高中物理宏观物体和微观粒子的能量变化特点综合题

如图所示，在xoy平面内，第Ⅲ象限内的直线OM是电场与磁场的边界，OM与负x轴成45°角．在x＜0且OM的左侧空间存在着负x方向的匀强电场E，场强大小为0.32N/C；在y＜0且OM的右侧空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场B，磁感应强度大小为0.1T．一不计重力的带负电的微粒，从坐标原点O沿y轴负方向以v₀=2×10³m/s的初速度进入磁场，最终离开电磁场区域．已知微粒的电荷量q=5×10^-18C，质量m=1×10^-24kg，求：

（1）带电微粒第一次经过磁场边界的位置坐标；
（2）带电微粒在磁场区域运动的总时间；
（3）带电微粒最终离开电、磁场区域的位置坐标．

如图所示，一轻质弹簧的一端固定于倾角为θ=30⁰的光滑斜面上端，另一端系质量m=0.5kg的小球，小球被一垂直于斜面的挡板挡住，此时弹簧恰好为自然长度．现使挡板以恒定加速度a=2m/s²沿斜面向下匀加速运动（斜面足够长），己知弹簧的劲度系数k=50N/m．求：
（1）小球开始运动时挡板对小球提供的弹力．
（2）小球从开始运动到与挡板分离时弹簧的伸长量．
（3）试问小球与挡板分离后能否回到出发点?请简述理由．

人类的陆上运输经历了从马车到蒸汽机车，再到内燃机车的演变过程。今天，我们已拥有汽车、火车、飞机等快速变通工具。

1．	汽车、火车、飞机在行驶中都会因某些因素而影响其速度，所以高速运行的交通工具的头部一般呈流线型，主要是为了减少。

2．	某汽车的部分参数如下表，请根据表中数据完成表的其他部分。 整车行驶质量1500kg 最大功率92KW 加速性能 0-108km/h（即30m/s）所需时间 平均加速度 11s m/s^2 制动性能 车辆以36km/h（即10m/s）行驶时间的制动距离 制运过程中所受合外力 6.5m N

3．

生活中经常用"呼啸而来"形容正在驶近的车辆，这是声波在传播过程中对接收者而言频率发生变化的表现，无线电波也具有这种效应。图中的测速雷达正在向一辆接近的车辆发生无线电波，并接收被车辆反射的无线电波。由于车辆的运动，接收的无线电波频率与发生时不同，利用频率差 $f_{\mathrm{接收}}-f_{\mathrm{发车}}$就能计算出车辆的速度。已知发出和接收的频率间关系为 $f_{\mathrm{接收}}=(1+\frac{2v_{车}}{c})f_{\mathrm{发出}}$，式中 $c$是真空中的光速，若 $f_{\mathrm{发出}}=2\times {10}^{9}Hz$， $f_{\mathrm{接收}}-f_{\mathrm{发车}}=400Hz$，可知被测车辆的速度大小为m/s。

4．	有一个小实验：当向两片竖直放置的纸片的中间吹气时，会发现两个小纸片不但不分离，反而靠拢了。这一现象告诉我们，流体运动部分产生的压强要比它周围静止部分产生的压强小。也可以概括为流速大，压强小、流速小，压强大。飞机上天就是由于机翼上下空气流速不同造成的压力差所致。 $F1$赛车在尾部都装有尾翼板，其作用是（） A． 减小磨擦 B． 抵消升力 C． 减小阻力 D． 升高重心

5．	电动车所需能量由它所携带的蓄电池供给。右图为某类电动车与汽油车性能的比较。通常车用电动机的质量是汽油机的4倍或5倍。为促进电动车的推广使用，在技相主主要应对电动车的等部件加以改进。给电动车蓄电池充电的能量实际上来自于发电站。一般发电站燃烧燃料所释放出来的能量仅30%转化为电能，在向用户输送及充电过程中又损失了20%，这意味着使用电动车时能量转化的总数率约为%。

8两个相同的小球A和B，质量均为m，用长度相同的两根细线把A、B两球悬挂在水平天花板上的同一点O，并用长度相同的细线连接A、B两小球，然后，用一水平方向的力F作用在小球A上，此时三根细线均处于直线状态，且OB细线恰好处于竖直方向，如图所示。如果不考虑小球的大小，两小球均处于静止状态，则
（1）OB绳对小球的拉力为多大？
（2）OA绳对小球的拉力为多大？
（3）作用力F为多大？

如图所示，用两根轻绳AB和BC吊一个0.5 kg的灯，如果BC绳水平，AB绳与水平方向夹角为60°，求绳AB与BC所受到的拉力。（g=10N/kg）

我国北方地区近年来遭遇严重的沙尘暴天气，现把沙尘上扬后的情况简化为如下情景：v为竖直向上的风速，沙尘颗粒被扬起后悬浮在空中（不动），这时风对沙尘的作用力相当于空气不动而沙尘以速度 v竖直向下运动时所受的阻力。此阻力可用下式表达其中为一系数，A为沙尘颗粒的截面积，为空气密度。（球体体积）
（1）若沙粒的密度，沙尘颗粒为球形，半径为r，地球表面处空气密度，试估算在地面附近上述v的最小值。
（2）假定空气密度随高度h的变化关系为其中为h处的空气密度，C为一常量，试估算当、扬沙稳定时的最大高度。（不考虑g随高度的变化）

当物体从高空下落时，所受阻力会随物体的速度增大而增大，因此经过下落一段距离后将匀速下落，这个速度称为此物体下落的收尾速度。研究发现，在相同环境条件下，球形物体的收尾速度仅与球的半径和质量有关．下表是某次研究的实验数据

小球编号	A	B	C	D	E
小球的半径（×10^－3m）	0.5	0.5	1.5	2	2.5
小球的质量（×10^－6kg）	2	5	45	40	100
小球的收尾速度（m/s）	16	40	40	20	32

（1）根据表中的数据，求出B球与C球在达到终极速度时所受阻力之比．
（2）根据表中的数据，归纳出球型物体所受阻力f与球的速度大小及球的半径的关系（写出有关表达式、并求出比例系数）．
（3）现将C号和D号小球用轻质细线连接，若它们在下落时所受阻力与单独下落时的规律相同．让它们同时从足够高的同一高度下落，试求出它们的收尾速度；并判断它们落地的顺序（不需要写出判断理由）．

如图12所示粗细均匀的木棒长为L，质量为M ，可绕固定转动轴O自由转动，现用水平力F作用于木棒的下端将木棒从竖直位置缓慢拉起，并转过θ角度，则在拉起的过程中，拉力F做的功为多少？

某同学解法为：
木棒与竖直位置成θ时，木棒所受的力矩平衡 Mg Lsinθ/2=" F" Lcosθ，
得到F=Mgtgθ/2
从竖直位置缓慢拉起的过程中，拉力F从0变化到Mgtgθ/2，
拉力F的平均值=Mgtgθ/4
拉力作用点在力F方向上的位移是 S="L" sinθ
根据W="FS" 解得 ：拉力F 做的功：W_F=" Mg" L sinθtgθ/4
所以在拉起的过程中，拉力F做的功为W_F="Mg" L sinθtgθ/4 ，
你认为他的解法是否正确？若正确，请说明理由；若错误，也请说明理由，并且解出正确的结果。

如图1-71（原图1-69）所示，重为G的一根均匀硬棒AB，杆的A端被细绳吊起，在杆的另一端B作用一水平力F，把杆拉向右边，整个系统平衡后，细线、棒与竖直方向的夹角分别为a、b．求证：tgb=2tga．[15 ]

如图1-59（原图1-62）所示，重为600N的均匀木板搁在相距为2.0m的两堵竖直墙之间，一个重为800N的人站在离左墙0.5m处，求左、右两堵墙对木板的支持力大小．[7 ]

如图1-58（原图1-61）所示，一个质量为m、半径为R的球，用长为R的绳悬挂在L形的直角支架上，支架的重力不计，AB长为2R，BC长为，为使支架不会在水平桌面上绕B点翻倒，应在A端至少加多大的力？[6 ]

如图所示，用两段直径均为d=0.02m，且相互平行的小圆棒A和B水平地支起一根长为L=0.64m、质量均匀分布的木条.设木条与两圆棒之间的静摩擦因数μ₀=0.4，动摩擦因数μ=0.2.现使A棒固定不动.并对B棒施以适当外力，使木棒B向左缓慢移动，试讨论分析木条的移动情况，并把它的运动情况表示出来.设木条与圆棒B之间最先开始滑动.

质量均为m的四块砖被夹在两竖直夹板之间，处于静止状态，如图1。试求砖3对砖

2的摩擦力。

如图所示，物体的质量为2kg，两根轻绳AB和AC的一端连接于竖直墙上，另一端系于物体上，在物体上另施加一个方向与水平线成θ=60⁰的拉力F，若要使两绳都能伸直，求拉力F的大小范围。