高中物理计算题

如图所示，位于竖直平面内的坐标系xOy，在其第三象限空间有正交的匀强磁场和匀强电场，匀强磁场沿水平方向且垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B，匀强电场沿x 轴负方向、场强大小为E。在其第一象限空间有沿y 轴负方向的、场强大小为的匀强电场。一 个电荷量的绝对值为q 的油滴从图中第三象限的P 点得到一初速度，恰好能沿PO 作直线运动（PO 与x 轴负方向的夹角为θ = 37°），并从原点O 进入第一象限。已知重力加速度为g，sin37°= 0.6，cos37°= 0.8，不计空气阻力。问：

（1）油滴的电性；
（2）油滴在P 点得到的初速度大小；
（3）在第一象限的某个长方形区域再加上一个垂直于纸面向里的、磁感应强度也为B 的匀强磁场，且该长方形区域的下边界在x 轴上，上述油滴进入第一象限后恰好垂直穿过x 轴离开第一象限,求这个长方形区域的最小面积以及油滴在第一象限内运动的时间。

如图所示，在倾角为θ = 37°的固定长斜面上放置一质量M =" 1" kg、长度L1 =" 3" m 的极薄平板 AB，平板的上表面光滑，其下端 B 与斜面 底端C 的距离为L2 =" 16" m。在平板的上端A 处放一质量m =" 0.6" kg 的小滑块（视为质点），将小滑块和薄平板同时无初速释放。设薄平板与斜面之间、小滑块与斜面之间的动摩擦因数均为μ = 0.5，求滑块与薄平板下端B 到达斜面底端C 的时间差Δt。（已知sin37° = 0.6，cos37° = 0.8，取g =" 10" m/s2）

如图甲所示，在直角坐标系0≤x≤L区域内有沿y轴正方向的匀强电场，场强大小 ，右侧有一个以点(3L，0)为中心、边长为2L的正方形区域，其边界ab与x轴平行，正方形区域与x轴的交点分别为M、N。现有一质量为m，带电量为e的电子，从y轴上的A点以速度v₀沿x轴正方向射入电场，飞出电场后从M点进入正方形区域。

（1）求电子进入正方形磁场区域时的速度v；
（2）在正方形区域加垂直纸面向里的匀强磁场B，使电子从正方形区域边界点d点射出，则B的大小为多少；
（3）若当电子到达M点时，在正方形区域加如图乙所示周期性变化的磁场（以垂直于纸面向外为磁场正方向），最后电子运动一段时间后从N点飞出，速度方向与电子进入磁场时的速度方向相同，求正方形磁场区域磁感应强度B₀的大小、磁场变化周期T各应满足的表达式。

如图甲，在水平桌面上固定着两根相距L="20" cm、相互平行的无电阻轨道P、Q，轨道一端固定一根电阻R="0.02" Ω的导体棒a，轨道上横置一根质量m="40" g、电阻可忽略不计的金属棒b，两棒相距也为L="20" cm。该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中。开始时，磁感应强度B₀="0.10" T。设棒与轨道间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g="10" m/s²。

（1）若保持磁感应强度B₀的大小不变，从t=0时刻开始，给b棒施加一个水平向右的拉力，使它由静止开始做匀加速直线运动。此拉力F的大小随时间t变化关系如图乙所示。求b棒做匀加速运动的加速度及b棒与导轨间的滑动摩擦力；
（2）若从t=0开始，磁感应强度B随时间t按图丙中图象所示的规律变化，求在金属棒b开始运动前，这个装置释放的热量是多少?

如图所示，在竖直平面内有xOy坐标系，长为l的不可伸长细绳，一端固定在A点，A点的坐标为（0、），另一端系一质量为m的小球。现在x坐标轴上（x>0）固定一个小钉，拉小球使细绳绷直并呈水平位置，再让小球从静止释放，当细绳碰到钉子以后，小球可以绕钉子在竖直平面内做圆周运动。

（1）当钉子在的P点时，小球经过最低点时细绳恰好不被拉断，求细绳能承受的最大拉力；
（2）为使小球释放后能绕钉子在竖直平面内做圆周运动，而细绳又不被拉断，求钉子所在位置的范围。

如图所示，在两车道的公路上有黑白两辆车，黑色车辆停在A线位置，某时刻白色车速度以v₁=40m/s通过A线后立即以大小a₁=4m/s²的加速度开始制动减速，黑车4s后开始以a₂=4m/s²的加速度开始向同一方向匀加速运动，经过一定时间，两车同时在B线位置。两车看成质点。从白色车通过A线位置开始计时，求经过多长时间两车同时在B线位置及在B线位置时黑色车的速度大小。

一质量m=0.6kg的物体以v₀=20m/s的初速度从倾角为30°的斜坡底端沿斜坡向上运动．当物体向上滑到某一位置时，其动能减少了△E_k=18J，机械能减少了△E=3J．不计空气阻力，重力加速度g=10m/s²，求：
（1）物体向上运动时加速度的大小；
（2）物体返回斜坡底端时的动能．

一物体放在水平地面上，如图1所示，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示．求：

（1）0～8s时间内拉力的冲量；
（2）0～6s时间内物体的位移；
（3）0～10s时间内，物体克服摩擦力所做的功．

质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面作直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v﹣t图象如图所示．g取10m/s²，求：

（1）物体与水平面间的运动摩擦因数μ；
（2）水平推力F的大小；
（3）0﹣10s内物体运动位移的大小．

如图所示，在光滑水平面上有一辆质量M="8" kg的平板小车，车上有一个质量m="1.9" kg的木块（木块可视为质点），车与木块一起以v="1" m/s的速度水平向右匀速行驶．一颗质量m₀="0.1" kg的子弹以v₀="179" m/s的初速度水平向左飞，瞬间击中木块并留在其中．已知木块与平板之间的动摩擦因数=0.54，（g="10" m/s²）求：

①子弹射入木块后瞬间子弹和木块的共同速度
②若是木块刚好不会从车上掉下，则小车的平板至少多长？

如图所示，一个立方体玻璃砖的边长为a，折射率n=1.5，立方体中心有一个小气泡．为使从立方体外面各个方向都看不到小气泡，必须在每个面上都贴一张纸片，则每张纸片的最小面积为多少？

如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸竖直放置，在距气缸底部l=36cm处有一与气缸固定连接的卡环，活塞与气缸底部之间封闭了一定质量的气体．当气体的温度T₀=300K、大气压强p₀＝1.0×10⁵Pa时，活塞与气缸底部之间的距离l₀=30cm，不计活塞的质量和厚度．现对气缸加热，使活塞缓慢上升，求：

①活塞刚到卡环处时封闭气体的温度T₁．
②封闭气体温度升高到T₂=540K时的压强p₂．

如图所示，在光滑绝缘水平面上，用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B．A球的带电量为＋2q，B球的带电量为－3q，两球组成一带电系统．虚线MN与PQ平行且相距3L，开始时A和B分别静止于虚线MN的两侧，虚线MN恰为AB两球连线的垂直平分线．若视小球为质点，不计轻杆的质量，在虚线MN、PQ间加上水平向右的匀强电场后，系统开始运动．已知MN、PQ间电势差为U．试求：

（1）B球刚进入电场时，带电系统的速度大小；
（2）带电系统从静止开始向右运动的最大距离和此过程中B球电势能的变化量；
（3）带电系统从静止开始向右运动至最大距离处的时间．

质量为2 kg的雪橇在倾角θ=37º的斜坡上向下滑动，所受的空气阻力与速度成正比，比例系数未知．今测得雪橇运动的v-t图象如图所示，且AB是曲线最左端那一点的切线，B点的坐标为（4，9），CD线是曲线的渐近线．（，）．试问：

（1）物体开始时做什么运动？最后做什么运动？
（2）当v₀=3m/s和v₁=6 m/s时，物体的加速度大小各是多少？
（3）空气阻力系数k及雪橇与斜坡间的滑动摩擦因数各是多少？

民用航空客机的机舱，除了有正常的舱门和舷梯连接，供旅客上下飞机，一般还设有紧急出口。发生意外情况的飞机在着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个由气囊构成的斜面，机舱中的人可沿该斜面滑行道地面上来，该过程的示意图如图所示。某机舱离气囊底端的竖直高度AB=3.0m，气囊构成的斜面长AC=5.0m，CD段为与斜面平滑连接的水平地面。一个质量m=60kg的人从气囊上由静止开始滑下，人与气囊、地面间的动摩擦因数均为μ=0.5。不计空气阻力，取g=10m/s²。求：

（1）人从斜面上滑下时的加速度大小和滑到斜坡底端C处速度大小
（2）人离开C点后还要在地面上滑行多远才能停下