北京高考物理23、24類型題

1、1.如圖甲所示，表面絕緣、傾角q=30°的斜面固定在水平地面上，斜面的頂端固定有彈性擋板，擋板垂直于斜面，并與斜面底邊平行。斜面所在空間有一寬度D=0.40m的勻強磁場區(qū)域，其邊界與斜面底邊平行，磁場方向垂直斜面向上，磁場上邊界到擋板的距離s=0.55m。一個質量m=0.10kg、總電阻R=0.25W的單匝矩形閉合金屬框abcd，放在斜面的底端，其中ab邊與斜面底邊重合，ab邊長L=0.50m。從t=0時刻開始，線框在垂直cd邊沿斜面向上大小恒定的拉力作用下，從靜止開始運動，當線框的ab邊離開磁場區(qū)域時撤去拉力，線框繼續(xù)向上運動，并與擋板發(fā)生碰撞，碰撞過程的時間可忽略不計，且沒有機械

2、能損失。線框向上運動過程中速度與時間的關系如圖乙所示。已知線框在整個運動過程中始終未脫離斜面，且保持ab邊與斜面底邊平行，線框與斜面之間的動摩擦因數m=/3，重力加速度g取10 m/s2。v/m.s-1t/s00.42.0乙甲aBDLbcd擋板q（1）求線框受到的拉力F的大?。唬?）求勻強磁場的磁感應強度B的大??；（3）已知線框向下運動通過磁場區(qū)域過程中的速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足vv0-（式中v0為線框向下運動ab邊剛進入磁場時的速度大小，x為線框ab邊進入磁場后對磁場上邊界的位移大小），求線框在斜面上運動的整個過程中產生的焦耳熱2.大風可能給人們的生產和生活帶來一些危害，同時風能也是可以

3、開發(fā)利用的清潔能源。（1）據北京市氣象臺監(jiān)測顯示，2012年3月23日北京刮起了今年以來最大的風，其短時風力達到近十級。在海淀區(qū)某公路旁停放的一輛小轎車被大風吹倒的數字信息亭砸中，如圖甲所示。已知該信息亭形狀為長方體，其高度為h，底面是邊長為l的正方形，信息亭所受的重力為G，重心位于其幾何中心。求大風吹倒信息亭的過程中，至少需要對信息亭做多少功；若已知空氣密度為，大風的風速大小恒為v，方向垂直于正常直立的信息亭的豎直表面，大風中運動的空氣與信息亭表面作用后速度變?yōu)榱?。求信息亭正常直立時，大風給它的對時間的平均作用力為多大。（2）風力發(fā)電是利用風能的一種方式，風力發(fā)電機可以將風能（氣流的動能）轉

4、化為電能，其主要部件如圖乙所示。已知某風力發(fā)電機風輪機旋轉葉片正面迎風時的有效受風面積為S，運動的空氣與受風面作用后速度變?yōu)榱?，風力發(fā)電機將風能轉化為電能的效率和空氣密度均保持不變。當風速為v且風向與風力發(fā)電機受風面垂直時，風力發(fā)電機輸出的電功率為P。求在同樣的風向條件下，風速為時這臺風力發(fā)電機輸出的電功率。利用風能發(fā)電時由于風速、風向不穩(wěn)定，會造成風力發(fā)電輸出的電壓和功率不穩(wěn)定。請你提出一條合理性建議，解決這一問題。3.如圖所示，坐標系xOy在豎直平面內，x軸正方向水平向右，y軸正方向豎直向上。y<0的區(qū)域有垂直于坐標平面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為B；在第一象限的空間內有與x軸平

5、行的勻強電場（圖中未畫出）；第四象限有與x軸同方向的勻強電場；第三象限也存在著勻強電場（圖中未畫出）。一個質量為m、電荷量為q的帶電微粒從第一象限的P點由靜止釋放，恰好能在坐標平面內沿與x軸成=30°角的直線斜向下運動，經過x軸上的a點進入y<0的區(qū)域后開始做勻速直線運動，經過y軸上的b點進入x<0的區(qū)域后做勻速圓周運動，最后通過x軸上的c點，且Oa=Oc。已知重力加速度為g，空氣阻力可忽略不計，求：（1）第一象限電場的電場強度E1的大小及方向；（2）帶電微粒由P點運動到c點的過程中，其電勢能的變化量大?。唬?）帶電微粒從a點運動到c點所經歷的時間。4.一般來說，正常人從

6、距地面1.5m高處跳下，落地時速度較小，經過腿部的緩沖，這個速度對人是安全的，稱為安全著地速度。如果人從高空跳下，必須使用降落傘才能安全著陸，其原因是，張開的降落傘受到空氣對傘向上的阻力作用。經過大量實驗和理論研究表明，空氣對降落傘的阻力f與空氣密度、降落傘的迎風面積S、降落傘相對空氣速度v、阻力系數c有關（由傘的形狀、結構、材料等決定），其表達式是f=cSv2。根據以上信息，解決下列問題。（取g=10m/s2）（1）在忽略空氣阻力的情況下，計算人從1.5m高處跳下著地時的速度大?。ㄓ嬎銜r人可視為質點）；t/s0v/ms-11.02.03.0圖121020（2）在某次高塔跳傘訓練中，運動員使用

7、的是有排氣孔的降落傘，其阻力系數c=0.90，空氣密度取1.25kg/m3。降落傘、運動員總質量m=80kg，張開降落傘后達到勻速下降時，要求人能安全著地，降落傘的迎風面積S至少是多大？ （3）跳傘運動員和降落傘的總質量m=80kg，從h=65m高的跳傘塔上跳下，在下落過程中，經歷了張開降落傘前自由下落、張開降落傘后減速下落和勻速下落直至落地三個階段。圖12是通過固定在跳傘運動員身上的速度傳感器繪制出的從張開降落傘開始做減速運動至達到勻速運動時的v-t圖像。根據圖像估算運動員做減速運動的過程中，空氣阻力對降落傘做的功。5.如圖13所示，光滑、足夠長、不計電阻、軌道間距為l的平行金屬導軌MN、P

8、Q，水平放在豎直向下的磁感應強度不同的兩個相鄰的勻強磁場中，左半部分為勻強磁場區(qū)，磁感應強度為B1；右半部分為勻強磁場區(qū)，磁感應強度為B2，且B1=2B2。在勻強磁場區(qū)的左邊界垂直于導軌放置一質量為m、電阻為R1的金屬棒a，在勻強磁場區(qū)的某一位置，垂直于導軌放置另一質量也為m、電阻為R2的金屬棒b。開始時b靜止，給a一個向右沖量I后a、b開始運動。設運動過程中，兩金屬棒總是與導軌垂直。（1）求金屬棒a受到沖量后的瞬間通過金屬導軌的感應電流；（2）設金屬棒b在運動到勻強磁場區(qū)的右邊界前已經達到最大速度，求金屬棒b在勻強磁場區(qū)中的最大速度值；圖13B1B2IabPQMN（3）金屬棒b進入勻強磁場區(qū)

9、后，金屬棒b再次達到勻速運動狀態(tài)，設這時金屬棒a仍然在勻強磁場區(qū)中。求金屬棒b進入勻強磁場區(qū)后的運動過程中金屬棒a、b中產生的總焦耳熱。6.圖12所示為回旋加速器的示意圖。它由兩個鋁制D型金屬扁盒組成,兩個D形盒正中間開有一條狹縫，兩個D型盒處在勻強磁場中并接在高頻交變電源上。在D1盒中心A處有離子源，它產生并發(fā)出的a粒子,經狹縫電壓加速后,進入D2盒中。在磁場力的作用下運動半個圓周后，再次經狹縫電壓加速。為保證粒子每次經過狹縫都被加速，設法使交變電壓的周期與粒子在狹縫及磁場中運動的周期一致。如此周而復始，速度越來越大,運動半徑也越來越大,最后到達D型盒的邊緣，以最大速度被導出。已知a粒子電荷

10、量為q,質量為m，加速時電極間電壓大小恒為U,磁場的磁感應強度為B,D型盒的半徑為R，設狹縫很窄,粒子通過狹縫的時間可以忽略不計，設a粒子從離子源發(fā)出時的初速度為零。（不計a粒子重力）求:(1)a粒子第一次被加速后進入D2盒中時的速度大小；(2)a粒子被加速后獲得的最大動能Ek和交變電壓的頻率f(3)a粒子在第n次由D1盒進入D2盒與緊接著第n+1次由D1盒進入D2盒位置之間的距離x。7.某品牌汽車在某次測試過程中數據如下表所示，請根據表中數據回答問題。整車行駛質量1500kg額定功率75kW加速過程車輛從靜止加速到108km/h所需時間為10s制動過程車輛以36km/h行駛時的制動距離為5.

11、0m已知汽車在水平公路上沿直線行駛時所受阻力f跟行駛速率v和汽車所受重力mg的乘積成正比，即f=kmgv，其中k=2.0×10-3s/m。取重力加速度g=10m/s2。（1）若汽車加速過程和制動過程都做勻變速直線運動，求這次測試中加速過程的加速度大小a1和制動過程的加速度大小a2；（2）求汽車在水平公路上行駛的最大速度vm；（3）把該汽車改裝成同等功率的純電動汽車，其他參數不變。若電源功率轉化為汽車前進的機械功率的效率=90。假設1kW·h電能的售價為0.50元（人民幣），求電動汽車在平直公路上以最大速度行駛的距離s=100km時所消耗電能的費用。結合此題目，談談你對電動汽

12、車的看法。8.我國的月球探測計劃“嫦娥工程”分為“繞、落、回”三步?！版隙鹑枴钡娜蝿帐恰奥洹?。 2013年12月2日，“嫦娥三號”發(fā)射，經過中途軌道修正和近月制動之后，“嫦娥三號”探測器進入繞月的圓形軌道I。12月12日衛(wèi)星成功變軌，進入遠月點P、近月點Q的橢圓形軌道II。如圖所示。 2013年12月14日，“嫦娥三號”探測器在Q點附近制動，由大功率發(fā)動機減速，以拋物線路徑下降到距月面100米高處進行30s懸停避障，之后再緩慢豎直下降到距月面高度僅為數米處，為避免激起更多月塵，關閉發(fā)動機，做自由落體運動，落到月球表面。已知引力常量為G，月球的質量為M，月球的半徑為R，“嫦娥三號”在軌道I上運

13、動時的質量為m， P、Q點距月球表面的高度分別為h1、h2。（1）求“嫦娥三號”在圓形軌道I上運動的速度大?。唬?）已知“嫦娥三號”與月心的距離為r時，引力勢能為（取無窮遠處引力勢能為零），其中m為此時“嫦娥三號”的質量。 若“嫦娥三號”在軌道II上運動的過程中，動能和引力勢能相互轉化，它們的總量保持不變。已知“嫦娥三號”經過Q點的速度大小為v，請根據能量守恒定律求它經過P點時的速度大?。唬?）“嫦娥三號”在P點由軌道I變?yōu)檐壍繧I的過程中，發(fā)動機沿軌道的切線方向瞬間一次性噴出一部分氣體，已知噴出的氣體相對噴氣后“嫦娥三號”的速度大小為u，求噴出的氣體的質量。OQPIII9.光電效應和康普頓效

14、應深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量之外還具有動量。由狹義相對論可知，一定的質量m與一定的能量E相對應：，其中c為真空中光速。（1）已知某單色光的頻率為，波長為，該單色光光子的能量，其中h為普朗克常量。試借用質子、電子等粒子動量的定義：動量=質量×速度，推導該單色光光子的動量。（2）光照射到物體表面時，如同大量氣體分子與器壁的頻繁碰撞一樣，將產生持續(xù)均勻的壓力，這種壓力會對物體表面產生壓強，這就是“光壓”，用I表示。 一臺發(fā)光功率為P0的激光器發(fā)出一束某頻率的激光，光束的橫截面積為S。當該激光束垂直照射到某物體表面時，假設光全部被吸收，試寫出

15、其在物體表面引起的光壓的表達式。（3）設想利用太陽光的“光壓”為探測器提供動力，將太陽系中的探測器送到太陽系以外，這就需要為探測器制作一個很大的光帆，以使太陽光對光帆的壓力超過太陽對探測器的引力，不考慮行星對探測器的引力。一個質量為m的探測器，正在朝遠離太陽的方向運動。已知引力常量為G，太陽的質量為M，太陽單位時間輻射的總能量為P。設帆面始終與太陽光垂直，且光帆能將太陽光一半反射，一半吸收。試估算該探測器光帆的面積應滿足的條件。10.如圖所示，在磁感應強度為B的水平勻強磁場中，有一豎直放置的光滑的平行金屬導軌，導軌平面與磁場垂直，導軌間距為L，頂端接有阻值為R的電阻。將一根金屬棒從導軌上的M處以速度