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题型：解答题题类：难易度：困难

浙江省强基联盟2024-2025学年高三上学期8月联考物理试题

某固定游戏装置的竖直截面如图所示，由弧形轨道AB、竖直圆轨道BCD、水平直轨道DE平滑连接而成，圆形轨道底端略微错开，在轨道末端E的右侧粗糙水平面EF上紧靠着质量为 $\text{[math]}$ 的长木板，长木板上表面与轨道末端E所在的水平面平齐。现将一质量 $\text{[math]}$ 的小物块从弧形轨道上高度为h处静止释放。已知圆轨道半径 $\text{[math]}$ ，长木板的长度 $\text{[math]}$ ，小物块与木板间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，木板与水平面EF间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，小物块可视为质点，不计其他阻力， $\text{[math]}$ 。

（1）、若 $\text{[math]}$ ，求物块第一次经过圆弧轨道最低点D时对轨道的压力F；

（2）、若物块沿轨道运动恰好过C点，求静止释放点的高度h；

（3）、若小物块恰好能通过圆轨道并从E点滑上长木板，请判定小物块能否滑离长木板；若不能，求小物块在长木板上滑行的最大距离；若能，求小物块在长木板上滑行的时间。

举一反三

2022年将在我国举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。某比赛轨道示意图如图所示，助滑道 $\text{[math]}$ 末端水平，着陆坡 $\text{[math]}$ 与圆弧 $\text{[math]}$ 在 $\text{[math]}$ 点连接， $\text{[math]}$ 连线与竖直方向夹角为 $\text{[math]}$ 。某次比赛中，质量为 $\text{[math]}$ 的运动员经由助滑道静止开始加速下滑，到 $\text{[math]}$ 处以 $\text{[math]}$ 的速度水平飞出，恰好沿 $\text{[math]}$ 点切线滑入半径为 $\text{[math]}$ 的圆弧，运动员在空中飞行的过程和在 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 间运动的过程中所有阻力均不计，设重力加速度为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。求：

(1)运动员在空中飞行的时间 $\text{[math]}$ 和着陆坡 $\text{[math]}$ 两点间的竖直高度 $\text{[math]}$ ；

(2)运动员滑至圆弧的最低点 $\text{[math]}$ 时对轨道的压力大小。

如图所示，质量 $\text{[math]}$ 、可视为质点的货物在电动机作用下，从斜面底端A点由静止开始做匀加速直线运动，加速到B点时关闭电动机，货物恰好能到达最高点C。已知货物在此过程中的加速时间 $\text{[math]}$ ，减速时间 $\text{[math]}$ ，货物与斜面间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，斜面的倾角为 $\text{[math]}$ ，且 $\text{[math]}$ ，重力加速度大小 $\text{[math]}$ ，求：

风洞实验室是以人工的方式产生并且控制气流，用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况，它是进行空气动力实验最常用、最有效的工具之一。如图所示，为测试在风洞实验室中小球（可视为质点）在光滑装置内运动特点的剖面图，风洞能对小球提供水平方向恒定的风力，当把小球放在装置内A点时恰好能保持静止，A点与圆心的连线与竖直方向夹角 $\text{[math]}$ 。现给小球一垂直于半径方向的初速度，使其在竖直平面内绕圆心O刚好能做完整的圆周运动，已知小球质量为m，装置半径为R，重力加速度为g，取A点重力势能为0。则下列说法正确的是（　　）

活检针可用于活体组织取样，如图所示。取样时，活检针的针蕊和针鞘被瞬间弹出后仅受阻力。针鞘在软组织中运动距离d₁后进入目标组织，继续运动d₂后停下来。若两段运动中针翘鞘整体受到阻力均视为恒力。大小分别为F₁、F₂ ，则针鞘（）

航空公司装卸货物时常因抛掷而造成物品损环，为解决这个问题，某同学设计了如图所示的级冲转运装置。装置A上表面由光滑曲面和粗糙水平面组成，装置A紧靠飞机，转运车B紧靠A。已知包裹与装置A、转运车B 水平上表面的动摩擦因数均为 $\text{[math]}$ ，装置 A与水平地面间的动摩擦因数μ₂=0.2，最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力，不计转运车B与水平地面间的摩擦，A、B的质量均为M=40kg，A、B水平上表面的长度均为L=4m。包裹可视为质点，将其由装置A 的光滑曲面某高度h处静止释放，包裹与 B的右挡板碰撞损失的机械能可忽略。重力加速度g取 $\text{[math]}$ 。

（1）要使包裹在装置A 上运动时A不动，则包裹的质量最大不超过多少千克；

（2）若包裹质量 m₁=60kg，从高度 h=0.8m处静止释放，包裹与装置A 和转运车 B共速时包裹在A上，求共同速度的大小；（结果用分数表示）

（3）若包裹质量为 $\text{[math]}$ ，使包裹能停在转运车B上，则该包裹静止释放时的高度h应满足的条件。

如图，小滑块P、Q的质量分别为 $\text{[math]}$ ， P、Q间通过轻质铰链用长为 $\text{[math]}$ 的刚性轻杆连接，Q套在固定的水平横杆上，P和竖直放置的轻弹簧上端相连，轻弹簧下端固定在水平横杆上。当轻杆与竖直方向的夹角 $\text{[math]}$ 时，弹簧处于原长状态，此时，将P由静止释放，P下降到最低点时 $\text{[math]}$ 。整个运动过程中P、Q始终在同一竖直平面内，滑块P始终没有离开竖直墙壁，弹簧始终在弹性限度内。忽略一切摩擦，重力加速度为 $\text{[math]}$ ，在P下降的过程中（　　）

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