北京高考物理各区第三个大题整理.docx
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北京高考物理各区第三个大题整理
北京高考2013年各区物理第三个大题整理
24.(2013东城一模)(20分)如图所示,在方向水平向右、大小为E=6×103N/C的匀强电场中有一个光滑的绝缘平面。
一根绝缘细绳两端分别系有带电滑块A和B,A的质量为mA=2×10-4kg,带电量为qA=2×10-9C,B的质量为mB=1×10-4kg,带电量为qB=-1×10-9C。
开始时细绳处于拉直状态。
由静止释放两滑块,t=3s时细绳断裂,不计滑块间的库仑力。
试求:
1)细绳断裂前,两滑块的加速度。
(2)在整个运动过程中,B的电势能增量的最大值。
(3)当B的电势能增量为零时,AB组成的系统机械能的增量。
24.(2013丰台一模(20分)
如图所示,竖直平面内有一半径为r、内阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属环,在M、N处与相距为2r、电阻不计的平行光滑金属轨道ME、NF相接,EF之间接有电阻R2,已知R1=12R,R2=4R。
在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场I和II,磁感应强度大小均为B。
现有质量为m、电阻不计的导体棒ab,从半圆环的最高点A处由静止下落,在下落过程中导体棒始终保持水平,与半圆形金属环及轨道接触良好,两平行轨道中够长。
已知导体棒ab下落r/2时的速度大小为v1,下落到MN处的速度大小为v2。
(1)求导体棒ab从A下落r/2时的加速度大小。
(2)若导体棒ab进入磁场II后棒中电流大小始终不变,求磁场I和II之间的距离h和R2上的电功率P2。
(3)当导体棒进入磁场II时,施加一竖直向上的恒定外力F=mg的作用,求导体棒ab从开始进入磁场II到停止运动所通过的距离和电阻R2上所产生的热量。
24.(2013朝阳一模(20分)用电阻率为ρ、横截面积为S的薄金属条制成边长为L的闭合正方形框abb′a′。
金属方框水平放在磁极的狭缝间,方框平面与磁场方向平行,如图1、2所示。
设匀强磁场仅存在于相对磁极之间,其他地方的磁场忽略不计。
可认为方框的aa′边和bb′边都处在磁极间,极间磁感应强度大小为B。
当t=0时,方框从静止开始释放,与底面碰撞后弹起(碰撞时间极短,可忽略不计),其速度随时间变化的关系图线如图3所示,在下落过程中方框平面保持水平,不计空气阻力,重力加速度为g。
(1)求在0~15t0时间内,方框中的最大电流Im;
(2)若要提高方框的最大速度,可采取什么措施,写出必要的文字说明和证明过程(设磁场区域足够长,写出一种措施即可);
(3)估算在0~15t0时间内,安培力做的功。
图3方框速度随时间变化的关系
24.(2013海淀一模)(20分)如图13所示,光滑、足够长、不计电阻、轨道间距为l的平行金属导轨MN、PQ,水平放在竖直向下的磁感应强度不同的两个相邻的匀强磁场中,左半部分为Ι匀强磁场区,磁感应强度为B1;右半部分为Ⅱ匀强磁场区,磁感应强度为B2,且B1=2B2。
在Ι匀强磁场区的左边界垂直于导轨放置一质量为m、电阻为R1的金属棒a,在Ι匀强磁场区的某一位置,垂直于导轨放置另一质量也为m、电阻为R2的金属棒b。
开始时b静止,给a一个向右冲量I后a、b开始运动。
设运动过程中,两金属棒总是与导轨垂直。
(1)求金属棒a受到冲量后的瞬间通过金属导轨的感应电流;
(2)设金属棒b在运动到Ι匀强磁场区的右边界前已经达到最大速度,求金属棒b在Ι匀强磁场区中的最大速度值;
(3)金属棒b进入Ⅱ匀强磁场区后,金属棒b再次达到匀速运动状态,设这时金属棒a仍然在Ι匀强磁场区中。
求金属棒b进入Ⅱ匀强磁场区后的运动过程中金属棒a、b中产生的总焦耳热。
24.(2013石景山一模)(20分)如图所示的直角坐标系中,在直线x=-2l0到y轴区域内存在着两个大小相等、方向相反的有界匀强电场,其中x轴上方的电场方向沿y轴负方向,x轴下方的电场方向沿y轴正方向。
在电场左边界上A(-2l0,-l0)到C(-2l0,0)区域内的某些位置,分布着电荷量+q.质量为m的粒子。
从某时刻起A点到C点间的粒子,依次以相同的速度v0沿x轴正方向射入电场。
若从A点射入的粒子,恰好从y轴上的A′(0,l0)沿x轴正方向射出电场,其轨迹如图所示。
不计粒子的重力及它们间的相互作用。
(1)求匀强电场的电场强度E:
(2)若带电粒子通过电场后都能沿x轴正方向运动,请推测带电粒子在AC间的初始位置到C点的距离。
(3)若以直线x=2l0上的某点为圆心的圆形区域内,分布着垂直于xOy平面向里的匀强磁场,使沿x轴正方向射出电场的粒子,经磁场偏转后,都能通过直线x=2l0与圆形磁场边界的一个交点处,而便于被收集,求磁场区域的最小半径及相应的磁感应强度B的大小。
14.(2013西城一模)(20分)如图1所示,M、N为竖直放置的平行金属板,两板间所加电压为U0,S1、S2为板上正对的小孔。
金属板P和Q水平放置在N板右侧,关于小孔S1、S2所在直线对称,两板的长度和两板间的距离均为l;距金属板P和Q右边缘l处有一荧光屏,荧光屏垂直于金属板P和Q;取屏上与S1、S2共线的O点为原点,向上为正方向建立x轴。
M板左侧电子枪发射出的电子经小孔S1进入M、N两板间。
电子的质量为m,电荷量为e,初速度可以忽略。
不计电子重力和电子之间的相互作用。
(1)求电子到达小孔S2时的速度大小v;
(2)若板P、Q间只存在垂直于纸面向外的匀强磁场,电子刚好经过P板的右边缘后,
打在荧光屏上。
求磁场的磁感应强度大小B和电子打在荧光屏上的位置坐标x;
(3)若金属板P和Q间只存在电场,P、Q两板间电压u随时间t的变化关系如图2
所示,单位时间内从小孔S1进入的电子个数为N。
电子打在荧光屏上形成一条亮
线。
忽略电场变化产生的磁场;可以认为每个电子在板P和Q间运动过程中,两
板间的电压恒定。
a.试分析在一个周期(即2t0时间)内单位长度亮线上的电子个数是否相同。
b.若在一个周期内单位长度亮线上的电子个数相同,求2t0时间内打到单位长度亮线上的电子个数n;若不相同,试通过计算说明电子在荧光屏上的分布规律。
(13朝阳二模24.(20分)
如图所示,在xOy坐标系中,第一象限存在一与xOy平面平行的匀强电场,在第二象限存在垂直于纸面的匀强磁场。
在y轴上的P点有一静止的带正电的粒子,某时刻,粒子在很短时间内(可忽略不计)分裂成三个带正电的粒子1、2和3,它们所带的电荷量分别为q1、q2和q3,质量分别为m1、m2和m3,且
,
。
带电粒子1和2沿x轴负方向进人磁场区域,带电粒子3沿x轴正方向进入电场区域。
经过一段时间三个带电粒子同时射出场区,其中粒子1、3射出场区的方向垂直于x轴,粒子2射出场区的方向与x轴负方向的夹角为60°。
忽略重力和粒子间的相互作用。
求:
(1)三个粒子的质量之比;
(2)三个粒子进入场区时的速度大小之比;
(3)三个粒子射出场区时在x轴上的位移大小之比。
(13东城二模24.如图所示,在光滑的水平长直轨道上,有一质量为M=3kg、长度为L=2m的平板车以速度v0=4m/s匀速运动。
某时刻将质量为m=1kg的小滑块轻放在平板车的中点,小滑块与车面间的动摩擦因数为μ=0.2,取g=10m/s2。
(1)若小滑块最终停在平板车上,小滑块和平板车摩擦产生的内能为多少?
(2)若施加一个外力作用在平板车上使其始终保持速度为v0=4m/s的匀速运动,当小滑块放到平板车中点的同时,对该小滑块施加另一个与平板车运动方向相同的恒力F,要保证滑块不能从平板车的左端掉下,恒力F大小应该满足什么条件?
(3)在
(2)的情况下,力F取最小值,要保证滑块不从平板车上掉下,力F的作用时间应该在什么范围内?
(13丰台二模24.(20分)
如图所示,一个光滑、绝缘水平高台的右面空间中存在范围足够大且水平向左的匀强电场,高台边缘静置一个带电量为+q、质量为m的小球B,另有一个绝缘不带电的小球A(大小与小球B相同,质量大于m)以初速度v0向B运动,A与B发生弹性碰撞后水平进入电场,发生再次碰撞后落到水平地面。
已知匀强电场的电场场强为E=
,重力加速度为g。
(小球A、B碰撞过程中电荷不发生转移)
(1)如果小球A的质量为3m,求:
①小球A、B发生弹性碰撞(首次碰撞)后各自的速度;
②小球A、B再次碰撞前运动过程中相距的最大距离;
③B小球在电场中与A小球再次碰撞前具有的动能;
(2)如果保持B的质量不变,改变A的质量,其它条件不变,A、B小球再次碰撞前运动过程中相距的最大距离及再次碰撞发生的高度是否发生变化?
试证明你的结论。
(13海淀二模24.(20分)如图13所示,四分之一光滑绝缘圆弧轨道AP和水平绝缘传送带PC固定在同一竖直平面内,圆弧轨道的圆心为0,半径为R0传送带PC之间的距离为L,沿逆时针方向的运动速度v=
.在PO的右侧空间存在方向竖直向下的匀强电场。
一质量为m、电荷量为+q的小物体从圆弧顶点A由静止开始沿轨道下滑,恰好运动到C端后返回。
物体与传送带间的动摩擦因数为
,不计物体经过轨道与传送带连接处P时的机械能损失,重力加速度为g
(1)求物体下滑到P点时,物体对轨道的压力F
(2)求物体返回到圆弧轨道后,能上升的最大高度H
(3)若在PO的右侧空间再加上方向垂直于纸面向里、磁感应强度为B的水平匀强磁场(
图中未画出),物体从圆弧顶点A静止释放,运动到C端时的速度为
,试求物体在传送带上运动的时间t。
(13西城二模(20分)如图1所示,以O点为坐标原点,沿水平地面向右建立x轴;线段OA、AB、BC的长度均为x0。
在x轴附近有垂直纸面向里的匀强磁场和沿x轴正方向的电场,电场强度大小E随x的变化关系如图2所示(图1中未画出)。
物体甲和乙的质量均为m,甲带的电荷量为+q,乙是不带电的绝缘体。
物体甲从O点由静止释放,物体乙静止在水平地面上的A点。
物体甲经过加速后,在A点与物体乙相撞,不计碰撞过程中损失的机械能,整个过程中物体甲的电荷量保持不变。
不计一切摩擦,重力加速度为g。
(1)求两物体在A点碰撞前的瞬间,物块甲的速度大小v;
(2)求物体甲从A点运动到C点过程中两物体间的最大距离s;
(3)若两物体相撞前的瞬间,物体甲对地面的压力刚好等于其重力的
一半。
求在C处物体甲对地面的压力与自身重力的比值k。
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