名校
1 . 一闯关游戏装置处于竖直截面内，如图所示，该装置由倾角
的直轨道AB，螺旋圆形轨道BCDEF，水平直轨道FG，传送带GH，水平直轨道HI，两个相同的四分之一圆管道拼接成的管道IJ，水平直轨道JK组成。其中螺旋圆形轨道与轨道AB、FG相切于B（E）和C（F）。直线轨道FG和HI通过传送带GH平滑连接，管道IJ与直线轨道HI相切于I点，直线轨道JK右端为弹性挡板，滑块与弹性挡板碰撞后能原速率返回。已知螺旋圆形轨道半径
，FG长
，传送带GH长
，HI长
，四分之一圆轨道IJ的半径
。滑块与FG、HI、JK间的动摩擦因数
，与传送带间的动摩擦因数
，其余轨道光滑。现将一质量为
的滑块从倾斜轨道AB上某高度h处静止释放（滑块视为质点，所有轨道都平滑连接，不计空气阻力，
）
（1）若滑块恰好经过圆形轨道最高点D，求滑块过C点对轨道的压力及滑块静止释放时的高度；
（2）若滑块从AB上高
处静止释放，且传送带静止，那么滑块最终静止的位置距离H点的水平距离有多远；
（3）若滑块从AB上高处静止释放，且传送带以恒定的线速度顺时针转动，要使滑块停在JK上（滑块不会再次通过轨道IJ回到HI上），求传送带的线速度v需满足的条件。
的直轨道AB，螺旋圆形轨道BCDEF，水平直轨道FG，传送带GH，水平直轨道HI，两个相同的四分之一圆管道拼接成的管道IJ，水平直轨道JK组成。其中螺旋圆形轨道与轨道AB、FG相切于B（E）和C（F）。直线轨道FG和HI通过传送带GH平滑连接，管道IJ与直线轨道HI相切于I点，直线轨道JK右端为弹性挡板，滑块与弹性挡板碰撞后能原速率返回。已知螺旋圆形轨道半径，FG长，传送带GH长，HI长，四分之一圆轨道IJ的半径。滑块与FG、HI、JK间的动摩擦因数，与传送带间的动摩擦因数，其余轨道光滑。现将一质量为的滑块从倾斜轨道AB上某高度h处静止释放（滑块视为质点，所有轨道都平滑连接，不计空气阻力，）（1）若滑块恰好经过圆形轨道最高点D，求滑块过C点对轨道的压力及滑块静止释放时的高度；
（2）若滑块从AB上高
处静止释放，且传送带静止，那么滑块最终静止的位置距离H点的水平距离有多远；（3）若滑块从AB上高
处静止释放，且传送带以恒定的线速度顺时针转动，要使滑块停在JK上（滑块不会再次通过轨道IJ回到HI上），求传送带的线速度v需满足的条件。
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2024-03-21更新
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667次组卷
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2卷引用：重庆市巴蜀中学2023-2024学年高一下学期第一次月考物理试卷
名校
2 . 如图所示为一处于竖直平面内的实验探究装置的示意图，该装置由速度可调的固定水平传送带、光滑圆弧轨道BCD和光滑细圆管EFG组成，其中水平传送带长
，B点在传送带右端转轴的正上方，轨道BCD和细圆管EFG的圆心分别为
和
、圆心角均为
，半径均为，且B点和G点分别为两轨道的最高点和最低点。 在细圆管EFG的右侧足够长的光滑水平地面上紧挨着一块与管口下端等高、长
、质量
木板（与轨道不粘连）。现将一块质量
的物块（可视为质点）轻放在传送带的最左端A点，由传送带自左向右传动，在B处的开口和E、D处的开口正好可容物块通过。已知物块与传送带之间的动摩擦因数
，物块与木板之间的动摩擦因数
，重力加速度
（1）若物块进入圆弧轨道BCD后恰好不脱轨，求物块在传送带上运动的时间；
（2）若传送带的速度为3m/s，求物块经过圆弧轨道EFG最低点G时，轨道对物块的作用力大小；
（3）若传送带的最大速度为5m/s，在不脱轨的情况下，求滑块在木板上运动过程中产生的热量Q与传送带速度v之间的关系。
，B点在传送带右端转轴的正上方，轨道BCD和细圆管EFG的圆心分别为和、圆心角均为，半径均为，且B点和G点分别为两轨道的最高点和最低点。 在细圆管EFG的右侧足够长的光滑水平地面上紧挨着一块与管口下端等高、长、质量木板（与轨道不粘连）。现将一块质量的物块（可视为质点）轻放在传送带的最左端A点，由传送带自左向右传动，在B处的开口和E、D处的开口正好可容物块通过。已知物块与传送带之间的动摩擦因数，物块与木板之间的动摩擦因数，重力加速度（1）若物块进入圆弧轨道BCD后恰好不脱轨，求物块在传送带上运动的时间；
（2）若传送带的速度为3m/s，求物块经过圆弧轨道EFG最低点G时，轨道对物块的作用力大小；
（3）若传送带的最大速度为5m/s，在不脱轨的情况下，求滑块在木板上运动过程中产生的热量Q与传送带速度v之间的关系。
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2024-01-20更新
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661次组卷
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2卷引用：重庆市第七中学校2023-2024学年高三下学期2月月考物理试题
名校
3 . 如图所示，倾角为θ=37°的斜面固定在水平地面上，斜面底端固定一弹性挡板，斜面上距离挡板一段距离处放置一质量为m的薄板B，其上下表面均与斜面平行，薄板由两段不同材质的板拼接而成，上半段粗糙、下半段光滑。薄板B最上端放置一质量也为m的物块，初始时A和B在外力作用下均处于静止状态。t=0时撇去外力，A、B开始运动，在第2s末，物块刚好运动到薄板光滑段，第3s末与薄板同时运动到斜面底端弹性挡板处。已知物体与弹性挡板的碰撞为弹性碰撞，A与B粗糙段间的动摩擦因数
，整个薄板与斜面间的动摩擦因数，重力加速度g取
，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
（1）在0～2s时间内A和B加速度的大小；
（2）薄板B的总长度；
（3）通过计算分析物块是否能从薄板左端滑出，若能，求出物块滑离薄板时的速度；若不能，求出与弹性挡板碰撞后物块在薄板上粗糙部分运动的总路程。
，整个薄板与斜面间的动摩擦因数，重力加速度g取，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：（1）在0～2s时间内A和B加速度的大小；
（2）薄板B的总长度；
（3）通过计算分析物块是否能从薄板左端滑出，若能，求出物块滑离薄板时的速度；若不能，求出与弹性挡板碰撞后物块在薄板上粗糙部分运动的总路程。
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2023-12-29更新
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536次组卷
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3卷引用：河北省石家庄市部分重点高中2023-2024学年高三上学期12月调研联合测评物理试题
名校
4 . 一游戏装置竖直截面如图所示，该装置由固定在水平地面上倾角的直轨道AB、螺旋圆形轨道BCDE，倾角的直轨道EF、水平直轨道FG组成，除FG段
外其余各段轨道均光滑，且各处平滑连接。螺旋圆形轨道与轨道AB、EF相切于B（E）处。凹槽GHIJ底面HI水平，上面放有一无动力摆渡车，并紧靠在竖直侧壁GH处，摆渡车上表面与直轨道FG、平台JK位于同一水平面。已知螺旋圆形轨道半径
，B点高度为1.2R，FG长度
，HI长度
，摆渡车的质量、长度
将一质量也为的滑块从倾斜轨道AB上高度
处静止释放，（摆渡车碰到竖直侧壁IJ立即静止，滑块视为质点，不计空气阻力，
，
，
）
（1）求滑块过C点的速度大小
和轨道对滑块的作用力大小
；
（2）求滑块过G点的速度大小
；
（3）摆渡车碰到IJ前，滑块恰好不脱离摆渡车，求滑块与摆渡车之间的动摩擦因数μ2；
（4）在（3）的条件下，求滑块从G到J所用的时间t。
的直轨道AB、螺旋圆形轨道BCDE，倾角的直轨道EF、水平直轨道FG组成，除FG段外其余各段轨道均光滑，且各处平滑连接。螺旋圆形轨道与轨道AB、EF相切于B（E）处。凹槽GHIJ底面HI水平，上面放有一无动力摆渡车，并紧靠在竖直侧壁GH处，摆渡车上表面与直轨道FG、平台JK位于同一水平面。已知螺旋圆形轨道半径，B点高度为1.2R，FG长度，HI长度，摆渡车的质量、长度将一质量也为的滑块从倾斜轨道AB上高度处静止释放，（摆渡车碰到竖直侧壁IJ立即静止，滑块视为质点，不计空气阻力，，，）（1）求滑块过C点的速度大小
和轨道对滑块的作用力大小；（2）求滑块过G点的速度大小
；（3）摆渡车碰到IJ前，滑块恰好不脱离摆渡车，求滑块与摆渡车之间的动摩擦因数μ2；
（4）在（3）的条件下，求滑块从G到J所用的时间t。
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名校
5 . 如图所示，竖直平面内有一段绝缘的圆弧轨道AB和绝缘的水平轨道BC相切于B，其中AB圆弧轨道的圆心为O，
，圆心角θ＝53°，圆弧轨道光滑，BC轨道粗糙且足够长，滑块与轨道间的动摩擦因数μ＝0.5，轨道AB左侧d＝0.6m的区域存在一竖直向下匀强电场
，BC轨道区域存在水平向右的匀强电场
，一质量为m＝0.2kg，电量
的滑块以一定的初速度从电场的左边界水平射入，滑块恰好能做直线运动，假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力，
，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。求：
（1）滑块的电性和的大小；
（2）若电场大小不变，方向反向，要使滑块恰好能从A点沿切线滑入轨道，求滑块水平射入电场时的初速度，以及进入A点时的速度；
（3）在第（2）问的条件下，若电场的大小可在0到
范围内调节，当取不同值时，求滑块最终因摩擦而产生的热量。（Q可用表示）
，圆心角θ＝53°，圆弧轨道光滑，BC轨道粗糙且足够长，滑块与轨道间的动摩擦因数μ＝0.5，轨道AB左侧d＝0.6m的区域存在一竖直向下匀强电场，BC轨道区域存在水平向右的匀强电场，一质量为m＝0.2kg，电量的滑块以一定的初速度从电场的左边界水平射入，滑块恰好能做直线运动，假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。求：（1）滑块的电性和
的大小；（2）若电场
大小不变，方向反向，要使滑块恰好能从A点沿切线滑入轨道，求滑块水平射入电场时的初速度，以及进入A点时的速度；（3）在第（2）问的条件下，若电场
的大小可在0到范围内调节，当取不同值时，求滑块最终因摩擦而产生的热量。（Q可用表示）
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名校
6 . 某游戏装置如图所示，一水平传送带长
以
的速度顺时针转动，其左端A点和右端B点分别与两个光滑水平台面对接。左边水平台面上有一被压缩的弹簧，弹簧的左端固定，右端与一质量为
的物块甲相连（甲与弹簧不拴接，滑上传送带前已经脱离弹簧），甲与传送带间的动摩擦因数。B点右边有一个倾角为
，高
的固定光滑斜面（水平台面与斜面由平滑圆弧连接），斜面的右侧有一高
光滑固定桌面。桌面左端依次叠放着质量
的木板（厚度不计）和质量
的物块乙，乙与木板间的动摩擦因数
，桌面上固定一竖直挡板，挡板与木板右端相距
，木板与挡板碰撞会原速率返回。现将甲从压缩弹簧的右端静止释放，甲离开斜面后恰好在最高点处与乙发生弹性碰撞，乙始终未滑离木板。甲、乙均可视为质点，已知。求：
（1）甲刚离开斜面时的速度大小；
（2）弹簧最初的弹性势能；
（3）木板运动的总路程。
以的速度顺时针转动，其左端A点和右端B点分别与两个光滑水平台面对接。左边水平台面上有一被压缩的弹簧，弹簧的左端固定，右端与一质量为的物块甲相连（甲与弹簧不拴接，滑上传送带前已经脱离弹簧），甲与传送带间的动摩擦因数。B点右边有一个倾角为，高的固定光滑斜面（水平台面与斜面由平滑圆弧连接），斜面的右侧有一高光滑固定桌面。桌面左端依次叠放着质量的木板（厚度不计）和质量的物块乙，乙与木板间的动摩擦因数，桌面上固定一竖直挡板，挡板与木板右端相距，木板与挡板碰撞会原速率返回。现将甲从压缩弹簧的右端静止释放，甲离开斜面后恰好在最高点处与乙发生弹性碰撞，乙始终未滑离木板。甲、乙均可视为质点，已知。求： （1）甲刚离开斜面时的速度大小；
（2）弹簧最初的弹性势能；
（3）木板运动的总路程。
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7 . 如图所示，在竖直面内，一质量为m1=0.1kg且可视为质点的小物块A静止于质量为m2=0.1kg的长木板B的最左端，物块A位于悬点O的正下方。用长度为L=0.45m的不可伸长的轻绳将质量为m0=0.2kg的小球悬挂在O点，水平拉直轻绳后，将小球由静止释放，小球下摆至最低点与小物块A发生弹性正碰。小物块A运动至长木板B最右端时刚好与B共速，共速后长木板B运动中与平台侧面CN相碰而静止，B的厚度和CN高度相等。小物块A滑上水平平台CD，并进入圆弧管道DE，圆弧管道DE与CD在D点平滑连接，管道的内径略大于小物块A的线度。已知CD的长度为s=0.2m，DE的半径为R=0.4m，EF在竖直直径上，EF的高度为h=0.1m，CD与FG为同一高度的水平面，小物块A与长木板B、平台CD之间的动摩擦因数均为μ=0.4，MN和管道DE均光滑，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。
（1）求小物块A在DE最高点时，物块对管道的作用力FN；
（2）求长木板B的长度l以及B初始静止时B的右端距离CN的最短距离；
（3）拉直轻绳，减小小球释放点到木板B上表面的竖直高度H，要使A能通过E点且落到FG上，求A最终落点到F点的距离d与H间满足的关系（结果用根式表示）。
（1）求小物块A在DE最高点时，物块对管道的作用力FN；
（2）求长木板B的长度l以及B初始静止时B的右端距离CN的最短距离；
（3）拉直轻绳，减小小球释放点到木板B上表面的竖直高度H，要使A能通过E点且落到FG上，求A最终落点到F点的距离d与H间满足的关系（结果用根式表示）。
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8 . 如图所示，质量
的物块A与质量
（未知）的物块B（均可视为质点）通过轻质弹簧拴接在一起，静止在光滑地面上，
时质量
的子弹以速度
沿水平方向射入物块A并留在其中（时间极短）。
时，弹簧第一次压缩量最大，此时弹簧压缩量为
，从到时间内，物块B运动的距离为
。已知碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度，
。求：
（1）子弹打入物块A后系统损失的动能；
（2）求弹簧恢复原长时物块A、B的速度；
（3）若物块B和弹簧不拴接，A、B分离后B滑上倾角，高度
的粗糙斜面（斜面固定在水平面上，经过连接处时无能量损失），然后滑下，与一直在水平面上运动的A再次相碰，物块B与斜面间的动摩擦因数
的取值范围。
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名校
9 . “抛石机”是古代战争中常用的一种设备，其装置简化原理如图所示。“抛石机”长臂的长度
，短臂的长度
。在某次攻城战中，敌人城墙高度H=12m，士兵们为了能将石块投入敌人城中，在城外堆出了高
的小土丘，在小土丘上使用“抛石机”对敌人进行攻击。士兵将质量m=4.8kg的石块装在长臂末端的弹框中，开始时长臂处于静止状态，其与水平底面夹角
。现对短臂施力，当长臂转到竖直位置时立即停止转动，石块被水平抛出且恰好击中城墙正面与小土丘等高的P点，P点与抛出位置间的水平距离
。不计空气阻力，重力加速度。
（1）求石块刚被抛出时短臂末端的速度大小v；
（2）求石块转到最高点的过程中弹框对石块所做的功；
（3）已知城墙上端的水平宽度
，若石块要击中敌人城墙顶部，则抛出石块的速度取值范围是多少？
，短臂的长度。在某次攻城战中，敌人城墙高度H=12m，士兵们为了能将石块投入敌人城中，在城外堆出了高的小土丘，在小土丘上使用“抛石机”对敌人进行攻击。士兵将质量m=4.8kg的石块装在长臂末端的弹框中，开始时长臂处于静止状态，其与水平底面夹角。现对短臂施力，当长臂转到竖直位置时立即停止转动，石块被水平抛出且恰好击中城墙正面与小土丘等高的P点，P点与抛出位置间的水平距离。不计空气阻力，重力加速度。（1）求石块刚被抛出时短臂末端的速度大小v；
（2）求石块转到最高点的过程中弹框对石块所做的功；
（3）已知城墙上端的水平宽度
，若石块要击中敌人城墙顶部，则抛出石块的速度取值范围是多少？
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2023-11-19更新
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332次组卷
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2卷引用：江西省宜春市高安二中，丰城九中，樟树中学，万载中学五校2023-2024学年高一上学期第一次联考物理试题
名校
10 . 如图，光滑轨道CDEF是一“过山车轨道”的简化模型，最低点D处入口、出口不重合，E点是半径为R＝0.5m的竖直圆轨道的最高点，DF部分水平，末端F点与其右侧的水平传送带平滑连接，传送带以速率v＝1m/s逆时针匀速转动，水平部分长度L＝2m。物块B静止在水平面的最右端F处。质量为
的物块A从轨道上某点由静止释放，恰好通过竖直圆轨道最高点E，然后与B发生碰撞并粘在一起。若B的质量是A的k倍，A、B与传送带的动摩擦因数均为μ＝0.1，物块均可视为质点，物块A与物块B的碰撞时间极短，重力加速度。
（1）求物块A释放点距水平轨道的高度H；
（2）求k＝4时物块A、B在传送带上向右滑行的最远距离；
（3）讨论k在不同数值范围时，A、B碰撞后传送带对它们所做的功W的表达式。
的物块A从轨道上某点由静止释放，恰好通过竖直圆轨道最高点E，然后与B发生碰撞并粘在一起。若B的质量是A的k倍，A、B与传送带的动摩擦因数均为μ＝0.1，物块均可视为质点，物块A与物块B的碰撞时间极短，重力加速度。（1）求物块A释放点距水平轨道的高度H；
（2）求k＝4时物块A、B在传送带上向右滑行的最远距离；
（3）讨论k在不同数值范围时，A、B碰撞后传送带对它们所做的功W的表达式。
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2023-11-18更新
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291次组卷
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3卷引用：陕西省榆林市府谷县第一中学2023-2024学年高二上学期第二次考试（12月）物理试题
