高中物理综合题

对一定质量的气体，在等温条件下得出体积V与压强p的数据如下表：

（1）根据所给数据在下面坐标纸上画出p-图线，说明可得到什么结论。

（2）由所做图线，求p=8.85×10⁵pa时该气体体积。
（3）说明该图线斜率大小和温度的关系。

如图，A、B是两个截面积相同的气缸，放在水平地面上，活塞可无摩擦地上下移动。活塞上固定一细的刚性推杆，顶在一可绕水平固定轴O自由旋转的杠杆MN上，接触点是光滑的。活塞（连推杆）、杠杆的质量均不计，开始时A和B中的气体压强为和，体积均为V₀=1.00L，温度均为T₀=300K，杠杆处于水平位置，设大气压强始终为，当气缸B中气体的温度变为400K、体积V_B=1.10L时，求气缸A中气体的温度？

有一种磁性加热装置，其关键部分由焊接在两个等大的金属环上的n根间距相等的平行金属条组成，成“鼠笼”状，如图420所示.每根金属条长度为L，电阻为R，金属环的直径为D、电阻不计.图中虚线所示的空间范围内存在着磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的宽度恰好等于“鼠笼”金属条的间距，当金属环以角速度ω绕过两圆环的圆心轴OO′旋转时，始终有一根金属条在垂直切割磁感线，“鼠笼”的转动由一台电动机带动，这套设备的效率为η，求电动机输出的机械功率.

一对无限长平行导轨位于竖直平面内，轨道上串联一电容器C（开始未充电）.另一根质量为m的金属棒ab可沿导轨下滑，导轨宽度为L，在讨论的空间范围内有磁感应强度为B、方向垂直整个导轨平面的匀强磁场，整个系统的电阻可以忽略，ab棒由静止开始下滑，求它下滑h高度时的速度v.

如下图所示，现有一质量为、电荷量的带电小球在水平光滑绝缘桌面上向右以的速度匀速直线运动，某时从桌边缘D水平飞出，之后小球恰好从竖直放置的有等量异种电荷的平行金属板P、Q上端E处进入两板间，又沿直线运动碰到Q板上的F点，不计各种阻力，已知DE之间的竖直高度，两板间的距离，匀强电场只存在于M、N之间，取。求：
（1）判断两板带电正负情况，求出两极板间的电势差。
（2）小球由D到F所用总时间。
（3）小球到达F点时的动能。

在水平面上有一沿y轴放置的长为L=1m的细玻璃管，在管底有光滑绝缘的带正电的小球．在第一象限中存在磁感应强度为B＝1T的匀强磁场，方向如图所示。已知管沿x轴以v＝1m/s的速度匀速向右运动，带电小球的荷质比为，不计小球的重力。求：
（1）带电小球从管底到飞出管口时所用的时间是多少？
（2）带电小球离开磁场时的位置到坐标原点的距离是多少？
（3）带电小球从刚离开管口后到离开磁场时所用的时间是多少？

“神舟六号”载人飞船在发射初期，宇航员的血液处于超重状态，严重时会产生黑视，甚至危及生命。
（1）假设载人飞船起飞时视为匀加速直线运动，加速度大小为60m/s²，方向竖直向上，两名宇航员在飞船内是躺在水平躺椅上的，则他们对躺椅的压力约为其重力的多少倍？（g=10m/s²）
（2）为了宇航员适应上述情况，必须进行专门的训练。训练的装置是半径为20m的水平坐舱，在电力的驱动下坐舱在水平面内做匀速圆周运动，若让坐舱在运动中的加速度大小为80m/s²，则坐舱每分钟应转动多少圈？（π约取3）

如图所示，两个水平放置的带电平行金属板的匀强电场中，一长为 L 的绝缘细线一端固定在 O点，另端栓着一个质量为 m，带有一定电量的小球，小球原来静止，当给小球某一冲量后，它可绕 O 点在竖直平面内作匀速圆周运动。若两板间电压增大为原来的 4 倍时，求：
（1）要使小球从 C 点开始在竖直平面内作圆周运动，开始至少要给小球多大冲量？
（2）在运动过程中细线所受的最大拉力。

如图，绝缘光滑水平地面与竖直光滑半圆轨道在C点密接，轨道半径r=0.2m，在圆心O的下方存在如图水平向右的匀强电场，电场强度E=5.0x10²N/C，一质量m=1.0kg、带电量q=+1.0x10^-2C小球由地面上A点静止释放，已知小球恰好能过D点且落地时的速度垂直于地面。试求：
（1）释放点A到C的距离S_AC是多少？
（2）小球落地时的速度大小及落地点到C点的距离S。

从事太空研究的宇航员需要长时间在太空的微重力条件下工作、生活，这对适应了地球表面生活的人，将产生很多不良的影响，例如容易患骨质疏松等疾病。为了解决这一问题，有人建议在未来的太空城里建设旋转的密封圆环形太空舱，宇航员在环形舱内工作，圆环的每一段既是宇航员的工作或生活场所，又是通道，宇航员可以在整个环形舱内行走一圈后回到出发点。这样的环舱从地面发射到轨道上后，通过动力装置使环形舱获得一定的角速度绕圆环中心转动，撤去动力，由于角动量守恒，环形舱可以不停地转动（视为绕O点的匀速圆周运动）下去，宇航员就可以在类似地面重力的情况下生活了。如图，
（1）说明太空舱中的宇航员感觉到的“重力”方向。
（2）假设O点到太空舱的距离为R=90m（R远大于太空舱间距），要想让舱中的宇航员能体验到与地面上重力相似的感觉，则太空舱转动的角速度大约为多少？

如图，足够长的光滑绝缘斜面与水平面的夹角为α=37⁰，其置放在有水平方向的匀强电场和匀强磁场中，电场强度E=50V/m，方向水平向左，磁场方向垂直纸面向外，一个电荷量q=+4.0×10^-2C、质量m=0.40kg的光滑小球，以初速度V₀=20m/s从底端向上滑动，然后又向下滑动，共经过3s脱离斜面。求该磁场的磁感应强度。（g取10m/s²）

如图所示，竖直平面内有一半径为、电阻为、粗细均匀的光滑半圆形金属环，在、处与相距为、电阻不计的平行光滑金属轨道、相接，之间接有电阻，已知＝12，＝4。 在MN上方及下方有水平方向的匀强磁场和，磁感应强度大小均为。现有质量为、电阻不计的导体棒，从半圆环的最高点处由静止下落，在下落 过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，设平行轨道足够长。已知导体棒下落/2时的速度大小为，下落到处的速度大小为。

(1)求导体棒从下落/2时的加速度大小。
(2)若导体棒进入磁场Ⅱ后棒中电流大小始终不变，求磁场I和Ⅱ之间的距离和上的电功率。
(3)若将磁场Ⅱ的边界略微下移，导体棒刚进入磁场Ⅱ时速度大小为，要使其在外力作用下做匀加速直线运动，加速度大小为，求所加外力随时间变化的关系式。

如下图是我国“嫦娥一号”发射及绕月简图，设下图中卫星是逆时针方向运动的，阅读如下材料回答下面问题：
2007年10月２５日１７时５５分，北京航天飞行控制中心对嫦娥一号卫星实施首次变轨并获得成功，首次变轨是在远地点发动机点火使卫星加速的。卫星的近地点高度由约２００公里抬高到了约６００公里，如图卫星正式进入绕地16小时轨道。接下来卫星在近地点处还要借助自身发动机的推动经过三次变轨即进入绕地24小时轨道、绕地48小时轨道，最后进入地月转移轨道经过漫长的施行后接近月球，在月球近月点的位置仍要借助自身的发动机的作用，使卫星的速度发生变化，被月球引力俘获后进入绕月12小时轨道、绕月3.5小时轨道，最终进入绕月127分钟的圆形轨道，进行约一年的月球探索之旅。
“嫦娥一号”卫星最终是以127分钟的周期T稳定运行于月球的圆周轨道上，若已知地球的质量是月球m质量81倍，地球半径是月球半径r的3.7倍，试用引力常量G、m、T、r写出卫星距月球表面的高度H的表达式。
若已知地球的质量 ,地球的半径,万有引力恒量，试结合给出的数据，求出H的数值。（保留两位有效数字）

如图所示，在光滑的水平面上固定有左、右两竖直挡板，挡板间距离足够长，有一质量为M，长为L的长木板靠在左侧挡板处，另有一质量为m的小物块（可视为质点），放置在长木板的左端，已知小物块与长木板间的动摩擦因数为μ，且M>m．现使小物块和长木板以共同速度v₀向右运动，设长木板与左、右挡板的碰撞中无机械能损失．试求：

（1）将要发生第二次碰撞时，若小物块仍未从长木板上落下，则它应距长木板左端多远？
（2）为使小物块不从长木板上落下，板长L应满足什
么条件？
（3）若满足（2）中条件，且M=2kg，m=1kg，v₀=10m/s，试计算整个系统在刚发生第四次碰撞前损失的机械能．

如图所示，滑块A的质量m=0.01kg，与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2，用细线悬挂的小球质量均为m=0.01kg，沿x轴排列，A与第1只小球及相邻两小球间距离均为s=2m，线长分别为L₁、L₂、L₃……（图中只画出三只小球，且小球可视为质点），开始时，滑块以速度v₀=10m/s沿x轴正方向运动，设滑块与小球碰撞时不损失机械能，碰撞后小球均恰能在竖直平面内完成完整的圆周运动并再次与滑块正碰，重力加速度g=10m/s²．试求：

（1）滑块能与几个小球碰撞?
（2）碰撞中第n个小球悬线长L_n的表达式；
（3）滑块与第一个小球碰撞后瞬间，悬线对小球的拉力．