高中物理计算题

如图所示，压力传感器能测量物体对其正压力的大小，现将质量分别为M、m的物块和小球通过轻绳固定，并跨过两个水平固定的定滑轮(滑轮光滑且较小)，当小球在竖直面内左右摆动且高度相等时，物块始终没有离开水平放置的传感器。已知小球摆动偏离竖直方向的最大角度为θ，滑轮O到小球间细线长度为l，重力加速度为g，求：

(1)小球摆到最低点速度大小； (2)小球摆到最低点时，压力传感器示数为0，则的大小。

、如图，一直导体棒质量为m、长为l、电阻为r，其两端放在位于水平面内间距也为l的光滑平行导轨上，并与之密接；棒左侧两导轨之间连接一可控制的负载电阻（图中未画出）；导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨所在平面。开始时，给导体棒一个平行于导轨的初速度v₀。在棒的运动速度由v₀减小至v₁的过程中，通过控制负载电阻的阻值使棒中的电流强度I保持恒定。导体棒一直在磁场中运动。若不计导轨电阻，求此过程中导体棒上感应电动势的平均值和负载电阻上消耗的平均功率。

一个物体以a=4m/s²的加速度做匀加速直线运动，初速度v0=10m/s。求：
（1）物体在第6s 内的位移；
（2）物体在前3s 内的平均速度。

在水平光滑的绝缘如图所示的直角坐标系中，对于第I象限和第IV象限，其中一个象限有垂直纸面向外的匀强磁场B，另一象限有平行纸面的匀强电场E，一个比荷为= 2×10⁸ C/kg的电荷，从坐标原点处以速度v₀=4×10⁶ m/s进入第IV象限，v₀与x轴成45°，已知电荷通过P(，0)点第一次经x轴进入第I象限，并且经过时间t =2×10^–4 s，以大小相同、方向相反的速度回到P(，0)点．

（1）问电荷带正电还是带负电，匀强电场存在哪个象限，方向如何?
（2）求磁感应强度和电场强度的大小；
（3）求电荷第三次经过x轴的位置．
（4）若电荷第三次经过x轴时突然改变匀强电场的大小，使电荷第四次回到x轴时恰好是P点，求改变后的电场强度大小

如图传送带A、B之间的距离为L ="3.2" m，与水平面间夹角 θ = 37°，传送带沿顺时针方向转动，速度恒为v ="2" m/s，在上端A点无初速放置一个质量为m=1kg、大小可视为质点的金属块，它与传送带的动摩擦因数为μ = 0.5，金属块滑离传送带后，经过弯道，沿半径R =" 0.4" m的光滑圆轨道做圆周运动，刚好能通过最高点E，已知B、D两点的竖直高度差为h =" 0.5m" (取g=10m/s²) ．

求：（1）金属块经过D点时的速度
（2）金属块在BCD弯道上克服摩擦力做的功．

麦克斯韦在1865年发表的《电磁场的动力学理论》一文中揭示了电、磁现象与光的内在联系及统一性，即光是电磁波．
一单色光波在折射率为1.5的介质中传播，某时刻电场横波图象如图甲所示，求该光波的频率．

如图所示，两光滑金属导轨，间距d＝0.2m，在桌面上的部分是水平的，处在磁感应强度B＝0.1T、方向竖直向下的有界磁场中，电阻R＝3Ω，桌面高H＝0.8m，金属杆ab质量m＝0.2kg、电阻r＝1Ω，在导轨上距桌面h＝0.2m高处由静止释放，落地点距桌面左边缘的水平距离s＝0.4m，g＝10m/s²，求：

（1）金属杆刚进入磁场时，杆中的电流大小和方向；
（2）整个过程中R上放出的热量。

如图，金属圆柱形气缸的上部有小挡板，可以阻止活塞滑离气缸，气缸内部的高度为L，质量不计的薄活塞将一定质量的气体封闭在气缸内．开始时圆柱形气缸被加热到327℃ ，气体压强为1.5 p₀，已知外界环境温度为t₁=27℃，外界大气压强为p₀=1atm，求：

（1）气体温度降低到t₂=150℃时，活塞离底部的高度；
（2）最后稳定时（与外界环境温度相同）， 活塞离底部的高度

如图甲所示，平行正对金属板中心线O处有一粒子源，能连续不断发出质量为m、电量为q、速度为v₀的带正电的粒子，所有粒子均沿两板中心线射入板间，在紧靠板的上方等腰三角形PQR内有一垂直纸面向里的匀强磁场，三角形的对称轴与两板中心线重合，且∠RPQ=30°．两板间不加电压时粒子进入磁场时轨迹恰好与PR边相切，如图中所示．当在两板间加如图乙所示的周期性变化的电压时，t＝0时刻进入板间的粒子恰好能从板边缘进入磁场．已知板长为l，板间距离为2d，PQ长度为6d，不计粒子的重力和粒子间的相互作用．求：

⑴磁感应强度B的大小；
⑵两板间电压U₀；
⑶粒子在磁场中运动的最长和最短时间．

附加题:一般家庭的门上都安装一种暗锁，这种暗锁由外壳A，骨架B，弹簧C（劲度系数为k），锁舌D（倾斜角=45°）锁槽E以及连杆，锁头等部件组成，如图甲所示，设锁舌D与外壳A和锁槽E之间的动摩擦因数均为，且受到的最大静摩擦力（N为正压力），有一次放学后，当某同学准备锁门时，他加最大力时，也不能将门关上，（此种现象称为自锁），此刻暗锁所处的状态如图乙所示，P为锁舌D与锁槽E之间的接触点，弹簧由于被压缩而缩短了x，求：拉力很大的情况下，仍能够满足自锁条件，则至少要多大？

图（甲）为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n=100、电阻r=10Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R =90Ω，与R并联的交流电压表为理想电表。 在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Ф随时间t按图（乙）所示正弦规律变化。 求：

（1）交流发电机产生的电动势的最大值；
（2）电路中交流电压表的示数。

某电视娱乐节目装置可简化为如图所示模型．倾角θ＝37°的斜面底端与水平传送带平滑接触，传送带BC长L＝6m，始终以v₀＝6m/s的速度顺时针运动．将一个质量m＝1kg的物块由距斜面底端高度h₁＝5.4m的A点静止滑下，物块通过B点时速度的大小不变．物块与斜面、物块与传送带间动摩擦因数分别为μ₁＝0.5、μ₂＝0.2，传送带上表面距地面的高度H＝5m，g取10m/s²，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。

⑴求物块由A点运动到C点的时间；
⑵若把物块从距斜面底端高度h₂＝2.4m处静止释放，求物块落地点到C点的水平距离；
⑶求物块距斜面底端高度满足什么条件时，将物块静止释放均落到地面上的同一点D．

如图所示，一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输送给用户，已知发电机的输出功率为P=500kW，输出电压为U₁=500V，升压变压器B₁原、副线圈的匝数比为n₁：n₂=1：5，两变压器间输电导线的总电阻为R=1.5Ω。降压变压器B₂的输出电压为U₄=220V，不计变压器的损耗。求：

（1）输电导线上损失的功率P＇；
（2）降压变压器B₂的原、副线圈的匝数比n₃：n₄。

强激光的出现丰富了人们对光电效应的认识．用强激光照射金属时，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应．如图所示，用频率为υ的强激光照射光电管阴极K，假设电子在极短时间内吸收两个光子形成光电效应，(已知该金属的逸出功为W₀，普朗克常量为h，电子电荷量为e)．求：

①光电子的最大初动能；
②当光电管两极间反向电压增加到多大时，光电流恰好为零．

如图，一玻璃水槽，水深h＝1.2m，身高H＝1.8m的人紧靠水槽站立．太阳光以与水平方向成θ＝37°角射在水面上，测得人在水中底部的影长L＝1.7m．(c＝3×10⁸m/s、sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：

①水的折射率；
②光在水中的传播速度．