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题型：解答题题类：难易度：困难

2025届湖南省长沙市长郡中学高三上学期调研考试（一）物理试题

如图甲所示，光滑小球A、B（可视为质点）的质量均为m，用长为L的轻杆连接后紧靠墙壁竖直立于水平面上，初始时均处于静止状态。现A受到轻微扰动向右倾倒（初速度视为0），两球始终在同一竖直平面内运动，杆与水平方向的夹角为 $\text{[math]}$ ，重力加速度大小为g。

（1）、求B恰好离开墙壁时杆与水平方向夹角的正弦值 $\text{[math]}$ ；

（2）、求从A受微扰后瞬间至落地前瞬间的过程，杆对A做的功；

（3）、A、B和轻杆组成的系统在外力作用下竖直立于距墙壁足够远的光滑水平地面上，以B的初始位置为原点在竖直平面内建立平面直角坐标系 $\text{[math]}$ ，如图乙所示。某时刻撤去外力，同时给A一个轻微扰动使其向右倒下（初速度视为0），从A受微扰后瞬间至第一次着地的过程，试求B的速度最大时杆与水平面的夹角 $\text{[math]}$ 应满足的方程。

举一反三

图为跳台滑雪运动赛道的简化示意图，由助滑道、起跳区、着陆坡等组成，助滑道和着陆坡与水平面的夹角θ均为37°，直线AB段长L=100m，BC段为圆弧状，半径R=40m，在B点与直线AB相切，在C点切线水平。运动员由A点无初速下滑，从起跳区的C点以速度v起跳，在空中飞行t=4.5s后降落在着陆坡上D点。运动员和装备总质量m=60kg，重力加速度 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，忽略空气阻力。求：

（1）在起跳区C点的速度v的大小；

（2）在C处运动员对起跳区压力的大小；

（3）由A至C过程，运动员克服阻力所做的功。

如图所示，质量分别为m和 $\text{[math]}$ 的A、B两滑块用足够长轻绳相连，将其分别置于等高的光滑水平台面上，质量为 $\text{[math]}$ 的物块C挂在轻质动滑轮下端，手托C使轻绳处于拉直状态。 $\text{[math]}$ 时刻由静止释放C，经 $\text{[math]}$ 时间C下落h高度。运动过程中A、B始终不会与定滑轮碰撞，摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度大小为g，则（　　）

如图所示，一块永磁体在光滑斜面上沿着一螺线管的轴线做直线运动。螺线管外的轴线上存在p、q两点（p、q两点到螺线管边缘的距离相等）。一灯泡与螺线管串联，灯泡在永磁体通过p点时的亮度要大于永磁体通过q点时的亮度。忽略永磁体的尺寸，下列说法中正确的（　　）

如图为一游戏装置的示意图，倾角 $\text{[math]}$ 的轨道 $\text{[math]}$ 与半径 $\text{[math]}$ 半圆轨道相切。水平放置的传送带以 $\text{[math]}$ 的恒定速度顺时针转动，传送带两端 $\text{[math]}$ 长 $\text{[math]}$ ，传送带右端与一光滑水平面平滑对接，水平面上依次摆放 $\text{[math]}$ 个完全相同的物块，物块的质量 $\text{[math]}$ 且数量 $\text{[math]}$ 足够的多。游戏开始时，让质量为 $\text{[math]}$ 的物块 $\text{[math]}$ 从轨道 $\text{[math]}$ 上由静止滑下，到达轨道最低点 $\text{[math]}$ 时对轨道的压力为 $\text{[math]}$ 。物块 $\text{[math]}$ 与轨道 $\text{[math]}$ 间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ 、与传送带间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ 。轨道其余部分均光滑。碰撞均为对心弹性碰撞，物块均可视为质点，整个装置处于同一竖直平面内。（ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ）

（1）求物块 $\text{[math]}$ 到达 $\text{[math]}$ 点时的速度大小 $\text{[math]}$ 和从轨道 $\text{[math]}$ 释放的高度 $\text{[math]}$ ；

（2）若物块 $\text{[math]}$ 恰好从传送带左端 $\text{[math]}$ 点沿水平方向落入传送带，求 $\text{[math]}$ 两点的水平距离 $\text{[math]}$ ；

（3）求物块 $\text{[math]}$ 在传送带上运动的总时间 $\text{[math]}$ 。

活检针可用于活体组织取样，如图所示，取样时，活检针的针芯和针鞘被瞬间弹出后向左运动。质量为m的针鞘在软组织中运动距离 $\text{[math]}$ 后进入目标组织，继续运动 $\text{[math]}$ 后停下来。若两段运动中针鞘仅受阻力，且均可视为恒力，大小分别为 $\text{[math]}$ ，则针鞘（　　）

如图所示为某弹跳玩具，底部是一个质量为m的底座，通过弹簧与顶部一质量 $\text{[math]}$ 的小球相连，同时用轻质无弹性的细绳将底座和小球连接，稳定时绳子伸直而无张力。用手将小球按下一段距离后释放，小球运动到初始位置处时，瞬间绷紧细绳，带动底座离开地面，一起向上运动，底座离开地面后能上升的最大高度为h，已知重力加速度为g，则（　　）

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