（16分）如圖所示，水平地面上靜止放置一輛小車A，質量，上表面光滑，小車與地面間的摩擦力極小，可以忽略不計。可視為質點的物塊B置于A的最右端，B的質量�，F對A施加一個水平向右的恒力F＝10N，A運動一段時間后，小車左端固定的擋板B發(fā)生碰撞，碰撞時間極短，碰后A、B粘合在一起，共同在F的作用下繼續(xù)運動，碰撞后經時間t＝0.6s，二者的速度達到。求

（1）A開始運動時加速度a的大��；
（2）A、B碰撞后瞬間的共同速度v的大小；
（3）A的上表面長度l；

（11分）如圖所示，水平放置的不帶電的平行金屬板p和b相距h，與圖示電路相連，金屬板厚度不計，忽略邊緣效應。p板上表面光滑，涂有絕緣層，其上O點右側相距h處有小孔K；b板上有小孔T，且O、T在同一條豎直線上，圖示平面為豎直平面。質量為m、電荷量為- q（q > 0）的靜止粒子被發(fā)射裝置（圖中未畫出）從O點發(fā)射，沿P板上表面運動時間t后到達K孔，不與板碰撞地進入兩板之間。粒子視為質點，在圖示平面內運動，電荷量保持不變，不計空氣阻力，重力加速度大小為g。

（1）求發(fā)射裝置對粒子做的功；
（2）電路中的直流電源內阻為r，開關S接“1”位置時，進入板間的粒子落在h板上的A點，A點與過K孔豎直線的距離為l。此后將開關S接“2”位置，求阻值為R的電阻中的電流強度；
（3）若選用恰當直流電源，電路中開關S接“l(fā)”位置，使進入板間的粒子受力平衡，此時在板間某區(qū)域加上方向垂直于圖面的、磁感應強度大小合適的勻強磁場（磁感應強度B只能在0～B_m=范圍內選�。�，使粒子恰好從b板的T孔飛出，求粒子飛出時速度方向與b板板面夾角的所有可能值（可用反三角函數表示）。

(15分）石墨烯是近些年發(fā)現的一種新材料，其超高強度及超強導電、導熱等非凡的物理化學性質有望使21世紀的世界發(fā)生革命性的變化，其發(fā)現者由此獲得2010年諾貝爾物理學獎。用石墨烯制作超級纜繩，人類搭建“太空電梯”的夢想有望在本世紀實現�？茖W家們設想，通過地球同步軌道站向地面垂下一條纜繩至赤道基站，電梯倉沿著這條纜繩運行，實現外太空和地球之間便捷的物資交換。

（1）若”太空電梯”將貨物從赤道基站運到距地面高度為h₁的同步軌道站，求軌道站內質量為m₁的貨物相對地心運動的動能。設地球自轉角速度為ω，地球半徑為R。
（2）當電梯倉停在距地面高度h₂ = 4R的站點時，求倉內質量m₂ = 50kg的人對水平地板的壓力大小。取地面附近重力加速度g = 10m/s²，地球自轉角速度ω = 7.3×10^-5rad/s，地球半徑R = 6.4×10³km。

（10分）如圖所示，一個人用與水平方向成θ＝30°角的斜向下的推力Ｆ推一個重Ｇ＝200Ｎ的箱子勻速前進，箱子與地面間的動摩擦因數為μ＝0．40（ｇ＝10ｍ／ｓ^２）．求

推力Ｆ的大小．
（2）若人不改變推力Ｆ的大小，只把力的方向變?yōu)樗�平去推這個靜止的箱子，推力作用時間ｔ＝3.0ｓ后撤去，箱子最遠運動多長距離?

(20分) 如圖所示，在空間有兩個磁感強度均為B的勻強磁場區(qū)域，上一個區(qū)域邊界AA¢與BB¢的間距為H，方向垂直紙面向里，CC¢與BB¢的間距為h，CC¢下方是另一個磁場區(qū)域，方向垂直紙面向外�，F有一質量為m，邊長為L(0.5H < L < H；h < L)的正方形線框由AA¢上方某處豎直自由落下，線框總電阻為R，已知當線框cd邊到達AA¢和BB¢正中間時加速度大小為g。

(1) 判斷線框穿入磁場至加速度大小為g的過程中是做加速還是減速運動，并說明判斷依據。
(2) 求cd到達AA¢和BB¢正中間時線框速度。
(3) 若cd邊進 入CC¢前的瞬間線框的加速度大小變?yōu)?.8g，則線框進入CC¢后的瞬間線框的加速度多大？
(4) 求: cd邊在AA¢和BB¢正中間位置到cd邊剛穿進CC¢的過程中線框發(fā)熱量。

（22分）質量為m的飛機模型，在水平跑道上由靜止勻加速起飛，假定起飛過程中受到的平均阻力恒為飛機所受重力的k倍，發(fā)動機牽引力恒為F，離開地面起飛時的速度為v，重力加速度為g。求：

（1）飛機模型的起飛距離（離開地面前的運動距離）
（2）若飛機起飛利用電磁彈射技術，將大大縮短起飛距離。圖甲為電磁彈射裝置的原理簡化示意圖，與飛機連接的金屬塊（圖中未畫出）可以沿兩根相互靠近且平行的導軌無摩擦滑動。使用前先給電容為C的大容量電容器充電，彈射飛機時，電容器釋放儲存電能所產生的強大電流從一根導軌流入，經過金屬塊，再從另一根導軌流出；導軌中的強大電流形成的磁場使金屬塊受磁場力而加速，從而推動飛機起飛。
①在圖乙中畫出電源向電容器充電過程中電容器兩極板間電壓u與極板上所帶電荷量q的圖象，在此基礎上求電容器充電電壓為U₀時儲存的電能；
②當電容器充電電壓為U_m時彈射上述飛機模型，在電磁彈射裝置與飛機發(fā)動機同時工作的情況下，可使起飛距離縮短為x。若金屬塊推動飛機所做的功與電容器釋放電能的比值為η，飛機發(fā)動的牽引力F及受到的平均阻力不變。求完成此次彈射后電容器剩余的電能。

（16分）如圖所示，有一個可視為質點的質量為m=1kg的小物塊，從光滑平臺上的A點以v₀＝1.8m/s的初速度水平拋出，到達C點時，恰好沿C點的切線方向進人固定在豎直平面內的光滑圓弧軌道，最后小物塊無碰撞地滑上緊靠軌道末端D點的足夠長的水平傳送帶。已知傳送帶上表面與圓弧軌道末端切線相平，傳送帶沿順時針方向勻速運行的速度為v=3m/s，小物塊與傳送帶間的動摩擦因數μ= 0.5，圓弧軌道的半徑為R=2m，C點和圓弧的圓心O點連線與豎直方向的夾角θ=53⁰，不計空氣阻力，重力加速度g=10m/s²，sin53⁰="0." 8、cos53⁰=0.6。求：

（1）小物塊到達圓弧軌道末端D點時對軌道的壓力；
（2）小物塊從滑上傳送帶到第一次離開傳送帶的過程中產生的熱量。

（16分）光滑圓軌道和兩傾斜直軌道組成如圖所示裝置，其中直軌道bc粗糙，直軌道cd光滑，兩軌道相接處為一很小的圓弧。質量為m=0.1kg的滑塊（可視為質點）在圓軌道上做圓周運動，到達軌道最高點a時的速度大小為v=4m/s，當滑塊運動到圓軌道與直軌道bc的相切處b時，脫離圓軌道開始沿傾斜直軌道bc滑行，到達軌道cd上的d點時速度為零。若滑塊變換軌道瞬間的能量損失可忽略不計，已知圓軌道的半徑為R=0.25m，直軌道bc的傾角θ=37^o，其長度為L=26.25m，d點與水平地面間的高度差為h=0.2m，取重力加速度g=10m/s²，sin37°=0.6。求：

（1）滑塊在圓軌道最高點a時對軌道的壓力大小；
（2）滑塊與直軌道bc問的動摩擦因數；

(12分)如圖所示，在傾角θ＝37°的光滑斜面上存在一垂直斜面向上的勻強磁場區(qū)域MNPQ，磁感應強度B的大小為5T，磁場寬度d＝0.55m，有一邊長L＝0.4m、質量m₁＝0.6kg、電阻R＝2Ω的正方形均勻導體線框abcd通過一輕質細線跨過光滑的定滑輪與一質量為m₂＝0.4kg的物體相連，物體與水平面間的動摩擦因數μ＝0.4，將線框從圖示位置由靜止釋放，物體到定滑輪的距離足夠長．(取g＝10m/s²，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：

(1)線框abcd還未進入磁場的運動過程中，細線中的拉力為多少？
(2)當ab邊剛進入磁場時，線框恰好做勻速直線運動，求線框剛釋放時ab邊距磁場MN邊界的距離x多大？（3）在（2）問的條件下，若cd邊恰好離開磁場邊界PQ時，速度大小為2m/s，求整個過程中ab邊產生的熱量為多少？

（10分）如圖所示，在豎直面內有兩平行金屬導軌AB、CD．導軌間距為L，電阻不計．一根電阻不計的金屬棒ab可在導軌上無摩擦地滑動．棒與導軌垂直，并接觸良好．導軌之間有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感強度為B．導軌右邊與電路連接．電路中的三個定值電阻阻值分別為2R、R和R．在BD間接有一水平放置的電容為C的平行板電容器，板間距離為d．

（1）當ab以速度v₀勻速向左運動時，電容器中質量為m的帶電微粒恰好靜止．試判斷微粒的帶電性質和電容器的電量q
（2）ab棒由靜止開始，以恒定的加速度a向左運動．討論電容器中帶電微粒的加速度如何變化．（設帶電微粒始終未與極板接觸．）