2018北京物理會考題及答案(2)
2018北京物理會考題答案
13.D 14.B 15.D 16.C 17.A 18.B 19.D 20.B
21.(1)(6分)①0.25 4.8×10-7 ②D (每空2分，共6分)
(2)(12分)①C (3分)②x (3分)③A (3分)④v0= (3分)
22.(16分)(1)設(shè)線框cd邊剛進(jìn)入磁場時的速度為v，根據(jù)自由落體規(guī)律則有
v==10m/s……………………………………………………………………(3分)
所以線框cd邊剛進(jìn)入磁場時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小E=BLv=0.20V…………(3分)
(2)線框每邊的電阻為R，根據(jù)歐姆定律可知，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流
A…………………………………………………………………(3分)
線框所受安培力也就是cd邊所受的安培力，其大小為
F=BIL=0.020N …………………………………………………………(3分)
(3)線框發(fā)熱的功率P=I2R總=I2×4R=0.20W…………………………………(4分)
23.(18分)(1)設(shè)質(zhì)量為m0的物體靜止在北極點時所受地面的支持力為N0，根據(jù)萬有引力定律和共點力平衡條件則有 GMm0/R2=N0……………………………………(2分)
即質(zhì)量為m0的物體在北極點時所受的重力F=N0=GMm0/R2……………………(1分)
設(shè)北極點的重力加速度為g0，則m0g0 = GMm0/R2…………………………………(1分)
解得g0=GM/R2…………………………………………………………………………(1分)
(2)設(shè)“天宮二號”的質(zhì)量為m1，其繞地球做勻速圓周運動的周期為T1，根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律有………………………………(2分)
解得： T1=2π…………………………………………………………(1分)
運行速率v=2π(R+h)/T1=…………………………………………………(3分)
(3)物體A在赤道處地面上所受的萬有引力F0= GMm/R2………………………(1分)
對于物體A在赤道處地面上隨地球運動的過程，設(shè)其所受地面的支持力為N，根據(jù)牛頓第二定律有 F0-N=m4π2R/T2……………………………………………………………(1分)
物體A此時所受重力的大小W0=N=…………………………(1分)
所以==3×10-3…………………………………………………(2分)
這一計算結(jié)果說明，由于地球自轉(zhuǎn)對地球表赤道面上靜止的物體所受重力與所受地球引力大小差別的影響很小，所以通常情況下可以忽略地球自轉(zhuǎn)造成的地球引力與重力大小的區(qū)別。…………………………………………………………………………………………(2分)
24.(20分)(1)圓桶形容器內(nèi)的電場強(qiáng)度E=U/H………………………………(1分)
灰塵顆粒所受的電場力大小 F=qU/H，…………………………………………(1分)
電場力跟空氣的阻力相平衡時，灰塵達(dá)到的最大速度，并設(shè)為v1，…………(1分)
則有kv1=qU/H………………………………………………………………………(2分)
解得 …………………………………………………………………………(1分)
(2)①由于灰塵顆粒所在處的電場強(qiáng)度隨其與直導(dǎo)線距離的增大而減小，且桶壁處的電場強(qiáng)度為第(1)問方案中場強(qiáng)的大小E1=U/H，設(shè)在距直導(dǎo)線為r處的場強(qiáng)大小為E2，
則，解得E2=……………………………………………(3分)
故與直導(dǎo)線越近處，電場強(qiáng)度越大。設(shè)灰塵顆粒運動到與直導(dǎo)線距離為r時的速度為v，則 kv=qE2…………………………………………………………………………(2分)
解得……………………………………………………………………(3分)
上式表明，灰塵微粒在向圓桶內(nèi)壁運動過程中，速度是逐漸減小的。
?、谝詒為橫軸，以1/v為縱軸，作出1/v-r的圖象如圖所示。
在r到r+Δr微小距離內(nèi)，電場強(qiáng)度可視為相同，其速度v可視為相同，對應(yīng)于Δr的一段1/v-r的圖線下的面積為，顯然，這個小矩形的面積等于灰塵微粒通過Δr的時間。所以，灰塵微粒從保護(hù)管外壁運動到圓桶內(nèi)壁所需的總時間t2等于從R0到R一段1/v-r的圖線下的面積。………………………………………(3分)
所以灰塵顆粒從保護(hù)管外壁運動到圓桶內(nèi)壁的時間…………………………………(3分)
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