高中物理计算题

内壁光滑的导热气缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为1.0×10⁵ Pa、体积为2.0×10^－3 m³的理想气体．现在活塞上方缓缓倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半，然后将汽缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为127 ℃.(大气压强为1.0×10⁵ Pa)
①求汽缸内气体的最终体积（保留三位有效数字）；
②在右图所示的p－V图上画出整个过程中汽缸内气体的状态变化．

(18分)玩具小车连同固定在小车上的水平皮带运输机总质量M=2kg，静止在光滑水平面上；皮带顺时针转动，相对小车的速度保持为=3m/s；可视为质点的带正电小物块质量m＝1kg，电荷量q=0.01C，以水平初速＝9m/s从皮带左端滑上皮带；皮带与小物块间动摩擦因数＝0.8，设整个装置绝缘，小物块在运动过程中q保持不变，g取10m/s²。

（1）若皮带足够长，求小物块刚滑上传送带时，物块、小车的加速度大小？小车最终能达到最大速度？
（2）小车右侧足够远处有一内壁光滑、绝缘的竖直圆形轨道，其半径R="0.25m" 。轨道最下端C点与AB等高，C点处有一小缺口，可以让绝缘小物块射入圆形轨道内。小物块以＝5m/s的速度从C处的小缺口冲入圆轨道，在其冲入瞬间，轨道所在空间立即施加一竖直方向的匀强电场。若要使小物块不脱离圆轨道，则匀强电场的大小与方向应满足什么条件？

(18分) 在直角坐标系第一象限与第三象限分布有如图所示的匀强磁场和匀强电场，电场强度为E、磁感应强度为；现在第三象限中从P点以初速度沿x轴方向发射质量为，带的离子，离子经电场后恰从坐标原点O射入磁场。

（1）已知P点的纵坐标为，试求P点的横坐标x；
（2）若离子经O点射入磁场时的速度为2，试求离子在磁场中运动的时间及磁场出射点距O点的距离d。

用轻弹簧竖直悬挂一质量未知的铁块，静止时弹簧伸长量为L，现将铁块置于倾斜木板上，用该弹簧沿木板向上匀速拉动铁块，此时弹簧的伸长量仍为 L , 已知木板与水平方向的夹角 θ=30°，则可测出铁块与木板间的动摩擦因数为多大？

如图所示，长为20cm的轻绳BC两端固定在天花板上，在中点系上一重60N的物体 ．试求：（1）当BC的距离为10cm时，AB段绳上的拉力为多少；
（2）当BC的距离为10cm时，AB段绳上的拉力为多少.

(10分) 表面光滑、质量不计的尖劈插在缝A、B之间，在尖劈背上加一压力F，求
（1）尖劈对A侧的压力      （2）尖劈对B侧的压力。

如图所示，水平地面上有一个重115N的木箱。现用与水平方向夹角=37°斜向上的力F拉木箱，使木箱沿水平地面匀速运动。已知F=25N，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

（1）画出木箱受力的示意图；（2）求地面对木箱的支持力大小；（3）求木箱与地面间的动摩擦因数。

如图所示，ABCDO是处于竖直平面内的光滑轨道，AB是半径为R=15m的圆周轨道，半径OA处于水平位置，CDO是直径为15m的半圆轨道，两个轨道如图连接固定。一个小球P从A点的正上方距水平半径OA高H处自由落下，沿竖直平面内的轨道运动。通过CDO轨道的最低点C时对轨道的压力力等于其重力的倍.取g为10m/s².

（1）H的大小；
（2）小球沿轨道运动后再次落到轨道上的速度的大小是多少.

如图， AB段为长L =8m倾角θ =37°的斜面，BC段水平，AB与BC平滑相连。一个质量m =2kg的物体从斜坡顶端以v₀=2.0m/s的初速度匀加速滑下，经时间t="2.0s" 到达斜坡底端B点。滑雪板与雪道间的动摩擦因数在AB段和BC段均相同。求：

（1）运动员在斜坡上滑行时加速度的大小a；
（2）滑雪板与雪道间的动摩擦因数μ；
（3）运动员滑上水平雪道后，在t' = 2.0s内滑行的距离x。

如图所示，坐标系xOy在竖直平面内，x轴正方向水平向右，y轴正方向竖直向上。y<0的区域有垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B；在第一象限的空间内有与x轴平行的匀强电场（图中未画出）；第四象限有与x轴同方向的匀强电场；第三象限也存在着匀强电场（图中未画出）。一个质量为m、电荷量为q的带电微粒从第一象限的P点由静止释放，恰好能在坐标平面内沿与x轴成θ=30°角的直线斜向下运动，经过x轴上的a点进入y<0的区域后开始做匀速直线运动，经过y轴上的b点进入x<0的区域后做匀速圆周运动，最后通过x轴上的c点，且Oa=Oc。已知重力加速度为g，空气阻力可忽略不计。求：

（1）微粒的电性及第一象限电场的电场强度E₁；
（2）带电微粒由P点运动到c点的过程中，其电势能的变化量大小；
（3）带电微粒从a点运动到c点所经历的时间。

2012年11月，我国舰载机在航母上首降成功。设某一载舰机质量为m=2.5×10⁴kg，速度为v₀=42m/s，飞机将在甲板上以a₀=0.8m/s²的加速度做匀减速运动，着舰过程中航母静止不动。（sin53⁰=0.8,cos53⁰=0.6）

（1）飞机着舰后，若仅受空气阻力和甲板阻力作用，航母甲板至少多长才能保证飞机不滑到海里；
（2）为了让飞机在有限长度的跑道上停下来，甲板上设置了阻拦索让飞机减速，同时考虑到飞机尾钩挂索失败需要复飞的情况，飞机着舰时并不关闭发动机。图示为飞机勾住阻拦索后某一时刻的情景，此时发动机的牵引力大小F=1.2×10⁵N，减速的加速度a₁=20m/s²，此时阻拦索夹角=106⁰，空气阻力和甲板阻力保持不变，求此时阻拦索承受的张力大小。

如图所示，间距为l的平行金属导轨LMN和OPQ分别固定在两个竖直面内，电阻为R、质量为m、长为l 的相同导体杆ab和cd分别放置在导轨上，并与导轨垂直. 在水平光滑导轨间有与水平面成、并垂直于ab的匀强磁场；倾斜导轨间有沿斜面向下的匀强磁场，磁感应强度均为B。倾斜导轨与水平面夹角也为，杆cd与倾斜导轨间动摩擦因素为. ab杆在水平恒力作用下由静止开始运动，当cd刚要滑动时ab恰达到最大速度 . （=、、最大静摩擦力等于滑动摩擦力）.求：

（1）此时杆cd中的电流大小；
（2）杆ab的最大速度；
（3）若此过程中流过杆ab的电量为，则cd产生的焦耳热Q为多大？

如图，A、B、C三板平行，B板延长线与圆切于P点， C板与圆切于Q点。离子源产生的初速为零、带电量为q、质量为m的正离子被电压为U₀的加速电场加速后沿两板间中点垂直射入匀强偏转电场，偏转后恰从B板边缘离开电场，经过一段匀速直线运动，进入半径为r的圆形匀强磁场，偏转后垂直C板打在Q点。（忽略粒子所受重力）（，，偏转电场极板长、板间距，）求：

（1）偏转电压U；
（2）粒子进入磁场时速度的大小及速度与B板的夹角；
（3）磁感应强度B的大小。

如图甲所示，均匀的金属圆环环面积s=0.5m²，电阻r=0.1Ω，环上开一小口，用不计电阻的导线接一R=0.4Ω的电阻。与环同心的圆形区域内有垂直与环平面的匀强磁场，当磁场的磁感应强度B按图乙所示规律变化时（规定磁场垂直环面向外时B为正），求:
(1).环上感应电动势的大小；   (2).A、B两点的电势差；   (3).在0~4s内，通过R的电量.

在如图所示的直角坐标中，x轴的上方有与x轴正方向成θ=45°角的匀强电场，场强的大小为。x轴的下方有垂直于xOy面的匀强磁场，磁感应强度的大小为B＝2×10^－2T，方向垂直纸面向外。把一个比荷为的带正电粒子从坐标为（0，1.0）的A点处由静止释放，电荷所受的重力忽略不计。求:

（1）带电粒子从释放到第一次进入磁场时所用的时间t；
（2）带电粒子在磁场中的偏转半径R；
（3）带电粒子第三次到达x轴上的位置坐标。