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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

台球是深受大众喜爱的娱乐健身活动。如图，运动员采用“点杆”击球法（当球杆杆头接触母球的瞬间，迅速将杆抽回，母球离杆后与目标球发生对心正碰，视为弹性碰撞）击打母球，使得目标球被碰撞后经 $\text{[math]}$ 边反弹进入球洞A，这种进球方式被称为“翻袋”进球法。已知两球质量均为0.2kg，且可视为质点，球间距离为0.9m，目标球与 $\text{[math]}$ 挡壁间虚线距离为0.3m，目标球被 $\text{[math]}$ 挡壁反弹后向A球洞运动方向与 $\text{[math]}$ 挡壁间夹角为30°， $\text{[math]}$ ，球与桌面间阻力为重力的 $\text{[math]}$ ，不计球与挡壁碰撞过程中损失的动能，重力加速度 $\text{[math]}$ 。

（1）求母球在桌面做直线运动时的加速度大小；

（2）若某次击打后母球获得的初速度为1m/s，且杆头与母球的接触时间为0.05s，求母球受到杆头的平均冲击力大小；

（3）若击打后母球获得速度 $\text{[math]}$ ，求目标球被碰撞后的速度大小，并分析目标球能否进球洞A。

如图，半径为 $\text{[math]}$ 的四分之一光滑圆轨道固定在竖直平面内，其末端与水平地面 $\text{[math]}$ 相切于P点， $\text{[math]}$ 的长度 $\text{[math]}$ 。一长为 $\text{[math]}$ 的水平传送带以恒定速率 $\text{[math]}$ 逆时针转动，其右端与地面在M点无缝对接。物块a从圆轨道顶端由静止释放，沿轨道下滑至P点，再向左做直线运动至M点与静止的物块b发生弹性正碰，碰撞时间极短。碰撞后b向左运动到达传送带的左端N时，瞬间给b一水平向右的冲量I，其大小为 $\text{[math]}$ 。以后每隔 $\text{[math]}$ 给b一相同的瞬时冲量I，直到b离开传送带。已知a的质量为 $\text{[math]}$ 的质量为 $\text{[math]}$ ，它们均可视为质点。a、b与地面及传送带间的动摩擦因数均为 $\text{[math]}$ ，取重力加速度大小 $\text{[math]}$ 。求：

一质量为m₁的物体以v₀的初速度与另一质量为m₂的静止物体发生碰撞，其中m₂=km₁ ， k＜1。碰撞可分为完全弹性碰撞、完全非弹性碰撞以及非弹性碰撞。碰撞后两物体速度分别为v₁和v₂ ．假设碰撞在一维上进行，且一个物体不可能穿过另一个物体。物体1碰撞后与碰撞前速度之比 $\text{[math]}$ 的取值范围是（　　）

甲、乙两小球在光滑的水平面上沿同一直线相向运动，已知小球甲的质量小于小球乙的质量，两小球碰撞前后的位移随时间的变化规律如图所示。则下列说法正确的是（　　）

2024年哈尔滨成为了全国旅游的最热门的城市，美食和冰雪项目深受大量游客喜爱，如图1所示的滑雪圈是网红打卡项目之一。图2为某滑雪圈项目轨道的示意图，该项目的轨道由倾角 $\text{[math]}$ 、长 $\text{[math]}$ 滑道 $\text{[math]}$ 与水平冰雪地面平滑连接构成，雪圈与倾斜滑道间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，与水平冰雪地面的动摩擦因数 $\text{[math]}$ 。游客甲从滑道顶端A点由静止开始下滑，雪圈过B点前后速度大小不发生变化，当游客甲滑至水平地面上C处时与停在C处未及时起身离开的游客乙发生正碰，作用时间很短， $\text{[math]}$ 间距离 $\text{[math]}$ 。已知两游客最终都停在了水平面上，不计空气阻力引起的能量损失，两游客连同雪圈可看成质点，游客甲连同雪圈总质量 $\text{[math]}$ ，游客乙连同雪圈总质量为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。求：

（1）碰撞前游客甲的速度；

（2）全过程中两游客与轨道摩擦可能产生的热量的最小值。

在滑绝缘水平面上，三个完全相同的带电小球，通过不可伸长的绝缘轻质细线，连接成边长为d的正三角形，如图甲所示。小球质量都为m，带电量均为+q，可视为点电荷。初始时，小球均静止，细线拉直现将球A和球B间的细线剪断，当三个小球运动到同一条直线上时，速度大小分别为v₁、v₁、v₂ ，如图乙所示。当三个小球再次运动到成正三角形时，速度大小别为v₃、v₃、v₄ ，不计空气阻力，已知两点电荷的电势能 $\text{[math]}$ （r为两点电荷之间的距离，k为静电力常量）。下列说法正确的是（　　）

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