2018高中物理二輪復習 計算題標準練（四）（含解析）

計算題標準練(四)滿分32分,實戰(zhàn)模擬,20分鐘拿下高考計算題高分!1.(14分)磁懸浮列車的運行原理可簡化為如圖所示的模型,在水平面上,兩根平行直導軌間有豎直方向且等距離分布的勻強磁場b1和b2,導軌上有金屬框abcd,金屬框寬度ab與磁場b1、b2寬度相同。當勻強磁場b1和b2同時以速度v0沿直導軌向右做勻速運動時,金屬框也會沿直導軌運動,設直導軌間距為l,b1=b2=b,金屬框的電阻為r,金屬框運動時受到的阻力恒為f,則(1)金屬框受到磁場的總安培力多大?(2)金屬框運動的最大速度為多少?(3)金屬框內的焦耳熱功率多大?磁場提供能量的功率多大?【解析】(1)金屬框勻速運動處于平衡狀態(tài),由平衡條件得:f安培=f。(2)當磁場b1、b2同時以速度v0向右勻速運動時,線框必然同時有兩條邊切割磁感線而產生感應電動勢。線框以最大速度運動時切割磁感線的速度為v=v0-vm,當線框以最大速度vm勻速行駛時,線框產生的感應電動勢為:e=2blv,線框中產生的感應電流為i=,線框所受的安培力為:f安=2bil,線框勻速運動時,由平衡條件得:f安=f,解得:vm=v0-。(3)克服安培力做功轉化為焦耳熱,焦耳熱的功率:pq=f安(v0-vm)=,金屬框勻速運動,金屬框的動能不變,磁場提供能量的功率:p=fv0+pq=fv0+。答案:(1)f(2)v0-(3)fv0+2.(18分)如圖所示,長直水平軌道pc與光滑圓弧軌道cde平滑連接。輕質彈簧一端系于固定立柱上,另一端系住物塊b,與圓弧末端e相距r處的一擋板n平行于oe放置。開始時,向右壓b使彈簧縮短x0后鎖定,光滑彈性小球a緊貼b靜置?，F(xiàn)解除鎖定,a、b一起運動至位置q分離,然后小球a繼續(xù)沿軌道運動并恰能通過最高點d。已知:小球a、物塊b均視為質點,質量均為m,圓弧半徑為r,彈簧勁度系數(shù)為k,物塊與水平軌道的動摩擦因數(shù)為,oe連線與豎直方向的夾角為=60。求:(1)解除鎖定至a、b分離過程中a運動的距離。(2)解除鎖定至a、b分離過程中彈簧釋放的彈性勢能。(3)當小球a從e點飛出時,立即對小球a施加一恒力,使小球能垂直打到擋板n上,求滿足條件要求的所有恒力大小的取值范圍。【解析】(1)當b所受合力為零時,a、b分離,設此時彈簧的壓縮量為x有:kx=mga運動的距離:s=x0-x解得:s=x0-。(2)a恰好過最高點d,有mg=m設a、b分離時a的速度為vq,小球從q到d過程中,機械能守恒,即有:m=2mgr+m彈簧釋放過程由能量守恒有:ep=(2m)+mgs解得:ep=5mgr+mg(x0-)。(3)要滿足題設要求,有下列三種情況:勻速打到板上,此時有f=mg。勻加速打到板上,重力mg與f的合力應和速度方向相同,當f與速度垂直時f最小,如圖所示,則:fmin=mgsin30即fmin=mg該范圍為fmg。勻減速打到板上,設小球從e點飛出速度為ve,從d到e機械能守恒,有:m=m+mgr(1-cos60)得ve=設勻減速運動的加速度大小為a,應有:-=-2ar要使小球能夠打到n板,vn0可得:ag即小球受到與速度方向相反的合力f合mg該臨界狀態(tài)時力的矢