2019年高考物理一輪復(fù)習 全真精準模擬 第07周 第二練(大題特訓(xùn))(含解析).docx
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2019年高考物理一輪復(fù)習 全真精準模擬 第07周 第二練(大題特訓(xùn))(含解析).docx
第七周 第二練24(14分)如圖所示,兩光滑平行金屬導(dǎo)軌abcd、dcba,aa之間接一阻值為R的定值電阻,dd之間處于斷開狀態(tài),abba部分為處于水平面內(nèi),且ab=bb=ba=aa=L,bcdbcd部分為處于傾角為的斜面內(nèi),bc=cd=dd=dc=cb=bb=L。abba區(qū)域存在一豎直向下的磁場B1,其大小隨時間的變化規(guī)律為B1=kt(k為大于零的常數(shù));cddc區(qū)域存在一垂直于斜面向上的大小恒為B2的磁場。一阻值為r、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒MN垂直于導(dǎo)軌從bb處由靜止釋放。不計導(dǎo)軌的電阻,重力加速度為g。求:(1)導(dǎo)體棒MN到達cc前瞬間,電阻R上消耗的電功率;(2)導(dǎo)體棒MN從bb到達cc的過程中,通過電阻R的電荷量;(3)若導(dǎo)體棒MN到達cc立即減速,到達dd時合力恰好為零,求導(dǎo)體棒MN從cc到dd運動的時間?!敬鸢浮浚?)k2L4RR+r2(2)q=kL2R+r2Lgsin(3)t=mR+rv-v+B22L3kB2L3-mgR+rsin(式中v=2gLsin,v=B2kL3+mgR+rsinB22L2【解析】【詳解】(1)因磁場B1隨時間的變化規(guī)律為B1=kt,所以Bt=k,abba所組成回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=t=L2Bt=kL2流過電阻R的電流I=ER+r電阻R消耗的功率PR=I2R聯(lián)立以上各式求得PR=k2L4RR+r2(2)電阻R的電荷量q=ItI=I=kL2R+r根據(jù)牛頓第二定律mgsin=ma導(dǎo)體棒從MN從bb到達cc中,通過的位移L=12at2聯(lián)立解得q=kL2R+r2Lgsin(3)根據(jù)(2)問,求得導(dǎo)體棒到達cc時的速度v=2gLsin到達dd時合力為0,則B2LB2Lv-kL2R+r=mgsin解得:v=B2kL3+mgR+rsinB22L2導(dǎo)體棒MN從cc到達dd過程中,運用動量定理B2ILt-mgtsin=-mv-mv從cc到達dd過程中,流過導(dǎo)體棒MN的電荷量q=Itq=kL2R+rt-B2L2R+r聯(lián)立以上式子,求得t=mR+rv-v+B22L3kB2L3-mgR+rsin(式中v=2gLsin,v=B2kL3+mgR+rsinB22L2)25(18分)如圖1所示是某游樂場的過山車,現(xiàn)將其簡化為如圖2所示的模型:傾角=37、長L=60cm的直軌道AB與半徑R=10cm的光滑圓弧軌道BCDEF在B處平滑連接,C、F為圓軌道最低點,D點與圓心等高,E為圓軌道最高點;圓軌道在F點與水平軌道FG平滑連接整條軌道寬度不計。現(xiàn)將一質(zhì)量m=50g的滑塊(可視為質(zhì)點)從A端由靜止釋放。已知滑塊與AB段的動摩擦因數(shù)1=0.25,與FG段的動摩擦因數(shù)2=0.5,sin37=0.6,co37=0.8。(1)求滑塊到達B點時的動能E1;(2)求滑塊到達E點時對軌道FG的壓力FN;(3)若要滑塊能在水平軌道FG上停下,求FG長度的最小值x;(4)若改變釋放滑塊的位置,使滑塊第一次運動到D點時速度剛好為零,求滑塊從釋放到它第5次返回軌道AB上離B點最遠時,它在AB軌道上運動的總路程s。【答案】(1)0.12J;(2)1.7N;(3)0.48m;(4)0.73m【解析】【詳解】(1)滑塊由A點到達B點的過程中,重力做正功,摩擦力做負功,設(shè)B點速度為vB,且從A端由靜止釋放,根據(jù)動能定理可得:mgLsin-1mgLcos=12mvB2-0E1=12mvB2由代入數(shù)據(jù)可解得:E1=0.12J;(2)滑塊在BCDEF光滑圓弧軌道上做圓周運動,從B點到E點,設(shè)到達E點時速度為vE,根據(jù)動能定理可得:-mg2R=12mvE2-12mvB2且由軌道對滑塊的彈力N和重力提供向心力,則有:N+mg=mvE2R根據(jù)牛頓第三定律,軌道對滑塊的彈力N和滑塊對軌道的壓力FN是一對相互作用力,則有:FN=N由帶入數(shù)據(jù)可解得:FN=1.7N;(3)在BCDEF圓弧軌道上只有重力做功,則從B點到F點,機械能守恒,則有:EF=E1=0.12J滑塊在FG軌道上由于摩擦力的作用做勻減速運動,且最終停下,根據(jù)動能定理可得:-2mgx=0-EF由代入數(shù)據(jù)可解得:x=0.48m(4)該變釋放滑塊的位置,設(shè)此時距離B點距離為s1,此時滑塊到達D點時速度剛好為零,根據(jù)動能定理有:mgs1sin-1mgs1cos-mgR=0設(shè)從D點第一次返回到AB軌道上離B點最遠時到B點的距離為s2,根據(jù)動能定理有:mgR-1mgs2cos-mgs2sin=0設(shè)從CD軌道第二次返回到AB軌道上離B點最遠時到B點的距離為s3,根據(jù)動能定理有:mgs2sin-1mgs2cos-1mgs3cos-mgs3sin=0(10)設(shè)從CD軌道第三次返回到AB軌道上離B點最遠時到B點的距離為s4,根據(jù)動能定理有:mgs3sin-1mgs3cos-1mgs4cos-mgs4sin=0(11)設(shè)從CD軌道第四次返回到AB軌道上離B點最遠時到B點的距離為s5,根據(jù)動能定理有:mgs4sin-1mgs4cos-1mgs5cos-mgs5sin=0(12)設(shè)從CD軌道第五次返回到AB軌道上離B點最遠時到B點的距離為s6,根據(jù)動能定理有:mgs5sin-1mgs5cos-1mgs6cos-mgs6sin=0(13)滑塊從釋放到它第5次返回軌道AB上離B點最遠時,它在AB軌道上運動的總路程:s=s1+2s2+2s3+2s4+2s5+s6(14)由(10)(11)(12)(13)(14)代入數(shù)據(jù)可解得:s0.73m