2017北京二模物理分類匯編計(jì)算題24題

1、（昌平區(qū)2017一摸）24（20分）當(dāng)一個(gè)較為復(fù)雜的物理過程在某一方面的特征與一個(gè)簡單的物理過程特征相同時(shí)，我們可以通過研究簡單物理過程的規(guī)律了解復(fù)雜的物理過程。如對平拋運(yùn)動的研究可以轉(zhuǎn)化為研究豎直方向和水平方向的直線運(yùn)動。（1）小球在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，則小球在水平地面上形成投影的運(yùn)動是簡諧運(yùn)動，這是可以證明的結(jié)論。設(shè)小球的質(zhì)量為m，角速度為ω，半徑為A，從開始計(jì)時(shí)經(jīng)時(shí)間t小球位置如圖15所示。a取過圓心O水平向右為x軸，則小球的

2、位移在x軸方向上的分量可表示為x=Asinωt。以此為例，寫出小球在x軸方向的速度vx、加速度ax及合外力Fx隨時(shí)間t的變化關(guān)系。b物體做簡諧運(yùn)動時(shí)，回復(fù)力應(yīng)該滿足F=－kx。則反映該投影是簡諧運(yùn)動中的k值是多少？（2）如圖16所示，光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌間距為L，左端接一阻值為R的定值電阻；導(dǎo)軌處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直。一根與導(dǎo)軌垂直的銅棒在導(dǎo)軌上做振幅為A的簡諧運(yùn)動，振動周期為T。已知銅棒電阻

3、為r，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)。a在圖17中畫出通過電阻R的電流i隨時(shí)間t變化的圖像。b求在一個(gè)周期T內(nèi)，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱。（朝陽區(qū)2017二模）24（20分）科學(xué)精神的核心是對未知的好奇與探究。小君同學(xué)想尋找教科書中“溫度是分子平均動能的標(biāo)志”這一結(jié)論的依據(jù)。她以氦氣為研究對象進(jìn)行了一番探究。經(jīng)查閱資料得知：第一，理想氣體的模型為氣體分子可視為質(zhì)點(diǎn)，分子間除了相互碰撞外，分子間無相互作用力；第二，一定質(zhì)量的理想氣體，其壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T的關(guān)

4、系式為p=nkT，式中n為單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)，k為常數(shù)。她猜想氦氣分子的平均動能可能跟其壓強(qiáng)有關(guān)。她嘗試從理論上推導(dǎo)氦氣的壓強(qiáng)，于是建立如下模型：如圖所示，正方體容器靜止在水平面上，其內(nèi)密封著理想氣體——氦氣，假設(shè)每個(gè)氦氣分子的質(zhì)量為m，氦氣分子與器壁各面碰撞的機(jī)會均等；與器壁碰撞前后瞬間，分子的速度方向都與器壁垂直，且速率不變。請根據(jù)上述信息幫助小君完成下列問題：（1）設(shè)單位體積內(nèi)氦氣的分子數(shù)為n，且其熱運(yùn)動的平均速率為v.a求一