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题型：解答题题类：难易度：困难

四川省成都市2024-2025学年高三上学期半期考试物理试卷

跑酷是一项充满挑战和创意的极限运动，2022年在宁波举行的“一带一路”国际跑酷大师赛网络预选赛，吸引了世界各地跑酷爱好者的积极参与。其中一段表演跑酷运动员从较高平台抓环沿倾斜杆下滑，当环滑至杆底卡住后，运动员顺势摆动至最低点立刻松手抛出，抛出后落到一个曲面上。某同学为了研究酷跑运动中的安全问题，将这段酷跑表演路线抽象为如图所示的物理模型，并通过计算来警示相关从业公司。倾斜直杆 $\text{[math]}$ 长为 $\text{[math]}$ 与水平面夹角 $\text{[math]}$ ，质量 $\text{[math]}$ 的运动员P（看成质点），抓住套在直杆 $\text{[math]}$ 上的滑环C从A点由静止开始下滑。下滑过程中人的质心P与滑环C保持相对静止且 $\text{[math]}$ 始终垂直于轨道 $\text{[math]}$ ， P距 $\text{[math]}$ 杆的距离为 $\text{[math]}$ 。滑环C到达B点时被锁定，运动员P继续下摆至B点正下方E点松手，然后水平抛出落到抛物面 $\text{[math]}$ 上，其中 $\text{[math]}$ 高度差为 $\text{[math]}$ 。如果以B点正下方地面上的O点为坐标原点，水平向右为x轴， $\text{[math]}$ 为y轴，抛物面 $\text{[math]}$ 的方程为 $\text{[math]}$ 。整个运动过程中将运动员等效为质点P，重力加速度g取 $\text{[math]}$ ，求：

（1）、运动员P下摆至B点正下方E点松手前瞬间对滑环的作用力

（2）、运动员松手后到落到抛物面 $\text{[math]}$ 上的时间t

（3）、计算滑环与轨道 $\text{[math]}$ 间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，并请你根据以上分析向相关从业公司定性地提出两条安全设计问题的提醒。

举一反三

已知平台AB水平，运动员从B点离开平台的初速度v₀=10m/s，B点距落地点D的高度h=20m，运动员可看作质点，不计空气阻力，取g=10m/s² ，求：

（1）运动员在空中运动的时间t；

（2）运动员落地点D到B点的水平距离s；

（3）运动员落地时的速度。（计算结果可用根式表示）

倾角为37°的绝缘斜面固定在水平地面上，在斜面内存在一宽度d=0.28 m的有界匀强磁场，边界与斜面底边平行，磁场方向垂直斜面向上，如图甲所示．在斜面上由静止释放一质量m=0.1 kg，电阻R=0.06Ω的正方形金属线框abcd，线框沿斜面下滑穿过磁场区域，线框从开始运动到完全进入磁场过程中的图象如图乙所示．已知整个过程中线框底边bc始终与磁场边界保持平行，重力加速度g=10 m/s² ， sin 37°=0.6．cos 37°=0.8．

(1)求金属线框与斜面间的动摩擦因数μ；

(2)求金属线框穿越该匀强磁场的过程中，线框中产生焦耳热的最大功率Pm；

(3)若线框bc边出磁场时，磁感应强度开始随时间变化，且此时记为t=0时刻．为使线框出磁场的过程中始终无感应电流，求从t=0时刻开始，磁感应强度B随时间t变化的关系式．

一竖直轻弹簧下端固定，质量为m的水平木板P与弹簧上端栓接，木板上再放一质量也为m的小物块Q，静止时位置如图所示。现对Q施加一竖直向上、大小为 $\text{[math]}$ 的恒力F，已知重力加速度大小为g，不计空气阻力，则（　　）

图甲是某城市广场喷水池的喷水场景。其中有A、B两个喷水枪，从同一处O喷出的水分别经图乙中1、2所示的路径从a、b两处射入小水池M中。不计空气阻力，下列判断正确的是（　　）

某同学将小球从P点水平抛向固定在水平地面上的圆柱形桶，小球沿着桶的直径方向恰好从桶的左侧上边沿进入桶内并打在桶的底角，如图所示，已知P点到桶左边沿的水平距离s=0.80m，桶的高度h₀=0.45m，直径d=0.20m，桶底和桶壁的厚度不计，取重力加速度g=10m/s² ，求：

（1）P点离地面的高度h₁和小球抛出时的速度大小v₀；
（2）小球经过桶的左侧上边沿时的速度大小及速度方向与水平方向的夹角正切值（结果可以带根号）．

如图所示，半径 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 圆弧形光滑绝缘轨道 $\text{[math]}$ （圆心为 $\text{[math]}$ ）固定在竖直面内， $\text{[math]}$ 点到水平地面的距离足够高， $\text{[math]}$ 与竖直线 $\text{[math]}$ 重合， $\text{[math]}$ 右侧存在水平向右、电场强度大小 $\text{[math]}$ 的匀强电场，质量 $\text{[math]}$ 、电荷量 $\text{[math]}$ 的带负电小球 $\text{[math]}$ 静止在圆弧形轨道末端，质量 $\text{[math]}$ 的不带电小球 $\text{[math]}$ 从圆弧形轨道的最高点 $\text{[math]}$ 由静止释放，小球A、B间的碰撞（时间极短）为弹性碰撞且碰撞过程中小球 $\text{[math]}$ 的电荷量不变。取重力加速度大小 $\text{[math]}$ ，小球A、B均视为质点，不计空气阻力，求：

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