2017北京二模物理分類匯編計算題24題

1、（昌平區(qū)2017一摸）24（20分）當一個較為復雜的物理過程在某一方面的特征與一個簡單的物理過程特征相同時，我們可以通過研究簡單物理過程的規(guī)律了解復雜的物理過程。如對平拋運動的研究可以轉化為研究豎直方向和水平方向的直線運動。（1）小球在豎直面內做勻速圓周運動，則小球在水平地面上形成投影的運動是簡諧運動，這是可以證明的結論。設小球的質量為m，角速度為ω，半徑為A，從開始計時經時間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隨時間t的變化關系。b物體做簡諧運動時，回復力應該滿足F=－kx。則反映該投影是簡諧運動中的k值是多少？（2）如圖16所示，光滑的平行金屬導軌水平放置，導軌間距為L，左端接一阻值為R的定值電阻；導軌處在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向與導軌平面垂直。一根與導軌垂直的銅棒在導軌上做振幅為A的簡諧運動，振動周期為T。已知銅棒電阻

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

4、系式為p=nkT，式中n為單位體積內氣體的分子數(shù)，k為常數(shù)。她猜想氦氣分子的平均動能可能跟其壓強有關。她嘗試從理論上推導氦氣的壓強，于是建立如下模型：如圖所示，正方體容器靜止在水平面上，其內密封著理想氣體——氦氣，假設每個氦氣分子的質量為m，氦氣分子與器壁各面碰撞的機會均等；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）設單位體積內氦氣的分子數(shù)為n，且其熱運動的平均速率為v.a求一