高中物理综合题

如图（甲）所示，质量为M、长L=1.0m、右端带有竖直挡板的木板B，静止在光滑水平面上.质量为m的小木块（可视为质点）A，以水平速度滑上B的左端，在右端与B碰撞后，最后恰好滑回木板B的左端. 已知=3，并且在A与挡板碰撞时无机械能损失，忽略碰撞时间，取g=10m/s²，求：

（1）木块A与木板B间的动摩擦因数；
（2）在图（乙）所给坐标系中，画出此过程中B对地的速度——时间图线.

如图所示，用半径为0.4m的电动滚轮在长薄铁板上表面压轧一道浅槽。薄铁板的长为2.8m、质量为10kg。已知滚轮与铁板与铁板工作台面间的动摩擦因数分别为0.3和0.1。铁板从一端放入工作台的砂轮下，工作时砂轮对铁板产生恒定的竖直向下的压力为100N，在砂轮的摩擦作用下铁板由静止向前运动并被压轧出一浅槽。已知滚轮转动的角速度恒为5rad/s。
（1）通过分析计算，说明铁板将如何运动，
（2）加工一快铁板需要多少时间，
（3）加工一快铁板电动机要消耗多少电能。（不考虑电动机自身的能耗）

      

 

如图所示，一个质量m =2.0×10^-11kg、电荷量q = 1.0×10^-5C、重力忽略不计的带电微粒，从静止开始经电压U₁=100V的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场，偏转电场的电压U₂=100V．已测得偏转电场的极板长L=20cm，两板间距d =cm．

（1）微粒进入偏转电场时的速率是多少？
（2）微粒射出偏转电场时的偏转角θ是多大？
（3）若偏转电场右侧的匀强磁场的磁感应强度B＝3.14T，则微粒在磁场中运动的时间是多少？

在光滑水平面上，有两根长度均为L的轻绳一端都固定在O点，另一端分别系有质量为m的小球1和质量为2m的小球2，可绕O点做圆周运动。某时刻，小球1经过B点速度为v₀，小球2静止在C点，如图所示，小球1与小球2第一次在C点碰后，第二次在B点相碰，两次相碰之间小球2运动小于两周。已知OB与OC相互垂直。求小球2第一次通过A点时受绳子拉力大小?

如图所示，直立轻弹簧的下端与水平地面上质量为2m的甲木块连接，上端与质量为m的乙木块连接，当甲、乙木块及弹簧均处于静止状态时，弹簧被压缩了h，现将一橡皮泥制成的质量为2m的小球从乙木块正上方H处自由落下，与乙木块碰后粘在一起，当乙木块与橡皮泥小球一起运动到最高点时，甲木块恰要离开地面。现将橡皮泥小球换为等质量的弹性小球，仍从乙木块正上方H处自由落下，当弹性小球与乙木块碰后迅速将弹性小球拿走，求当甲木块刚要离开地面时，乙木块的速度大小。（小球大小不计，与乙木块碰撞时间很短，整个过程弹簧均处在弹性限度内，重力加速度为g）

粗糙水平地面与光滑半圆形轨道连接，两个小球A、B可视为质点，最初A、B两球静止在半圆形轨道圆心O的正下方，如图所示。若A、B球之间夹有一小块炸药，炸药爆炸后，小球A恰能经过半圆形轨道的最高点，B球到达的最远位置恰好是A球在水平地面上的落点；已知粗糙水平地面与B球之间的摩擦因数为0.2，求A、B两球的质量之比。

如图所示，质量M=8kg的长木板放在光滑水平面上，在长木板的右端施加一水平恒力F=8N，当长木板向右运动速率达到v₁=10m/s时，在其右端有一质量m=2kg的小物块（可视为质点）以水平向左的速率v₂=2m/s滑上木板，物块与长木板间的动摩擦因数μ=0.2，小物块始终没离开长木板，取10m/s²，求：
（1）经过多长时间小物块与长木板相对静止；
（2）长木板至少要多长才能保证小物块始终不滑离长木板；
（3）上述过程中长木板对小物块摩擦力做的功．

如图所示，水平地面上有一辆固定有竖直光滑绝缘管的小车，管的底部有一质量m=0.2g、电荷量q=+8×10^-5C的小球，小球的直径比管的内径略小．在管口所在水平面MN的下方存在着垂直纸面向里、磁感应强度B₁= 15T的匀强磁场，MN面的上方还存在着竖直向上、场强E=25V/m的匀强电场和垂直纸面向外、磁感应强度B₂=5T的匀强磁场．现让小车始终保持v=2m/s的速度匀速向右运动，以带电小球刚经过场的边界PQ为计时的起点，测得小球对管侧壁的弹力F_N随高度h变化的关系如图所示．g取10m/s²，不计空气阻力．求：
（1）小球刚进入磁场B₁时加速度a的大小；
（2）绝缘管的长度L；
（3）小球离开管后再次经过水平面MN时距管口的距离△x．

 

货车正在以v₁＝10m／s的速度在平直的公路上前进，
货车司机突然发现在其正后方S₀＝25米处有一辆小车以v₂＝20m／s的速度做同方向的匀速直
线运动，货车司机为了不让小车追上，立即加大油门做匀加速运动，求：
①若货车的加速度大小为a＝4m／s²，小车能否追上货车?若追不上，小车与货车相距的最近距离
为多少? ②若要保证小车追上货车，则货车的加速度应满足什么条件?

如图所示，在xOy平面的第一象限有一匀强电场，电场的方向平行于y轴向下；在x轴和第四象限的射线OC之间有一匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直于纸面向外。有一质量为m，带有电荷量+q的质点由电场左侧平行于x轴射入电场。质点到达x轴上A点时，速度方向与x轴的夹角，A点与原点O的距离为d。接着，质点进入磁场，并垂直于OC飞离磁场。不计重力影响。若OC与x轴的夹角为，求

（1）粒子在磁场中运动速度的大小；
（2）匀强电场的场强大小。

如图，空间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向为轴正方向，磁场方向垂直于平面（纸面）向外，电场和磁场都可以随意加上或撤除，重新加上的电场或磁场与撤除前的一样．一带正电荷的粒子从点以一定的速度平行于轴正向入射．这时若只有磁场，粒子将做半径为的圆周运动；若同时存在电场和磁场，粒子恰好做直线运动．现在，只加电场，当粒子从点运动到平面（图中虚线所示）时，立即撤除电场同时加上磁场，粒子继续运动，其轨迹与轴交于点．不计重力．求：

（1）粒子到达平面时速度方向与轴的夹角以及粒子到轴的距离；
（2）点的横坐标。

在光滑的水平面上静止着一个质量M = 2kg的绝缘平板小车A（足够长），小车的右端放有质量m = 0.25kg的物体B（视为质点），A不带电，B带正电，电荷量q = 0.25C，竖直MN右边有垂直于纸面向内的匀强磁场（磁场范围足够大），磁感应强度B = 1T，MN距小车右端的距离L = 2m。现对小车施加一水平力F=33N（A、B间有相对运动），当物体B进入磁场时撤去力F，A、B间动摩擦因数μ=0.4，g取10m/s²。求：

（1）从对小车施加力F开始计时，至小车右端达到MN的时间t；
（2）整个过程中产生的内能。

．为了测量某住宅大楼每层的平均高度（层高）及电梯运行情况，甲、乙两位同学在一楼电梯内用压力传感器进行了如下实验:甲同学站在压力传感器上，乙同学负责观察电梯从地面一楼到顶层全过程中，压力传感器示数随时间变化的情况。如图所示是压力传感器示数随时间变化图，已知t=0时，电梯静止不动，电梯共上升18层的高度。求：

（1）电梯启动和制动时的加速度大小；
（2）该大楼的层高(设每层高度相同)。

如图所示，光滑水平面上有一长木板，长木板的上表面也是水平光滑的，右端用细绳拴在墙上，左端上部固定一轻质弹簧，质量为的铁球以某一初速度，在木板的上表面上向左匀速运动，铁球与弹簧刚接触时绳子绷紧，小球的速度仍与初速度相同，弹簧被压缩后，铁球的速度逐渐减小，当速度减小到初速度的一半时，弹簧的弹性势能为，此时细绳恰好被拉断（不考虑这一过程中的能量损失），此后木板开始向左运动。

（1）铁球开始运动时的初速度是多少？
（2）若木板的质量为，木板开始运动后弹簧的弹性势能最大是多少？
（3）为使木板获得的动能最大，木板的质量应为多大？

.如图所示，平行且足够长的两条光滑金属导轨，相距0.5m，与水平面夹角为30°，不计电阻，广阔的匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度B＝0.4T，垂直导轨放置两金属棒ab和cd，长度均为0.5m，电阻均为0.1Ω，质量分别为0.1 kg和0.2 kg，两金属棒与金属导轨接触良好且可沿导轨自由滑动．现ab棒在外力作用下，以恒定速度v＝1.5m／s沿着导轨向上滑动，cd棒则由静止释放，试求： (取g＝10m／s²)

（1）金属棒ab产生的感应电动势；
（2）闭合回路中的最小电流和最大电流；
（3）金属棒cd的最终速度．