- 二一组卷

题型：解答题题类：难易度：困难

2025届四川省德阳市高三上学期质量监测考试（一）物理试题

如图所示，APB为四分之一光滑圆弧轨道，O点为圆心，半径为R，最低点B点的切线水平，一平板车b放在足够长光滑水平凹槽内，可以自由移动，平板车长为2.75R，初始时平板车一端与轨道B端平滑相接且静止，在凹槽右侧的水平光滑地面EF（平板车顶端与EF刚好齐平）上方固定有一根光滑横杆，两物块c、d通过一根轻弹簧相连，其中物块d套在光滑横杆GH上，可自由移动，物块c放在光滑水平面EF上，初始时弹簧处于原长。现一物块a以某一竖直向下的初速度 $\text{[math]}$ 从A点开始运动，经过P点时物块a对轨道的压力大小为4.4mg，OP与水平方向的夹角为53°，物块a滑上平板车后，经过一段时间，平板车b与凹槽右壁相撞后马上被锁定，且物块a和物块c碰后粘在一起，再经过一段时间，物块a、c刚好离开地面。已知物块a与平板车b的质量均为m，物块c、d的质量均为0.5m，物块a与平板车b间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，弹簧的劲度系数为k，弹簧的弹性势能表达式为 $\text{[math]}$ （x为弹簧的形变量），重力加速度大小为g。求：

（1）、物块a在A位置的初速度大小；

（2）、物块a与物块c碰撞前的速度大小；

（3）、物块a与物块c刚好离开地面时，弹簧与水平方向夹角的正弦值。

举一反三

如图所示，质量 $\text{[math]}$ 的滑块B静止放置于光滑平台上，B的左端固定一轻质弹簧。平台右侧有一质量 $\text{[math]}$ 的小车C，其上表面与平台等高，小车与水平面间的摩擦不计。平台左侧的光滑圆弧轨道与平台平滑连接，圆弧轨道半径 $\text{[math]}$ ，其左侧端点P与圆弧圆心O的连线与竖直方向的夹角 $\text{[math]}$ 。现将滑块A从P点由静止开始释放，滑块A滑至平台上挤压弹簧，经过一段时间弹簧恢复原长后，滑块B离开平台滑上小车C，最终滑块B恰好未从小车C上滑落。已知滑块B与小车C之间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，小车的长度 $\text{[math]}$ ，重力加速度大小 $\text{[math]}$ ，滑块A、B均可视为质点，求：

（1）滑块B刚滑上小车C时的速度大小 $\text{[math]}$ ；

（2）滑块A的质量 $\text{[math]}$ ；

（3）该过程中弹簧弹性势能的最大值 $\text{[math]}$ 。

如图所示，竖直放置长为L的平行金属板A、B，板间距离为 $\text{[math]}$ ， A、B板与一电压为 $\text{[math]}$ 的电源保持连接，从A板内侧中央O处以等大的速率 $\text{[math]}$ ，在沿纸面180°范围内朝各个方向均匀喷出质量为 $\text{[math]}$ 、电量为 $\text{[math]}$ 的带负电微粒。微粒重力不计，求：

（1）若微粒沿垂直B板的虚线方向射出，该微粒达到B板时的动能；

（2）若粒子能全部落在B板上，板长L至少多长；

（3）若B板长 $\text{[math]}$ ，且恰好有三分之二的微粒落在板上，此时所加电压U的大小。

如图所示，一个光滑大圆环固定在竖直平面内，半径为R。质量均为m的甲、乙两个小环套在大圆环上，甲、乙分别静止在大圆环的最高点和最低点。甲受到轻微扰动由静止下滑，与乙碰撞后立即粘在一起成为组合体丙，并沿大圆环向上运动。重力加速度为g，不计空气阻力。则（）

如图所示，倾角 $\text{[math]}$ 、足够长的斜面固定在水平面上，滑块B恰好静止在斜面上的Q点，与Q点相距x=2.5m的P点处有一个光滑的滑块A，滑块A在外力作用下处于静止状态。某时刻撤去外力后滑块A沿斜面下滑，在Q处与滑块B发生弹性碰撞，碰后瞬间滑块A反向运动且速率变为原来的一半。已知滑块A、B均可视为质点，碰撞时间极短，滑块A的质量m=1kg，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s² ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：

(1)滑块A在与滑块B碰撞前瞬间的速度大小s；

(2)滑块B的质量加m_B；

(3)滑块A、B第一次相碰与第二次相碰的时间间隔t。

建筑工程中的“打桩”是利用重锤的冲击克服泥土对桩柱的阻力，使桩柱插入泥土到达预定深度的过程．如图甲所示，设打桩机重锤的质量为m，桩柱的质量为M。打桩过程可简化如下：桩柱下端开始时在地表面没有进入泥土，提升重锤到距离桩柱上端h高度后使其自由落下，重锤撞击桩柱上端，经极短时间的撞击使两者以共同的速度一起向下移动一段距离后停止。然后再次提升重锤，重复打桩过程，逐渐把桩柱打到预定深度。设桩柱向下移动的过程中泥土对桩柱的阻力f的大小与桩柱打入泥土中的深度x成正比，其函数表达式f=kx（k为大于0的常量，具体值未知），f-x图象如图乙所示．已知重力加速度大小为g。

（1）求重锤与桩柱第一次碰撞后瞬间的共同速度大小；

（2）图象法和比较法是研究物理问题的重要方法，例如从教科书中我们明白了由v-t图象求直线运动位移的思想和方法，请你借鉴此方法，根据图示的f-x图象结合函数式f=kx，分析推导在第一次打桩将桩柱打入泥土的过程中阻力所做的功与桩柱打入泥土深度的关系式；并将泥土对桩柱的阻力与你熟悉的弹簧弹力进行比较，从做功与能量转化的角度简要说明泥土对桩柱的阻力做功和弹簧弹力做功的不同；

（3）若重锤与桩柱第一次的撞击能把桩柱打入泥土中的深度为d，试求常量k的大小．

如图所示，在一半径为R的光滑绝缘竖直半圆弧槽ABC的圆心处固定一电荷量为+Q的带电小球，现将一质量为m、电荷量为+q的光滑小球从A点由静止释放，则小球到达最低点B时对槽的压力大小为（　　）

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