高中物理综合题

一个密度ρ="9" g/cm³、横截面积S="10" mm²的金属环,处于径向对称、方向发散的磁场中,如图15-2-25所示,环上各点的磁感应强度为B="0.70" T,与环面夹角α=60°.若在环中通以顺时针方向(俯视)电流I="2" A,并保持Δt="0.2" s,试分析环将做什么运动,上升的最大高度是多少.(不计空气阻力)

图15-2-25

下列说法正确的是（    ）
A.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的裂变反应
B.原子核式结构模型是由汤姆逊在α粒子散射实验基础上提出的
C.放射性元素的半衰期是由核内自身因素决定的，跟原子所处的化学状态没有关系
D.用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的危害
（2）如图所示，A、B为两个大小可视为质点的小球，A的质量为M=0.6Kg，B的质量=0.4Kg，B球用长L=1.0m的轻质细绳吊起，当B球处于静止状态时，B球恰好与光滑弧形轨道PQ的末端点P（P端切线水平）接触但无作用力。现使A球从距轨道P端h=0.20m的Q点由静止释放，当A球运动到轨道P端时与B球碰撞，碰后两球粘在一起运动,若g取10m/s²，求：两球粘在一起后，悬绳的最大拉力。

两条光滑的水平金属导轨彼此平行，置于桌边，金属棒ab架在两导轨端点上并与导轨垂直，导轨区域内有竖直向下的匀强磁场，导轨另一端与电池、电容器连成电路，如图15-2-11所示.已知金属棒的质量m=5×10^-3kg，两导轨间距L="1.0" m，电池电动势E="16" V，电容器的电容量C="200" μF，磁场的磁感应强度B="0.5" T，金属棒在通电后受安培力作用而平抛出去，下落高度h="0.8" m，抛出落地水平位移S="0.064" m.试求开关K先接1，再接2，金属棒被抛出后电容器上电压的数值.

图15-2-11

如图所示，光滑的平行导轨MN、PQ水平放置，相距d="1.0" m,电阻不计，导轨与半径为R="1" m的半圆形的光滑绝缘体在N、Q处平滑连接。整个装置处于方向竖直向下的磁感应强度为B=4×10^-2 T的匀强磁场中。导体棒ab、cd质量均为m="1" kg,长度L="1.2" m，电阻均为r="1" Ω,垂直于导轨方向放置，ab、cd相距x="1" m。现给ab一个水平向右的瞬时冲量I="10" N·s,ab、cd均开始运动。当ab运动到cd原来的位置时，cd恰好获得最大速度且刚好离开水平导轨。求cd到达半圆形绝缘体顶端时对绝缘体的压力及整个过程中导体棒所增加的内能。（g取10 m/s²）

如图所示，一根均匀的导体棒ab，长为l，质量为m，电阻为R₀，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，导体ab由两根相同的轻质弹簧悬挂，并处在水平位置，这时每根弹簧的伸长量为x₀.若电源电动势为E，电阻不计，两根弹簧的总电阻为R，求当开关S闭合后，导体ab平衡时每根弹簧的伸长量x是多少？

如图 3-6-15 所示，质量为 m、边长为 l 的正方形线框，在竖直平面内从有界的匀强磁场上方由静止自由下落.线框电阻为 R，匀强磁场的宽度为 H（l<H)，磁感应强度为 B.线框下落过程中 ab 边始终与磁场边界平行且水平.已知 ab 边刚进入磁场和刚穿出磁场时线框都作减速运动，加速度大小都是g.求：

图3-6-15
（1）ab 边刚进入磁场与 ab 边刚出磁场时的速度；
（2）线框进入磁场的过程中产生的热量；
（3）cd 边刚进入磁场时线框的速度.

如图所示，在磁感应强度B="1.0" T、方向竖直向下的匀强磁场中，有一个与水平面成θ=37°角的导电滑轨，滑轨上放一个可以自由滑动的金属杆ab，已知接在滑轨中的电源电动势E="12" V，内阻不计，ab杆长L="0.5" m，质量m="0.2" kg，杆与平行滑轨间的动摩擦因数μ=0.1；不计滑轨与ab杆的电阻，取g="10" m/s²，sin37°=0.6.求接在滑轨上的变阻器R的阻值在什么范围内变化时，可以使ab杆在滑轨上保持静止?

两条平行金属导轨置于水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨平面与磁场垂直，轨距为l，左端连接一电阻R，如图16-7-9所示.长为2l的导体棒ab与导轨垂直，a端与下面的导轨接触.现将导体棒ab以a端为轴沿导轨平面向右转过90°角，在此过程中棒与导轨保持良好接触.求通过R的电荷量.

图16-7-9

在"用单分子油膜估测分子大小"实验中
（1）某同学操作步骤如下
①取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液
②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积
③在蒸发皿中盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定
④在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明的方格纸测量油膜的面积
改正其中的错误

（2）若油酸酒精溶液浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10^-3，其形成的油膜面积为40²，则估测出油酸分子的直径为。

如图所示的电路中，电源电压为60V不变，电阻R₁=10Ω，R₂=5Ω，虚线框内是两个电阻R₃、R₄，且R₃+R₄=14Ω，当只接通S₁时，电路中的电流强度为I₁=3A；当只接通S₂时，电路中的电流强度为I₂=2.5A；求：
（1）在答题纸上电路图的虚线框内画出两个电阻的连接方式，并说明两电阻的阻值；
（2）当S₁、S₂、S₃全部接通时，电路中的电流强度为多大？
（3）当S₁、S₂、S₃全部接通时，虚线框内的两个电阻消耗的功率分别是多大？

（1）关于热现象和热学规律，下列说法正确的是          

A．布朗运动就是分子的运动

B．热量只能从高温物体向低温物体传递，不可能由低温物体传给高温物体

C．分子之间作用力表现为引力时，分子之间距离减小，分子势能减小

D．温度高的物体，其内能一定大

（2）内壁光滑的导热汽缸竖直放在盛有冰水混合物的水中，用活塞封闭压强为1.0×10⁵Pa,体积为2.0×10^-3m³的理想气体，现在活塞上缓慢倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半.求
①此时气缸内气体的压强；
②在上述过程中外界对气体做功145J，封闭气体吸热还是放热，热量是多少？

如图所示，竖直平面内，直线PQ右侧足够大的区域内存在竖直向上的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场。直线PQ右侧距PQ水平距离为d=28.2cm(计算时取)的适当高度处的小支柱上放有一个不带电小球C。直线PQ左侧有一可以上下左右移动的发射枪，能够沿水平方向发射不同速度的带正电小球A。A、C球质量相等。以上装置在同一竖直平面内。现调节发射枪的位置和发出小球的速度，可以实现小球A在做平抛运动过程中，水平方向运动距离是竖直方向运动距离的两倍时，从直线PQ的某处D点(图中未画出)进入电磁场区域，并与小球C发生正碰，碰前的瞬间撤去小支柱，碰后A、C小球粘在一起沿水平方向做匀速直线运动。已知A球进入电磁场后与C碰前的过程中速度大小保持不变，g取10m/s²。求能实现上述运动的带电小球的初速度V₀及A、C两球初位置的高度差。

 

如图所示，光滑导轨立在竖直平面内，匀强磁场的方向垂直于导轨平面，磁感应强度B="0.5" T.电源的电动势为1.5 V，内阻不计.当电键K拨向a时，导体棒（电阻为R）PQ恰能静止.当K拨向b后，导体棒PQ在1 s内扫过的最大面积为多少？（导轨电阻不计）

由两个用同种材料、同样粗细的导线制成的圆环a和b，其半径之比r_a∶r_b=2∶1,如图16-2-15所示.当充满b环圆面的匀强磁场随时间均匀变化时，求a、b环中感应电流之比为多少.

图16-2-15

如图11-44所示，将带电荷量Q＝0.3 C、质量m′="0.15" kg 的滑块放在小车的绝缘板的右端，小车的质量M="0.5" kg，滑块与绝缘板间动摩擦因数μ=0.4，小车的绝缘板足够长，它们所在的空间存在着磁感应强度B="20" T 的水平方向的匀强磁场.开始时小车静止在光滑水平面上，一摆长 L="1.25" m、摆球质量 m＝0.3 kg的摆从水平位置由静止释放，摆到最低点时与小车相撞，如图11-44所示，碰撞后摆球恰好静止，g取10 m/s².求：
（1）摆球与小车的碰撞过程中系统损失的机械能ΔE.
（2）碰撞后小车的最终速度.

图11-44