高中物理计算题

如图所示，两根不计电阻的光滑金属导轨MN与PQ固定在水平面内，MN是直导轨，PQ的PQ₁段、Q₂Q₃段是直导轨、Q₁Q₂段是曲线导轨，MN、PQ₁、Q₂Q₃相互平行，M、P间接入一个阻值R=0.25Ω的电阻。质量m=1.0kg、不计电阻的金属棒在导轨上滑动时始终垂直于MN。整个装置处于竖直向下的磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中。金属棒处于位置（I）时，给金属棒一向右的初速度v₁=4m/s，同时加一恒定的水平向右的外力F₁，使金属棒向右做a=1m/s²匀减速运动；当金属棒运动到位置(Ⅱ)时，外力方向不变，改变大小，使金属棒向右做匀速直线运动2s到达位置(Ⅲ)。已知金属棒在位置(I)时，与MN、Q₁Q₂相接触于a、b两点，a、b的间距L₁=1m；金属棒在位置(Ⅱ)时，棒与MN、Q₁Q₂相接触于c、d两点；位置（I）到位置(Ⅱ)的距离为7.5m。求：

（1）从位置（I）到位置(Ⅱ)过程中的F₁大小；
（2）c、d两点间的距离L₂；
（3）金属棒从位置(I)运动到位置(Ⅲ)的过程中，电阻R上放出的热量Q。

一质量为m=2kg的滑块能在倾角为θ=30⁰的足够长的斜面上以a=2.5m/s²匀加速下滑。如图所示，若用一水平推力F作用于滑块，使之由静止开始在t=2s内能沿斜面运动位移s=4m。求：（取g＝10m／s²）

（1）滑块和斜面之间的动摩擦因数μ；
（2）推力F的大小。

如图，一定质量的理想气体被不计质量的活塞封闭在可导热的气缸内，活塞距底部的高度为h，可沿气缸无摩擦地滑动。取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上，沙子倒完时，活塞下降了h/5。再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。外界大气的压强和温度始终保持不变，已知大气压为p₀，活塞横截面积为S，重力加速度为g，求：

（1）一小盒沙子的质量；
（2）沙子再次倒完时活塞距气缸底部的高度。

如图线圈的面积是0.05 m²，共100匝，线圈电阻为r =" 1" Ω，外接电阻R =" 9" Ω，匀强磁场的磁感应强度B =T，当线圈以300 r/min的转速匀速旋转时，求：（此题最后结果可保留根号）

（1）若线圈从图示位置开始计时，写出线圈中感应电动势瞬时值表达式．
（2）电路中电压表和电流表的示数各是多少？
（3）由图示位置转过90°角的过程中，电阻R上产生的热量为多少？
（4）由图示位置转过180°角的过程中，流经电阻R上的电量为多少？

图为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头。原线圈输入正弦式交变电压的u-t图象如右图所示。若只在ce间接一只R_ce="400" Ω的电阻，或只在de间接一只R_de="225" Ω的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80W。

(1)求只在ce间接400Ω的电阻时，原线圈中的电流I₁；
(2)求ce和de 间线圈的匝数比。

如图所示，正方形导线框ABCD每边长L=0.2m，线框电阻R=0.1Ω，质量m=0.1kg。物体M的质量为0.3kg。匀强有界磁场高也为L=0.2m，B=0.5T。物体M放在光滑斜面上，斜面倾角为30°。物体从静止开始下滑，当线框AD边进入磁场时，恰好开始做匀速运动。求：（g取10m/s²）

(1)线框做匀速运动的速度大小；
(2)线框做匀速运动过程中，物体M对线框做的功；
(3)线框做匀速运动过程中，若与外界无热交换，线框内能的增量。

发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户,如果升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器。如图所示

（1）若发电机的输出功率是 100 kW,输出电压是250 V,升压变压器的原、副线圈的匝数比为 1∶25,求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流；
（2）若输电导线中的电功率损失为输入功率的 4%,求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压。

在如图所示的装置中，两个光滑的定滑轮的半径很小，表面粗糙的斜面固定在地面上，斜面的倾角为θ=30°，用一根跨过定滑轮的细绳连接甲、乙两物体，把甲物体放在斜面上且连线与斜面平行，把乙物体悬在空中，并使悬线拉直且偏离竖直方向α=60°.现同时释放甲、乙两物体，乙物体将在竖直平面内振动，当乙物体运动经过最高点和最低点时，甲物体在斜面上均恰好未滑动.已知乙物体的质量为m="1" kg，若取重力加速度g="10" m/s².求甲物体的质量及斜面对甲物体的最大静摩擦力.

一滑块(可视为质点)经水平轨道AB进入竖直平面内的四分之一圆弧形轨道BC.已知滑块的质量m="0.50" kg，滑块经过A点时的速度v_A="5.0" m/s,AB长x="4.5" m，滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.10,圆弧形轨道的半径R="0.50" m，滑块离开C点后竖直上升的最大高度h="0.10" m.取g="10" m/s².求：

(1)滑块第一次经过B点时速度的大小；
(2)滑块刚刚滑上圆弧形轨道时，对轨道上B点压力的大小；
(3)滑块在从B运动到C的过程中克服摩擦力所做的功.

在用高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计时速是108km/h.汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.6 (取g＝10m/s²) .求:
(1)如果汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯，假设弯道的路面是水平的，拐弯时不产生横向滑动，其弯道的最小半径是多少？
(2)如果高速路上设计了圆弧形拱桥做立交桥，要使汽车能够不离开地面安全通过圆弧拱桥，这个圆弧拱桥的半径应满足什么条件？

如图所示，固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为u。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离L时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）。设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g。

求（1）此过程中杆的速度最大值为（2）流过电阻R的电量

如图，一质量为M的物块静止在桌面边缘， 桌面离水平面的高度为h．一质量为m的子弹以水平速度v₀射入物块后， 以水平速度v₀/2射出． 重力加速度为g． 求

（1）此过程中系统损失的机械能；
（2）此后物块落地点离桌面边缘的水平距离。

如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放置两个用细线相连的质量均为m的小物体A、B(均可看作质点)，它们到转轴的距离分别为r_A="20" cm，r_B="30" cm，A、B与盘面间最大静摩擦力均为重力的0.4倍，试求：

（1）当细线上开始出现张力时，圆盘的角速度；
（2）当A开始滑动时，圆盘的角速度。(g取10 m/s²)

一颗在赤道上空运行的人造地球卫星，其轨道半径为r=2R(R为地球半径),卫星的运动方向与地球的自转方向相同,已知地球的自转周期为T，地球表面的重力加速度为g.
（1）求人造卫星绕地球运转的周期
（2）若某时刻卫星通过赤道上某建筑物的正上方,求它至少绕过多长时间再次通过该建筑物的正上方.

将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力.图甲表示小滑块（可视为质点）沿固定的光滑半球形容器内壁在竖直平面内的A、A′之间来回滑动.A、A′点与O点连线与竖直方向之间夹角相等且都为θ,均小于5°,图乙表示滑块对器壁的压力F随时间t变化的曲线,且图中t=0为滑块从A点开始运动的时刻.试根据力学规律和题中（包括图中）所给的信息,求:

（1）小滑块的质量.
（2）容器的半径.（g取10 m/s²）