高中物理综合题

在某平面上有一半径为R的圆形区域，区域内外均有垂直于该平面的匀强磁场，圆外磁场范围足够大，已知两部分磁场方向相反且磁感应强度都为B，方向如图所示。现在圆形区域的边界上的A点有一个电量为，质量为的带电粒子以沿半径且垂直于磁场方向向圆外的速度经过该圆形边界，已知该粒子只受到磁场对它的作用力。
  
若粒子在其与圆心O连线旋转一周时恰好能回到A点，试救济 粒子运动速度V的可能值。
在粒子恰能回到A点的情况下，求该粒子回到A点所需的最短时间。

一个质量为的小球被长为L的轻质细绳悬挂，小球可以绕悬点O在竖直平面内摆动，不计空气阻力，则开始小球静止且恰能与地面接触而不发生相互作用，一个质量为的小物块在光滑水平面上滑行并与小球发生正碰，碰后物块静止不动而小球在竖直平面内刚好可以通过最高点做圆周运动，当小球再次与物块发生正碰后，小物块速度变为最初速度的一半，已知重力加速度为，两物体均可视为质点，试求

小物块最初的速度V0的大小；
第二次碰撞中系统损失的机械能。

某公共汽车的运行非常规则，先由静止开始匀加速启动，当速度达到时再做匀速运动，进站前开始匀减速制动，在到达车站时刚好停住。公共汽车在每个车站停车时间均为。然后以同样的方式运行至下一站。已知公共汽车在加速启动和减速 制动时加速度大小都为，而所有相邻车站间的行程都为，有一次当公共汽车刚刚抵达一个车站时，一辆电动车刚经过该车站一段时间，已知该电动车速度大小恒定为，而且行进路线、方向与公共汽车完全相同，不考虑其他交通状况的影响，试求：
公共汽车从车站出发至到达下一站所需的时间是多少？
若从下一站开始计数，公共汽车在刚到达第站时，电动车也恰好同时到达此车站，为多少？

如图所示，半径R＝0.9 m的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置，圆弧最低点B与长为l＝l m的水平面相切于B点，BC离地面高h＝0.45 m，C点与一倾角为θ＝30º的光滑斜面连接。质量m＝1.0 kg的小滑块从圆弧顶点D由静止释放，已知滑块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.1，取g＝10 m／s²。求：
（1）小滑块刚到达圆弧的B点时对圆弧的压力；
（2）小滑块从C点运动到地面所需的时间。

［物理——选修3－5］
（1）下列说法正确的是_____（填入选项前的字母，有填错的不得分）

A．经过6次α衰变和4次β衰变后，成为稳定的原子核

B．发现中子的核反应方程为

C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强

D．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，原子能量减小

（2）如图所示，一质量为M，长为l的长方形木板B放在光滑的水平地面上，在其右端放一质量为m的小木块A（可视为质点），m＜M。现以地面为参考系，给A和B以大小相等，方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，但最后A刚好没有滑离B板。
（i）若已知A和B的初速度大小为v₀，求它们最后的速度大小和方向；
（ii）若初速度的大小未知，求小木块向左运动到达的最远处（从地面上看）离出发点的距离。

［物理——选修3－4］
（1）其振动系统的固有频率为f₀，在周期性驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率为f。若驱动力的振幅保持不变，下列说法正确的是 _____（填入选项前的字母，有填错的不得分）

A．当f＜f0时，该振动系统的振幅随f增大而减小

B．当f＞f0时，该振动系统的振幅随f减小而增大

C．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f0

D．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f

（2）一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A＝30º，斜边AB＝a。棱镜材料的折射率为n＝。在此截面所在的平面内，一条光线以45º的入射角从AC边的中点M射入棱镜。画出光路图，并求光线从棱镜射出的点的位置（不考虑光线沿原路返回的情况）。

［物理——选修3－3］
（1）带有活塞的气缸内封闭一定量的理想气体. 气体开始处于状态a，然后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到达状态c，b、c状态温度相同，如V－T图所示. 设
气体在状态b和状态c的压强分别为p_b和p_c，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Q_ab和Q_ac，则 _____（填入选项前的字母，有填错的不得分）

A．pb＞pc，Qab＞Qac	B．pb＞pc，Qab＜Qac
C．pb＜pc，Qab＞Qac	D．pb＜pc，Qab＜Qac

（2）图中系统由左右两个侧壁绝热、底部导热、截面均为S的容器组成。左容器足够高，上端敞开，右容器上端由导热材料封闭。两容器的下端由可忽略容积的细管连通。
容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气，B上方封有氢气. 大气的压强为p₀，温度为T₀＝273 K，两活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为0.1 p₀。系统平衡时，各气柱的高度如图所示。现将系统底部浸入恒温热水槽中，再次平衡时A上升了一定高度。用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定，第三次达到平衡后，氢气柱高度为0.8 h。氮气和氢气均可视为理想气体。求：

（i）第二次平衡时氮气的体积；（ii）水的温度。

如图所示，一个质量为m、带电量为q的正离子，在D处沿着图中所示的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，此磁场方向垂直纸面向里，结果离子正好从离开A点距离为d的小孔C沿垂直于AC的方向进入匀强电场，此电场方向与AC平行且向上，最后离子打在B处，而B离A点距离为2d（AB⊥AC），不计粒子重力，离子运动轨迹始终在纸面内。求：
（1）离子从D到B所需的时间；
（2）离子到达B处时的动能。

一质量为m、带电量为＋q的粒子以速度v₀从O点沿y轴正方向射入一圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，粒子飞出磁场区域后，从b处穿过x轴，速度方向与x轴正方向的夹角为30°，同时进入场强大小为大小为E，方向沿x轴负方向成60°角斜向下的匀强电场中，通过了b点正下方c点，如图所示，已知 b到O的距离为L，粒子的重力不计，试求：

（1）磁感应强度B
（2）圆形匀强磁场区域的最小面积；
（3）c点到b点的距离

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．

如图所示，水平传送带AB的右端与竖直面内的用光滑钢管弯成的“9”形固定轨道相接, 钢管内径很小。 传送带的运行速度为v₀="6m/s" ，将质量m=1.0kg的可看作质点的滑快无初速地放到传送带A端，已知传送带高度为h="12.0m" ,长度为L="12.0m" , “9” 字全高H="0.8m" ,“9” 字上半部分圆弧半径为R=0.2m， 滑块与传送带间的动摩擦因数为μ="0.3" , 重力加速度g=10m/s² , 试求：

（1）滑块从传送带A端运动到B端所需要的时间
（2）滑块滑到轨道最高点C时对轨道作用力的大小和方向
（3）滑块从D点抛出后的水平射程

如图所示，平行导轨MN和PQ相距0.5m，电阻可忽略．其水平部分是粗糙的，置于0.60T竖直向上的匀强磁场中，倾斜部分是光滑的，该处没有磁场．导线a和b质量均为0.20kg，电阻均为0.15，a、b相距足够远，b放在水平导轨上．a从斜轨上高0.050m处无初速释放．求：

（1）回路的最大感应电流是多少？
（2）如果导线与导轨间的动摩擦
因数=0.10，当导线b的速率达到最大
值时，导线a的加速度是多少？

如图回旋加速器的D形盒半径为R，用来加速质量为m，带电量为q的质子，使质子由静止加速到具有能量为E后，由A孔射出，求：

（1）加速器中匀强磁场B的方向和大小．
（2）设两D形盒间的距离为d，其间电压为U，则加速到上述能量所需回旋周数是多少？
（3）加速到上述能量所需时间（不计通过缝隙的时间）．
 

如图所示，一根劲度系数为K轻弹簧竖直直立在水平面上，下端固定，在弹簧正上方有一个质量为m的物块距弹簧的上端高h处自由下落，将弹簧压缩．当弹簧压缩了X₀时，物块的速度为零，弹簧的弹性势能为E_P=，试计算此时物块的加速度．（已知重力加速度为g）

 
 
 
 

[物理—物理3—5]
（1）我国科学家经过艰苦努力，率先建成了世界上第一个全超导托克马克试验装置并调试成功。这种装置能够承受上亿摄氏度高温且能够控制等离子态的核子发生聚变，并稳定持续的输出能量，就像太阳一样为人类源源不断地提供清洁能源，被称为“人造太阳”。
在该装置内所发生核反应的方程是，其中粒子X的符号是    。已知的质量为m₁，H的质量为m₂，的质量是m₃，X的质量是m₄，光速为c，则发生一次上述核反应所释放核能的表达式为        。
（2）如图所示，质量为3m、长度为L的木块静止放置在光滑的水平面上。质量为m的子弹（可视为质点）以初速度v₀水平向右射入木块，穿出木块时速度变为。试求：
①子弹穿出木块后，木块的速度大小；
②子弹穿透木块的过程中，所受到平均阻力的大小。