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题型：解答题题类：难易度：困难

2024届广东省华南师范大学附属中学高三下学期综合测试（三）物理试题

如图，质量 $\text{[math]}$ 的物块B放置于质量 $\text{[math]}$ 的木板C上，在光滑水平地面上一起以 $\text{[math]}$ 的初速度向左运动。长度为 $\text{[math]}$ 的轻绳，悬挂质量 $\text{[math]}$ 的小球A。将小球A拉至轻绳与竖直方向的夹角 $\text{[math]}$ 处由静止释放，A向右摇至最低点时恰与B发生碰撞并粘在一起（A与C不接触），同时轻绳被刀片割断。已知B与C间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，取重力加速度大小 $\text{[math]}$ ， A、B均可看成质点，不计空气阻力。求：

（1）A与B碰后瞬间的速度 $\text{[math]}$ ；

（2）若板足够长，A、B碰撞粘在一起到运动足够长时间后合外力对B的冲量大小I；

（3）若板长 $\text{[math]}$ ，要使B不从板上滑离，开始时B在C上放置处与板左端距离x需满足的条件。

举一反三

如图甲所示，一倾角为 $\text{[math]}$ 足够长的绝缘斜面固定在水平地面上，质量为 $\text{[math]}$ 、电荷量为 $\text{[math]}$ 的物块 $\text{[math]}$ 压缩轻质绝缘微型弹簧 $\text{[math]}$ 后锁定（ $\text{[math]}$ 与弹簧不拴接）．空间中存在沿斜面向上、大小 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ 为重力加速度）的匀强电场．质量为 $\text{[math]}$ 、电荷量为 $\text{[math]}$ 的物块B静止在斜面上端，B左侧固定有处于原长的轻质绝缘弹簧 $\text{[math]}$ 与斜面的滑动摩擦力大小分别为 $\text{[math]}$ ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．

$\text{[math]}$ 时解除锁定，弹簧的弹性势能 $\text{[math]}$ 瞬间全部转化为 $\text{[math]}$ 的动能， $\text{[math]}$ 运动距离 $\text{[math]}$ 后于 $\text{[math]}$ 时刻到达 $\text{[math]}$ 点，此时速度为 $\text{[math]}$ 、加速度为0，且未与弹簧 $\text{[math]}$ 接触； $\text{[math]}$ 时刻， $\text{[math]}$ 到达 $\text{[math]}$ 点，速度达到最大值 $\text{[math]}$ ，弹簧 $\text{[math]}$ 的弹力大小为 $\text{[math]}$ ，此过程中 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 图像如图乙所示．已知A、B的电荷量始终保持不变，两者间的库仑力等效为真空中点电荷间的静电力，静电力常量为 $\text{[math]}$ ，弹簧始终在弹性限度内．求：

（1）弹射过程弹簧 $\text{[math]}$ 对 $\text{[math]}$ 冲量的大小；

（2） $\text{[math]}$ 从开始运动到 $\text{[math]}$ 点的过程中，B对 $\text{[math]}$ 库仑力所做的功；

（3） $\text{[math]}$ 到达 $\text{[math]}$ 点时， $\text{[math]}$ 与B之间的距离；

（4） $\text{[math]}$ 从 $\text{[math]}$ 点运动到 $\text{[math]}$ 点的过程中，A、B系统（含弹簧 $\text{[math]}$ ）的电势能变化量与弹性势能变化量的总和．

某固定装置的竖直截面如图所示，由倾角 $\text{[math]}$ 的直轨道 $\text{[math]}$ ，半径 $\text{[math]}$ 的圆弧轨道 $\text{[math]}$ ，长度 $\text{[math]}$ 、倾角为 $\text{[math]}$ 的直轨道 $\text{[math]}$ ，半径为R、圆心角为 $\text{[math]}$ 的圆弧管道 $\text{[math]}$ 组成，轨道间平滑连接。在轨道末端F的右侧光滑水平面上紧靠着质量 $\text{[math]}$ 滑块b，其上表面与轨道末端F所在的水平面平齐。质量 $\text{[math]}$ 的小物块a从轨道 $\text{[math]}$ 上高度为h静止释放，经圆弧轨道 $\text{[math]}$ 滑上轨道 $\text{[math]}$ ，轨道 $\text{[math]}$ 由特殊材料制成，小物块a向上运动时动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，向下运动时动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当小物块a在滑块b上滑动时动摩擦因数恒为 $\text{[math]}$ ，小物块a动到滑块右侧的竖直挡板能发生完全弹性碰撞。（其它轨道均光滑，小物块视为质点，不计空气阻力， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ）

（1）若 $\text{[math]}$ ，求小物块

①第一次经过C点的向心加速度大小；

②在 $\text{[math]}$ 上经过的总路程；

③在 $\text{[math]}$ 上向上运动时间 $\text{[math]}$ 和向下运动时间 $\text{[math]}$ 之比。

（2）若 $\text{[math]}$ ，滑块至少多长才能使小物块不脱离滑块。

设在无摩擦的桌面上置有5个相同的钢球，其中三个紧密连接排放一列，另两个一起自左方以速度 $\text{[math]}$ 正面弹性碰撞此三球，如图，碰撞后向右远离的小球个数为（）

如图所示为某实验小组验证动量守恒定律的实验装置，他们将光滑的长木板固定在桌面上，a、b两小车放在木板上并在小车上安装好位移传感器的发射器，且在两车相对面上涂上黏性物质．现同时给两车一定的初速度，使a、b沿水平面上同一条直线运动，发生碰撞后两车粘在一起；两车的位置x随时间t变化的图象如图所示．a、b两车质量（含发射器）分别为1kg和8kg，则下列说法正确的是（　　）

如图所示，在光滑的水平面上有体积相同、质量分别为m=0.1kg和M=0.3kg的两个小球A、B，两球之间夹着一根压缩的轻弹簧(弹簧与两球不相连)，A、B两球原来处于静止状态．现突然释放弹簧，B球脱离弹簧时的速度为2m/s；A球进入与水平面相切、半径为0.5m的竖直面内的光滑半圆形轨道运动，PQ为半圆形轨道竖直的直径，不计空气阻力，g取10m/s² ，下列说法正确的是（）

如图所示，一条连有圆轨道的长轨道水平固定，圆轨道竖直，底端分别与两侧的直轨道相切，半径 R=0.5m。质量m_A=2kg的物块A以v₀=6m/s的速度滑入圆轨道，滑过最高点Q，再沿圆轨道滑出后，与直轨上P 处静止的质量m=1kg的物块B碰撞，碰后粘合在一起运动。P点左侧轨道光滑，右侧轨道呈粗糙段、光滑段交替排列，每段长度都为L=0.6m。两物块与各粗糙段间的动摩擦因数都为μ=0.25，A、B均视为质点，碰撞时间极短。

（1）试求A滑过Q点时的速度大小和对圆轨道的压力；

（2）若碰后A、B粘合体最终停止在第k个粗糙段上，试求k的数值；

（3）试求第n个（1≤n<k）粗糙段对A、B粘合体的冲量大小与n的关系式。

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