2016年北京市高考理綜物理23題

1、一、北京 2009 2015真題 （2009） 23. （18 分）單位時間內(nèi)流過管道橫截面的液體體積叫做液體的體積流量（以下簡稱流量）。由一種利用電磁原理測量非磁性導(dǎo)電液體（如自來水、啤酒等）流量的裝置，稱為電磁流量計。它 主要由將流量轉(zhuǎn)換為電壓信號的傳感器和顯示儀表兩部分組成。傳感器的結(jié)構(gòu)如圖所示， 圓筒形測量管內(nèi)壁絕緣， 其上裝有一對電極 a和c,a,c間的距 離等于測量管內(nèi)徑 D,測量管的軸線與 a、c的連接放像以及通過電線圈產(chǎn)生的磁場方向三 者相互垂直。當(dāng)導(dǎo)電液體流過測量管時，在電極a、c的間出現(xiàn)感應(yīng)電東勢 E，并通過與電極連接的儀表顯示出液體流量Q設(shè)磁場均勻恒定，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。（

2、1）已知D 0.40m, B 205 10 3T,Q 0.123/s，設(shè)液體在測量管內(nèi)各處流速相同， 試求E的大?。ㄈ?.0）（2） 一新建供水站安裝了電磁流量計，在向外供水時流量 本應(yīng)顯示為正值。但實(shí)際顯示卻為負(fù)值。經(jīng)檢查，原因是誤 將測量管接反了，既液體由測量管出水口流入，從如水口 流出。因?yàn)橐鸭訅撼錆M管道。 不便再將測量管拆下重裝， 請 你提出使顯示儀表的流量指示變?yōu)檎钡暮啽惴椒?；?） 顯示儀表相當(dāng)于傳感器的負(fù)載電阻，其阻值記為R.a、c間導(dǎo)電液體的電阻r隨液體電阻率色變化而變化，從 而會影響顯示儀表的示數(shù)。試以E、Ro r為參量，給出電極a、c間輸出電壓U的表達(dá)式，并說明怎樣可以降

3、低液體 電阻率變化對顯示儀表示數(shù)的影響。（2010） 23. （18 分）利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域。如圖1,將一金屬或半導(dǎo)體薄片垂直置于磁場B中，在薄片的兩個側(cè)面 a、b間通以電流I時，另外兩側(cè)c、f間產(chǎn)生電勢差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。其原因是薄片中的移動電 荷受洛倫茲力的作用向一側(cè)偏轉(zhuǎn)和積累，于是c、f間建立起電場Eh,同時產(chǎn)生霍爾電勢差UH。當(dāng)電荷所受的電場力與洛倫茲力處處相等時，Eh和UH達(dá)到穩(wěn)定值，UH的大小與I和B以IB及霍爾元件厚度d之間滿足關(guān)系式UH= Fl，其中比例系數(shù)FI稱為霍爾系數(shù)，僅與材料性d質(zhì)有關(guān)。（1）設(shè)半導(dǎo)體薄片的寬度（c

4、、f間距）為I，請寫出UH和曰的關(guān)系式；若半導(dǎo)體材料是電子導(dǎo)電的，請判斷圖1中c、f哪端的電勢高；(2) 已知半導(dǎo)體薄片內(nèi)單位體積中導(dǎo)電的電子數(shù)為n,電子的電荷量為e,請導(dǎo)出霍爾 系數(shù)RH的表達(dá)式。(通過橫截面積 S的電流I = nevS,其中v是導(dǎo)電電子定向移動的平均速 率)；(3) 圖2是霍爾測速儀的示意圖，將非磁性圓盤固定在轉(zhuǎn)軸上，圓盤的周邊等距離地嵌裝著m個永磁體，相鄰永磁體的極性相反?；魻栐糜诒粶y圓盤的邊緣附近。當(dāng)圓盤勻速轉(zhuǎn)動時，霍爾元件輸出的電壓脈沖信號圖像如圖3所示。a. 若在時間t內(nèi)，霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為P,請導(dǎo)出圓盤轉(zhuǎn)速 N的表達(dá)式。b. 利用霍爾測速儀可以測量汽車行

5、駛的里程。除此之外，請你展開“智慧的翅膀”，提出另一個實(shí)例或設(shè)想。(2011 ) 23.(18 分)利用電場和磁場，可以將比荷不同的離子分開，這種方法在化學(xué)分析和原子核技術(shù)等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。如圖所示的矩形區(qū)域 ABCD(AC邊足夠長)中存在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，A處有一狹縫。離子源產(chǎn)生的離子，經(jīng)靜電場加速后穿過狹縫沿垂直于GA邊且垂于磁場的方向射入磁場，運(yùn)動到GA邊，被相應(yīng)的收集器收集，整個裝置內(nèi)部為真空。已知被加速度的兩種正離子的質(zhì)量分別是m1和m2 (m1 m2)，電荷量均為q。加速電場的電勢差為U,離子進(jìn)入電場時的初速度可以忽略，不計重力，也不考慮離子間的相互作用。(1 )求質(zhì)量為 m

6、1的離子進(jìn)入磁場時的速率1 ；(2) 當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 B時，求兩種離子在 GA邊落點(diǎn)的間距s；(3) 在前面的討論中忽略了狹縫寬度的影響，實(shí)際裝置中狹縫具有一定寬度。若狹縫過寬，可能使兩束離子在 GA邊上的落點(diǎn)區(qū)域受疊，導(dǎo)致兩種離子無法完全分離。設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可調(diào)，GA邊長為定值L，狹縫寬度為d，狹縫右邊緣在 A處；離子可以從狹縫各處攝入磁場，入射方向仍垂直于GA邊且垂直于磁場。為保證上述兩種離子能落在GA邊上并被完全分離，求狹縫的最大寬度。(2012) 23.(18 分)摩天大樓中一部直通高層的客運(yùn)電梯.行程超過百米。電梯的簡化模型如I 所示.考慮安全、 舒適、省時等因索，電梯的加速

7、度a隨時間t變化的。已知電梯在 t=0時由靜止開始上升，a 一 t圖像如圖2 所示.電梯總質(zhì)最 m=2.0xl03kg.忽略一切阻力.重力加速度g取I0m/s2。 求電梯在上升過程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2;(2)類比是一種常用的研究方法。 對于直線運(yùn)動，教科書中講解了由 v-t圖像求位移的 方法。請你借鑒此方法，對比加速度的和速度的定義，根據(jù)圖 2 所示a-t圖像，求電梯在第 1s內(nèi)的速度改變量厶v1和第2s末的速率v2;(3)求電梯以最大速率上升時，拉力做功的功率p:再求在011s時間內(nèi)，拉力和重力對電梯所做的總功w。(2013) 23. (18分)蹦床比賽分成預(yù)備運(yùn)動和比賽動作。

8、最初，運(yùn)動員靜止站在蹦床上； 在預(yù)備運(yùn)動階段，他經(jīng)過若干次蹦跳， 逐漸增加上升高度， 最終達(dá)到完成比賽動作所需的高 度；此后，進(jìn)入比賽動作階段。把蹦床簡化為一個豎直放置的輕彈簧，彈力大小F=kx (x為床面下沉的距離，k為常量)。質(zhì)量m=50kg的運(yùn)動員靜止站在蹦床上，床面下沉Xo=O.1Om;在預(yù)備運(yùn)動中，假定運(yùn)動員所做的總功 W全部用于其機(jī)械能；在比賽動作中，把該運(yùn)動員視作質(zhì)點(diǎn)，其每次離開床面做豎直上拋運(yùn)動的騰空時間均為A t =2.0s ,設(shè)運(yùn)動員每次落下使床面壓縮的最大深度均為xi。取重力加速度g=I0m/s 2，忽略空氣阻力的影響。求常量k，并在圖中畫出彈力 F隨x變化的示意圖；求在

9、比賽動作中，運(yùn)動員離開床面后上升的最大高度hm；借助F-x圖像可以確定彈性做功的規(guī)律，在此基礎(chǔ)上，求X1和 W勺值。(2014)23. (18分)萬有引力定律揭示了天體運(yùn)動規(guī)律與地上物體運(yùn)動規(guī)律具有內(nèi)在的一致性。(1) 用彈簧秤稱量一個相對與地球靜止的小物體的重量，隨稱量位置的變化可能會有不同的結(jié)果。已知地球質(zhì)量為M自轉(zhuǎn)周期為 T,萬有引力常量為 G將地球視為半徑為R、質(zhì)量均勻分布的球體，不考慮空氣的影響。設(shè)在地球北極地面稱量時，彈簧秤的 讀數(shù)是F0。a. 若在北極上空高出地面h處稱量，彈簧秤讀數(shù)為F1,求比值F1/F0的表達(dá)式，并就h=1.0%R的情形算出具體數(shù)值(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

10、b. 若在赤道地面稱量，彈簧秤讀數(shù)為冃，求比值F/F。的表達(dá)式。(2) 設(shè)想地球繞太陽公轉(zhuǎn)的圓周軌道半徑為r、太陽半徑為Rs和地球的半徑R三者均減小為現(xiàn)在的1.0%,而太陽和地球密度均勻且不變。僅考慮太陽和地球間的相互作用，以顯示地球的1年為標(biāo)準(zhǔn)，計算"設(shè)想地球”的一年將變?yōu)槎嚅L？(2015) 23. (18分)如圖所示，彈簧的一端固定，另一端連接一個物塊，彈簧質(zhì)量不計。 物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))的質(zhì)量為 m,在水平桌面上沿 x軸運(yùn)動，與桌面間的動摩擦因數(shù)為。以彈簧原長時物塊的位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O,當(dāng)彈簧的伸長量為x時，物塊所受彈簧彈力大小為F=kx,k為常量。(1) 請畫出F隨x變化的示意圖

11、；并根據(jù) F-x的圖像求物塊沿 x軸從O點(diǎn)運(yùn)動到位 置x的過程中彈力所做的功。a .求彈力所做的功.并據(jù)此求彈性勢能的變化量；b .求滑動摩擦力所做的功；并與彈力做功比較，說明為什么不存在與摩擦力對應(yīng)的“摩擦力勢能”的概念。13X20132016北京市西城海淀模擬題 13西城一模23 (18分)如圖1所示，兩根間距為11的平行導(dǎo)軌PQ和MN處于同一水平面內(nèi)，左端連接一阻值為 R 的電阻，導(dǎo)軌平面處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中。一質(zhì)量為m、橫截面為正方形的導(dǎo)體棒 CD垂直于導(dǎo)軌放置，棒到導(dǎo)軌左端PM的距離為12,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，不計導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻。(1) 若CD棒固定，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度 B的變

12、化率_B隨時間t的變化關(guān)系式為tksin t，求回路中感應(yīng)電流的有效值I;t(2) 若CD棒不固定，棒與導(dǎo)軌間最大靜摩擦力為fm,磁感應(yīng)強(qiáng)度 B隨時間t變 化的關(guān)系式為 B=kt。求從t=0到CD棒剛要運(yùn)動，電阻 R上產(chǎn)生的焦耳熱 Q;(3) 若CD棒不固定，不計 CD棒與導(dǎo)軌間的摩擦；磁場不隨時間變化，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B?，F(xiàn)對CD棒施加水平向右的外力 F，使CD棒由靜止開始向右以加速度 a做 勻加速直線運(yùn)動。請在圖2中定性畫出外力 F隨時間t變化的圖象，并求經(jīng)過時間t0 ,外力F的沖量大小I。BMDN圖12.03.001.0圖12t/s*-13海淀一模23. （ 18分）一般來說，正常人從距地面

13、 1.5m高處跳下，落 地時速度較小，經(jīng)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(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)和理論研究表明，空氣對降落傘的阻力f與空氣密度 p降落傘的迎風(fēng)面積 S降落 傘相對空氣速度 V、阻力系數(shù)c有關(guān)（由傘的形 狀、結(jié)構(gòu)、材料等決定），其表達(dá)式是f=lc p S。2根據(jù)以上信息，解決下列問題。（取g=10m/s2）（計算時人可視c=0.90，空（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小為質(zhì)點(diǎn)）；（2 ）在某次高塔跳傘訓(xùn)練中，運(yùn)動員使用的是有排氣孔的降

14、落傘，其阻力系數(shù)氣密度取p= 1.25kg/m3。降落傘、運(yùn)動員總質(zhì)量m=80kg，張開降落傘后達(dá)到勻速下降時，要求人能安全著地，降落傘的迎風(fēng)面積S至少是多大？（3）跳傘運(yùn)動員和降落傘的總質(zhì)量m=80kg,從h=65m高的跳傘塔上跳下，在下落過程中,經(jīng)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(yùn)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(yùn)動至 達(dá)到勻速運(yùn)動時的 v-t圖像。根據(jù)圖像估算運(yùn)動員做減速運(yùn)動的過程中，空氣阻力對降落傘 做的功。13西城二模23 （18分）某品牌汽車在某次測試過程中數(shù)據(jù)如下表所示，請根據(jù)表中數(shù)據(jù)回答問題。

15、整車仃駛質(zhì)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 5.0m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=2.0X 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(yùn)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(shù)不變。若電源 功率轉(zhuǎn)化為汽車前進(jìn)的機(jī)械功率的效率n=90%。假設(shè)1kW

16、 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(fèi)用。結(jié)合此題目，談?wù)?你對電動汽車的看法。13海淀二模23. (18分)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(qiáng)磁場中并接在高頻交變電源上。在Di盒中心A處有離子源，它產(chǎn)生并發(fā)出的a粒子，經(jīng)狹縫電壓加速后，進(jìn)入D2盒中。在磁場力的作用下運(yùn)動半個圓周后，再次經(jīng)狹縫電壓加速。為保證粒子每次經(jīng)過 狹縫都被加速，設(shè)法使交變電壓的周期與粒子在狹縫及磁場中運(yùn)動的周期一致。如此 周而復(fù)始，速度越來越大,運(yùn)動半徑也越來越大，最后

17、到達(dá)D型盒的邊緣，以最大速度被導(dǎo)出。已知a粒子電荷量為q ,質(zhì)量為m,加速時電極間電壓大小恒為U ,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B , D型盒的半徑為R ,設(shè)狹縫很窄粒子通過狹縫的時間可 以忽略不計，設(shè)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(jìn)入 D2盒中時的速度大??；(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(jìn)入D2盒與緊接著第n+1次由D1盒進(jìn)入D2盒位 置之間的距離 Ax。14西城一模23. ( 18分)2012年11月，殲15”艦載機(jī)在 遼寧號”航空母艦上著艦成功。圖1為利用阻攔系統(tǒng)讓艦載機(jī)在飛行甲板上快速

18、停止的原理示意圖。飛機(jī)著艦并成功鉤住阻攔索后，飛機(jī)的動力系 統(tǒng)立即關(guān)閉，阻攔系統(tǒng)通過阻攔索對飛機(jī)施加一作用力，使飛機(jī)在甲板上短距離滑行后停 止。若航母保持靜止，在某次降落中，以飛機(jī)著艦為計時起點(diǎn)，飛機(jī)的速度隨時間變化關(guān) 系如圖2所示。飛機(jī)在t1=0.4s時恰好鉤住阻攔索中間位置，此時速度v1=70m/s ;在t2=2.4s時飛機(jī)速度V2=10m/s。飛機(jī)從t1到t2的運(yùn)動可看成勻減速直線運(yùn)動。設(shè)飛機(jī)受到除 阻攔索以外的阻力f大小不變，f=5.0 x 10N,殲15”艦載機(jī)的質(zhì)量 m=2.0 x 1tkg。飛機(jī)繼續(xù)滑行的距離(假設(shè)甲板足夠長)；(2) 在ti至t2間的某個時刻，阻攔索夾角a =1

19、20,°求此時阻攔索中的彈力T;(3) 飛機(jī)鉤住阻攔索后在甲板上滑行的距離比無阻攔索時少s=898m，求從t2時刻至飛機(jī)停止,阻攔索對飛機(jī)做的功 W。14海淀一模23.為減少煙塵排放對空氣的污染，某同學(xué)設(shè)計了一個如圖所示的靜電除塵器，該除塵器的上下底面是邊長為L= 0.20m的正方形金屬板，前后面是絕緣的透明有機(jī)玻璃，左右面是高h(yuǎn)=0.10m的通道口。使用時底面水平放置，兩金屬板連接到U = 2000V的高壓電源兩極(下板接負(fù)極)，于是在兩金屬板間產(chǎn)生一個勻強(qiáng)電場(忽略邊緣效應(yīng))。均勻分布的帶電煙塵顆粒以v=10m/s的水平速度從左向右通過除塵器，已知每個顆粒帶電荷量q =+2.0

20、x 107C°質(zhì)量m = 1.0 x 105kg，不考慮煙塵顆粒之間的相互作用和空氣阻力，并忽略 煙塵顆粒所受重力。在閉合開關(guān)后(1 )求煙塵顆粒在通道內(nèi)運(yùn)動時加速度的大小和方向；(2 )求除塵過程中煙塵顆粒在豎直方向所能偏轉(zhuǎn)的最大距離；(3 )除塵效率是衡量除塵器性能的一個重要參數(shù)。除塵效率是指一段時間內(nèi)被吸附的煙塵顆粒數(shù)量與進(jìn)入除塵器煙塵顆?？偭康谋戎?。試求在上述情況下該除塵器的除塵效率；若用該除塵器對上述比荷的顆粒進(jìn)行除塵，試通過分析給出在保持除塵器通道大小不變的前 提下，提高其除塵效率的方法。14西城二模23.（ 18分）我國的月球探測計劃“嫦娥工程”分為“繞、落、回”三步。

21、“嫦娥三號”的任務(wù)是“落”。2013年12月2日，“嫦娥三號”發(fā)射，經(jīng)過中途軌道修正和近月制動之后，“嫦娥三號”探測器進(jìn)入繞月的圓形軌道I。12月12日衛(wèi)星成功變軌，進(jìn)入遠(yuǎn)月點(diǎn)P、近月點(diǎn)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(diǎn)附近制動，由大功率發(fā)動機(jī)減速，以拋物線路徑下降到距月面100米高處進(jìn)行30s懸停避障，之后再緩慢豎直下降到距月面高度僅為數(shù)米處，為避免激起更多月塵， 關(guān)閉發(fā)動機(jī)，做自由落體運(yùn)動，落到月球表面。已知引力常量為 G,月球的質(zhì)量為 M，月球的半徑為 R, “嫦娥三號”在軌道I上 運(yùn)動時的質(zhì)量為 m, P、Q點(diǎn)距月球表面的高度分別為 h1、

22、h2。（1）求“嫦娥三號”在圓形軌道 I上運(yùn)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Ep°匹（取無窮遠(yuǎn)處引r力勢能為零），其中m為此時“嫦娥三號”的質(zhì)量。若“嫦娥三號”在軌道II上運(yùn)動的過程中，動能和引力勢能相互轉(zhuǎn)化，它們的總量保持不變。已知“嫦娥三號”經(jīng)過Q點(diǎn)的速度大小為V，請根據(jù)能量守恒定律求它經(jīng)過P點(diǎn)時的速度大?。唬?） “嫦娥三號”在 P點(diǎn)由軌道I變?yōu)檐壍繧I的過程中，發(fā)動機(jī)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(zhì)量。NBQf 11d1 z1/傳送帶運(yùn)動方向rM - d P14海

23、淀二模23. （ 18分）如圖所示，通過水平絕緣傳送帶輸送完全相同的正方形單匝銅線框，為了檢測出個別未 閉合的不合格線框，讓線框隨傳送帶通過一固定勻強(qiáng)磁場區(qū)域（磁場方向垂直于傳送帶平面向下），觀察線框進(jìn)入磁場后是否相對傳送帶滑 動就能夠檢測出未閉合的不合格線框。已知磁場邊界MN、PQ與傳送帶運(yùn)動方向垂直， MN與PQ間的距 離為d,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B。各線框質(zhì)量均為 m ,電阻均為R,邊長均為L ( Lvd);傳送帶以恒定速度 vo向右運(yùn)動，線框與傳送帶間的動 摩擦因數(shù)為，重力加速度為g。線框在進(jìn)入磁場前與傳送帶的速度相同，且右側(cè)邊平行于MN進(jìn)入磁場，當(dāng)閉合線框的右側(cè)邊經(jīng)過邊界PQ時又恰好

24、與傳送帶的速度相同。設(shè)傳送帶足夠長，且在傳送帶上始終保持右側(cè)邊平行于磁場邊界。對于閉合線框，求：(1) 線框的右側(cè)邊剛進(jìn)入磁場時所受安培力的大??；(2) 線框在進(jìn)入磁場的過程中運(yùn)動加速度的最大值以及速度的最小值；(3) 從線框右側(cè)邊剛進(jìn)入磁場到穿出磁場后又相對傳送帶靜止的過程中，傳送帶對該閉 合銅線框做的功。15西城一模23. ( 18分)利用萬有引力定律可以測量天體的質(zhì)量.(1)測地球的質(zhì)量英國物理學(xué)家卡文迪許，在實(shí)驗(yàn)室里巧妙地利用扭秤裝置，比較精確地測量出了引力常量 的數(shù)值，他把自己的實(shí)驗(yàn)說成是稱量地球的質(zhì)量”.已知地球表面重力加速度為g，地球半徑為R，引力常量為G.若忽略地球自轉(zhuǎn)的影響，

25、求地球的質(zhì)量.(2 )測 雙星系統(tǒng)”的總質(zhì)量所謂雙星系統(tǒng)”，是指在相互間引力的作用下，繞連線上某點(diǎn)0做勻速圓周運(yùn)動的兩個星球A和B,如圖所示.已知 A、B間距離為L , A、B繞0點(diǎn)運(yùn)動的周期均為 T,引力常 量為G,求A、B的總質(zhì)量.(3)測月球的質(zhì)量若忽略其它星球的影響，可以將月球和地球看成雙星系統(tǒng)”.已知月球的公轉(zhuǎn)周期為T1 ,月球、地球球心間的距離為L1 .你還可以利用(1)、( 2)中提供的信息，求月球的質(zhì)量.15海淀一模23. ( 18分)甲圖是我國自主研制的 200mm離子電推進(jìn)系統(tǒng)，已經(jīng)通過我國“實(shí)踐九號”衛(wèi)星空間飛行試驗(yàn)驗(yàn) 證，有望在2015年全面應(yīng)用于我國航天器。離子電推進(jìn)

26、系統(tǒng)的核心部件為離子推進(jìn)器，它采用噴出帶電離子的方式實(shí)現(xiàn)飛船的姿態(tài)和軌道的調(diào)整，具有大幅減少推進(jìn)劑燃料消耗、操控更靈活、定位更精準(zhǔn)等優(yōu)勢。 離子推進(jìn)器的工作原理如圖乙所示，推進(jìn)劑氙原子P噴注入腔室C后，被電子槍 G射出的電子碰撞而電離，成為帶正電的氙離子。氙離 子從腔室C中飄移過柵電極 A的速度大小可忽略不計，在柵電極A、B之間的電場中加速，并從柵電極B噴出。在加速氙離子的過程中飛船獲得推力。已知柵電極A、B之間的電壓為U,氙離子的質(zhì)量為 m、電荷量為q。乙（1） 將該離子推進(jìn)器固定在地面上進(jìn)行試驗(yàn)。求氙離子經(jīng)A、 B之間的電場加速后，通過柵電極 B時的速度v的大小；（2） 配有該離子推進(jìn)器的

27、飛船的總質(zhì)量為M,現(xiàn)需要對飛船運(yùn)行方向作一次微調(diào)，即通過推進(jìn)器短暫工作讓飛船在與原 速度垂直方向上獲得一很小的速度v,此過程中可認(rèn)為氙離子仍以第（1）中所求的速度通過柵電極 B。推進(jìn)器工作時飛 船的總質(zhì)量可視為不變。求推進(jìn)器在此次工作過程中噴射的氙離子數(shù)目N。（3） 可以用離子推進(jìn)器工作過程中產(chǎn)生的推力與A、B之間的電場對氙離子做功的功率的比值S來反映推進(jìn)器工作情況。通過計算說明采取哪些措施可以增大S,并對增大S的實(shí)際意義說出你的看法。15西城二模23. （ 18分）（1）從宏觀現(xiàn)象中總結(jié)出來的經(jīng)典物理學(xué)規(guī)律不一定都能適用于微觀體系。但是在某 些問題中利用經(jīng)典物理學(xué)規(guī)律也能得到與實(shí)際比較相符合

28、的結(jié)論。例如，玻爾建立的氫原子模型，仍然把電子的運(yùn)動看做經(jīng)典力學(xué)描述下的軌道運(yùn)動。他認(rèn)為，氫原子中的電子在庫侖力的作用下，繞原子核做勻速圓周運(yùn)動。已知電子質(zhì)量為m,元電荷為e,靜電力常量為k,氫原子處于基態(tài)時電子的軌道半徑為 1。a. 氫原子處于基態(tài)時，電子繞原子核運(yùn)動，可等效為環(huán)形電流，求此等效電流值。b. 氫原子的能量等于電子繞原子核運(yùn)動的動能、電子與原子核系統(tǒng)的電勢能的總和。已知當(dāng)取無窮遠(yuǎn)處電勢為零時，點(diǎn)電荷電場中離場源電荷q為r處的各點(diǎn)的電勢k®。r求處于基態(tài)的氫原子的能量。（2）在微觀領(lǐng)域，動量守恒定律和能量守恒定律依然適用。在輕核聚變的核反應(yīng)中， 兩個氘核（2H ）以相同

29、的動能 Eo=O.35MeV做對心碰撞，假設(shè)該反應(yīng)中釋放的核能全部轉(zhuǎn) 化為氦核（；He ）和中子（0n ）的動能。已知氘核的質(zhì)量 mD=2.0141u，中子的質(zhì)量mn=1.0087u , 氦核的質(zhì)量 mHe=3.0160u，其中1u相當(dāng)于931MeV。在上述輕核聚變的核反應(yīng)中生成的氦核和中子的動能各是多少 MeV （結(jié)果保留1位有效數(shù)字）？15海淀二模12. （ 18分）有一種利用電磁分離同位素的裝置，可以將某種化學(xué)元素的其它類型的同位素去除而達(dá)到濃縮該種特殊的同位素的目的，其工作原理如圖所示.粒子源A產(chǎn)生的初速度為零、電荷量為e、質(zhì)量為m的氕核，經(jīng)過電壓為 Uo的加速電場加速后勻速通過準(zhǔn)直管

30、，從偏轉(zhuǎn)電場 的極板左端中央沿垂直電場方向射入勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場，偏轉(zhuǎn)后通過位于下極板中心位置的小 孔S離開電場，進(jìn)入范圍足夠大、上端和左端有理想邊界、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁場區(qū)域的上端以偏轉(zhuǎn)電場的下極板為邊界，磁場的左邊界MN與偏轉(zhuǎn)電場的下極板垂直，且MN與小孔S左邊緣相交于 M點(diǎn).已知偏轉(zhuǎn)極板的長度為其板間距離的2倍，整個裝置處于真空中，粒子所受重力、小孔S的大小及偏轉(zhuǎn)電場的邊緣效應(yīng)均可忽略不計.（1 ）求偏轉(zhuǎn)電場兩極板間的電壓；（2）在磁場邊界 MN上設(shè)置同位素收集裝置，若氕核的收集裝置位于MN上Si處，另種未知帶電粒子落在 MN上S2處，測得S2M= . ISiM 求未知帶電粒子的比荷.16西城一模23 （ 18分）2016年2月11日，美國 激光干涉引力波天文臺” （LIGO）團(tuán)隊(duì)向全世界宣布發(fā)現(xiàn)了引 力波，這個引力波來自于距離地球13億光年之外一個雙黑洞系統(tǒng)的合并。已知光在真空中傳播的速度為c,太陽的質(zhì)量為 Mo，萬有