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题型：解答题题类：难易度：困难

河北省沧州市沧县中学2023-2024学年高三下学期模拟预测物理试题

如图所示，处于竖直平面内的轨道装置，由倾角 $\text{[math]}$ 光滑直轨道AB、圆心为 $\text{[math]}$ 的半圆形光滑轨道BCD，圆心为 $\text{[math]}$ 的光滑圆弧外轨道EF组成。且 $\text{[math]}$ ， B为轨道间的相切点，B、 $\text{[math]}$ 、D、和 $\text{[math]}$ 处于同一直线上。已知滑块质量 $\text{[math]}$ ，轨道BCD和EF的半径为 $\text{[math]}$ 。滑块开始时从轨道AB上某点由静止释放。（ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ）

（1）若释放点距离B点的高度差为h，求滑块在最低点C时轨道对滑块支持力 $\text{[math]}$ 与高度h的函数关系；

（2）若释放点距离地面的高度差为 $\text{[math]}$ ，滑块在轨道BCD上的P点刚好脱离轨道，求滑块能达到距离地面的最大高度；（结果保留3位有效数字）

（3）若释放点距离地面的高度差为5R，求滑块从F点抛出后水平位移和重力的冲量。（结果保留2位有效数字）

举一反三

如图所示，马戏团正在上演飞车节目，在竖直平面内有半径为 $\text{[math]}$ 的圆轨道，表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动。已知人和摩托车的总质量为 $\text{[math]}$ ，人和摩托车可视为质点，不计一切阻力，重力加速度 $\text{[math]}$ 。求：

（1）表演者恰能通过最高点时的速度大小 $\text{[math]}$ ；

（2）若表演者通过最高点时的速度大小 $\text{[math]}$ ，求此时圆轨道对摩托车的作用力大小；

（3）表演者通过最低点时对轨道的压力为 $\text{[math]}$ ，求此时表演者的速度大小 $\text{[math]}$ 。

农历春节，张灯结彩，某同学自制灯笼，增加新年气象。如图所示，有一原长为L、劲度系数为20N/m的轻橡皮筋，一端固定在长度也为L的空心细管顶点A，另一端穿过空心管悬挂质量为0.2kg的小桔灯P（可视为质点）。现使P以线速度v₀在水平面内做匀速圆周运动，橡皮筋与水平面的夹角 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。不计一切阻力，橡皮筋始终在弹性限度内，g取10m/s²。下列说法正确的是（）

用图甲所示实验装置验证 $\text{[math]}$ 组成的系统机械能守恒， $\text{[math]}$ 从高处由静止开始下落， $\text{[math]}$ 上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两个计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示。已知 $\text{[math]}$ ，则：（g取10m/s² ，结果均保留两位有效数字）

（1）在纸带上打下计数点5时 $\text{[math]}$ 的速度大小 $\text{[math]}$ {#blank#}1{#/blank#} $\text{[math]}$ ；

（2）在打点 $\text{[math]}$ 过程中系统动能的增加量为{#blank#}2{#/blank#}J，系统重力势能的减少量为{#blank#}3{#/blank#}J，由此得出的结论是：{#blank#}4{#/blank#}；

（3）若某同学作出的 $\text{[math]}$ 图像如图丙所示，则当地的实际重力加速度 $\text{[math]}$ {#blank#}5{#/blank#} $\text{[math]}$

如图为某药品自动传送系统的示意图。该系统由水平传送带、竖直螺旋滑槽和与滑槽平滑连接的水平平台组成，竖直螺旋滑槽高5m，长30m，质量为0.5kg的药品A离开传送带进入螺旋滑槽速度为2m/s，到螺旋滑槽出口速度为6m/s，该过程用时5s，在出口处与静止的相同质量的药品B碰撞，碰后 A 静止，B 向前滑动，重力加速度g取 10m/s² ，下列说法正确的是（　　）

一名连同装备总质量为M的航天员，脱离宇宙飞船后，在离飞船x处与飞船处于相对静止状态。装备中有一个高压气源能以速度v（以飞船为参考系）喷出气体从而使航天员相对于飞船运动。如果航天员一次性向远离飞船方向喷出质量为 $\text{[math]}$ 的气体，使航天员在时间t内匀速返回飞船。下列说法正确的是（　　）

在2024年巴黎奥运会男子双杠决赛中，邹敬园勇夺金牌，成功实现了自己从东京奥运会到巴黎奥运会的卫冕。如图所示，决赛中邹敬园在时间t内静止在双杠上，手臂与双杠的夹角为θ。在时间t内，下列说法正确的是（）

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