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题型：解答题题类：难易度：困难

2025届浙江省杭州市高三上学期一模物理试题

某固定装置的竖直截面如图所示，由倾角 $\text{[math]}$ 的直轨道AB，半径 $\text{[math]}$ 、圆心角为 $\text{[math]}$ 的圆弧BCD，半径为R、圆心角为 $\text{[math]}$ 的圆弧DE组成，轨道间平滑连接。在轨道末端E点的右侧光滑水平地面FG上紧靠着质量 $\text{[math]}$ 的滑板b，其上表面与轨道末端E所在的水平面齐平。水平地面上距滑板右侧足够远处固定有挡板GH，滑板b与其碰撞时会立即被锁定。质量为 $\text{[math]}$ 的物块a从轨道AB上距B高度为 $\text{[math]}$ 处以初速度 $\text{[math]}$ 下滑，经圆弧轨道BCD滑上轨道DE。物块a与轨道AB间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，与滑板b间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ 。（其他轨道均光滑，物块a视为质点，不计空气阻力， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ）。

（1）、若初速度 $\text{[math]}$ ，求物块a

①第一次通过D点时速度 $\text{[math]}$ 大小；

②在轨道AB上运动的总路程S。

（2）、若物块a能沿轨道冲上滑板b，则

① $\text{[math]}$ 应满足什么条件？

②滑板b至少要多长，物块a一定不会碰到挡板GH？

举一反三

如图所示，一质量M=3.0kg、长L=5.15m的长木板B静止放置于光滑水平面上，其左端紧靠一半径R=2m的光滑圆弧轨道，但不粘连。圆弧轨道左端点P与圆心O的连线PO与竖直方向夹角为60°，其右端最低点处与长木板B上表面相切。距离木板B右端d=2.5m处有一与木板等高的固定平台，平台上表面光滑，其上放置有质量m=1.0kg的滑块D。平台上方有一固定水平光滑细杆，其上穿有一质量M=3.0kg的滑块C，滑块C与D通过一轻弹簧连接，开始时弹簧处于竖直方向（弹簧伸缩状态未知）。一质量m=1.0kg的滑块A自M点以某一初速度水平抛出下落高度H=3m后恰好能从P点沿切线方向滑入圆弧轨道。A下滑至圆弧轨道最低点并滑上木板B，带动B向右运动，B与平台碰撞后即粘在一起不再运动。A随后继续向右运动，滑上平台，与滑块D碰撞并粘在一起向右运动。A、D组合体在随后运动过程中一直没有离开平台，且C没有滑离细杆。A与木板B间动摩擦因数为μ=0.75。忽略所有滑块大小及空气阻力对问题的影响。重力加速度g=10m/s² ，求：

（1）滑块A到达P点的速度大小；

（2）滑块A滑上平台时速度的大小；

（3）若弹簧第一次恢复原长时，C的速度大小为0.5m/s。则随后运动过程中弹簧的最大弹性势能是多大？

如图所示，水平面上镶嵌两个传送带甲、乙，甲的长度为2m，乙的长度为6m，甲左侧地面粗糙，甲、乙之间的地面光滑且长度为0.5m，在电动机的带动下甲顺时针转动，速度为3m/s，乙逆时针转动，速度未知。质量为0.1kg的物体a从距甲左端1m处，在恒定外力F的作用下由静止开始运动，滑上甲时撤去外力F，此时a的速度为 $\text{[math]}$ ，质量为0.5kg的物体b静止于乙左端的地面上。a与甲左侧地面及甲间的动摩擦因数均为 $\text{[math]}$ ，与乙间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ， b与乙间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ， a、b均可视为质点且它们间的碰撞为弹性碰撞，重力加速度 $\text{[math]}$ 。求：

如图甲，货车拉管、拉卷时，在紧急刹车时简化为下面的情景：如图乙，一带有挡板（车头）的长木板（车厢）放置在水平地面上，木板上距离挡板 $\text{[math]}$ 处有一物块（钢卷），初始时木板和物块一起以速度 $\text{[math]}$ 向右运动，某时刻木板在摩擦力作用下紧急制动减速，物块就会撞上木板前面的挡板，对挡板造成破坏，碰后两者粘在一起向前减速。已知木板质量 $\text{[math]}$ ，物块质量 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。木板与水平地面间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，物块与木板间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。重力加速度大小 $\text{[math]}$ ，物块可看作质点。

（1）求木板紧急制动减速过程中，木板和物块的加速度大小；

（2）求物块与挡板碰撞前瞬间的速度大小；

（3）若物块与挡板碰撞的时间 $\text{[math]}$ ，碰撞过程只考虑物块与挡板间的作用力，求此平均作用力的大小。

如图所示，在光滑平直轨道上有A，B，C三个物体，物体A，B均向右匀速运动，物体B的速度速度v_B= 4.0m/s，B先与C碰撞，碰撞后B，C分离，之后B再与A碰撞粘在一起共同运动，且最后三个物体具有相同的速度v=2m/s，已知A的质量m_A= 2kg，B的质量m_B= 2kg，C的质量m_C= 3kg．求：

（1）B与C碰撞后B的速度；

（2）碰前A的速度v_A；

（3）整个过程中，系统由于碰撞产生的内能．

如图所示，质量为2m的物块A与质量为m的物块B用轻质弹簧连接，静止在光滑水平面上，B右边有一竖直固定的弹性挡板。现给A向右的初速度v₀ ， A的速度第一次减为 $\text{[math]}$ 时，B与挡板发生碰撞，碰撞时间极短。碰撞后瞬间取走挡板，此时弹簧的压缩量为x。弹簧始终处于弹性限度内，下列说法正确的是（　　）

如图所示，压缩后处于锁定状态的弹簧左端与墙壁相连，右端与一质量为m = 1.1 kg的滑块接触而不粘连，AB段光滑。一质量为M = 2.2 kg的小车上表面水平，动摩擦因数μ = 0.4，在小车左侧上方固定一半径R = 2.75 m的光滑圆弧轨道CD，圆心角θ = 37°，在末端D点与小车平滑连接。C点与B点的竖直高度差h = 0.45 m；D点与圆心O在同一竖直线上，到小车右端F点距离L = 3 m，初始时小车静止在光滑水平地面上，左端与墙壁接触，F点与平台GJ等高，且F点到平台左端G点的水平距离x可调。现解除弹簧锁定，滑块被弹出后恰好能从C点切入圆弧轨道。假定弹簧的弹性势能全部转化为滑块动能，滑块运动过程中可看作质点，求：

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