(16分)在豎直平面內固定一軌道ABCO， AB段水平放置，長為4 m，BCO段彎曲且光滑，軌道在O點的曲率半徑為1.5 m；一質量為1.0 kg、可視作質點的圓環套在軌道上，圓環與軌道AB段間的動摩擦因數為0.5。建立如圖所示的直角坐標系，圓環在沿x軸正方向的恒力F作用下，從A（-7,2）點由靜止開始運動，到達原點O時撤去恒力F，水平飛出后經過D（6，3）點。重力加速度g取10m/s2，不計空氣阻力。求：
⑴圓環到達O點時對軌道的壓力；
⑵恒力F的大小；
⑶圓環在AB段運動的時間。
（1）30N，方向豎直向上 （2）F=10N （3）
解析試題分析：(1)圓環從O到D過程中做平拋運動 
（1分） 
（1分）
讀圖知：x=6m、y=3m， 所以 v0=
m/s （1分）
到達O點時：根據向心力公式 
=
（2分）
代入數據，得 FN=30N （1分）
根據牛頓第三定律得，對軌道的壓力為30N，方向豎直向上 （1分）
(2)圓環從A到O過程中，根據動能定理 有
（3分）
代入數據，得F=10N （1分）
(3)圓環從A到B過程中，根據牛頓第二定律 有
（2分）
根據運動學公式 有 
（2分）
代入數據，得時間s （1分）
考點：本題考查牛頓運動定律、圓周運動、平拋運動及動能定理
口算題天天練系列答案科目：高中物理 來源： 題型：計算題
（12分）電阻可忽略的光滑平行金屬導軌長s＝1.15 m，兩導軌間距L＝0.75 m，導軌傾角為30°，導軌上端ab接一阻值R＝1.5 Ω的電阻，磁感應強度B＝0.8 T的勻強磁場垂直軌道平面向上，如圖12所示．阻值r＝0.5 Ω，質量m＝0.2 kg的金屬棒與軌道垂直且接觸良好，從軌道上端ab處由靜止開始下滑至底端，在此過程中金屬棒產生的焦耳熱Q1＝0.1 J．(取g＝10 m/s2)求：
(1)金屬棒在此過程中克服安培力的功W安；
(2)金屬棒下滑速度v＝2 m/s時的加速度a；
(3)為求金屬棒下滑的最大速度vm，有同學解答如下：由動能定理，WG－W安＝
，….由此所得結果是否正確？若正確，說明理由并完成本小題；若不正確，給出正確的解答．
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科目：高中物理 來源： 題型：計算題
如圖所示，在一輛靜止的小車上，豎直固定著兩端開口、內徑均勻的U形管，U形管的豎直部分與水平部分的長度均為l，管內裝有水銀，兩管內水銀面距管口均為
。現將U形管的左端封閉，并讓小車水平向右做勻加速直線運動，運動過程中U形管兩管內水銀面的高度差恰好為
。已知重力加速度為g，水銀的密度為ρ，大氣壓強為p0=ρgl，環境溫度保持不變，求
（ⅰ）左管中封閉氣體的壓強p；
（ⅱ）小車的加速度a。
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科目：高中物理 來源： 題型：計算題
根據玻爾理論，電子繞氫原子核運動可以看作是僅在庫侖引力作用下的勻速圓周運動，已知電子的電荷量為e，質量為m，電子在第1軌道運動的半徑為r1，靜電力常量為k。
（1）電子繞氫原子核做圓周運動時，可等效為環形電流，試計算電子繞氫原子核在第1軌道上做圓周運動的周期及形成的等效電流的大小；
（2）氫原子在不同的能量狀態，對應著電子在不同的軌道上繞核做勻速圓周運動，電子做圓周運動的軌道半徑滿足rn=n2r1，其中n為量子數，即軌道序號，rn為電子處于第n軌道時的軌道半徑。電子在第n軌道運動時氫原子的能量En為電子動能與“電子-原子核”這個系統電勢能的總和。理論證明，系統的電勢能Ep和電子繞氫原子核做圓周運動的半徑r存在關系：Ep=-k
（以無窮遠為電勢能零點）。請根據以上條件完成下面的問題。
①試證明電子在第n軌道運動時氫原子的能量En和電子在第1軌道運動時氫原子的能量E1滿足關系式
②假設氫原子甲核外做圓周運動的電子從第2軌道躍遷到第1軌道的過程中所釋放的能量，恰好被量子數n=4的氫原子乙吸收并使其電離，即其核外在第4軌道做圓周運動的電子脫離氫原子核的作用范圍。不考慮電離前后原子核的動能改變，試求氫原子乙電離后電子的動能。
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科目：高中物理 來源： 題型：計算題
（8分）中國載人航天史上的首堂太空授課，2013年6月20日上午10時開講。神舟十號航天員在天宮一號開展基礎物理實驗，為全國青少年進行太空授課；女宇航員王亞平向同學們提出了如何測質量的問題，大家知道質量可以用天平測量，可是在宇宙空間怎樣測量物體的質量呢？如圖所示是采用動力學方法測量空間站質量的原理圖．若已知雙子星號宇宙飛船的質量為3200kg，其尾部推進器提供的平均推力為900 N，在飛船與空間站對接后，推進器工作8 s測出飛船和空間站速度變化是1.0 m/s.則：
(1)空間站的質量為多大？
(2)在8 s內飛船對空間站的作用力為多大？
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科目：高中物理 來源： 題型：計算題
(15分) 如圖所示，有一個可視為質點的質量為m＝1 kg的小物塊，從光滑平臺上的A點以v0＝3 m/s的初速度水平拋出，到達C點時，恰好沿C點的切線方向進入固定在水平地面上的光滑圓弧軌道，最后小物塊滑上緊靠軌道末端D點的質量為M＝3 kg的長木板．已知木板上表面與圓弧軌道末端切線相平，木板下表面與水平地面之間光滑接觸，小物塊與長木板間的動摩擦因數μ＝0.3，圓弧軌道的半徑為R＝0.5 m，C點和圓弧的圓心連線與豎直方向的夾角θ＝53°，不計空氣阻力，取重力加速度g＝10 m/s2.求：
(1)A、C兩點的高度差；
(2)小物塊剛要到達圓弧軌道末端D點時對軌道的壓力；
(3)要使小物塊不滑出長木板，木板的最小長度．(sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)
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科目：高中物理 來源： 題型：計算題
如圖1所示， A、B、C、D為固定于豎直平面內的閉合絕緣軌道，AB段、CD段均為半徑R＝1.6m的半圓，BC、AD段水平，AD=BC=8m。B、C之間的區域存在水平向右的有界勻強電場，
場強E＝5×105V/m。質量為m=4×10-3kg、帶電量q=+1×10-8C的小環套在軌道上。小環與軌道AD段
的動摩擦因數為
，與軌道其余部分的摩擦忽略不計。現使小環在D點獲得沿軌道向左的初速度
v0=4m/s，且在沿軌道AD段運動過程中始終受到方向豎直向上、大小隨速度變化的力F（變化關系如
圖2）作用，小環第一次到A點時對半圓軌道剛好無壓力。不計小環大小，g取10m/s2。求：
（1）小環運動第一次到A時的速度多大？
（2）小環第一次回到D點時速度多大？
（3）小環經過若干次循環運動達到穩定運動狀態，此時到達D點時速度應不小于多少？
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科目：高中物理 來源： 題型：計算題
如圖，水平勻強電場的電場強度為E，一個帶電小球質量為m，輕質的絕緣細線長為L，靜止時小球位于A點，細線與豎直方向成37°角，重力加速度為g，（sin370=0.6；cos370=0.8）求：
（1）小球帶何種電荷？電荷量多少？
（2）現將小球拉回到豎直方向（圖中B點），后由靜止釋放，小球通過A點位置時的速度大小是多少？
（3）若將小球到水平方向（圖中C點）由靜止釋放，則小球通過A點位置時細線對小球的拉力為多大？
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科目：高中物理 來源： 題型：計算題
（13分）如圖所示是游樂場中過山車的實物圖片，可將過山車的一部分運動簡化為圖中的模型圖。模型圖中光滑圓形軌道的半徑R＝8.0m，該光滑圓形軌道固定在傾角為θ＝37°斜軌道面上的Q點，圓形軌道的最高點A與傾斜軌道上的P點平齊，圓形軌道與斜軌道之間圓滑連接。現使質量為m的小車（視作質點）從P點以一定的初速度v0=12m/s沿斜面向下運動，不計空氣阻力，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。若小車恰好能通過圓形軌道的最高點A處，則：
（1）小車在A點的速度為多大？（結果用根式表示）
（2）小車在圓形軌道運動時對軌道的最大壓力為多少？
（3）求斜軌道面與小車間的動摩擦因數多大？（結果用分數表示）
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