高中物理计算题

以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示。一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿负x方向射入磁场，它恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿正y方向飞出。

（1）请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷；
（2）若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的
大小变为B′，该粒子仍从 A处以相同的速度射入磁场，
但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，
求磁感应强度B′多大？此次粒子在磁场中运动所用时
间 t是多少？

如图，匀强磁场的磁感应强度方向竖直向上，一倾角为α的光滑斜面上静止一根长为L、重力为G、通有电流I的金属棒。求：

（1）匀强磁场的磁感应强度大小；
（2）导体棒对斜面的压力大小。

（本题13分）在如图所示的直角坐标系中，有一个与坐标平面垂直的界面，界面与x轴成45°且经过坐标原点O，界面右下侧有一匀强电场，场强为E，方向沿y轴的正方向，界面左上侧有一匀强磁场，方向垂直坐标平面向里，大小未知。现把一个质量为m，电量为+q的带电粒子从坐标为(，-)的P点处由静止释放，粒子以一定的速度第一次经过界面进入磁场区域。经过一段时间，从坐标原点O再次回到电场区域，不计粒子的重力。求：

（1）粒子第一次经过界面进入磁场时的速度有多大？
（2）磁场的磁感应强度的大小？
（3）粒子第三次经过界面时的位置坐标？

（本题12分）如图所示的装置中，平行板电场中有一质量为m，带电量为q的小球，用长L的细线拴住后在电场中处于平衡状态（即平衡位置），此时线与竖直方向的夹角为θ，两板间的距离为d，求：

（1）小球带何种电荷？
（2）两板间的电势差是多少？
（3）把线拉成竖直向下的位置，放手后小球到达平衡位置时的速度为多大？

（本题9分）如图所示，在一磁感应强度B的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距L平行金属导轨（导轨的电阻不计）。在两根导轨的左端连接一阻值R的电阻，导轨上有一根长为L，电阻为r的金属棒AB与导轨正交放置。不计金属棒与导轨间的摩擦力，当金属棒以速度v向右做匀速运动时，求

（1）金属棒AB切割磁感线运动产生的感应电动势E和金属棒AB中电流的方向？
（2）电阻R两端的电压U？
（3）使金属棒做匀速运动的水平向右的外力F多大？

如图所示，在x轴上方有一匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于纸面向里，大小为B，x轴下方有一匀强电场，电场强度的大小为E，方向与y轴的夹角θ为45°且斜向上方。现有一质量为m电量为q的正离子，以速度v₀由y轴上的A点沿y轴正方向射入磁场，该离子在磁场中运动一段时间后从x轴上的C点进入电场区域，该离子经C点时的速度方向与x轴夹角为45°。不计离子的重力，设磁场区域和电场区域足够大。求：

⑴C点的坐标；
⑵离子从A点出发到第三次穿越x轴时的运动时间；
⑶离子第四次穿越x轴时速度的大小及速度方向与电场方向的夹角。

(13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d，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拉导体杆，使导体杆从静止开始做加速度为的匀加速运动，上升了H高度，这一过程中bc间电阻r产生的焦耳热为Q，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：

⑴导体杆上升到H过程中通过杆的电量；
⑵导体杆上升到H时所受拉力F的大小；
⑶导体杆上升到H过程中拉力做的功。

(11分)某学校探究性学习小组对一辆自制小遥控车的性能进行研究．他们让这辆小车在水平的地面上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过数据处理得到如图所示的v－t图象，已知小车在0～2 s内做匀加速直线运动，2～10 s内小车牵引力的功率保持不变，在10 s末停止遥控让小车自由滑行，小车质量m＝1 kg，整个过程中小车受到的阻力大小不变．求：

(1)小车所受的阻力F_f是多大？
(2)在2～10 s内小车牵引力的功率P是多大？
(3)小车在加速运动过程中的总位移x是多少？

半径R＝0.50 m的光滑圆环固定在竖直平面内，轻质弹簧的一端固定在环的最高点A处，另一端系一个质量m＝0.20 kg的小球，小球套在圆环上，已知弹簧的原长为L₀＝0.50 m，劲度系数k＝5N/m，将小球从如图所示的位置由静止开始释放，小球将沿圆环滑动并通过最低点C，在C点时速度v_C＝3m/s，g取10 m/s².求：

(1)小球经过C点时的弹簧的弹性势能的大小；
(2)小球经过C点时对环的作用力的大小和方向．

如图，质量为M、长为L的长木板放在光滑水平地面上，一个质量也是M的小滑块（可视为质点）以速度v₀从左端冲上长木板，如果长木板固定，小滑块恰好滑到木板右端。试求：

Ⅰ.小滑块与长木板之间的动摩擦因数；
Ⅱ.如果长木板不固定，小滑块在长木板上滑行过程中产生的热量。

如图，在波的传播方向上有A、B两个质点，其平衡位置相距5.0m。某时刻，质点A处于正向最大位移处，此时，质点B恰好位于平衡位置，且向上运动，此后再过0.3s，质点A第二次回到平衡位置，试求此列波的周期和传播速度。

如图所示，有一热气球，球的下端有一小口，使球内外的空气可以流通，以保持球内外压强相等，球内有温度调节器，以便调节球内空气的温度，使气球可以上升或下降，设气球的总体积Ｖ_０＝500ｍ^３（球壳体积忽略不计），除球内空气外，气球质量Ｍ＝180kg。已知地球表面大气温度Ｔ_０＝280Ｋ，密度ρ_０＝1.20kg／ｍ^３，如果把大气视为理想气体，它的组成和温度几乎不随高度变化。

Ⅰ.为使气球从地面飘起，球内气温最低必须加热到多少?
Ⅱ.当球内温度为480K时，气球上升的加速度多大？

如图甲所示，两块足够大的平行金属板水平放置，极板间加有空间分布均匀、大小随时间周期性变化、方向竖直向下的电场，变化规律如图乙所示，在t=0时刻从负极板由静止释放一个质量为m、带电量为q（q<0）的质点。已知电场强度，同时t₀也为已知量。


（1）若质点恰好在t=3t₀时刻到达正极板，试求两极板之间的距离d
（2）在第（1）问的条件下，在极板间再加上空间分布均匀、大小随时间周期性变化、方向垂直纸面向外的磁场，变化规律如图丙所示，已知磁感应强度。试求：
①带电质点经过多长时间到达正极板
②带电质点在极板间做圆周运动的最大半径
③画出质点在极板间运动的轨迹图（不需要写计算过程）

F1是英文Formula One的缩写，即一级方程式赛车，是仅次于奥运会和世界杯的世界第三大赛事。F1 赛车的变速系统非常强劲，从时速0加速到108 km/h仅需2.4s，此时加速度为10m/s²，时速为216km/h时的加速度为3m/s²，从时速为0加速到216 km/h再急停到0只需12.15s。假定F1 赛车加速时的加速度随时间的变化关系为：a =a₀-2t，急停时的加速度大小恒为9.6 m/s²。上海F1赛道全长约5.5km，弯道最小半径：R=8.80m，最大半径：R=120.55m，设计最高时速327公里，比赛要求选手跑完56圈决出胜负。完成以下几个问题（计算结果保留三位有效数字）。
（1）若某车手平均速率为220km/h，则跑完全程用多长时间？
（2）若车手某次以90km/h的速率通过半径为8.80m的弯道，求赛车的向心加速度。
（3）由题目条件求出该F1 赛车的最大加速度多大？

如图所示，在平面坐标系xoy内，第Ⅱ、Ⅲ象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，第I、Ⅳ象限内存在半径为L的圆形匀强磁场，磁场圆心在M（L，0）点，磁场方向垂直于坐标平面向外．一带正电粒子从第Ⅲ象限中的Q（－2L，－L）点以速度v₀沿x轴正方向射出，恰好从坐标原点O进入磁场，从P（2L，0）点射出磁场．不计粒子重力，求：

（1）带电粒子进入磁场时的速度大小和方向。
（2）电场强度与磁感应强度大小之比
（3）粒子在磁场与电场中运动时间之比