高中物理综合题

如图所示的直角坐标系中，在直线x=－2l₀到y轴区域内存在着两个大小相等、方向相反的有界匀强电场，其中x轴上方的电场方向沿y轴负方向，x轴下方的电场方向沿y轴正方向．在电场左边界上A（－2l₀，－l₀）到C（－2l₀，0）区域内，连续分布着电荷量为＋q、质量为m的粒子．从某时刻起由A点到C点间的粒子，依次连续以相同的速度v₀沿x轴正方向射入电场.若从A点射入的粒子，恰好从y轴上的A′（0，l₀）沿x轴正方向射出电场，其轨迹如图．不计粒子的重力及它们间的相互作用．求：

（1）匀强电场的电场强度E；
（2）在AC间还有哪些位置的粒子，通过电场后也能沿x轴正方向运动．

如图所示，粗糙水平地面上有一高为h＝0.2m的木板B，B的上表面以O点为界，O点以右是光滑的，O点以左是粗糙的。O点离B最右端距离为L＝1.25m、离B左端的距离S=0.32m。现在B的最右端放一个可看成质点的、质量与B相同的木块A，A、B均处于静止。已知B与地之间的动摩擦因数为μ₁=0.1，A、B之间动摩擦因数为μ₂=0.2，A、B质量均为m。现给B一个水平向右的瞬时冲量，使B获得初速度v₀＝3m/s，求：

（1）当B向右运动1.25m时，A、B的速度大小。
（2）若B向右运动1.25m时，B突然受到一个向右的水平拉力F＝0.2mg，则此拉力作用0.4s 时，A木块离O点的水平距离是多少？。

如图所示，水平光滑地面上停放着一辆小车B，其质量为M＝4Kg，右端用细绳T系在墙上，小车的四分之一圆弧轨道半径为R＝1.7m，在最低点P处与长为L＝2m的水平轨道相切，可视为质点的质量为m=2Kg物块A放在小车B的最右端，A与B的动摩擦因数为μ＝0.4，整个轨道处于同一竖直平面内。现对A施加向左的水平恒力F＝48.5N，当A运动到P点时，撤去F，同时剪断细绳，物块恰好能到达圆弧的最高点，当其再次返回P点时，动能为第一次过P点时的。取g=10m/s²。求
（1）物块第一次过P点时的速度；
（2）物块在四分之一圆弧轨道向上运动过程增加的内能；
（3）物块第二次过P点时B的速度；
（4）计算说明A最终能否掉下木板。

如图所示，可视为质点的三物块A、B、C放在倾角为30⁰、长L=2m的固定斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数μ＝，A与B紧靠在一起，C紧靠在固定挡板上，三物块的质量分别为m_A＝0.80kg、m_B＝0.64kg、m_C＝0.50kg，其中A不带电，B、C的带电量分别为q_B＝＋4.0×10^-5C、q_C＝＋2.0×10^-5C且保持不变，开始时三个物块均能保持静止且与斜面间均无摩擦力作用。如果选定两点电荷在相距无穷远处的电势能为零，则相距为r时，两点电荷具有的电势能可表示为。现给A施加一平行于斜面向上的力F，使A在斜面上一直作加速度a＝1.5m/s²的匀加速直线运动，经过时间t₀，力F变为恒力，当A运动到斜面顶端时撤去力F。已知静电力常量k＝9.0×10⁹N·m²／C²，g＝10m/s²。求：

（1）未施加力F时物块B、C间的距离；
（2）t₀时间内A上滑的距离；
（3）力F对A物块做的总功。

如图（a），质量m的物体沿倾角的固定粗糙斜面由静止开始向下运动，风对物体的作用力沿水平方向向右，其大小与风速v成正比，比例系数用k表示，物体加速度a与风速v的关系如图（b）所示。求：

（1）物体与斜面间的动摩擦因数m；
（2）比例系数k。

光滑水平面上一平板车质量为M＝50kg，上面站着质量m＝70kg的人，共同以速度v₀匀速前进，若人相对车以速度v=2m/s向后跑，问人跑动后车的速度改变了多少?

高压采煤水枪出水口的截面积为S，水的射速为v，射到煤层上后，水速度为零.若水的密度为ρ，求水对煤层的冲力。

河水对横停在其中的大船侧弦能激起2m高的浪，试估算将要建造的拦河大坝单位面积上所受河水的冲击力为多大？（g取 10 m/s²）

某机械打桩机原理可简化为如图所示，直角固定杆光滑，杆上套有m_A＝55kg和m_B＝80kg两滑块，两滑块用无弹性的轻绳相连，绳长为5m，开始在外力作用下将A滑块向右拉到与水平夹角为37°时静止释放，B滑块随即向下运动带动A滑块向左运动，当运动到绳与竖直方向夹角为37°时，B滑块（重锤）撞击正下方的桩头C，桩头C的质量m_C＝200kg。碰撞时间极短，碰后A滑块由缓冲减速装置让其立即静止，B滑块反弹上升h₁＝0.05m，C桩头朝下运动h₂＝0.2m静止。取g＝10m/s²。求：
（1）滑块B碰前的速度；
（2）泥土对桩头C的平均阻力。

如图所示，某货物仓库，需将生产成品用传送带从底端传递到高度为H的高处存放，货物从静止开始轻放到传送带的最下端，已知货物与传送带间的动摩擦因数为μ＝，传送带始终保持恒定速度运动。若想用最短时间将货物匀加速的运送至顶端，则传送带与水平面夹角θ应设计为多大？最短时间为多少?（传送带长度可随设计需要而变化，g＝10m/s²）

如图所示，坐标系中第一象限有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B=10²T，同时有竖直向上与y轴同方向的匀强电场，场强大小E₁＝10²V/m，第四象限有竖直向上与y轴同方向的匀强电场，场强大小E_2­＝2E₁＝2×10²V/m。若有一个带正电的微粒，质量m＝10^－12kg，电量q＝10^－13C，以水平与x轴同方向的初速度从坐标轴的P₁点射入第四象限，OP₁＝0.2m，然后从x轴上的P₂点穿入第一象限，OP₂＝0.4m，接着继续运动。取g＝10m/s²。求：
（1）微粒射入的初速度；
（2）微粒第三次过x轴的位置；
（3）从P₁开始到第三次过x轴的总时间。

两块平行金属板MN、PQ水平放置，两板间距为d、板长为l，在紧靠平行板右侧的正三角形区域内存在着垂直纸面的匀强磁场，三角形底边BC与PQ在同一水平线上，顶点A与MN在同一水平线上，如图所示．一个质量为m、电量为+q的粒子沿两板中心线以初速度v₀水平射入，若在两板间加某一恒定电压，粒子离开电场后垂直AB边从D点进入磁场，BD=AB，并垂直AC边射出(不计粒子的重力)．求：
(1)两极板间电压；
(2)三角形区域内磁感应强度；
(3)若两板间不加电压，三角形区域内的磁场方向垂直纸面向外．要使粒子进入磁场区域后能从AB边射出，试求所加磁场的磁感应强度最小值．

如图所示为某种新型分离设备内部电、磁场分布情况图。自上而下分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域。区域Ⅰ宽度为d₁，分布有沿纸面向下的匀强电场E₁；区域Ⅱ宽度为d₂，分布有垂直纸面向里的匀强磁场B₁；宽度可调的区域Ⅲ中分布有沿纸面向下的匀强电场E₂和垂直纸面向里的匀强磁场B₂。现有一群质量和带电量均不同的带电粒子从区域Ⅰ上边缘的注入孔A点被注入，这些粒子都只在电场力作用下由静止开始运动，然后相继进入Ⅱ、Ⅲ两个区域，满足一定条件的粒子将回到区域Ⅰ，其他粒子则从区域Ⅲ飞出，三区域都足够长。已知能飞回区域Ⅰ的带电粒子的质量为m=6.4×10^—27kg、带电量为q=3.2×10^—19C，且有d₁=10cm，d₂=5cm，E₁=" " E₂=40V/m，B₁=4×10^—3T，B₂=2×10^—3T。试求：

（1）该带电粒子离开区域Ⅰ时的速度；
（2）该带电粒子离开区域Ⅱ时的速度；
（3）为使该带电粒子还能回到区域Ⅰ的上边缘，区域Ⅲ的宽度d₃应满足的条件；
（4）该带电粒子第一次回到区域Ⅰ的上边缘时离开A点的距离。

光滑的长轨道形状如图所示，底部为半圆型，半径R，固定在竖直平面内。AB两质量相同的小环用长为R的轻杆连接在一起，套在轨道上。将AB两环从图示位置静止释放，A环离开底部2R。不考虑轻杆和轨道的接触，即忽略系统机械能的损失，求：

1）AB两环都未进入半圆型底部前，杆上的作用力
2）A环到达最低点时，两球速度大小
3）若将杆换成长，A环仍从离开底部2R处静止释放，经过半圆型底部再次上升后离开底部的最大高度

如图所示，轻质弹簧右端与一质量为m的小物块固定连接，其左端与一质量为M（M=3m）的光滑框架固定连接。小物块位于框架中心位置时弹簧恰好处于原长状态；现设框架与小物块以共同速度v₀沿光滑水平面向左匀速滑动。
（1）若框架与墙壁发生碰撞后速度立即变为零，但与墙壁不粘连，求框架脱离墙壁后的运动过程中，弹簧弹性势能的最大值。
（2）若框架与墙壁发生碰撞以一定速度反弹，在以后过程中弹簧的最大弹性势能为，求框架与墙壁碰撞时损失的机械能ΔE_1.
（3）在（2）情形下试判定框架与墙壁能否发生第二次碰撞？若不能，说明理由。若能，试求出第二次碰撞时损失的机械能ΔE₂。（设框架与墙壁每次碰撞前后速度大小之比不变）