高中物理计算题

(12分)两足够长的平行光滑金属导轨，问距为L倾斜放置，与水平面的夹角为，处于磁感应强度为B方向垂直于导轨平面的匀强磁场中．一质量为m、长为L、电阻为R₁的导体棒ab放在导轨上，与导轨垂直且接触良好，不计导轨电阻．

(1)如图甲，导轨上端接一个内阻为r的直流电源，导体棒能恰好静止，求电源的电动势．
(2)如图乙，导轨上端接一个阻值为R：的定值电阻，让导体棒由静止开始下滑．加速过程中的速度为v时，导体棒的加速度是多少?

如图所示，两平行金属板A、B长8cm，两板间距离d＝8cm，A板比B板电势高300V，一带正电的粒子电荷量q＝10^-10C，质量m＝10^-20kg，不计粒子的重力作用，沿电场中心线RO垂直电场线飞入电场，初速度υ₀＝2×10⁶m/s，粒子飞出平行板电场后经过界面MN、PS间的无电场区域后，进入固定在O点的点电荷Q形成的电场区域，（设界面PS右边点电荷的电场分布不受界面的影响），已知两界面MN、PS相距为12cm，D是中心线RO与界面PS的交点，O点在中心线上，距离界面PS为9cm，粒子穿过界面PS最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc上．（静电力常数k = 9.0×10⁹N·m²/C²）

（1）求粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离多远？到达PS界面时离D点多远？
（2）在图上粗略画出粒子运动的轨迹．
（3）确定点电荷Q的电性并求其电荷量的大小．

如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离，电源电动势，内电阻，电阻，闭合开关S，待电路稳定后，一带电量C, 质量的小球恰好静止于两板之间。取，求：

（1）两板间的电压为多少
（2）此时，滑动变阻器接入电路的阻值为多少

如图所示的电路中，R₁=1Ω，R₂=6Ω，电源内阻r=1Ω，若开关闭合后通过电源的电流为3A，铭牌上标有“6V  12W”的电动机刚好正常工作，求：

（1）流过R₂上的电流为多少？
（2）电源电动势为多少？
（3）若电动机线圈电阻为，电动机输出功率为多少?

如图所示，真空中有以O₁为圆心，r为半径的圆形匀强磁场区域，坐标原点O为圆形磁场边界上的一点。磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。x=r的虚线右侧足够大的范围内有方向竖直向下、大小为E的匀强电场。从O点在纸面内向各个不同方向发射速率相同的质子，设质子在磁场中的偏转半径也为r，已知质子的电荷量为e，质量为m。求：

(1)质子射入磁场时的速度大小；
(2)速度方向沿y轴正方向射入磁场的质子到达x轴所需的时间；
(3)速度方向与y轴正方向成37°角且与x轴正方向成127°角射入磁场的质子到达x轴时的位置坐标。(已知sin37°＝0.6，cos37°="0.8)"

（15分)如图所示，两根完全相同的“V”字形导轨OPQ与KMN倒放在绝缘水平面上，两导轨都在竖直平面内且正对、平行放置，其间距为L，电阻不计。两条导轨足够长，所形成的两个斜面与水平面的夹角都是α．两个金属棒ab和的质量都是m，电阻都是R，与导轨垂直放置且接触良好．空间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B．

(1)如果两条导轨皆光滑，让固定不动，将ab释放，则ab达到的最大速度是多少?
(2)如果将ab与同时释放，它们所能达到的最大速度分别是多少?

（15分) 薄木板长L＝1m，质量M＝9kg在动摩擦因数μ₁＝0.1的水平地面上向右滑行，当木板速度v₀＝2m／s时，在木板的右端轻放一质量m＝1kg的小铁块（可视为质点）如图所示，当小铁块刚好滑到木板左端时，铁块和木板达到共同速度。取g＝10m／s²，求：

（1）从铁块放到木板上到它们达到相同速度所用的时间t； 
（2）小铁块与木板间的动摩擦因数μ₂ 。

如图所示，质量M="4" kg的小车放在水平光滑的平面上，在小车左端加一水平推力F=6N，当小车向右运动的速度达到2 m/s时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计，质量为m="1" kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数=0.2，小车足够长。g取10m/s²，求:

（1）小物块放后，小物块及小车的加速度各为多大；
（2）经多长时间两者达到相同的速度；
（3）从小物块放上小车开始，经过t=4s小物块通过的位移大小为多少。

如图所示，质量为4kg的小球用轻质细绳拴着吊在行驶的汽车后壁上。细绳的延长线通过小球的球心O，且与竖直方向的夹角为θ=37º。g取10 m/s²，已知sin37º=0.6，cos37º=0.8，求：

（1）汽车匀速运动时，细线对小球的拉力和车后壁对小球的压力；
（2）若要始终保持θ=37º，则汽车刹车时的加速度最大不能超过多少。

一个物体从离地面125m高处自由下落，g取10 m/s²，求：
（1）物体落地的时间； （2）最后1s下落的高度。

一汽车速度为10 m/s，下坡时以0.5m/s²的加速度沿直线加速行驶，求：
（1）10s末的速度； （2）20s通过的位移。

下图为仓库中常用的皮带传输装置示意图，它由两台皮带传送机组成，一台水平传送，A、B两端相距3m，另一台倾斜，传送带与地面的倾角θ=37°，C、D两端相距4.45m，B、C相距很近。水平部分AB以5m/s的速率顺时针转动。将质量为10kg的一袋大米放在A端，到达B端后，速度大小不变地传到倾斜的CD部分，米袋与传送带间的动摩擦因数均为0.5。试求：

（1）若CD部分传送带不运转，求米袋沿传送带所能上升的最大距离；
（2）若要米袋能被送到D端，求CD部分顺时针运转的速度应满足的条件
（3）在满足（2）问的情况下，求米袋从C 端到D 端所用时间的取值范围。

某电视台娱乐节目在游乐园举行家庭搬运砖块比赛活动．比赛规则是：如图甲所示向滑动行驶的小车上搬放砖块，且每次只能将一块砖无初速度(相对地面)地放到车上，车停止时立即停止搬放，以车上砖块多少决定胜负．已知每块砖的质量m＝0.8 kg，小车的上表面光滑且足够长，比赛过程中车始终受到恒定牵引力F＝20 N的作用，未放砖块时车以v₀＝3 m/s的速度匀速前进．获得冠军的家庭上场比赛时每隔T＝0.8 s搬放一块砖，从放上第一块砖开始计时，图中仅画出了0～0.8 s内车运动的v－t图象，如图乙所示，g取10 m/s².求：

(1)小车的质量及车与地面间的动摩擦因数；
(2)车停止时，车上放有多少块砖．

特战队员从悬停在空中离地55m高的直升机上沿绳下滑进行降落训练，某特战队员和他携带的武器质量共为80kg，设特战队员用特制的手套轻握绳子时可获得200N的摩擦阻力，紧握绳子时可获得1000N的摩擦阻力，下滑过程中特战队员至少轻握绳子才能确保安全，（）。试求：

（1）特战队员轻握绳子降落时的加速度的大小；
（2）若要求特战队员着地时的速度不大于5m/s，则特战队员在空中下滑的最少时间为多少？

如图所示，质量为m＝4kg的圆柱体卡在V形凹槽内，凹槽右壁竖直，左边为倾角θ＝37°的斜面，圆柱体与槽之间的动摩擦因数均为μ＝0.2，槽放在水平桌面上(AB与桌面平行)，今用平行AB的力推F着圆柱体匀速前进，求：

（1）圆柱体对竖直右壁的压力大小
（2）推力F的大小