高中物理计算题

明理同学很注重锻炼身体，能提起50 kg的重物．现有一个倾角为15°的粗糙斜面，斜面上放有重物，重物与斜面间的动摩擦因数μ＝≈0.58，求他能沿斜面向上拉动重物质量的最大值．

240毫米口径的车载多管火箭炮上安装有一种测定风速的装置，其原理如图10所示，一个劲度系数k＝120 N/m，自然长度L₀＝1 m的弹簧一端固定在墙上的M点，另一端N与导电的迎风板相连，弹簧穿在光滑水平放置的电阻率较大的金属杆上，弹簧是由不导电的材料制成的．迎风板的面积S＝0.5 m²，工作时总是正对着风吹来的方向．电路的一端与迎风板相连，另一端在M点与金属杆相连．迎风板可在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好．定值电阻R＝1.0 Ω，电源电动势E＝12 V，内阻r＝0.5 Ω，闭合开关，没有风吹时，弹簧处于原长，电压表的示数U₁＝9.0 V，某时刻由于风吹迎风板，电压表的示数变为U₂＝6.0 V．求(电压表可看做理想电压表)

(1)金属杆单位长度的电阻；
(2)此时作用在迎风板上的风力．

如图所示，匀强磁场宽L=30cm，B=3.34×10^-3 T，方向垂直纸面向里，设一质子以v₀=1.6×10⁵ m/s的速度垂直于磁场B的方向从小孔C射入磁场，然后打到照相底片上的A点，质子的质量为1.67×10^-27 kg；质子的电量为1.6×10^-19 C．求：

（1）质子在磁场中运动的轨道半径r；
（2）A点距入射线方向上的O点的距离H；
（3）质子从C孔射入到A点所需的时间t．（，结果保留1位有效数字）

如图所示，导体杆质量为，电阻为，放在与水平面夹角为的倾斜金属导轨上，导轨间距为，电阻不计，系统处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为，电源的内阻不计,重力加速度为。求：

（1）若导体光滑时,电源的电动势为多大能使导体杆静止在导轨上；
（2）若导体杆与导轨间的动摩擦因数为，且不通电时导体杆不能静止在导轨上，要使杆在导轨上匀速下滑，电源的电动势应为多大。

如图所示，电荷量为－e，质量为的电子从点沿与电场垂直的方向进入匀强电场，初速度为，当它通过电场中点时，速度与场强方向成角，不计电子的重力，求：

（1）电子经过点的速度多大；
（2）两点间的电势差多大。

如图所示，电源电动势E=10V、内阻r=0.5Ω，标有“８Ｖ，１６Ｗ”的灯泡Ｌ恰能正常发光，电动机Ｍ的绕线电阻R=1Ω，求：

（1）电路中的总电流；
（2）电源的总功率；
（3）电动机的输出功率。

如图所示，xOy平面内半径为R的圆O'与y轴相切于原点O。在该圆区域内，有与y轴平行的匀强电场和垂直于圆面的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的粒子（不计重力）从O点沿x轴正方向以某一速度射入，带电粒子恰好做匀速直线运动，经T₀时间从P点射出。

（1）若仅撤去磁场，带电粒子仍从O点以相同的速度射入，经时间恰从圆形区域的边界射出。求电场强度的大小和粒子离开电场时速度的大小；
（2）若仅撤去电场，带电粒子仍从O点射入，且速度为原来的2倍，求粒子在磁场中运动的时间。

(10分)如图所示，一小型发电站通过升压变压器B₁和降压变压器B₂把电能输送给用户(B₁和B₂都是理想变压器)，已知发电机的输出功率为500kW，输出电压为500V，升压变压器B₁原、副线圈的匝数比为1﹕10，两变压器间输电导线的总电阻为2Ω，降压变压器B₂的输出电压为220V。求：

(1)输电导线上损失的功率；
(2)降压变压器B₂的原、副线圈的匝数比。

(10分)如图所示为交流发电机示意图，匝数为n＝100匝的矩形线圈，边长分别为10cm和20cm，内阻为5Ω，在磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场中绕OO′轴以50rad/s的角速度匀速转动，线圈和外部20 Ω的电阻R相接。求：

(1)S断开时，电压表示数；
(2)电键S合上时，电压表和电流表示数。

(10分)如图所示，在y＜0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸里，磁感应强度为B。一带负电的粒子（质量为m、电荷量为q）以速度v₀从O点射入磁场，入射方向在xy平面内，与x轴正向的夹角为θ。（粒子所受重力不计）求：

（1）该粒子射出磁场的位置；
（2）该粒子在磁场中运动的时间。

(9分)如图所示，光滑水平面上有一质量M =" 4.0" kg的带有圆弧轨道的平板车，车的上表面是一段长L=1.5m的粗糙水平轨道，水平轨道左侧连一半径R =" 0.25" m 的四分之一光滑圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道在点相切．现将一质量m =" 1.0" kg的小物块（可视为质点）从平板车的右端以水平向左的初速度v₀滑上平板车，小物块与水平轨道间的动摩擦因数，小物块恰能到达圆弧轨道的最高点A．取g =" 10" m/s²，求：

（1）小物块滑上平板车的初速度v₀的大小．
（2）小物块与车最终相对静止时，它距点的距离．

如图所示，一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图中的实线所示，此时这列波恰好传播到P点，且再经过1.2s，坐标为x=8m的Q点开始起振，求：

①该列波的周期T
②从t=0时刻到Q点第一次达到波峰时，振源O点相对平衡位置的位移y及其所经过的路程s.

(9分)如图所示，一直立的气缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体，活塞横截面积为S，汽缸内壁光滑且缸壁是导热的，开始活塞被固定在A点,打开固定螺栓K，活塞下落，经过足够长时间后，活塞停在B点,已知AB＝h，大气压强为p₀，重力加速度为g.

①求活塞停在B点时缸内封闭气体的压强；
②设周围环境温度保持不变，求整个过程中通过缸壁传递的热量Q(一定量理想气体的内能仅由温度决定)．

(18分)如图，区域I内有与水平方向成45°角的匀强电场E₁，区域宽度为d ₁，区域II内有正交的有界匀强磁场B和匀强电场E ₂，区域宽度为d ₂，磁场方向垂直纸面向里，电场方向竖直向下。一质量为m、带电量为q的微粒在区域I左边界的P点，由静止释放后水平向右做直线运动，进入区域II后做匀速圆周运动，从区域II右边界上的Q点穿出，其速度方向改变了60°，重力加速度为g ，求：

（1）区域I和区域II内匀强电场的电场强度E ₁、E ₂的大小？
（2）区域II内匀强磁场的磁感应强度B的大小。
（3）微粒从P运动到Q的时间有多长？

(14分)2014年12月14日，北京飞行控制中心传来好消息，嫦娥三号探测器平稳落月。嫦娥三号接近月球表面过程可简化为三个阶段：一、距离月球表面一定的高度以v=1.7km/s的速度环绕运行，此时，打开七千五百牛顿变推力发动机减速，下降到距月球表面H＝100米高处时悬停，寻找合适落月点；二、找到落月点后继续下降，距月球表面h＝4m时速度再次减为0；三、此后，关闭所有发动机，使它做自由落体运动落到月球表面。已知嫦娥三号着陆时的质量为1200kg，月球表面重力加速度g' 为1.6m/s²，月球半径为R，引力常量G，（计算保留2位有效数字）求：
（1）月球的质量（用g' 、R 、G字母表示）
（2）从悬停在100米处到落至月球表面，发动机对嫦娥三号做的功？
（3）从v=1.7km/s到悬停，若用10分钟时间，设轨迹为直线，则减速过程的平均加速度为多大？若减速接近悬停点的最后一段，以平均加速度在垂直月面的方向下落，求此时发动机的平均推力为多大？