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题型：解答题题类：难易度：普通

云南省昆明市官渡区云南大学附属中学星耀学校2023-2024学年高一下学期期中考试物理模拟试题

如图所示为风靡小朋友界的风火轮赛车竞速轨道的部分示意图。一质量为 $\text{[math]}$ 的赛车（视为质点）从A处出发，以速率 $\text{[math]}$ 驶过半径 $\text{[math]}$ 的凸形桥B的顶端，经CD段直线加速后从D点进入半径为 $\text{[math]}$ 的竖直圆轨道，并以某速度v₂驶过圆轨的最高点E，此时赛车对轨道的作用力恰好为零。重力加速度g取10m/s² ，试计算：

（1）赛车在B点受到轨道支持力的大小；

（2）若赛车以2v₂的速率经过E点，求轨道受到来自赛车的弹力。

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。

图甲为某游戏项目模型，由弹性发射装置P、倾角 $\text{[math]}$ 长 $\text{[math]}$ 的固定斜面AB、质量 $\text{[math]}$ 的表面为四分之一光滑圆弧的滑块M和质量 $\text{[math]}$ 长度 $\text{[math]}$ 的平板小车等四部分组成。圆弧CD的半径 $\text{[math]}$ ，最低点C与小车等高。当P把 $\text{[math]}$ 的小物块（视为质点）以 $\text{[math]}$ 速度水平弹出，恰好由A点沿斜面方向进入斜面，不考虑其运动时通过各连接点间的动能损失。小物块与AB间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，忽略小车和M下表面与地面的摩擦。（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

（1）求水平弹出点离A点的竖直高度 $\text{[math]}$ ；

（2）若锁定平板小车，小物块与小车间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ 。求小物块滑上M时对C点的压力F及上滑的最大高度 $\text{[math]}$ ；

（3）现解除小车锁定，并在小车上表面喷涂一种特殊材料（不计喷涂材料的质量），使小物块与小车间的动摩擦因数能从右（B端）向左随距离变化，如图乙所示。若小物块仍以 $\text{[math]}$ 速度水平弹出，试分析小物块能否通过C点？并说明理由。

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：

如图所示，一个磁铁吸附在竖直的门板上保持静止，假设磁铁的质量为m，距离门轴为r，与门板之间的磁力和动摩擦因数分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现匀速转动门板，为使磁铁不滑动，则门板转动的最大角速度为（　　）

为了使汽车快速安全通过弯道，高速公路转弯处的路面通常设计成外侧高、内侧低。已知某高速公路转弯处是一圆弧，圆弧半径r=850m，路面倾角θ=6°（tan6°=0.105），汽车与路面的摩擦因数μ=0.6，则在该弯道处（　　）

如图所示，光滑水平面的右侧平滑连接一竖直放置的半圆形光滑轨道CD，轨道半径 $\text{[math]}$ 。物块A和B分别置于水平面上，m_A=100g，m_B=200g。现使物块A以速度 $\text{[math]}$ =10m/s向右运动，与B发生正碰，碰后物块B能恰好通过半圆形轨道的最高点D，重力加速度g取10m/s²。

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