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题型：解答题题类：难易度：普通

2025届山东省高三上学期第三次学业水平联合检测同类训练物理试卷

如图所示为一“永动机”玩具模型的原理图，abcd是一组光滑双金属轨道，双轨道的间距 $\text{[math]}$ ， bc段水平。按下一个隐藏的开关后，把质量 $\text{[math]}$ 的钢球从软木盘中心洞口O点无初速度释放，钢球便沿轨道运动至d点斜向上飞出，速度与水平方向的夹角为53°，之后恰好落到洞口O点附近的G点，接着在洞口附近来回运动一段时间后，再次从洞口无初速度落下，此后不断重复以上过程。不计空气阻力，取 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。

（1）、已知钢球直径 $\text{[math]}$ ，求钢球在bc段上滚动时，每条轨道对钢球的支持力大小；

（2）、若将钢球视为质点，G、d点在同一高度，两点的水平距离 $\text{[math]}$ ，求钢球从d点飞出后能上升的最大高度；

（3）、要使钢球能“永动”，求小球每运动一圈，玩具中隐藏的加速装置需对小球做的功。

举一反三

如图所示，在竖直平面内有水平向右、场强为E的匀强电场。在匀强电场中有一根长L的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球，它静止时悬线与竖直方向成37°角，若小球获得初速度恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，取小球静止时的位置为电势能零点和重力势能零点，重力加速度为g，下列说法正确（　　）

潜水艇的艇身装有水舱，如图所示，一潜水艇正悬浮在水中，若要使该潜水艇上浮，则应该（　　）

如图所示是一个抓娃娃机抓手结构示意图。其中套筒是固定的，部件MN穿过套筒，且可以上下移动。当MN向下运动时，其就会带动杆DE，从而进一步带动活动构件ABC使其进行抓握动作。商家可以通过事先设定的程序，控制施加在MN上的压力F的大小，从而控制抓手抓握的强度以实现其预设的抓娃娃成功率。已知抓手的结构左右对称，MN沿竖直方向且其自身的重力可以忽略不计，DE杆与水平方向的夹角为θ。当MN受到向下压力的大小为F时，杆DE中会受到{#blank#}1{#/blank#}（选填“拉力”或“压力”）；该力大小为{#blank#}2{#/blank#}。

如图所示，在一半径为R的光滑绝缘竖直半圆弧槽ABC的圆心处固定一电荷量为+Q的带电小球，现将一质量为m、电荷量为+q的光滑小球从A点由静止释放，则小球到达最低点B时对槽的压力大小为（　　）

如图所示，木块A、B分别重50N和60N，它们与水平地面间的动摩擦因数均为0.20，连接在A、B之间的轻弹簧被拉伸了 $\text{[math]}$ ，弹簧的劲度系数为400N/m，系统置于水平地面上静止不动。现用 $\text{[math]}$ 的水平拉力作用在木块B上，则在力F作用后（　　）

如图所示，定滑轮A（形状忽略不计）固定在天花板上，轮轴与表面均光滑，水平地面上固定铰链B（形状忽略不计），B在A的正下方，轻质硬直杆一端连接B，另一端连接质量为 $\text{[math]}$ 的小球C（视为质点），轻质细线跨过A，左端施加力 $\text{[math]}$ （为未知量），系统处于第一个静止状态，三角形ABC为边长为 $\text{[math]}$ 正三角形；再让 $\text{[math]}$ 间的距离变为0.5d，系统处于第二个静止状态，轻绳左端施加的力为 $\text{[math]}$ （为未知量），重力加速度为 $\text{[math]}$ ，则两种静止状态下（）

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