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本卷共 17 题,其中:
解答题 17 题
中等难度 15 题,困难题 2 题。总体难度: 中等
解答题 共 17 题
  1. 如图所示,在x<0的区域内存在沿y轴负方向的匀强电场,在第一象限倾斜直线OM的下方和第四象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场。一带电粒子自电场中的P点沿x轴正方向射出,恰好经过坐标原点O进入匀强磁场,经磁场偏转后垂直于y轴从N点回到电场区域,并恰能返回P点。已知P点坐标为(-L, ),带电粒子质量为m,电荷量为q,初速度为v0,不计粒子重力。求:

    (1)匀强电场的电场强度大小;

    (2)N点的坐标;

    (3)匀强磁场的磁感应强度大小。

    难度: 中等查看答案及解析

  2. 一长木板在水平地面上运动,在t=0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上,以后木板运动的速度-时间图像如图所示。已知物块与木板的质量相等,物块与木板间及木板与地面间均有摩擦,物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且物块始终在木板上。取重力加速度的大小g=10 m/s2,求:

    (1)物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数;

    (2)从t=0时刻到物块与木板均停止运动时,物块相对于木板的位移的大小。

    难度: 中等查看答案及解析

  3. 为提高冰球运动员的加速能力,教练员在冰面上与起跑线距离s0和s1(s1<s0)处分别设置一个挡板和一面小旗,如图所示。训练时,让运动员和冰球都位于起跑线上,教练员将冰球以初速度v0击出,使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板;冰球被击出的同时,运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗。训练要求当冰球到达挡板时,运动员至少到达小旗处。假定运动员在滑行过程中做匀加速运动,冰球到达挡板时的速度为v1。重力加速度大小为g。求

    (1)冰球与冰面之间的动摩擦因数;

    (2)满足训练要求的运动员的最小加速度。

    难度: 困难查看答案及解析

  4. 甲、乙两车同时同地同向出发,在同一水平公路上做直线运动,甲的初速度v甲=16 m/s,加速度大小a甲=2 m/s2,做匀减速直线运动,乙以初速度v乙=4 m/s,加速度大小a乙=1 m/s2,做匀加速直线运动,求:

    (1)两车再次相遇前二者间的最大距离;

    (2)到两车再次相遇所需的时间。

    难度: 中等查看答案及解析

  5. 如图,在竖直平面内由 圆弧AB和 圆弧BC组成的光滑固定轨道,两者在最低点B平滑连接。AB弧的半径为R,BC弧的半径为 。一小球在A点正上方与A相距 处由静止开始自由下落,经A点沿圆弧轨道运动。

    (1)求小球在B、A两点的动能之比;

    (2)通过计算判断小球能否沿轨道运动到C点。

    难度: 中等查看答案及解析

  6. 如图所示,光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点,BC右端连接内壁光滑、半径为r的 细圆管CD,管口D端正下方直立一根劲度系数为k的轻弹簧,轻弹簧一端固定,另一端恰好与管口D端平齐。质量为m的滑块在曲面上距BC的高度为2r处从静止开始下滑,滑块与BC间的动摩擦因数μ= ,进入管口C端时与圆管恰好无作用力,通过CD后压缩弹簧,在压缩弹簧过程中滑块速度最大时弹簧的弹性势能为Ep。求:

    (1)滑块到达B点时的速度大小vB;

    (2)水平面BC的长度x;

    (3)在压缩弹簧过程中滑块的最大速度vm。

    难度: 中等查看答案及解析

  7. 如图,光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体,斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其前面的冰块均静止于冰面上.某时刻小孩将冰块以相对冰面的速度向斜面体推出,冰块平滑地滑上斜面体,在斜面体上上升的最大高度为(h小于斜面体的高度).已知小孩与滑板的总质量为 ,冰块的质量为 ,小孩与滑板始终无相对运动.取重力加速度的大小

    (ⅰ)求斜面体的质量;

    (ⅱ)通过计算判断,冰块与斜面体分离后能否追上小孩?

    难度: 中等查看答案及解析

  8. 冰球运动员甲的质量为80.0 kg。当他以5.0 m/s的速度向前运动时,与另一质量为100 kg、速度为3.0 m/s的迎面而来的运动员乙相撞。碰后甲恰好静止。假设碰撞时间极短,求:

    (1)碰后乙的速度的大小;

    (2)碰撞中总机械能的损失。

    难度: 中等查看答案及解析

  9. 质量M=2 kg的小平板车静止在光滑水平面上,车的一端静止着质量为mA=2 kg的物体A(可视为质点),如图.一颗质量为mB=20g的子弹以600 m/s的水平速度迅速射穿A后,速度变为100 m/s,最后物体A仍静止在车上.若物体A与小车间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10m/s2,求:

    (1)平板车最后的速度是多大?

    (2)A在车上滑动的距离。

    难度: 中等查看答案及解析

  10. 如图所示,装置A由1/4圆弧CD部分(光滑)和水平DE部分(粗糙)组成,总质量为M = 0.6 kg,O为圆弧的圆心,其半径为R = 0.3 m,装置放在光滑水平面上,但是被锁定(锁定装置图中未画出)。质量为m = 0.3 kg的小物块B,从与O点在同一水平面上的C点由静止放开,物块B在水平部分DE上滑行时,与接触面间的动摩擦因数为μ= 0.1,重力加速度g取10 m/s2。试分析:

    (1)物块B到达圆弧最低点D时对圆弧的压力大小;

    (2)若将装置A的锁定解除,使其可以自由移动。则物块B从开始下滑到与A相对静止的过程中,物块B在水平DE部分相对于D点的最大距离为多少?该过程中装置A对地的位移为多少?

    难度: 中等查看答案及解析

  11. 如图所示,两个质量均为4m的小球A和B由轻弹簧连接,置于光滑水平面上.一颗质量为m子弹,以水平速度v0射入A球,并在极短时间内嵌在其中.求:在运动过程中

    (1)什么时候弹簧的弹性势能最大,最大值是多少?

    (2)A球的最小速度和B球的最大速度.

    难度: 中等查看答案及解析

  12. 如图,匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道,轨道平面与电场方向平行。a、b为轨道直径的两端,该直径与电场方向平行。一电荷量为q(q> 0)的质点沿轨道内侧运动,经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为Na和Nb。不计重力,求:

    (1)电场强度的大小E、

    (2)质点经过a点和b点时的动能。

    难度: 中等查看答案及解析

  13. 如图所示,CD左侧存在场强大小为E=,方向水平向左的匀强电场,一个质量为m、电荷量为q的光滑绝缘小球,从底边BC长L,倾角α=53°的直角三角形斜面顶端A点由静止开始下滑,运动到斜面底端C点后进入一细圆管内(C处为一小段长度可忽略的圆弧,圆管内径略大于小球直径),恰能到达D点,随后从D离开后落回到斜面P点,重力加速度为g(sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)。

    (1)求DA两点间的电势差UDA;

    (2)求圆管半径r;

    (3)求小球从D点运动到P点的时间t。

    难度: 中等查看答案及解析

  14. 如图,空间存在方向垂直于纸面(xOy平面)向里的磁场。在x≥0区域,磁感应强度的大小为B0;x<0区域,磁感应强度的大小为λB0(常数λ>1)。一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正向射入磁场,此时开始计时,当粒子的速度方向再次沿x轴正向时,求(不计重力)

    (1)粒子运动的时间;

    (2)粒子与O点间的距离。

    难度: 中等查看答案及解析

  15. 如图所示,在真空中坐标 平面的 区域内,有磁感强度T的匀强磁场,方向与 平面垂直,在轴上的 点,有一放射源,在平面内向各个方向发射速率 m/s的带正电的粒子,粒子的质量为 kg,电量为C,求带电粒子能打到y轴上的范围.

    难度: 中等查看答案及解析

  16. 如图,水平面(纸面)内间距为l的平行金属导轨间接一电阻,质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上,t=0时,金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动,t0时刻,金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域,且在磁场中恰好能保持匀速运动。杆与导轨的电阻均忽略不计,两者始终保持垂直且接触良好,两者之间的动摩擦因数为μ。重力加速度大小为g。求

    (1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小;

    (2)电阻的阻值。

    难度: 中等查看答案及解析

  17. 如图所示,MN、PQ为足够长的平行金属导轨,间距L=0.50 m,导轨平面与水平面间夹角θ=37°,N、Q间连接一个电阻R=5.0 Ω,匀强磁场垂直于导轨平面向上,磁感应强度B=1.0 T。将一根质量为m=0.050 kg的金属棒放在导轨的ab位置,金属棒及导轨的电阻不计。现由静止释放金属棒,金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直,且与导轨接触良好。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.50,当金属棒滑行至cd处时,其速度大小开始保持不变,位置cd与ab之间的距离s=2.0 m。已知g=10 m/s2,sin 37°=0.60,cos 37°=0.80。求:

    (1)金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小;

    (2)金属棒到达cd处的速度大小;

    (3)金属棒由位置ab运动到cd的过程中,电阻R产生的热量。

    难度: 困难查看答案及解析