高中物理计算题

如图所示，要在客厅里挂一幅质量m=1.2kg的画(含画框)，已知画框背面有两个相距L=0.8m、位置固定的挂钩．现将轻质细绳的两端分别固定在两个挂钩上，把画对称地挂在插入竖直墙壁的光滑钉子上，挂好后整条细绳呈绷紧状态．若细绳能够承受的最大拉力为F_max=10N，g取10N／kg，要使细绳不被拉断，求细绳的最小长度．

物体以某一初速度冲上一光滑斜面，加速度恒定。前4s内位移是1.6m，随后4s内位移是零。求：(1）加速度大小为多少？
(2）物体的初速度大小为多少？
(3）第二个4秒内的速度变化量？
(4）10s内的位移？

同学们在学习了伽利略对自由落体运动的研究后，小张同学给小黄同学出了这样一道题目：让一个物体从一高楼的楼顶由静止落下(不考虑空气阻力)，物体到达地面前最后一秒内通过的位移为整个位移的9/25，求楼顶离地的高H(取g="10" m/s²).
小黄同学的解法为：根据得物体在最后1 s内的位移再根据得H="13.9" m，小黄同学的解法是否正确？如果正确，说明理由；如果不正确，请给出正确的解答过程和答案.

图示为一辆汽车在某段平直的公路上行驶的v-t图象，请根据此图象，求：（1）汽车的加速度；（2）汽车在0～30s内的位移．

如图所示，一边长L＝0.2m，质量m₁＝0.5kg，电阻R＝0.1Ω的正方形导体线框abcd,与一质量为m₂＝2kg的物块通过轻质细线跨过两定滑轮相连。起初ad边距磁场下边界为d₁＝0.8m，磁感应强度B＝2.5T，磁场宽度d₂＝0.3m，物块放在倾角θ＝53°的斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5。现将物块由静止释放，经一段时间后发现当ad边从磁场上边缘穿出时，线框恰好做匀速运动。（g取，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6）求：

（1）线框ad边从磁场上边缘穿出时速度的大小?
（2）线框刚刚全部进入磁场时动能的大小?
（3）整个运动过程线框中产生的焦耳热为多少？

如图所示，xOy为空间直角坐标系，PQ与y轴正方向成θ＝30°角。在第四象限和第一象限的xoQ区域存在磁感应强度为B的匀强磁场，在poy区域存在足够大的匀强电场，电场方向与PQ平行，一个带电荷量为＋q，质量为m的带电粒子从－y轴上的A（0，－L）点，平行于x轴方向射入匀强磁场，离开磁场时速度方向恰与PQ垂直，粒子在匀强电场中经时间t后再次经过x轴，粒子重力忽略不计。求：（1）从粒子开始进入磁场到刚进入电场的时间t＇；
（2）匀强电场的电场强度E的大小。

如图所示，一工件置于水平地面上，其AB段为一半径R＝1.0m的光滑圆弧轨道，BC段为一长度L＝0.5m的粗糙水平轨道，二者相切于B点，整个轨道位于同一竖直平面内，P点为圆弧轨道上的一个确定点。一可视为质点的物块，其质量m＝0.2kg，与BC间的动摩擦因数0.4。工件质量M＝0.8kg，与地面间的动摩擦因数。（取g＝10m/s²）

（1）若工件固定，将物块由P点无初速度释放，滑至C点时恰好静止，求P、C两点间的高度差h。
（2）若将一水平恒力F作用于工件，使物块在P点与工件保持相对静止，一起向左做匀加速直线运动。
①求F的大小
②当速度v＝5m/s时，使工件立刻停止运动（即不考虑减速的时间和位移），物块飞离圆弧轨道落至BC段，求物块的落点与B点间的距离。

如图（a）所示，光滑的平行长直金属导轨置于水平面内，间距为L、导轨左端接有阻值为R的电阻，质量为m的导体棒垂直跨接在导轨上。导轨和导体棒的电阻均不计，且接触良好。在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。开始时，导体棒静止于磁场区域的右端，当磁场以速度v₁匀速向右移动时，导体棒随之开始运动，同时受到水平向左、大小为f的恒定阻力，并很快达到恒定速度，此时导体棒仍处于磁场区域内。

（1）求导体棒所达到的恒定速度v₂；
（2）为使导体棒能随磁场运动，阻力最大不能超过多少？
（3）导体棒以恒定速度运动时，单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各为多大？
（4）若t＝0时磁场由静止开始水平向右做匀加速直线运动，经过较短时间后，导体棒也做匀加速直线运动，其v-t关系如图B.所示，已知在时刻t导体棋睥瞬时速度大小为v_t，求导体棒做匀加速直线运动时的加速度大小。

水平放置的光滑矩形金属框架，宽0.2米，长度较长，上面搁一不计电阻的直导线AB，质量m=0.5千克，框架电阻不计，两端各接一电阻R₁=1Ω，R₂=2Ω，磁场与框架平面垂直，向下Ｂ＝１特，现用恒力F=0.3牛，水平拉AB导体，当到达某一位置时，R₂的消耗功率为0.5瓦,，问：

(1) 此时R₁的消耗功率为多大?
(2) 此时导体AB的瞬时加速度多大？
(3) 此时拉力Ｆ的功率为多大？

水平放置的金属框架abcd，宽度为0.5m，匀强磁场与框架平面成30°角，如图所示，磁感应强度为0.5T，框架电阻不计，金属杆MN置于框架上可以无摩擦地滑动，MN的质量0.05kg，电阻0.2Ω，试求当MN的水平速度为多大时，它对框架的压力恰为零，此时水平拉力应为多大?

登月飞行器关闭发动机后在离月球表面112km的空中沿圆形轨道绕月球飞行，周期是120.5min，已知月球半径是1740km，根据这些数据计算月球的平均密度（G=6.67×10^-11N·m²·kg^-2）。

一种巨型娱乐器械由升降机送到离地面75m的高处，然后让座舱自由落下。落到离地面30 m高时，制动系统开始启动，座舱均匀减速，到地面时刚好停下。若座舱中某人用手托着M=5Kg的铅球，取g=10m/s²，试求
（1）从开始下落到最后着地经历的总时间多长？
（2）当座舱落到离地面35m的位置时，手对球的支持力是多少？
（3）当座舱落到离地面15m的位置时，球对手的压力是多少？

如图所示，长为L的轻杆两端各连一个质量均为m的小球（半径可以忽略不计），以它们的中点为轴，在竖直平面内做匀速圆周运动，转动周期为T=2π。

求：它们通过竖直位置时，上、下两球分别受到杆的作用力，并说明是支持力还是拉力。

水的沸点与水面上方气压有关，气压越大水的沸点越高。下表给出了水面上方气体压强与沸点的对应关系。技术员小陈利用这一关系，设计了如图所示的锅炉水温控制装置：图中OC为一可绕O点旋转的横杆（质量不计），在横杆上的B点下方连接着阀门S，阀门的底面积为3cm，OB长度为20cm，横杆上A点处挂着重物G，OA长度为60cm。对水加热时，随着水温升高，水面上方气压增大，当压强增大到一定值时，阀门S被顶开，使锅炉内气体压强减小，水开始沸腾。当重物G挂在不同位置时，锅炉内水面上方气体压强可达到的最大值不同，从而控制锅炉内水的最高温度。

（1）当锅炉内水的温度达到沸腾时，锅炉内气体的压强是多少？
（2）当大气压强为 Pa时，将G挂在A位置，锅炉内水沸腾时的温度为，求此时阀门底部受到的气体压力和上部受到的大气压力的差值是多少？（计算时可认为阀门上、下底面积相等）
（3）当大气压强为 Pa时，要使锅炉内水的温度达到时沸腾，应将G挂在离O点多远处？

压强（Pa）
沸点（）	100	110	120	130

在如图所示的电路中，电源电压保持不变，L₁、L₂分别标有“6V  3W”和“6V  6W”的字样，L₃额定电压看不清，而额定功率为4W清晰可见。

（1）当开关S₁断开、S₂闭合时，恰有一只灯泡正常发光，此时，电流表和电压表的示数分别为多大？
（2）当开关S₂断开，S₁闭合时，若发光灯泡的实际功率为1W，则此时电流表的示数是多大？灯L₃的额定电压是多大？