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(課標版)高考物理二輪復習 計算題規(guī)范練5(含解析)-人教版高三全冊物理試題

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1、計算題規(guī)范練5 時間:45分鐘 1.如圖甲所示,一足夠長的質量M=0.4 kg的長木板靜止在水平面上,長木板與水平面間的動摩擦因數μ=0.1,一質量m=0.4 kg的小滑塊以v0=1.8 m/s的速度從長木板的右端滑上長木板,小滑塊剛滑上長木板0.2 s內的速度圖象如圖乙所示,小滑塊可看成質點,重力加速度g取10 m/s2.求: (1)小滑塊剛滑上長木板時長木板的加速度大小a1; (2)從小滑塊滑上長木板到最后靜止下來的過程中,小滑塊運動的總位移x. 答案:(1)2 m/s2 (2)0.54 m 解析:(1)小滑塊剛滑上長木板時加速度大小為: a2==4 m/s2 小滑塊

2、對長木板的滑動摩擦力:f2=ma2=1.6 N 地面對長木板的最大靜摩擦力:f1=μ1(M+m)g=0.8 N 因為f2>f1,所以小滑塊剛滑上長木板后,長木板向左勻加速,小滑塊向左勻減速,由牛頓第二定律得: 對木板:f2-μ1(M+m)g=Ma1 解得:a1=2 m/s2 (2)設經過時間t小滑塊與長木板速度相等,則有: v0-a2t=a1t, 解得:t=0.3 s 共同速度:v=a1t=0.6 m/s 這段時間內,小滑塊運動的距離:x1=v0t-a2t2=0.36 m 此后小滑塊與木板一起做勻減速直線運動,由牛頓第二定律得:μ1(M+m)g=(M+m)a3 解得:a3

3、=1 m/s2 共同運動的距離為:x2==0.18 m 所以小滑塊滑行的總位移為:x=x1+x2=0.54 m 2.2019年1月3日10時26分,中國嫦娥四號探測器成功著陸在月球背面南極—艾特肯盆地內的馮·卡門撞擊坑內.實現了人類探測器在月球背面首次軟著陸,世界震驚,國人振奮.嫦娥四號進入近月點15 km的橢圓軌道后,啟動反推發(fā)動機,速度逐漸減小,距月面2.4 km時成像儀啟動,掃描著陸區(qū)地形地貌并尋找著陸點.距月面100米左右,水平移動選定著陸點,緩慢降落,離地面3 m時關閉發(fā)動機,探測器做自由落體運動著陸,太陽翼再次打開,探測器開始工作,探測器質量為1.0×103 kg.月球表面重

4、力加速度g月=1.6 m/s2.求: (1)探測器著陸前瞬間的動能; (2)若探測器從距月面100 m高度處開始先做自由落體運動,然后開啟反推發(fā)動機做減速運動,降落至月球表面時速度恰好為零,已知反推發(fā)動機使探測器獲得的反推力大小為8 000 N.求探測器從距月球表面100 m處開始做自由落體運動時間. 答案:(1)4.8×103 J (2)10 s 解析:(1)探測器著陸瞬間的動能Ek=mg月h=4.8×103 J (2)減速過程:F-mg月=ma 得:a==6.4 m/s2 設探測器在自由落體階段和減速階段的位移分別為x1、x2 根據運動學公式2g月x1=2ax2且x1+x2

5、=100 g月t=x1 聯立解得探測器做自由落體運動的時間t1=10 s. 3.如圖所示,兩彼此平行的金屬導軌MN、PQ水平放置,左端與一光滑絕緣的曲面相切,右端接一水平放置的光滑“>”形金屬框架NDQ,∠NDQ=120°,ND與DQ的長度均為L,MP右側空間存在磁感應強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場.導軌MN、PQ電阻不計,金屬棒與金屬框架NDQ單位長度的電阻值為r,金屬棒質量為m,長度與MN、PQ之間的間距相同,與導軌MN、PQ的動摩擦因數為μ.現讓金屬棒從曲面上離水平面高h的位置由靜止釋放,金屬棒恰好能運動到NQ邊界處. (1)求金屬棒剛進入磁場時回路的電流強度i0;

6、(2)若金屬棒從MP運動到NQ所用的時間為t0,求導軌MN、PQ的長度s; (3)在金屬棒到達NQ后,施加一外力使棒以恒定的加速度a繼續(xù)向右運動,求此后回路中電功率的最大值Pmax. 答案:(1)i0= (2)s= (3)Pmax= 解析:(1)金屬棒從光滑絕緣曲面向下運動,機械能守恒,設剛進入MP邊界時,速度大小為v0,則:mgh=mv 得:v0=; 剛進入磁場時產生的感應電動勢: e1=Bdv0 導軌寬度:d=L; 回路電阻:R=(2+)Lr 聯立可得:i0= (2)設長度為s,從MP到NQ過程中的任一時刻,速度為vi,在此后無窮小的Δt時間內,根據動量定理: ∑

7、(+μmg)Δt=∑mΔvi ∑Δt+∑μmgΔt=∑mΔvi ∑viΔt+μmg∑Δt=m∑Δvi s+μmgt0=mv0 得:s= (3)金屬棒勻加速運動,v=at 切割磁感線的有效長度為: l′=2(L·cos60°-at2)tan60° 產生感應電動勢:E=Bl′v E=B·2(Lcos60°-at2)tan60°·at=Ba(L-at2)t 回路的瞬時電阻: R=r[2(Lcos60°-at2)tan60°+(Lcos60°-at2)]=(2+)r(L-at2) 功率: P===(-at4+Lt2)=[-a(t2-)2+] 金屬棒運動到D點,所需的時間設為t′ L=at′2 得:t′= 當t=

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