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)設線框cd邊剛進入磁場時的速度為v，根據自由落體規律則有
v==10m/s……………………………………………………………………(3分)
所以線框cd邊剛進入磁場時產生的感應電動勢大小E=BLv=0.20V…………(3分)
(2)線框每邊的電阻為R，根據歐姆定律可知，線框中產生的感應電流
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)線框發熱的功率P=I2R總=I2×4R=0.20W…………………………………(4分)
23.(18分)(1)設質量為m0的物體靜止在北極點時所受地面的支持力為N0，根據萬有引力定律和共點力平衡條件則有 GMm0/R2=N0……………………………………(2分)
即質量為m0的物體在北極點時所受的重力F=N0=GMm0/R2……………………(1分)
設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“天宮二號”的質量為m1，其繞地球做勻速圓周運動的周期為T1，根據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，設其所受地面的支持力為N，根據牛頓第二定律有 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)
這一計算結果說明，由于地球自轉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造成的地球引力與重力大小的區別。…………………………………………………………………………………………(2分)
24.(20分)(1)圓桶形容器內的電場強度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，灰塵達到的最大速度，并設為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度隨其與直導線距離的增大而減小，且桶壁處的電場強度為第(1)問方案中場強的大小E1=U/H，設在距直導線為r處的場強大小為E2，
則，解得E2=……………………………………………(3分)
故與直導線越近處，電場強度越大。設灰塵顆粒運動到與直導線距離為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壁運動過程中，速度是逐漸減小的。
②以r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，電場強度可視為相同，其速度v可視為相同，對應于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，灰塵微粒從保護管外壁運動到圓桶內壁所需的總時間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管外壁運動到圓桶內壁的時間…………………………………(3分)
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