高中物理计算题

倾角为θ=30°的光滑导体滑轨A和B，上端接入一电动势E=3V、内阻r=0.2Ω的电源，滑轨间距为L=10cm，将一个质量为m=30g，电阻R=0.3Ω的金属棒水平放置在滑轨上，若滑轨周围存在着垂直于滑轨平面的匀强磁场，当闭合开关S后，金属棒刚好静止在滑轨上，如图所示，求滑轨周围空间的磁场方向和磁感应强度的大小是多少？

钚的放射性同位素静止时衰变为铀核激发态和粒子，而铀核激发态 立即衰变为铀核，并放出能量为0.097MeV的光子。衰变放出的光子的动量可忽略.已知：、和粒子的质量分别为=239.0521u、=235.0439u和="4.0026u" ，1u相当于931.5MeV
①写出的衰变方程
②求铀核和粒子刚产生时动能大小之比
③求粒子的动能(计算结果保留三位有效数字)

如图所示，由导热气缸和活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞和气缸壁之间摩擦不计。已知大气压强,活塞面积,活塞质量m=4kg。环境温度不变，今在活塞上方逐渐加入细砂，使活塞缓慢下降，直到活塞距离底部的高度为初始的2/3。
(g取)

①上述过程中下列说法正确的是

A．缸内气体的内能一定增加

B．缸内气体的压强一定增加

C．单位时间内气体分子对活塞的碰撞次数不变

D．缸内气体将吸收热量

②试计算加入细砂的质量M

(16分)如图所示，在矩形区域ABCD内有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B=5.0×10^—2T，矩形区域AD长为m，AB宽为0.2 m，在AD边中点O处有一放射源，某时刻，放射源沿纸面向磁场中各方向均匀地辐射出速率均为v=2×l0⁶ m/s的某种带正电粒子，带电粒子质量m=1.6×10^-27 kg，电荷量为q=+3.2×l0^-19C（不计粒子重力），求：

(1)带电粒子在磁场中做圆周运动的半径；
(2)从BC边界射出的粒子中，在磁场中运动的最短时间；
(3)分别从BC边界和CD边界射出粒子数目的比值。

(14分) 如图为一水平传送带装置的示意图。紧绷的传送带AB 始终保持 v₀=5m/s的恒定速率运行，AB间的距离L为8m。将一质量m＝1kg的小物块轻轻放在传送带上距A点2m处的P点，小物块随传送带运动到B点后恰好能冲上光滑圆弧轨道的最高点N。小物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g＝10 m/s²。求：

(1)该圆轨道的半径r
(2)要使小物块能第一次滑上圆形轨道到达M点，M点为圆轨道右半侧上的点，该点高出B点0.25 m，且小物块在圆形轨道上不脱离轨道，求小物块放上传送带时距离A点的位置范围。

(12分) 如图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面倾角为θ。其下方O点处有一固定的正点电荷，电荷量为Q，OD⊥MN，OM=ON，质量为m、带负电的小滑块以初速度v₁从M点沿斜面上滑，到达N点时速度恰好为零，然后又滑回到M点，速度大小变为v₂。若小滑块带电量大小为q且保持不变，可视为点电荷。求：

(1)N点的高度h；
(2)若小滑块向上滑至D点处加速度大小为a，求小滑块与斜面间的摩擦因数μ。

(10分) 如图所示，水平恒力F＝20 N，把质量m＝0.6 kg的木块压在竖直墙上，木块离地面的高度H＝6 m，木块从静止开始向下做匀加速运动，经过2 s到达地面。取g＝10 m/s²，求：

(1)木块下滑的加速度a的大小；
(2)木块与墙壁之间的动摩擦因数。

在直角坐标系xOy中，第一象限内存在沿y轴负方向的有界电场，其中的两条边界分别与Ox、Oy重合。在第二象限内有垂直纸面向外的有界磁场（图中未画出），磁场边界为矩形，其中的一个边界与y轴重合，磁感应强度的大小为B。一质量为m，电量为q的正离子，从电场中P点以某初速度沿-x方向开始运动，经过坐标（0，L）的Q点时，速度大小为，方向与-y方向成30°，经磁场偏转后能够返回电场，离子重力不计。求：

（1）正离子在P点的初速度；
（2）矩形磁场在x方向的最小宽度；
（3）离子在磁场中运动的最长时间。

如图所示，质量分别为M、m的两物块A、B通过一轻质弹簧连接，B足够长、放置在水平面上，所有接触面均光滑。弹簧开始时处于原长，运动过程中始终处在弹性限度内。在物块A上施加一个水平恒力F，A、B从静止开始运动，弹簧第一次恢复原长时A、B速度分别为、。

（1）求物块A加速度为零时，物块B的加速度；
（2）求弹簧第一次恢复原长时，物块B移动的距离；
（3）试分析：在弹簧第一次恢复原长前，弹簧的弹性势能最大时两物块速度之间的关系？简要说明理由。

如图所示，质量为m=0.1kg粗细均匀的导线，绕制成闭合矩形线框，其中长，宽，竖直放置在水平面上。中间有一磁感应强度B=1.0T，磁场宽度的匀强磁场。线框在水平向右的恒力F=2N的作用下，从图示位置由静止开始沿水平方向运动，线框AB边从左侧进入磁场，从磁场右侧以=1m/s的速度匀速运动离开磁场，整个过程中线框始终受到大小恒定的阻力F_f=1N，且线框不发生转动。求线框的AB边：

（1）离开磁场时感应电流的大小；
（2）刚进入磁场时感应电动势的大小；
（3）穿越磁场的过程中安培力所做的总功。

在水平气垫导轨上有两个静止的滑块A、B，给A一个初速度，使A与B发生正碰，碰撞后A的速度为0.5，B的速度为1.5，且方向都与A初速度方向相同。求A和B质量之间的关系。

水下光源在水面上形成一个半径为2m的圆形亮区，水的折射率为 。试确定光源离水面的距离。

1mol任何气体在标准状况下的体积都是22.4L。试估算温度为零摄氏度，压强为2个标准大气压状态下单位体积内气体分子数目（结果保留两位有效数字）。

如图所示，质量均为m的小车与木箱紧挨着静止在光滑的水平冰面上，质量为2m的小孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，木箱相对于冰面运动的速度为v，木箱运动到右侧墙壁时与竖直的墙壁发生弹性碰撞，反弹后被小孩接住，求整个过程中小孩对木箱做的功．

如图所示，一等腰直角三棱镜，放在真空中，．在棱镜侧面左方有一单色光源S，从S发出的光线SD以60°入射角从AB侧面中点射入三棱镜，当它从侧面AC射出时，出射光线与棱镜侧面AC间的夹角为30°．求此三棱镜的折射率并作出光路图．