- 二一组卷

题型：解答题题类：难易度：困难

湖北省云学部分重高中联盟2024-2025学年高三上学期10月联考物理试题

一种智能呼啦圈如图甲所示，其主要由外侧带有轨道的腰带、滑轮、轻绳及配重组成，滑轮可以在轨道上无摩擦滑动。其原理简化图如图乙所示，腰带半径r=0.2m，轻绳长L=0.5m，配重质量m=0.6kg，当轻微扭动腰时，配重飞起绕竖直转轴（O₁O₂做匀速圆周运动，轻绳与竖直方向的夹角（θ₁=37°，此时配重距离地面的高度，h=0.8m，重力加速度g取10m/s² ，运动过程中腰带视为静止，不计空气阻力。求

（1）、此时配重的角速度大小；

（2）、若此时剪断绳子，配重落地点与转轴O₁O₂的水平距离；

（3）、若加速扭动腰，使绳子与竖直夹角由θ₁=37°，变为θ₂=53°，此过程绳子拉力对配重所做的功。

举一反三

如图所示，一根细线下端拴一个金属小球 $\text{[math]}$ ，细线的上端固定在金属块 $\text{[math]}$ 上， $\text{[math]}$ 放在带小孔 $\text{[math]}$ 小孔光滑 $\text{[math]}$ 的水平桌面上，小球在某一水平面内做匀速圆周运动 $\text{[math]}$ 圆锥摆 $\text{[math]}$ 。现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动 $\text{[math]}$ 图中 $\text{[math]}$ 位置 $\text{[math]}$ ，两次金属块 $\text{[math]}$ 都静止在桌面上的同一点，则后一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是（）

如图所示，某同学练习踢毽子，假设毽子在空中运动过程中受到大小不变的空气阻力，下列 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 图像可能正确反映毽子被竖直向上踢出后，经一段时间又回到初始位置的是（　　）

如图所示，质量为m半径为R的四分之一光滑圆弧轨道竖直静止放置在水平地面上（未被锁定），下端与水平地面在P点相切，一个质量为2m的物块B（可视为质点）静止在水平地面上，左端固定有水平轻弹簧，Q点为弹簧处于原长时的左端点，P、Q间的距离为R，PQ段地面粗糙、动摩擦因数为μ=0.25，P点左侧和Q点右侧的水平地面光滑。现将质量为m的物块A（可视为质点）从圆弧轨道的最高点由静止开始下滑，重力加速度为g。求：

(1)物块A沿圆弧轨道滑至P点时对轨道的压力大小；

(2)弹簧被压缩的最大弹性势能（未超过弹性限度）；

(3)物块A最终停止位置到Q点的距离。

如图，光滑斜轨道和光滑圆轨道相连，固定在同一竖直平面内，圆轨道半径为 $\text{[math]}$ ，一个小球（大小可忽略），从离水平面高 $\text{[math]}$ 处由静止自由下滑，由斜轨道进入圆轨道，问：

（1）若小球到圆轨道最大高度时对圆轨道压力大小恰好等于自身重力大小，那么小球开始下滑时 $\text{[math]}$ 是多大？

（2）为了使小球在圆轨道内运动过程中始终不脱离圆轨道， $\text{[math]}$ 应在什么取值范围？

两根足够长的导轨由上下段电阻不计，光滑的金属导轨组成，在M、N两点绝缘连接，M、N等高，间距L = 1m，连接处平滑。导轨平面与水平面夹角为30°，导轨两端分别连接一个阻值R = 0.02Ω的电阻和C = 1F的电容器，整个装置处于B = 0.2T的垂直导轨平面斜向上的匀强磁场中，两根导体棒ab、cd分别放在MN两侧，质量分为m₁ = 0.8kg，m₂ = 0.4kg，ab棒电阻为0.08Ω，cd棒的电阻不计，将ab由静止释放，同时cd从距离MN为x₀ = 4.32m处在一个大小F = 4.64N，方向沿导轨平面向上的力作用下由静止开始运动，两棒恰好在M、N处发生弹性碰撞，碰撞前瞬间撤去F，已知碰前瞬间ab的速度为4.5m/s，g = 10m/s²（）

一物理老师设计了一款研究向心力大小的实验装置，其简化示意图如图所示，装置固定在水平桌面上，在可调速的电机上固定一个半圆形有机玻璃凹槽（表面光滑，可忽略摩擦的影响），凹槽在电机的带动下能绕过凹槽圆心的竖直轴转动，旁边竖直固定一标尺，其上是可调高度的激光笔，激光笔发出水平方向的激光，初始时刻，凹槽与标尺在同一平面内.实验步骤如下：

（1）将钢球放入凹槽底部，上下移动激光笔对准凹槽圆心，此时激光笔所在位置读数记为 $\text{[math]}$ .

（2）接通电源，开启电机调速开关，钢球开始随凹槽转动，当钢球到达某一高度后随凹槽做稳定的匀速圆周运动，上下移动激光笔，当激光对准钢球球心位置时，记录此时激光笔所在位置读数为 $\text{[math]}$ ，记 $\text{[math]}$ .

（3）利用光电传感器探测钢球运动的周期.每当激光笔发出的激光照在钢球上时，光电传感器便会接收信号计次，若第1次光电传感器接收到信号时数字计时器开始计时，并记录为0次，达到 $\text{[math]}$ 次时计时器停止计时，记录总时间 $\text{[math]}$ ，则钢球运动的周期 $\text{[math]}$ {#blank#}1{#/blank#}（用题中所给字母符号表示）.

（4）若适当调大电机的转速，则激光笔应{#blank#}2{#/blank#}（填“上移”“不动”或“下移”）.

（5）改变电机转速，重复实验，将得到的多组 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的数据记录到表格中，并绘制{#blank#}3{#/blank#}（填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”）图像，根据图像的斜率 $\text{[math]}$ 可以进一步求出当地重力加速度 $\text{[math]}$ {#blank#}4{#/blank#}（用题中所给字母符号表示）.

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