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2020高考物理二輪復(fù)習(xí) 600分沖刺 25分鐘快速訓(xùn)練3(含解析)

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1、25分鐘快速訓(xùn)練(三) 1.如圖所示,兩滑塊A、B(均視為質(zhì)點(diǎn))靜止在粗糙的水平地面上,A、B間的距離L=0.405 m。現(xiàn)將一大小為1.2 N、方向水平、向右的恒定推力F作用于A上,當(dāng)A向右運(yùn)動(dòng)至剛要碰到B時(shí)突然撤去力F,而后A與B發(fā)生彈性正碰,碰撞時(shí)間極短。已知A、B的質(zhì)量分別為m1=0.1 kg,m2=0.2 kg,A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.3,B的外表面光滑。取g=10 m/s2。求: (1)撤去力F瞬間A的速度大小v; (2)A剛停下時(shí)與B的距離x。 [解析] (1)A受到的滑動(dòng)摩擦力大小f=μm1g 根據(jù)動(dòng)能定理有(F-f)L=m1v2 解得v=2.7 m/s

2、 (2)A與B發(fā)生彈性正碰,設(shè)碰后A、B的速度分別為v1、v2,由動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律有m1v=m1v1+m2v2 m1v2=m1v+m2v 解得v1=-0.9 m/s,v2=1.8 m/s 設(shè)A減速滑行的位移大小為x1,所用時(shí)間為t1,則 -fx1=0-m1v ft1=0-m1v1 A剛停下時(shí)與B之間的距離x=x1+v2t1 解得x=0.675 m 2.如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,固定有半徑分別為L(zhǎng)、2L的兩個(gè)水平同心圓導(dǎo)軌。L形棒OCA是由絕緣木棒OC與金屬棒CA固定在一起的,OC⊥CA,OCA繞圓心C以角速度ω順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),棒CA始終

3、與圓導(dǎo)軌接觸良好。間距為L(zhǎng)且足夠長(zhǎng)的兩個(gè)固定平行導(dǎo)軌D1E1、D2E2與水平面的夾角均為θ,處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B、方向與D1E1E2D2平面垂直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,D1E1、D2E2分別用電刷(未畫(huà)出)與大、小圓導(dǎo)軌連接。質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒XY放在D1E1、D2E2上。已知XY棒的電阻為r,CA棒的電阻為2r,滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為3r,其他電阻不計(jì),一切摩擦和空氣阻力均不計(jì),重力加速度大小為g。 (1)求棒的C′A部分產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E; (2)若開(kāi)關(guān)S1閉合,S2斷開(kāi),求滑動(dòng)變阻器的最大功率Pm; (3)若開(kāi)關(guān)S1斷開(kāi),S2閉合,棒XY由靜止釋放,始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良

4、好,求棒XY下滑過(guò)程中的最大速度vm以及某段時(shí)間Δt(很短)內(nèi)通過(guò)棒XY某一橫截面的最大電荷量qm。 [解析] (1)棒CA切割磁感線的有效長(zhǎng)度d=2L-L=L 棒的C′A部分切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Bdv = 得E=BL2ω (2)根據(jù)閉合電路歐姆定律有I= 滑動(dòng)變阻器的功率P=I2R 得P= 當(dāng)R=r時(shí),P有最大值 滑動(dòng)變阻器的最大功率Pm== (3)棒XY切割磁感線產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E′=2BLvm 根據(jù)右手定則判斷知,棒CA切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與棒XY切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向?qū)芈范跃鶠轫槙r(shí)針?lè)较颍偟母袘?yīng)電動(dòng)勢(shì)Em=E+E′ 某段時(shí)間Δt內(nèi)棒XY勻速下滑時(shí)焦耳熱最大,電荷量也最大,根據(jù)閉合電路歐姆定律有Im= 棒XY勻速下滑時(shí)受力平衡有mgsinθ=2BImL 解得vm=-Lω 通過(guò)棒XY某一橫截面的最大電荷量qm=ImΔt 解得qm= - 3 -

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