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题型：题类：难易度：普通

2025届湖北省部分重点中学高三上学期第一次联考物理试卷

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（　　）

A、物块B与挡板碰撞时的速度大小为 $\text{[math]}$ B、物块B与挡板碰撞时，弹簧弹性势能为 $\text{[math]}$ C、物块B与挡板碰撞后弹簧弹性势能的最大值为 $\text{[math]}$ D、弹簧第一次伸长量为x时物块B的速度大小为 $\text{[math]}$

举一反三

如图所示，装置的左边是足够长的光滑水平台面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量 $\text{[math]}$ 的小物块A。装置的中间是水平传送带，它与左侧的水平台面、右侧的光滑曲面均平滑连接。传送带始终以 $\text{[math]}$ 的速率逆时针转动，质量 $\text{[math]}$ 的小物块B从右侧的光滑曲面上距水平台面高 $\text{[math]}$ 处由静止释放。已知传送带上表面长 $\text{[math]}$ ，物块B与传送带之间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ 。设物块A、B间发生的是对心弹性碰撞，第一次碰撞前物块A静止且处于平衡状态，取 $\text{[math]}$ 。

（1）求物块B刚滑上传送带时的速度大小；

（2）求物块B与物块A第一次碰撞前的速度大小；

（3）通过计算说明物块B与物块A第一次碰撞后能否运动到右边的曲面上；

（4）如果物块A、B每次碰撞后，物块A再回到平衡位置时都会立即被锁定，而当它们再次碰撞前锁定被解除，试求出物块B第n次碰撞后速度的大小。

如图所示，一长 $\text{[math]}$ 的倾斜传送带，传送带与水平面的夹角 $\text{[math]}$ ，传送带以的速率 $\text{[math]}$ 沿顺时针匀速运行。在一光滑水平面上有质量为 $\text{[math]}$ ，长 $\text{[math]}$ 的木板，在其右端放一质量为 $\text{[math]}$ 的滑块。木板左端离传送带足够远，地面上有一与木板等高的小挡片O可以粘住木板使其停止运动，小挡片O与传送带轮子边缘有一小断光滑小圆弧（尺寸忽略不计），从而使滑块离开木板后可以无能量损失地滑上传送带。现滑块以初速度 $\text{[math]}$ 开始向左运动，滑块与木板之间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，滑块与传送带间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，传送带的底端垂直传送带放一挡板P，滑块到达传送带底端时与挡板P发生碰撞，滑块与挡板P碰撞前、后的速率不变，滑块可视为质点，取重力加速度 $\text{[math]}$ 。求：

如图所示，处于竖直平面内的轨道，由倾角 $\text{[math]}$ 的足够长直轨道 $\text{[math]}$ 、圆心为 $\text{[math]}$ 的半圆形轨道 $\text{[math]}$ 、圆心为 $\text{[math]}$ 的圆形细圆管轨道 $\text{[math]}$ 、倾角 $\text{[math]}$ 的直轨道 $\text{[math]}$ 、水平直轨道 $\text{[math]}$ 组成，各段轨道均光滑且各处平滑连接，B和D为轨道间的相切点，点E、圆心 $\text{[math]}$ 处于同一竖直线上，C、F、G处于同一水平面上。在轨道末端G的右侧光滑水平面上，紧靠着质量 $\text{[math]}$ 、长度 $\text{[math]}$ 的无动力摆渡车，车上表面与直轨道 $\text{[math]}$ 平齐。可视为质点、质量 $\text{[math]}$ 的滑块从直轨道 $\text{[math]}$ 上某处静止释放。已知轨道 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的半径 $\text{[math]}$ 。（ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ）

如图所示，半径 $\text{[math]}$ 的四分之一光滑圆轨道 $\text{[math]}$ 与光滑水平长直轨道 $\text{[math]}$ 在 $\text{[math]}$ 点平滑连接，圆轨道A点与圆心 $\text{[math]}$ 等高， $\text{[math]}$ 点切线水平。一条长度 $\text{[math]}$ 的水平传送带 $\text{[math]}$ 以 $\text{[math]}$ 的速度匀速向右运行。 $\text{[math]}$ 时刻一物块 $\text{[math]}$ 在传送带左端 $\text{[math]}$ 静止释放。另一时刻，一与物块 $\text{[math]}$ 完全相同的物块 $\text{[math]}$ 从A点以一初速度释放。 $\text{[math]}$ 时刻物块 $\text{[math]}$ 以 $\text{[math]}$ 的速度冲上传送带左端 $\text{[math]}$ 。已知物块 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 质量均恒为 $\text{[math]}$ ，两物块与传送带的动摩擦因数均为 $\text{[math]}$ ，两物块运动过程中均可看作质点，两者的碰撞时间极短（可忽略不计），而且碰后物块 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 粘在一起，求：

2024元旦到来之际，某科技馆设计制作了高度可调的“2024”灯带轨道和铺设在地面上点燃烟花的触动开关，通过滑块在轨道运动点亮灯带，撞击触动开关点燃烟花，喜气洋洋地迎接新年到来。如图所示，由四个等高数字组成的光滑细圆管灯带轨道，固定在竖直平面内，底端与水平地面相切，弹射装置将金属滑块1弹出，在粗糙水平直轨道AB上滑行距离s=1m后与在轨道“4”高度一半位置上静止的金属滑块2发生碰撞，碰后粘合为滑块组依次滑过“4202”，点亮“2024”的整个灯带轨道，最后从“2”字最高点水平抛出，落到地面时撞击触动开关，从而发射出璀璨绚丽的烟火。每个触动开关长度均为L=0.3m依次排列铺设在地面上，在其长度的任意区域内触动都能点燃烟花，点燃烟花管数y与段数n的函数关系为：y=3ⁿ（n=1，2，3……）。已知轻弹簧贮存的弹性势能E_p=13.8J，两滑块质量相同为m=0.4kg，水平直轨道AB的动摩擦因数µ=0.25，（重力加速度g取10m/s²；滑块1、2视为质点，碰撞时间极短； $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ），求：

（1）碰撞后瞬间滑块组的速度大小；

（2）调节“2024”的高度，让“0”字半径，滑块组进入到“0”圆弧轨道最高点时对轨道的压力；

（3）改变“2024”的高度，高度h取值范围为多少时，滑块组能撞击触动开关点燃烟花；以及当高度h取何值时，发射烟花管数最多有多少管？

图所示，水平放置的劲度系数为k的轻质弹簧右侧与墙壁连接，初始弹簧处于原长，水平面光滑且足够长，上面依次放有2024个质量均为2m的弹性物块（所有物块在同一竖直平面内），另有一个质量为m的0号物块在外力作用下将弹簧压缩 $\text{[math]}$ 后由静止释放，以速度 $\text{[math]}$ 与1号物块发生弹性正碰，0号物块反弹后再次压缩弹簧，在弹簧弹力作用下返回再次与1号物块发生弹性正碰，如此反复。所有物块均可视为质点，物块之间的碰撞均为弹性碰撞，重力加速度为g，弹性势能表达式为 $\text{[math]}$ ，求：

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