（9分）如圖所示，質量均為m的小車與木箱緊挨著靜止在光滑的水平冰面上，質量為2m的小孩站在小車上用力向右迅速推出木箱，木箱相對于冰面運動的速度為v，木箱運動到右側墻壁時與豎直的墻壁發(fā)生彈性碰撞，反彈后被小孩接住，求整個過程中小孩對木箱做的功．

坐標原點O處有一點狀的放射源，它向xOy平面內的x軸上方各個方向發(fā)射α粒子，α粒子的速度大小都是v₀，在0＜y＜d的區(qū)域內分布有指向y軸正方向的勻強電場，場強大小為E＝，其中q與m分別為α粒子的電荷量和質量；在d＜y＜2d的區(qū)域內分布有垂直于xOy平面的勻強磁場．ab為一塊很大的平面感光板，放置于y＝2d處，如圖所示．觀察發(fā)現(xiàn)此時恰無粒子打到ab板上．(不考慮α粒子的重力)

(1)求α粒子剛進入磁場時的動能；
(2)求磁感應強度B的大�。�
(3)將ab板平移到什么位置時所有粒子均能打到板上？并求出此時ab板上被α粒子打中的區(qū)域的長度．

如圖甲所示，兩平行金屬板長度l不超過0.2 m，兩板間電壓U隨時間t變化的U－t圖象如圖乙所示．在金屬板右側有一左邊界為MN、右邊無界的勻強磁場，磁感應強度B＝0.01 T，方向垂直紙面向里．現(xiàn)有帶正電的粒子連續(xù)不斷地以速度v₀＝10⁵ m/s射入電場中，初速度方向沿兩板間的中線OO′方向．磁場邊界MN與中線OO′垂直．已知帶電粒子的比荷＝10⁸ C/kg，粒子的重力和粒子之間的相互作用力均可忽略不計．

(1)在每個粒子通過電場區(qū)域的時間內，可以把板間的電場強度當做恒定的．請通過計算說明這種處理能夠成立的理由；
(2)設t＝0.1 s時刻射入電場的帶電粒子恰能從金屬板邊緣穿越電場射入磁場，求該帶電粒子射出電場時速度的大��；
(3)對于所有經過電場射入磁場的帶電粒子，設其射入磁場的入射點和從磁場射出的出射點間的距離為d，試判斷：d的大小是否隨時間變化？若不變，證明你的結論；若變化，求出d的變化范圍．

如圖所示，質量m的小物塊從高為h的坡面頂端由靜止釋放，滑到粗糙的水平臺上，滑行距離l后，以v =" 1" m/s的速度從邊緣O點水平拋出，擊中平臺右下側擋板上的P點．以O為原點在豎直面內建立如圖所示的平面直角坐標系，擋板形狀滿足方程 （單位：m），小物塊質量m =" 0.4" kg，坡面高度h =" 0.4" m，小物塊從坡面上滑下時克服摩擦力做功1 J，小物塊與平臺表面間的動摩擦因數μ = 0.1，g =" 10" m/s²．求

（1）小物塊在水平臺上滑行的距離l ；
（2）P點的坐標．

（18分）如圖所示,固定的凹槽水平表面光滑,其內放置U形滑板N,滑板兩端為半徑R="0.45" m
的1/4圓弧面,A和D分別是圓弧的端點,BC段表面粗糙,其余段表面光滑,小滑塊P₁和P₂的質量均為m,滑板的質量M=4m.P₁和P₂與BC面的動摩擦因數分別為μ₁=0.10和μ₂=0.40,最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力,開始時滑板緊靠槽的左端,P₂靜止在粗糙面的B點。P₁以v₀="4.0" m/s的初速度從A點沿弧面自由滑下,與P₂發(fā)生彈性碰撞后,P₁停在粗糙面B點上,當P₂滑到C點時,滑板恰好與槽的右端碰撞并與槽牢固粘連,P₂繼續(xù)滑動,到達D點時速度為零,P₁與P₂可視為質點,取g="10" m/s²。問：

（1）P₂在BC段向右滑動時,滑板的加速度為多大？
（2）BC長度為多少？N、P₁和P₂最終靜止后,P₁與P₂間的距離為多少？

如圖，半徑R=0.4m的圓盤水平放置，繞豎直軸OO′勻速轉動，在圓心O正上方h=0.8m高處固定一水平軌道PQ，轉軸和水平軌道交于O′點。一質量m=1kg的小車（可視為質點），在F=4N的水平恒力作用下，從O′左側x₀=2m處由靜止開始沿軌道向右運動，力作用一段距離后撤去，當小車運動到O′點時，從小車上自由釋放一小球，此時圓盤半徑OA與x軸重合。規(guī)定經過O點水平向右為x軸正方向。小車與軌道間的動摩擦因數μ=0.2，g取10m/s²。

（1）若小球剛好落到A點，求小車運動到O′點的速度；
（2）為使小球剛好落在A點，圓盤轉動的角速度應為多大？
（3）為使小球能落到圓盤上，求水平拉力F作用的距離范圍。

如圖所示，摩托車做特技表演時，以v0=10.0m/s的初速度沖向高臺，然后從高臺水平飛出。若摩托車沖向高臺的過程以P=4.0kw的額定功率行駛，沖到高臺上所用時間t=3.0s，人和車的總質量 kg，臺高h=5.0m，摩托車的落地點到高臺的水平距離x=10.0m。不計空氣阻力，取。求：

(1)摩托車從高臺飛出到落地所用時間；
(2)摩托車落地時速度的大��；
(3)摩托車沖上高臺過程中克服阻力所做的功。

下圖所示為對光電效應產生的光電子進行比荷（電荷量e與質量 m 之比）測定的簡要原理圖，兩塊平行金屬板M．N相距為d，其中N為鋅板，受某一紫外光照射后將激發(fā)沿不同方向運動的光電子，開關S閉合后電流表G有讀數．如果調節(jié)變阻器R ，逐漸增大極板間電壓，電流表G的讀數將逐漸減小，當電壓表的讀數為U時，電流表G的讀數恰為零．如果斷開開關S，在金屬板M．N間加上垂直紙面的勻強磁場，當磁感應強度為B時，電流表G的讀數也恰為零．求光電子的比荷e/m 的表達式．

(14分)2014年12月14日，北京飛行控制中心傳來好消息，嫦娥三號探測器平穩(wěn)落月。嫦娥三號接近月球表面過程可簡化為三個階段：一、距離月球表面一定的高度以v=1.7km/s的速度環(huán)繞運行，此時，打開七千五百牛頓變推力發(fā)動機減速，下降到距月球表面H＝100米高處時懸停，尋找合適落月點；二、找到落月點后繼續(xù)下降，距月球表面h＝4m時速度再次減為0；三、此后，關閉所有發(fā)動機，使它做自由落體運動落到月球表面。已知嫦娥三號著陸時的質量為1200kg，月球表面重力加速度g' 為1.6m/s²，月球半徑為R，引力常量G，（計算保留2位有效數字）求：
（1）月球的質量（用g' 、R 、G字母表示）
（2）從懸停在100米處到落至月球表面，發(fā)動機對嫦娥三號做的功？
（3）從v=1.7km/s到懸停，若用10分鐘時間，設軌跡為直線，則減速過程的平均加速度為多大？若減速接近懸停點的最后一段，以平均加速度在垂直月面的方向下落，求此時發(fā)動機的平均推力為多大？

（14分）如圖所示，水平軌道AB與豎直軌道CD用一光滑的半徑R＝0．5m的圓弧BC平滑連接，現(xiàn)有一物塊從豎直軌道上的Q點由靜止開始釋放，已知QC間的長度R＝0．5m，物塊的質量m＝0．2kg，物塊與AB和CD軌道間的動摩擦因數均為μ＝0．5，重力加速度g取10m／s²，求；

（1）物塊下滑到水平面后，距離B點的最遠距離s為多少?
（2）若整個空間存在一水平向右的勻強電場，電場強度E＝1．0×10⁶V／m，并使物塊帶電，帶電量為q＝＋2．0×10^－6C，所有接觸面均絕緣，現(xiàn)使帶電物塊從水平面上的P點由靜止開始釋放（P點未在圖中標出），要想使物塊剛好能通過Q點，PB間的長度L為多少?
（3）在符合第二問的基礎上，物塊到達圓弧上C點時，對軌道的壓力大小?