2018高中物理二轮复习 计算题标准练（九）（含解析）

计算题标准练(九)满分32分,实战模拟,20分钟拿下高考计算题高分!1.(14分)如图所示,ab、cd为间距d=1m的光滑倾斜金属导轨,与水平面的夹角=37,导轨电阻不计,a、c间连接电阻r=2.4。空间存在磁感应强度b0=2t的匀强磁场,方向垂直于导轨平面向上。将一根金属棒放置在导轨上距ac为x0=0.5m处,其质量m=0.5kg,电阻r=0.8。现将金属棒由静止释放,金属棒沿导轨向下运动过程中始终与ac平行且与导轨接触良好。已知当金属棒从初始位置向下滑行x=1.6m到达mn处时已经达到稳定速度,金属导轨足够长,sin 37=0.6,cos 37=0.8,g取10m/s2。求:(1)金属棒从释放到运动至mn处的过程中,电阻r上产生的焦耳热。(2)若将释放金属棒的时刻记作t=0,为使闭合回路中不产生感应电流,试写出磁感应强度b随时间t变化的表达式。【解析】(1)由法拉第电磁感应定律,得:e=b0dv由闭合电路欧姆定律,得:i=整个运动过程,根据牛顿第二定律得:mgsin-b0id=ma当棒运动的加速度为零时速度最大,可解得:vm=2.4m/s。从棒由静止释放到达到最大速度的过程中,由能量守恒定律得:mgxsin=m+q可解得:q=mgxsin-m=3.36j故电阻r上产生的焦耳热为:qr=q=2.52j。(2)当回路中的总磁通量不变时,棒中不产生感应电流,沿导轨做匀加速运动。则有:b0dx0=bd由牛顿第二定律得:mgsin=ma联立解得:b=(t)。答案:(1)2.52j(2)b=(t)2.(18分)如图所示,四分之一圆轨道oa与传送带相切相连,下方的cd水平轨道与他们在同一竖直面内。圆轨道oa的半径r=1.25m,传送带长s=2.25m,圆轨道oa光滑,ab与cd间的高度差为h。一滑块从o点静止释放,当滑块经过b点时(无论传送带是否运动),静止在cd上的长为l=m的木板(此时木板的末端在b点的正下方)在f=12n的水平恒力作用下启动,此时滑块落在木板上。已知滑块与传送带的摩擦因数1=0.2,且木板的质量m=1kg,木板与cd间的摩擦因数为2=0.4,g=10m/s2,求:(1)如果传送带静止,求滑块到达b点的速度。(2)如果传送带静止,求h的取值范围。(3)如果传送带可以以任意速度传动,取h=20m,试判断滑块还能否落在木板上。【解析】(1)滑块滑到a点的速度为va,由机械能守恒定律可知:mgr=m代入数据解得:va=5m/s;滑块滑过静止的传送带到达b点后,速度为vb,由动能定理有:-1mgs=m-m代入数据得:vb=4m/s。(2)木板在cd上运动的加速度由牛顿第二定律得:a=8m/s2;vbt1a代入数据解得:t11s;对应的高度为:h1g代入数据解得:h15m;如果滑块恰好落在木板右端,需耗时t2,则有:vbt2a+l解得:t2s和0t2s0t2s对应的高度为:0h2g,解得:0h2m同理当t2s时,解得:h2m;故h的取值范围为,。(3)如果h=20m,则滑块落在木板上的时间为t,则有h=gt2,解得t=2s;如果滑块落在木板左端,设滑块速度为vb1,则有vb1t=at2,解得vb1=8m/s;如果传送带的速度足够大,所以可以让滑块一直处于加速状态,设滑块运动到b点的速度为vb1,则由动能定理有:1mgs=mv-m解得:vb1=m