端与地面在M点无缝对接。物块a从圆轨道顶端由静止释放，沿轨道下滑至P点，再向左做直线运动至M点与静止的物块b发生弹性正碰，碰撞时间极短。碰撞后b向左运动到达传送带的左端N时，瞬间给b一水平向右的冲量I，其大小为 $\text{[math]}$ 。以后每隔 $\text{[math]}$ 给b一相同的瞬时冲量I，直到b离开传送带。已知a的质量为 $\text{[math]}$ 的质量为 $\text{[math]}$ ，它们均可视为质点。a、b与地面及传送带间的动摩擦因数均为 $\text{[math]}$ ，取重力加速度大小 $\text{[math]}$ 。求：

如图所示，一个光滑导轨长臂水平固定、短臂竖直，系有没有弹性细线的轻质圆环套在长臂上，细线另一端与质量为 $\text{[math]}$ 的小球相连。左手扶住圆环右手拿起小球将细线水平拉直，已知细线长度为 $\text{[math]}$ （单位为米），此时圆环距短臂 $\text{[math]}$ ，重力加速度为 $\text{[math]}$ ，若将圆环与小球同时释放，则（　　）

进入21世纪，低碳环保、注重新能源的开发与利用的理念，已经日益融入生产、生活之中。某节水喷灌系统如图所示，喷口距地面的高度h＝1.8m，能沿水平方向旋转，喷口离转动中心的距离a＝1.0m。水可沿水平方向喷出，喷水的最大速率v₀＝10m/s，每秒喷出水的质量m₀＝7.0kg。所用的水是从井下抽取的，井中水面离地面的高度H＝3.2m，并一直保持不变。水泵由电动机带动，电动机电枢线圈电阻r＝5.0Ω。电动机正常工作时，电动机的输入电压U＝220V，输入电流I＝4.0A。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的最大输入功率。水泵的输出功率与输入功率之比称为水泵的抽水效率。下列说法正确的是（　　）

如图所示，质量均为m的小球a、b（均可视为质点）分别穿在光滑竖直杆和光滑水平杆上，并通过长为L的刚性直杆（质量不计）连接。初始时刻，连接小球a、b的刚性杆与竖直方向夹角 $\text{[math]}$ 。已知重力加速度为g，将两小球由此位置静止释放，在两球运动的过程中，下列说法正确的是（　　）

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