北京市高考物理23、24题专项练习

《北京市高考物理23、24题专项练习》由会员分享，可在线阅读，更多相关《北京市高考物理23、24题专项练习（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、1BhC23. 如图所示，质量 m13 kg 的平板小车 B 在光滑水平面上以 v11 m/s 的速度向左匀速运动当 t0 时，质量 m22kg 的小铁块 A 以 v23m/s 的速度水平向右滑上小车，A 与小车间的动摩擦因数为 0.2若 A 最终没有滑出小车，取水平向右为正方向，g10m/s 2求：（1）A 在小车上停止运动时小车的速度大小（2）小车至少多长（3）在图乙所示的坐标纸中画出 1.5 s 内小车 B 运动的速度与时间图像.24. 能的转化与守恒是自然界普遍存在的规律，如：电源给电容器的充电过程可以等效为将电荷逐个从原本电中性的两极板中的一个极板移到另一个极板的过程. 在移动过程中

2、克服电场力做功，电源的电能转化为电容器的电场能实验表明:电容器两极间的电压与电容器所带电量如图所示（1）对于直线运动，教科书中讲解了由 v-t 图像求位移的方法请你借鉴此方法，根据图示的 Q-U 图像，若电容器电容为 C，两极板间电压为 U，求电容器所储存的电场能（2）如图所示，平行金属框架竖直放置在绝缘地面上框架上端接有一电容为 C 的电容器框架上一质量为m、长为 L 的金属棒平行于地面放置，离地面的高度为 h磁感应强度为 B 的匀强磁场与框架平面相垂直现将金属棒由静止开始释放，金属棒下滑过程中与框架接触良好且无摩擦开始时电容器不带电，不计各处电阻求 a. 金属棒落地时的速度大小b. 金属棒

3、从静止释放到落到地面的时间23. （18 分） 如图所示为利用电磁作用输送非导电液体装置的示意图。一边长为 L、截面为正方形的塑料管道水平放置，其右端面上有一截面积为 S 的小喷口，喷口离地的高度为 h，管道中有一绝缘活塞，在活塞的中部嵌有金属棒，整个装置放在竖直向上的匀强磁场中，当棒中通有垂直纸面向里的恒定电流 I 时，活塞以某一速度向右匀速推动液体，液体以不变的速度 v 源源不断地沿水平方向射出。若液体的密度为 ，重力加速度为 g，不计所有阻力 。 求（1 ）液体落地点离喷口的水平距离 x；（2 ）该装置的功率；（3 ）磁感应强度 B 的大小。乙-0.5v/(m/s)1.51.00.50

4、t/s-1.5-1.01.51.00.5UQ0甲v2v1 BA活塞xBhI224. （20 分） 如图所示，直角坐标系 xoy 位于竖直平面内，y 轴正方向竖直向上，x 轴正方向水平向右。空间中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强磁场垂直 xoy 平面向里，磁感应强度大小为 B。匀强电场（图中未画出）方向平行于 xoy 平面，小球（可视为质点）的质量为 m、带电量为+q ，已知电场强度大小为 mgEq ，g为重力加速度。（1 ）若匀强电场方向水平向左，使小球在空间中做直线运动，求小球在空间中做直线运动的速度大小和方向；（2 ）若匀强电场在 xoy 平面内的任意方向，确定小球在 xoy 平面内

5、做直线运动的速度大小的范围；（3 ）若匀强电场方向竖直向下，将小球从 O 点由静止释放，求小球运动过程中距 x 轴的最大距离。23 （ 18 分）在研究某些物理问题时，有很多物理量难以直接测量，我们可以根据物理量之间的定量关系和各种效应，把不容易测量的物理量转化成易于测量的物理量。（1）在利用如图 1 所示的装置探究影响电荷间相互作用力的因素时，我们可以通过绝缘细线与竖直方向的夹角来判断电荷之间相互作用力的大小。如果 A、B两个带电体在同一水平面内，B 的质量为 m，细线与竖直方向夹角为 ，求 A、B之间相互作用力的大小。（2）金 属 导体板垂直置于匀强磁场中，当电流通过导体板时，外部磁场的洛

6、伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会 出 现 多 余 的 正 电 荷 ， 从而 形 成 电 场 ， 该 电 场 对 运 动 的 电 子 有 静 电 力 的 作 用 ， 当 静 电 力 与 洛 伦 兹力达到平衡时，在导体板这两个表面之间就会形成稳定的电势差，这种现象称为霍尔效应。利用霍尔效应可以测量磁场的磁感应强度。如图 2 所 示 ， 若磁场方向与金属导体板的前后表面垂直，通过所如图所示的电流 I，可测得导体板上、下表面之间的电势差为 U，且下表面电势高。已知导体板的长、宽、高分别为 a、b 、c，电子的电荷量为 e，导体中单位体积内的自由电子数为 n。求：a导体中电子定向

7、运动的平均速率 v；b磁感应强度 B 的大小和方向。24 （ 20 分）如图 1 所示，木板 A 静止在光滑水平面上，一小滑块 B（可视为质点）以某一水平初速度从木板的左端冲上木板。（1）若木板 A 的质量为 M，滑块 B 的质量为 m，初速度为 v0，且滑块 B 没有从木板 A 的右端滑出，求木板A 最终的速度 v。（2）若滑块 B 以 v1=3.0m/s 的初速度冲上木板 A，木板 A 最终速度的大小为v=1.5m/s；若滑块 B 以初速度 v2=7.5m/s 冲上木板 A，木板 A 最终速度的大小也 Oyx3为 v=1.5m/s。已知滑块 B 与木板 A 间的动摩擦因数 =0.3，g 取

8、 10m/s2。求木板 A 的长度 L。（3）若改变滑块 B 冲上木板 A 的初速度 v0，木板 A 最终速度 v 的大小将随之变化。请你在图 2 中定性画出vv 0 图线。23为减少烟尘排放对空气的污染，某同学设计了一个如图所示的静电除尘器，该除尘器的上下底面是边长为 L0.20m 的正方形金属板，前后面是绝缘的透明有机玻璃，左右面是高h0.10m 的通道口。使用时底面水平放置，两金属板连接到 U2000V 的高压电源两极（下板接负极） ，于是在两金属板间产生一个匀强电场（忽略边缘效应） 。均匀分布的带电烟尘颗粒以 v=10m/s 的水平速度从左向右通过除尘器，已知每个颗粒带电荷量 q+2.

9、010 17 C，质量m1.010 15 kg，不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力，并忽略烟尘颗粒所受重力。在闭合开关后：（1 ）求烟尘颗粒在通道内运动时加速度的大小和方向；（2 ）求除尘过程中烟尘颗粒在竖直方向所能偏转的最大距离；（3 ）除尘效率是衡量除尘器性能的一个重要参数。除尘效率是指一段时间内被吸附的烟尘颗粒数量与进入除尘器烟尘颗粒总量的比值。试求在上述情况下该除尘器的除尘效率；若用该除尘器对上述比荷的颗粒进行除尘，试通过分析给出在保持除尘器通道大小不变的前提下，提高其除尘效率的方法。24 （ 20 分）根据玻尔理论，电子绕氢原子核运动可以看作是仅在库仑引力作用下的匀速圆周运动，已

10、知电子的电荷量为 e，质量为 m，电子在第 1 轨道运动的半径为 r1，静电力常量为 k。（1 ）电子绕氢原子核做圆周运动时，可等效为环形电流，试计算电子绕氢原子核在第 1 轨道上做圆周运动的周期及形成的等效电流的大小； （2 ）氢原子在不同的能量状态，对应着电子在不同的轨道上绕核做匀速圆周运动，电子做圆周运动的轨道半径满足 rn=n2r1，其中 n 为量子数，即轨道序号，r n 为电子处于第 n 轨道时的轨道半径。电子在第 n轨道运动时氢原子的能量 En 为电子动能与“电子-原子核 ”这个系统电势能的总和。理论证明，系统的电势能 Ep 和电子绕氢原子核做圆周运动的半径 r 存在关系：E p=

11、-k re2（以无穷远为电势能零点） 。请根据以上条件完成下面的问题。试证明电子在第 n 轨道运动时氢原子的能量 En 和电子在第 1 轨道运动时氢原子的能量 E1 满足关系式；21n假设氢原子甲核外做圆周运动的电子从第 2 轨道跃迁到第 1 轨道的过程中所释放的能量，恰好被量子数n=4 的氢原子乙吸收并使其电离，即其核外在第 4 轨道做圆周运动的电子脱离氢原子核的作用范围。不考虑电离前后原子核的动能改变，试求氢原子 乙电离后电子的动能。423（1）(6 分) A 在小车上停止运动时， A、 B 以共同速度运动，设其速度为 v，取水平向右为正方向， （1 分）由动量守恒定律得 （4 分）21(

12、)ABmvmv代入数据解得 v0.6m/s （1 分）（2）(6 分)设小车的最小长度为 L，由功能关系得（4 分）22211ABABfLmvmvg又 （1 分）联立解得 L2.4m （1 分）（3）(6 分)设小车做变速运动的时间为 t，由动量定理得（3 分）1vmgtBA解得 t1.2s （1 分）图 2 分24、（1）(5 分)由功能关系可知克服电场力做的功等于产生的电场能（1 分）由图可知在 QU 图像中，图像所围面积即为克服电场力所做的功（1 分）即 （1 分） 2WQU又有电容定义式 （1 分）C两式联立得 电容器储存的电场能为 （1 分）2 2eECU（2）(7 分)设导体棒落地

13、的速度为 v，此时导体棒切割磁感线产生感生电动势感生电动势大小为 （2 分）EBL电容器储存的电场能为 （2 分）1()eC由动能定理得 （2 分）mghv解得 （1 分）2vBL（3）(8 分)导体棒下落过程中受安培力和重力，由动量定理可知乙-0.5v/(m/s)1.51.00.50 t/s-1.5-1.01.51.00.55解得 (8 分)=0mgtFvBILQtCUv安安 2(hmCBLtg23.（ 18 分）解：（1）液体喷出后做平抛运动2hgt （1 分）vx （1 分）解得： g （2 分）（2）设活塞运动速度 v0由 20LS （2 分）得 v （1 分）设在时间 t 内有质量为

14、m 的液体从喷口射出tS（2 分）时间 t 内装置对m 做功2201Pv（2 分）43()LSs（2 分）（3 ）金属棒在磁场中受力 FBI （1 分）23041()SvLv（2 分）得 32)IB（2 分）24.（ 20 分）解：（1）由题意知小球做匀速直线运动 (2 分)受力分析如图2fqvBmg (2 分)匀速直线运动速度大小 vqB (1 分) mgqEfv6方向如图，斜向下与 x 轴方向夹角 45 (1 分)（2 ）小球做直线运动的条件为：洛仑兹力与电场力和重力的合力为一对平衡力。当电场在 xoy 平面内方向任意时，电场力与重力合力最大值为 2mg （1 分）最小值为零 （1 分）则

15、： mgBqvax （2 分）0in（2 分）得 Bqv （2 分）（3 ）设小球运动到最低位置时下落高度为 H，此时速度最大为 v0，方向水平 （2 分）任意时刻 v 沿 x 轴正向、y 轴负向的分速度分别为 vx，v y.。与 vy.对应的洛仑兹力水平分力方向沿 x 轴正向， yBqf小球由静止释放到最低点的过程中，应用动量定理得：0mvHtvBqtvtf yyx （2 分）小球由静止释放到最低点的过程中，由动能定理得：021mgH （1 分）解得： 24qBg （1 分）23 （ 18 分）解：（1）带电体 B 的受力情况如图所示，则有 4 分tanFmg（2）a 因为 qebcvtIebct所以 6 分vnb根据牛顿第二定律有 eEB又因为 Uc所以 6 分nbI根据左手定则可