高中物理计算题

一长为L=1m的绝缘细线，上端固定，下端拴一质量为m=0.1kg、带电荷量为的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中，形如时，将线与小球向右拉成水平，然后释放，小球由静止开始向下摆动，当细线转过60^o角时，小球到达B点速度恰好为零。（g=10m/s²）试求：

（1）AB两点的电势差U_AB；
（2）匀强电场的场强大小；
（3）小球从A到B过程中，最大速度多大？

如图所示，光滑绝缘的圆形轨道BCDG位于竖直平面内，轨道半径为R，下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中。现有一质量为m、带正电的小滑块（可视为质点）置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g，

求：（1）若滑块从水平轨道上距离B点s=3R的A点由静止释放，求滑块到达与圆心O等高的C点时的速度大小；
（2）在（1）的情况下，求滑块到达C点时对轨道的作用力大小；
（3）改变s的大小，使滑块恰好始终沿轨道滑行，且从G点飞出轨道，求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小

如图所示，固定的光滑金属导轨间距为L，导轨电阻不计，上端A.b间接有阻值为R的电阻，导轨平面与水平面的夹角为，且处在磁感应强度大小为B.方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中，质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上。初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有沿轨道向上的初速度，整个运动过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知重力加速度为g，弹簧的劲度系数为k，弹簧的中心轴线与导轨平行。

（1）求初始时刻通过电阻R的电流I的大小和方向及此时导体棒的加速度a的大小；
（2）导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为，求导体棒从开始运动直到停止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q；

如图所示，质量为m，横截面为直角三角形的物块ABC，∠ABC=α，AB边靠在竖直墙面上，物块与墙面间的动摩擦因数为μ，现物块在垂直于斜面BC的推力作用下，沿墙面匀速滑动，试求出力F的大小，

如图所示，用绳AC和BC吊起一重物，绳与竖直方向夹角分别为30°和60°，AC绳能承受的最大拉力为150N，而BC绳能承受的最大的拉力为100N，求物体最大重力不能超过多少？

某电视娱乐节目装置可简化为如图所示模型．倾角θ=37°的斜面底端与水平传送带平滑接触，传送带BC长L=6m，始终以v₀=6m/s的速度顺时针运动．将一个质量m=1kg的物块由距斜面底端高度h₁=5.4m的A点静止滑下，物块通过B点时速度的大小不变．物块与斜面、物块与传送带间动摩擦因数分别为=0.5、=0.2，传送带上表面距地面的高度H=5m，g取10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8

（1）求物块由A点运动到C点的时间；
（2）若把物块从距斜面底端高度h₂=2.4m处静止释放，求物块落地点到C点的水平距离；
（3）求物块距斜面底端高度满足什么条件时，将物块静止释放均落到地面上的同一点D．

离子推进器是太空飞行器常用的动力系统，某种推进器设计的简化原理如图1所示，截面半径为R的圆柱腔分为两个工作区。I为电离区，将氙气电离获得1价正离子II为加速区，长度为L，两端加有电压，形成轴向的匀强电场。I区产生的正离子以接近0的初速度进入II区，被加速后以速度v_M从右侧喷出。I区内有轴向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在离轴线R/2处的C点持续射出一定速度范围的电子。假设射出的电子仅在垂直于轴线的截面上运动，截面如图2所示（从左向右看）。电子的初速度方向与中心O点和C点的连线成α角（0<α<90^o）。推进器工作时，向I区注入稀薄的氙气。电子使氙气电离的最小速度为v₀，电子在I区内不与器壁相碰且能到达的区域越大，电离效果越好。已知离子质量为M；电子质量为m，电量为e。（电子碰到器壁即被吸收，不考虑电子间的碰撞）。

（1）求II区的加速电压及离子的加速度大小；
（2）为90^o时，要取得好的电离效果，求射出的电子速率v的范围；
（3）要取得好的电离效果，求射出的电子最大速率v_m与α的关系。

光滑水平面上，用轻质弹簧连接的质量为的A、B两物体都以的速度向右运动，此时弹簧处于原长状态。质量为的物体C静止在前方，如图所示，B与C碰撞后粘合在一起运动，求：

①B、C碰撞刚结束时的瞬时速度的大小；
②在以后的运动过程中，弹簧的最大弹性势能。

如图所示是一列沿x轴正向传播的简谐横波在t=0.25s时刻的波形图，已知波的传播速度v=4m/s。

①画出x=2.0m处质点的振动图像（至少画出一个周期）；
②求x=2.5m处质点在0~4.5s内通过的路程及t=4.5s时的位移；
③此时A点的纵坐标为2cm，试求从图示时刻开始经过多少时间A点第三次出现波峰？

如图所示，水平地面上有一竖直绝缘弹性薄挡板，板高h=5m，与板等高处有一水平放置的小篮筐，筐口的中心距挡板s=1m。整个空间存在匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B=0.2T，而匀强电场未在图中画出。质量、电荷量的带电小球（可视为质点），自挡板下端的左侧以不同的水平初速度开始向左运动，恰能做匀速圆周运动，若小球与挡板相碰后以原速率弹回，且碰撞时间不计，碰撞前后电量不变，小球最后都能从筐口的中心处落入筐中（）。试求：

（1）电场强度的大小和方向；
（2）小球运动的最大速率；
（3）小球运动的最长时间。（结果可用反三角函数表示，例如，）

如图所示，木板与水平地面间的夹角可以随意改变，当=37°时，可视为质点的一个小木块恰好能沿着木板匀速下滑。若让该小木块从木板的底端以恒定的速率沿木板向上运动，随着的改变，小木块沿木板滑行的距离x将发生变化（木板足够长），重力加速度，sin37°=0.6，cos37°=0.8.

（1）求小木块与木板间的动摩擦因数；
（2）当角满足什么条件时，小木块沿木板滑行的距离最小，并求此最小值。

一质量为m、带电荷量为＋q的小球以水平初速度v₀进入竖直向上的匀强电场中，如图甲所示．今测得小球进入电场后在竖直方向下降的高度y与水平方向的位移x之间的关系如图乙所示．根据图乙给出的信息，（重力加速度为g）求：

（1）匀强电场场强的大小；
（2）小球从进入匀强电场到下降h高度的过程中，电场力做的功；
（3）小球在h高度处的动能．

如图所示,绝缘光滑轨道AB部分为倾角为30°的斜面,AC部分为竖直平面内半径为R的圆轨道,斜面与圆轨道相切。整个装置处于场强为E、方向水平向右的匀强电场中。现有一个质量为m的小球,带正电荷量为，要使小球能安全通过圆轨道,在O点的初速度应为多大?

如图，质量M="l" kg的木板静止在水平面上，质量m="l" kg、大小可以忽略的铁块静止在木板的右端。设最大摩擦力等于滑动摩擦力，已知木板与地面间的动摩擦因数μ₁=0.1，铁块与木板之间的动摩擦因数μ₂=0.4，取g="10" m／s²．现给铁块施加一个水平向左的力F

（1）若力F恒为8 N，经1 s铁块运动到木板的左端。求：木板的长度L
（2）若力F从零开始逐渐增加，且木板足够长。试通过分析与计算，在图中作出铁块受到的摩擦力f随力F大小变化的图象

如图所示，在光滑绝缘的水平面上，放置两块直径为2L的同心半圆形金属板A、B，两板间的距离很近，半圆形金属板A、B的左边有水平向右的匀强电场E₁，半圆形金属板A、B之间存在电场，两板间的电场强度E₂可认为大小处处相等，方向都指向O，现从正对A、B板间隙、到两板的一端距离为d处静止释放一个质量为m、电荷量为q的带正电微粒（不计重力），此微粒恰能在两板间运动且不与板发生相互作用．

（1）求半圆形金属板A、B之间电场强度的E₂的大小？
（2）从释放微粒开始，经过多长时间微粒的水平位移最大？