高中物理综合题

如图，水平足够长光滑固定直杆AB上穿有质量为M的滑块，其上用光滑铰链着一个长为L的轻杆，杆的另一端固定着一个质量为M的小球，初始时，系统静止，轻杆水平。
1给小球以竖直向上的初速v₀₁，球到达最高点时杆与水平方向呈θ角，（θ<90⁰），求v₀₁。
2给小球以竖直向上的初速v₀₂，球到达最高点时的速度为v，求v₀₂。
         

如图2所示，光滑水平面上质量为M的平板处于静止状态，其右端的挡板上固定着一轻质弹簧，其光滑的上表面左端放置着一质量为m的小物块。某时刻给小物块一个水平向右的初速度v₀,则（      ）
A 从m接触弹簧到弹簧被压缩得最短的过程中，弹簧的压缩量一定大于M的位移，
B 无论二者质量关系如何，m一定能从M上脱离
C 若M的上表面不光滑且m最终可返回左端，则弹簧最短时m的速度与最终二者的共同速度一定相同，
D 若M的上表面不光滑且m最终可返回左端，则整个运动过程中所产生的热量与弹簧的最大弹性势能相等。

如图1-39所示，一台轧钢机的两个滚子,直径各为d=50cm,以相反方向旋转,滚子间距离为a=0.5cm,如果滚子和热钢间的动摩擦因数为0.1,试求进入滚子前钢板的最大厚度。

三根不可伸长的相同的轻绳，一端系在半径为r₀的环1上，彼此间距相等，绳穿过半径为r₀的第2个圆环，另一端同样地系在半径为2r₀的环3上，如图1-38所示，环1固定在水平面上，整个系统处于平衡状态.试求第2个环中心与第3个环中心之间的距离.(三个环都是用相同的金属丝制作的，摩擦不计)

如图1-37所示，在竖直平面内固定有两条平行的金属导轨ab、cd，导轨处在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度B=0.80T，与导轨相连的电源电动势E=3.0V，内阻r=0.5Ω，水平放置的导体棒MN的电阻R=1.5Ω，两端始终与导轨接触良好，且能沿导轨无摩擦滑动,电路中其他电阻不计。当单刀双掷开关S与1接通时，导体棒刚好保持静止状态，求：

（1）磁场的方向；
（2）当开关S与2接通后，导体棒MN在运动过程中，单位时间（1s）内扫过的最大面积。设导轨足够长。

如图1-35所示，一根轻绳上端固定在O点，下端拴一个重为G的钢球A，球处于静止状态.现对球施加一个方向向右的外力F，使球缓慢偏移，在移动中的每一刻，都可以认为球处于平衡状态.如果外力F方向始终
水平，最大值为2G，试分析：
(1)轻绳张力T的大小取值范围.
(2)在图1-36中画出轻绳张力(T)与cosθ的关系图象.

已知：功率为100W灯泡消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能量，光速，普朗克常量，假定所发出的可见光的波长都是560nm，计算灯泡每秒内发出的光子数。

如图，一透明半圆柱体折射率为，半径为R、长为L。一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入，从部分柱面有光线射出。球该部分柱面的面积S。

麦克斯韦在1865年发表的《电磁场的动力学理论》一文中揭示了电、磁现象与光的内在联系及统一性，即光是电磁波。
（1）一单色光波在折射率为的介质中传播，某时刻电场横波图象如图1所示.求该光波的频率。
（2）图2表示两面平行玻璃砖的截面图，一束平行于边的单色光入射到界面上，、是其中的两条平行光线。光线在玻璃砖中的光路已给出。画出光线从玻璃砖中首次出射的光路图.并标出出射光线与界面法线夹角的度数。

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射入棱镜射出的点的位置（不考虑光线沿原来路返回的情况）。

材料的电阻率ρ随温度变化的规律为，其中称为电阻温度系数，是材料在t="0" ℃时的电阻率，在一定的温度范围内是与温度无关的常量。金属的电阻一般随温度的增加而增加，有正温度系数；而某些非金属如碳等则相反，具有负温数系数。利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性，可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻。已知：在0 ℃时，铜的电阻率为，碳的电阻率为，在0 ℃附近，铜的电阻温度系数为3.9×10^–3 ℃^-1,碳的电阻温度系数为。将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长1.0 m的导体，要求其电阻在0 ℃附近不随温度变化，求所需碳棒的长度(略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化).

如图（）所示，一个电阻值为，匝数为的圆形金属线与阻值为的电阻连结成闭合回路。线圈的半径为 . 在线圈中半径为的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的关系图线如图（）所示。图线与横、纵轴的截距分别为和. 导线的电阻不计。求0至时间内
（1）通过电阻上的电流大小和方向；
（2）通过电阻上的电量及电阻上产生的热量。

如图所示，绝缘长方体置于水平面上，两端固定一对平行带电极板，极板间形成匀强电场。长方体的上表面光滑，下表面与水平面的动摩擦因数（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同）。与极板的总质量.带正电的小滑块质量，其受到的电场力大小.假设所带的电量不影响极板间的电场分布。时刻，小滑块从表面上的点以相对地面的速度向左运动，同时，（连同极板）以相对地面的速度向右运动。问（取）
（1）和刚开始运动时的加速度大小分别为多少？
（2）若最远能到达点，、的距离L应为多少？从时刻至运动到点时，摩擦力对做的功为多少？

如图所示，水平地面上静止放置着物块，相距 。物块以速度沿水平方向与正碰。碰撞后牢固地粘在一起向右运动，并再与发生正碰，碰后瞬间的速度 。已知的质量均为，的质量为质量的倍，物块与地面的动摩擦因数,取）

（1）计算与碰撞前瞬间的速度；
（2）根据的碰撞过程分析的取值范围，并讨论与碰撞后的可能运动方向。

如图所示，两平行的光滑金属导轨安装在一光滑绝缘斜面上，导轨间距为、足够长且电阻忽略不计，导轨平面的倾角为，条形匀强磁场的宽度为，磁感应强度大小为、方向与导轨平面垂直。长度为的绝缘杆将导体棒和正方形的单匝线框连接在一起组成""型装置，总质量为，置于导轨上。导体棒中通以大小恒为的电流（由外接恒流源产生，图中未图出）。线框的边长为，电阻为，下边与磁场区域上边界重合。将装置由静止释放，导体棒恰好运动到磁场区域下边界处返回，导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直。重力加速度为。
求：（1）装置从释放到开始返回的过程中，线框中产生的焦耳热；
（2）线框第一次穿越磁场区域所需的时间；
（3）经过足够长时间后，线框上边与磁场区域下边界的最大距离。