高中物理计算题

在如图所示的电路中，电源的电动势E=3.0V，内阻r=1.0Ω；电阻R₁=10Ω，R₂=10Ω，R₃=30Ω；R₄=35Ω；电容器的电容C=100μF，电容器原来不带电，求接通开关S后流过R₄的总电量。

如图所示，在y>0的区域内有沿y轴正方向的匀强电场，在y<0的区域内有垂直坐标平面向里的匀强磁场。一电子（质量为m、电量为e）从y轴上A点以沿x轴正方向的初速度v₀开始运动。当电子第一次穿越x轴时，恰好到达C点；当电子第二次穿越x轴时，恰好到达坐标原点；当电子第三次穿越x轴时，恰好到达D点，D点未在图中标出。已知A、C点到坐标原点的距离分别为d、2d。不计电子的重力。求

（1）电场强度E的大小；
（2）磁感应强度B的大小；
（3）电子从A运动到D经历的时间t．

如图，从阴极K发射的热电子，重力和初速度均不计，通过加速电场后，沿图示虚线垂直射入匀强磁场区，磁场区域足够长，宽度为L＝2.5cm。已知加速电压为U＝182V，磁感应强度B＝9.1×10^-4T，电子的电量，电子质量。求：

（1）电子在磁场中的运动半径R
（2）电子在磁场中运动的时间t (结果保留)
（3）若加速电压大小可以改变，其他条件不变，为使电子在磁场中的运动时间最长，加速电压U应满足什么条件？

水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)。现垂直于导轨搁一根质量为m，电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如图所示，问：

(1)当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少?
(2)若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零， B的大小至少为多少?此时B的方向如何?

如图甲所示，电荷量为q=1×10^-4C的带正电的小物块置于粗糙绝缘水平面上，所在空间存在方向沿水平向右的电场，电场强度E的大小与时间的关系如图乙所示，物块运动速度与时间t的关系如图丙所示，取重力加速度g=10m/s²。

求：（1）前2秒内电场力做的功；
（2）物块的质量。

8月中旬，代号“突击-2013”的陆军航空兵实兵演习在粤东某海域举行．图为轰炸机在海平面上空进行投弹训练的示意图，轰炸机沿水平方向做匀加速直线运动．当轰炸机飞经观察点B点正上方A点时投放第一颗炸弹，经时间T炸弹落在观察点B正前方L₁处的C点，与此同时轰炸机投放出第二颗炸弹，最终落在距观察点B正前方L₂处的D点，且L₂＝3L₁，空气阻力不计．求：

⑴轰炸机投弹时离地面的高度h；
⑵第一颗炸弹落在C点时速度的大小；
⑶两次投弹时间间隔T内飞机飞行距离大小．

如图所示，质量为m=kg的小球置于倾角为30°的光滑固定斜面上，劲度系数为k=200N/m的轻弹簧一端系在小球上，另一端固定在P点，小球静止时，弹簧与竖直方向的夹角为30°．取g=10m/s²．求：

⑴小球对斜面的压力的大小；
⑵弹簧的伸长量；
⑶弹簧被剪断的瞬间，小球的加速度．

一物体在水平推力F=15N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：

⑴ 0～4s和4～6s物体的加速度大小；
⑵物体与水平面间的动摩擦因数μ和物体的质量m；
⑶在0～6s内物体运动平均速度的大小．

(16分)如图(a)所示，斜面倾角为37⁰，一宽为l=0.43m的有界匀强磁场垂直于斜面向上，磁场边界与斜面底边平行．在斜面上由静止释放一正方形金属线框，线框沿斜面下滑，下边与磁场边界保持平行．取斜面底边重力势能为零，从线框开始运动到恰好完全进入磁场的过程中，线框的机械能E和位移s之间的关系如图(b)所示，图中①、②均为直线段．已知线框的质量为m=0.1kg，电阻为R=0.06Ω，重力加速度取g=l0m/s²．求：

(1)金属线框与斜面间的动摩擦因数；
(2)金属线框刚进入磁场到恰完全进入磁场所用的时间；
(3)金属线框穿越磁场的过程中，线框中产生的最大电功率：
(4)请在图(c)中定性地画出金属线框从开始运动到完全穿出磁场的过程中，线框ab边两端的电势差U_ab随时间t变化的图像．

(15分)如图所示的坐标系中，第一象限内存在与x轴成30⁰角斜向下的匀强电场，电场强度E=400N/C；第四象限内存在垂直于纸面向里的有界匀强磁场，x轴方向的宽度OA=20cm，轴负方向无限大，磁感应强度B=1×10^-4T．现有一比荷为=2×10¹¹C/kg的正离子(不计重力)，以某一速度v₀从O点射入磁场，α=60⁰，离子通过磁场后刚好从A点射出，之后进入电场．

(1)求离子进入磁场B的速度v₀的大小；
(2)离子进入电场后，经多少时间再次到达x轴上；
(3)若离子进入磁场B后，某时刻再加一个同方向的匀强磁场使离子做完整的圆周运动，求所加磁场磁感应强度的最小值．

(14分)如图所示，足够长的光滑导轨ab、cd固定在竖直平面内，导轨间距为l，b、c两点间接一阻值为R的电阻．ef是一水平放置的导体杆，其质量为m、有效电阻值为R，杆与ab、cd保持良好接触。整个装置放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直·现用一竖直向上的力F拉导体杆，使导体杆从静止开始做加速度为的匀加速直线运动，在上升高度为h的过程中，拉力做功为W，g为重力加速度，不计导轨电阻及感应电流间的相互作用．求：

(1)导体杆上升到h时所受拉力F的大小；
(2)导体杆上升到h过程中通过杆的电量；
(3)导体杆上升到h过程中bc间电阻R产生的焦耳热．

(14分)某同学利用玩具电动车模拟腾跃运动．如图所示，AB是水平地面，长度为L=6m，BC是半径为R=12m的圆弧，AB、BC相切于B点，CDE是一段曲面．玩具电动车的功率始终为P=10W，从A点由静止出发，经t=3s到达B点，之后通过曲面到达离地面h=1．8m的E点水平飞出，落地点与E点的水平距离x=2.4m．玩具电动车可视为质点，总质量为m=1kg，在AB段所受的阻力恒为2N，重力加速度g取10 m/s²，不计空气阻力．求：

(1)玩具电动车过B点时对圆弧轨道的压力：
(2)玩具电动车过E点时的速度；
(3)若从B点到E点的过程中，玩具电动车克服摩擦阻力做功10J，则该过程所需要的时间是多少?

(12分)冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目，比赛场地示意如图．比赛时运动员在投掷线AB处让冰壶以v₀=2m/s的初速度向圆垒圆心O点滑出，已知圆垒圆心O到AB线的距离为30m，冰壶与冰面间的动摩擦因数为µ₁=0.008(g取10m/s²)．问：
(1)如果在圆垒圆心O有对方的冰壶，则能否将对方冰壶撞开?请通过计算说明理由．
(2)如果在圆垒圆心O有对方的冰壶，为了确保将对方冰壶撞开，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小，若用毛刷擦冰面后动摩擦因数减少至, µ₂=0.004，则运动员用毛刷擦冰面的长度应大于多少米?

如图所示，两块长度均为d=0.2m的木块A、B，紧靠着放在光滑水平面上，其质量均为M="O." 9kg. 一颗质量为m="0." 02kg的子弹（可视为质点且不计重力）以速度v₀=500m/s水平向右射入木块A，当子弹恰水平穿出A时，测得木块A的速度为v=2m/s，子弹最终停留在木块B中，求：

①子弹离开木块A时的速度大小及子弹在木块A中，受的阻力大小；
②子弹和木块B的最终速度大小．

如图所示，一定质量的理想气体被水银柱封闭在竖直玻璃管内，气柱长度为h．现继续向管内缓慢地添加部分水银，设水银质量为m（m未知）。水银添加完时，气柱长度变为h．再取质量为m的水银缓慢地添加在管内、外界大气压强保持不变．

①求第二次水银添加完时气柱的长度．
②若第二次水银添加完时气体温度为T₀，现使气体温度缓慢升高．求气柱长度恢复到原来长度h时气体的温度．（水银未溢出玻璃管）