高中物理综合题

［选修3－5］
（1）如图所示，AB是倾角为30º足够长的光滑斜面，BC是足够长的光滑水平面，且在B点与斜面平滑连接，质量m₁＝0.2 kg的滑块置于B点，质量m₂＝0.1 kg的滑块以＝9 m／s速度向左运动并与m₁发生正碰，碰撞过程中没有机械能损失，且m₁通过B点前后速率不变，将滑块视为质点，以下判断正确的是（g取10 ）（      ）

A．第一次碰撞后经过2.4 s两物体再次相碰

B．第一次碰撞后经过4.8 s两物体再次相碰

C．再次碰撞时与B点的距离为7.2 m

D．再次碰撞时与B点的距离为14.4 m

（2）)如图所示，质量分别为m₁和m₂的两个小球在光滑的水平面上分别以速度、同向运动并发生对心碰撞，碰后m₂被右侧的墙壁原速率弹回，又与m₁相碰，碰后两球都静止. 求∶第一次碰后球m₁的速度.

如图所示，在直角坐标系的第一、四象限内有垂直于纸面的匀强磁场，第二、三象限内有沿x轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E，y轴为磁场和电场的理想边界. 一个质量为m，电荷量为e的质子经过x轴上A点时速度大小为，速度方向与x轴负方向夹角θ＝30º. 质子第一次到达y轴时速度方向与y轴垂直，第三次到达y轴的位置用B点表示，图中未画出，已知OA＝l，不计质子重力影响.
（1）求磁感应强度的大小和方向；
（2）求质子从A点运动至B点时间.

质量M＝100 kg的平板车，停在光滑水平面上，车身的平板离地面的高度h＝1.25m. 一质量m＝50 kg的小物体置于车的平板上，它到车尾端的距离b＝1.00 m，与车板间的动摩擦因数μ＝0.20，如图所示. 今对平板施一水平方向的恒力，使车向右行驶，结果物体从平板上滑落，物体刚离开平板的时刻，车向右行驶的距离x＝2.0 m. 重力加速度g取10 m／s²，求物体刚落地时，落地点到车尾的水平距离x₀.

如图11所示，有一内表光滑的金属盒，底面长L＝1.2m，质量M=1k，放在水平面上与水平面间的动摩擦因素为μ=0.2。在盒内最右端放一半径为r=0.1m的光滑金属球，质量为m=1kg，现在盒的左端给盒一个水平冲量I=3N·s（盒壁厚度，球与盒发生碰撞时间和能量损失忽略不计），g取10m/s²，求：

（1）金属盒能在地面上运动多远？
（2）金属盒从开始运动到最后静止所经历的时间多长？

如图10所示，ABCD为表示竖直放在场强为的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的BCD部分是半径为R的半圆环，轨道的水平部分与半圆环相切，A为水平轨道上一点而且AB＝R＝0.2米，把一质量为100g，带正电量的小球放在水平轨道的A点处由静止开始释放，在轨道内侧运动。（）求：

（1）它到达C点时速度是多大？
（2）它到达C点时对轨道压力是多大？
（3）小球所能获得的最大动能是多少？

如图9所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点沿水平方向以初速度v₀抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面倾角为α，已知星球半径为R，万有引力常量为G，求：

（1）该星球表面的重力加速度g
（2）该星球的密度ρ
（3）该星球的第一宇宙速度v

在游乐场中，有一大型游戏机叫“跳楼机”，参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40米高处，然后自由释放。为研究方便，可以认为座椅沿轨道自由下落1.2s后，开始受到压缩空气提供的恒定阻力而立即做匀减速运动，且下落到离地面4.0米高处时速度恰好减小到零，然后再让座椅缓慢下落，将游客送回地面，取，求：
（1）座椅自由下落的高度是多少？座椅自由下落结束时刻的速度是多少？
（2）在匀减速阶段，座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍？

如图所示，电源的电动势E=110V，电阻R₁=21Ω，电动机绕组的电阻R₀=0.5Ω，电键S₁始终闭合。当电键S₂断开时，电阻R₁的电功率是525W；当电键S₂闭合时，电阻R₁的电功率是336W，求（1）电源的内电阻；（2）当电键S₂闭合时流过电源的电流和电动机的输出的功率。

如图甲所示，某人设计了一种振动发电装置，它的结构是一个半径r=0.1m、20匝的线圈套在辐向形永久磁铁槽中，磁场中的磁感线均沿半径方向均匀分布，从右侧观察如图乙所示。已知线圈所在位置磁感应强度B的大小均为0.2T，线圈总电阻为2Ω，它的引出线接有阻值为8Ω的灯泡L。外力推动与线圈相连的P端使其做往复运动，线圈切割辐向磁场中的磁感线产生感应电流，线圈位移随时间变化的规律如图丙所示（线圈位移取向右为正）。
（1）在丁图中画出感应电流随时间变化的图象（在乙图中取逆时针电流为正〉；
（2）求每一次推动线圈运动过程中作用力的大小；
（3）若不计摩擦等损耗，求该发电机的输出功率。

如图所示，在水平匀速运动的传送带的左端（P点），轻放一质量为m=1kg的物块，物块随传送带运动到A点后抛出，物块恰好无碰撞地沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆弧轨道下滑。B、D为圆弧的两端点，其连线水平。已知圆弧半径R=1.0m，圆弧对应的圆心角θ=106º，轨道最低点为C，A点距水平面的高度h=0.80m。（g取10m/s²，sin53º=0.8，cos53º=0.6）求：
（1）物块离开A点时水平初速度的大小；
（2）物块经过C点时对轨道压力的大小；
（3）设物块与传送带间的动摩擦因数为0.3，传送带的速度为5m/s，求PA间的距离。

如图所示，某空间有一竖直向下的匀强电场，电场强度E=1.0×10²V/m，一块足够大的接地金属板水平放置在匀强电场中，在金属板的正上方高度h=0.80m的a处有一粒子源，盒内粒子以v₀=2.0×10²m/s的初速度向水平面以下的各个方向均匀释放质量为m=2.0×10^-15kg，电荷量为q=+10^-12C的带电粒子，粒子最终落在金属板b上。若不计粒子重力，求：（结果保留两位有效数字）
（1）粒子源所在处a点的电势；
（2）带电粒子打在金属板上时的动能；
（3）从粒子源射出的粒子打在金属板上的范围（所形成的面积）；若使带电粒子打在金属板上的范围减小，可以通过改变哪些物理量来实现?

如图所示，是一对彼此绝缘相距d＝5cm的平行金属带电极板MN,N板接地，M板带电量的绝对值为Q=6×10^-6C。在两极板MN间A点有一带电量为q＝4×10^-6C的带电液滴，其质量m＝4×10^-4kg,恰好处于静止状态。求：
（1）两板间的电场强度为多少？
（2）Ｕ_NM等于多少伏？M点的电势是多少？
（3）平行金属板MN所构成的电容器的电容C等于多少皮法？

质量为m=1000kg的汽车从静止开始沿平直公路启动，汽车行驶的过程中所受阻力恒为车重的k=0.2倍．汽车启动后的时间t₁=10s内做匀加速运动，加速度为a₁=2m/s²；然后汽车做匀减速运动，加速度大小为a₂=1m/s²，直至汽车停下．则：
(1)汽车在整个运动过程中，发动机输出功率的平均值是多少？
(2)汽车在整个运动过程中，发动机输出功率的最大值是多少？

如图所示，图中弹簧Ⅰ和Ⅱ的劲度系数分别为，物体A和B的质量分别为．在弹性限度之内，悬挂平衡．现用一定的力沿竖直方向向上托起B，使两弹簧的长度之和恰等于两弹簧原自然长度之和．试求此时天花板对弹簧作用力F等于多大．

在倾角α＝的斜面上，用一根劲度系数k＝100N/m的轻弹簧沿平行斜面的方向拉住一个质量为m的物体，如图所示．若发现将物体放在斜面上的PQ之间任何位置都能使之处于静止状态，并测得AP＝22cm，AQ＝8cm，则物体与斜面间的最大静摩擦力等于多大？