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题型：解答题题类：难易度：普通

广东省广深珠联考2024-2025学年高三上学期11月期中物理试题

过山车是一种刺激的游乐项目，如图倾角为 $\text{[math]}$ 的直轨道 $\text{[math]}$ ，轨道中回环部分 $\text{[math]}$ 是光滑轨道，上半部分是半径为R的半圆轨道、C为最高点，下半部分 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为两个半径为 $\text{[math]}$ 的圆弧轨道，B、D为最低点，另一个回环部分 $\text{[math]}$ 是半径为R的光滑圆环轨道，F为圆轨道最高点、E（或 $\text{[math]}$ ）为最低点，另有水平减速直轨道 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 及缓冲减速弹簧。现有质量m的过山车，从顶峰O点静止下滑，经 $\text{[math]}$ 最终停在离P点 $\text{[math]}$ 处，过山车与轨道 $\text{[math]}$ 的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，与轨道 $\text{[math]}$ 的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，与轨道 $\text{[math]}$ 的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，过山车可视为质点，运动中不脱离轨道，重力加速度g， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，求：

（1）、过山车运动至圆轨道最低点B时的速度大小；

（2）、过山车运动至圆轨道最高点F时对轨道的压力；

（3）、缓冲弹簧最大弹性势能。

举一反三

如图所示，带电物块（可视为质点）从A点开始以初速度 $\text{[math]}$ 沿着绝缘粗糙水平面向B点运动，AB距离 $\text{[math]}$ ， B点右侧无限大的区域内有水平向右的匀强电场，电场强度 $\text{[math]}$ 。已知物块质量 $\text{[math]}$ ，电荷量 $\text{[math]}$ ，与水平面的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，求物块：

某游戏装置如图所示，由弹丸发射器、水平面、圆形轨道 $\text{[math]}$ （其中 $\text{[math]}$ 略有错开）、两竖直放置的半圆形管道 $\text{[math]}$ 及放置在水平地面上等腰直角斜面 $\text{[math]}$ 构成．游戏者调节弹丸发射器，使弹丸（可视为质点）从A点水平发射经过圆形轨道 $\text{[math]}$ 后，经D点进入半圆形管道，沿半圆形管道 $\text{[math]}$ 从其顶点E水平飞出，击中等腰直角斜面 $\text{[math]}$ 为过关（游戏过程中不考虑弹丸落地后的反弹过程）。已知弹丸质量 $\text{[math]}$ ，圆形轨道半径 $\text{[math]}$ ，半圆形管道半径 $\text{[math]}$ ，等腰直角斜面距半圆形管道的距离 $\text{[math]}$ ，直角斜面高 $\text{[math]}$ ，所有接触面均光滑，不考虑弹丸在管道里碰撞时的能量损失，求：

（1）某次弹丸恰好过圆形轨道最高点 $\text{[math]}$ 时的速度 $\text{[math]}$ ；

（2）某次弹丸运动至D点的速度为 $\text{[math]}$ ，则此时弹丸对管道的作用力 $\text{[math]}$ ；

（3）若某次弹丸过E点时对管道的作用力为0.5倍的重力，则弹丸会击中斜面吗？若会，则求出弹丸撞击在等腰直角斜面的位置；

（4）若等腰直角斜面的高 $\text{[math]}$ 及与半圆形管道的距离 $\text{[math]}$ 可变，可使弹丸无碰撞沿等腰直角斜面的 $\text{[math]}$ 面滑下，则求 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 需满足关系。

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：

如图所示，AB段是长为L的水平轨道，BC段是半径为R的光滑竖直半圆轨道。A点处有一个质量为m的滑块1，现对滑块1施加一个水平向右的瞬时冲量，使其沿轨道AB运动，并与静止在B点处、质量也为m的滑块2发生碰撞，碰后二者粘在一起沿竖直圆轨道BC运动，并能恰好通过半圆轨道的最高点C。已知滑块与水平轨道AB间的动摩擦因数μ，重力加速度为g，滑块1和2均可看作质点，不计空气阻力。求：

某游戏装置由弹丸发射器，固定在水平地面上倾角为37°的斜面以及放置在水平地面上的光滑半圆形挡板墙构成。如图，游戏时调节发射器，使弹丸（可视为质点）每次从M点水平发射后都能恰好无碰撞地进入到斜面顶端N点，继续沿斜面中线下滑至底端P点，再沿粗糙水平地面滑至Q点切入半圆形挡板墙。已知弹丸质量 $\text{[math]}$ ，弹丸与斜面间的摩擦力 $\text{[math]}$ ，弹丸与水平地面的摩擦力 $\text{[math]}$ ，弹丸发射器距水平地面高度 $\text{[math]}$ ，斜面高度 $\text{[math]}$ ，半圆形挡板墙半径 $\text{[math]}$ ，不考虑P处碰撞地面时的能量损失，g取 $\text{[math]}$ 。

（1）求弹丸从发射器M点射出的动能 $\text{[math]}$ ；

（2）向左平移半圆形挡板墙，使P、Q重合，求弹丸刚进入半圆形轨道Q点时受到弹力的大小；

（3）左右平移半圆形挡板墙，改变PQ的长度，要使弹丸最后不会滑出半圆挡板墙区域，设停止位置对应转过的圆心角为 $\text{[math]}$ （弧度制），求圆心角 $\text{[math]}$ 与PQ的距离x满足的关系式。

跳台滑雪是冬季奥运会最具观赏性的项目之一。图为简化的跳台滑雪的雪道示意图，现有运动员穿专用滑雪板从助滑道上滑下后，从跳台A处沿水平方向飞出，在斜坡B处着陆。已知运动员（含装备）的质量m = 80 kg，测得AB间的距离L = 40 m，斜坡与水平方向的夹角θ = 30°，取重力加速度g = 10 m/s² ，不计空气阻力。求运动员（含装备）

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