2015北京高考物理模拟计算汇编 -- 第二道计算23题.doc

2015北京高考物理模拟汇编—第二道计算23题
【2015朝阳一模】
23.(18分)
如图甲所示,倾角θ=37°的粗糙斜面固定在水平面上,斜面足够长。一根轻弹簧一端固定在斜面的底端,另一端与质量m=(可视为质点)接触,滑块与弹簧不相连,弹簧处于压缩状态。当t=0时释放滑块。在0~,滑块的加速度a随时间t变化的关系如图乙所示。已知弹簧的劲度系数N/m,当t=,滑块的速度v1=。g取l0m/s2,sin37°=,cos37°=。弹簧弹性势能的表达式为(式中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量)。求:
(1)斜面对滑块摩擦力的大小f;
(2)t=;
(3)在0~,摩擦力做的功W。



【2015东城一模】
a
b
甲
乙
23.(18分)如图甲所示,在劲度系数为k的轻弹簧下挂一个质量为m的物体,将物体从弹簧原长处无初速释放;图乙所示的物体和弹簧与图甲中完全相同,用手托着物体从弹簧原长处缓缓下落,直至手离开物体后,物体处于静止。(不考虑空气阻力)
(1)简要说明图甲中的物体被释放后做什么运动;
(2)做出图乙中手对物体的支持力F随物体下降位移x变化的示意图,借助F-x图像求支持力F做的功的大小;
(3)利用弹力做功只和始末位置有关的特点,求图甲中物体运动的最大速度。
【2015海淀一模】
甲
23.(18分)
甲图是我国自主研制的200mm离子电推进系统, 已经通过我国“实践九号”卫星空间飞行试验验证,有望在2015年全面应用于我国航天器。离子电推进系统的核心部件为离子推进器,它采用喷出带电离子的方式实现飞船的姿态和轨道的调整,具有大幅减少推进剂燃料消耗、操控更灵活、定位更精准等优势。
乙
P
G
接
电
源
U
C
A
B
离子推进器的工作原理如图乙所示,推进剂氙原子P喷注入腔室C后,被电子枪G射出的电子碰撞而电离,成为带正电的氙离子。氙离子从腔室C中飘移过栅电极A的速度大小可忽略不计,在栅电极A、B之间的电场中加速,并从栅电极B喷出。在加速氙离子的过程中飞船获得推力。
已知栅电极A、B之间的电压为U,氙离子的质量为m、电荷量为q。
(1)将该离子推进器固定在地面上进行试验。求氙离子经A、B之间的电场加速后,通过栅电极B时的速度v的大小;
(2)配有该离子推进器的飞船的总质量为M,现需要对飞船运行方向作一次微调,即通过推进器短暂工作让飞船在与原速度垂直方向上获得一很小的速度Δv,此过程中可认为氙离子仍以第(1)中所求的速度通过栅电极B。推进器工作时飞船的总质量可视为不变。求推进器在此次工作过程中喷射的氙离子数目N。
(3)可以用离子推进器工作过程中产生的推力与A、B之间的电场对氙离子做功的功率的比值S来反映推进器工作情况。通过计算说明采取哪些措施可以增大S,并对增大S的实际意义说出你的看法。
【2015西城一模】
23.(18分)
利用万有引力定律可以测量天体的质量。
(1)测地球的质量
英国物理学家卡文迪许,在实验室里巧妙地利用扭秤装置,比较精确地测量出了引力常量的数值,他把自己的实验说成是“称量地球的质量”。
已知地球表面重力加速度为g,地球半径为R,引力常量为G。若忽略地球自转的影响,求地球的质量。
(2)测“双星系统”的总质量
所谓“双星系统”,是指在相互间引力的作用下,绕连线上某点O做匀速圆周运动的两个星球A和B,如图所示。已知A、B间距离为L,A、B绕O点运动的周期均为T,引力常量为G,求A、B的总质量。
(3)测月球的质量
A
B
O
若忽略其它星球的影响,可以将月球和地球看成“双星系统”。已知月球的公转周期为T1,月球、地球球心间的距离为L1。你还可以利用(1)、(2)中提供的信息,求月球的质量。
【2015石景山一模】
23.(18分)下图是汤姆孙用来测定电子比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置示意图,某实验小组的同学利用此装置进行了如下探索:
①真空管内的阴极K发出的电子经加速后,穿过A'中心的小孔沿中心线OP的方向进入到两块水平正对放置的平行极板M和N间的区域。当M和N间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心P点处,形成了一个亮点;
②在M和N间加上偏转电压U后,亮点偏离到P1点;
③在M和N之间再加上垂直于纸面向外的匀强磁场,调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B时,电子在M、N间作匀速直线运动,亮点重新回到P点;
④撤去M和N间的偏转电压U,只保留磁场B,电子在M、N间作匀速圆周运动,亮点偏离到P2点。若视荧光屏为平面,测得P、P2的距离为y。
已知M和