专题01 力学版块大题综合-【冲刺双一流之大题必刷】备战2024年高考物理冲刺双一流之大题必刷满分冲刺（新高考浙江专用）

专题01 力学版块大题综合 一、解答题 1．（2023·浙江·模拟预测）如图所示，AB段是长为5R的粗糙水平轨道，BC段是半径为R的光滑竖直半圆形轨道，两段轨道在B点处平滑连接，质量均为m的滑块1和滑块2分别静止于A点和B点。现用力F对滑块1施加一水平向右的瞬时冲量，使其以的初速度沿轨道AB运动，与滑块2发生碰撞，碰后二者立即粘在一起沿轨道BC运动并通过C点。已知两滑块与水平轨道AB间的动摩擦因数μ=0.4，半圆形轨道的直径BC沿竖直方向，重力加速度为g，滑块1和2均可视为质点。求： （1）力F对滑块1所做的功W； （2）滑块1和滑块2组成的系统在碰撞过程中损失的机械能E损； （3）滑块1和滑块2经过C点时对轨道压力的大小F压。 2．（2023·浙江嘉兴·统考二模）如图1所示，上端封闭、下端开口且粗细均匀的玻璃管长度，将其从水银面上方竖直向下缓慢插入水银中。发现管内水银面与管壁接触的位置向下弯曲，致玻璃管内水银面形成凸液面，如图2所示。当玻璃管恰好全部插入水银时，管内、外水银面的高度差为h，此时作用于管的竖直向下压力大小为。已知大气压强，玻璃管横截面积大小，玻璃管质量，环境温度为常温且恒定。 （1）图2所示水银面说明水银能否浸润玻璃？插入过程中，管内气体吸热还是放热？ （2）求高度差h： （3）求撤去压力F的瞬间，玻璃管的加速度大小。 3．（2023·浙江温州·乐清市知临中学校考模拟预测）如图所示，在竖直平面内一游戏装置由轨道I和轨道II组成。轨道I固定，由弹簧发射器、水平轨道AB、倾角为的轨道BC组成；轨道II由倾角为的轨道DE、半径为R的圆弧轨道EFG和倾角为的轨道GH组成，轨道整体可移动并固定，两道轨各部分均平滑连接，C、D和O等高，除GH外，其余各段均光滑。一质量为的滑块P通过弹簧发射器获得初动能，与质量的滑块Q在AB段发生弹性碰撞，碰后滑块P的速度为原来速度的一半，方向保持不变。滑块Q滑上BC并被抛出，调节轨道II与轨道I的间距（C、D间距）x，使滑块Q恰好切入轨道DE并保留在轨道II内，游戏便成功。已知，，GH长，滑块Q与GH间的摩擦因数，，。 （1）求滑块Q的质量； （2）游戏成功，求轨道在F点所受压力的最小值； （3）游戏成功，求x与滑块P的初动能之间的关系。    4．（2023·浙江·模拟预测）如图所示，水平传送带左端与水平面相连，左端是竖直光滑半圆轨道，半圆形轨道半径，传送带长度，沿逆时针方向匀速运行，运行速率为，间距，一小物块质量，从传送带A点由静止释放，该物块与传送带间的动摩擦因数为，与面间的动摩擦因数为。重力加速度取，不计空气阻力。 （1）若传送带的速度大小，判断物块能否运动到D点； （2）要使物块恰好通过圆形轨道的最高点E，需要在A点由静止释放物块的同时，对物块施加一水平向左的恒力F（该力一直作用在物块上），求力F的最小值及此时传送带速度大小应满足的条件。 5．（2023·浙江·校联考模拟预测）如图所示，一只可爱的企鹅在倾角为37°的冰面上玩耍，先以恒定加速度从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”，经t=0.8s后，在x=0.64m处，突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行，最后退滑到出发点。企鹅在滑行过程中姿势保持不变，企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数μ=0.25，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，取重力加速度g=10m/s2，求： （1）企鹅向上“奔跑”的加速度大小a； （2）企鹅滑行过程所用的总时间t总（结果可用根号表示）。 6．（2023·浙江·模拟预测）风洞是空气动力学研究和实验中广泛使用的工具，某研究小组设计了一个总高度的低速风洞，用来研究某物体在竖直方向上的运动特性，如图所示，风洞分成一个高度为的无风区和一个受风区，某物体质量，在无风区中受到空气的恒定阻力，大小为20 N，在受风区受到空气对它竖直向上的恒定作用力。某次实验时该物体从风洞顶端由静止释放，且运动到风洞底端时速度恰好为0，求在本次实验中： （1）该物体的最大速度； （2）该物体在受风区受到空气对它的作用力大小； （3）该物体第一次从风洞底端上升的最大距离。 7．（2023·浙江温州·统考二模）如图甲所示，某同学利用乐高拼装积木搭建一游戏轨道，其结构简图如图乙所示。该轨道由固定的竖直轨道AB，半径分别为、0.5r、1.5r的三个半圆轨道、、，半径为r的四分之一圆弧轨道，长度的水平轨道EF组成，轨道和轨道前后错开，除水平轨道EF段外其他轨道均光滑，且各处平滑连接。可视为质点的滑块从A点由静止释放，恰好可以通过轨道的最高点D，不计空气阻力。 （1）求A、C两点的高度差h； （2）要使物块至少经过F点一次，且运动过程中始终不脱离轨道，求滑块与水平轨道EF间的动摩擦因数的范围； （3）若半圆轨道中缺一块圆心角为的圆弧积木（I、